JPS594533B2 - タ−ボ過給機付エンジン - Google Patents
タ−ボ過給機付エンジンInfo
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- JPS594533B2 JPS594533B2 JP57001566A JP156682A JPS594533B2 JP S594533 B2 JPS594533 B2 JP S594533B2 JP 57001566 A JP57001566 A JP 57001566A JP 156682 A JP156682 A JP 156682A JP S594533 B2 JPS594533 B2 JP S594533B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- exhaust
- intake
- exhaust passage
- stroke
- Prior art date
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- Expired
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/02—Gas passages between engine outlet and pump drive, e.g. reservoirs
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D23/00—Controlling engines characterised by their being supercharged
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/32—Miller cycle
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ターボ過給機を備えたエンジンに関し、特に
燃焼室または副燃焼室に直接燃料を噴射するようにした
ターボ過給機付エンジンの改良に関するものである。
燃焼室または副燃焼室に直接燃料を噴射するようにした
ターボ過給機付エンジンの改良に関するものである。
従来より、例えばディーゼルエンジン等、燃焼室または
副燃焼室に燃料を直接噴射するようにした燃料直接噴射
方式のエンジンにおいて、排気通路に配設されたタービ
ンにより吸気通路に配設されたブロワを駆動するように
したターボ過給機を備えて、特に過給圧が高くなる高負
荷運転時において吸気の充填効率を高めて、単位吸入空
気量および単位燃料量当りの出力を増大させ、単位出力
当りの燃料消費量の低減によりサイクル効率を上昇させ
るようにしたものはよく知られている。
副燃焼室に燃料を直接噴射するようにした燃料直接噴射
方式のエンジンにおいて、排気通路に配設されたタービ
ンにより吸気通路に配設されたブロワを駆動するように
したターボ過給機を備えて、特に過給圧が高くなる高負
荷運転時において吸気の充填効率を高めて、単位吸入空
気量および単位燃料量当りの出力を増大させ、単位出力
当りの燃料消費量の低減によりサイクル効率を上昇させ
るようにしたものはよく知られている。
しかるに、上記従来のものでは、第１図のサイクル線図
に示すように、サイクル効率の向上を図るべく大容量の
ターボ過給機を用いて過給圧を高めるようにすると、燃
焼室の最高圧力Ｐｍａｘが高くなりすぎ、その結果、燃
焼室の最高温度Ｔｍａｘも異常に高くなって、エンジン
の熱耐久性が損われるという問題がある。
に示すように、サイクル効率の向上を図るべく大容量の
ターボ過給機を用いて過給圧を高めるようにすると、燃
焼室の最高圧力Ｐｍａｘが高くなりすぎ、その結果、燃
焼室の最高温度Ｔｍａｘも異常に高くなって、エンジン
の熱耐久性が損われるという問題がある。
そのため、従来、例えば特開昭５３−９２０１４号公報
等に開示されているように、排気ガスの熱エネルギーを
シリンダ内で再利用して、圧縮行程を等温圧縮に近づけ
るようにすることにより、エネルギー回収しながら小容
量のターボ過給機でもってサイクル効率の向上を図るよ
うにしたものが提案されている。
等に開示されているように、排気ガスの熱エネルギーを
シリンダ内で再利用して、圧縮行程を等温圧縮に近づけ
るようにすることにより、エネルギー回収しながら小容
量のターボ過給機でもってサイクル効率の向上を図るよ
うにしたものが提案されている。
しかし、このものでは、エンジンのシリンダと共に併設
される冷却シリンダ、加熱器、蓄熱器、冷却器等を必要
とし、構造が極めて複雑であるので、実用的でないとい
う欠点がある。
される冷却シリンダ、加熱器、蓄熱器、冷却器等を必要
とし、構造が極めて複雑であるので、実用的でないとい
う欠点がある。
また、上記と同じ目的を達成するものとして、従来、第
２図のサイクル線図で示す如きミラーサイクル方式のも
のが知られている。
２図のサイクル線図で示す如きミラーサイクル方式のも
のが知られている。
すなわち、このミラーサイクル方式のものは、第３図に
示すように、エンジンａの各シリンダに連通ずる吸気通
路すおよび排気通路Ｃと、該排気通路Ｃに配設されたタ
ービンｄと、上記吸気通路すに配設され該タービンｄに
より駆動されるブロワｅとを有する過給機付エンジンに
おいて、上記ブロワｅ下流の吸気通路すと上記タービン
ｄ上流の排気通路Ｃとを連通ずる吸気バイパス通路ｆと
、該吸気バイパス通路ｆを開閉するタイミングバルブｇ
とを設けるとともに、上記吸気バイパス通路をタービン
ｄ下流の排気通路Ｃで加熱する構成として、吸気行程の
途中で上記吸気通路すを開閉する吸気バルブ（図示せず
）を閉じて上記タイミングバルブｇを開くことにより、
エンジンａのシリンダ内では断熱膨張を行ってシリンダ
内の熱を奪うとともに、排気ガスとの熱交換によって加
熱された過給気によりタービンｄにエネルギーを与え、
よって燃焼室の最高圧力Ｐｍａｘおよび最高温度Ｔｍａ
ｘを上げることなく、つまりエンジンの熱耐久性を損う
ことなく、エネルギーを有効に活用してサイクル効率の
向上を図るようにしたものである。
示すように、エンジンａの各シリンダに連通ずる吸気通
路すおよび排気通路Ｃと、該排気通路Ｃに配設されたタ
ービンｄと、上記吸気通路すに配設され該タービンｄに
より駆動されるブロワｅとを有する過給機付エンジンに
おいて、上記ブロワｅ下流の吸気通路すと上記タービン
ｄ上流の排気通路Ｃとを連通ずる吸気バイパス通路ｆと
、該吸気バイパス通路ｆを開閉するタイミングバルブｇ
とを設けるとともに、上記吸気バイパス通路をタービン
ｄ下流の排気通路Ｃで加熱する構成として、吸気行程の
途中で上記吸気通路すを開閉する吸気バルブ（図示せず
）を閉じて上記タイミングバルブｇを開くことにより、
エンジンａのシリンダ内では断熱膨張を行ってシリンダ
内の熱を奪うとともに、排気ガスとの熱交換によって加
熱された過給気によりタービンｄにエネルギーを与え、
よって燃焼室の最高圧力Ｐｍａｘおよび最高温度Ｔｍａ
ｘを上げることなく、つまりエンジンの熱耐久性を損う
ことなく、エネルギーを有効に活用してサイクル効率の
向上を図るようにしたものである。
しかしながら、上記ミラーサイクル方式では、吸気系お
よび排気系の構造が複雑で、そのレイアウトが難しいと
いう欠点がある。
よび排気系の構造が複雑で、そのレイアウトが難しいと
いう欠点がある。
そこで、本発明はかかる点に鑑みてなされた画期的なも
のであり、過給圧力が所定値以上においてのみ吸気行程
終期〜圧縮行程初期においてシリンダとタービン上流の
排気通路とを連通させるという簡単な構成により、上記
のミラーサイクル方式と同等の機能、すなわちエンジン
の熱耐久性を損うことなくエネルギーを有効に活用して
サイクル効率の向上を図るという機能を発揮できるよう
にした新規なるターボ過給機付エンジンを提供せんとす
るものである。
のであり、過給圧力が所定値以上においてのみ吸気行程
終期〜圧縮行程初期においてシリンダとタービン上流の
排気通路とを連通させるという簡単な構成により、上記
のミラーサイクル方式と同等の機能、すなわちエンジン
の熱耐久性を損うことなくエネルギーを有効に活用して
サイクル効率の向上を図るという機能を発揮できるよう
にした新規なるターボ過給機付エンジンを提供せんとす
るものである。
すなわち、本発明は、シリンダと、該シリンダに連通ず
る吸気通路および排気通路と、吸気行程において吸気通
路を開く吸気バルブと、排気行程において排気通路を開
く排気バルブと、排気通路に配設されたタービンと、吸
気通路に配設され該タービンにより駆動されるブロワと
を有するターボ過給機付エンジンにおいて、過給圧力が
所定値以上においてのみ吸気行程終期〜圧縮行程初期に
おいてシリンダとタービン上流の排気通路とを連通ずる
ように制御する排気制御装置を備えることにより、高負
荷・高回転時において吸気行程終期〜圧縮行程初期に過
給気によりシリンダ周りの熱を吸収して冷却を行うとと
もに、そこでの熱交換により加熱された過給気によりタ
ービンにエネルギーを与えるようにしたものである。
る吸気通路および排気通路と、吸気行程において吸気通
路を開く吸気バルブと、排気行程において排気通路を開
く排気バルブと、排気通路に配設されたタービンと、吸
気通路に配設され該タービンにより駆動されるブロワと
を有するターボ過給機付エンジンにおいて、過給圧力が
所定値以上においてのみ吸気行程終期〜圧縮行程初期に
おいてシリンダとタービン上流の排気通路とを連通ずる
ように制御する排気制御装置を備えることにより、高負
荷・高回転時において吸気行程終期〜圧縮行程初期に過
給気によりシリンダ周りの熱を吸収して冷却を行うとと
もに、そこでの熱交換により加熱された過給気によりタ
ービンにエネルギーを与えるようにしたものである。
以下、本発明を第４図以下に図示した実施例に基づいて
詳細に説明する。
詳細に説明する。
第４図は本発明の第１実施例を示し、１は往復動エンジ
ンであって、シリンダ２内に嵌装されたピストン３が往
復動することにより、シリンダ２とピストン３とによっ
て画成される燃焼室４に吸気、圧縮、爆発燃焼、膨張お
よび排気の各行程を順に行わせるもので、上記燃焼室４
（又は副燃焼室）に燃料を直接噴射供給するようにした
ものである。
ンであって、シリンダ２内に嵌装されたピストン３が往
復動することにより、シリンダ２とピストン３とによっ
て画成される燃焼室４に吸気、圧縮、爆発燃焼、膨張お
よび排気の各行程を順に行わせるもので、上記燃焼室４
（又は副燃焼室）に燃料を直接噴射供給するようにした
ものである。
また、５は上記シリンダ２に連通ずる吸気通路であって
、該吸気通路５のシリンダ２への開口部（吸気ポート）
には吸気通路５を開閉する吸気バルブ６が配設され、該
吸気バルブ６は、エンジン１に同期して駆動され吸気バ
ルブ６を開閉駆動する吸気バルブ用動弁装置７により吸
気行程において開くように構成されている。
、該吸気通路５のシリンダ２への開口部（吸気ポート）
には吸気通路５を開閉する吸気バルブ６が配設され、該
吸気バルブ６は、エンジン１に同期して駆動され吸気バ
ルブ６を開閉駆動する吸気バルブ用動弁装置７により吸
気行程において開くように構成されている。
また、８は上記シリンダ２に連通ずる排気通路であって
、該排気通路８のシリンダ２への開口部（排気ボート）
には排気通路８を開閉する排気バルブ９が配設され、該
排気バルブ９は、エンジン１に同期して駆動され排気バ
ルブ９を開閉駆動する排気バルブ用動弁装置１０により
排気行程において開くように構成されている。
、該排気通路８のシリンダ２への開口部（排気ボート）
には排気通路８を開閉する排気バルブ９が配設され、該
排気バルブ９は、エンジン１に同期して駆動され排気バ
ルブ９を開閉駆動する排気バルブ用動弁装置１０により
排気行程において開くように構成されている。
さらに、１１はターボ過給機であって、該ターボ過給機
１１は、排気通路８に配設されたタービン１２と、吸気
通路５に配設され該タービン１２に連結軸１３を介して
連結されたブロワ１４とを備え、排気流によってタービ
ン１２が回転駆動し。
１１は、排気通路８に配設されたタービン１２と、吸気
通路５に配設され該タービン１２に連結軸１３を介して
連結されたブロワ１４とを備え、排気流によってタービ
ン１２が回転駆動し。
該タービン１２の回転によりブロワ１４が回転駆動され
て、吸気を吸気通路５を介してエンジン１に過給するよ
うに構成されている。
て、吸気を吸気通路５を介してエンジン１に過給するよ
うに構成されている。
そして、本発明の特徴として、１５は上記シリンダ２と
タービン１２上流の排気通路８とを連通ずる補助排気通
路であり、該補助排気通路１５のシリンダ２への開口部
（補助排気ボート）には補助排気通路１５を開閉する補
助排気バルブ１６が配設されており、該補助排気バルブ
１６の弁棒１６ａ上端部には、エンジン１に同期駆動さ
れて補助排気バルブ１６を開閉駆動し吸気行程終期〜圧
縮行程初期に開作動せしめる補助排気バルブ用動弁装置
１７が尚接係合し、また、補助排気バルブ１６下流の補
助排気通路１５の上流側には過給圧が所定値以上の時に
開作動するタイミングバルブ１９が設けられており、よ
って過給圧が所定値以上の時（すなわち高負荷・高回転
時）においてのみ上記動弁装置１７の実質的な作動を行
い、吸気行程終期〜圧縮行程初期において補助排気バル
ブ１６の開作動により補助排気通路１５を開くことによ
り、該補助排気通路１５を介してシリンダ２とタービン
１２上流の排気通路８とを連通せしめるよう制御するよ
うにした排気制御装置１８が構成されている。
タービン１２上流の排気通路８とを連通ずる補助排気通
路であり、該補助排気通路１５のシリンダ２への開口部
（補助排気ボート）には補助排気通路１５を開閉する補
助排気バルブ１６が配設されており、該補助排気バルブ
１６の弁棒１６ａ上端部には、エンジン１に同期駆動さ
れて補助排気バルブ１６を開閉駆動し吸気行程終期〜圧
縮行程初期に開作動せしめる補助排気バルブ用動弁装置
１７が尚接係合し、また、補助排気バルブ１６下流の補
助排気通路１５の上流側には過給圧が所定値以上の時に
開作動するタイミングバルブ１９が設けられており、よ
って過給圧が所定値以上の時（すなわち高負荷・高回転
時）においてのみ上記動弁装置１７の実質的な作動を行
い、吸気行程終期〜圧縮行程初期において補助排気バル
ブ１６の開作動により補助排気通路１５を開くことによ
り、該補助排気通路１５を介してシリンダ２とタービン
１２上流の排気通路８とを連通せしめるよう制御するよ
うにした排気制御装置１８が構成されている。
次に、上記第１実施例の作動について説明すれば、ター
ボ過給機１１の作動により過給圧か所定値以上となるエ
ンジンの高負荷・高回転時、タイミングバルブ１９が開
作動して排気制御装置１８が作動することになる。
ボ過給機１１の作動により過給圧か所定値以上となるエ
ンジンの高負荷・高回転時、タイミングバルブ１９が開
作動して排気制御装置１８が作動することになる。
該排気制御装置１８の作動により、補助排気バルブ１６
が第５図に示す如きバルブタイミングで開閉作動して、
補助排気通路１５が吸気行程終期〜圧縮行程初期に開か
れ、その間、該補助排気通路１５を介してシリンダ２と
タービン１２上流の排気通路８とが連通ずることになる
。
が第５図に示す如きバルブタイミングで開閉作動して、
補助排気通路１５が吸気行程終期〜圧縮行程初期に開か
れ、その間、該補助排気通路１５を介してシリンダ２と
タービン１２上流の排気通路８とが連通ずることになる
。
そのことにより、ターボ過給機１１のブロワ１４から吸
気通路５を介してエンジン１のシリンダ２に供給された
過給気の一部は、吸気行程終期〜圧縮行程初期において
エンジン１のシリンダ２内での燃焼に供されずにそのま
まタービン１２上流の排気通路８に排出されることにな
る。
気通路５を介してエンジン１のシリンダ２に供給された
過給気の一部は、吸気行程終期〜圧縮行程初期において
エンジン１のシリンダ２内での燃焼に供されずにそのま
まタービン１２上流の排気通路８に排出されることにな
る。
したがって、シリンダ２（燃焼室４）内での燃焼サイク
ルは第６図のサイクル線図で示す如きサイクルとなり、
吸気行程終期〜圧縮行程初期において過給気によりシリ
ンダ２周りの熱を吸収して該シリンダ２周りの冷却を行
うとともに、シリンダ２周りとの熱交換によって加熱さ
れた過給気によりタービン１２にエネルギーを与えるこ
とになる。
ルは第６図のサイクル線図で示す如きサイクルとなり、
吸気行程終期〜圧縮行程初期において過給気によりシリ
ンダ２周りの熱を吸収して該シリンダ２周りの冷却を行
うとともに、シリンダ２周りとの熱交換によって加熱さ
れた過給気によりタービン１２にエネルギーを与えるこ
とになる。
その結果、エンジン１の燃焼室４での最高圧力Ｐｍａｘ
および最高温度Ｔｍａｘの上昇が抑えられ、エンジンの
熱耐久性を損うことはない。
および最高温度Ｔｍａｘの上昇が抑えられ、エンジンの
熱耐久性を損うことはない。
しかも、加熱過給気によるタービン１２へのエネルキー
付与により、エネルギーが有効に活用されて、サイクル
効率の向上を図ることができる。
付与により、エネルギーが有効に活用されて、サイクル
効率の向上を図ることができる。
また、上記排気制御装置１８は過給圧力が所定値以上の
高負荷・高回転時においてのみ吸気行程終期〜圧縮行程
初期においてシリンダ２とタービン１２上流の排気通路
８とを連通させるという構成であるので、従来のミラー
サイクル方式よりも構造が簡単となり、レイアウトも容
易である。
高負荷・高回転時においてのみ吸気行程終期〜圧縮行程
初期においてシリンダ２とタービン１２上流の排気通路
８とを連通させるという構成であるので、従来のミラー
サイクル方式よりも構造が簡単となり、レイアウトも容
易である。
また、過給圧が所定値未満のエンジンの低負荷・低回転
時には、タイミングバルブ１９の閉作動により排気制御
装置１８は作動せず、吸気行程終期〜圧縮行程初期での
過給気の排出は行われない。
時には、タイミングバルブ１９の閉作動により排気制御
装置１８は作動せず、吸気行程終期〜圧縮行程初期での
過給気の排出は行われない。
このことにより、全ての過給気はシリンダ内に供給され
て、エンジンの低回転・低負荷時における過給効率を向
上させることができる。
て、エンジンの低回転・低負荷時における過給効率を向
上させることができる。
尚、この時、過給圧は高負荷・高回転時に較べて低いの
で、エンジンの熱耐久性の点では問題がない。
で、エンジンの熱耐久性の点では問題がない。
また、タイミングバルブ１９が閉作動した場合、エンジ
ン１と同期駆動する補助排気バルブ用動弁装置１７は作
動して補助排気バルブ１６を開閉するので、補助排気通
路１５へのダイリューションガスの持込み量を少なくす
る上で、タイミングバルブ１９は補助排気通路１５ので
きるだけ上流に配置することが好ましい。
ン１と同期駆動する補助排気バルブ用動弁装置１７は作
動して補助排気バルブ１６を開閉するので、補助排気通
路１５へのダイリューションガスの持込み量を少なくす
る上で、タイミングバルブ１９は補助排気通路１５ので
きるだけ上流に配置することが好ましい。
第７図は本発明の第２実施例を示しく第４図と同一部分
については同一の符号を付してその詳細な説明は省略す
る。
については同一の符号を付してその詳細な説明は省略す
る。
）、上記第１実施例におけるタイミングバルブ１９をな
くしてその機能（過給圧に応じて補助排気通路１５を開
閉制御する機能）を補助排気バルブ用動弁装置１７′に
より開閉駆動される補助排気バルブ１６に併有させるよ
うにしたものである。
くしてその機能（過給圧に応じて補助排気通路１５を開
閉制御する機能）を補助排気バルブ用動弁装置１７′に
より開閉駆動される補助排気バルブ１６に併有させるよ
うにしたものである。
すなわち、上記補助排気バルブ用動弁装置１７′は、一
端にエンジン１の出力軸と伝動連結されるカムシャフト
プーリ２０を有するとともに回転自在にかつスライド自
在に支承されエンジン１と同期して回転するカムシャフ
ト２１と、該カムシャフト２１に補助排気バルブ１６の
弁棒１６ａ上端部と対向して設けられ、カムシャフト２
１に同心で真円状の外周面を有する非カム部２２ａと吸
気行程終期〜圧縮行程初期に対応するカム山２２ｂとを
軸方向にオフセットして形成した立体カム２２とを備え
るとともに、上記カムシャフト２１の他端にはカムシャ
フト２１を軸方向にスライドさせる駆動装置２３が連結
されている。
端にエンジン１の出力軸と伝動連結されるカムシャフト
プーリ２０を有するとともに回転自在にかつスライド自
在に支承されエンジン１と同期して回転するカムシャフ
ト２１と、該カムシャフト２１に補助排気バルブ１６の
弁棒１６ａ上端部と対向して設けられ、カムシャフト２
１に同心で真円状の外周面を有する非カム部２２ａと吸
気行程終期〜圧縮行程初期に対応するカム山２２ｂとを
軸方向にオフセットして形成した立体カム２２とを備え
るとともに、上記カムシャフト２１の他端にはカムシャ
フト２１を軸方向にスライドさせる駆動装置２３が連結
されている。
該駆動装置２３は、上記カムシャフト２１の他端に連結
されシリンダケース２４内に摺動自在にかつ回転自在に
嵌装されたピストン２５と、該ピストン２５によって区
画された圧力室２６およびスプリング室１７と、該スプ
リング室２７内に縮装されたスプリング２８とを備え、
上記圧力室２６は圧力導入通路２９を介して圧力源３０
に連通されており、圧力室２６に圧力源３０からの圧力
が導入されたときには、その圧力によりピストン２５を
スプリング２８のばね力に抗して図で右方に移動させ、
それに伴ってカムシャフト２１を立体カム２２の非カム
部２２ａが補助排気バルブ１６の弁棒１６ａ上端部に対
向当接する非カム位置に軸方向にスライドさせる一方、
圧力室２６への圧力の非導入時には、スプリング２８の
ばね力によりピストン２５を図で左方へ移動させ、それ
に伴ってカムシャフト２１を立体カム２２のカム山２２
ｂが補助排気バルブ１６の弁棒１６ａ上端部に対向当接
するカム位置に軸方向にスライドさせるように構成され
ている。
されシリンダケース２４内に摺動自在にかつ回転自在に
嵌装されたピストン２５と、該ピストン２５によって区
画された圧力室２６およびスプリング室１７と、該スプ
リング室２７内に縮装されたスプリング２８とを備え、
上記圧力室２６は圧力導入通路２９を介して圧力源３０
に連通されており、圧力室２６に圧力源３０からの圧力
が導入されたときには、その圧力によりピストン２５を
スプリング２８のばね力に抗して図で右方に移動させ、
それに伴ってカムシャフト２１を立体カム２２の非カム
部２２ａが補助排気バルブ１６の弁棒１６ａ上端部に対
向当接する非カム位置に軸方向にスライドさせる一方、
圧力室２６への圧力の非導入時には、スプリング２８の
ばね力によりピストン２５を図で左方へ移動させ、それ
に伴ってカムシャフト２１を立体カム２２のカム山２２
ｂが補助排気バルブ１６の弁棒１６ａ上端部に対向当接
するカム位置に軸方向にスライドさせるように構成され
ている。
さらに、上記圧力導入通路２９の途中には三方ソレノイ
ドバルブ３１が介設され、該三方ソレノイドバルブ３１
には、過給圧に応じた出力を発生する検出装置（図示せ
ず）からの出力を受けて過給圧に応じて三方ソレノイド
バルブ３１を開閉制御する制御回路３２が接続されてお
り、過給圧が所定値未満のときには三方ソレノイドバル
ブ３１の作動により圧力室２６へ圧力を導入せしめるこ
とにより、駆動装置２３によりカムシャフト２１を非カ
ム位置に位置させる一方、過給圧が所定値以上のときに
は三方ソレノイドバルブ３１の作動により圧力室２６を
大気に開放せしめること（圧力室２６への圧力の非導入
）により、駆動装置２３によりカムシャフト２１をカム
位置に位置させるよう、過給圧に応じて駆動装置２３の
作動を制御する制御装置３３を構成している。
ドバルブ３１が介設され、該三方ソレノイドバルブ３１
には、過給圧に応じた出力を発生する検出装置（図示せ
ず）からの出力を受けて過給圧に応じて三方ソレノイド
バルブ３１を開閉制御する制御回路３２が接続されてお
り、過給圧が所定値未満のときには三方ソレノイドバル
ブ３１の作動により圧力室２６へ圧力を導入せしめるこ
とにより、駆動装置２３によりカムシャフト２１を非カ
ム位置に位置させる一方、過給圧が所定値以上のときに
は三方ソレノイドバルブ３１の作動により圧力室２６を
大気に開放せしめること（圧力室２６への圧力の非導入
）により、駆動装置２３によりカムシャフト２１をカム
位置に位置させるよう、過給圧に応じて駆動装置２３の
作動を制御する制御装置３３を構成している。
以上により、過給圧が所定値未満の低負荷時には、カム
シャフト２１が非カム位置に位置して、立体カム２２の
非カム部２２ａが補助排気バルブ１６の弁棒１６ａ上端
部に当接することにより、該補助排気バルブ１６は開閉
駆動されず閉作動したままで、補助排気通路１５を閉じ
た状態にする一方、過給圧が所定値以上の高負荷時には
、カムシャフト２１がカム位置に位置して、立体カム２
２のカム山２２ｂが補助排気バルブ１６の弁棒１６ａ上
端部に当接することにより、該カム山２２ｂに対応して
補助排気バルブ１６を吸気行程終期〜圧縮行程初期にお
いて開作動せしめて補助排気通路１５を開くように構成
されている。
シャフト２１が非カム位置に位置して、立体カム２２の
非カム部２２ａが補助排気バルブ１６の弁棒１６ａ上端
部に当接することにより、該補助排気バルブ１６は開閉
駆動されず閉作動したままで、補助排気通路１５を閉じ
た状態にする一方、過給圧が所定値以上の高負荷時には
、カムシャフト２１がカム位置に位置して、立体カム２
２のカム山２２ｂが補助排気バルブ１６の弁棒１６ａ上
端部に当接することにより、該カム山２２ｂに対応して
補助排気バルブ１６を吸気行程終期〜圧縮行程初期にお
いて開作動せしめて補助排気通路１５を開くように構成
されている。
尚、その他の構成は上記第１実施例と同じであり、第１
実施例と同様の作用効果を奏することができる。
実施例と同様の作用効果を奏することができる。
また、第８図ないし第１１図は本発明の第３実施例を示
しく第４図および第７図と同一部分については同一の符
号を付してその説明を省略する。
しく第４図および第７図と同一部分については同一の符
号を付してその説明を省略する。
）、上記第１実施例（または第２実施例）における排気
制御装置１８の機能を、排気バルブ９および該排気バル
ブ９を開閉駆動する排気バルブ用動弁カム装置３４に兼
備させるようにして、第１実施例の如き補助排気通路１
５、補助排気バルブ１６および動弁装置１７等を不要に
したものである。
制御装置１８の機能を、排気バルブ９および該排気バル
ブ９を開閉駆動する排気バルブ用動弁カム装置３４に兼
備させるようにして、第１実施例の如き補助排気通路１
５、補助排気バルブ１６および動弁装置１７等を不要に
したものである。
すなわち、上記排気バルブ用動弁カム装置３４は、エン
ジン１と同期して回転するカムシャフト３５と、該カム
シャフト３５に設けられ、排気行程にのみ対応する第１
カム山３６ａと排気行程および吸気行程終期〜圧縮行程
初期に対応する第２カム山３６ｂとを軸方向にオフセッ
トして形成した立体カム３６とを備えるとともに、図示
していないが、例えば第７図（第２実施例）に示す駆動
装置２３と同様の、上記カムシャフト３５を軸方向にス
ライドさせ、上記立体カム３６の第１カム山３６ａが排
気バルブ９の弁棒９ａ上端部に係合当接する排気バルブ
用カム位置、および上記立体カム３６の第２カム山３６
ｂが排気バルブ９の弁棒９ａ上端部に係合当接する補助
排気バルブ用カム位置にそれぞれ位置せしめる駆動装置
と、同じく例えば第７図（第２実施例）に示す制御装置
３３と同様の、上記駆動装置の作動を過給圧に応じて制
御する制御装置とを備えており、過給圧が所定値未満の
低負荷時には、カムシャフト３５が排気バルブ用カム位
置に位置して、立体カム３６の第１カム山３６ａが排気
バルブ９の弁棒９ａ上端部に当接することにより、該排
気バルブ９を排気行程においてのみ開き、通常の排気バ
ルブ機能を行わせる一方、過給圧が所定値以上の高負荷
時には、カムシャフト３５が補助排気バルブ用カム位置
に位置して、立体カム３６の第２カム山３６ｂが排気バ
ルブ９の弁棒９ａ上端部に当接することにより、該排気
バルブ９を排気行程および吸気行程終期〜圧縮行程初期
において開き、通常の排気バルブ機能と補助排気バルブ
機能（つまり、吸気行程終期〜圧縮行程初期にシリンダ
２とタービン１２上流の排気通路８とを連通させる機能
）とを行わせるように構成されている。
ジン１と同期して回転するカムシャフト３５と、該カム
シャフト３５に設けられ、排気行程にのみ対応する第１
カム山３６ａと排気行程および吸気行程終期〜圧縮行程
初期に対応する第２カム山３６ｂとを軸方向にオフセッ
トして形成した立体カム３６とを備えるとともに、図示
していないが、例えば第７図（第２実施例）に示す駆動
装置２３と同様の、上記カムシャフト３５を軸方向にス
ライドさせ、上記立体カム３６の第１カム山３６ａが排
気バルブ９の弁棒９ａ上端部に係合当接する排気バルブ
用カム位置、および上記立体カム３６の第２カム山３６
ｂが排気バルブ９の弁棒９ａ上端部に係合当接する補助
排気バルブ用カム位置にそれぞれ位置せしめる駆動装置
と、同じく例えば第７図（第２実施例）に示す制御装置
３３と同様の、上記駆動装置の作動を過給圧に応じて制
御する制御装置とを備えており、過給圧が所定値未満の
低負荷時には、カムシャフト３５が排気バルブ用カム位
置に位置して、立体カム３６の第１カム山３６ａが排気
バルブ９の弁棒９ａ上端部に当接することにより、該排
気バルブ９を排気行程においてのみ開き、通常の排気バ
ルブ機能を行わせる一方、過給圧が所定値以上の高負荷
時には、カムシャフト３５が補助排気バルブ用カム位置
に位置して、立体カム３６の第２カム山３６ｂが排気バ
ルブ９の弁棒９ａ上端部に当接することにより、該排気
バルブ９を排気行程および吸気行程終期〜圧縮行程初期
において開き、通常の排気バルブ機能と補助排気バルブ
機能（つまり、吸気行程終期〜圧縮行程初期にシリンダ
２とタービン１２上流の排気通路８とを連通させる機能
）とを行わせるように構成されている。
尚、その他の構成は上記第１実施例と同じであり、第１
実施例と同様の作用効果を奏することができる。
実施例と同様の作用効果を奏することができる。
以上説明したように、本発明によれば、燃料直接噴射方
式のターボ過給機付エンジンにおいて、過給圧力が所定
値以上においてのみ吸気行程終期〜圧縮行程初期におい
てシリンダとタービン上流の排気通路とを連通させて、
過給気でシリンダ周りの熱を吸収して冷却を行うととも
に、そこで、熱交換された加熱過給気によりタービンに
エネルギーを与えるようにしたので、エンジンの低負荷
低回転時における過給能力を向上させながら、エンジン
の熱耐久性を損わずにエネルギーを有効に活用してエン
ジンの出力性能をおよびサイクル効率の向上を図るここ
とができ、しかも従来のミラーサイクル方式に較べて構
造が簡単で、かつレイアウトが簡易である等、実用上著
効を有するものである。
式のターボ過給機付エンジンにおいて、過給圧力が所定
値以上においてのみ吸気行程終期〜圧縮行程初期におい
てシリンダとタービン上流の排気通路とを連通させて、
過給気でシリンダ周りの熱を吸収して冷却を行うととも
に、そこで、熱交換された加熱過給気によりタービンに
エネルギーを与えるようにしたので、エンジンの低負荷
低回転時における過給能力を向上させながら、エンジン
の熱耐久性を損わずにエネルギーを有効に活用してエン
ジンの出力性能をおよびサイクル効率の向上を図るここ
とができ、しかも従来のミラーサイクル方式に較べて構
造が簡単で、かつレイアウトが簡易である等、実用上著
効を有するものである。
第１図は従来の一般的なターボ過給機付エンジンのサイ
クル線図、第２図は従来のミラーサイクル方式のサイク
ル線図、第３図は従来のミラーサイクル方式の概略構成
図である。 第４図ないし第１１図は本発明の実施例を示し、第４図
は第１実施例を示す概略構成図、第５図は補助排気バル
ブのバルブタイミングを示す説明図、第６図は本発明に
よるサイクル線図、第７図は第２実施例を示す要部概略
構成図、第８図は第３実施例を示す概略構成図、第９図
は同排気バルブ用動弁カム装置の要部拡大縦断面図、第
１０図は第９図のＡ−Ａ線断面図、第１１図は第９図の
Ｂ−Ｂ線断面図である。 １・・・・・・往復動エンジン、２・・・・・・シリン
ダ、５・・・・・・吸気通路、６・・・・・・吸気バル
ブ、７・・・・・・吸気バルブ用動弁装置、８・・・・
・・排気通路、９・・・・・・排気バルブ、１０・・・
・・・排気バルブ用動弁装置、１１・・・・・・ターボ
過給機、１２・・・・・・タービン、１４・・・・・・
ブロワ、１５・・・・・・補助排気通路、１６・・・・
・・補助排気バルブ、１７．１７’・・・・・・補助排
気バルブ用動弁装置、１８・・・・・・排気制御装置、
１９・・・・・・タイミングバルブ、２１・・・・・・
カムシャフト、２２・・・・・・立体カム、２３・・・
・・・駆動装置、３３・・・・・・制御装置、３４・・
・・・・排気バルブ用動弁カム装置、３５・・・・・・
カムシャフト、３６・・・・・・立体カム、３６ａ・・
・・・・第１カム山、３６ｂ・・・・・・第２カム山。
クル線図、第２図は従来のミラーサイクル方式のサイク
ル線図、第３図は従来のミラーサイクル方式の概略構成
図である。 第４図ないし第１１図は本発明の実施例を示し、第４図
は第１実施例を示す概略構成図、第５図は補助排気バル
ブのバルブタイミングを示す説明図、第６図は本発明に
よるサイクル線図、第７図は第２実施例を示す要部概略
構成図、第８図は第３実施例を示す概略構成図、第９図
は同排気バルブ用動弁カム装置の要部拡大縦断面図、第
１０図は第９図のＡ−Ａ線断面図、第１１図は第９図の
Ｂ−Ｂ線断面図である。 １・・・・・・往復動エンジン、２・・・・・・シリン
ダ、５・・・・・・吸気通路、６・・・・・・吸気バル
ブ、７・・・・・・吸気バルブ用動弁装置、８・・・・
・・排気通路、９・・・・・・排気バルブ、１０・・・
・・・排気バルブ用動弁装置、１１・・・・・・ターボ
過給機、１２・・・・・・タービン、１４・・・・・・
ブロワ、１５・・・・・・補助排気通路、１６・・・・
・・補助排気バルブ、１７．１７’・・・・・・補助排
気バルブ用動弁装置、１８・・・・・・排気制御装置、
１９・・・・・・タイミングバルブ、２１・・・・・・
カムシャフト、２２・・・・・・立体カム、２３・・・
・・・駆動装置、３３・・・・・・制御装置、３４・・
・・・・排気バルブ用動弁カム装置、３５・・・・・・
カムシャフト、３６・・・・・・立体カム、３６ａ・・
・・・・第１カム山、３６ｂ・・・・・・第２カム山。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ シリンダと、該シリンダに連通ずる吸気通路および
排気通路と、吸気行程において吸気通路を開く吸気バル
ブと、排気行程において排気通路を開く排気バルブと、
排気通路に配設されたタービンと、吸気通路に配設され
該タービンにより駆動されるブロワとを有するターボ過
給機付エンジンにおいて、過給圧力が所定値以上におい
てのみ吸気行程終期〜圧縮行程初期においてシリンダと
タービン上流の排気通路とを連通ずるように制御する排
気制御装置を備えたことを特徴とするターボ過給機付エ
ンジン。 ２ 排気制御装置が、シリンダとタービン上流の排気通
路とを連通ずる補助排気通路と、該補助排気通路を開閉
する補助排気バルブと、過給圧に対応した出力を発生す
る検出装置と、補助排気バルブを開閉し吸気行程終期〜
圧縮行程初期において開く駆動装置と、上記検出装置に
より過給圧が所定値以上の時に上記駆動装置を作動させ
補助排気バルブの開閉を行う制御装置とを備えてなる特
許請求の範囲第１項記載のターボ過給機付エンジン。 ３ 排気制御装置が、シリンダとタービン上流の排気通
路とを連通ずる補助排気通路と、該補助排気通路を開閉
する補助排気バルブと、該補助排気バルブを開閉駆動し
吸気行程終期〜圧縮行程初期において開作動せしめる動
弁装置と、上記補助排気バルブ下流の補助排気通路に配
設され過給圧が所定値以上の時に開作動するタイミング
バルブとで構成されてなる特許請求の範囲第１項記載の
ターボ過給機付エンジン。 ４ 排気制御装置が、エンジンに同期して回転するカム
シャフトと、該カムシャフトを軸方向にスライドさせる
駆動装置と、上記カムシャフトに設けられ、排気行程の
み対応するカム山と排気行程および吸気行程終期〜圧縮
行程初期に対応するカム山とを軸方向にオフセットして
形成した立体カムと、過給圧状態に応じて上記駆動装置
の作動を制御する制御装置とを備えてなる特許請求の範
囲第１項記載のターボ過給機付エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57001566A JPS594533B2 (ja) | 1982-01-07 | 1982-01-07 | タ−ボ過給機付エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57001566A JPS594533B2 (ja) | 1982-01-07 | 1982-01-07 | タ−ボ過給機付エンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58119922A JPS58119922A (ja) | 1983-07-16 |
| JPS594533B2 true JPS594533B2 (ja) | 1984-01-30 |
Family
ID=11505066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57001566A Expired JPS594533B2 (ja) | 1982-01-07 | 1982-01-07 | タ−ボ過給機付エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS594533B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01177669U (ja) * | 1988-06-06 | 1989-12-19 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE469907B (sv) * | 1987-01-14 | 1993-10-04 | Volvo Ab | Anordning för styrning av arbetsförloppet i en förbränningskolvmotor |
| SE469906B (sv) * | 1987-01-14 | 1993-10-04 | Volvo Ab | Anordning för styrning av arbetsförloppet i en förbränningskolvmotor |
| US5400596A (en) * | 1990-01-29 | 1995-03-28 | Shlien; David J. | Automotive system |
| SE507030C2 (sv) * | 1992-09-11 | 1998-03-16 | Saab Automobile | Avgasflödessystem för en med överladdare försedd förbränningsmotor, samt vid dylikt system tillämpat förfarande |
| US5799489A (en) * | 1996-06-28 | 1998-09-01 | Hyundai Motor Company, Ltd. | Torque compensating apparatus and method for a turbo-charger |
| KR20020025411A (ko) * | 2000-09-29 | 2002-04-04 | 이계안 | 엔진의 밸브 구동장치 |
| JP4512617B2 (ja) * | 2007-06-26 | 2010-07-28 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の制御装置および方法 |
-
1982
- 1982-01-07 JP JP57001566A patent/JPS594533B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01177669U (ja) * | 1988-06-06 | 1989-12-19 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58119922A (ja) | 1983-07-16 |
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