JPH0526010B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジン吸気系に、エンジン出力軸
により機械的に駆動される容積型過給機を備えて
なる、エンジンの過給装置に関するものである。

（従来技術） エンジンの過給装置のなかには、エンジン吸気
系に装備される過給機として、エンジン出力軸に
より機械的に駆動されるいわゆるスーパチヤージ
ヤ式のものがある。このような過給装置にあつて
は、機械的に駆動される過給機として、例えばベ
ーン式等の容積型過給機が一般に用いられてお
り、従来は、この容積型過給機をエンジン出力軸
と同期して回転駆動するようにしている。

ところで、容積型過給機は、その回転に応じて
吸入、吐出の行程を繰返すため、吐出された過給
気は脈動を生じており、したがつて、この脈動を
勘案した最適なタイミングで過給気を供給するこ
とが、過給効果を高める上で重要となる。そし
て、この過給気の燃焼室への供給タイミングすな
わち過給タイミングは、過給機から燃焼室までの
通路長さが一定であれば、エンジン回転数に応じ
て変化するものである。

しかしながら従来は、前述したように、単に過
給機をエンジン出力軸と同期して回転駆動してい
るだけなので、あるエンジン回転数では過給気の
脈動に応じた適切な過給タイミングが得られて
も、他のエンジン回転数では適切な過給タイミン
グとならず、過給効果を向上させる上での一つの
問題点となつていた。すなわち、過給効果を高め
るには、過給気の脈動の圧力の最も大きい部分つ
まり最大圧力部が燃焼室へ供給された直後にその
供給停止がなされることが望ましいが、過給機を
単にエンジン回転数と同期させただけでは、上記
圧力の最も大きい部分が燃焼室へ供給されつつあ
る状態で過給気の供給が停止されてしまう場合が
どうしても生じてしまうことになる。

なお、実開昭57−109228号公報には、エンジン
出力軸から過給機への動力伝達経路に、電磁クラ
ツチを設けたものが開示されているが、これは、
スロツトルバルブの開度に応じて過給機のエンジ
ン出力軸に対する回転比を変更することにより、
スロツトルバルブ全開付近での過給効果（軸トル
ク）の滑らかな変化を得ようとしたもので、前述
のような問題点を解決しようとするものではな
い。

（発明の目的） 本発明は以上のような事情を勘案してなされた
もので、エンジン出力軸により機械的に駆動され
る容積型過給機により過給するものにおいて、過
給がなされるエンジンの全回転域に渡つて常に最
適な過給タイミングが得られるようにしたエンジ
ンの過給装置を提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明は、エンジン回転数が上昇するのに応じ
て過給気の脈動を進角させれば最適な過給タイミ
ングが得られることに着目してなされたものであ
る。

具体的には、次のような構成としてある。すな
わち、 エンジン吸気系に、エンジン出力軸により機械
的に駆動される容積型過給機を備えたエンジンに
おいて、 前記エンジン出力軸から前記過給機への動力伝
達経路に、該エンジン出力軸に対する該過給機の
回転角度位置を進角させる進角装置が設けられ、 前記進角装置は、前記過給機からの過給気が燃
焼室へ供給停止される直前に該過給気の脈動の最
大圧力部が燃焼室へ供給されるように、エンジン
回転数の上昇に伴ない前記回転角度位置を進角さ
せるようにされている、 ような構成としてある。

（実施例） 第１図において、１はエンジン本体で、該エン
ジン本体１は、実施例では、シリンダ２内におけ
るピストン３の往復動により、連接棒４を介して
エンジン出力軸としてのクランク軸５を回転駆動
する往復動型のものとされている。

前記シリンダ２とピストン３とによつて画成さ
れた燃焼室６の上部には、主吸気ポート７、排気
ポート８の他、過給ポート９が開口され、主吸気
ポート７は主吸気弁１０により、排気ポート８は
排気弁１１により、図示を略すタイミングガムを
介して、それぞれクランク軸５の回転に同期して
周知のタイミングガムで開閉されるようになつて
いる。また、過給ポート９は、過給弁１２により
開閉されるようになつており、該過給弁１２は、
タイミングガム１３によつて、クランク軸５の回
転に同期して、主吸気弁１０の閉弁時期直前より
開弁されかつ圧縮工程の途中で閉弁されるように
なつている。

前記主吸気ポート７は、主吸気通路１４を介し
てエアクリーナ１５に接続され、、該主吸気通路
１４には、上流側（エアクリーナ１５側）より順
次、主エアフローメータ１６、主スロツトルバル
ブ１７、燃料噴射弁１８が配設されている。ま
た、前記過給ポート９は、過給通路１９を介して
前記エアクリーナ１５に接続され、該過給通路１
９には、その上流側より順次、容積型（実施例で
はベーン式）の過給機２０、水冷式あるいは空冷
式のインタクーラ２１、副エアフローメータ２
２、サージタンク２３、ロータリバルブ２４、副
スロツトルバルブ２５が配設されている。上記副
スロツトルバルブ２５は、主スロツトルバルブ１
７と連動されて、該主スロツトルバルブ１７が所
定の設定開度以上の高負荷となつたときに開弁し
始めるようにされている。

前記ロータリバルブ２４は、後述するように過
給気の燃焼室６への供給開始タイミングを制御す
るもので、ハウジング２４ａと、該ハウジング２
４ａに開口された流入口２４ｂ、流出口２４ｃ
と、ハウジング２４ａ内に回転自在に嵌挿された
回転子２４ｄと、該回転子２４ｄに形成された連
通口２４ｅと、を有する。そして、回転子２４ｄ
の回転に応じて、その連通口２４ｅが、流入口２
４ｂと流出口２４ｃとの連通、遮断すなわちロー
タリバルブ２４の開閉がなされ、このロータリバ
ルブ２４の開閉に伴なつて過給通路１９が開閉さ
れる。このよなロータリバルブ２４の回転子２４
ｄは、後述するように、クランク軸５によつて回
転駆動され、かつ、該クランク軸５の回転数上昇
に伴なつてその開閉時期が進角されるものであ
る。このような過給気の供給開始タイミングを調
整するロータリバルブ２４を設けた関係上、過給
弁１２は単に過給ポート９の締切弁（過給気の供
給停止タイミング設定用の締切弁）としての作用
を行なうものとされ、そのリフト量は、過給気が
多量に流入できるように極力大きく設定されてい
る。

前記過給通路１９には、リリーフ通路２６が設
けられており、該リリーフ通路２６は、その一端
が過給機２０とインタクーラ２１との間において
過給通路１９に開口され、またその他端は、エア
クリーナ１５あるいは大気に開放されている。こ
のようなリリーフ通路２６にはリリーブバルブ２
７が接続され、これにより、過給機２０下流側の
圧力すなわち過給圧が所定の設定値以上になる
と、リリーフバルブ２７が開いて過給気をリリー
フするようになつている。

前記過給機２０は、クランク軸５により機械的
に駆動されるもので、実施例では、クランク軸５
に設けたプーリ２８、タイミングベルト等の巻掛
媒介節２９、プーリ３０を介して動力伝達が行な
われるようになつており、さらに、この巻掛媒介
節２９は、前記ロータリバルブ２４の回転子２４
ａに一体的に取付けたプーリ３１にも巻回され
て、クランク軸５により回転子２４ａが回転され
るようになつている。

前記プーリ２８とクランク軸５との間には、第
２図〜第４図に示すように、クランク軸５に対す
る過給機２０（実施例ではロータリバルブ２４の
回転子２４ａについても同じ）の回転角度位置を
進角させる進角装置３２が設けられている。この
進角装置３２について説明すると、プーリ２８は
クランク軸５に対して軸受３３を介して回転自在
に保持されている。このようなプーリ２８には、
第３図、第４図に示すように、クランク軸５を取
囲むように四角形状の保持孔３４が形成され、該
保持孔３４内には、それぞれ略Ｌ字型とされた一
対の進角部材３５が保持されている。この一対の
進角部材３５は、保持孔３４内端面に対して摺動
する摺動面３５ａを有して、それぞれ第３図、第
４図左右方向に摺動自在とされている。このよう
な一対の進角部材３５は、クランク軸５を挾んで
第２図上下方向において相対向する面にラツク３
５ｂが形成され、該ラツク３５ｂに対して、クラ
ンク軸５の外周面に形成されたピニオン部５ａが
噛合されている。さらに、一対の進角部材３５
は、クランク軸５を挾んで第３図左右方向の相対
向する部分がそれぞれウエイト部３５ｃとされて
いる。そして、一対の進角部材３５は、それぞれ
リターンスプリング３６により、そのウエイト部
３５ｃがクランク軸５（の軸心）へ接近する方向
に付勢されている。

以上のように構成された進角装置３２は、クラ
ンク軸５の回転数が低いときは、第３図に示すよ
うに、リターンスプリング３６の付勢力によつて
一対の進角部材３５のウエイト部３５ｃがクラン
ク軸５の近傍に位置し、このような状態で、クラ
ンク軸５の回転は、そのピニオン部５ａ、進角部
材３５（のラツク３５ｂ、摺動面３５ａ）を介し
て、プーリ２８に伝達され、クランク軸５とプー
リ２８とが一体回転される。そして、クランク軸
５の回転数が上昇すると、進角部材５のウエイト
部３５ｃに作用する遠心力が大きくなるので、リ
ターンスプリング３６に抗して、進角部材３５は
そのウエイト部３５ｃがクランク軸５から離れる
方向へ変位する（第４図左右方向の矢印参照）。
したがつて、この状態では、ラツク３５ｂに対す
るピニオン部５ａの噛合位置が第３図に示す状態
から変化し、第４図に示す状態では、第３図に示
す状態よりも、クランク軸５に対するプーリ２８
の回転角度位置が進角される。このようにして、
クランク軸５の回転数の上昇に伴なつて、プーリ
２８が進角され、この結果、過給機２０およびロ
ータリバルブ２４（の回転子２４ａ）が進角され
ることとなる。

第１図中３７はコントロールユニツトで、該コ
ントロールユニツト３７には、エアフローメータ
１６，２２に接続されたポテンシヨメータ等のセ
ンサ３８，３９からの吸入空気量信号S₁，S₂、エ
ンジン回転数センサ４０からのエンジン回転数信
号S₃が入力され、該コントロールユニツト３７か
らは、燃料噴射弁１８に対して出力される。勿
論、この燃料噴射弁１８に対する制御信号は燃料
噴射量に対応したもので、吸入空気量信号S₁，S₂
とエンジン回転数信号S₃とに基づいて出力される
ものである。

以上のような構成において、エンジン負荷が設
定負荷以下の低負荷時には、副スロツトルバルブ
２５が閉じられているため、過給機２０は回転さ
れていても過給は行なわれず（過給気はリリーフ
通路２６よりリリーフされる）、吸入空気は、主
吸気ポート２４からの自然吸入のみによつて燃焼
室６へ供給される。

エンジン負荷が設定負荷以上の高負荷となる
と、副スロツトルバルブ２５が開き、過給が行な
われ、この過給は、主吸気弁１０の閉弁直前から
圧縮工程の途中にかけて行なわれるいわゆる部分
過給とされる。

この過給時において、クランク軸５の回転数が
上昇するのに伴なつて、過給機２０、ロータリバ
ルブ２４のクランク軸５に対する回転角度位置が
進角される。このロータリバルブ２４の進角によ
つて、過給気の供給開始タイミングが、クランク
軸５すなわちエンジン回転数に応じて早められ、
充填効率の向上が図られる。また、過給機２０の
進角によつて、過給気の脈動が進角されることに
なり、この進角によつて常に、過給気が燃焼室へ
供給停止される直前に、過給気の最大圧力部が燃
焼室へ供給されることになる。このようにして、
エンジンの全回転域に渡つて、過給弁１２の閉弁
タイミングに合致した最適な脈動状態で過給気が
燃焼室６へ供給され、過給効果が十分高められる
ことになる。

以上実施例について説明したが、本発明はこれ
に限らず例えば次のような場合をも含むものであ
る。

実施例ではいわゆる部分過給の場合を示した
が、実施例における主吸気弁１０の開弁と同時
に過給気が燃焼室６へ供給されるいわゆる全過
給を行なうような場合にも同様に適用でき、こ
の場合は、例えば過給ポート９、これに伴なう
過給弁１２、タイミングカム１３等を設けるこ
となく、過給機２０を主吸気ポート１４に接続
するようにすることもできる。

燃料供給装置としては、燃料噴射弁１８の代
りに気化器を用いてもよい。

例えば過給機２０とプーリ３０との間に電磁
クラツチを設けて、低負荷時には該電磁クラツ
チを切つて過給機２０を停止させておくように
してもよい。

容積型の過給機としては、ベーン式の他、歯
車式等適宜のものを採用し得る。

応復動型の、エンジンに限らず、ロータリピ
ストン、エンジンにも同様に適用し得る。

ロータリバルブ２４を省略してもよい。

（発明の効果） 本発明は以上述べたことから明らかなように、
過給が行なわれる、エンジン全回転域において、
エンジン回転数に合致した最適な脈動状態で過給
気を供給することができ、この結果、上記エンジ
ン全回転域において過給効果を高めることが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体系統図。
第２図は進角装置の一例を示す側面一部断面図。
第３図、第４図は第２図の左側面断面図で、第３
図はエンジン回転数が低いときを、また第４図は
エンジン回転数が高いときを示している。。 １……エンジン本体、５……クランク軸、６…
…燃焼室、７……主吸気ポート、９……過給ポー
ト、１０……主吸気弁、１２……過給弁、１４…
…主吸気通路、１９……過給通路、２０……過給
機、３２……進角装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジン吸気系に、エンジン出力軸により機
   械的に駆動される容積型過給機を備えたエンジン
   において、 前記エンジン出力軸から前記過給機への動力伝
   達経路に、該エンジン出力軸に対する該過給機の
   回転角度位置を進角させる進角装置が設けられ、 前記進角装置は、前記過給機からの過給気が燃
   焼室へ供給停止される直前に該過給気の脈動の最
   大圧力部が燃焼室へ供給されるように、エンジン
   回転数の上昇に伴ない前記回転角度位置を進角さ
   せるようにされている、 ことを特徴とするエンジンの過給装置。