JPS5844217A - 過給機付エンジン - 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】 本発明は、過給機付エンジンに関し、特に新気を自然吸
入させる主吸気系と、過給気を供給する補助吸気系とを
備えた過給機付エンジンに関するものである。

従来より、過給機付エンジンとして、エンジンの単一の
吸気系にターボ過給機を備えて、エンジンに吸気を過給
することによりエンジンの出力性能を向上させるように
したものは知られている。

しかし、このターボ過給方式では、排気流により回転す
るタービンによってブロアを駆動し、該ブロアにより吸
気過給を行うものであるため、エンジンの低回転域では
排気流の減少により過給不足が生じ、出力性能の向上を
十分に図れ得ないとともに、応答性が悪いという問題が
あった。

そのため、従来、例えば特開昭５５−１３７３１４号公
報に開示されているように、エンジンの吸気系本主吸気
系と補助吸気系とにより構成するとともに、上記補助吸
気系に過給機を設け、エンジンの設定負荷以下では上記
主吸気系から新気を供給する一方、エンジンの設定負荷
以上では主吸気系からの新気に加えて少なくとも圧縮行
程において上記補助吸気系から過給気を供給するように
して、エンジンによって駆動される過給機により、エン
ジンの低回転域においても過給不足を生じることなく、
応答性良く吸気過給を行い得るようにしたいわゆる部分
過給方式のものが提案されている。

しかるに、このような部分過給方式のものでは、過給機
の過給圧はエンジンに損傷を与えない程度に最大の出力
を発揮するよう高い設定圧に設定されている関係上、特
に高回転高負荷時には過給機の過給圧の上昇による過給
気の温度上昇、さらにはベーンポンプよりなる過給機に
詔いては摺動摩擦熱の増大により、過給機自体の発熱量
が増大して、過給機が高温度となり、その結果、過給機
が破損するという問題がある。

そこで、本発明は斯かる点に鑑み、上記のような部分過
給方式の過給機付エンジンにおいて、過給機の温度を検
出する温度センサと、該温度当ンサの出力を受け、温度
が所定値以上のとき過給機下流の圧力を低下させる圧力
制御装置とを備えることにより、過給機の温度上昇時、
過給圧を低下させて、過給気の温度低下および過給機内
の吸気のスムーズな流れによる摩擦熱の冷却作用により
過給機自体の発熱量を低減させるようにし、よって過給
機の破損防止化を図るようにした過給機付エンジンを提
供せんとするものである。

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図において、１はエンジンで、２はシリンダ、３は
該シリンダ２内を往復動するピストン、４はシリンダ２
とピストン３とによって画成された燃焼室、５は上記ピ
ストンａにコンロッド６を介して連結されたクランクシ
ャフトである。

また、７はエアクリーナ、８および９はそれぞれエンジ
ン１の吸気系を構成する主吸気系および補助吸気系であ
る。上記主吸気系８は、上流端がエアクリーナ７に接続
され、下流端が吸気口ＩＱａを介して燃焼室４に開口し
た主吸気通路１ｏによって構成され、該主吸気通路１０
には、アクセルペダル（図示せｆ、）　’、！一連動さ
れ、主吸気通路１゜からの吸気量を制御する主絞り弁１
１が配設され・ている。また、上記主吸気通路１０の主
絞り弁１１上流には燃料噴射弁１２が、さらに上流には
全吸入空気量を検出するメジャリングプレート型のエア
フローセンサ１３がそれぞれ配設されており、該エアフ
ローセンサ１３にはそのメジャリングプレートの回動角
度を検出するポテンションメータ１４が接続され、該ポ
テンションメータ１４の出力信号はエンジン回転数信号
Ｓと共に、上記燃料噴射弁１２の燃料噴射量を制御する
制御回路１５に入力されており、よってエンジン１の吸
入空気量およびエンジン回転数に応じた量の燃料を燃料
噴射弁１２から噴射し、主空−気通路１０を介してエン
ジン１に供給するようにした燃料噴射式の燃料供給装置
１６を構成している。

一方、上記補助吸気系９は、上流端が上記主吸気通路１
０のエアフローセンサ１３下流で燃料噴射弁１２および
主絞り弁１１上流に連通し、下流端が吸気口１７ａを介
して燃焼室４に開口した補助吸気通路１７によって構成
され、該補助吸気通路１７の途中には例えばベーンポン
プ型の過給ポンプよりなる過給機１８が配設されている
。該過給機１８は電磁クラッチ１９を介して、上記クラ
ンクシャフト５にベルト２０により伝動されたプーリ２
１が駆動連結されている。また、上記補助吸気通路１７
の過給機１８下流には、上記主絞り弁１１にリンケージ
２２を介して連結され、該主絞り弁１１が設定開度に開
かれるまでは、すなわちエンジンの設定負荷以下のとき
には閉作動したままで、主絞り弁１１が設定開度以上に
開かれると、すなわちエンジンが設定負荷以上になると
開作動する補助絞り弁２３が配設されている。さらに、
該補助絞り弁２３に対し、補助絞り弁２３の開度を検出
して上記電磁クラッチ１９を０Ｎ−ＯＦＦ作動せしめる
開度センサ２４が設けられており、よって補助絞り弁２
３の開作動時（エンジンの設定負荷以上のとき）には電
磁クラッチ１９をＯＮ作動せしめて、プーリ２１（すな
わちエンジンＤにより過給機１８を作動せしめる一方、
補助絞り弁２３の閉作動時（エンジンの設定負荷以下の
とき）には電磁クラッチ１９をＯＦＦ作動せしめて、過
給機１８の作動を停止させるように構成されている。

さらに、上記主吸気通路１０の燃焼室４への開口部（吸
気口１０ａ）には主吸気弁２５が、また上記補助吸気通
路１７の燃焼室４への開口部（吸気口１７ａ）には補助
吸気弁２６がそれぞれ配設されており、両吸気弁２５．
２６のバルブタイミングは、第３図に示すように、主吸
気弁２５の開弁終期すなわち吸気行程の後半から圧縮行
程にかけて補助吸気弁２６が一部オーバラツプして開く
ように設定されている。尚、主吸気通路１０への逆流を
防止する点からは、オーバラップさせず４ζ主吸気弁２
５の閉弁後、すなわち圧縮行程において補助吸気弁２６
を開くように設定することが好ましい。

以上により、エンジンの設定負荷以下では、主吸気系８
（主吸気通路１０）から新気としての混合気を自然吸入
によりエンジン１に供給する一方、エンジンの設定負荷
以上では、主吸気系８か゛らの新気に加えて少なくとも
圧縮行程において補助吸気系９（補助吸気通路１７）か
ら過給機１８の作動′により過給気としての加圧空気を
エンジン１に供給するようにしたいわゆる部分過給シス
テムが構成すしている。尚、２７は補助吸気弁２６のバ
ルブタイミングを制御する動弁機構、２８は一端が燃焼
室４に開口した排気通路、２９は該排気通路２８の燃焼
室４への開口部（排気口２８ａ）に配設された排気弁で
ある。また、上記補助絞り弁２３は、上述の如く過給制
御を行うとともに、補助吸気弁２６の開弁時に燃焼室４
内や吸気が補助吸気系９、特に過給機１８へ逆流するの
を阻止する逆止弁の役目も果たすため、補助吸気通路１
７のできるだけ下流に、例えば補助吸気通路１７を形成
する吸気マニホールドとエンジン１との接続部等に配置
することが好ましい。

上記構成に加えて、上記補助吸気系９には、一端が補助
吸気通路１７の過給機１８下流で補助絞り弁２３上流１
こ開口し、他端が補助吸気通路１７の過給機１８上流に
開口するバイパス通路３ｏが設けられ、該バイパス通路
３ｏにはリリーフ弁３１が介設されている。該リリーフ
弁３１は、第２図に拡大詳示するように、バイパス通路
３０に設けた弁座３０ａを開閉する弁体３２と、該弁体
３２を所定のバネ圧（リリーフ圧）で閉弁方向に付勢す
るスプリング３３と、該スプリング３３の他端部を支持
しスプリング３３の付勢方向とは反対の方向に移動可能
なスプリング支持体３４とを備えてなり、過ｉ機１８の
作動時（過給時）、過給機１８下流の補助吸気通路１７
の圧力（過給圧）が設定圧以上になると、上記弁体３２
をスプリング３３の付勢力に抗して開作動せしめて、そ
の圧力をバイパス通路３０を介して遣給機１８上流の補
助吸気通路１７に逃がし、よって上記過給圧を設定圧に
保持するようにしている。

さらに加えて、３５は上記過給機１８の温度を検出する
例えばサー竜スタよりなる温度センサ、３６は該温度セ
ンサ３５の出力を受けて上記リリーフ弁３１のリリーフ
圧を低減制御する圧力制御装置であるって、該圧力制御
装置３６は、第２図に示すように、上記リリーフ弁３１
のスプリング支持体３４のロッド部３４２をスプリング
３３の付勢方向とは反対方向、つまりスプリング３３の
設定圧を減少させる方向に吸引するソレノイド胛を備え
ており、上記温度センサ３５からの出力が基準値以上の
とき（すなわち過給機１８の温度が所定値以上のとき）
、励磁信号を出力してソレノイド３７を励磁し、スプリ
ング支持体３４を吸引することにより、スプリング３３
の設定圧、すなわちリリーフ弁３１のリリーフ圧を低減
させ、よって過給機１８下流の圧力（過給圧）を低下さ
せるように構成されている。尚、３８はソレノイド３７
の非励磁時にスプリング支持体３４を元の位置に復帰せ
しめるリターンスプリングである。

次に、上記実施例の作用について説明すれば、エンジン
が設定負荷以上の過給時には、燃焼室４内において、主
吸気通路１０から供給された新気としての混合気に対し
、補助吸気通路１７から過給気としての加圧空気が応答
性良く過給されるため、過給不足を生じることがなく、
良好な出力性能が得られる。

その際、エンジンの高回転高負荷時等、過給圧の上昇等
により過給機１８自体の発熱量が増大して過給機１８の
温度が所定値以上の高温度になると、それを温度センサ
３５が検出し、その出力信号を受けて圧力制御装置３６
が作動し、そのソレノイド３７を励磁せしめる。そのこ
とにより、バイパス通路３０に設けたリリーフ弁３１の
スプリング支持体３４が吸引されて、そのスプリング３
３の設定圧が低減され、リリーフ弁３１のリリーフ圧が
低減される。その結果、過給機１８下流の圧力（過給圧
）は低下し、この過給圧の低下により、過給気の温度が
低下するとともに、吸気が過給機１８内をスムーズに流
れて、この冷たい吸気によりベーンポンプ型の過給機１
８の摺動摩擦熱を冷却せしめることにより、過給機１８
自体の発熱量が低減してその温度が低下するので、過給
機１８の温度上昇による破損を確実に防止することがで
き、その耐久性の向上を図ることができる。

一方、エンジンが設定負荷以下の非過給時には、補助吸
気通路１７からの過給気の供給は行われず、燃焼室４内
には主吸気通路１０からの新気（混合気）のみが供給さ
れ、通常のエンジンと同様に良好なエンジン性能を確保
することができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、そ
の他種々の変形例をも包含するものである。例えば、上
記実施例では、温度センサ３５の出力を受けて過給機１
８の温度が所定値以上のとき過給機１８下流の圧力を低
下させる圧力制御装置３６として、バイパス通路３０に
設けたリリーフ弁３１のリリーフ圧をソレノイド３７に
より倒−０ＦＦ　的に低減制御するようにしたが、過給
機１８の温度に応じてリリーフ圧を反比例的に低減制御
するようにしてもよい。また、補助吸気通路１７の過給
機１８下流にリリーフ通路を追加して設け、かつ該リリ
ーフ通路に温度センサ３５の出力により開閉する開閉弁
を設けて、過給機１８の温度が所定値以上になると、開
閉弁を開いて過給圧をリリーフ通路を介してリリーフし
、該過給圧を低下させるようにしてもよい。さらに、過
給機１８の回転を低下もしくは停止するようにし′ても
よい。

また、上記実施例では、主吸気系８書こ設番する燃料供
給装置１６として燃料噴射方式のもの番こつむ）て述べ
たが、本発明は気化器方式のもの番こつし）ても適用可
能である゛。しかし、この気化器方式の場合、吸入空気
流によるベンチュリ負圧柔こより燃料を吸引する関係上
、全吸入空気が流れる主吸気通路１０の補助吸気通路１
７上流端開ロ部よりも上流の位置に気化器を設ける必要
があり、そのため、燃料が補助吸気通路１７の過給機１
８書こ゛流入して該過給機１８を汚損する嫌いがあるの
で、上Ｊ己実雄側の如き燃料噴射方式に好適である。ま
た、燃料供給装置１６は主吸気系８゛と共に補助吸気系
９にも設けてもよいのは勿論≠ある。

さらに、上記実施例では、過給機１８を、エンジン１と
同期回転するプーリ２１８こ電磁クラ′ンチ１９を介し
て連結して、過給時のみ駆動するようにしたが、過給機
１８をプーリ２１と直結して常時駆動するとともに１，
４イ／ｆス通路１１制御弁を設けることにより、非過給
特番こは制御弁の作動ζこより過給機１７３からの過給
気をノくイ／Ｎｌｌス通路を介してリリーフする一方、
過給時には過給機１８の実質的な作動によりその過給気
を補助吸気通路１７を介してエンジン１に供給するよう
にしてもよい。

さらにまた、上記実施例では、補勅絞り弁２３の開度を
検出する開度センサ２４の出力により電磁クラッチ１９
を０Ｎ−ＯＦＦ制御して過給−１８を作動側−するよう
にしたが、開度センサ２４により該補助絞り弁２３と連
動された主絞り弁１１の開度を検出して過給機１８の作
動制御を行ってもよく、また吸入空気量に応じて過給機
１８を作動制御するようにしてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、部分過給方式の
過給機付エンジンにおいて、過給機の温度が所定値以上
に上昇すると、過給圧を低下させるようにしたことによ
り、過給機の発熱量を低減せしめてその温度を低下さ讐
ることができるので、過給機の破損を確実に防止でき、
その耐久性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様を例示するもので、第１図は全
体概略構成図、第２図は要部の拡大断面図、第３図は主
吸気弁および補助吸気弁のバルブタイミングを示す説明
図である。 １・・・エンジン、４・・・燃焼室、８・・・主吸気系
、９・・・補助吸気系、１０・・・主吸気通路、１１・
・・主絞り弁、１６・・・燃料供給装置、１７・・・補
助吸気通路、１８・・・過給機、２３・・・補助絞り弁
、２５・・・主吸気弁、２６・・・補助吸気弁、３０・
・・バイパス通路、３１・・・リリーフ弁、３２・・・
弁体、３３・・・スプリング、３４・・・スプリング支
持体、３５・・・温度センサ、謁・・・圧力制御装置、
３７・・・ソレノイド。 １０７− 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの吸気系を主吸気系と補助吸気系とによ
   り構成するとともに、上記補助吸気系に過給機を設け、 エンジンの設定負荷以下では上記主吸気系から新気を供
   給する一方、エンジンの設定負荷以上では主吸気系から
   の新気に加えて少なくとも圧縮工程において上記補助吸
   気系から過給気を供給するようにした過給機付エンジン
   に一彰いて、上記過給機の温度を検出する温度センサと
   、該温度センサの出力を受け、温度が所定値以上のとき
   過給機下流の圧力を低下させる圧力制御装置とを備えた
   ことを特徴とする過給機付エンジン０