JPS5851221A - エンジンの過給装置 - 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】 本発明は、エンジンの過給装置に関し、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
を備えたエンジンの過給装置に関するものである。

−１− 従来より、エンジンの過給装置として、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、該プロアにより吸
気過給を行うものであるため、特に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
上を十分に図り得々いとともに、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５５−１５６２２６号公
報に開示されているように、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
気系に容積型過給機を設け、上記主吸気系から新気をエ
ンジンに供給するのに加えて、所定のタイミングで（す
なわち少なくともエンジンの圧縮行程において）上記補
助吸気系から過給気をエンジンに供給するようにして、
エンジンによって駆動される容積型過給機により、エン
ジンの低回転域においても過給不足を生じるこ−２＝ 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においては、過給機
として容積型のものを使用しているため、該容積型過給
機が過給気を吐出するときと吐出しないときとで圧力変
化が生じ、過給脈動が生じる。

そのため、上記容積型過給機の過給気吐出タイミングと
エンジン側の過給タイミング（少なくともエンジンの圧
縮行程時）とが常に対応しないと、過給気がエンジンに
効率良く供給されるときとそうでないときとが生じ、エ
ンジン回転当りの過給変動が生じる。その結果、本来の
過給効果が十分に発揮され得ないという問題がある。

そこで、本発明は斯かる点に鑑み、上記のような部分過
給方式のエンジンの過給装置において、容積型過給機が
少なくともエンジンの圧縮行程において過給気を吐出す
るように上記容積型過給機の過給気吐出タイミングをエ
ンジンの作動行程に同期させるようにすることにより、
過給変動を生じることなく、過給気をエンジンに常に効
率良く−３− 供給でき、補助吸気系による過給効果を有効に発揮でき
るようにしたエンジンの過給装置を提供ぜんとするもの
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、乙は
該シリンダ２内を往復動するビス］・ン、４はシリンダ
２とピストン６とによって画成された燃焼室、５は上記
ピストン乙にコンロット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、下流端が主吸気ポート１０ａを介して燃焼室４に
開口した主吸気通路１０によって構成され、該主吸気通
路１０には、アクセルペダル（図示せず）と連動され、
主吸気通路１０からエンジン１に供給される吸気量を制
御する主絞り弁１１が配設されている。また、上記主吸
気通路１０の主絞り弁１１下流には燃料噴−４− 射弁１２が、また主絞り弁１１上流には全吸入空気量を
検出するエアフローメータ１！１がそれぞれ配設されて
おり、該エアフローメータ１６の検出信号は、上記燃料
噴射弁１２の燃料噴射量を制御する制御回路１４に入力
されており、よってエンジン１の吸入空気量に応じた量
の燃料を燃料噴射弁１２から噴射し、主吸気通路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１５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のエアフローメータ１５下流で主絞り弁１１および燃
料噴射弁１２上流に連通し、下流端が補助吸気ポー）１
６ａを介して燃焼室４に開口した補助吸気通路１６によ
って構成され、該補助吸気通路１６には例えばロータリ
ピストン型ポンプよりなる複容積型過給機１７が配設さ
れている。該複容積型過給機１７は、第１および第２吸
入口１８ａ、１８ｂと第１および第２吐出口１９ａ１１
９ｂをそれぞれ対称位置に有するトロコイド状のケーシ
ング２０内を、エンジン１によって駆動される偏心軸２
１の回転により三角形状のロータ２２が遊星回転運転し
てポンプ作用を行うものであり、上記第１吸入口１８．
ａおよび第１吐出口１９ａがそれぞれ補助吸気通路１６
の上流側および下流側に連通されている。さらに、上記
補助吸気通路１６の複容積型過給機１７下流には、上記
主絞り弁１１と連動され、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２６が配設されており、補助絞り
弁２′５が開作動するエンジンの設定負荷以上のとき、
複容積型過給機１７の第１吐出口１９ａからの過給気を
補助吸気通路１６を介してエンジン１に供給するように
している。

また、上記補助吸気糸９には、一端が補助吸気通路１６
の複容積型過給機１７下流で補助絞り弁２６上流に開口
し、他端が補助吸気通路１６の複容積型過給機１７上流
に開口して該過給機１７をバイパスするバイパス通路２
４が設けられ、該バイパス通路２４にはＩＪ　ＩＪ−フ
弁２５が介設されており、複容積型過給機１７下流の補
助吸気通路１６の圧力（過給圧）が設定圧以上に々ると
、上記リリーフ弁２５の開作動によりその圧力をバイパ
ス通路２４を介して複容積型過給機１７上流の補助吸気
通路１６に逃がして、上記過給圧を設定圧に保持するよ
うにしている。

さらに、上記主吸気ポー）１０ａには主吸気弁２６が、
また上記補助吸気ポート１６ａには補助吸気弁２７がそ
れぞれ配設されており、両吸気弁２６．２７のバルブタ
イミングは、第２図に示すように、主吸気弁２６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２７が一層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
バラップさせずに主吸気弁２・６の閉弁後、すなわち圧
縮行程において補助吸気弁２７を開くように設定するこ
とが好ましい。また、２８は燃焼室４に排気ポート２８
ａを介して開口した排気通路で、該排気ボー１−２８２
Ｌには排気弁２９が第２図に示すように所定のタイミン
グで開閉するよう配設されている。

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所定のタイ
ミング（少なくともエンジンの圧縮行程）において補助
吸気系９（補助吸気通路１６）から複容積型過給機１７
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されている
。

そして、本発明の特徴として、上記複容積型過給機１７
は、第２図に示すように、例えば４サイクルエンジンの
場合エンジン回転に対し偏心軸２１が２：３の割合で回
転して、該過給機１７の第１吐出口１９ａからの過給吐
出タイミングが補助吸気弁２７の開弁タイミング（補助
吸気ポート１６ａの開口タイミング）と同期するように
、好ましくけ常に合致するように設定されており、少な
くともエンジンの圧縮行程において上記第１吐出口１９
ａから過給気を常に対応して吐出するようになされてい
る。

さらに、上記複容積型過給機１７の第２吸入口１８ｂは
上記主吸気通路１０のエアフローメータ１６上流に連通
されている一方、第２吐出口１９ｂは排気通路２８に連
通されて、二次エア供給通路！ＩＯが構成され、複容積
型過給機１７により二次エアをその第２吐出口１９ｂか
ら第２図に示す吐出タイミングで排気通路２８に加圧供
給して、排気通路２８で排気ガス中の未燃焼成分を再燃
焼止しめて排気ガス浄化を行うようにしている。

したがって、上記実施例においては、エンジンが設定負
荷以下の非過給時には、補助吸気通路１６からの過給気
（加圧空気）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）のみが供給されるので、
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。

一方、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からの新気（混合気）に対
し、補助吸気通路１６から過給気（加圧空気）が応答性
良く過給されるので、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、複容積型過給機１７の第１吐出口１９ａからの
過給気吐出タイミングがエンジンの作動行程である補助
吸気ポート１６ａの開口タイミング（補助吸気弁２７の
開弁タイミング）と同期して、少なくともエンジンの圧
縮行程において上記第１吐出口ｊ９ａから過給気が常に
対応して吐出されるので、容積型過給機１７の過給脈動
によるエンジンの過給変動が防止され、常に舌ンジン１
に過給気が効率良く供給されることになり、よって」二
記補助吸気系９による過給効果が有効に発揮されること
になり、過給時の出力性能を一層向上させることができ
る。

また、複容積型過給機１７を使用し、上記第１吐出口１
９ａからの過給気の吐出に加えて、その第２吐出口１９
ｂから二次エアを排気通路２８に加圧供給するようにし
たので、１つの過給機により過給気と二次エアとの供給
を兼ねることができ、構造の簡略化を図ることができる
利点を有する。

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、エンジンの過給タイミングを補助吸気ポ
ート１６ａの開口タイミングで制御し、該補助吸気ポー
ト１６ａの開口タイミングに複容積型過給機１７の第１
吐出口１９ａからの過給気吐出タイミングを同期させる
ようにしたが、第２図仮想細線で示すように上記補助吸
気ポート１６ａの開口タイミングを拡大して補助吸気弁
２７のバルブリフト量を増大させる一方、上記複容積型
過給機１７の第１吐出口１９ａからの過給気吐出タイミ
ングによってエンジンの過給タイミングを決めるように
してもよい。この場合、補助吸気弁２７のバルブリフト
量の増大により過給時の過給抵抗が減少して、過給効果
をより一層向上させることができるとともに、補助吸気
弁２７が逆流防止弁としての機能だけでよく、その動弁
機構の簡略化を図ることができる。

また、上記実施例では複容積型過給機１７を用いて過給
気の供給と共に二次エアの供給をも兼ねるようにしたが
、過給気供給専用の単容積型過給機としてもよいのは勿
論である。寸だ、ロータリピストン型ポンプの他、ベー
ン型ポンプ等の各種容積型過給機を使用してよいのは言
うまでもない。

さらに、上記実施例では、主吸気系８に設ける燃料供給
装置１５として燃料噴射方式のものについて述べたが、
本発明は気化器方式のものにも適用可能である。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
負圧に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１６」−原端開口部より
も−に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１６の複容積型過給機１７に流入
して該過給機１７を汚損する嫌いがあるので、上記実施
例の如き燃料噴射方式に好適である。また、燃料供給装
置１５は主吸気系８と共に補助吸気系９にも設けてもよ
い。

さらにまた、上記実施例では、複容積型過給機１７をエ
ンジン１により常時駆動して、非過給域では過給気をリ
リーフするようにしたが、クラッチ手段を用いて過給域
でのみ容積型過給機を駆動させるようにしてもよく、駆
動損失の低減化の点で有利である。

以上説明したように、本発明によれば、部分過給方式の
エンジンの過給装置において、容積型過給機が少なくと
もエンジンの圧縮行程において過給気を吐出するように
該容積型過給機の過給気吐出タイミングをエンジンの作
動行程に同期させるようにしたので、過給域での補助吸
気系による過給効果を有効に向上させることができ、過
給時の出力性能の向上を一層図ることができるものであ
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図は各吸排気ポートの開口タイミン
グと複容積型過給機の吐出タイミングとの関係を示す説
明図である。 トエンジン、４・・燃焼室、８・・主吸気系、９・・補
助吸気系、１０・・主吸気通路、１０ａ・・主吸気ポー
ト、１５・・燃料供給装置、１６・・補助吸気通路、１
６ａ・・補助吸気ポート、１７・・複容積型過給機、１
８ａ・・第１吸入口、１９ａ・・第１吐出口、２６・・
主吸気弁、２７・・補助吸気弁。

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、上記補助吸気系に容積型過給機を
   設け、上記主吸気系から新気をエンジンに供給するのに
   加えて、所定のタイミングで上記補助吸気系から過給気
   をエンジンに供給するようにしたエンジンの過給装置に
   おいて、上記容積型過給機が少なくともエンジンの圧縮
   行程において過給気を吐出するように容積型過給機の過
   給気吐出タイミングをエンジンの作動行程に同期させる
   ようにしたことを特徴とするエンジンの過給装置。