JPS59158322A - 内燃機関の過給機 - Google Patents

内燃機関の過給機

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JPS59158322A
JPS59158322A JP3348683A JP3348683A JPS59158322A JP S59158322 A JPS59158322 A JP S59158322A JP 3348683 A JP3348683 A JP 3348683A JP 3348683 A JP3348683 A JP 3348683A JP S59158322 A JPS59158322 A JP S59158322A
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JP
Japan
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air
combustion engine
internal combustion
supply fan
air supply
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JP3348683A
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English (en)
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Sumio Takada
高田 澄雄
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/44Passages conducting the charge from the pump to the engine inlet, e.g. reservoirs
    • F02B33/446Passages conducting the charge from the pump to the engine inlet, e.g. reservoirs having valves for admission of atmospheric air to engine, e.g. at starting

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (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】 この発明は、自動車等に装備される内燃機関の過給機に
関するものである。
最近、自動車に排気タービン駆動過給機が装備されてい
る。この排気タービン駆動過給機は、排気ガス路に排気
タービンを配設し、排気ガスの力を利用して排気タービ
ンを回転させ、その回転によって、エンジンの吸気系路
に配設されたコンプレッサーを駆動して加圧し、高出力
を得るものである。ところが、この排気タービン駆動過
給機(以下[ターボ」と略す)は、元来が航空機や大型
タンカー等の一定の回転、一定の負荷条件において長時
間連続運転される機関に装備されていたものであり、そ
のような条件下において優れた性能を発揮する。自動車
のエンジンのように、発進。
走行、停止の繰り返しにより回転数が著しく変化するも
のには不適である。すなわち、ターボは、吸気系路にコ
ンプレッサーを配設しているため、シリンダーの負圧に
より吸入される吸気の抵抗が大きくなるとともに、排気
路中に配設される排気タービンによって排気抵抗が増大
する。この吸気系、排気系のマイナスは、エンジン回転
が300Orpm (時速で80〜1ooKn1/h)
以上ニなッテ始めてターボの効果がそのマイナスを」二
回ゎるようになるため打ち消される。しかしながら、通
常の走行ではそのような高速でエンジンを回転させるこ
とはないため、マイナスの方が太きく、シたがって、タ
ーボを装備することにより、逆に、出方低下、燃費低下
を招いている。
この発明は、通常走行時でも高速走行時でも出力および
燃費アップを実現しうる内燃機関の過給機を提供するこ
とを目的とするもので、電動機により駆動される給気フ
ァンとダクトを備え、内燃機関用の空気を給気ファンか
らダクトを介して内燃機関に供給する内燃機関の過給機
であって、給気7アンのケーシングに吐出筒部が形成さ
れ、この吐出筒部に、ダクトの一方の開口が吐出筒部の
外周面に対して一定の空隙を保持した状態で嵌着され、
内燃機関の回転に対して給気ファンからの供給空気量が
過剰のときにはその過剰空気を上言己空隙より逃がし、
内燃機関の回転に対して給気ファンからの供給空気量が
不足するときにはその不足分の空気を内燃機関の吸引力
によって上記空隙から吸引しうるようにしたことをその
特徴とするものである。
すなわち、この発明の過給機は、これまでのターボとは
全く異なり、自動車等のバッテリーによって給気ファン
を駆動して極く低圧の空気を内燃機関に供給し、内燃機
関のシリンダー負圧と給気ファンによる送風とにより、
エンジンに、燃料を完全燃焼させうるに足る空気(圧力
は低い)を送り込むようにし、がっ給気ファンからの供
給空気量(給気ファン+シリンダー負圧による送風量)
が内燃機関の回転につり合わなくなったときに、給気フ
ァンのケーシングの吐出部とダクト開口との間の空隙を
通じて空気の吸排を行いつり合いを保つようにするもの
である。このように、この発明の過給機は、ターボとは
全く異なり、シリンダー内負圧による吸引空気だけでは
燃料を完全燃焼させる空気量に足りないという事実に鑑
み、その不足分の空気を、電動給気77ンによって極く
低圧の空気を供給することにより補うようにするもので
あり、それによって驚くべき効果が得られるようになる
のである。すなわち、この過給機の装備前と装備後とで
は、出力が大幅に異なり、また燃費も30〜40%異な
るようになる。そのうえ、装備前には、排気が黒煙状で
あったものが、装備直後には薄紫色になってすぐに透明
になるのであり、公害防止の点でも驚異的な効果が得ら
れるようになるのである。特にこのような効果は、給気
ファンから高圧の空気を送るよりも低圧の空気を送る方
が大きいのであり、ターボが過給圧を高める程効果が向
とすることと対比すると著しい相違をなしている。この
相違は、内燃機関に対する負担の差となって現われる。
しかも、この発明の過給機は、電動機により給気ファン
を駆動しているため、内燃機関が低速回転時でも効率よ
く給気がなされ、従来のターボのように低速回転時には
排気タービンの出力不足によってコンプレッサーが機能
せずその羽根が反って吸気の障害になるという現象が生
じない。すなわち、この発明の過給機は低速走行時にお
いても前記のような優れた効果が得られるのでありこの
点もターボと著しく相違する。さらに、この発明の過給
機は、給気ファンからの供給空気量が内燃機関の回転に
つり合わなくなった時には、前記のように、給気ファン
のケーシングの吐出部とダクト開口との間の空隙を通し
て空気の吸排を行って自動的につり合いを保つため、低
速時における過剰空気現象(ノッキング等を生じる)や
高速時における空気欠乏現象(過給機装備の効果が生じ
ない)が全く生じず、低速から高速まで幅広い範囲で効
果を発揮しうるのである。
つぎに、この発明を一実施例にもとづいて説明する。
第1図はこの発明を自動車のガソリンエンジン用過給機
に応用した実施例の全体斜視ヌ1、第2図はその要部の
拡大分解斜視図、第3図は同じくその取付状態図である
。これらの図において、1は給気ファンであり、ケーシ
ング2内の円柱状取付台3から植立しているボルト4に
、電動機内蔵羽根車5の中心穴を嵌合しビス6締めする
ことによ多構成されている。この給気ファン1は、ねじ
部7によ如自動車のエンジンルーム内に着脱自在に装着
される。8は給気ファン1の吸気口9を覆う金網で、ビ
ス10により取り付は固定される。11はケーシング2
の下部に設けられた吐出筒部で、吸気口9より吸い込ま
れた空気を吐出する。この場合、円柱状取付台3は、羽
根車5の回転によりケーシング2内に吸い込まれた空気
がその外周に活ってまわり円滑に吐出筒部11に到達す
るようガイド作用をする。上記吐出筒部11の外周面に
・は、その吐出筒部11よりも大径の狭幅円筒12がス
ペーサ13を介して固着されており、この狭幅円筒12
に、一端14が大径になっているダクト15の一端の開
口が嵌着される。このダクト15の他端16は自動車の
エアクリーナー(第3図参照)17の吸気口18に嵌着
される。そして、吐出筒部11の外周面と狭幅円筒12
の内周面との間の空隙(第2図参照)19が、ダクトの
空気の吸排気口となる。この場合、吐出筒部11の直径
と、ダクト15の小径部15aとの直径が同じに設定さ
れていて吐出筒部11から吐出される空気が拡散しない
でそのitの状態でダクト15内を進むようになってい
る。、そして、ダクト15の大径端部14と小径部15
aとの接続部15bがテーパー面に形成されているとと
もに、狭幅円筒12のダクト側の端縁が吐出筒部11の
先端よりも突出した状態になっていて、ダクト15の嵌
着時には、その狭幅円筒12のダクト側端縁が上記テー
パー面15bに当接して入シ止めし、吐出筒部11の先
端がテーパー面15bに密着して吸排気口19を閉塞し
ないようになっている。その結果、ダクト15からの吸
排気が円滑に行われるようになる。なお、上記羽根車5
は、点火プラグの発火数等によってエンジンの回転数を
検出し、その回転数に応じて始動を制御する制御器(図
示していない)によって制御されており、エンジン回転
数700rPm近傍で始動し定速回転(27oorpm
)するようになっている。しかし、この発明の過給機は
、過剰空気が排除されるようになっているため、羽根車
5を工でもよい。
この発明の過給機は、以上のように構成されており、自
動車の始動時には、制御器によって羽根車5が停止状態
となっていてエンジンへはシリンダー内負圧による空気
のみが流れ、過剰空気の導入が防止される。エンジン回
転数が700rpfflを超えると、羽根車5が回転し
エアクリーナー17に給気7アン1から極く低圧の空気
がシリンダー内負圧による吸入空気に加えて送られる。
このようにしてエンジンには、シリンダー内負圧と給気
ファン1の送風とにより、燃料を完全燃焼させうるに足
る量の空気が供給される。回転数力(700rPmを少
し超えたばかシのところでは、必要空気量力(まだ少な
いため過剰空気現象が生じ力(ちである力(、そのよう
なときには、第4図に示すよう1こ、給気ファン1から
の送風が吸排気口19から外部へ逃げる(エアクリーナ
ー17およびダクト15内番こ空気が充満しているため
)ため、過剰空気番こよる弊害を排除しうる。この場合
、吸排気口19iこおいて、ダクト15の大径端部14
と小径部15aとの間がテーパー面に形成されているた
め、空気力(円滑に外部へ流出する。そして、回転数が
それよりも上昇すると、給気7アン1からの送風(ま第
5図のように流れる。さらに、回転数が上昇して給気フ
ァン1からの送風だけでは供給空気量力(不足するよう
になると、エンジンの高速回転におけるシリンダー内負
圧によって、空気が第6図書こ示すように吸排気口19
からダクト15内に吸引されるようになるため、この吸
入空気によって空気の不足分が補充されるようになシ、
高速時における空気欠乏現象の発生が防止されるように
なる。この場合、前記のように吐出筒部11の直径とダ
クト15の小径部15aの直径とが同じに設定されてい
て、吐出筒部11から吐出される空気が拡散しないでそ
のitの流速を保ってダクト15内を進み(外気吸引作
用を発揮する)、かつダクト15の大径端部14と小径
部15aとの間が流入抵抗の少ないテーパー面15bに
形成されているため空気が円滑にダク)15内に吸入さ
れる。
このように、この過給機によれは、電動給気ファン1に
より極く低圧の空気を、シリンダー内負圧による吸入空
気に加えて送るため、エンジンに、燃料を完全燃焼に足
るだけの量の空気が供給されるようになって混合気が理
論空燃比1:15に近くなり、それによって燃焼効率が
著しく向とし、シリンダー内に送り込−まれる燃料の9
6係以上が燃焼され(通常のレシプロエンジンの場合5
5〜65%位しか燃焼していない)るようになる。その
結果、出力が大幅に向上するとともに燃料消費箭が著し
くよくなり、しかも排気が極めてりIJ−ンになるとい
う画期的な効果が得られるようになる。そのうえ、給気
ファン1による空気の供給により、この発明の過給機を
装備していないエンジンに比べ、燃料吸入の遅れや各シ
リンダーへのガソリン配分の不均一さが著しく少なくな
り、各シリンダー間における燃焼のアンバランスに起因
するエンジンの横振れや、ツインキャブレターの不均一
作動等の問題が生じなくなる。さらに、カーボン量の減
少効果も得られるようになる。特に、この過給機は、電
動機によって給気ファ/1を回転、駆動するため、低速
でも上記のような優れた効果がイ↓イられるようになる
。しかも吸排気口19により、給気ファン1からの供給
空気量がエンジンの回転につり合わなくなったときには
、自動的に吸排気が行われ、常に、エンジンに、燃料を
完全燃焼させるに足るだけの址の空気が供給されるため
、給気ファン1の回転速度をエンジンの回転数に応じて
制御しなくても全速度域において優れた効果が得られる
ようになるのである。また、この過給機は、着脱自在に
装備しうるため、点検補修を容易になしうるようになる
つぎに、電圧12■(トラックは24■)で給気ファン
1を一定回転の2700rPfnで回転駆動するように
設定したこの発明の過給機を、種々の車に装備した実験
例を示す。なお、給気ファン1の始動点はエンジン回転
数700rPmとした。
(以  下  余  白  ) 上記の表から明らかなように、この発明の過給機の装備
により、車種を問わず、かつ全ての道路において30%
以上の燃料の節約を実現しうろことがわかる。
なお、上記の実施例は、給気ファン1に電動機内蔵羽根
車5を用いているが、電動機と羽根車とが分離されてい
るものを用いてもよい。また、旧記実施例は自動車エン
ジン用の過給機について説明しているが、この発明の過
給機はそれに限らずあらゆる内燃機関に適用しうるので
ある。
この発明の内燃機関の過給機は、以上のように構成され
ているため、出力、燃料消費量および排気の向1効果を
低速から高速壕での全域にわたって奏しうるのである。
従来のターボが低速域ではむしろマイナス要因となるこ
とと対比すると、この発明の過給機が著しく優れている
ことがわかる。
しかも、この発明の過給機は、電動給気ファンにより極
く低圧の空気を送るものであり、ターボのように空気を
高度に圧縮して送るものではないため、内燃機関に大き
な負担を与えることがない。
そのうえ、給気ファンのケーシングの吐出筒部とダクト
開口との間の空隙によって、給気ファンからの供給空気
量が内燃機関の回転につり合わなくなったときには自動
的に吸排気がなされてつり合いが保たれるため、特別に
給気7アンの回転速度を内燃機関の回転数に応じて制御
する必要がないという優れた効果が得られるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の全体斜視図、第2図はそ
の要部の拡大分解斜視図、第3図はその取付状態図、第
4図ないし第6図は同じくその動作訝明図である。 ■・・・給気7アン 2・・・ケーシング 5・・・電
動機内蔵羽根車 9・・・吸気口 11・・・吐出筒部
 12・・・狭幅円筒 13・・・スペーサ 14・・
・大径端部15・・・ダクト 19・・・空隙 特許出願人   高 1)澄 雄 代理人 弁理士 西 藤 征 彦

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電動機により駆動される給気ファンとダクトを備
    え、内燃機関用の空気を給気ファンからダクトを介I、
    て内燃機関に供給する内燃機関の過給機であって、給気
    ファンのケーシングに吐出筒部が形成され、この吐出筒
    部に、ダクトの一方の開口が吐出筒部の外周面に対して
    一定の空隙を保持した状態で嵌着され、内燃機関の回転
    に対して給気ファンからの供給空気量が過剰のときには
    その過剰空気を上記空隙より逃がし、内燃機関の回転に
    対して給気ファンからの供給空気量が不足するときには
    その不足分の空気を内燃機関の吸引力に°よって上記空
    隙から吸引しうるようにしたことを特徴とする内燃機関
    の過給機。
  2. (2)給気ファンが定速回転する給気ファンであり、エ
    ンジン回転数が所定の値に達したとき電動機がスイッチ
    オンされ給気7アンが回転駆動されるようになっている
    特許請求の範囲第1項記載の内燃機関の過給機。
  3. (3)ダクトの他方の開口がエアクリーナーの吸気口に
    嵌着されており、給気ファンからの供給空気がエアクリ
    ーナーを経て内燃機関に供給されるようになっている特
    許請求の範囲第1項または第2項記載の内燃機関の過給
    機。
JP3348683A 1983-02-28 1983-02-28 内燃機関の過給機 Pending JPS59158322A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1986000959A1 (en) * 1984-07-23 1986-02-13 Mituoka, Mitinari Supercharger for internal combustion engine
JPS62122143U (ja) * 1984-12-10 1987-08-03

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57327A (en) * 1980-05-31 1982-01-05 Takada Sumio Supercharger for automobile engine
JPS5810115A (ja) * 1981-07-10 1983-01-20 Hitachi Ltd タ−ボチヤ−ジヤ

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