JPH10299499A - 内燃機関の給気付加装置 - Google Patents

内燃機関の給気付加装置

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JPH10299499A
JPH10299499A JP9106302A JP10630297A JPH10299499A JP H10299499 A JPH10299499 A JP H10299499A JP 9106302 A JP9106302 A JP 9106302A JP 10630297 A JP10630297 A JP 10630297A JP H10299499 A JPH10299499 A JP H10299499A
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JP
Japan
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
air supply
load operation
supercharger
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Pending
Application number
JP9106302A
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English (en)
Inventor
Fumio Iwabuchi
文雄 岩渕
Toshiyuki Oketani
敏行 桶谷
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Niigata Engineering Co Ltd
Original Assignee
Niigata Engineering Co Ltd
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Publication date
Application filed by Niigata Engineering Co Ltd filed Critical Niigata Engineering Co Ltd
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Publication of JPH10299499A publication Critical patent/JPH10299499A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Supercharger (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過給機を備えた内燃機関の無負荷運転及び低
負荷運転におけるオーバラップ時の給排気を良好にす
る。 【解決手段】 過給機3を備えた内燃機関1の給気側に
関し給気付加装置5を設ける。給気付加装置5は、内燃
機関1の出力軸6の反出力端6aに対し、弾性継手7、
クラッチ8、駆動伝達手段9を介した給気付加手段10
を備えて構成されている。この給気付加手段10は内燃
機関1の給気側に接続されている。給気付加手段10の
給気側への接続位置は、A.給気サイレンサ4〜過給機
3、B.過給機3、C.過給機3〜内燃機関1がある。
そして内燃機関1の無負荷運転時及び低負荷運転時にク
ラッチ8を接続すれば、出力軸6の出力が給気付加手段
10に伝達され、圧縮空気が内燃機関1の給気側に付加
されるので、内燃機関1の給気圧力が上昇し、オーバラ
ップ時の給排気が良好となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、過給機を備えた内
燃機関の給気側に設けられる給気付加装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】過給機を備えた内燃機関では、排気エネ
ルギーを利用して給気圧力を高め、正規の量以上の空気
をエンジンに供給して機関の出力を上げている。ところ
で、この種の内燃機関では、排気工程から吸入工程にな
る際、排気弁が閉じる前であってピストン上死点より前
に吸入弁を開き、続いてピストン上死点後に排気弁を閉
じることにより吸気弁及び排気弁が共に開くオーバラッ
プを行って、多量の混合気を吸入するようにするととも
に、吸入した空気により燃焼室廻りを冷やすようにして
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術では、内燃機関における無負荷運転及び低
負荷運転の際に、排気エネルギーが少なくなって過給機
による給気圧力の上昇がほとんど無い。このため、無負
荷運転時及び低負荷運転時には、排気圧力が給気圧力よ
りも高くなって給気弁及び排気弁のオーバラップ時に給
気側への排気の吹き返しが生じ、吸気弁及び吸気ポート
に排気ガスによる汚損が進行し、機関の性能劣化に至る
という問題があった。
【0004】具体的には、吸気ポートにおける潤滑油に
カーボンが付着し、吸気ポートの一部が閉塞され、高負
荷運転時に吸入気の流量不足を起こすこととなる。ま
た、この際、排気色が不良となるという問題もある。
【0005】ゆえに、長時間にわたる無負荷運転及び低
負荷運転は、上記の問題を悪化させる要因となってい
た。
【0006】そこで本発明は、上記課題を解消するため
に、内燃機関の無負荷運転及び低負荷運転におけるオー
バラップ時に給排気を良好にすることができる給気付加
装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明による内燃機関の給気付加装置は、過給機を備え
た内燃機関の無負荷運転時及び低負荷運転時に、該内燃
機関の給気側に圧縮空気を付加する給気付加手段を備え
たことを特徴としている。
【0008】前記給気付加手段は前記内燃機関の出力軸
の出力を以て駆動されることを特徴としている。
【0009】前記給気付加手段は別途駆動手段を以て駆
動されることを特徴としている。
【0010】前記給気付加手段は前記内燃機関とは別の
他系統で用いられている圧縮機であることを特徴として
いる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して具体的に説明する。図1は本発明による内燃
機関の給気付加装置の実施の形態を示す構成図である。
【0012】図1に示すように、内燃機関1の給気管2
には過給機3が備えられている。また過給機3における
コンプレッサーの空気吸入口側には給気サイレンサ4が
設けられている。
【0013】このように過給機3を備えた内燃機関1に
おける給気側に関し、給気付加装置5が設けられてい
る。給気付加装置5として、内燃機関1の出力軸6にお
ける反出力端6aには、弾性継手7が設けられている。
さらに、弾性継手7には、クラッチ8を介して駆動伝達
手段9が設けられている。この駆動伝達手段9は、ベル
ト式、ギヤ式などがあり(図1ではベルト式)、内燃機
関1の給気側に設けた給気付加手段10に対し、前記出
力軸6の出力を伝達するように適宜構成されている。
【0014】給気付加手段10は圧縮空気を送るもので
あり、圧縮機としてピストン式、遠心式、ルーツ式など
がある。給気付加手段10から給気側への接続位置は、
A.給気サイレンサ4〜過給機3、B.過給機3、C.
過給機3〜内燃機関1が考えられる。(なお、図1では
Aの位置を示す。)
【0015】Aの場合、給気サイレンサ4側への圧縮空
気の逆流を考慮し、この逆流を防止するルーバ等の逆止
機構を給気サイレンサ4側に設けるとよい。また、Bの
場合、A又はCの場合に比べて高圧の圧縮空気を過給機
3のコンプレッサーに対して送ることとなる。
【0016】上記給気付加装置5の作動は、内燃機関1
の無負荷運転時及び低負荷運転時においてクラッチ8を
接続することにより行い、内燃機関1の出力軸6の出力
が駆動伝達手段9を介して給気付加手段10に伝達され
る。そして、給気付加手段10による圧縮空気が内燃機
関1の給気側に付加される。高負荷運転時には、クラッ
チ8を断ち給気付加手段10による圧縮空気の付加を中
止する。
【0017】なお、内燃機関1の無負荷運転及び低負荷
運転、あるいは高負荷運転に関しては、機関負荷などで
検知され、これによってクラッチ8の断続をすればよ
い。また、給気付加手段10が過給機3に配置された場
合(B)においては、圧縮空気がタービンブロア翼にぶ
つけられてタービン翼を回すように作用する。
【0018】このように、内燃機関1の無負荷運転時及
び低負荷運転時において、給気側に圧縮空気を付加する
ことにより給気圧力が上昇することとなる。
【0019】したがって、このように構成された内燃機
関1の給気付加装置5では、給気側に対し圧縮空気を付
加するようにしたことにより、無負荷運転時及び低負荷
運転時において、給気圧力を上昇させるので、吸気弁及
び排気弁が同時に開くオーバラップ期間時に給気圧力を
排気圧力よりも高くし、給気側への排気の吹き返しを防
止する。また、吹き返しの改善及び給気量の増加に伴い
排気色も改善される。
【0020】また、上記給気付加装置5では、内燃機関
1の出力軸6の出力を用いて給気付加手段10を駆動す
るように構成されていることにより、給気付加装置5の
作動時において機関負荷が増加するので給気圧力がより
一層上昇することとなる。
【0021】ところで、上述した内燃機関1の給気付加
装置5では、内燃機関1の出力軸6の出力を用いて給気
付加手段10を駆動するように構成されているが、この
給気付加手段10を駆動するための別の実施の形態とし
て、図2を参照して説明する。図2は本発明による内燃
機関の給気付加装置の別の実施の形態を示す構成図であ
る。
【0022】別の実施の形態では、給気付加手段10を
駆動するために駆動手段としてのモータ11を備えてい
る。モータ11の回転軸11aには、駆動伝達手段9が
設けられている。この駆動伝達手段9は、ベルト式、ギ
ヤ式などがあり(図2ではベルト式)、内燃機関1の給
気側に設けた給気付加手段10に対し、モータ11の回
転軸11aの回転を伝達するように適宜構成されてい
る。
【0023】給気付加手段10は上述の実施の形態と同
様に圧縮空気を送るものであり、圧縮機としてピストン
式、遠心式、ルーツ式などがある。また、給気付加手段
10から給気側への接続位置も同様に、A.給気サイレ
ンサ4〜過給機3、B.過給機3、C.過給機3〜内燃
機関1が考えられる。(なお、図2ではAの位置を示
す。)
【0024】Aの場合、給気サイレンサ4側への圧縮空
気の逆流を考慮し、この逆流を防止するルーバ等の逆止
機構を給気サイレンサ4側に設けるとよい。また、Bの
場合、A又はCの場合に比べて高圧の圧縮空気を過給機
3のコンプレッサーに対して送ることとなる。
【0025】この給気付加装置5の作動は、内燃機関1
の無負荷運転時及び低負荷運転時においてモータ11を
駆動させることにより行い、モータ11の回転軸11a
の回転が駆動伝達手段9を介して給気付加手段10に伝
達される。そして、給気付加手段10による圧縮空気が
内燃機関1の給気側に付加される。高負荷運転時には、
モータ11を停止させて給気付加手段10による圧縮空
気の付加を中止する。
【0026】なお、内燃機関1の無負荷運転及び低負荷
運転、あるいは高負荷運転に関しては、機関負荷などで
検知され、これによってモータ11のオン/オフ制御あ
るいは回転制御をすればよい。また、給気付加手段10
が過給機3に配置された場合(B)においては、圧縮空
気がタービンブロア翼にぶつけられてタービン翼を回す
ように作用する。
【0027】このように、内燃機関1の無負荷運転時及
び低負荷運転時において、給気側に圧縮空気を付加する
ことにより給気圧力が上昇することとなる。
【0028】したがって、別の実施の形態における内燃
機関1の給気付加装置5であっても、無負荷運転時及び
低負荷運転時において、給気側に対し圧縮空気を付加し
て給気圧力を上昇させるので、吸気弁及び排気弁が同時
に開くオーバラップ期間時に給気圧力を排気圧力よりも
高くし、給気側への排気の吹き返しを防止する。また、
吹き返しの改善及び給気量の増加に伴い排気色も改善さ
れる。
【0029】なお、上述した実施の形態、別の実施の形
態では内燃機関に対して設けられた給気付加手段10を
以て圧縮空気を内燃機関1の給気側に付加しているが、
他に給気付加手段10として内燃機関以外の他系統で用
いられている圧縮機などからの圧縮空気を利用してもよ
い。
【0030】ここで、給気付加装置5を備えていない従
来と、給気付加装置5を備えた本発明との比較結果を詳
述する。また、内燃機関1としては、あるディーゼル機
関を例とする。
【0031】まず、無負荷運転時(900rpm/0ps )に
おけるオーバラップ時の給排気脈動波を検証する。従来
では、図3(a)で示すように、オーバラップ時の給気
圧力は略0.05Kgf/cm2であって排気圧力よりも低
く、本発明では、図3(b)で示すように、オーバラッ
プ時に給気圧力が略0.15 Kgf/cm2となって排気圧力
よりも高くなっている。これにより給気側への排気の吹
き返しが改善されていることが分かる。
【0032】次に、無負荷運転(900 rpm/0ps)を所
定期間(20 h)行った際の点検評価を検証する。図4
で示すように、排気濃度に関しては、従来で0.9 BOS
CHであったものが、本発明では0.7 BOSCHとなってい
る。また、図5で示すように、給気ポートに付着した燃
焼残滓付着量に関しては、従来で1.67 g/cly・20h
であったものが、本発明では1.25 g/cly・20hとな
っている。これにより、排気濃度が改善されて燃焼残滓
付着量が減少し、燃料の燃焼状態及び排気状態が良好で
あることが分かる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明による内燃機
関の給気付加装置は、過給機を備えた内燃機関の所定運
転時(無負荷運転時及び低負荷運転時)に、内燃機関の
給気側に圧縮空気を付加する給気付加手段を備えてい
る。これにより、無負荷運転時及び低負荷運転時におい
て、給気圧力が上昇されて、吸気弁及び排気弁が同時に
開くオーバラップ期間時には給気圧力が排気圧力よりも
高なり、給気側への排気の吹き返しを防止することがで
きる。したがって、給排気が良好に行われ、長時間にわ
たる無負荷運転及び低負荷運転が可能となる。また、吹
き返しの改善及び給気量の増加に伴い排気色も良好とな
る。
【0034】また、給気付加手段が内燃機関の出力軸の
出力を以て駆動される構成の場合、給気付加装置の作動
時において機関負荷が増加するので、給気圧力をより一
層上昇させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による内燃機関の給気付加装置の実施の
形態を示す構成図。
【図2】本発明による内燃機関の給気付加装置の別の実
施の形態を示す構成図。
【図3】(a)は、従来の所定運転時のオーバラップ時
における給排気脈動派を示す図。(b)は、本発明の所
定運転時のオーバラップ時における給排気脈動派を示す
図。
【図4】本発明と従来との排気濃度の対比図。
【図5】本発明と従来との燃焼残滓付着量の対比図。
【符号の説明】
1…内燃機関、2…給気管、3…過給機、4…給気サイ
レンサ、5…給気負荷装置、6…出力軸、6a…反出力
軸、7…弾性継手、8…クラッチ、9…駆動伝達手段、
10…給気付加手段、11…モータ(駆動手段)、11
a…回転軸。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 過給機を備えた内燃機関の無負荷運転時
    及び低負荷運転時に、該内燃機関の給気側に圧縮空気を
    付加する給気付加手段を備えたことを特徴とする内燃機
    関の給気付加装置。
  2. 【請求項2】 前記給気付加手段は前記内燃機関の出力
    軸の出力を以て駆動されることを特徴とする請求項1に
    記載の内燃機関の給気付加装置。
  3. 【請求項3】 前記給気付加手段は別途駆動手段を以て
    駆動されることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関
    の給気付加装置。
  4. 【請求項4】 前記給気付加手段は前記内燃機関とは別
    の他系統で用いられている圧縮機であることを特徴とす
    る請求項1に記載の内燃機関の給気付加装置。
JP9106302A 1997-04-23 1997-04-23 内燃機関の給気付加装置 Pending JPH10299499A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011169291A (ja) * 2010-02-22 2011-09-01 Mitsubishi Motors Corp 内燃機関の制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011169291A (ja) * 2010-02-22 2011-09-01 Mitsubishi Motors Corp 内燃機関の制御装置

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20031125