JPS58104323A - 装入空気を冷却して過給内燃機関に燃焼空気を供給する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 気を供給する装置に関するもので、同装置はシリンダの
空気吸込み口に供給される空気の圧カを上昇するための
圧縮機と、圧縮機からの装入空気を冷却するための装入
空気冷却器と、圧縮機からの装入空気を装入空気冷却器
を通って直接にエンノンの空気吸込み口に供給すること
を軒す弁とによって構成している。

自動車からくる騒音は今日の社会に於て重要な環境問題
であり、従って特に人口稠密な地域に於て騒音の発散を
出来るだけ減少することが大きな関心事である．典型的
な市街地走行に於て、すなわち急速な加速、いわゆる低
温加速は持続して低速及び低出力で運転する際には、成
型式の過給ディーゼルエンジンでは特に大量の騒音を発
生する。

この騒音発散の増加は次に説明される通りである。

ディーゼルエンジンに於て、シリンダ内で空気がまず圧
縮されて圧力及び温度が上昇し、燃料がシリンダ中に噴
射される。もし混合気及び温度に関して或条件が満たさ
れると、迅速な燃焼が混合気に起こり、その結果さらに
圧力が上昇する．しかし、燃料噴射が始まった時に、も
し前記条件が満たされない一七、燃焼の開始が遅れる。

このいわゆる着火遅れは、燃焼を始めうるように温度が
上るまでは燃料が燃焼しないで噴射されることを意味す
る・着火遅れ期間中に噴射された燃料はその後実際上瞬
間的に燃焼し、その結果非常に急激な圧力上昇を伴なう
．もしディーゼルエンジンに対する典型的な圧力連鎖を
周波数解析すると、優勢な音響が起こる周波数範囲中で
圧力レベルを定めるのは正にこの圧力増加の速度である
ことを示す。

かくて噴射期間の初期部分の間の温度は騒音発散に影響
を及ぼし、更に比較的高い温度では騒音が比較的少．な
いという結果を生ずる。温度は、装入空気の圧力及び燃
焼室の周囲材料の温度によって定められる。

吸込み空気の圧力及び温度を増加せしめる公知の方法は
空気をシリンダ中に導入する前に、空気を圧縮する圧縮
機が用いられるいわゆる過給方式であり、また過給ディ
ーゼルは過給しないものよりも一般に静かであることも
周知である．過給とは、その本来の目的において出力を
増加するために開発されたものであるが、熱的及び機械
的負荷が増加することでもある．特にこの理由は、近年
、過給ディーゼルエンジンが装入空気を冷却するための
方式を備えているからである．これらの方式は、装入空
気が高いエンジン負荷に於て適当な温度が与えられるよ
うに設計されたものであるが、しかしながら、その結果
非常に低温の装入空気による１冷時加速”において、装
入空気の過冷却による騒音発生を招くものとなる。

エンジンの負荷及び速度に関係なく、装入空気温ｆをほ
ぼ一定の温度に調節する方式は公知である。公知方式は
、温度制御分流弁（Ｓ））ｕｎｔ　ｖａｌｖ・）を備え
た型式のものと、分流弁はないが、一定の温度を有する
熱伝導媒質による、例えば水／空気冷却器を備えた型式
のものとがある。勿論これらの方式は低い外部温度によ
って低い負荷に於ける装入空気の過冷却を防ぐことはで
きるが、前者の型式の方式は、制御速度がサーモスタッ
トの熱容量によって決定及び制限されるという事実のた
めに負荷の迅速な変化に十分対応しない本のであり、他
方後者の型式の方式はエンジンの冷却材を用いる時に限
定された冷却容量を有し、或は余分の水冷方式を用いる
時に複雑になるものである。

本発明の目的は、エンジンの負荷及び速度に関連し九予
定値に対し、予定期間の後に、装入空気温度を制御する
ことによって、いわゆる冷間加速の間に増加する騒音発
散を防ぐことができる、緒言に述べた型式の装置を提供
することである。

この目的は、本発明に従い、弁が装入空気圧力によって
制御される二方弁であり、それが予定の圧力より低い装
入空気圧力で装入空気冷却器を通るほぼ全ての装入空気
を導びき、また予定の圧力を越える装入空気圧力で装入
空気・冷却器を通るほぼ全ての装入空気を導びき、皺伸
は装入空気圧力に急速な変化がある時に弁の切換えを遅
ちせるための手段を備えることによって達成されるので
ある。

本発明による装置は、装入空気圧力が低く且つ全ての装
入空気が冷却器を通って導びかれる時に、低負荷に於て
シリンダ中に高温を供給するものである。負荷が急速に
変化した時、例えば“冷間加速”の間に、増加した騒音
発散を避けるように冷却の変化を制御することである。

全負荷に於ては、装入空気の冷却、は何もない。この装
置は、それが装入空気圧力によって制御され、またそれ
が小さい空気流、低い圧力を伴ない且つ外部エネルギー
の供給がなくて操作するという事実のために、負荷の変
化に対して選択的で迅速に適用されるものである。

本発明を添付図面に示した実施例に関して以下さらに詳
細に述べる。

第１図は吸込みマニホールド２及び排気マニホールド３
を備えたディーゼルエンジン１を図式的（示すものであ
る。排気マニホールドは圧縮機６を駆動するタービン５
を経てマフラ４を備えた排気パイプに接続されている。

／ｆイブ７は装入空気冷却器８を経て、吸込みマニホー
ルド２に対して圧縮機の出口に接続している。冷却器８
に平行しての分流／ダイブ９が設けられ、これは上部の
分岐ピース中に二方弁１０を有し、この弁は第２図によ
り絆しく示されている。従って圧縮機６は装入空気圧力
によって定められる弁の整定に依存して、下肥のように
、シリンダに対して、冷却器８を経て冷却された装入空
気を、パイプ′９を経て冷却されない空気を、或は両方
のルートを経て同時に、冷却された装入空気と冷却され
ない装入空気との混合気を供給することができる。

）ｆイグ７とノｆイグ９との間の分岐ピース中の弁１０
は、回転可能な軸に固着されたｒ−）１２を含み、該ｒ
−）は第２図中に実線で示された位置に於て冷却器８を
経て全ての装入空気を導びき、また該ｒ−）は鎖線で示
された位置に於て分流ノ母イブ９を経て全ての装入空気
をシリンダに導び〈。

グー）１２は歯車リム１３を有し、その歯はラック１４
上の歯と係合し、該ラックの延長部はシリンダ部分１５
と共に、ピストン１６に結合されたピストンロッドを形
成する。ピストン１６はシリンダ１７中で変位可能であ
り、該シリンダ中で円柱状のピストンロッド１５が密封
スリーブ１８を通って延びている。従ってピストン１６
がシリンダ１７中で変位されると、ラック１４と歯車リ
ム１５との間の歯車係合の効果によって示される２つの
位置の間でゲート１２が動かされる。

第２図に見られるように、ピストン１６は、通気孔２１
を有するカバー２０に対して押し付ける圧縮ばね１９に
よって左方へ負荷され、また分流弁９と、すなわち絞り
通路２３を経て圧縮機の圧力側と連絡するシリンダ室中
の空気圧力によって右方へ負荷される。室２２中が或低
王にある場合、すなわちエンジン上に低負荷が存在し、
またばねが延びた時のばね力よりも小さい装入空気圧力
から生ずるピストン上の力が存在すると、ダートは鎖線
で示し九位置をとり、従って全ての装入空気が分流、４
イブ９を経て導かれる。増加するエンジン負荷のために
装入空気圧力が増加する時は、それによってピストン上
に作用する合力も増加される。高いエンジン負荷に伴な
う或特定の比較的高い装入空気圧力に於ては、圧力は最
大ばね力より矢キく、ピストンは、ゲート１２が分流パ
イｆ９を閉めきる第２図に示された位置をとり、従って
全ての装入空気は冷却器を経て導びかれる。上述の低圧
と高圧との間の装入空気圧力に於ては、ダートが両端位
置の間の位置をとり、従って空気は両方のルートを経て
導びかれ、それによってシリンダには冷却された空気と
冷却されない空気との混合気が供給される。

上述の作用は定常状態で遅い圧力変化に適合し、従って
絞られた通路２３上の圧力平均化は達成されるのに時間
を要する。低速及び低出力に於ける運転、すなわち典型
的な市街地走行の場合の迅速な加速の間に起る迅速な圧
力変化が存在する時は、絞られた通路２３中の流れ抵抗
及び室２２の容積に依存するＰ−）の運動の遅れが生じ
る。

通路２３の絞り及び室２２の容積は、約１〜５秒である
所望の遅れを得るために望み通りに適合することができ
る。

かくして、本発明は低負荷（低温エンジン）から迅速な
加速（回転数及び負荷の増加）の間の燃料噴射の最初の
部分に於ける燃焼室中の温度上昇を達成するが、これは
装入空気圧力に対応して装入空気冷却器を／４イノヤス
することによって成し得たものである。このことは一定
の周囲温度に於て、バイパスが装入空気温度によって間
接に制御されることを意味するものである。

上述の実施例に於ては、分流弁が装入空気冷却器の前方
の分岐片中に置かれている。しかし、この方式の機能を
維持しながら、分流弁を冷却器の後方の分岐ピース中に
置くこと本できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は過給エンシン用の燃焼空気方式の図式図を示す
ものである。 第２図は第１図中の方式に於ける分流弁を通る縦断面を
示す図である。 １・・・ディーゼルエンジンＷ＆込へ＼＼曳＼％Ｎ２・
・・吸込みマニホールド ３・・・排気マニホールド　４・・・マフラ５・・・タ
ービン　　　　　６・・・圧縮機７・・す々イｆ　　　
　　　８・・・冷却器、＋ ９・・・分流ノ９イブ　　　　１０・・・二方弁１１・
・・軸　　　　　　　　１２・・・ダート１３・・・歯
車リム　　　　１４・・・ラック１５・・・ピストンロ
ッド　１６・・・ピストン１７・・・シリンダ　　　　
１８・・・密封スリーブ１９・・・圧縮ばね　　　　２
０・・・カバー２１・・・通気孔　　　　　２２・・・
シリンダ室２３・・・絞り通路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）シリンダの空気吸込み口に供給される空気の圧力を
   上昇するため−の圧縮機と、圧縮機からの装入空気ケ冷
   却するための装入空気冷却器と、圧縮機からの装入空気
   を装入空気冷却器を通って直接にエンジンの空気吸込み
   口に供給することを許す弁とより成る、車両用内燃機関
   のシリンダに燃焼空気を供給する装置に於て、 弁（１０）が装入空気圧力によって制御される二方弁で
   、開弁は所定の圧力より低い装入空気圧力で装入空気冷
   却器（８）を通るほぼ全ての装入空気を導びき、また所
   定の圧力を越える装入空気圧力で装入空気冷却器を通る
   ほぼ全ての装入空気を導びき、皺伸は装入空気圧力に急
   速な変化がある時に弁の切換えを遅らせるための手段（
   ２３）を備えていることを特徴とする装置。 ２）弁（１０）は、装入空気冷却器（８）を経て装入空
   気をシリンダ入口に導＜ノ臂イブ（７）と、装入空気冷
   却器に平行して連結された分流／ＩＰイブ（９）との間
   で分岐ピースの１つに連結され、皺伸は、特定の圧力間
   隔以内の圧力よりも低い圧力では、分流／母イブを紅て
   シリンダにほぼ全ての装入空気を導びき、該間隔以内の
   圧力では装入空気を装入空気冷却器及び分流パイプの両
   方を軽で導びき、また骸間隔以内の圧力を越える圧力で
   は装入空気冷却器を経てほぼ全ての装入空気を導びくよ
   うに、配置されていることを特徴とする特許時求の範囲
   第１項に記載の装置。 ３）弁はグー）（１２）を有し、開弁は咳ゲートに結合
   された作動部材（１６）を含む空気量（２２）より成る
   空気操作手段（１６，１７）によって操作され、また該
   ｒ−トは圧縮機（６）とシリンダの空気入口との間の連
   絡を分流パイプ（９）を経て遮断する位置に向う、装入
   空気圧力　□に依存する力によって負荷され、また該ｆ
   −）は反対方向に於てばね力によって負荷され、皺伸の
   切換えを遅らせるための前記手段は圧縮機と空気室との
   間の絞り通路（２３）によって形成されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項に記載の装置。 ４）ｒ−ト（１２）はピストン−シリンダ装置（１６，
   １７）によって操作され、そのピストン（１６）は、該
   ダートが圧縮機（６）とエンジン空気吸込み口（２）と
   の間の連絡を装入空気冷却器（８）を経て遮断する位置
   に向ってばねで負荷され、該ばねの反対側上の前記ピス
   トンシリンダ＊（２２）は圧縮機の圧力側と連絡されて
   おり、従って装入空気圧力に依存するシリンダ室中の圧
   力は、ダートが圧縮機とエンジン空気吸込口との間の分
   流／母イグ（９）を介した連絡を遮断する位置に向って
   ピストンを負荷し、弁の反作用を遅らせるための前記手
   段は圧縮機とシリンダ室との間の連絡部（２３）に於け
   る絞りによって形成されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第３項に記載の装置。 ５）シリンダ室中２２）は、ｒ−ト（１２）の下流で分
   流パイプ（９）と連絡する絞り通路（２３）を経て圧縮
   機（６）の圧力側と連絡していることを特徴とする特許
   請求の範囲第４項に記載の装置・６）　ピスト／（１６
   ）は、ｒ−）（１２）に結合された歳事リム（１３）上
   の歯を係合するラック（１４）として１部分が作られた
   ピストン口。 ド（１５）と連絡していることを特徴とする特許請求の
   範囲第４項又は第５項に記載の装置。