JPS6014891Y2 - supercharged engine - Google Patents

supercharged engine

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JPS6014891Y2
JPS6014891Y2 JP12883480U JP12883480U JPS6014891Y2 JP S6014891 Y2 JPS6014891 Y2 JP S6014891Y2 JP 12883480 U JP12883480 U JP 12883480U JP 12883480 U JP12883480 U JP 12883480U JP S6014891 Y2 JPS6014891 Y2 JP S6014891Y2
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JP
Japan
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supercharging
cylinder
valve
air
discharge
Prior art date
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JP12883480U
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Japanese (ja)
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JPS5751126U (en
Inventor
誠之助 原
有 飯島
Original Assignee
日産自動車株式会社
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Publication date
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は吸入行程の終期から圧縮行程の初期にかけて開
く第3弁を介して過給を行うようにしたレシプロエンジ
ンに関する。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a reciprocating engine in which supercharging is performed through a third valve that opens from the end of the suction stroke to the beginning of the compression stroke.

自動車用エンジンなどの出力、燃費の向上をはかるため
に、吸気を過給するようにしたエンジンが知られている
が、通常は、ターボチャージャなどを含めて全吸気量を
過給する方式のため、過給機の容量は最大出力時を基準
として設定されている。
Engines that supercharge the intake air are known in order to improve the output and fuel efficiency of automobile engines, etc., but normally the entire intake air volume is supercharged using a turbocharger, etc. The capacity of the supercharger is set based on the maximum output.

しかし、これでは過給機が大容量となってしまうため、
本出願人は、吸気の一部のみを第3弁を介して過給する
ことにより、小容量で効率的な過給を行うことができる
過給エンジンを提案している。
However, this would require a large capacity supercharger, so
The applicant has proposed a supercharged engine that can perform efficient supercharging with a small capacity by supercharging only a portion of the intake air through a third valve.

(例えば特開昭53−746199公報参照)これを第
1図によって説明すると、1は吸気通路、2は排気通路
であり、第1気筒#1ないし第4気筒#4と同一クラン
ク軸にポンプ気筒3が取付けられ、このポンプ気筒3か
らの吐出空気が過給通路4を経て各気筒#1〜#4へと
供給される。
(For example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-746199.) To explain this with reference to FIG. 3 is attached, and the discharge air from this pump cylinder 3 is supplied to each cylinder #1 to #4 via a supercharging passage 4.

各気筒#1〜#4は、吸気弁5と排気弁6の他に、過給
専用の第3弁7を備えており、この第3弁7は吸気弁5
の閉じ終り付近から開き始めて圧縮行程の初期ないし中
期に閉じる。
In addition to the intake valve 5 and the exhaust valve 6, each cylinder #1 to #4 is equipped with a third valve 7 exclusively for supercharging.
It begins to open near the end of closing and closes in the early to middle stages of the compression stroke.

ポンプ気筒3は吸入弁8と吐出弁9を有し、クランク軸
の1回転につき1サイクルの吸入、吐出作用を行う。
The pump cylinder 3 has a suction valve 8 and a discharge valve 9, and performs one cycle of suction and discharge operations per rotation of the crankshaft.

したがって、ポンプ気筒3からの過給通路4へ排出され
た加圧空気は、第3弁7の開弁に伴って各気筒#1〜#
4へと押し込められ、圧縮行程でシリンダ内圧が過給圧
よりも上昇する直前に第3弁7が閉弁するとにより、そ
の逆流を阻止する。
Therefore, the pressurized air discharged from the pump cylinder 3 to the supercharging passage 4 is transferred to each cylinder #1 to ## as the third valve 7 opens.
4, and the third valve 7 closes just before the cylinder internal pressure rises above the supercharging pressure in the compression stroke, thereby preventing the backflow.

このようにして予めシリンダ内に吸気を供給したところ
へ過給気を追加供給するので、全量過給するのに比べて
小量の過給で実質的に大きな過給効果(例えば、50%
の過給を行うのには、ポンプ気筒の容量は各気筒と同一
であればよいが、全量過給のときは各気筒の3倍の容量
が必要となる)が得らるのである。
In this way, supercharging air is additionally supplied to the cylinder where intake air has been supplied in advance, so compared to full-volume supercharging, a small amount of supercharging has a substantially greater supercharging effect (for example, 50%
In order to perform supercharging, the capacity of the pump cylinder only needs to be the same as that of each cylinder, but in the case of full supercharging, three times the capacity of each cylinder is required.

しかも、絞弁10の下流から吸気の一部をポンプ気筒3
に吸い込んで、これを過給することが可能なため、過給
気としては、単に空気のみではなく、燃料との混合気と
することも可能であり、さらに第3弁7からの噴出過給
気の流量、流入方向を制御することにより筒内スワール
を高めて燃焼改善にも効果を生じる、などの種々の利点
をもつのである。
Moreover, part of the intake air from downstream of the throttle valve 10 is transferred to the pump cylinder 3.
The supercharging air can be not only air but also a mixture with fuel. It has various advantages, such as increasing in-cylinder swirl by controlling the flow rate and direction of air inflow, which is also effective in improving combustion.

ところが、本考案者等の実験によると、エンジンの1サ
イクル(2回転)あたり2回の吐出作用で4気筒に過給
を行う場合、吐出直後に第3弁が開く気筒に過給気が偏
って供給されやすい傾向のあることがわかった。
However, according to experiments conducted by the present inventors, when supercharging four cylinders with two discharge actions per engine cycle (two revolutions), the supercharged air is biased toward the cylinder where the third valve opens immediately after discharge. It was found that there is a tendency to be easily supplied.

第2図は、ポンプ気筒の吐出弁のリフトと第3弁の作動
状態との関係をあられすが、この図のように吐出弁の開
弁直後に第3弁の開く第1気筒と第4気筒に対する過給
気の供給割合が多くなるのである。
Figure 2 shows the relationship between the lift of the discharge valve of the pump cylinder and the operating state of the third valve. This increases the ratio of supercharging air supplied to the cylinders.

これは、クランク軸のバランスの点から、第1気筒と第
4気筒のストロークタイミングに合せてポンプ気筒のコ
ンロッドをクランク軸に取付ける必要があること、ポン
プ気筒の吐出タイミングをポンピングの慣性効果を利用
して各気筒に過給気を送り込めるようにすること、ある
いは第3弁から過給気の筒内ガス流動の強化に役立たせ
るように吸気行程の終期付近から供給したいこと、など
からどうしても避けられないのである。
In terms of crankshaft balance, this requires the connecting rod of the pump cylinder to be attached to the crankshaft to match the stroke timing of the first and fourth cylinders, and the inertia effect of pumping is used to adjust the discharge timing of the pump cylinder. This is unavoidable due to reasons such as the need to be able to send supercharged air to each cylinder by using the 3rd valve, or to supply supercharged air from the third valve near the end of the intake stroke to help strengthen the in-cylinder gas flow. It cannot be done.

このようにして過給気の供給量が気筒内で不均一となれ
ば、気筒間の出力アンバランスを生じてエンジン回転の
円滑性が失われ振動の増加などを招いたりする。
If the amount of supercharging air supplied within the cylinders becomes uneven in this way, an imbalance in output between the cylinders will occur, resulting in a loss of smooth engine rotation and an increase in vibration.

本考案はこのような問題を解決するために、各気筒への
過給通路を独立的に設けるとともに逆流を阻止するバル
ブを設け、気筒間の過給量アンバランスを是正するよう
にした過給エンジンを提供することを目的とする。
In order to solve these problems, the present invention provides a supercharging passage for each cylinder independently and a valve to prevent backflow, thereby correcting the imbalance in the amount of supercharging between the cylinders. The purpose is to provide engines.

以下、本考案の実施例を図面にもとづいて説明する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the drawings.

第3図、第4図に示すように、ポンプ気筒3′には2つ
の吐出弁9Aと9Bが設けら、これら吐出弁9A、9B
はエンジンクランク軸の2回転当りそれぞれ1回開弁す
る。
As shown in FIGS. 3 and 4, the pump cylinder 3' is provided with two discharge valves 9A and 9B.
The valve opens once every two revolutions of the engine crankshaft.

そして、これら吐出弁9A、9Bと第3弁7との開弁期
間のオーバラップする気筒、例えば第1吐出弁9Aに対
しては第1気筒#1と第3気筒#3、第2吐出弁9Bに
対しては第2気筒#2と第4気筒#4というようにして
過給通路4A〜4Dが分離構成されている。
For the cylinders in which the opening periods of these discharge valves 9A and 9B and the third valve 7 overlap, for example, the first discharge valve 9A, the first cylinder #1 and the third cylinder #3, and the second discharge valve For 9B, the supercharging passages 4A to 4D are separately configured as the second cylinder #2 and the fourth cylinder #4.

(ただし、第1気筒#1の過給通路を4A、以下、第2
気筒#2は4B・・・というように符号を付す。
(However, the supercharging passage of the first cylinder #1 is 4A, hereinafter, the second
Cylinder #2 is numbered 4B, and so on.

)これら過給通路4A〜4Dはその長さと径によって通
路ボリュームがそれぞれほぼ同一に設定される。
) These supercharging passages 4A to 4D are set to have substantially the same passage volume depending on their lengths and diameters.

そして、この過給通路4A〜4Dを開閉するために、第
4図、第5図に明らかなように、それぞれ吐出弁9A(
9B)の吐出ポート15に軸方向に延びる仕切板16が
介装され、この仕切板16の先端が吐出弁9A(9B)
笠部背面と接触する付近まで延長されており、これによ
り、いったん過給通路4A〜4Dに送り出された過給気
の相互の逆流を吐出弁9A(9B)の閉弁時に阻止する
バルブ装置を構成している。
In order to open and close these supercharging passages 4A to 4D, as is clear from FIGS. 4 and 5, discharge valves 9A (
A partition plate 16 extending in the axial direction is interposed in the discharge port 15 of the valve 9B), and the tip of the partition plate 16 is connected to the discharge port 15 of the discharge valve 9A (9B).
The valve device is extended to the vicinity where it comes into contact with the back surface of the cap, and thereby prevents mutual backflow of the supercharging air once sent to the supercharging passages 4A to 4D when the discharge valve 9A (9B) is closed. It consists of

なお、吐出ポート15の仕切板16で区画された通路は
、それぞれ上述の過給通路4A〜4Dと接続する。
Note that the passages of the discharge port 15 that are partitioned by the partition plate 16 are connected to the above-mentioned supercharging passages 4A to 4D, respectively.

本考案は以上のように構成され、そして説明の便宜上、
第1図と実質的に同一部分に同符号を用いることにする
The present invention is constructed as described above, and for convenience of explanation,
The same reference numerals are used for substantially the same parts as in FIG.

次に作用を説明する。Next, the action will be explained.

まず、第1の吐出弁9Aが開くと、ポンプ気筒3′から
の過給気は、第1気筒#1と第3気筒#3の過給通路4
Aと40にほぼ均等に送り出される。
First, when the first discharge valve 9A opens, the supercharging air from the pump cylinder 3' flows into the supercharging passages of the first cylinder #1 and the third cylinder #3.
It is sent almost equally to A and 40.

この過給気は吐出弁9Aが閉じると、過給通路4Aと4
0に閉じ込められた状態となり、相互に逆流しあうこと
がなくなる。
When the discharge valve 9A closes, this supercharging air flows into the supercharging passages 4A and 4.
They become trapped at 0 and no longer flow back to each other.

したがって、この間に第1気筒#1の第3弁7が開き、
次に第3気筒#3の第3弁7が開くわけだが、従来のよ
うに、先に第3弁7の開く第1気筒#1にのみほとんど
の過給気が流入するようなことがなくなり、第1気筒#
1に対しては専用の過給通路4Aに存在する過給気だけ
が流入し、次に第3気筒#3の第3弁7が開いたときに
も過給通路4Cからほぼ同量の過給気が供給されるので
ある。
Therefore, during this time, the third valve 7 of the first cylinder #1 opens,
Next, the third valve 7 of the third cylinder #3 opens, but unlike in the past, most of the supercharged air no longer flows only into the first cylinder #1, where the third valve 7 opens first. , 1st cylinder #
1, only the supercharging air existing in the dedicated supercharging passage 4A flows in, and then when the third valve 7 of the third cylinder #3 opens, almost the same amount of supercharging air flows from the supercharging passage 4C. Air is supplied.

(過給通路4Aと40のボリュームは同一的に設定され
るが、第3弁7と吐出弁9Aとのオーバラップの関係を
考慮して、過給気の流れやすい第1気筒#1のボリュー
ムを若干、小さくするようにしてもよい。
(The volumes of the supercharging passages 4A and 40 are set to be the same, but considering the overlap relationship between the third valve 7 and the discharge valve 9A, the volume of the first cylinder #1 where supercharging air easily flows may be made slightly smaller.

)同様にして第2の吐出弁9Bが開くと、第2気筒#2
と第4気筒#4の過給通路4Bと4Dにも、互にほぼ等
量の過給気が送り込まれるのである。
) Similarly, when the second discharge valve 9B opens, the second cylinder #2
Almost the same amount of supercharging air is also fed into the supercharging passages 4B and 4D of the fourth cylinder #4.

このようにして、第1気筒#1から第4気筒#4までほ
ぼ均一的な過給気を供給するのであり、エンジン出力の
気筒間アンバランスを回避することができる。
In this way, substantially uniform supercharging air is supplied from the first cylinder #1 to the fourth cylinder #4, making it possible to avoid an imbalance in engine output among the cylinders.

次に、第6図の実施例は、各過給通路4A〜4Dの逆流
を防止するためのバルブ装置として、逆止弁18A〜1
8Dをそれぞれ設けるようにしたもので、この場合には
、第4図のような仕切板16などが不要となる。
Next, in the embodiment shown in FIG. 6, check valves 18A to 1 are used as valve devices for preventing backflow in each of the supercharging passages 4A to 4D.
In this case, the partition plate 16 as shown in FIG. 4 is not required.

また、第7図の実施例では、ポンプ気筒3′に4つの吐
出弁9A〜9Dを設けて、それぞれに過給通路4A〜4
Dを接続するようにしている。
Further, in the embodiment shown in FIG. 7, four discharge valves 9A to 9D are provided in the pump cylinder 3', and supercharging passages 4A to 44 are provided in the pump cylinder 3', respectively.
I am trying to connect D.

ただし、この場合、吐出弁9A〜9Dの開弁時期は2個
づつ同時に開くように設定する(例えば、吐出弁9Aと
9C,及び9Bと9Dというようにであり、これは過給
通路4A〜4Dとの関係において決定される)。
However, in this case, the opening timing of the discharge valves 9A to 9D is set so that two valves are opened at the same time (for example, the discharge valves 9A and 9C, and 9B and 9D, which correspond to the supercharging passages 4A to 9D). (determined in relation to 4D).

上記実施例では、いずれも4気筒エンジンを例にとって
説明したが、たとえば6気筒エンジンのときは、過給通
路は6本必要となることは、容易に理解されるところで
ある。
Although the above embodiments have all been explained using a four-cylinder engine as an example, it is easily understood that, for example, in the case of a six-cylinder engine, six supercharging passages are required.

なお、過給通路中にサージタンクを介装して過給圧力の
平均化を図ることもできる。
Note that a surge tank may be interposed in the supercharging passage to average the supercharging pressure.

以上説明したように本考案によれば、過給通路を独立的
に設けてかつ逆流を阻止するバルブ装置を介装したので
、気筒間の過給量アンバランスを是正して、エンジン気
筒間出力の均一化をはかり、振動の少ない燃費、出力特
性の良好なレシプロエンジンを提供することができる。
As explained above, according to the present invention, the supercharging passage is provided independently and a valve device that prevents backflow is installed, so that the supercharging amount imbalance between the cylinders can be corrected, and the engine output between the cylinders can be improved. This makes it possible to provide a reciprocating engine with less vibration, fuel consumption, and good output characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来装置の概略図、第2図はその作動特性図、
第3図は本考案の第1実施例の概略図、第4図は吐出ポ
ート部分の断面図、第5図はそのI−I線断面図、第6
図、第7図はそれぞれ第2、第3実施例の要部概略図で
ある。 1・・・・・・吸気通路、3′・・・・・・ポンプ気筒
、4A〜4D・・・・・・過給通路、7・・・・・・第
3弁、9A〜9D・・・・・・吐出弁、15・・・・・
・吐出ポート、16・・・・・・仕切板。
Figure 1 is a schematic diagram of the conventional device, Figure 2 is its operating characteristic diagram,
Fig. 3 is a schematic diagram of the first embodiment of the present invention, Fig. 4 is a sectional view of the discharge port portion, Fig. 5 is a sectional view taken along the line I-I, and Fig. 6
7 are schematic diagrams of main parts of the second and third embodiments, respectively. 1...Intake passage, 3'...Pump cylinder, 4A to 4D...Supercharging passage, 7...Third valve, 9A to 9D... ...Discharge valve, 15...
・Discharge port, 16... Partition plate.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] エンジン各気筒に吸排気弁とともに第3弁を設け、この
第3弁を吸入行程の終期から圧縮行程で開弁し、過給通
路を介して過給気を気筒内に追加導入するようにした過
給エンジンにおいて、過給通路に吐出弁を介して過給気
を吐出するポンプ気筒を、各気筒と連動して設ける一方
、各気筒の過給通路を互に独立的に形威し、かつこれら
過給通路のボリュームをほぼ同一的に設定し、さらに過
給通路のポンプ気筒への接続側をポンプ気筒の吐出時に
選択的に開弁するバルブ装置を設けたとを特徴とする過
給エンジン。
A third valve is provided in each engine cylinder along with the intake and exhaust valves, and this third valve is opened during the compression stroke from the end of the intake stroke to additionally introduce supercharging air into the cylinder via the supercharging passage. In a supercharged engine, a pump cylinder that discharges supercharging air through a discharge valve into a supercharging passage is provided in conjunction with each cylinder, while the supercharging passage of each cylinder is formed independently from each other, and A supercharged engine characterized in that the volumes of these supercharging passages are set to be substantially the same, and further comprising a valve device that selectively opens the side of the supercharging passage connected to the pump cylinder when discharge is discharged from the pump cylinder.
JP12883480U 1980-09-10 1980-09-10 supercharged engine Expired JPS6014891Y2 (en)

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JP12883480U JPS6014891Y2 (en) 1980-09-10 1980-09-10 supercharged engine

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Publication Number Publication Date
JPS5751126U JPS5751126U (en) 1982-03-24
JPS6014891Y2 true JPS6014891Y2 (en) 1985-05-11

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JPS5751126U (en) 1982-03-24

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