JPH041300Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はデイーゼルエンジンの共鳴過給制御
装置に関する。

デイーゼルエンジンでは各気筒の吸気充填効率
を上げるため、共鳴過給を採用したものがある。

共鳴過給は吸気マニホールドの一部に形成した
共鳴管の気柱振動数を吸気バルブの開閉に伴つて
生じる吸気脈動数と一致させ、その共鳴作用で多
量の吸気を気筒に押し込むものである。

従来、共鳴過給装置としては例えば第１図のよ
うに構成したものがある（実開昭57−92021号公
報）。

吸気バルブの開弁時期が相互にオーバーラツプ
しない気筒＃１〜＃３と＃４〜＃６に各々合流部
７と８を介し共鳴管９と１０を接続する。

そして、合流部７と８を連通する通路１１を形
成し、この通路１１にエンジン高負荷域で閉じ、
低負荷域で開くバルブ１２を介装する。

尚、１３はイグニツシヨンポンプ１４のロード
レバーを示し、ロードレバー１３はアクセル開度
に応じてワイヤー１５を介しバルブ１２を開閉す
る。

したがつて、エンジン高負荷域ではバルブ１２
が全閉し合流部７と８の通路１１を遮断するた
め、各共鳴管９と１０の気柱振動数と吸気脈動の
振動数が一致する領域を中心として共鳴過給がな
される。

つまり、エンジン高負荷域では多量の燃料が噴
射されるが、共鳴過給により燃料の増大に見合う
吸気量が確保される。

一方、エンジン低負荷域ではバルブ１２が合流
部７と８の通路１１を開き、吸気バルブの開弁時
期のオーバーラツプする気筒群＃１〜＃３と＃４
〜＃６とを連通する。

このため、気筒群＃１〜＃３と＃４〜＃６の吸
気脈動が干渉し合い、その結果共鳴現象が得られ
なくなり、共鳴過給が停止する。

つまり、燃料噴射量の少ないエンジン低回転域
では共鳴過給を停止し、過剰吸気に伴うポンピン
グロスの増大を回避する。

尚、この場合共鳴過給は共鳴管９と１０の気柱
振動数と吸気脈動の振動数が一致する極く限られ
たエンジン回転域以外では良好な過給が図れな
い。

また、第２図のように構成し共鳴過給が良好に
なされるエンジン回転域の拡大を図つたものが提
案されている（特開昭56−115818号公報）。

この場合、吸気バルブの開弁時期のオーバ−ラ
ツプしない気筒＃１〜＃３と＃４〜＃６に各々合
流部７と８を介し接続した共鳴管９と１０を上流
側で合流する。

尚、共鳴管９と１０は気筒＃１〜＃３と＃４〜
＃６から下流側の合流部７と８を介し上流側の合
流部１６に達する気柱の振動数がエンジン低回転
域での吸気脈動の振動数と、又気筒＃１〜＃３と
＃４〜＃６から下流側の合流部７と８に至る気柱
の振動数が高回転域での吸気脈動の振動数と一致
するように形成される。

そして、下流側の合流部７と８を連通する通路
１１に、エンジン低回転域で閉じ、高回転域で開
くバルブ１２を介装する。

これによれば、バルブ１２が閉じるエンジン低
回転域では、気筒＃１〜＃３と＃４〜＃６から上
流側の合流部１６に至る共鳴管７と８の気柱部分
で、又バルブ１２ａが開く高回転域に達すると、
気筒＃１〜３＃と＃４〜＃６から下流側の合流部
７と８にかける共鳴管９と１０の気柱部分での共
鳴により、過給がなされるという効果が得られ
る。

ところで、第３図はターボ過給機のみによる過
給と、ターボ過給機の過給に共鳴過給を加えた場
合の実験データに基づく等燃費曲線比較図であ
る。

図中、点線Ａはターボ過給機のみで過給した場
合の等燃費曲線を、実線Ｂはターボ過給機の過給
に共鳴過給を加えた場合の等燃費曲線をそれぞれ
示している。

この図から明らかなように、等燃費曲線ＡとＢ
とのクロスポイントを結ぶ曲線Ｃを境として、上
方の運転領域ではターボ過給に共鳴過給を加えた
方が燃費率が良く、下方の運転領域では逆にター
ボ過給機のみによる過給の方が燃費率が良くな
る。

ただし、曲線Ｃより下方の運転領域でも低速高
負荷域になると、ターボ過給機のみによる過給の
方が燃費率が悪い。

尚、両方の等燃費曲線ＡとＢのクロスポイント
を結ぶ曲線Ｃは等ブースト圧曲線と略一致する。

この考案はこの点に着目し、ターボ過給機に加
えて共鳴過給装置を設け、その共鳴過給をエンジ
ン負荷とブースト圧とにより制御し、略全運転領
域で燃費率の向上が図れるようにしたデイーゼル
エンジンの共鳴過給制御装置の提供を目的とす
る。

以下、この考案を第４図の実施例にしたがつて
説明する。尚、第１図、第２図と同一部位につい
ては同一符号を用いる。

９と１０は共鳴管を示し、共鳴管９と１０は
各々合流部７と８を介し吸気バルブの開弁時期の
オーバーラツプしない気筒＃１〜＃３と＃４〜
＃６に接続する。

共鳴管９と１０は上流側で合流し、その合流部
１６の上流にターボ過給機１７が取付けられる。

ターボ過給機１７は合流部１６を介し各共鳴管
９と１０から気筒＃１〜＃３と＃４〜＃６へとエ
ンジン回転数に応じ過給する。

共鳴管９と１０の下流側の合流部７と８を連通
する通路１１が形成され、この通路１１に共鳴過
給を制御するバルブ１２ｂが介装される。

バルブ１２ｂは通路１１の外部で回転軸に一体
的に形成したレバー１８を介しアクチユエータ１
９に連結される。

アクチユエータ１９（例えばエアシリンダやダ
イヤフラム装置）は三方向電磁弁２０を介し車両
のエアタンク（図示せず）から圧気が導入された
時に伸び出し、バルブ１２ｂを閉じる。

一方、２１はターボ過給機１７の下流、この場
合下流側の合流部７と８のうち一方の合流部７で
のブースト圧を検出する圧力センサを、２２はイ
ンジエクシヨンポンプ１４のロードレバー１３の
開度、すなわちエンジン負荷を検出するロードセ
ンサをそれぞれ示している。

圧力センサ２１とロードセンサ２２は各々検出
値を電気的信号に変え制御回路２３に出力する。

制御回路２３は圧力センサ２１とロードセンサ
２２からの入力信号が共に設定値以上である時に
のみリレー２４に励磁電流を発する。

リレー２４はコイル２４ａに励磁電流が流れる
と接点２４ｂを閉じ、三方向電磁弁２０の駆動回
路２５を導通する。

三方向電磁弁２０は駆動回動２５が導通する
と、大気側に開放した通路２０ａを閉じると同時
に、車両のエアタンクに連通する通路２０ｂを開
き、前記のアクチユエータ１９に圧気を供給す
る。

尚、駆動回路２５がリレー２４によりOFFす
ると、三方向電磁弁２０は大気側の通路２０ａを
開くと同時に、車両のエアタンクに連通する通路
２０ｂを閉じ、アクチユエータ１９への圧気の供
給を停止し大気側に開放する。

尚、バルブ１２ｂの開閉をコントロールする制
御回路２３は圧力センサ２１からの信号と比較さ
れる設定値に第３図中の曲線Ｃに近似する等ブー
スト圧値を、他方ロードセンサ２２からの信号と
比較される設定値に曲線Ｃの下方の運転領域でタ
ーボ過給機１７のみによる過給の方が燃費率が悪
くなる上限負荷値Ｄをとる。

２６は電源である。

次に、このような構成に基づく作用を説明す
る。

圧力センサ２１とロードセンサ２２とからの信
号が共に設定値以上になると、制御回路２３がリ
レー２４に励磁電流を流し、駆動回路２５を導通
する。

これにより、三方向電磁弁２０が大気側の通路
２０ａを閉じると同時に、車両のエアタンク側の
通路２０ｂを開き、圧気をアクチユエータ１９に
供給する。

この圧気によりアクチユエータ１９が伸び出
し、レバー１８を介してバルブ１２ｂを閉じる。

このため、合流部７と８の通路１１が遮断さ
れ、吸気バルブの開閉時期がオーバーラツプする
気筒群＃１〜＃３と＃４〜＃６では、互いの吸気
脈動が干渉し合うことがなく、共鳴管９と１０に
よる共鳴に基づきターボ過給機１７の過給に加え
て共鳴過給がなされる。

一方、圧力センサ２１とロードセンサ２２から
の信号の双方、又はどちらか一方が設定値以下に
なると、制御回路２３がリレー２４への励磁電流
の供給を停止し、駆動回路２５をOFFする。

これに伴つて、三方向電磁弁２０が大気側の通
路２０ａを開くと同時に、車両のエアタンク側の
通路２０ｂを閉じ、圧気の供給を断つてアクチユ
エータ１９を大気側に開放する。

これにより、アクチユエータ１９が収縮し、レ
バー１８を介しバルブ１２ｂを開く。

このため、通路１１を介し合流部７と８が連通
し、気筒＃１〜＃３と＃４〜＃６の吸気脈動が干
渉し合う結果、共鳴過給が停止し、ターボ過給機
１７のみの過給となる。

このように、第３図中ターボ過給機１７のみの
過給の方が燃費率の良い運転領域では、バルブ１
２ｂを開き共鳴過給を停止する一方、ターボ過給
機１７の過給に共鳴過給を加えた方が燃費率の良
い領域（斜線部分）では、バルブ１２ｂを閉じ共
鳴過給を効かすようにしたので、エンジン低回転
低負荷域から高回転高負荷域に亘る全運転領域で
燃費率を良好に保つことができる。

ところで、この考案ではバルブ１２ｂの開閉が
制御回路２３を介し圧力センサ２１とロードセン
サ２２からの電気的信号に基づきコントロールさ
れるようになつているため、リンケージや第１図
のワイヤ１５等機械的手段を介しバルブ１２，１
２ａの開閉を図つていた従来の場合に比べてバル
ブ応答性の向上と構造上のコンパクト化、軽量化
が図れるという利点がある。

以上のとおりこの考案によれば、吸気バルブの
開弁時期が相互にオーバーラツプしない複数の気
筒に各々合流部を介し接続する共鳴管を互いに上
流で合流し、その合流部の上流にターボ過給機を
設けたデイーゼルエンジンにおいて、共鳴管の下
流側の合流部を互いに連通する通路を形成すると
共に、この通路を開閉し共鳴過給を制御するバル
ブを設ける一方、ターボ過給機下流のブースト圧
を検出するセンサと、エンジン負荷を検出するセ
ンサと、両センサからの電気的信号に基づき、ブ
ースト圧と負荷のうち少なくともいずれか一方が
設定値以下の時に前記バルブを開く制御回路とを
設けたので、全運転領域で最良の燃焼性が得られ
る吸気量が確保され、燃費と出力の向上が図れる
等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図は従来技術を示す共鳴過給装置
の概略構成図、第３図は実験データに基づく等燃
費曲線図、第４図はこの考案の実施例を示す共鳴
過給制御装置の概略構成図である。 ＃１〜＃６……気筒、７，８……下流側の合流
部、９，１０……共鳴管、１１……通路、１２ｂ
……バルブ、１６……上流側の合流部、１７……
ターボ過給機、２１……圧力センサ、２２……ロ
ードセンサ、２３……制御回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 吸気バルブの開弁時期が相互にオーバーラツプ
   しない気筒の吸気通路どうしを下流側合流部にて
   相互に連結した気筒群を複数有し、前記複数の気
   筒群の下流側合流部に各々接続した複数の共鳴管
   の上流部を相互に合流し、この共鳴管の上流側合
   流部よりも上流側にターボ過給機を設けたデイー
   ゼルエンジンにおいて、 前記複数の下流側合流部を互いに連通する通路
   を形成すると共に、 この通路を開閉し共鳴過給を制御するバルブを
   設ける一方、 ターボ過給機下流のブースト圧を検出するセン
   サと、 エンジン負荷を検出するセンサと、 両センサからの信号に基づき、ブースト圧と負
   荷のうちの少なくともいずれか一方が設定値以下
   のときに前記バルブを開く制御回路と、 を設けたことを特徴とするデイーゼルエンジンの
   共鳴過給制御装置。