JPS60190622A - 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】 （産業１の利用分野） 本発明は、エンジン吸気系に、エンジン出力軸により機
械的に駆動される容積型過給機を備えてなる、−ｒ−ン
ジンの過給装置に関するものである。

（従来技術） エンジンの過飴装置古のなかには、エンジン吸気系に装
備される過給機として、エンパノン出力１袖により機械
的に駆動されるいわゆるスーパヂャージャ式のものがあ
る。

このような過給装置にあっては、過給機の回転数が必然
的にエンジン出力軸の回転数に対１もしたものとされる
が、このエンジン出力軸に対する過給機の回転比を切替
えることが要求される場合がある。すなわち、例えばエ
ンジン低回転域での過給を１−分に行なおうとすれば、
エンジン出力軸に対する過給機の回転比を１・分に大き
くすること、すなわちエンジン出力軸の回転数に比して
過給機の回転数を火きくすることが望まれる反面、エン
ジン高回転域での過給機の過回転を防＋ＬＬようとすれ
ば、１−記回転比を小さくすることが望まれるものであ
る。

このような観点から、エンジン出力軸から過給機への動
力伝達経路に、エンジン出力軸に対する過給機の回転比
をνＪ替える回転比切替装置を１没けて、エンジ〉′低
回転域ではこの回転比回転比を太きく　（例えばＮ倍）
する一方、エンジン高回転域ではこの回転比を小さく（
例えばＮ／２倍）とするようなことが考えられる。

ところで、機械的に駆動される過給機として、例えばヘ
ーン弐等の容＋Ｊｌ型過給機が　般に用いられており、
こ−の容積型過給機を用いた場合にあっては１回転比を
中に変更しただけでは、エンジン吸入１程１：）Ｉこお
ける過給気ｒｌｌ−Ｌこ変動を生じて、エン・パンの円
７（１なｉ車軸を行なうＩ−１で問題を牛してしまうお
それがある。すなわち、容積型過給機は、その回転に応
じて吸入、用出の１程を繰返すため、吐出された過給気
は脈動を生じており、したかって、この脈動の周期を無
視して１〕記回転比を変更Ｉ７た場合、エンジンのある
吸入１程では比較的多ｌ峰の過給気が供給される　方、
次の吸入−に稈では１１′、較的少槍のｌ１ｉ３給気１
．か供給されないというよりな°Ｉｔ　７１！ｊを生じ
、ごのためエンジンの円滑な回転が目１害され特に定常
運転域でのドライバヒリティが悪化しでしまうこととな
る。

なお、実開昭５７−１０９２２８号公報には、エンジン
出力軸から過給機への動力伝達経路に、゛市磁クラッチ
を１没けて回転比をｉｕＪ十＋えるようにしたものが開
示されているが、これは、スロットル）＜ルブの開度に
応１．て過給機のエンジン出力軸に対する回転比を変更
することにより、スロン］・ルバルブ全開伺近での過給
効果（輔トルク）の滑らかな変化を得ようとしたもので
、前述のような問題点を解決しようとするものではない （発明の目的） 本発明は以にのようなｆハ情を勘案してなされたもので
、エンジン出力軸により機械的に駆動される容積型過給
機により過給するものにおいて、エンジン出力軸に対す
る過給機の回転比をしＪ（＋えるようにした場合にあっ
ても、該過給機か１う吐出される過給気の脈動を補償し
て、エンジンの円滑な運転を確保できるようにしたエン
ジンの過給装Ｖ１を提供することを１４的とする。

（発明の構成） 本発明は、過給機の吐出回数がエンジンの吸入回数の整
数倍となるようにされていれば、過給気の脈動の影響を
受けることなく、エンジンの吸入１稈ｉ！ｊに回し！−
の過給気すなわち当該脈動の１周＋！Ｊｌ当りの過給気
を整数倍した量の過給気が吸入される、という点に着（
−１してなされたものである。

、（１体的には、エンジン出力軸から過給機への動力伝
達経路に、エンジン出力軸に対する過給機の回転比を切
替える回転比切替装置を設けて、該回転比切替装置によ
り、過給機の吐出回数がエンジンの吸入回数の整数倍と
なるような条件を満足させながら１記回転比をνＪ替え
るようにしである。

すなわぢ、例えばエンジン低回転域で１−記回転比がｎ
Ｉとされ、エンジン高回転域で１＝記回転比がｎ、（ｎ
Ｉ＞ｎｚ）どされて、回転比が２没階で切替えられる場
合に、過給機の吐出回数がエンジン′の吸入回数の整数
倍となるような関係を当該回転比ｎ１．ｎ２がノ（に満
足させるものである。

このような構成とすることにより、エンジンの’ｚ；、
’常匝転状態では、エンジンの−・の吸入Ｉ−程におい
て、脈動を有する過給気のＮ周期（Ｎは整数）分に相当
する過給気が吸入されると共に、エンジンの次の吸入１
程においても回じようにＮ同期分の過給気が吸入される
こととなるが、このＮｌｌｌｉｌ期分の過給気は常に一
定であるため、エンジンの各吸入（二程毎に回しＪｉｌ
の過給気が供給されることとなる。

（実施例） 第１図において、ｌはエンジン本体で、該エンジン本体
ｌは、実施例では、シリフタ２内におけるビスＩ・ン３
の往復動により、連接棒４を介してエンジン出力軸とし
てのクランク軸５を回転駆動する往復動型のものとされ
ている。

前記シリンダ２とピストン３とによっＣ画成された燃焼
室６の−に部には、１；吸気ポート７．１ノ１気ボート
８の他、過給ボート９が開１■され、Ｌ吸気ボート７は
主吸気弁１０により、刊気ポート８は排気弁１１により
、図示を略すタイミングカムを介して、それぞれクラン
ク軸５の回転に同期して周知のタイミングで開閉される
ようになってぃる。また、＾舶ポート９は、過給Ｊ’ｊ
　ｌ　２により開閉されるようになっており、該過給弁
１２は、タイミング力１．１．３　ｉこよ、って、クラ
ンク軸５の回転に回期Ｌ’（１−吸気弁ｌＯの閉弁時期
直前より開ｆ「されかつ圧縮ｌ程の途中で閉弁されるよ
うにな−〕でいる。

前記ｌ−吸気ポート７は、１−吸気通路１４を介し℃エ
アクリーす１５に接続され、該１：吸気通路１４番−１
よ、Ｉ、流側（エアクリーナ１５側）より順ｌ欠、１７
フロ＝シータ１６．１スロンＩ・ル／ヘルプ１７が配設
されでいる、また、前記過給ボート９１、ｔ、過給通路
１８を介しで、エアフローノータ１１；のドｌｋ、　Ｃ
かつ１′スロン１ル・ヘルズ１７の１、流におい−Ｃ１
吸気−〇路１４に接続され、該過給通路】８」こは、そ
の１流側よりｍｒ＋次、容ＪＭ型（実施例では・又−ン
戊）の過給機［９、水冷式あるいは空冷ｒ（、のインタ
グ−ラ２０、副スロットルパルブ２１が配設されている
。この副スロットルパルブ２１は、１ニスロットル八ル
ブ１７と連動されて、該１：。

スロットルパルブ１７が所定の設定開度以Ｉ−４の高負
荷となったときに開介し始めるようにされている。

前記過給通路１８には、リリ−り通路２２が設けられて
いる。このリリーフ通路２２は、その１流端が過給機１
９の直ト流側に、またそのＦＪＡゎ端がインククーラ２
０と副スロットルパルブ２１との間において、それぞれ
過給通路１８に開１１され、このようなリリーフ通路２
２にはリリーフバルブ２３が接続されている。これによ
り、ＩＩ！ｉＩ給機１９ド流側の圧力すなわち過給圧が
所定の設定イｆ１以１−になると、リリーフバルブ２３
が聞いて過給気をリリーフするようになっている。また
、過給通路１８と）ｒ吸気通路１４とは、小径のエアブ
リード通路２４により連通されている。このエフブリー
ド通路２４は、その一端が過給機１９とインタクーラ２
０との間において過給通路１８に開目され、その他端が
１ニスロットルバルブ１７のド流側において主吸気通路
１４に開【夏されている。そして、このエアブリード通
路２４のｔＥ吸気通路１４に対する合流部分には燃料噴
射弁２５が設けられ、該燃料噴用弁２５から噴射された
燃料に幻して　エフブリード通路２４からのブリードエ
アが供給さねで、燃料の霧化促進が図られるようになっ
ている。

前記Ｉ＋！市給機１９は、クランク軸５により機械的に
駆動されるもので、実施例では、第２図にもボ帽ように
、クランク軸５に設けたプーリ２６（あるいはプーリ２
７）、タイミングベルト笠の巻掛媒介１引２８（あるい
は２９）、それぞれ１１！ｊ石）機１９の駆動軸１９ａ
に勾して設けられたプーリ３０、ｒ（３Ｈｔｂクラ・２
ヂ：３１を介して、動力伝達が行なわ才するようになっ
ている。すなわち、実施例で１寸、クランク＋１４ｂ　
５に対する１ＩｉｉＩ給機１９の回転比を２段階に切替
ｉ−るようにｌ、　ｒあり、このため、クランク軸５に
は＋７いに径のｌ／Ｉ−なる２つのプーリ２６．２’７
が設けられ、こ詣目ご女４尾、して巻掛媒介節２８２９
が２木とされると共に、ブー　リ３０には２つの巻＋Ｉ
’ｔ　ｆｍ　３０　ａ、３０ｂを有するものとされてい
る。勿論、径の大きいプーリ２６がエンジンの低回転成
用であり、径の小さいプーリ２７がエンジンの高回転成
用とされ、エンジン回転数に応じてこの両プーリ２６．
２７の切替えを行なうため、実施例ではワンウェイクラ
ッチ３２と遠心クラッチ３３とが用いられている。

＋ｉｉｊ記ワンウエイクランチ３２、遠心クラッチ３３
について説明すると、径の小さいプーリ２７はワンウェ
イクラッチ３２を介してクランク軸５に取付けられ、こ
れにより、プーリ２７の回転数がクランク軸５の回転数
よりも大きいとき１ま該両者２７と５とが相対回転（遊
転）し、逆にクランク軸５の回転数がプーリ２７の回転
数よりも大きいときは、クランク１１１＋　５によりプ
ーリ２７が一体回転されるようになっＣいる。また、遠
心クラ、チ３３は、径の人きいプーリ２６に対して設け
られており、この遠・Ｄクラ、チ３３は、軸受３９を介
してクランク軸５に回転目イ］に保持されたプ〜す２６
に形成されたクラッチドラｌ、３４と、クランク軸５に
揺動自在に保持された一対の揺動レバー３５と、該−・
対の揺動レバー３５の各一端部に設けられて」−記クラ
・ソチドラム３４に離接されるりテ・・ヂノ１３６と、
揺動レバー３５の各他端部に設けられたフライウェイＩ
・３７と、クラッチノ１３６をクランヂトテム３３に接
触するように付勢するクランデスプリング３８と、がら
構成されている。イー１．−℃、−クランが低回転域の
ときは、クジ、４−スプリング３８の不１勢力によりク
ラ〜ソヂハ３６がクランチトラノ−１３４に接触されて
、プーリ２６とクランク軸５とか一体回転され、エンジ
ン回転数が所定の設定回転数置（−の高回転域になると
、フライウェイ１−３７にｆ１川する達心力１こより、
クランデスプリング３８に抗（７てフランチ］１３６が
フランチＩ・うＩ・３４から離間されるようになってい
るつ こ−のように、クランク軸５が！−記設定回転数以トの
低回転域のときは、クランク軸５と大径のプーリ２６と
か　体同転されているので、プーリ２７かクラ゛／り輔
５よりも高速で回転されるため、１偵プーリ２７とクラ
ンク＋ｌ：ｌ１５とは中に相対回転するのみであり、し
たがって１、クランク軸５に対する過給機１９の回転比
ｎ１は大とされる（このときの回転比ｎｌは、プーリ２
６の径をプーリ３０の径で除したものである）。また、
クランク＋１＄５が１−記設定回転数以１−の高回転域
では、遠心クラッチ３３が切れるため、クランク軸５の
回転は、プーリ２７を介して過給機１９へ伝達されるこ
とになり、このときのクランク軸５に対する過給機１９
の回転比ｎ２は小とされる（このときの回転比ｎ２は、
プーリ２７の枠をプーリ３０のｔギで除したものであり
、実施例では２ｎ２＝ｎ、とじである）。

１！：ｊ　記２　ツの回転比ｎ　＋　、ｎ　２は共しこ
、エンジンの吸入回数に対１２で、過給機１９の吐出回
数が整数倍となるように設定されている。すなわち、実
施例では、エンジン本体ｌが４サイクルとされているの
で、中細に弔気筒ということを想定すれは、クランク軸
５０２回転当り１回だけ過給５ｆ　１２が開くことにな
るが、この過給弁１２の１回の開時期に、過給機１９の
吐出回数が１．２．３φ・・というような整数倍となる
ように、ｎｌ、ｎ７という回転比が設定されている。こ
のようなｎ、、ｎ２の設定は、クランク軸５の１回転当
りの吸入回数と、過給機１９の１回転８りの吐出回数と
を知るご−とにより、ａｔ’ｎによっ又容紡に得られる
ものである。

ｑ＋　１　図中４．　Ｏｆｆコントロールユニン］・テ
、該コ＞トロールユニ７１・４０にハ、エアフローメー
タ１６４こ接続されたポテンショメータ等のセンサ４１
からの吸入空気柚信吋３．．エンジン回転数（クランク
軸５の回転数）センサ４２からのエンジン回転数倍”’
ｔ　Ｓ　２　、副スロットルパルブ２１が聞き始めたこ
とを検出するフロ・ントルセンサ４３からの負６；１信
弓Ｓ７が人力さ才するようになっており、コンＩ・口＝
ルコ−二７１・４０からは、ｍ　１１　噴！１１斤２５
、巾、磁／１う、ヂ３１に出力される。この炉・１噴ｑ
４弁２５に対する制御信りは燃利噴用ｊｆｌに対）へ′
７、したものｒ、吸入空気量信号Ｓ１とエンジン回転数
信号Ｓ２とに）、（ついて出力、されるものでおる。ま
た、電磁クラッチ３１に対する制御信号は、負前信壮Ｓ
３に基づいて、１没定負荷以１−の高負荷になったとき
に、１ト磁クラツヂ３１を接続する（過Ｓｊ’ｊ機１９
を駆動する）ものとされている。

以−１−のような構成において、エンジン負荷が設定負
荷量ドの低負荷時１こは、′τ（１，磁クラッチ３１か
しＪ断されているため過給は行なわれず、吸入′ノンζ
気は、１：、吸気ボート７からの自然吸入のみ１こよっ
て燃焼室６へ供給される。

エンジン負荷が設気゛負荷以１−の高負荷となると、電
磁クラッチ３１が接続され、過給が行なわれることにな
る。この過給時において、エンジン回転数が所定の設定
回転数置ドの低回転域では。

ブー９２６を介した大きな回転比ｎ、で過給機１９が駆
！ＦＪＩされ、これにより、エンジン低回転域にあって
も大きな過蛤効渠が得られる。勿、倫、この過給は、−
１吸気弁１０の閉弁直前からＪｌ、蜘１稈の途中にかけ
て行なわれるいわゆる部分過給とされる。また、エンジ
ン回転数が所定の設定回転数置１．０高回転域では、プ
ーリ２７を介した小さな回転比ｎ２によって１ＩｉＳ給
機１９が駆動され、これにより、過給機１９の過回転を
防止しつつ上述した部分過給が行なわれることになる。

、゛こ７下、本発明（ζあっては、回転比ｎ１．ｎ７の
い一＃＝れ（Ｊ、あっても、すなわちエンジンの全回転
域において、エンジンの吸入回数に対して過給機１９の
１１１出回数が整数ｆｒ１とされているので、エンジン
回転数が同じである限り、過給気の燃焼室６に勾するイ
Ｉ：　！１ｉ′？Ｌｔｊは各吸入ｒ”、　ｆｉｉ　４ｊ
Ｉ−ニ回−となり、エンジンの円滑な運転が確保される
。この点を第３図（ａ）、（ｂ）により説明すると、こ
の図において過給気の脈動を符シ）Ｘ線で示しＣある。

この第３図（ａ）は、１）（ｉ記整数倍という条ヂ１を
満足した場合に過給気が供給される様ｒ−を示１７であ
り（筒中化のため、ニンジンの吸入回数１回当りの１Ｉ
ＩＳ給機１９の１１１出回数を整数倍である２回とした
１１、合を小Ｉ７ておる）、？ｉいに連続する吸入Ｉ程
ａ、、、ｑ２．．ｑ１　ｍｅ・　（あるいはｂ＋　、ｂ
２、ｂ３　・・・のような場合もあり得る）ノ（に、全
て同１：、　１７４の過給気が供給されることが理解さ
れる。

これｃｖ　対して、第３図（ｂ）では、エンジンの吸入
回数１回゛ｈりの過給機１９の１１出回数を整数倍では
ない１５回とした場合紮示してあり、この場合は、連続
する吸入Ｉ−程Ｃ＋　、Ｃｔ　、Ｃ３°。

・の順に、過給気が、が「大Ｊ、「小」、「大」　・・
◆というように変動されてしまうことが理解される。そ
して、このように過給気晴が変動するということは、空
燃比がリンチ、リーンというハンチングを引き起こす原
因ともなって、エンジンの円滑な運転が阻害されること
になるが（特に定常運転時）、本発明においてすれこの
ような・１１態が確実に防１１されるものである。

以１一実施例について説明したが１本発明はこれに限ら
ず、例えば次のような場合をも含むものＣある。

（１）実施例ではいわゆる部分過給の場合イボしたが、
）モ吸気弁１０の開弁と同時に過給気が燃焼室６へ供給
されるいわゆる全過給を行なうような場合（４も同様に
適用でき、この場合は、例えば過給ボート９、これに伴
なう過給弁１２、タイミングカム１３笠を３鎗けること
なく、過盾合機１９を）゛吸気ボート１４に接続するこ
ともできる６（之〉燃料供給装置としては、燃ｔ’＋噴
射弁２５の代り【こ気化器を用いてもよい。

−３）例えば過給機１９とプーリ３０との間の電磁クラ
ンヂコ３Ｉを廃１１−シて、過給機■９を常に駆動さけ
つつ、低負６；■時には過給気をリリーフするようにし
てもよい。

イ４）８精型のめ粕機と１．では、ベーン式の他、尚ｉ
ｐ込′η・滴宜のものを採用し？１する。

”　ｌ＋＞復動型のエンジンに限らず、ロータリピスト
ンエンジンζこも同様に適用し得る。

（６）回転比を：３段階以１−に切替えるようにしても
よく、この場合は１例えば回転比切基用として＋７いに
径の７４なる３つ以１のプーリをクランク軸５に回転自
在に設ける　力、該各ブーりとクランク軸５どの間に゛
１１￥磁クランチをｔｉｔｋ　’ｒ’ｊて、エンジン回
転数にＩイ：：、、ｌ；−ｃ文・１応するプーリの電磁
クラツチのみを接続するように才ねばよい。

（発明の効果） 木９．明１オ以ｌ、述べたことから明らかなように、エ
ンジン出力軸に対する過給機の回転比を切替えつつ、回
しエンジン回転数であればエンジンへ供給される過給気
をその吸入ｌ程毎に常に回−・とすることができ、この
結果、エンジンの全回転域に渡って円滑な運転を確保す
ることができる。特に本発明においては、ｙＪ持えられ
る回転比毎に、エンジンの吸入回数と過給機のｌＩｌ出
回数とを勘案したセッテングを行なっておけば゛よいの
で、１１（１中かつ安価に実施できる。

【図面の簡単な説明】

第１１Δは本発明の・実施例を示す仝体系読図。 第２図は回転比切替装置の一例を〉Ｉ＼す側面断面図。 ０１３図（ａ）、ｆｆ１３１：’４　（ｂ）は本発明の
作用を図式的に比較して示すだめの図。 トエンジン本体 ５：クランク軸 ６：燃焼室 ７：ｌ二吸気ポート ９：過斥合ボート ｌＯ：主吸気弁 ｌ２・過給弁 １４：１吸気通路 １８：過給通路 １９・過給機 ２６．２７．３０：プーリ ２８．２９：巻掛媒介節 ３１　：　’Ｉｌｌクランチ ３２・ワンウェイフランチ ３３　：　ｉｊｉ心クラり壬 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （＋）エンジン吸気系に、エンジン出力軸により機械的
   に駆動される容積型過給機をｌｉｔえたエンジンにおい
   て、 前記エンジン出力１１１１かも前記過給機への動力伝達
   経路番コ１，１にエンジン出力棚１に対する該過給機の
   回転比を切替える回転比切Ｐｒ装ＦＪが設けられ、１）
   １１記回転比Ｉ、ＩＪ替装置は、前記過給機の１＋１出
   回数がエンジン１吸入回数の整数倍となるような条４／
   １を満Ｊ１さゼながＩ）前記回転比を切替えるコ、うに
   されて−いる 、゛とを１１＋徴と噂−るエンジンのｉｄ％１合装置。