JPH053713Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は過給機付内燃機関の吸気通路に於ける
過給圧制御装置に関する。

＜従来の技術＞ エンジンの燃焼室に供給される吸気を加圧する
ことにより、混合気の比重量を増大させ、その充
填密度を増大させて、エンジンの出力を増大させ
ることが種々の態様で実用化されている。吸気を
加圧する手段としては、遠心式、軸流式圧縮機の
他に容積型の圧縮機も用いられている。このよう
な圧縮機を駆動するためには、排気ガスにより駆
動されるタービンを利用したり、或いはエンジン
の出力を直接利用している。

吸気を圧縮するための過給機としてベーンポン
プ等の機械式圧縮機を利用した場合には、過給機
が常時エンジンにより駆動されることとなるが、
エンジンの負荷状態によつては過給が必要でな
く、むしろエンジンの負荷を無用に増大させ、燃
費を悪化させる不都合がある。そこで、過給機の
入力軸に電磁クラツチを設け、必要に応じてクラ
ツチを遮断することにより、或いは過給機の前後
をバイパス通路で接続し、該通路を制御弁により
開閉することにより、過給が不要な時には吸気過
給機下流から過給機上流へと環流させ、過給機の
駆動に要するトルクを必要に応じて減らし、エン
ジンに対する不要な負担を軽減することが特開昭
56−167817号公報により公知となつている。

＜考案が解決しようとする問題点＞ ところが、バイパス通路を用いて過給機前後の
圧力差を小さくすることは、過給圧が不要な場合
のポンプ負荷を軽減するうえには有効であるが、
過給機に於ける断熱圧縮によつて昇温した空気を
バイパス通路に循環させると、バイパス通路に設
けられた開閉制御弁の作動に悪影響を及ぼす。そ
のうえ、スロツトル弁が開き始めた時に吸気ポー
トに流入する吸気温度が高めになる結果、空燃比
がリツチぎみとなつて特に加速の初期段階での応
答性に悪影響を及ぼす。これに加えて、昇圧した
余剰空気が吸気上流側へ還流すると、還流空気に
残存する脈動圧が過給機の吸入行程と干渉し、吸
気脈動や脈動音の増大を招く。

このような従来技術の問題点に鑑み、本考案の
主な目的は、スロツトル弁の開弁初期に於ける空
燃比の安全性を向上するべく、吸気温度を常時適
切に保つことができると共に、吸気脈動を低減す
ることができるように改善された過給機付内燃機
関の過給圧制御装置を提供することにある。

＜問題点を解決するための手段＞ このような目的は、本考案によれば、エアクリ
ーナ、サージタンク、クランク軸に実質的に直結
された過給機、インタクーラ、及びスロツトル弁
を吸気上流側から順次配置してエンジンの吸気ポ
ートに接続した吸気通路と、前記過給機の吐出側
と吸入側とを連結して過給吸気の少くとも一部を
環流させるためのバイパス通路とを有する過給機
付内燃機関の過給圧制御装置であつて、前記スロ
ツトル弁が概ね閉じられた状態にあつて開方向に
制御される開閉制御弁を前記バイパス通路に設
け、前記インタクーラと前記スロツトル弁との間
に前記バイパス通路の一端を接続すると共に、前
記吸気通路に於ける前記過給機の上流側かつ前記
サージタンクの上流側に前記バイパス通路の他端
を接続することを特徴とする過給機付内燃機関の
過給圧制御装置を提供することにより達成され
る。

＜作用＞ このようにすれば、スロツトル弁が概ね閉じら
れた状態では、過給空気はバイパス通路を環流し
てポンプ負荷を低減させる。そして環流空気はイ
ンタクーラにて冷却されるため、常時適切な温度
に保持される。しかも吸気通路中の吸気圧は常時
大気圧よりも高めに保持されるため、スロツトル
弁が急開した場合にも高い応答性を確保し得る。
これに加えて、過給空気はサージタンクの上流側
へ還流するので、吸気脈動がサージタンクの容積
にて吸収されて減衰する。

＜実施例＞ 以下に添付の図面に示された特定の実施例に基
づいて本考案の構成を詳細に説明する。

第１図に本考案に基づく過給圧制御構造を備え
た過給機付内燃機関の吸気経路全体の系統図が示
されている。

大気中に開放された開口を有するエアクリーナ
ケース１の内部には、濾紙式のフイルタエレメン
ト２が装着され、吸入される空気を清浄化してい
る。ここで清浄化された空気は、導管３よりイン
レツトチヤンバ４へと導かれ、過給機としてのベ
ーンポンプ５に吸入される。

ベーンポンプ５は、プーリ及びベルトを介しエ
ンジンのクランク軸により駆動されるロータ５ａ
及びベーン５ｂの運動により吸入空気を圧縮吐出
するものであるが、吸入流速が周期的に変動する
ため脈動音を発生する。そこでインレツトチヤン
バ４はポンプ吸入口の直前に空気溜りを郭定する
ことにより、この脈動音を低減させるサージタン
クとしての作用を行なう。

ベーンポンプ５により加圧された吸気は、吐出
側に於ても吸入側と同様に脈動音を発生するが、
アウトレツトチヤンバ６にて加圧空気を急膨張さ
せることにより、この吐出脈動を吸収している。

ベーンポンプ５により圧縮された吸気は、断熱
変化により比較的高温となり、熱膨張しているこ
とから比重量が比較的小さい。しかしながら、可
及的に大量の吸気をシリンダ内に充填しようとす
る過給機の目的に沿えば、吸気の比重量は大であ
ることが望ましく、また吸気が過度に高温である
ことは、気化器の正常動作のためにも、又機関性
能上もノツキングを発生し易くさせる等有害であ
る。そのため吐出空気の冷却を行なうインタクー
ラ７がベーンポンプ５の吐出口より下流に配設さ
れている。

このインタクーラ７は、多数の偏平なチユーブ
７２と、これらのチユーブ７２の互いに隣接する
もの同士を接続するコルゲートフイン７３とから
なるラジエータコア７０を形成する一種の熱交換
器をなしており、コア７０がエンジンルーム内の
比較的外気の流通する部分に位置するように取付
けられ、圧縮されて高温となつた吸気がチユーブ
７２を通過するに伴い、その熱が、コア７０を通
過する外気中にコルゲートフイン７３の表面より
放散されることとなる。

インタクーラ７により冷却された吸気は、次に
サージタンク８の上部より同タンク内に送り込ま
れるが、この時まだ残留している吐出脈動は、気
化器９の吸入口に発生するエンジン１３に於ける
ピストン１０の往復運動による吸入脈動と共に、
サージタンク８の容積により更に減衰される。ま
たサージタンク８には圧力調整弁としてのリリー
フ弁１１が設けられており、サージタンク８内の
圧力がリリーフ弁体１１ａを閉止させているコイ
ルばね１１ｂのばね力により設定された値以上に
上昇すると、余剰空気を逃がし、過度に過給圧が
上昇しないようにしてある。

上記のサージタンク８に於ける吸気の出入口は
垂直方向に高低差をもつて配設されており、上方
より送り込まれた吸気はタンク下方にあつて気化
器の吸入口と略直結して接続された吸気出口より
気化器９の吸入通路９ａに送気される。このよう
に吸気の出入口が上下に高低差をもつて配設され
ていることにより、気化器より吹き返しが起こつ
た際にも、燃料が重力によりサージタンク８の下
方に止まり、過給機まで燃料が到達することが避
けられる。

このようにして気化器９に圧送された吸気は、
最終的に気化器９及び吸気マニホールド１２内で
燃料と混合され、エンジン１３の吸入弁１４の運
動に応じてシリンダ上部の燃焼室１５へと送り込
まれる。当然のことながら、燃焼後のガスは、排
気弁１６及びピストン１０の運動により排気マニ
ホールド１７へと排出される。

このようにエンジンのクランクシヤフトの駆動
力により運転される過給機の場合、常時吸入空気
を圧縮する作用を行なつており、特に低負荷時に
スロツトル弁１８が閉じている時も過給が行なわ
れ、ポンプ負荷が燃費を悪化させるという不都合
がある。そこで、スロツトル弁１８と連動する制
御弁１９を有するバイパス通路２０をもつて、過
給機５をバイパスするように、サージタンク８と
導管３とを接続してある。そのようにして、スロ
ツトル弁１８が概ね閉じられたエンジンの低負荷
時にあつては、制御弁１９を開くようにし、バイ
パス通路２０によりサージタンク８と導管３とを
連通させることにより過給圧を過給機５より上流
に帰還させ、低負荷時に於けるポンプ負荷を軽減
するようにしてある。

さて、加圧されて昇温した空気をバイパス通路
２０に直接流入させると、バイパス通路２０に設
けられた制御弁１９が加熱されて劣化する虞れが
ある。そこで本考案に於いては、インタクーラ７
にて冷却した後の空気をバイパス通路２０に流入
させるものとしている。と同時に、加圧された空
気は圧力脈動を伴つているが、この脈動がベーン
ポンプ５の吸入行程と干渉すると、ポンプ効率の
低下やサージングの発生を招く。そこで本考案に
於いては、過給機の上流側に設けられた拡大容積
室としてのインレツトチヤンバ４の上流へ空気を
環流させることにより、脈動を減衰させるものと
している。

＜考案の効果＞ このように本考案によれば、スロツトル弁に連
動して作動する開閉制御弁を有するバイパス通路
の一端をインタクーラの下流側に接続することに
より、スロツトル弁が閉じている時の環流空気温
が常時適切な温度に保持される。そのため、開閉
制御弁の正常な作動や耐久性を損なう原因が除去
されると共に、空燃比の不安定化を招かずに済
む。しかも吸気通路中の吸気圧は常時大気圧より
も高めに保持されるため、スロツトル弁が急開し
た場合にも高い応答性を確保し得る。これに加え
て、バイパス通路からの余剰空気をサージタンク
としてのインレツトチヤンバの上流側に還流する
ことにより、吸気脈動及び脈動音の発生を効果的
に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に基づく過給圧制御構造を備え
るエンジンの吸気経路系統図である。 １……エアクリーナケース、２……フイルタエ
レメント、３……導管、４……インレツトチヤン
バ、５……ベーンポンプ、６……アウトレツトチ
ヤンバ、７……インタクーラ、８……サージタン
ク、９……気化器、１０……ピストン、１１……
リリーフ弁、１２……吸気マニホールド、１３…
…エンジン、１４……吸気弁、１５……燃焼室、
１６……排気弁、１７……排気マニホールド、１
８……スロツトル弁、１９……制御弁、２０……
バイパス通路、７０……コア、７２……チユー
ブ、７３……コルゲートフイン。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 エアクリーナ、サージタンク、クランク軸に実
   質的に直結された過給機、インタクーラ、及びス
   ロツトル弁を吸気上流側から順次配置してエンジ
   ンの吸気ポートに接続した吸気通路と、前記過給
   機の吐出側と吸入側とを連結して過給吸気の少く
   とも一部を環流させるためのバイパス通路とを有
   する過給機付内燃機関の過給圧制御装置であつ
   て、 前記スロツトル弁が概ね閉じられた状態にあつ
   て開方向に制御される開閉制御弁を前記バイパス
   通路に設け、 前記インタクーラと前記スロツトル弁との間に
   前記バイパス通路の一端を接続すると共に、前記
   吸気通路に於ける前記過給機の上流側かつ前記サ
   ージタンクの上流側に前記バイパス通路の他端を
   接続することを特徴とする過給機付内燃機関の過
   給圧制御装置。