JPS5979034A - 過給装置付内燃機関 - 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】 本発明は過給装置付内燃機関の改良に関するものである
。

ディーゼル機関は始動時又は冷間時（始動後２〜２０分
）又時として暖機後の低エンジン回転数憧低負荷時に白
煙や炭化水素（｝｛Ｃ）の放出力；多い欠点がある。そ
してこの閉門は騒音の低減や低ｍ費のため低圧縮比化す
ると圧縮｛ントリシ１Ｊンダ内ガス温度が下りこの欠点
が一層著しくなる。こ才１の防止法としては■　可変圧
縮比　■　シ１』ンダ内ガヌ又は吸入空気のＮ．熱加熱
　■　吸入マニホーｌレド内でバーナ［こよる加熱等カ
ー従来考ノーられている。前記■はｗ４造が著しく複雑
で信頼悦＝乙乏しく，また■は消費電力が小型機関でも
２００〜４００Ｗとなりごく短時間の加熱を除し・てを
よ困難である。■は小バｙ機関に於てｔよ微’ｔ　Ｐ料
の・・トロールが困難で吸入空気の酸素（０２　）力通
消費さね酸欠となりシリンダ内の燃焼を妨げる。上，艷
■に関して詳述すれは。

従来，ディーゼルエンジン等の圧縮着火機関においては
，燃料を高圧にてシリンタ゛内燃焼室Ｆこ噴霧状に供給
して，高圧高温の空気に接触させて自発火させるもので
ある。しかるｔこ外気温度の低し・とき１こは，圧縮し
ても空気の温度力寸分ｔこ一層らず着火困難となり，エ
ンジンの始動を困難１こする。

このため、燃焼室内には燃料の着火を容易にするためＦ
こ通′Ｎ．により加熱される熱点火栓，グローデフグと
称する補助点火栓を使用している。この種め熱点火栓は
一種の電熱ブラダで，通電により表面温度が８００’ｌ
｛−１０００°Ｋに達する。この従来熱点火栓は，エン
ジン始動に先立って通電され圧縮行程の終りの燃焼室内
空気の予熱と，燃焼による燃焼室内高温面による燃料噴
霧の発火を助長する。しかしながら、従来の熱点火栓は
多気筒エンリ］１ ジンＦこおいては気筒数に装着され通電加熱の際にはｌ
本当り１０アンペア程度の電流を流す必要から多大な電
力を要しバッテリの容量から８０〜１２０秒程度の使用
が限度とされている。そして。

エンジンの始動直後は，燃焼室内壁面の温度が低く燃料
の噴射後より発火に至るまで極めて長い発火遅れが生ず
る。すなわち本発明者等が実験に供した従来熱点火栓を
装備するエンジンでは，横軸にクワンク角度を採り，縦
軸に燃焼ガス温度（０Ｋ）を採って燃焼サイクルを示す
第１図のようｔこ，上死点（　ＴＤＣ）を通かに過ぎ，
下死点（ＢＤＣ）の直前？こてようやく発火するような
異常な燃焼サイケ／Ｉ／（図中実線Ａにて示す）がみら
れ騒音を生ずる。

なお図中破線Ｂは正常な燃焼サイクルを示すＯまたこの
とき，エンジンは十分に出力が出なし・ばかりか、不完
全燃焼の結果，未燃焼燃料による白煙を放出すると共に
，このような状態を始動後，燃焼室の壁温が完全１戸暖
まる数分から十数分間継続するのである。

また、本発明者等の従来の熱点火栓を用し・て行った実
験によれば．エンジン始動後の熱点火栓の表面温度は第
２図々示のような傾向（図中実線Ｃｔこて示す）がみら
れた。すなわち、横軸にエンジンの始動よりアイドリン
グの運転時間（分）を採り・縦軸に熱点火栓の表面温度
を採って熱点火栓の表面温度変化を示す第２図のように
，熱点火栓へσン通電を断てば，表面温度は急激Ｐこ低
下し，しかるのち、溶焼室内の燃焼が正常な状態に近づ
くに従つて除々（こ温度上昇して約１４分後１こ安定す
る。

これは、エンジン，水温，大気温度等の条件１こよって
は時間が多少異なる。さらに、エンジンより排出される
白煙は１本発明者等の実験結果によれば、熱点火栓の表
面温度が８００°に以下で発生することが確認された。

しかし熱点火栓に対し実験的トこエンジン始動後約１０
数分間通電を継続したところ（実際上はバラブリ容量の
関係で不可能である）白煙の発生はなくなり、かつ第１
図々示のような燃焼サイクルも生じなくなった。

従って、実用上、電力消費の極めて少ない熱点火栓の出
現が望まれているのが現実である。

そこで１本発明の目的とするところは、前記従来の種々
の欠点を改善するため、電熱やバーナで吸入空気を加熱
する代りに、過給装置を構成する容積型圧縮機によって
吸入空気を効率良く昇温。

外圧するようにした過給装置付内燃機関を提供すること
にある。

を図って燃焼室直前での押し込みを図りあたかも断熱圧
縮を実奏して該吸入空気の温度上昇又は吸入空気の圧力
上昇せしめ前記圧縮機の出口温度な高める。いわば吸入
空気の加熱装置として（７＋￥成し。

しかもシリンダ内でのピストンの上昇も相まって断熱圧
縮され、圧縮終りのガス温度を著しく高めようとする過
給装置付内燃機関である。さらに。

本発明の内燃機関は、圧縮終りの圧力も上昇せしめるこ
とにより内燃機関の低速低負荷Ｆこおいて。

着火遅れを短かくすると共ｔこ、燃焼速度も早くする。

このため９本発明の内燃機関は、従来問題とされていた
白煙や炭化水素（Ｈｅ）の放出や騒音を著しく低減でき
、前記吸入空気の温度や圧力の上昇Ｆこは必要最少限の
機関動力の消費とするために吸入温度や負荷１こよって
前記過給装置の作動をコントロールするようにしたもの
である。以上要するトこ本発明はいわば可変圧縮圧力機
関を提供して従来のディーゼル機関（エンジン）におけ
る欠点を取り除（ことを目的とするものである。

ここで本発明の過給装置付内燃機関は、あくまでもエン
ジンの冷間時、負荷の軽いとぎ、始動時度を著しく高め
て燃焼を改善し白煙や炭化水素（ＨＣ）の放出や騒音を
著しく低減せんとするものであって、従来のいわゆる過
給機付エンジンが出力（トルり）増大を図らんがため、
吸気の大幅な過給と燃料供給量の増大を図って出力制御
するものとは根本的に相違するものである。

そして本発明は、吸入空気を流通する吸気通路の外気取
入口と燃焼室直前の吸入弁との間に内燃機関ｔこより変
速装置を介して駆動され吸入空気を外圧・昇温する空気
圧縮機を設けて過給装置を構成し。

内燃機関の特定の運転状態で前記過給装置を所定の変速
比で駆動せしめて吸気の過給又は吸気の昇温を行なうよ
うにしたことを特徴とする過給装置付内燃機関である（
以下第１発明にいう）。

また１本第１発明にあっては、前記過給２装置は内燃機
関の特定運転状態として冷間時における燃した所定の変
速比で駆動せしめ吸気を過給又は吸気の昇温を行なうよ
うｔこしたことを特徴とする過給装置付内燃機関である
（以下第１発明の態様ｌという）。

ところで９デイ一ゼル機関において騒音の増大又は白煙
の放出又は炭化水素（ＨＣ）の放出は冷却水温６０〜７
０″ｃ製下であってエンジン回転数１１本第１発明は、
前記過給装置が内燃機関の特定運転状態としての冷却水
温４０色〜７０℃以下９回転数Ｎｍｇ　ｘ／２〜Ｎｍａ
ｘ／　８以下の少なくきも低負荷域、及び冷間もしくは
温間時［こおける全負荷で回転数がＮｍ　＠ｘ／２〜Ｎ
ｍａ　ｘ／３以下の少なくとも−の運転状態で所定の変
速比で駆動され吸気を過給又は吸気の昇温を行なうよう
にしたことを特徴とする過給装置付内−燃機関である（
以下第１発明の態様２という）。

しかも２本第１発明は前記変速装置によって内燃機関の
始動時の回転数が１０００ｒｐｎ＋　　より小のとき前
記過給装置の圧縮機を冷却水温および吸しめるようにし
たことを特徴とする過給装置付内Ｐ郷関である（以下、
第１発明の態様３にいう）。

また１本第１発明は、前記過給装置の圧縮機に加λて回
転数Ｎｍａ　ｘ／　４〜Ｎｍａ　ｘ　／　３　以上の運
転時に駆動する排気タービン過給機を装備することを特
待とする過給装置付内燃機関である（以下第１発明のか
り様４という）。

かかる第１発明およびその容態様ｌ乃至４は。

特定の運転ｖコ態としての始動時又は始動間もない冷間
時等にあって、過給装置を構成する圧縮機を・臣 変速へ置により所定の変速比で駆動せしめて吸気をｊｆ
ｌ’５給又は吸気の外温を行なう。すなわち、前記圧縮
機は、変速装置により所定の変速比で駆動することヶこ
より吸入空気の流ｊＦＱを著しく促進して燃焼室０°ｆ
曲での吸入空気の押し込みを図ってあたかも吸入空気を
断熱圧縮せしめて該吸入空気を外圧。

＋′ｌ−温することができ、さらに加えて吸入空気の燃
焼室への充填効率を亮めて以後の燃焼を改善することが
できる実用上有意義な作用効果を奏する。

しかも前記変速装置はこｒｕこより圧縮機を変速沈火で
駆動することにより吸入空気の流通をさらに一層促進し
て該吸入空気を高圧、高温とすることができ、前述の吸
入空気の奸圧、昇渦に比してさらＦこ温度上昇を図るこ
とができ、吸入空気の圧力ならびに温度の上件幅、また
前記充填効率を著しく拡大することができるといった作
用効果を奏する。さらＥこ前記圧縮機は吸入空気の外圧
、昇温か不要の場合には、かかる圧縮機を変速装置トこ
より下限の変速比で駆動することにより圧縮機の駆動動
力を著しく低減することができ機関の駆動効率を改善で
きる作用効果を奏するのである。

また７本発明は、吸入空気を流通する吸気通路の外気取
入口と燃焼室直前の吸入弁との間に内燃圧縮機の入口お
よび出口をバイパスする通路を設け、当該通路に絞り弁
を設けて過給装置をＥｌｌ成し。

内燃機関の特定の運転状態で前記過給装置を所定の変速
比で駆動又は前記絞り弁を制御せしめ前記バイパスする
通路を通じて吸気を過給又は吸気の昇温を行なうように
したことを特徴とする過給装置付内燃機関である（以下
第２発明という）。

本第２発明ｔこあっては、燃焼室の圧縮比が低い場合や
燃料がさほど良質でない（セタン化が低い）場合等には
最適であり、この第２発明は、燃焼室の圧縮比が高い場
合や燃料良質（セタン化が高い）の場合等には、＃記変
速装置を省略してパイバクする通路の絞り弁のみで吸気
の過給又は昇温を行なうようにしたことを特徴とする過
給装置付内燃機関とすることもできる。なお、ここで燃
焼室の圧縮比が高いとは１〜３１のエンジンにおいて間
接燃料噴射式（予燃焼室付、渦流室付等）では圧縮比１
９乃至２０以上をいい、また直接燃料噴射式では圧縮比
１７乃至１８以上をいう。

また１本第２発明Ｆこありでは、前記過給装置は。

内燃機関の特定運転状態として冷間時における燃の変速
比で駆動せしめ、又は前記絞り弁を制御せしめ前記バイ
パスする通路を通じて吸気を過給又は吸気の昇温を行な
うようＦこしたことを特徴とする過給装置付内燃機関で
ある（以下第２発明の態様１という）。

さら［こ９本第２発明トこあっては、前記過給装置は内
燃機関の特定運転状態としての冷却水温４０’Ｃ〜７０
℃以下２回転数Ｎｍａ　ｘ／　２〜Ｎｍａ　ｘ／　３以
下の少なくとも低負荷域、及び冷間もしくは温間時トこ
おける全負荷で回転数がＮｍａ　ｘ／　２〜Ｎｍａｘ／
３以下の少なくとも−の運転状態で駆動され、前記バイ
パスする通路を通じ゛Ｃ吸気を過給又は吸気の昇温を行
なうようにしたことを特徴とする過給装置付内燃機関で
ある（以下第２発明の態様２という）。

しかも５本第２発明にあっては、前記バイパスする通路
に設けた絞り弁はバキュームポンプの負圧又は内燃機関
の油圧１こより開閉制御せしめ吸気の圧力又は温度を調
整するようにしたことを特徴とする過給装置付内燃機関
である（以下第２発明の態様８という）。

また９本第２発明ｔこあっては、前記変速装置は内燃海
開の始動時の回転数が１１０００ｒｐ　　より小のとき
前記過給装置の圧縮機を冷却水温および吸気温又はこれ
らのいづれか一方を検出して制御せしめるようにしたこ
とを特徴とする過給装置付Ｎｍａ　ｘ／　３以上の運転
時に駆動する排気タービン過給機を装備することを特徴
とする過給装置付内燃機関である（以下本第２発明の態
様５という）。

かかる第２発明およびその容態様ｌ乃至５は。

特定の運転状態としての始動時又は始動間もない冷間時
等にあって過給装置を構成する圧縮機を変速装置１こよ
り所定の変速比で駆動せしめ、また前記パノバスする通
路に設けた絞り弁の開度を絞ること旧より０１１　Ｑバ
イパスする通路を通じて吸気を過給又は吸気の昇温を行
なう。すなわち、前記圧縮機は、変速装置により所定の
変速比で駆動することにより吸入空気の流通を著しく促
進して燃焼室直前での吸入空気の押し込みを図ってあた
かも吸入空気を断熱圧縮せしめて該吸入空気を外圧。

昇温することができ、さらに加えて吸入空気の燃焼室へ
の充填効率を高めて以後の燃焼を改善することができる
実用上有意義な作用効果を奏する。

しかも前記バイパスする通路に設は過給装置を構成する
絞り弁の開度を紋ることにより吸入空気の流通Ｆこ対し
一種の紋り効果を付与して該吸入空気の昇圧、昇温をも
たらすのである。

さらに加えて前記変速装置は前述より圧縮機を変速沈火
で駆動”ｌ−ることにより吸入空気の流通をさらに一層
促進して該吸入空気を窩圧、高温とすることができ、前
述の吸入空気の昇圧１件ｒ品トこ比してさらＦこ温度上
昇を図ることができ、吸入空気の圧力ならび番こ温度の
上昇幅、また前記充填効率を著しく拡大することができ
るとし・つた作用効果を奏する。さらｌこ前記圧縮機は
吸入空気の外圧。

昇温か不要の場合には、かかる圧縮機を変速装置により
下限の変速比で駆動することにより圧縮機の駆動動力を
著しく低減することができ機関の駆動効率を改善できる
作用効果を奏するのである。

さらに本発明は、吸入空気を流通する吸気通路の外電取
入口と燃焼室直前の吸入弁との間に内燃気圧縮機を設け
るととも１こ、該圧縮機の入口および出口をバイパスす
る通路を設け、当該通路に絞り弁を設け、さらに前記圧
縮機出口と前記吸入弁との間に紋り弁を設けて過給装置
を構成し、内燃機関の特定の運転状態で前記過給装置を
駆動又は前記各校り弁の少なくとも一方を制御せしめ前
記バイパスする通路を通じて吸気を過給又は吸気の昇温
を行なうようにしたことを特徴とする過給装置付内燃機
関である（慶下第８発明という）。

また１本＠３発明にあっては前記過給装置が。

内燃機関の特定運転状態として冷間時）こおける燃ぜし
め、又は前記各校り弁の少なくとも一方を制御せしめ前
記バイパスする通路を通じて吸気を過給又は吸気のケト
温を行なうようにしたことを特徴上する過給装置＋２付
内燃機関である（以下本第３発明の態様ｌという）。

さらに９本第３発明は前記過給装置が内燃機関の特定運
転状態としての冷却水温４０ｔ−〜７０℃以下シ回転数
Ｎｍａｘ／２〜Ｎｍａ　ｘ／　３以下の少なくとも低負
荷域、及び冷間もしくは温間時における全負荷で回転数
がＮｍａ　ｘ／　２〜Ｎｍａｘ／３以下の少なくとも−
の運転状態で駆動され、前記バイパスする通路を通じて
吸気を過給又は吸気の昇温を行なうようにしたことを特
徴とする過給装置付内燃機関である（以下本第８発明の
態様２という）。

しかも１本第３発明１こあっては前記バイパスする通路
に設けた絞り弁かパキーームポンプの負圧又は内燃機関
の油圧Ｆこより開閉制御せしめ吸気の圧力又は温度を訳
整するようｔこしたことを特徴とする過給装置付内燃機
関である（以下本第３発明の態様３という）。

また９本第３発明は前記過給装置の圧縮機が回転駆動源
との間に変速装置を配設せしめ回転を変速するようにし
たことを特徴とする過給装置付内燃機関である（以下本
第３発明の態様４という）。

さらに本第８発明は、前記変速装置によって内燃機関の
始動時の回転数が１１０００ｒｐ　　より小のとき前記
過給装置の圧縮機を冷却水温および吸気温又はこれらの
いづれか一方を検出して制御せしめるようにしたことを
特徴とする過給装置付内燃機関である（以下本第３発明
の態様５という）６しかも本第８発明は、前記過給装置
の圧縮機Ｆこ加えて回転数Ｎｍａｘ／４〜Ｎｍａｚ／　
３以上の運転時トこ駆動する排気タービン過給機を装備
することを特徴とする過給装置付内燃機関である（以下
本第３発明の態様６という）。

かかる本第３発明およびその容態様１乃至６は。

特定運転状５１ζである始動時又は始動間もない冷間時
等１こありて、過給装置を駆動せしめて前記バイパヌす
る通路を通じて吸気を過給又は吸気の昇温を行なう。す
なわち、過給装置を構成する圧縮機の駆動［こ伴って吸
入空気の流通を促進して該吸入空気の昇圧、昇温を図る
のである。しかもｍＪ記バイパヌする通路に設は過給装
置を構成する絞り弁の開度を絞ることにより吸入空気の
流通に対し一種の絞り効果を付与して該吸入空気の昇圧
、昇温をもたらすのである。さら１こ加えて、前記圧縮
機出口と前記吸入弁との間に設は過給装置を構成する絞
り弁の開度をも絞ることｔこより圧縮機出口より流出す
る吸入空気に対しても一種の絞り効果を付与して前述の
吸入空気の昇温に加えてさらに圧縮機出口における吸入
空気の温度を上昇することができ、吸入空気の温度上昇
幅を著しく拡大することができる。このとき、前記圧縮
機出口と前記吸入弁との間Ｐこ設けた絞り弁はその開度
を絞ることにより、吸入弁直前の圧力は負圧となり燃焼
室内Ｆこおける排気ガスの残存量の割合が増すこととな
る。このため、前述した通り予め外圧、昇温さオ′」て
燃焼室内１こ吸入された吸入空気には、かかる排気ガス
が極めて高温でありこの温度が付与され効率良く昇温さ
れるのである。さらＦこ加えて前記圧縮機は変速装置に
より所定の変速比で駆動することにより吸入空気の流通
を著しく促進して燃焼室直前での吸入空気の押し込みを
図ってあたかも吸入空気を断熱圧縮せしめて前述よりさ
らに吸入空電を昇温、昇圧することができ、しかも吸入
空う（のＰＹ燃焼室の充填効率を高めて、以後の燃焼を
改善することができる作用効果を奏するのである。

しかもシリンダ内でピヌトン上昇によって断熱圧縮され
圧縮終りのガス温度を著しく上昇せしめることにより以
後の燃焼速度を速めかつ着火遅れを著しく減少すること
ができる。このため本第８発明の過給装置付内燃機関は
従来問題とされていた白煙や炭化水？Ｊ（ＨＣ）の放出
や騒音を著しく低減でき、あたかも吸入空気を加熱した
り圧縮比を高くしたのと同様またはそ才′（以上の作用
効果を奏するのである。前述の圧力、温度の上昇には機
関動力を？ｒ４費するから吸入温度や負荷ンこよって過
給装置の作動をコントロールし１本実＄発明はいわば可
変圧縮圧力機関であってディーゼル機関（エンジン）の
欠点を収り除くことができる。

ちなみトこ、２＃、４気筒程度のディーゼルエンジンで
考えると、冷間時等の予熱として電熱加熱するには２０
’０Ｗ−４００Ｗを要するが、この電力はエンジンによ
って駆動される発電機（オルタネータ）による。エンジ
ンの低速時の発電効率はあまり良くないのでエンジン出
力に換算するとＩＫＷ〜２　ＫＷ　ｔこ相当する。本発
明は過給装置によって吸入空気を圧縮するがこの過給装
置の出口圧力を０．２ｋＬ、／／ｄとすねは、エンジン
入口圧力は大剣より０２に’！／ｃａｋ高くなり吸入空
気温度は約３０〜５０℃、上昇する。Ｊンジン圧縮比を
１８とすわば圧縮終りガス温度は約１００℃」１昇する
こと、７１Ｉ ＜燃ψ的にもすぐねているといったＴ周上多大な効果を
奏するのである。

さらシこ、冷開始動時を考オると町１こよる加熱と異な
り、過給装置の圧縮機が回転すると同時に吸入空気はｆ
Ｌ　？７ｉλするから予熱待ち時間はほとんど零とする
ことが出来る。

次に、第１発明（容態様１乃至４）、第２発明（容態様
ｌ乃至５）および第８発明（各軽様］乃至６）の実施例
につい゛Ｃ説明する。

第３図乃至第５図トこ示す一実施例の過給装置付内燃機
関は第１発明およびその態様ｌ及至３Ｉこ属するもので
あって、具体的にはディーゼルエンジンＤＥであり、吸
入空気を流通する吸気通路ＩＰのエアクリーナＣにおけ
る外気取入１．ｙ燃焼室１１ノ直前の吸入弁ＩＶとの間
にエンジンＤＥｒこより変速装置ＶＴを介して駆動され
吸入空気を昇圧。

昇温する空電圧縮機ＭＣを設けて過給装置を構成し。

内燃機関の特定の運転状態で前記過給装置を所定の変速
比で駆動せしめて吸気の過給又は吸気の外温を行なうよ
うに構成されている。さら１こ、詳述すれば過給装置の
圧縮機ＭＣはルーツやベーンタイプの容済型圧縮機（メ
カニカルチャージャ）であって、歯車、■ベルト、タイ
ミングベルト等の伝ａ要素Ｒｔこよってディーゼルエン
ジンＤＥの回転軸１　ト変速装ｆｉ　（パリアプルトヲ
ンヌミッシ鯉ン）ＶＴを介接して回転連絡しである。

空気吸入系は、吸入空気がエアクリーナＣから吸気通路
Ｉ′Ｐを通じて圧縮機ＭＣに吸入されるようｔこ構成さ
れ、しかる後、圧縮された空気がエンジンＤＥの燃焼室
１１内に吸入されるように構成されている。圧縮機ＭＣ
には高速時等のエンジンによる駆動力軽減のために無段
の変速装置ＶＴを有する。そしてエンジンの特定の運転
状態である始動時又始動間もない冷間時にあってはシリ
ンダ壁、燃焼室壁の温度が低く、エンジン回転数の低い
時はシリンダ内で壁面１こよって圧縮空気が冷される。

従って、前記過給装置の圧縮機ＭＣはエンジンＤＥの特
定運転状態として冷間時１こおける燃た所定の変速比で
駆動せしめ吸気を過給又は吸気の昇温を行なうよう［こ
構成されている。さら［こは。

前記過給装置の圧縮機ＭＣはエンジンＤＥの特定運転状
ａｌとしての冷却水温４０−〜７０℃以下１回転数Ｎｍ
ａｘ／２〜Ｎｍａ　ｘ／　３以下の少なくとも低負荷域
、及び冷間もしくは温間時［こおける全負荷で回転数が
Ｎｍａ　ｘ／２〜Ｎｍａ　ｘ／８以下の少な（とも−の
運転状態で所定の変速比で駆動され吸気を過給又は吸気
の昇温を行なうように構成されている。本実施例にあっ
ては、第４図々示のようＥこシリンダ壁温の低い冷間時
（水温又は油温か４０〜７（１以下）では外気（吸入空
気）の圧力または圧縮機ＭＣの出口における圧力を検出
する圧力センサＰｃや外気または圧縮機ＭＣの出口にお
ける吸気の温度を検出する温度センサーＴＣ，冷却水の
水温を検出する水温センサｗｃ、エンジンオイルの温度
を検出する油温センサｏｃよりの各出力信号をコントロ
ーラ４に入力したのちの出力信号に基づいて変速装置Ｖ
Ｔを所定の変速比に設定し圧縮機ＭＣを回転駆動する構
成である。かかる構成によりエンジンＤＥは過給装置の
圧縮機ＭＣを変速装置ＶＴを介して吸気通路ＩＰより高
温、高圧の吸入空電イみ をシリンダ１１内に吸入する。よって、圧縮線りの圧力
温度が上り以後の燃焼速度を速めて着火遅れを著しく減
少して白煙や変化水素（ＨＣ）を低減出来あたかも吸入
空気を加熱したり、圧縮比を高くしたのに同様ン実用上
有意義な作用効果を実奏するのである。

ここで作動原理を圧縮機ＭＣの特性図（第５図）［こよ
って説明する。横軸はエンジンＤＥ及び圧縮機ＭＣの回
転数（ｒｐｍ）を示し、縦軸はエンジンＤＥの吸入空気
の温度上昇を℃で表わしたものである。図中ｒ。＋ｒ１
．ｒｚｌ”３　　は大気圧に対する圧力比を表わし＋　
ｒｏ　は変速装置ＶＴの変速比極小に相当する。また図
中町、　ｍ２　、　ｍ３はそれぞれ変速装置ＶＴの変速
比中、小、大を表わしディーゼルエンジンＤＥに対する
圧縮機ＭＣの変速比を変化させた例であつて、ＦＴｌｌ
　　で説明するとエンジンＤＥと組合せた圧縮機ＭＣは
回転数の上列とともに変速装置ＶＴにより変速比中でｍ
ｌ線上を作動する。０３点で該変速比を小さくして耐久
性。

人３ 騒音等を考慮して圧力比を例えばにテ今に保つよさうｒ
こエンジンＤＥの回転の上昇と共１こｒ３上を作動し過
度の過給を防止する。そして、さらに変速装置ＶＴの変
速比を大きくして行くと図中ｍｌからｍ３へと移行し、
変速比を小さくしていくとｆｆ１ｌよりｍ２さらにはｒ
ｏへと移行する。ここで変速装置ＶＴの変速比は圧縮機
ＭＣの回転数／エンジンＤＥの回転数である。

例えは圧縮機ＭＣの回転数２００Ｏｒｐｍ　とすると、
温間で外温をさほど必要としないときは図中ｔｏの変速
装置ＶＴの変速比極小でよくこのときから小を経て中に
移行すれは図中亀に達し吸入空気の温度上外は約１８１
Ｅとなる。始動時等にあってざらに昇温を図るには変速
装ＲＶＴの変速比を中から大へとすることにより図中Ｏ
からＯ６に移行して吸入空気の温度上昇は約２４℃とな
って有効適切に加熱することができるのである。

一方、冷間、低速時等は伏化水素（ＨＣ）、白煙、騒音
等の欠点があるが、これを除くに必要な要求空気温度」
１昇は第５図中、Ｘの破線で示すことが出来る。

従って冷間、低速時又は始動時におけるコントロールは
Ｘ線上で回転数に対応して圧縮機ＭＣの変と各センサ１
こよってこの両方の作動をエンジンＤＥの運転状態Ｖこ
応じて行うことＦこある。

また、ディーゼルエンジンＤＥが高速になるとシリンダ
内壁面が十分高くなるので吸入空気の加熱の必要はない
。従って、過給装置の圧縮機ＭＣの使用は壁温影響の大
きいＮｍａ　ｘ／２〜Ｎｍａ　ｘ／　３以下程度で使用
しこね以上の回転数ではエンジン又は噴射ポンプに取り
付けられている回転数センサＲＣによって得た信号で変
速装ｆｉｆＶＴの変速比を低速時の負荷の小さい燃料の
噴射量の極小＼時に噴射量センサＦＣ又はラック位置、
バキーームボンデのコントロールレ光ノ冷置センサＳＣ
等よりの信号変速装置ＶＴＩ７）変速比を中とすれば燃
料消費はやや増大するが温度が上るので騒音、炭化水さ
らに噴射量が増大し最大噴射量に近窒くと上記各センサ
により変速装置ＶＴの変速比を中〜大とすると過給装置
の圧縮機ＭＣ）こより圧縮さ２′ｔた空気がディーゼル
エンジンの燃焼室Ｉｌｆこつめ込まれ、いわゆる機械過
給エンジンとなるので空気量が増大し噴射量を増加出来
るので低速側のエンジン出力（トルク）をいちじるしく
増大するこｋが出来る。

これらのコントロールは噴射量センサＦＣ，（ワック位
ｔｔ’！、コントロールレバー位置センサＳＣ）とエン
ジンジャケット内水温センサＷＣ（エンジンメイ／Ｌ／
温度センサＯＣでも可）とエンジン回転数センサＲｅの
信号をコントローラ４にみちびきあらかじめ設定された
条件にて変速装置ＶＴの変速比を制御する。

ここで前述した第８図乃至第５図々示の実施例の過給装
置付内燃機関における作動状況を便宜的上記実施例では
、バキネームポンデ８の負圧で変速装置ＶＴを制御する
場合を示したがエンジン油圧を利用して油圧アクチーエ
ータ（図示せず）で変速装置ＶＴを制御しても同様の作
用効果を実奏するのである。

次Ｐこ９本第１発明の態様４につぎ説明する。

上述の過給装置の圧縮機ＭＣはエンジンにより駆動され
る機械式のため圧力比をあまり高くとれず１、８〜１．
４が限度である。従って更に圧力比を高くし高出力機関
にするためトこは第６図トこ示すようＦこ排気タービン
過給機ＴＢを直列Ｅこ配設する。

すなわち、この排霞タービン過給機ＴＢは、排気ガスの
エネルギーを排気タービン５で回収して有効利用し駆動
源として遠心圧縮機６を駆動する過給機（ターボチャー
ジャ）ＴＢである。この場合は機械過給の受は持ち範囲
は始動からＮｍａ工／２〜Ｎｍａｘ／３以下で、またＮ
ｍａ　ｘ／　４〜Ｎｍａ　ｘ／　３　　以上を排気ター
ビン過給機ＴＢに受は持たせ重複する部分を設けて当該
部分にトルクの増大とスムーズなコントローμを行える
といった実用」二多大な効果を奏する。例えばエンジン
回転数Ｎｍａｘを４００Ｏｒｐｍとすれば圧縮機Ｍｅの
上限は２０００〜１８００ｒｐｍ　　であり排気タービ
ン過給機ＴＢの下限は１１０００−１８０Ｏｒｐである
。

さらに１本過給装置付内燃機関は第７図々示のように吸
入空気温度、圧力、燃料噴射量、エンジン速度等を各セ
ンサＴＣ、ＷＣ、ＱＣ、ＦＣ。

ｓｃ、ｚｃにより検出してこれをフィードバックして、
変速装はＶＴｕコントロールすることができ前述とほぼ
同様な作用効果を奏する。

次に、第８図に示す一実施例の過給装置付内燃機関は第
２発明およびその態様１乃至３に属するモノであって、
具体的にはディーゼルエンジンＤＥであり、吸入空気を
流通する吸気通路ＺＰのエアクリーナＣにおける外匈取
入口と燃焼室１１の直前の吸入弁ＩＶとの間１こエンジ
ンＤＥにより前記第１発明と同様の変速装置ｌ１ｔｖＴ
を介して駆動され吸入空気な外圧・昇温する空気圧縮機
ＭＣを設けるｋともｉこ、該圧縮機ＭＣの入口１２およ
び出口成し。

内燃機関の特定の運転状態で前記過給装置を所定の変速
比で駆動又は前記絞り弁ＴＶを制御せしめ口ｉｌ記バイ
パスする通路ＢＰを通じて吸気の過給　　　　゛又は吸
気の昇温を行なうように構成する。なお。

上述の実施例と同一部分は同一符号を示して詳述は省略
する。

素ＲトこよってディーゼルエンジンＤＥの回転軸ｌと変
速装ＲＶＴを介接して回転連絡しである。空口１３を直
結する通路ＢＰに絞り弁ＴＶを有する。

そしてエンジンの特定の運転状態である始動時又始動間
もない冷間時１こあってはシリンダ壁、燃焼室壁及びピ
ストンの温度が低く、エンジン回転数の低い時はシリン
ダ内で壁面によって圧縮空欠が冷されるのである。従っ
て、前記過給装置の圧縮機ＭＣはエンジンＤＥの特定運
転状態として冷間Ｐこ対応して選択した所定の変速比で
駆動せしめ又は前記絞り弁ＴＶを制御せしめ前記バイパ
ヌする通路ＢＰを通じて吸気を過給又は吸気の昇温を行
なうように構成されている。さらには、前記過給装置の
圧縮機ＭＣはエンジンＤＥの特定運転状態としての冷却
水温４０ｔ〜７０℃以下９回転数Ｎｍａ　ｘ／２〜Ｎｍ
ａ　ｘ／３以下の少なくとも低負荷域。

及び冷間もしくは温間時における全負荷で回転数がＮｍ
ａ　ｘ　／２〜Ｎｍａ　ｘ／８以下の少なくとも−の運
転状パリで所定の変速比で駆動され前記バイバヌする通
路Ｂ　Ｐを通じて吸気を過給又は吸気の昇温を行なうよ
うに構成されている。本実施例にあ−ては。

第９図、第１０図々示のようＰこ、シリンダ、ヒ”ヌト
ンの各壁面温度の低い冷間時（水温又は油温４０〜７０
℃以下）では温度センサＴＣによって電磁クワツチＣＬ
をＯＮとし第９図々示のよう？こノくキュームアクチュ
エータＶＡにオルタネータ２に附属するバキュームポン
プ３の負圧を作用させ水温又は空気温センサによってソ
レノイド／くキューム弁ＲＶをコントロールし絞り弁を
絞る。かかる構成により、エンジンは過給装置の圧縮機
Ｍｅを介して通路ＢＰより高圧、高温の吸入空気なシリ
ンに ダ内に吸入する。よって、圧縮終りの圧力温度が上り以
後の燃焼速度を速めて着火遅れを著しく減少して白煙や
炭化水素（ＨＣ）を低減出来あたかも吸入空気を加熱し
たり、圧縮比を高くしたのと同様を実用上有意義な作用
効果を実奏するのであを図るには、圧縮機ＭＣの回転を
変速装置ＶＴｔこより変速すること？こより圧縮機Ｍｅ
の吐出圧力カー高くなり加熱度合を増すことができ、さ
ら１こ加えて吸入空気の燃焼室への充填効率を高めて、
以後の燃焼を改善することができる。

／ ／ ここで本実施例の作動原理全圧７ｍ　＠Ｍ　Ｏの特性図
（第５図々示）によって説明する。なおここでの変速装
置は前述の第１発明と同様であるのでその作動内容の説
明は省略しく・目違点のみ説明する。

横軸はエンジン及び圧縮機ＭＣの回転数（ｒｐｍ）縦軸
はエンジン吸気の温度上昇を°Ｃで表わしたものである
。図中ｒＯ，ｒｌ、　ｒ２　、　ｒｈは大気圧に対する
圧力比を表（わしｒｅは絞υ升ＴＶの全開に相当する絞
り一７ＰＴＶを絞って行くと図中ｒｌ　＋　ｒ２　＋ｒ
ｓへと移行する。

また図中＼１はディーゼルエンジンＤＥと圧縮機ＭＯと
の作動例であってエンジンと変速装置ＶＴを介して組合
せた圧縮機ＭＯが回転数の上昇とともに絞９升ＴＶ全閉
でｖ、Ｉ、　ｆＭ上を作動する。０３点で絞り升ＴＶを
開き始め耐久性、験晋等全考慮し人３ て圧力比を例えば４＝？巧に保つと更にエンジンＤＥの
回転の上昇とともにｒｅ上を作動し過度の過給を防止す
る。

図中−′°１・、ｒ２・、ｒｓ・はそれぞれの圧力比の
とき絞り升ＴＶを全閉とし、かつ変速装置ＶＴの変速比
を大とすることによって実現出来た温度上昇であ空気温
の−Ｌ昇は約１６°Ｃであるが、さらに絞り升ＴＶ’ｉ
ｉ全閉とし変速装置の変速比を大きくするとｏｏＫ移イ
テし温度上昇は約２４°Ｃとなって有効迩切に加熱出来
る。

さらに削に述べたように冷間、低速時等は膨化水素（Ｈ
Ｃ）、白煙、騒音等の欠点があるカニ、これを除くに必
要な要求孕気温度上昇は第５図中。

Ｘの破線で小すことが出来る。

従って冷間、低速時又は始動時におけるコントロールは
Ｘ線上で圧縮ｂｉＭＣを作動させることでＷし あり、一方全負荷時の出力向上には第５図中の〜１速装
＋ＲＶＴと各センサによってこの両方の作動をエンジン
ＤＥの運転状態に応じて行うことにある。

また、ティーセルエンジンＤＥが高速になるとシリンダ
内壁面が十分高くなるので吸気加熱の必要はない。従っ
て、過給装置の圧縮機ＭＯの使用は壁温影響の大きいＮ
ｍａｚ／２〜Ｎｒｎ　ｒｚｙ／　５以下程度で使用しこ
れ以上の回転数ではエンジン又は噴射ポンプに取シ付け
られている回転数センサＲＯによって得た信号で電磁ク
ラッチｃＬをＯＦＦとし過に低速時の負荷の小さい燃料
の噴射量の榛小、時に噴射量センサＦＯ又はラック位置
、バキューム５／ ポンプのコントロールレ恭バ位置センサｓｃ等よ上るの
で騒音、炭化水素（Ｈｃ）を低減出来る。

さらに噴射量が増大し最大噴ＩＡ量に近ずくとにより圧
縮された突気がディーゼルエンジンの燃焼掌につめ込ま
れ、いわゆる機械過給エンジンとなるので窒気量が増大
し噴射量を増加出来るので低速側のエンジン出方（トル
ク）をいちしるしく増大することが出来る。

コレラのコントロールは、噴射ポンプＰの噴射量センサ
ＦＣ，（ラック位置、コントロールレノ（〜位置センサ
３０　）とエンジンジャケット内水温センサＷＣ（エン
ジンオイル温度センサＯＣでも可）とエンジン回転数セ
ンサＲＣの信号をコントローラ４にみちびきあらかじめ
設定された条件にて′電磁クラツナＯＬ、バキュームア
クチュエータＶＡ、絞りりＦＴＶを制御する。

ここで、前述した第８図乃至第１０図々示の実施例の瓶
給装置付内燃機関における作動状況を便なお、上記実力
恒例ではバキュームポンプ５の負圧で絞り弁ＴＶを開閉
制御する場合を示したが本実施例に限らず、この他にエ
ンジンの油圧を利用して油圧アクチュエータ（図示せず
）で絞り升ＴＶを制御してもよく、上述の実施例とほぼ
同様の作用効果を奏する。

前述の実施例にあっては、変速装置ＶＴが第１発明と同
様の変速範囲金具伽する無段もしくは多段のものでおる
が、上述の実施例に限らず、この他に変速比が有段の例
えば変速比が中から大の範囲のものまたは極小から中を
経て犬の範囲の変速装置であっても艮く、この場合には
第１発明に比して限定された変速範囲を受は持つのみで
事足りると同時に絞り弁の絞υ作用が相疾っ°Ｃ有効適
切に吸気の昇温又は吸気の過給全行なうことができ構造
の簡素化をもたらす他＋　ＭｉＪ述とほぼ同様の作用効
果を奏する。

さらに、燃焼室の圧縮比また燃料の琲否（セタン化の程
度）如何によっては前述した変速装置の配設は不要とし
バイパスする通路の、絞ジ升ＴＶのみで吸気の昇温又は
吸気の過給全行なうことができ構造のｒ１ｒ＋素１じ、
制御の前便さをもたらす他、前述したとほぼ同様の作用
効果を実奏できる。

次に１本第２発明の態様４につき説明する。上述の過給
装置の圧縮機ＭＣはエンジンにより駆動される機緘式の
ため圧力比をあまり高くとれず１．３〜１，４が限度で
ある。従って更に圧力比を高くシ品出力機関にするため
には第１１図に示すように排気タービン過給＠ＴＢを直
列に配設する。

すなわち、この排気タービン過給機、−ＴＢは、排気ガ
スのエイ・ルギーを排気タービン５で回収して有効利用
し駆動漁として遠ＩＣ＞圧縮機６を駆動する拘Ｎ　ｍ　
”　ｘ／　２〜Ｎ　ｍ　’Ｌ　Ｘ７３以下で、またＮ＋
ｔｌｘ／４〜Ｎｍα、ｘ／３以」二を排気タービン過給
機ＴＢに受は持たせ重複する部分を設けて当該部分にト
ルクの増大とスムーズなコントロールを行えるといった
実用上多大な効果を奏する。例えばエンジン回転数Ｎｍ
ｒＬｘ　（ｌ：　４０００　ｒｐｍとすれば圧縮ａＭＣ
は２０口０〜１８００ｒｐｍであり排気タービン過給機
ＴＢは１０００〜１８００ｒｐｍである。

さらに９本過給装置付内燃機関は第１２図４示のように
吸入空気温度、圧力、燃料噴射量、エンジン速度等を各
センサＴｏ、　ＷＣ，ＱＣ，ＦＣ，３Ｃｉ。

ＺＣにより検出してこれをフィードバックして電磁クラ
ッチＯＬ、変速装置■Ｔおよび絞り弁ＴＶをコントロー
ルすることができ前述とほぼ同様な作用効果を奏する。

第１５図乃至第１５図に示す一実施例の過給装置付内燃
機関はＶＪ６発明およびその態様１乃至６に属するもの
であって、具体的にはティーゼルエンジンＤＩＵでめり
、吸入空気を流通する吸気通路工Ｐの外気取入口１０と
燃焼室１１の直前の吸入ともに、該圧縮機ＭＯの入口１
２および出口１３をバイパスする通路ＢＰを設け、当該
通路ＢＰに絞り弁ＴＶ、を設け、さらに前記圧縮機ＭＣ
の出口１３と前記吸入弁工Ｖとの間に絞９弁ＴＶ、’ｉ
設けて過給装置全４１４成し、内燃機関の特定の運転状
態でＯＩＪ記過給装置を駆動又は前記各校り升ＴＶ、　
、　ＴＶ。

の少なくとも一方を制御せしめ前記バイパスする通路Ｅ
Ｐｉ通じて吸気を過給又は吸気の昇温を行↑ 一ンタイプの容積型圧縮機（メカニカルンヤージャ）を
歯車、Ｖベルト、タイミングベルト等の仏様ＭＣに入り
圧縮された空気がエンジンＤＥの燃焼室内に吸入される
ように構成されている。圧縮機ＭＯには高速時等エンジ
ンによる駆動力減少のため醒磁クラッチＯＬを有し、か
つ、過給装置の圧縮機１ν１０出口１３の圧力（エンジ
ン吸入望気）調整用に過給装置の圧縮機Ｍ　Ｃの入口１
２．出口１３を直結する通路ＢＰに第１の絞９升Ｔｖｌ
を有する。そし−’Ｃエンジンの特定の運転状態である
始動時又始動間もない冷間時にあってはシリンダ壁。

燃焼室壁の温度が低く、エンジン回転数の眩い時はシリ
ンタ内で壁面によって圧縮空気が冷される。

従って、前記過給装置の圧縮機ＭＯは、前記エンジンの
特定運転状態として冷間時における燃料しめ、又は前記
各校シ升ＴＶＩ、　ＴＶ２の少なくとも一方を制御せし
めＩｊＪ記バイバヌする通路ＢＰｉ通じて吸気を過給又
は吸気の＋１−温を行なうように構成きれている。さら
に具体的には、前記過給装置の圧縮機ＭＣは前記エンジ
ンの特定運転状態としての冷却水温４０３〜７０°Ｃ以
下９回転数Ｎｍａｘ／２〜Ｎ　ｍ　Ｌ′Ｌｘ／３以下の
少なくとも低負荷域、及び冷間もしくは温間時における
全負荷で回転数がＮｍｉ＞〆２〜Ｎｍａｘ１５以下の少
なくとも−の運転状態で駆動され、前記バイパスする通
路ＥＰ’（ｉｚ通じて吸気全過給又は吸気の昇温を行な
うように構成されている。本実施例にめってはシリンダ
、ピストンの各壁面温度の因い冷間時（水温又は油温４
０〜７０°Ｃ以下）では温度センサＴｃによって′電磁
クラッチｃＬｌｏＮとしＡ’Ｓ％図々示のようにバキュ
ームアクチュエータＶＡにオルタイ・−夕２に附属する
バキュームボング６の負圧を作用させ水温又は夜気温七
ンサによってソレノイドバキュームｐＲＶｆコントロー
ルし第１のＦＺＩ）升ＴＶ、ｉ絞る。この他にエンジン
の油圧によって第１の収り升’ｒｖ、　ｅ開閉制御して
もよい。かかる構成により、エンジンは過給装置１の圧
縮機ＭＯを介して通路ＢＰより高圧。

高温の堕気をシリンタ内に吸入する。よって、圧樹終シ
の出力ｌ晶度が上り以後の燃焼速度を速めて着火遅れを
著しく減少して白煙や炭化水素（Ｈｃ）分なケイ１品が
得られない場合がある。この場合には。

第２の絞り升ＴＶ、ｉ絞る（全閉ではない）と、圧イ１
１吋幾ＭＣの吐出圧力が関くなるため、力ロ熱度会を増
すことができるのである。この場合、エンジン側は吸気
を紋られることになるため残留ガスの景が増し、その熱
も併せて利用できる。

ここで本実施例の作動原理を圧縮機ＭＣの特性夕 図（第負図４示）によって説明する。横軸はエンジン及
び圧縮機ＭＯの回転数（ｒｐｍ　）縦軸はエンジン吸気
の温度上昇を°Ｃで表わしたものである。

図中ｒ。、　ｒ＋　、　ｒｚ　、　ｒｍは大気圧に対す
る圧力比全表惑わしｒ・は第１の絞９弁Ｔ■１の全開に
相当する第１の絞シ弁ＴＶ、を絞って行くと図中ｒ１．
ｒ２゜るとエンジンと総会せた圧縮機ＭＣはＩＰ！１転
数の上昇とともに第１の絞り升ＴＶ、全閉で幅線を作動
する。Ｏｓ点で第１の絞り弁ＴＶ＋’ｅ開き始め圧力比
を１．６に保つと更に回転の上昇とともにｒｌｌ上間す
る。

図中ｒ＋　、　ｒａ　、　ｒ’ｓはそれぞれの圧力比の
とき第２のＰｉ　Ｉ）　ｙＰＴ　Ｖｚ　ｆ絞ることによ
って実現出来た温度上昇である。

今、圧縮機ＭＯの回転数２０００　ｒｐｍのとき吸人孔
ン気？ｒ＋７＋の上ケトは約１６°Ｃであるがさらに第
２の絞り升ＴＶ２ｆ：設ろとＯｏに移行し温度上昇は約
２４°Ｃとなって有効適切に加熱出来る。

さらにｎｉＪ　Ｋ　Ｊホベたように冷間、低速時等は炭
化水素（Ｈｅ）、白煙、騒音等の欠点があるが、とｎｑ
除くに必要な要求空気温度上昇は第３図中。

Ｘの破線で示すことが出来る。

従って冷間、四速時又は始動時におけるコント−ｒｓ上
に作動するようコントロールすることである。不過給装
置は圧縮様ＭＯ，第１の絞り方ＴＶ、　、第・２の絞υ
升ＴＶ２と各センサによってこの両方の作動全エンジン
の運転状態に応じて行うことにある。

そして、エンジンの回転数が叶い程、シリンダ内の空気
は冷され易いから低速時に十分な過給装置の圧縮機ＭＣ
の出口圧力が必要である。このためには過給装置の圧縮
機ＭＣとティーセルエンジンＤＵの回転軸１との間のプ
ーリ比を増速側で使い過給装置ｆｆめ圧縮機ＭＯの回転
を高くしたい。しかし、ティーセルエンジンＤＥが高速
になるとシリンダ内壁面が十分高くなるので吸気加熱の
必要はない。従って、過給装置の圧縮機ＭＣの使用は壁
温影響の大きいＮｍｒｚｘ／２〜Ｎｍａｘ／３以下程度
で使用し、これ以上の回転数ではエンジン又はＩｌｌ：
ｉ別ポンプに取９付けられている回転数センサＲｅによ
って得た信号で電磁クラッチＣＬ　′ｆ：ＯＦＦとし過
給装置の圧縮機ＭＯ全停止する。

漠 また、に開時にあっても炭化水素（Ｈｃ）の区域用に低
速時の負荷の小さい燃料の噴＃Ｉ量の極小２時に噴射量
センサＢ’Ｃ又はラック位置、バキュームポンプのコン
トロールレーノ弔置センザｓｃ等よ温度が上るので＠晋
、灰化水素（Ｈａ　）を抵派出来る。

フ さらに噴射量が謂太し最大噴射足に近ずくと上により１
上縮された空気がティーセルエンジンの燃焼室につめ込
まれ、いわゆる機械過給エンジンとなるので苧気量が増
大し噴射量を増加出来るので四速１則のエンジン出力（
トルク）−といちじるしく増大することか出来る。

これらのコントロールは噴射ポンプＰの噴射量センサ＋
１゛ｃ、（ラック位置、コントロールレノクー位置セン
サＳＣ）とエンジンジャケット内水温センザｗＣ（エン
ジンオイル温度センサＯＣでも可）トエンジン回ｌ隙佐
センサＲＣの信号をコントローラ４にみちひきあらかじ
め設定された条件にて゛電磁クラッチＯＬ、バキューム
アクチュエータＭＡ、ｉｌの収り力’ＩＶ、ケｔｌｉ制
御する。

ここで、前述した第１５図乃至第１５図々ボの実力ｆ１
．ＩｔｌＪの過給装置―付内燃槻関における作動状況を
なお、上記実施例ではバキュームポンプ３の負圧で第１
の絞り弁ＴｖＩを開閉制御する場合全示したが本実施例
に限らず、この他にエンジンの油）Ｅを利用して油圧ア
クチュエータ（図示せず）で第１の絞υ升Ｔｖｌを制御
してもよく、上述の実施例とほぼ同様の作用効果を奏す
る。

仄に１本第６発明の態様４につき説明する。

さらに第２の絞り一％　Ｔ　Ｖ　ｚ會大きく収り過き゛
るとエンジンの吸入ポンプ損失が生じることもあるので
第２の絞り升Ｔ　Ｖ　２のほかに変速装置（可父増速機
）ＶＴを設は第１６図の圧ａ機ＭＯを高回転側に作動点
を移すと効果的である。また、第１６図々示の変速装置
ｖＴ（ｌ−１：第２の絞υ升Ｔｖ２のコントロールと同
様にエンジン回転数、吸気温度、水温等に対応して行う
。

すなわち＋、ｈ間始動始動性善するのも同様であってテ
ィーゼルエンジンＤＥの始動クランキング回転数（１５
０〜３００　ｒｐｍ　）でも充分な過給装置の圧酪機Ｍ
Ｏの出口圧力を得るため第１・６図々示のように過給装
置の圧描１Ｍ０Ｋ変速装置ＶＴを追加しコントローラ４
より過給装置ＭＯ回転数を制御すると始動に従来のよう
な電気加熱が不用となり火花点火式ガソリンエンジンと
同様の始動が可能となる一作用効果を実奏するとともに
、その他上記実施例とほぼ同様の作用効果を奏するので
ある。ここで第２の絞り弁Ｔｖ２を大きく絞るとこの第
２の絞り弁Ｔ　Ｖ　２と吸入弁との間の吸気圧力が下が
るゆえに吸気量が著しく減少してシリンダ１１内に残存
する排気ガス量が増大するがために以後の燃焼全悪化し
て白煙や炭化水素（ＨＣ）の発生をもたらすこととなる
。

しかしながら本実施例にあっては、この第２の絞り弁Ｔ
ｖ２と吸入弁との間とに吸気圧力全検出する圧力センサ
（図示せず）全配設することにより吸気圧力を検出する
ように構成しである。

よって９本実施例にあってはかかる負圧が大なる場会に
は圧力センサからの出力信号によυ変速装置ＶＴの変速
比を大とし第２の絞り弁’ｒｖｚＯ開度は負圧が例えば
ＩＱＯ＋＋＋ｍＨｇ以内の絞り状態にすることにより吸
気の温度、圧力を高めて排気力る実用上の作用効果を奏
する。なお、上述の例と同一部分は同一符号を示して詳
述は省略したが以下同様である。

ここで、前述した第１６図々示の実施例の過給装置Ｍ付
内燃機関における作動状況全便宜的に表７゜表俤實・す
。

また、前述の過給装置の各圧縮機ＭＯはベーンタイプに
限らずルーツタイプ、ピストンタイプ。

スクリュータイプ等のいわゆる容積型圧縮機ならば同様
の作用効果を奏するのである。上述の過給装置の圧縮機
ＭＯはエンジンによシ駆動される機（威武のため圧力比
をあまり高くとれず１．５〜１．４が限度である。従っ
て更に圧力比を高くし高出力機関にするためには第１７
図に示すように排気タービン過給機ＴＢを直列に配設す
る。すなわち。

この排気タービン過給機ＴＢは、排気ガスのエイ・ルギ
ーを排気タービン５で回収して有効利用し駆動源として
遠心過給機６を駆動する過給機（ターボチャージャ）Ｔ
Ｅである。この場合は機械過給の受は持ち範囲は始動か
らＮｍｒｔｘ７２〜Ｎｍす／６以下で、またＮｍＬ′Ｌ
Ｘ／４〜ＮｍｒＬＸ／３以上を排気タービン過給機ＴＢ
に受は持たせ１重複する部分を設けて当該部分にトルク
の増大とスムーズなコントロールを行えるといった実用
上多大な効果を奏する。例えばエンジン回転数Ｎｍｒｚ
ｘ　ｆ　４０００ｒｐｍとすればｊ圧縮機ＭＯは２００
０〜１８００ｒｐｍであり排気タービン過給機ＴＢは１
０００〜１８００ｒｐｍである。

さらに１本過給装置付内燃機関は第１８図々示のように
吸入便気温度、圧力、燃料噴射量、エンジン速度等に谷
センサＴｏ、　ＷＣ，ＱＣ，ＦＣ，ＳＯ。

ＺＣにより検出してこれをフィードバックして電磁クラ
ッチＯＬ、変速装置ＶＴおよび第１の絞り弁ＴＶ、ｉコ
ントロールすることができ前述とほぼ同様な作用効果を
奏する。

本発明は前記各実施例の適宜選択組合せ、さらに特許請
求の範囲を逸脱しない範囲での幾多の変更、菱形の態様
を採シ得るものである。すなわち−例としては、電磁ク
ラッチＯＬは、変速装置ＶＴとの関連で必要に応じて省
略してもよく、変速装置ＶＴを具備しない態様にあって
は電磁クラッチＯＬは必要である。

また、前述の各態様にあっては、前述した排気タービン
過給機ＴＢ＊ａ宜選択組合せ可能であって、始動からＮ
　ｍ　ａ　ｘ／　２〜Ｎ　ｍ　１Ｌｘ１５以下を前述の
過給装置における圧縮機ＭＯによシ受は持たせ、−！た
Ｎｍａｘ／４〜Ｎｍａｘ、１５以上を排気タービン過給
機ＴＢにより受は持たせることにより１両者の重複する
部分を設けて当該部分のトルクの増大と安定。

円滑な制御を実奏するといった実用上多大な効果を奏す
るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は燃焼ザイクルを示す線図、第２図は従来の熱点
火栓の温度変化を示す線図、第６図乃芋第７図は第１発
明の代表的な実施例をそれぞれ示す（既要図、第８図乃
至第１２図は第２発明の代表的な実施例をそれぞれ示す
概要図、第１５図乃至第１８図は第６発明の代表的な実
施例をそれぞれ示す概要図である。 パスする通路、ＴＶ・・・絞υ弁、ＯＬ・・・電磁クラ
ッチ ｌ侍ｄ「出願人　株式会社　豊田中央ｇｔ究乃１代理人
弁理士高橋祥泰 第７７回 第７２図 ・　　　第鹿 ０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋ｌ）　　吸入空気を流通する吸気通路の外気取入口と
   燃焼室直前の吸入弁との間ｔこ、内燃機関により変速装
   置を介して駆動され吸入空気を外圧・昇温する空気圧縮
   機を設けて過給装置を構成し。 内燃機関の特定の運転状態で前記過給装置を所定の変速
   比で駆動せしめて吸気の過給又は吸気の昇温を行なうよ
   うにしたことを特徴とする過給装置付内燃機関。 （２）前記過給装置は内燃機関の特定運転状態とも一つ
   に対応して選択した所定の変速比で駆動せしめ吸気を過
   給又は吸気の昇温を行なうようにしたことを特徴とする
   特許 載の過給装置付内燃機関。 （８）前記過給装置は内燃機関の特定運転状態としての
   冷却水温４０６Ｃ〜７０℃以下，回転数Ｎｍａｘ／９〜
   Ｎｍａ工／８以下の少なくとも低負荷域。 及び冷間もしくは温間時における全負荷で回転数がＮｍ
   ａ　ｘ　／　２〜Ｎｍａｘ／３以下の少なくとも一の運
   転状態で所定の変速比で駆動され吸気を過給又は吸気の
   昇温を行なうようにしたことを特徴とする前記特許請求
   の範囲第１項記載の過給装置付内燃機関。 （４）前記変速装置は内燃機関の始動時の回転数が１０
   ０Ｏｒｐｍより小のとぎ前記過給装置の圧縮機を冷却水
   温および吸気温又はこｊｌらのいづれか一方を検出して
   増速せしめるようにしたことを特徴とする前記特許請求
   の範囲第１項記載の過給装置付内燃機関。 （５）　　前記過給装置の圧縮機に加えて回転数Ｎｍａ
   ｚ／４〜Ｎｍａｘ／３以上の運転時に駆動する排匈ター
   ビン過給機を装備することを特徴とする前記特許請求の
   範囲第１項ないし第４項記載の過給装備付内燃機関。 （６）吸入空気を流通する吸気通路の外電取入口と燃焼
   室直前の吸入弁との間に内燃機関Ｆこより変グ 連装置を介して駆動され吸入空気を外圧・昇温片◇ の−空気圧縮機を設けるとともに、該圧縮機の入口およ
   び出口をバイパスする通路を設け、当該通路１こ絞り弁
   を設けて過給装置を構成し。 内燃機関の特定の運転状態で前記過給装置を所定の変速
   比で駆動又は前記絞り弁を制御せしめ前記バイパスする
   通路を通じて吸気を過給又は吸気の昇温を行なうようＦ
   こしたことを特徴とする過給装置付内燃機関。 （７）前記過給装置は、内燃機関の特定運転状態とも一
   つに対応して所定の変速比で駆動せしめ。 又は前記絞り弁を制御せしめ前記バイパスする通路を通
   じて吸気を過給又は吸気の昇温を行なうよう１こしたＪ
   −とを特徴とする特許 ６項記載の過給装置付内燃機関。 （８）前記過給装置は内燃機関の特定運転状態としての
   冷却水温４０′Ｃ〜７０℃以下，回転数Ｎｍａ　ｘ／　
   ２〜Ｎｍａ　ｘ／　３以下の少なくとも低負荷域。 及び冷間もしくは温間時における全負荷で回転数がＮｍ
   ａｘ／２〜Ｎｍａ　ｘ　／　３以下の少なくとも一の運
   転状態で駆動さね，前記バイパスする通路を通じて吸気
   を過給又は吸気の昇温を行なうようにしたことを特徴と
   する前記特許請求の範囲第６項記載の過給装置付内燃機
   関。 （９）前記バイパスする通路に設けた絞り弁はパキーー
   ムポンプの負圧又は内燃機関の油圧Ｐこより開閉制御せ
   しめ吸気の圧力又は温度を調整するようにしたことを特
   徴とする前記特許請求の範囲第６項記載の過給装置付内
   燃機関。 ０Ｑ　　前記変速装置は内燃機関の始動時の回転数が１
   ００Ｏｒｐｍ　　より小のとき前記過給装置の圧縮機を
   冷却水温および吸気温又はこれらのいづれか一方を検出
   して制御せしめるようにしたことを特徴とする前記特許
   請求の範囲第６項記載の過給装置付内燃機関。 θυ　前記過給装置の圧縮機ｔこ加えて回転数Ｎｍａ　
   ｘ　／　４〜Ｎｍａｘ／３　　以上の運転時に駆動する
   排気タービン過給機を装備することを特徴とする前記特
   許請求の範囲第６項ないし第１０項記載の過給装置付内
   燃機関。 ０■　吸入空気を流通する吸気通路の外気取入口けると
   とも１こ，該圧縮機の入口および出口をバイパスする通
   路を設け，当該通路に絞り弁を設け。 さらＰこ前記圧縮機出口と前記吸入弁との間に絞り弁を
   設けて過給装置を構成し。 内燃機関の特定の運転状態で前記過給装置を駆動又は前
   記各校り弁の少なくとも一方を制御せしめ前記バイパス
   する通路を通じて吸気を過給又は吸気の昇温を行なうよ
   うにしたことを特徴とする過給装置付内燃機関。 ０１　前記過給装置は，内燃機関の特定運転状態とも一
   つに対応して駆動せしめ，又は前記各校り弁の少なくと
   も一方を制御せしめ前記バイパスする通路を通じて吸気
   を過給又は吸気の昇温を行なうよう劃こしたことを特徴
   とする前記特許請求の範囲第１２項記載の過給装置付内
   燃機関。 α→　前記過給装置は内燃機関の特定運転状態としての
   冷却水温４０′Ｃ〜７０℃以下，回転数Ｎｍａ　ｘ／　
   ２〜Ｎｍａｘ／８製下の少なくとも低負荷域。 及び冷間もしくは温間時における全負荷で回転数がＮｍ
   ａ　ｘ／　２　〜．Ｎｍａ　ｘ／　３　　以下の少なく
   とも一の運転状態で駆動され，前記バイパスする通路を
   通じて吸気を過給又は吸気の昇温を行なうよう１こした
   ことを特徴とする前記特許請求の範囲第１２項記載の過
   給装置付内燃機関。 ＯＱ　　前記バイパスする通路に設けた絞り弁はバキュ
   ームポンプの負圧又は内燃機関の油圧により開閉制御せ
   しめ吸気の圧力又は温度を調整するよう１こしたことを
   特徴とする前記特許請求の範囲第１２項記載の過給装置
   付内燃機関。 ＱＯ　　前記過給装置の圧縮機は回転駆動源との間に変
   速装置を配設せしめ回転を変速するようＰこしたことを
   特徴とする特許 ないし第１５項記載の過給装置付内燃機関。 ０乃　前記変速装置は内燃機関の始動時の回転数が１０
   ００ｒｐｍ　　より小のとき前記過給装置の圧縮機を冷
   却水温および吸匈温又はこれらのいづれか一方を検出し
   て制御せしめるようにしたことを特徴とする前記特許請
   求の範囲第１６項記載の過給装置付内燃機関。 （ｌ８）前記過給装置の圧縮機に加えて回転数Ｎｍａｘ
   ／４〜Ｎｍａ　ｘ／　３以上の運転時に駆動する排慨タ
   ービン過給機を装備することを特徴とする前記特許請求
   の範囲第１２項ないし第１７項記戦の過給装置付内燃機
   関。