JPH0361617A - エンジンの過給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジンの過給装置に関する。特に本発明は
、吸気入り口から吸気吐出口に至る間に吸気が圧縮され
る、いわゆる内部圧縮のあるエンジンの過給装置に関す
る。

〔従来技術〕

内燃式のエンジンに使用される過給装置には種々の形式
がある。このうち、スクリュー式のような内部圧縮のあ
る過給装置は、容積効率を高めることができ、かつ全体
の断熱効率を向上できる可能性を持つ点で注目されてい
る。この内部圧縮のある形式の過給装置を使用する場合
、エンジンの低負荷または部分負荷運転状態では過給装
置の内部圧縮のためにポンプ損失を生じるので、このポ
ンプ損失を軽減することが必要である。

通常は、電磁クラッチを介して過給装置を駆動手段に連
結し、過給を必要としないエンジン運転状態でこの電磁
クラッチを遮断して、過給装置の駆動を断っている。し
かし、この種の過給装置は駆動抵抗が大きく、かつ過給
装置が非駆動状態で空転し難いため、電磁クラッチの遮
断状態から接続状態に移行するときの、クラッチ接続に
よるショックが大きくなる。このショックを防止するた
めに、過給が必要でない低負荷運転状態でも比較的低回
転領域でクラッチの接続を行なわねばならなくなる。し
たがって、過給を必要としないエンジンの運転状態での
過給装置の内部圧縮を無くすか、あるいは大幅に軽減す
ることが望ましい。過給装置の内部圧縮が無くなるか、
あるいは大幅に軽減されると、過給装置が非駆動状態で
空転できるようになり、クラッチ接続時に駆動側の回転
数と過給装置の回転数との間に著しい差が生じなくなり
、クラッチ接続によるショックが軽減でき、したがって
低負荷運転状態でクラッチを接続する回転数を高めるこ
とができる、という利点も得られる。

特開昭６３−１７０５２４号公報には、スクリュー式過
給機をターボ式過給機と併用する形式の過給装置におい
て、部分負荷運転時にスクリュー式過給機の有効ストロ
ークを減少させてポンプ損失の軽減をはかることが提案
されている。すなわち、この公知の過給装置では、スク
リュー式過給機に軸方向に摺動する弁を設け、この弁を
移動させることにより吸気入り口側を開放して過給機の
有効ストロークを減少させるように構成されている。

この公知のスクリュー過給機は、エンジンの低負荷また
は部分負荷運転時のポンプ損失の軽減にはある程度の効
果が期待できるが、内部圧縮は依然として残り、この内
部圧縮された吸気が低圧の吸気吐出口に吐出されるため
、吸気騒音が発生しこの騒音が吸気管から外部に洩れ出
るという問題がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、内部圧縮を有するエンジンの過給装置におい
て、低負荷または部分負荷運転状態での内部圧縮を軽減
し、かつ吸気騒音の発生を防止することを解決すべき課
題とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため、本発明においては、内部圧縮
がある形式の過給装置の圧縮室を、吸気吐出口に開口す
る前に圧力が低い圧縮室に連通させる。すなわち、最も
広い概念では、本発明によるエンジンの過給装置は、吸
気入り口と吸気吐出口とを有し該吸気入り口から吸気吐
出口に至る間に吸気が圧縮される、いわゆる内部圧縮の
ある形式であって、吸気入り口と吸気吐出口との間の内
部圧縮領域で吸気吐出口に通じる前の圧縮室を、それよ
り圧力が低い他の室に連通させるための連通路と、この
連通路をエンジンの運転状態に応じて開閉する弁装置を
設けたことを特徴とする。本発明の一態様においては、
連通路を吸気吐出口に連通させる連通孔を設け、この連
通孔を弁装置により連通路とともに開閉する。

さらに本発明の他の態様においては、エンジンの過給装
置は、吸気入り口と吸気吐出口とを有するハウジングと
、このハウジング内に配置され吸気入り口と吸気吐出口
との間に複数の圧縮室を形成するロータとを備え、該ロ
ータの回転に伴って圧縮室が吸気入り口から吸気吐出口
に向けて移動し、この移動の過程で内部圧縮が進むよう
にように構成される。そして、この形式の過給装置にお
いて、ハウジングに、吸気吐出口に連通ずる前の圧縮室
とこの圧縮室より圧力が低い圧縮室とを連通させる連通
路を形成し、連通路をエンジンの運転状態に応じて開閉
する弁装置を設ける。本発明のさらに限定された態様に
おいては、エンジンの過給装置は、軸方向一端部に吸気
入り口を有し軸方向他端部に吸気吐出口を有するハウジ
ングと、ねじ溝を有し前記ハウジング内に配置された雌
ロータと、この雌ロータのねじ溝に噛み合うねじ突条を
有しハウジング内に配置された雄ロータとからなり、両
ロータのねじ溝およびねじ突条とハウジングとの間に、
互いに隣接する複数の圧縮室が形成され、ロータの回転
に伴ってこの圧縮室が吸気入り口に連通ずる位置から吸
気吐出口に連通ずる位置に向けて移動し、この移動の過
程で内部圧縮が進むようにように構成される。そして、
この形式の過給装置において、ハウジングの吸気吐出口
に隣接する側の端面に、吸気吐出口に連通ずる前の圧縮
室とこの圧縮室より圧力が低い圧縮室とを連通させる連
通路を形成し、この連通路をエンジンの運転状態に応じ
て開閉するための弁装置を設ける。

〔作用〕

本発明においては、内部圧縮のあるエンジン過給装置に
おいて、吸気入り口と吸気吐出口との間の内部圧縮領域
で、吸気吐出口に通じる前の圧縮室を、それより圧力が
低い他の室に連通させる連通路が設けられる。過給を必
要としないエンジンの運転状態では、この連通路が弁装
置により開かれる。したがって、内部圧縮により圧力が
上昇した過給装置内の空気は、同じ過給装置内で圧力が
低い室に吐出される。この高圧側かび低圧側への空気の
吐出は過給装置内で行われるので、高圧空気の吐出によ
り発生する騒音が吸気管を伝わって外部に洩れる恐れは
なくなる。その結果、過給装置内で圧縮された空気が吸
気管に吐出される場合に比較して騒音を低下させること
ができる。

また、この連通路を吸気吐出口に連通させる連通孔を設
けると、弁装置が開いた状態で、圧縮された空気の一部
が吸気吐出口に向けて吐出されることになるが、この場
合も吸気吐出口に向けて吐出される空気の量は比較的少
ないので、吸気騒音の問題はない。この連通路は、過給
装置のハウジング、特にハウジングの端面に形成するこ
とにより、弁装置の閉状態での圧縮洩れ等の問題を伴わ
ない内部圧縮抜きのための構成が得られる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例によるエンジ
ンの過給装置を示すものである。過給装置１は、ハウジ
ング２内に配置された一対のロータ３．４を有する。ロ
ータ３は、らせん状に形成されたねじ溝３ａを有する雌
ロータであり、ロータ４はらせん状に形成されたねじ突
条４ａを有する雄ロータである。これらロータ３．４は
、ハウジング２内に互いに平行に配置され、第３図に示
すように雌ロータ３のねじ溝３ａに雄ロータ４のねじ突
条４ａが噛み合っている。ハウジング２はセンターハウ
ジング２ａと、該センターハウジング２ａの両端に取り
付けられた端部ハウジング２ｂ、２ｃとからなる。

第３図に示すように、ロータ３．４はハウジング２との
間に複数の圧縮室２ｄを形成している。

端部ハウジング２ｂには軸方向に開口する吸気入り口５
が形成されている。端部ハウジング２Ｃには軸受は板６
が取り付けられ、該軸受は板６には端板７が取り付けら
れている。ロータ３．４は、その軸３ｂ、４ｂが、一方
では軸受け８により端部ハウジング２ｂに回転自在に支
持され、他方では端部ハウジング２ｃ上のスリーブ軸受
け９ａ、９ｂおよび軸受は板６上の軸受けｌＯにより回
転自在に支持されている。軸受は板６の外側で、ロータ
３．４の軸３ｂ、４ｂには互いに噛み合う歯車３ｃ、４
ｃが設けられている。端板７には軸受け１３１２を介し
て軸１３がロータ３の軸３ｂと同軸に支持されている。

軸１３上にはプーリ１４が配置され、このプーリ１４は
軸１３上に設けられた電磁クラッチ１５により、切り離
し可能に軸１３に結合される。軸１３には歯車１６が設
けられ、この歯車１６はロータ４の軸４ｂに設けた歯車
１７と噛み合う。センターハウジング２ａには、端部ハ
ウジング２Ｃ側の端部に吸気吐出口１８が形成されてい
る。

第４図は、第１図ないし第３図に示す過給装置の使用状
態を示すもので、吸気入り口５が上流側吸気通路１９に
、吸気吐出口１８が下流側吸気通路２０に、それぞれ接
続される。上流側吸気通路１９には、上流側の端からエ
アクリーナ２１エアフローメータ２２およびスロットル
弁２３が配置されている。下流側吸気通路２０はインタ
ークーラー２４を有し、下流側の端にはサージタンク２
５が形成されている。

エンジン２６は、シリンダボア２７ａを有するシリンダ
ブロック２７と、該シリンダブロック２７の上端に取り
付けられるシリンダヘッド２８とを有し、シリンダポア
２７ａ内にはピストン２９が摺動自在に配置される。サ
ージタンク２５は分岐吸気路３０によりエンジン２６の
シリンダヘッド内に形成された燃焼室３１に接続される
。

ピストン２９に接続される連接棒３２はクランク軸３３
に連結され、このクランク軸３３に取り付けられたプー
リ３４が、ベルト３５を介して過給装置１の軸１３に設
けたプーリ１４に連結されている。この構造により、電
磁クラッチ１５が接続状態にあるとき、過給装置１のロ
ータ３．４はエンジン２６のクランク軸３３により回転
駆動される。ロータ３．４、が駆動されると、その回転
に伴い、ハウジング２内に形成される圧縮室２ｄは周方
向に移動し、次第に容積が減少して内部圧縮を生じる。

第２図および第３図に影線で示す領域３６が過給空気の
吐出領域で、この吐出領域３６が吸気吐出口１８に連通
ずる。したがって、通・常の過給運転状態では、吸気入
り口５から過給装置ｌ内に吸入された空気は、吐出領域
３６に至るまでの間に圧縮され、吐出領域３６で吸気吐
出口１８から吸気通路２０に吐出される。

エンジン２６の無負荷運転時あるいは低負荷運転時には
電磁クラッチ１５が断たれ、過給装置ｌのロータ３．４
が自由回転状態となる。この運転状態での過給装置ｌの
内部圧縮を軽減し、過給装置１の駆動抵抗を低下させる
ための手段が設けられる。この手段は、端部ハウジング
２Ｃに形成した連通路３７と該連通路３７を開閉するた
めのタペット弁３８からなる。第３図に示すように、連
通路３７は吐出領域３６より上流側の２つの圧縮室２ｄ
を互いに連通させる位置に形成される。この連通させら
れる２つの圧縮室２ｄのうち、進み側にある圧縮室２ｄ
が吐出領域３６に入る直前まで連通が継続するように、
連通路３７を形成することが望ましい。

第５図を参照すると、連通路３７にはロータ３に面する
側に弁座３７ａが形成され、弁３８は端部ハウジング２
ｃの外側から弁座３７ａに押し当てられるように配置さ
れる。ばね３９が弁３８を閉位置に付勢しており、弁３
８を開放位置に駆動するためにソレノイド４０が設けら
れる。このソレノイド４０と電磁クラッチ１５を制御す
るために、第４図に示すように制御装置４１が設けられ
る。この制御装置４１の作用により、ソレノイド４０は
、電磁クラッチ１５が遮断される時に同時に励磁され、
弁３８を駆動して連通路３７を開放する。

連通路３７が開放されると、連通される２つの圧縮室２
ｄのうち、進み側の圧縮室２ｄ内の圧縮された空気が遅
れ側の圧縮室２ｄに流出する。したがって、進み側の圧
縮室２ｄ内の圧力が低下し内部圧縮が軽減される。この
とき、進み側の圧縮室２ｄから遅れ側の圧縮室２ｄに向
かう空気流により空気音が発生するが、この音は過給装
置１内に封じ込められて、外部に騒音として洩れ出るこ
とはない。

再び第４図を参照すると、上流側吸気通路１９のスロッ
トル弁２３より下流側と下流側吸気通路２０のインター
クーラー２４より下流側とを結ぶバイパス通路４２が形
成されている。このバイパス通路４２にはバイパス弁４
３が配置され、バイパス弁４３を作動させるために負圧
アクチュエータ４４が設けられる。負圧アクチュエータ
４４はスロットル弁２３の下流側の圧力により作動し、
この圧力が低下したときバイパス弁４３を開く。

バイパス弁４３は、スロットル弁２３が閉じた低負荷運
転状態で閉じられ、この状態では過給装置１の電磁クラ
ッチ１５は遮断状態にある。したがって、過給装置ｌは
非作動状態にあり、吸気の一部はこの過給装置１を通過
して該過給装置１を空転させる。吸気の残部はバイパス
通路４２を通り上流側吸気通路１９から下流側吸気通路
２０に流れる。

第６図は本発明の他の実施例を示すもので、センターハ
ウジング２ａには連通路３７を下流側吸気通路２０に連
通させるための連通孔４５が形成されている。この連通
孔４５は弁３８によりとじられる。その他の構成は前実
施例と同一である。

この実施例では、弁３８が開かれたとき、進み側の圧縮
室２ｄ内の空気は、遅れ側の圧縮室２ｄと下流側吸気通
路２０の両方に放出される。

〔効果〕

以上述べたように、本発明においては、過給を必要とし
ないエンジンの運転状態で、内部圧縮のある過給装置の
圧縮室が吸気吐出口に連通する前に、それより圧力が低
い圧縮室に連通させられるので、過給装置内の内部圧縮
が軽減させられる。

そして、このとき、圧力が高い方の圧縮室の空気が過給
装置内で圧力が低い圧縮室に放出されるので、その放出
に伴い発生する空気音は外部に騒音として洩れ出ること
がなく、騒音を防止できる。

さらに、この連通路および該連通路を開閉するための弁
装置をハウジングの端面に設けることにより、小さなス
ペースにコンパクトに配置することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すスクリュー式過給装置
の斜視図、第２図は本発明の過給装置の縦断面図、第３
図は横断面図、第４図は本発明の過給装置を装備したエ
ンジン吸気系の概略図、第５図は本発明の過給装置に設
けた連通路および弁装置の構成の一例を示す拡大断面図
、第６図は本発明の過給装置の他の実施例を示す部分断
面図である。 ｌ・・・・過給装置、２・・・・ハウジング、３・・・
・雌ロータ、３ａ・・・・ねじ溝、４・・・・雄ロータ
、４ａ・・・・ねじ突条、５・・・・吸気入り口、１８
・・・・吸気吐出口、３７・・・・連通路、３８・・・
・弁、４０・・・・ソレノイド 第１図 ５ ０

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気入り口と吸気吐出口とを有し、前記吸気入り
   口から吸気吐出口に至る間に吸気が圧縮される内部圧縮
   のあるエンジンの過給装置において、前記吸気入り口と
   前記吸気吐出口との間の内部圧縮領域で吸気吐出口に通
   じる前の圧縮室を、それより圧力が低い他の室に連通さ
   せる連通路と、前記連通路をエンジンの運転状態に応じ
   て開閉する弁装置を設けたことを特徴とするエンジンの
   過給装置。
2. （２）請求項１に記載したエンジンの過給装置において
   、前記連通路を前記吸気吐出口に連通させる連通孔が設
   けられ、前記連通孔は前記弁装置により前記連通路とと
   もに開閉されるようになったエンジン過給装置。
3. （３）吸気入り口と吸気吐出口とを有するハウジングと
   、前記ハウジング内に配置され前記吸気入り口と前記吸
   気吐出口との間に複数の圧縮室を形成するロータとを備
   え、前記ロータの回転に伴って前記圧縮室が前記吸気入
   り口から前記吸気吐出口に向けて移動し、この移動の過
   程で内部圧縮が進むようにように構成された内部圧縮を
   有するエンジンの過給装置において、前記ハウジングに
   、前記吸気吐出口に連通する前の前記圧縮室とこの圧縮
   室より圧力が低い圧縮室とを連通させる連通路が形成さ
   れ、前記連通路をエンジンの運転状態に応じて開閉する
   弁装置が設けられたことを特徴とするエンジンの過給装
   置。
4. （４）軸方向一端部に吸気入り口を有し軸方向他端部に
   吸気吐出口を有するハウジングと、ねじ溝を有し前記ハ
   ウジング内に配置された雌ロータと、前記雌ロータの前
   記ねじ溝に噛み合うねじ突条を有し前記ハウジング内に
   配置された雄ロータとからなり、前記両ロータの前記ね
   じ溝および前記ねじ突条と前記ハウジングとの間に、互
   いに隣接する複数の圧縮室が形成され、前記ロータの回
   転に伴って前記圧縮室が前記吸気入り口に連通する位置
   から前記吸気吐出口に連通する位置に向けて移動し、こ
   の移動の過程で内部圧縮が進むようにように構成された
   内部圧縮を有するエンジンの過給装置において、前記ハ
   ウジングの前記吸気吐出口に隣接する側の端面に、前記
   吸気吐出口に連通する前の前記圧縮室とこの圧縮室より
   圧力が低い圧縮室とを連通させる連通路が形成され、前
   記連通路をエンジンの運転状態に応じて開閉する弁装置
   が設けられたことを特徴とするエンジンの過給装置。