JPS60209626A - エンジンの過給装置 - Google Patents

エンジンの過給装置

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JPS60209626A
JPS60209626A JP59065112A JP6511284A JPS60209626A JP S60209626 A JPS60209626 A JP S60209626A JP 59065112 A JP59065112 A JP 59065112A JP 6511284 A JP6511284 A JP 6511284A JP S60209626 A JPS60209626 A JP S60209626A
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JP
Japan
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engine
supercharger
combustion chamber
intake
intake port
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JP59065112A
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Hiroyuki Oda
博之 小田
Mitsuo Hitomi
光夫 人見
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Mazda Motor Corp
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Mazda Motor Corp
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Publication date
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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
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/02Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/12Drives characterised by use of couplings or clutches therein
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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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】 (産業上の利用分野) 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、エンジン
の過給装置に関するものである。
(従来技術) エンジンの過給装置のなかには、エンジン吸X系に装備
される過給機としてエンジン出力軸により機械的に駆動
されるいわゆるスーパチ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、機械的に駆動される過給機
として実開昭57−112033号公報に示すように、
例えばベーン式等の容積型過給機が一般に用いられてお
り、従来は、この容積型過給機をエンジン出力軸と同期
して回転駆動するようにしている。そして、この容積型
過給機は、その回転に応じて吸入、吐出の行程を繰返す
ため、吐出された過給気は脈動を生じている。
ところで、過給が行われるエンジンにあっては、過給を
行わないエンジンに比して、異常燃焼(ノッキング)が
生じ易いものであり、この異常燃焼を生じる大きな原因
の一つとして、エンジン燃焼室内における高温の残留排
気ガスがある。そして、この残留排気ガスは、単に異常
燃焼の原因になるばかりでなく、エンジンの充填効率、
をも低下させる原因となる。
(発明の目的) 本発明は以上のような事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、エンジン燃焼室内にある
残留排気ガスを効果的に掃気して、異常燃焼を防止する
と共に充填効率を高められるようにしたエンジンの過給
装置を提供することを目的とする。
(発明の構成) 本発明は、容積型過給機により加圧された過給気が脈動
を有する点に着目してなされたもので、この脈動の最大
圧力部によって残留排気ガスを掃気するようにしたもの
である。
具体的には、上記過給気により残留排気ガスの掃気が行
えるように、エンジン燃焼室への吸気ボートの開時期を
、該エンジン燃焼室へ開口される排気ポートの閉時期前
に開くように設定する一方、該吸気ボートの開時期直後
すなわち排気ボー −トの閉時期前に、過給気の最大圧
力部が一致するように、過給機を吸気ボートの開時期に
同期して駆動するようにしである。
(実施例) i1図において、lはエンジン本体テ、該エンジン本体
lは、実施例では、シリンダ2内におけるピストン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とによって画成された燃焼
室6の上部には、吸気ボート7、排気ポート8が開口さ
れ、吸気ボート7は吸気弁9により、排気ポート8は排
気弁lO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の回転に同期して開閉されるよう
になっている。そして、吸気弁9により吸気ボート7が
開とされるタイミングは、排気弁lOにより排気ポート
8が閉とされる前に設定させている。すなわち、第5図
α線(排気弁lOの開閉タイミング)、β線(吸気弁9
の開閉タイミング)で示すように、吸気ボート7が開い
ているときと排気ポート8が開いているときがオーバラ
ップするように設定されている。
前記吸気ボート7は、吸気通路11を介してエアクリー
ナ12に接続され、該吸気通路11には、上流側(エア
クリーナ12側)より順次、エアフローメータ13、容
積型(実施例ではベーン式)の過給@14、水冷式ある
いは空冷式のインタクーラ15、スロットルバルブ16
、燃料噴射弁17が配設されている。
吸気通路11には、バイパス通路18が設けられており
、該バイパス通路18は、その上流端が過給機14の上
流側でかつエアブーメータ13の下流側において、また
その下流端がインタクーラ15の下流側でかつスロット
ルバルブ16の上流側において、それぞれ吸気通路ll
に開口されている。このようなバイパス通路18には、
電磁開閉弁19が接続されており、該電磁開閉弁19は
、後述するように、過給機14の駆動中は閉とされ、ま
た過給機14の停止中は開とされるようになっている。
前記過給機14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、クランク軸5に設けたプー
リ20、タイミングベルト等の巻掛媒介節21、プーリ
22、電磁クラッチ23を介して動力伝達が行なわれる
ようになっており、前記プーリ22と電磁クラッチ23
との間には、第2図〜第4図に示すように、クランク軸
5に対す過給機14の回転角度位置を進角させる進角装
置24が設けられている。この進角装置24について説
明すると、プーリ22は、電磁クラッチ23に連なるプ
ーリ軸25に対して軸受26を介して回転自在に保持さ
れている。このようなプーリ22には、第3図、第4図
に示すように、プーリ軸25を取囲むように四角形状の
保持孔27が形成され、該保持孔27内には、それぞれ
略り字型とされた一対の進角部材28が保持されている
。この一対の進角部材28は、保持孔27内端面に対し
て摺動する摺動面28aを有して、それぞれ第3図、第
4図左右方向に摺動自在とされている。
このような一対の進角部材28は、プーリ・軸25を挟
んで第3図上下方向において相対向する面にラック28
bが形成され、該ラック28bに対して、プーリ軸25
の外周面に形成されたピニオン部25aが噛合されてい
る。さらに、一対の進角部材28は、プーリ軸25を挟
んで第3図左右方向の相対向する部分がそれぞれウェイ
ト部28cとされている。そして、一対の進角部材28
は、それぞれリターンスプリング29により、そのウェ
イト部28cがプーリ軸25(の軸心)へ接近する方向
に付勢されている。
以上のように構成された進角装置24は、クランク軸5
すなわちプーリ22の回転数が低いときは、第3図に示
すように、リターンスプリング29の付勢力によって一
対の進角部材28のウェイト部28cがブーり軸25の
近傍に位置し、このような状態で、プーリ軸22の回転
は、進角部材28(の摺動面28a、ラ−,128b)
、ピニオン部5aを介して、ブーり軸25に伝達され、
プーリ22とプーリ軸25とが一体回転される。そして
、クランク軸5の回転数が上昇すると、進角部材28の
ウェイト部28cに作用する遠心力が大きくなるので、
リターンスプリング29に抗して、進角部材28はその
ウェイト部28cがプーリ軸25から離れる方向へ変位
する(第4図左右方向の矢印参照)。したがって、この
状態では、ラック28bに対するピニオン部5aの噛合
位置が第3図に示す状態から変化し、第4図に示す状態
では、第3図に示す状態よりも、プーリ22に対するプ
ーリ軸25の回転角度位置が進角される。このようにし
て、クランク軸5の回転数の上昇に伴なって、プーリ軸
25が進角され、この結果、過給機14が進角されるこ
ととなる。
第1図中30はコントロールユニットで、該コントロー
ルユニット30には、エアフローメータ13に接続され
たポテンショメータ等のセンサ31からの吸入空気量信
号Slエンジン回転数センサ32からのエンジン回転数
信号S2.スロットルバルブ16の開度を検出するスロ
ットルセンサ33からの負荷信号S3が入力され、該コ
ントロールユニット30からは、燃料噴射弁17 を電
磁開閉弁19および電磁クラッチ23に対して出力され
る。この燃料噴射弁17に対する制御信号は燃料噴射量
に対応したもので、吸入空気量信号Slとエンジン回転
数信号S2とに基づいて出力されるものである。また、
電磁クラッチ23に対する出力は、エンジン回転数信号
S2と負荷信号S3に基づいてなされるもので、エンジ
ン回転数が設定回転数以下の低回転でありかつ設定負荷
以下の低負荷のときのみ電磁クラッチ23を切断し、設
定回転数以上の高回転あるいは設定負荷以上の高負荷の
ときに、電磁クララ23を接続する(第6図参照)。ま
た、電磁開閉弁19は、電磁クラッチと連動して開閉制
御されるものであり、電磁クラッチ23が切断されたと
きに開、電磁クラッチ23が接続されたときに閉とされ
る(第6図参照)。
以上のような構成において、エンジン負荷が設定負荷以
下の低負荷時でかつエンジン回転数が設定回転数以下の
低回転時には、電磁クラッチ23が切断されているため
、過給機14は回転されず、過給は行なわれない。この
とき電磁開閉弁19は開いているので、吸入空気は、バ
イパス通路18を通る自然吸入のみによって燃焼室6へ
供給される。
この自然吸入の際、バイパス通路18を通る吸入空気は
、インタークーラ15を通ることなく燃焼室6へ供給さ
れるので、インタークーラ15による過冷却が防止され
て、燃料噴射弁17から噴射された燃料の気化、霧化促
進上好ましいものとなっている。
一方、設定負荷以上の高負荷あるいは設定回転数上の高
回転となると、電磁クラッチ23が接続されて過給機が
駆動され、過給が行なわれる。この過給の際、電磁開閉
弁19は閉じられていて、過給fi14より加圧吐出さ
れた吸入空気すなわち過給気は、インタクーラ15によ
り冷却された後、燃焼室6へ供給されることとなり、こ
のインタクーラ15よる冷却によって、充填効率が高め
られる。
ここで過給機14より吐出された過給気、は、第5図γ
線で示すように脈動を生じており、その最大圧力部をγ
1、γ2で示しである。そして、本発明にあっては、こ
の最大圧力部(第5図γ1で示す部分)が、クランク軸
5がTDCの回転角度位置にあるとき、すなわち吸気弁
8の開弁直後(排気弁lOが未だ開いているとき)に、
燃焼室6へ供給されるようになっている。勿論、このよ
うなタイミングで過給気が燃焼室6へ供給されるように
、過給機14の駆動を、吸気弁9(クランク軸5)に同
期させである。したがって、本発明にあっては、この吸
気弁9開弁直後における過給気の最大圧力部を燃焼室6
へ供給することにより、該燃焼室6内の残留排気ガスが
確実に掃気され、この結果、以上燃焼の防止および充填
効率の向上が図られることになる。
また、本実施例では、吸気弁8の閉弁時期直前にも過給
気の最大圧力部(第5図γ2で示す部分)を燃焼室6へ
供給するようにしてあり、これにより、残留排気ガスが
掃気された後の燃焼室6内への過給気供給を多量に行え
ることとなり、充填効率をより一層向上させることがで
きる。なお、第5図のものでは、吸気弁8が開いている
間において、過給気の最大圧力部2個分が燃焼室6へ供
給されるようにしであるが、この最大圧力部の屑は、3
個以上であってもよいのは勿論のことである。
ところで、過給気の脈動は、エンジン回転数が上昇する
のに伴ってその周期が遅れるものがあるか、実施例のよ
うに進角装置24を設けておけば、この遅れが補正され
て、所定のタイミングで過給気を燃焼室6へ供給するこ
とができる。なおこのようなタイミングでの過給気の供
給は、上記脈動の遅れを補正するものであればよいので
、進角装置24を用いる以外に、例えば、エンジン回転
数に応じて、過給機14から燃焼通6へ到る吸気通路長
さを変化させたりあるいはその断面積を変化させる(部
分的な変化で可)ことにより行ってもよい。
以上実施例について説明したが、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めである。
■ロータリピストンエンジンにも同様に適用することが
でき・る。この場合は、吸気通路11に対してこれを開
閉するタイミングバルブを設けることによって、前述し
た所定タイミングでの過給気の供給を行うようにすれば
よい。
■自然吸気用の吸気通路と過給気用の吸気通路とを別途
独立して燃焼室6へ開口するようにしてもよい。
■容積型の過給機としては、ベーン式の側歯車式等適宜
の形式のものを用いることができる。
■燃料供給装置としては、燃料噴射弁の代りに気化器を
用いてもよい。
(発明の効果) 本発明は以上述べたことから明らかなように、脈動を有
する過給気の最大圧力部を利用して、燃焼室内の残留排
気ガスを掃気するようにしたので、この掃気が十分に行
われて、異常燃焼の防−正を図ることができると共に、
充填効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す全体系統図。 第2図は進角装置の一例を示す側面一部断面図。 第3図、第4図は第2図の左側面断面図で、第3図はエ
ンジン回転数が低いときを、また第4図はエンジン回転
数が高いときを示している。 第5図は、吸・排気弁の開閉タイミングと過給気の脈動
との関係を示すグラフ。 第6図は過給が行われる運転領域の一例を示す図。 lΦ・・エンジン本体 6・・・燃焼室 7・・命吸気ポート 811・・排気ポート 9・會・吸気弁 10・・排気弁 ii・・吸気通路 14・・過給機 γ1、γ2・・最大圧力部 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)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たエンジンにおいて、 エンジン燃焼室への吸気ポートの開時期が、該エンジン
    燃焼室へ開口される排気ポートの閉時期前に開くように
    設定され、 前記過給機から吐出された脈動を有する過給気の最大圧
    力部が前記吸気ポートの開時期直後と一致するように、
    該過給機が該吸気ポートの開時期に同期して駆動される
    、 ことを特徴とするエンジンの過給装置。 (2、特許請求の範囲第1項において、前記吸気ポート
    の開時期から閉時期までの間に、前記脈動を有する過給
    気の最大圧力部が少くとも2つ前記エンジン燃焼室へ導
    入されるようにされると共に、該吸気ポートの閉時期直
    前にも該最大圧力部が一致するように、前記過給機が該
    吸気ポートの閉時期においても同期させるようにしたも
    の。
JP59065112A 1984-04-03 1984-04-03 エンジンの過給装置 Granted JPS60209626A (ja)

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JPH0526927B2 JPH0526927B2 (ja) 1993-04-19

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62225720A (ja) * 1986-03-27 1987-10-03 Ebara Corp エンジン用ス−パ−チヤ−ジヤ
US5636618A (en) * 1994-05-13 1997-06-10 Kirstein Gmbh Technische Systeme Device for feeding fuel and combustion air to internal combustion engines

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JPH0526927B2 (ja) 1993-04-19

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