JPH0442530B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、過給機付エンジン、殊にエンジン排
気通路に生じる排気圧力により吸気を圧縮して燃
焼室に導入する形式の圧力波過給機を備えたエン
ジンに関する。

（従来技術） エンジン排気通路に生じる排気圧力を利用して
吸気を圧縮し、この圧縮された吸気を燃焼室に導
入するようにした形式の圧力波過給機は、古くか
ら提唱されているが、排気タービンを用いたター
ボ過給機に比べて低速運転時の過給効果が高い点
で最近また注目されるようになつている。この形
式の過給機は、回転軸方向に貫通する互に分離さ
れた多数の気体通路を有するロータと、該ロータ
をその回転軸まわりに回転自在に支持するケース
とからなり、ケースにはロータ端部に対向する位
置に排気導入口と排気吐出口、および吸気導入口
と吸気吐出口が形成され、吸気導入口からロータ
内の気体通路に導入された吸気は、排気導入口か
ら導入される排気の圧力により吸気吐出口に向け
て押し出されるように構成されている。このた
め、排気導入口と吸気吐出口とはロータを挟んで
ロータ軸方向に相対向する位置に形成される。こ
のような形式の圧力波過給機の一例は、実開昭55
−127839号公報に開示されている。この公開公報
に開示された過給機は、排気導入口と排気吐出口
とが同じロータ端部側に設けられ、吸気導入口と
吸気吐出口とが他方のロータ端部側に設けられ、
排気流および吸気流の各々がロータ内で流れ方向
を変える、いわゆる逆流形であるが、これらの気
体がロータを軸方向に貫通して流れるようにし
た、貫流形も知られており、その構造および作動
は雑誌「内燃機関」Vol.15、No.179、1976.6に詳
述されている。

（発明の目的） 本発明は、上述したような形式の圧力波過給機
において、減速時に排気ブレーキ効果を得ること
ができる構造を提供することを目的とする。

（発明の構成） 上記目的を達成するため、本発明は次の構成を
有する。すなわち、本発明による過給機付エンジ
ンは、圧力波過給機を備えており、その圧力波過
給機は、回転軸方向に貫通する互に分離された多
数の気体通路を有するロータと、該ロータをその
回転軸まわりに回転自在に支持するケースとから
なり、該ケースには、ロータの端部に対向する位
置に、エンジン排気口に接続される排気導入口と
排気を大気に排出する排気吐出口とがロータ回転
方向に偏位して形成され、さらに排気導入口に対
し回転軸方向反対側の位置に、エンジン吸気口に
接続される吸気吐出口が、また排気吐出口に対し
回転軸方向反対側の位置に、大気を吸入する吸気
導入口がそれぞれ形成されている。本発明におい
ては、過給機のロータを回転駆動するために電動
モーターが設けられ、この電動モーターの回転数
は、減速運転時にロータの回転数とエンジン回転
数との比、すなわちエンジン回転数に対するロー
タ回転数の比が低くなるように、制御装置により
制御される。

圧力波過給機においては、ロータの回転に伴な
つてロータ内の気体通路が排気導入口に開口した
とき、この気体通路に排気圧力が伝えられ、該気
体通路の排気通路側に圧力波を生じ、この圧力波
が音速で該通路内を伝播して通路内の吸気を圧縮
しながら他端側に達する。したがつて、排気導入
口と吸気吐出口の位置関係、ロータ内の気体通路
の長さ、ロータの回転数などを適当に定めること
により、気体通路内を伝播する圧力波を吸気導入
口に伝えることができ、過給効果が得られる。こ
れに対し、気体通路内における排気の流れは圧力
波より遅れて通路内を進むので、排気流が気体通
路の他端に達する前に該気体通路が気体吐出口か
ら遮断されればエンジン吸気に排気はほとんど混
入しない。

一般に、この種過給機においては、ロータはエ
ンジン回転数に応じてその回転数が増減するよう
に制御されるのであるが、本発明においては、減
速時にロータ回転数を、エンジン回転数との比が
小さくなるように制御する。この回転数制御によ
り、減速時にはロータの気体通路内の圧力が高ま
り、その結果としてエンジン排気口の背圧が高く
なるため、排気ブレーキ効果を得ることができ
る。

（発明の効果） 本発明においては、圧力波過給機のロータを電
動モーターにより駆動し、該電動モーターの回転
数を、ロータの回転数とエンジン回転数との比が
減速運転時に低くなるように制御装置により制御
しているので、減速運転時にエンジン排気口の背
圧を高めて排気ブレーキ効果を得ることができ、
しかもそのために特に面倒な機構を設けたりする
必要がない。また、ロータをエンジンクランク軸
により駆動するばあいに比し、過給機の取付位置
に制約がなく、部品配置上の融通性が大きくな
る。

（実施例の説明） 基本構成 第１図は本発明をデイーゼルエンジンに適用し
た例を示すものであり、エンジン１はシリンダ２
と該シリンダ２の上端部に取付けられたシリンダ
ヘツド３を有し、シリンダ２内にはピストン４が
往復運動自在に配置されて、シリンダ２内に燃焼
室１２を形成する。シリンダヘツド３には吸気口
５および排気口６が形成され、これら吸気口５お
よび排気口６にはそれぞれ吸気弁７および排気弁
８が配置されている。さらに、吸気口５は過給通
路９に、排気口６は排気通路１０にそれぞれ接続
されている。過給通路９と排気通路１０との間に
は圧力波過給機１１が設けられる。

過給機１１は、第２図ａに示すケース１４と、
第２図ｂに示すロータ１５からなり、ロータ１５
はケース１４内に回転自在に配置されている。第
２図ｂに示すように、ロータ１５は、軸方向に貫
通する互に分離された多数の気体通路１６を有す
る。ケース１４は、ロータ１５の両端に対向する
端壁１４ａ，１４ｂとを有し、一方の端壁１４ａ
には排気導入口１７と排気吐出口１８が形成さ
れ、他方の端壁１４ｂには吸気導入口１９と吸気
吐出口２０が形成されている。第１図に示すよう
に、ケース１４の排気導入口１７には排気通路１
０が接続され、吸気吐出口２０には過給通路９が
接続されている。さらに、ケース１４の排気吐出
口１８には排出通路２１が接続され、吸気導入口
１９には吸気通路２２が接続されている。

ロータ１５には駆動軸２３が固定され、この駆
動軸２３はロータ１５の一端から軸方向外方に延
びている。駆動軸２３は、軸受２４，２５により
吸気ハウジング２６に回転支持され、その一端で
ロータ１５を片持支持する。駆動軸２３の他端
は、電磁クラツチ２７を介して電動モーター２８
の出力軸に結合されている。モーター２８の回転
を制御するために制御回路２９が設けられてい
る。この制御回路２９は、エンジン回転数センサ
３０の出力を入力とし、エンジン回転数に比例す
る出力を発生する。たとえば電動モーター２８が
パルスモーターであれば、制御回路２９はエンジ
ン回転数の増加に比例してパルス数が増加するパ
ルス出力を発生する。制御回路２９の出力は補正
回路３１に入力され、補正回路３１の出力がモー
ター２８の駆動に使用される。補正回路３１は、
エンジン回転数センサ３０の出力とエンジン制御
部材の作動量たとえばアクセルペダル踏み込み量
センサ３２の出力とから減速状態を判別する減速
判定回路３３の信号を受け、減速時に制御回路２
９の出力を補正し、モーター２８の回転数を低下
させる。

作 動 エンジン１が始動され、クラツチ２７が接続さ
れると、モーター２８は補正回路３１からの出力
により回転させられて、ロータ１５を駆動する。
エンジン吸気は吸気通路２２から吸気導入口１９
を経てロータ１５内の気体通路１６に入り、該通
路１６が吸気吐出口２０に開口したときに、過給
通路９に吐出されて吸気口５から燃焼室１２に導
入される。一方、排気口６から排出される排気
は、排気通路１０を通つて排気導入口１７からロ
ータ１５内の気体通路１６に入り、該通路１６が
排気吐出口１８に開口したとき排出通路２１に吐
出される。ケース１４では、排気導入口１７と吸
気吐出口２０が軸方向相対向する位置に配置され
ているので、気体通路１６の一端が排気導入口１
７に開口したとき、該通路１６内に発生する圧力
波は通路１６内を伝播し、該通路１６内の吸気を
圧縮しながら吸気吐出口２０に達し、過給状態で
吸気を通路９に吐出する。

第３図は、ロータ１５の通路１６内における吸
気と排気の流れを模式的に示すものである。図に
おいて、ロータ１５は説明の便宜上展開して示さ
れ、通路１６はロータ１５の回転に伴なつて上か
ら下に矢印Ａで示す方向に動くものとする。第４
図の上端付近の通路１６ａは吸気で充満された状
態で移動して来ており、この通路１６ａの位置で
は、通路両端が閉塞されているため、内部の吸気
は静止状態である。続く通路１６ｂでは一端が排
気導入口１７に開口しており、排気による圧力波
が図に３３で示すように発生する。このとき、排
気は通路１６ｂの一端に３４で示すように流入し
ている。ロータ１５の回転方向に位相の進んだ通
路１６ｃ，１６ｄでは圧力波が３３ａ，３３ｂで
示すように伝播し、排気の流れも３４ａ，３４ｂ
で示すように通路に沿つて進んでいるが、この時
点では通路の他端は閉じられており、該端部付近
の吸気は静止している。さらに、通路１６ｅでは
該通路の端部が吸気吐出口２０に開口しており、
この時点では圧力波が吸気吐出口２０に達してお
り、吸気は過給状態で通路９に吐出される。続く
通路１６ｆ，１６ｇ，１６ｈでは、吸気の吐出が
継続して行なわれ、排気は該通路内を吸気の流出
方向に流動する。通路１６ｉは、排気導入口１７
から遮断され、該導入口１７側の端部に排気の静
止部３４ｃが生じる。通路１６ｊは、吸気吐出口
２０からも遮断されており、吸気および排気は静
止状態になる。通路１６ｋでは、該通路の一端が
排気吐出口１８に開口し該端部に排気の膨脹部３
５が発生し、この膨脹部は位相の進みにしたがつ
て図に示すように通路内で拡がつていく。通路１
６ｌでは他端側が吸気導入口１９に開口し、大気
圧の空気が通路に流入して、膨脹した排気を排出
路２１に押し出す。

減速判定回路３３が減速状態を検出すると、こ
の回路３３の出力が補正回路３１に与えられ、制
御回路２９の出力を補正して、電動モーター２８
の回転数を低下させる。したがつて、ロータ１５
の回転数とエンジン回転数との比が小さくなり、
一つの気体通路１６についてみれば、一端側から
排気が入り始めてから他端が過給通路９開口する
までの時間が通常運転のばあいより長くなる。し
たがつて、ロータ１５内における排気の圧力が高
くなり、排気通路１０内の圧力も高まる。その結
果、エンジン排気ポート６における背圧が高ま
り、排気ブレーキ効果を生ずる。

なお、上述の実施例は、逆流形であるが、本発
明は貫流形にも問題なく適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す過給機付エン
ジンの概略図、第２図ａおよびｂは過給機のケー
スおよびロータをそれぞれ示す斜視図、第３図は
過給機の作用を示すロータの展開図である。 １……エンジン、９……過給通路、１０……排
気通路、１１……過給機、１４……ケース、１５
……ロータ、１６……気体通路、１７……排気導
入口、１８……排気吐出口、１９……吸気導入
口、２０……吸気吐出口、２８……電動モータ
ー、２９……制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 回転軸方向に貫通する互に分離された多数の
   気体通路を有するロータと、前記ロータをその回
   転軸まわりに回転自在に支持するケースとからな
   り、前記ケースには、前記ロータの端部に対向す
   る位置に、エンジン排気口に接続される排気導入
   口と排気を大気に排出する排気吐出口とがロータ
   回転方向に偏位して形成され、さらに前記排気導
   入口に対し回転軸方向反対側の位置に、エンジン
   吸気口に接続される吸気吐出口が、また前記排気
   吐出口に対し回転軸方向反対側の位置に、大気を
   吸入する吸気導入口がそれぞれ形成された形式の
   圧力波過給機を備えた過給機付エンジンにおい
   て、前記ロータを回転駆動するための電動モータ
   ーと、エンジン回転数に対する前記ロータの回転
   数の比が減速時に低くなるように前記電動モータ
   を制御する制御装置とが設けられたことを特徴と
   する過給機付エンジン。