JPS58158317A - 過給機付エンジンの燃焼促進装置 - Google Patents

過給機付エンジンの燃焼促進装置

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JPS58158317A
JPS58158317A JP3998782A JP3998782A JPS58158317A JP S58158317 A JPS58158317 A JP S58158317A JP 3998782 A JP3998782 A JP 3998782A JP 3998782 A JP3998782 A JP 3998782A JP S58158317 A JPS58158317 A JP S58158317A
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JP
Japan
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engine
air
oxygen
combustion
valve
Prior art date
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Pending
Application number
JP3998782A
Other languages
English (en)
Inventor
Haruhiko Sato
佐藤 東彦
Takashige Tokushima
徳島 孝成
Yasuyuki Morita
泰之 森田
Takumi Nishida
西田 工
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Toyo Kogyo Co Ltd
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Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp, Toyo Kogyo Co Ltd filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP3998782A priority Critical patent/JPS58158317A/ja
Publication of JPS58158317A publication Critical patent/JPS58158317A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D21/00Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas
    • F02D21/06Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

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】 本発明は過給後付エンジンのが焼促進装ゴに関する。
最近、エンジンの小形軽裾化と共に燃費改善や高出力化
を目的として、エンジンに過給盤を付設し、エンジンへ
の燃焼用空気の充填率を高め、焼  l備付を向上させ
たものが実用化されている。この過組醋付エンジンにお
いては、小排気量で高出力を得ることができると共に、
大きなトルクを得ることができるが、過給機の特性上、
高回転域では充分な性能が1=らねるものの、低回転域
では充分なトルクの向上を計ることができず、エンジン
の全回転域において燃費の向トを得ることができないと
いう問題がある。
他方、空気の組成は酸素か約21%、ゾ素が約78%で
ほぼ一定であるが、この空気中の酸素濃度を増大させる
酸素濃度富化装置により、通常よりも酸素含有量の多い
空気を燃焼用空気としてエンジンに供給し、高温下で燃
焼させることが、例えば、特開昭56−50253号公
報により提案されている。この方法は過給機の付設など
物理的に燃焼用空気を増大させる手法と異なり、燃焼用
空気の組成そのものを変えることにより化学的に燃焼性
を向上させることを示唆するものではあるが、化学的手
法をエンジンに適用する一つの端緒が開かれたばかりで
あるのが現状である。
本発明は、前記問題に−みてなされたもので、過給機付
エンジンの低回転域での燃料の燃焼を化学的に促進させ
て、出力およびトルクの増大を計り、もって全体として
の燃費の向上および出力特性の向上を計ることができる
エンジンの燃焼促進装置を提供することを目的とするも
のである。
本発明に係る過給機付エンジンの燃焼促進装置は、空気
中の酸素含有比率を増大させる酸素濃度富化装置と、エ
ンジンの低回転高負荷時、該酸素濃度富化装置によって
富化された酸素リッチ空気をエンジンに供給する酸素リ
ッチ空気供給装置とからなることを特徴とするものであ
る。
以下、本発明の一実施例を示す添付の図面を参照して説
明する。
本発明に係る過給機付エンジンの燃焼促進装置をディー
ゼルエンジンに適用した例を示す第1図において、1は
ディーゼルエンジン、2は燃料噴射弁、3は吸気ボート
、4は噴射弁2に燃料を田送する郷料噴射ポンプ、10
はエアクリーナ、13は空気中の一素濃度を増大させる
酸素濃度富化装置で、エアクリーナ10と過給機27の
吸気側を連通させる吸気管11に並列接続された分岐管
123.12bに配設されている。この酸素濃度富化装
置13は、空気中の酸素のみ若しくは窒素よりも酸素の
方を多く透過させる材料、例えば、シリコンゴムから成
る酸素透過膜14を内蔵し、空気を装置内に導入する空
気導入口15と、巖素l裟度の高い空気を排出する酸素
リッチ空気取出口16と、窒素濃度の高い空気を排出す
る窒素リッチ空気排出口17とを有している。吸気管1
1と空気導入口15とを結ぶ分岐管12a1および酸素
リッチ空気取出側分岐管12bには、それぞれポンプP
1.P2が配設され、l#素リッチ空気取出口16と窒
素リッチ空気排出口17とはリリーフ弁18を有する流
路・19により接続さねている。
吸気管11と分岐管12tjとは、ノーマル空気または
酸素リッチ空気の通過面積を増減するバルブ20.21
がそれぞれ配設され、両バルブは相斤に開閉動作が反対
の関係にあって連動し、即動用モータ22により駆動さ
れる。モータ22は制御装置123により制御され、エ
ンジンの低回転筒狗何時、バルブ21を開き、その開角
度に比例して    “閉じられたバルブ20を遡って
供給されるノーマル空気に、酸素濃度富化装置13から
の酸素リッチ空気を混合させ、酸素濃度がノーマル空気
よりも高い酸素リッチ空気を燃焼用空気としてエンジン
1に供給させる。この燃焼用空気中の酸素濃度を検出す
る1冑素センサ24が過給機27の上流側に配設され、
このセンサ24の出力端子は制御製置市23に接続さね
でいる。
制御装置23は、基本的には、判別回路30゜31と、
両判別1回路に入力端子を接続されたアンド回路32ど
、モータ駆動回路33により構成さね、酸素センサ24
からの出力信号を基準信号vo3と比較する比較器35
およびその出力信号によりモータの作動量を補正する補
正回路34を備えている。判別回路30.31にはエン
ジンの(ロ)転数若しくは角速度を検出する回転センサ
28またはエンジンの負荷状態、例えは、アクセルの開
角度あるいはコントロールラック7の位置を検出する負
宥センナ25がそれぞれ接続されており、こわらは各セ
ンサ28.25からの出力信号を基準゛出出■。0.■
o2と比較し、回転数が設定値以下であるか、あるいは
負荷が設定値以上であるか否かを判別する。補正回路3
4は、二つの判別回路30.31からの出力信号により
アンド回路32が動作し、モータ駆動回路33の作用に
よりモータ22が駆動され、酸素リッチ空気供給製置を
構成するバルブ20.21が開閉し、エンジンに供給さ
れる酸素リッチ空気中の酸素濃贋が設定値から外れてい
る場合に、比較器35からの出力信号を受けて酸素濃度
を適正値に戻すようにモータ駆動回路33からの出力信
号を補正する。
前記の如く構成された燃焼促進装置を備えたエンジン1
を運転する場合、エンジンの始動と同時にポンプP1.
P2は作動し、エアクリーナ10から吸入されたノーマ
ル空気の一部がポンプP1によって酸素濃度富化装置1
3に供給さね、ポンプP2の作用により堆出口16から
取出される酸素リッチ空気と、排出口17からの窒素リ
ッチ空気とに酸素透過膜14の作用により二倍されるが
、低回転低負荷時にはバルブ21が閉、IJ IJ−フ
弁18が開となっているため、酸素リッチ空気はリリー
フ弁18を通って窒素リッチ空気と再び混合され、ノー
マル空気として大気へ放出される。従つて、エンジン1
にはバルブ20を通ってノーマル空気のみが1ル給され
る。
他方、負荷が増大すると、例えば、アクセル5の卵質が
設定着以上に増大したことが負荷センサ25によって検
出されると、判別回路31からの出力信号によってアン
ドゲート32がハイレベルの出力信号を出すためモータ
駆動回路3゛3が作動し、バルブ21を設定角変にまで
開くと同時に、バルブ20を設定角変にまで閉じ、ノー
マル空気と酸素濃度富化装置13からの酸素リッチ空気
とを混合してなる所定の酸素濃度の直い酸素リッチ空気
がエンジン1に供給される。過給機27は低(ロ)転載
ではその過給効率が悪いが、エンジン1には酸素リッチ
空気が供給されるため燃料の燃焼が促進さj1完全燃焼
し、出力、トルクが向上する。
なお、この時、モータ駆動回路33からの出力信号によ
りリリーフ弁18が閉じられ、ソレノイド9は消磁され
ているため、燃料噴射装置a4のコントロールラック7
のストロークは、はね9bによってプランジャ9aが下
方に変位しストッパ8が回動しそのラックとの当接部が
第1図の左方へ移動した分だけ増大し、従って、最大影
料噴射着も増大される。
通常ディーゼルエンジンの場合、出力は燃料1君射量に
よって増減し、その最大出力すなわち最大噴射量はスモ
ークの発生により制限を受けている。
したがって酸素リッチ空気の供給によってスモーク限界
が拡大し、その分燃料噴射量を増大させ出力を増大させ
得るものである。
エンジン1の中口転載以上になると、過給機27の過給
効果がきいてくるため、特に酸素リッチ空気を供給する
必要がなく、又燃焼用空気中の窒素濃度が低くなりすぎ
ると、燃焼温度が貰常に普くなりすぎるので、エンジン
1の回転数が設定値以上になると石1転センサ28がこ
れを検出し、その出力信号によって判別回路30からの
出力が低レベルになり、アンド回路32の出力が低レベ
ルになってモータ駆動回路33が作動し、バルブ2゜が
全開、バルブ21が全閉となると同時に、+71J−ブ
弁18が開かれるようにしである。従って、エンジン1
にはノーマル空気が供給される。また、ソレノイド9が
励磁され、ストッパ8を第1図で時計方向に回動させる
ため、コントロールラック7のストロークはもとに戻さ
れる。
なお、低回転高負荷時、エンジン1に供給される酸素リ
ッチ空気中の酸素濃度が設定通りであれば補正回路34
と関係なく前述の通り動作するが、酸素濃度が設定値か
ら外れている場合、例えば、濃すぎる場合、酸素濃度セ
ンサ24からの出力信号と基準N圧V。3 とを比較す
る比較器35の出力信号によって、モータ22の作動量
を補正し、バルブ20 、21の開角度を調整し、エン
ジンに供給される燃焼用空気中の酸素濃度が設定値にな
るように補正回路34が作動する。従って、酸素リッチ
空気供給装置は全体としてフィードバック制御を行なう
ことになる。
以上の説明から明らかなよう!(、本発明に係る過給機
付エンジンの燃焼促進装置は、過給機の過給効果が得ら
れない低回転高負荷時、燃焼用空気として酸素濃度の商
い空気をエンジンに供給し、燃料の燃焼を促進させ完全
燃焼させるため、過給機付エンジンの欠点であった低回
転域でのトルク不足をなくシ、エンジンの全運転域での
トルク向上を計ることかで身るという優ワた効果を奏す
る。
なお、前記実施例においては、低(ロ)転高負荷時から
中回転高負荷時になるまでの間、酸素濃度が一定の酸素
リッチ空気をエンジンに供給しているが、回転数が上昇
するにつれて酸素濃度が徐々に減少するようにしてもよ
い。また、前記実施例においてはディーゼルエンジンに
適用した例について説明したが、本発明はガソリンエン
ジンについても適用できることは言うまでもない。さら
に、酸素濃度富化装置としては、酸素透過膜の代りに、
天然又は合成ゼオライト等、窒素ガスを吸有し空気中の
酸素濃度を相対的に増大させる窒素吸着材料からなる装
置を使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の過給機付エンジンの燃焼促進装置の一
実施例を示す説明図、第2図はその制御装置のブロック
図である。 1・・・エンジン、2・・・燃料噴射弁、4・・・燃料
噴射△ i!、18・・・リリーフ弁、20.21・・・バルブ
、22・・・モータ、23・・・制仲装膚、25・・・
負荷センサ、27・・・過給機、28・・・回転センサ
、30.31・・・判別回路、33・・・モータ駆動回
路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 空気中の酸素含有比率を増大させる酸素濃度富化装置と
    、エンジンの低回転高負荷時、該酸素濃を特徴とする過
    給後付エンジンの燃焼促進装置。
JP3998782A 1982-03-13 1982-03-13 過給機付エンジンの燃焼促進装置 Pending JPS58158317A (ja)

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JP3998782A JPS58158317A (ja) 1982-03-13 1982-03-13 過給機付エンジンの燃焼促進装置

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JP3998782A JPS58158317A (ja) 1982-03-13 1982-03-13 過給機付エンジンの燃焼促進装置

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ID=12568289

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JP3998782A Pending JPS58158317A (ja) 1982-03-13 1982-03-13 過給機付エンジンの燃焼促進装置

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