JPS6035122A - 内燃機の排気ガスにより空気を圧縮するための変位過給機 - Google Patents

内燃機の排気ガスにより空気を圧縮するための変位過給機

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JPS6035122A
JPS6035122A JP59097679A JP9767984A JPS6035122A JP S6035122 A JPS6035122 A JP S6035122A JP 59097679 A JP59097679 A JP 59097679A JP 9767984 A JP9767984 A JP 9767984A JP S6035122 A JPS6035122 A JP S6035122A
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displacement supercharger
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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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明Ｖ；ｉ、空間内にこの空間全画成する移動自在な
隔壁により変化しうるそれぞれ１個の流入口と７個の流
出口とを備える少なくともそれぞれ７個の排気室と空気
室とを備えた内燃機関（％にピストンエンジン）の排気
ガスにより空気を圧縮するための変位過給機に関するも
のである。
〔従来技術とその問題点〕
排気ガスにより駆動しうる変位過給機は理論的に公知で
ある。各エンジンシリンダから定期的に生ずる排気ガス
エネルギを利用することは多くの場合困難である。％に
多気筒エンジンにおいては、個々のエンジンシリンダの
排気ガス波が相対的に妨げられ、自然の排気ガス波によ
る隔壁の移動に対しシリンダ数が増加するにつれて利用
しうるエネルギ量がますます少なくなる。同様な作用が
、モータの回転数が増大する場合にも生ずる。
内燃機関のエネルギ節約型の過給に対し、特に最近開発
された種々の方法においては、変位過給機を使用するの
が有利であり、或いは必要でさえある。したがって、シ
リンダ数の多い、或いは公称回転数の多いエンジンにつ
いても効率よく使用しうるような、多面的に使用しうる
変位過給機が望まれている。
〔発明の目的〕 本発明の目的は、冒頭記載の種類の変位過給機において
多面的に使用することができ、かつ特にシリンダ数が多
く、或いは公称回転数が大きいエンジンの場合にもエネ
ルギ節約型の新規な方法および装置を実現するために使
用しうる変位過給機を提供することでおる。
〔発明の要点〕
上記の目的は、共通運動するよう接続した隔壁を過給ｆ
ｉ［設けることにより達成される。かくして、過給機に
はそれぞれ反対方向に排気ガスにより押圧されるλつの
排気室を設けることができ、過給機を排気ガスで操作す
るために使用されるエンジンシリンダを２つの群として
排気室に付設する。これにより、排気室に作用する圧力
インバルスの＃］ｉ度が半減され、それに応じて利用し
２うるエネルギ量が改善され、特に内燃機関によるエネ
ルギリッチな自然の排気ガスインパルスの利用が改善さ
れる。特に有利な具体例において、過給機は２つの排気
室を備え、これらを隔壁の両側に配置する。これにより
、空気領域からの排気ガス領域の極めて効果的な分離を
達成することができる。
さらに好適な具体例において、隔壁に（ｄチャンバから
導出した案内；［：設け、この案内棒をチャンバの外部
において隔壁の移動方向に案内し、案内クリアランスと
案内長さとを、ピストンとして形成した隔壁が各チャン
バ内で接触しないよう移動しうるような寸法とする。か
くして、摩擦損失は最少限まで減少することができ、同
時に空気室からの排気室の分離により排気ガスと給気と
の混合の恐れもなくなり、ただしその場合ピストンの両
側に存在するチャンバの封止は、ピストンと隣接するチ
ャンバ壁部との間の僅かな間隙中のみによって行なわれ
るものとする。
共通運動するよう互いに接続した隔壁は、互いに堅固に
接続されるか、或いはその運動を同期装置を介して互い
に同期させることができる。
他の有利な具体例において、給気室および排気室のため
の隔壁前面は異なる大きさで形成される。排気ガスに面
する前面がより大きければ。
高い過給圧力を達成することができる。給気に面する前
面がより大きい場合は、大きい空気供給容積を得ること
ができる。
さらに好適具体例において、共通運動するよう互いに接
続したλつの隔壁は、一方の隔壁の運動を他方の隔壁に
それぞれ対向伝達するのに適した装置を介して互いに接
続され、これにより慣性力の均衡が生ずる。運動伝達の
ための装置は１機緘的にまたは液圧式に作動することが
できる。
特に好適な具体例において、過給機は２つの排気室と一
つの給気室とを備え、第１給気室の流出口を冷却機を介
して第一給気室の流入口と接続すると共に、その流出口
を過給すべきエンジンシリンダの流入口と接続する。か
くして、先ず最初に圧縮された空気は過給機において膨
張作用を行ない、次いで冷却と膨張とにより冷却された
給気はエンジン効率を向上させることができる。
λつの排気室の配置がまだ効率的な過給機操作に対し充
分でなければ、排気流出口にそれぞれ７個の絞り部を設
け、必要に応じさらに圧力および／または絞りの持続時
間に関して調整しうる絞り部を付設して、排気ガスイン
パルスを最適化することができる。この目的で、さらに
排気流入口および／または流出口に制御弁を設けること
ができる。
他の変型において排気流入口には排気ガス収集器を付設
し、かつ過給機の排気側にサイクル制御部を設ける。こ
のサイクル制御部は、全装置の操作特性値および操作デ
ータを考慮する制御機から出発することができる。しか
しながら、過給機の排気側のサイクル制御部は、さらに
エンジンの自然排気インパルスにより、或いはエンジン
との組合せにより作動させることもできる。
その他の有利な具体例は以下の説明から明らかとなるで
あろう。
〔発明の実施例〕
以下、添付図面を参照して本発明を実施例につき詳細に
説明する。
第７図には、変位過給機のためのパルス発生器としてダ
気筒エンジン／ｌが図示され、そのμつのシリンダ／、
２．３およびグには流出弁／、２　、／弘、／６および
／ざを設ける。これらを共通の流出経路に開口させれば
、得られる圧力波の相対的影響をシリンダ流出弁／、２
〜／１の開放により必要に応じ大キくシて、さらに充分
なエネルギを過給機ｌθの操作のために余分にさせるこ
とができる。したがって、過給機ＩＯには一つの排気室
、２．２および２弘を設け、これらを移動自在な隔壁、
２乙により互いに分離する。各排気室、２．２およびコ
弘はそれぞれ７個の排気流入口２どもしくは３０および
排気流出口３コもしくは３弘を備える。流出弁／、２〜
／１は対として両ＩＩ’気室、２２および２１Ｉ−に付
設され、しかも流出弁／、２およびｌざを排気室、２２
にかつ流出弁／４’および／ｌを排気室、２４ｔに付設
する。隔壁、２ｔは復式ピストンの技術にしたがって共
通の同方向運動するようピストン棒３６を介して第２隔
壁３１と接続される。ピストン棒Ｊｊｉｊ：、排気室お
よび少なくとも７個の給気室４ｔＯを備える過給機セク
ション４’Ｆの外部において軸線方向に移動するよう案
内される。
過給機セクション１Ｌｔ４ｔに第２隔壁３１を配置−／
／− し、図示した実施例においてはコっの給気室１１、ｏ、
≠２を分離する。各給気室には給気流入ログｌもしくは
！Ｏと給気流出口１．２もしくはｊ≠を設ける。給気流
出口は排気流入口コ♂および３０と同様に参つのエンジ
ンシリンダに分配され、過給機操作の状態はそれぞれ対
として構成されたシリンダｌおよびグまたはλおよび３
からなる一つのλ気筒エンジンに相当する。
技術水準によれば、Ｖ気筒ｌサイクル並列エンジンは、
質量平衡の理由からかつ個々のシリンダの同一着火間隔
を得るため、外側の両シリンダ／および≠のピストンを
エンジンのクランク軸に対し同じクランク角度で配置す
る一方、内側の両シリンダλおよび３を／ざｏ０変位さ
せる。かくして、外側ピストンはそれぞれ同方向に移動
するのに対し、内側ピストンは正確に反対方向に移動す
る。両内側シリンダーおよび３または両列側シリンダｌ
およびりの間の着火間隔はそれぞれ３６００のクランク
角度である。これにより、全体として１ｒｏ０のクラン
ク角度により≠つのエンジンシリンダの一様な着火順序
が得られる。たとえば両列側ピストンが丁度下死点を通
る際、この同じ時点で内側ピストンは上死点を通る。こ
の時点で、いわゆる弁重複により一方の外側シリンダの
流入弁がまだ開放している間に、他方の外側シリンダの
流出弁が開放される。
シリンダｌまたは≠からの排気ガス衝撃により給気宮参
λから排出された空気は再びシリンダ≠および／に流入
弁６．２もしくは！６を介して供給される一方、シリン
ダλもしくは３からの排気ガス衝撃により給気室４ｔＯ
から排出された空気は流入弁６０および！ｔを介してシ
リンダ３およびλ中へ達する。
グ気筒エンジンにおける上記の状態に相当して、シリン
ダはその流出弁を開放して排気ガス衝撃により空気をそ
れぞれシリンダ中へ供給し、同じ時点で流入弁を開放す
るが、この場合特殊のパルス発生器を必要と（−ない。
これにより、エネルギ節約型のエンジンシリンダの直接
過給７２− がこの過給機により可能となり、すなわち好ましくはエ
ンジンにおける流入の際の給気の圧縮が吸入行程の終末
時に生ずる。いわゆるスーパーチャージおよびいわゆる
付加過給の公知方法において、圧縮空気は先ず貯槽から
排出されてエンジンへ流入する。
第２図は復式ピストン過給機ＩＯをより明確に示してお
り、同時にλつの隔壁２６＆もしくは３１ｈのそれぞれ
異なる大きさの有効面によりそれぞれの比率に応じて格
別の効果が得られる可能性を示している。第２図におい
て、過給機１０の排気側の隔壁２６ａは給気側の隔壁Ｊ
ｆａよりも大である。この結果、４ｖに高い過給圧力を
達成することができる。大きい割合に逆転して隔壁Ｊｌ
ｒａが隔壁、２６ａよりも大きく形成されると、特に大
きい空気供給容量を得ることができる。
第２図には、さらに給気流入口ｌざおよび！Ｏと流出口
ｊコおよびよグとに設けた逆止弁４４／Ｌ、４Ａまたは
乙ざ、７０が示されている。
案内棒４ｔ、２に対して作用するばね３ｊはたとえば引
張りおよび圧力に対して作用させることができ、この場
合共通運動するよう接続した隔壁、２Ａａ、ＪＪ’ａを
往復運動に対する両路点の間の中間位置に保つ傾向を有
する。ばね３！の特徴は、それぞれの昧題設定に適合す
ることである。特にばねは、両隅壁がその終点位置に接
近する際、緩衛作用の意味で次第に強くなるよう形成す
ることができる。両給気流出口１．２およびｊ弘の逆止
弁３ｔおよび７Ｑは必要に応じ省略することができる。
第３図は、両隅壁７２および７グが共通運動するよう互
いに竪固に接続されていない変型を示している。寧ろ、
これら隔壁７コおよび７４ｔは全体として参照符号７ｔ
で示した運動伝達用の装置により対向移動するよう接続
され、それにより質量平衡が達成される。隔壁７．２の
ピストン棒７Ｊ’には、互いに対向する２つの側にラッ
ク歯部ざＯおよびざλを設ける。歯部ざＯおよびざコと
固定ビニオンｔ≠もしくはざ６とが係合する。隔壁７４
’のピストン、ｌｌ１ｌ♂♂はフォーク状端部Ｐｏを備
え、互いに向き合つ′／ｃ２つのフォーク面はそれぞれ
ラック歯部２．２もしくはタグを備え、これらをビニオ
ンｔ≠もしくは♂６と係合させる。
隔壁７．２が排気室りｔの排気流入口り６を介して排気
ガスにより押圧され、かつ第３図において下方に移動す
ると、同時に隔壁７４’は給気室１００内を上方に移動
しかつ給気流出ロア０．２を介して給気を押出す。次い
で、排気ガスインパルスが排気流入口１０１７を通して
隔壁７コを上方に移動させかつ隔壁７≠を下方へ移動さ
せ、それにより給気は給気流出口ｉｏｔを通して押出さ
れる。
機械的装置７ｔを実施例として図示したが。
運動伝達には液圧装置も使用することができる。
共通運動するよう接続した隔壁の移動は、たとえば連結
棒グλもしくは３ｔに作用するばね部材３ｊ（第一図）
および／または緩衝部材により影響を与えることができ
る。
これにより、たとえば好適な静止位置を隔壁の両路端位
置に設定し、かつ／または隔壁の接近の際の運動緩衝を
この終端位置で行なうことができる。さらに、ばね部材
は、過給機の行程または空気供給量を排気ガスインパル
スの強度により示されるエンジンの負荷に対し自動的に
適合させるよう形成することもできる。
〔発明の効果〕
本発明の上記構成によれば、変位過給機を多面的に使用
することができ、かつ特にシリンダ数が多く、或いは公
称回転数が大きいエンジンの場合にもエネルギ節約型の
新規な方法および装置を実現するために使用することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第１図はＶ気筒内燃機関と組合せた本発明による変位過
給機の略図、 第２図は排気ガスおよび空気のためのそれぞれ異なる大
きさのピストン表面を有する復式ピストン過給機の略図
、 第３図は質量平衡のための装置を備えた変位過給機の実
施例を示す略図である。 ／、コ、３．≠・・・シリンダ　ＩＯ・・・過給機／ｌ
・・・弘気筒エンジン　／２．／４ｔ、／ｌ、／Ｉ・・
・流出弁コλ、λグ・・・排気室　２６・・・隔　壁、
２１．３０・・・流入口　３λ、３≠・・・流出口３ｊ
・・・ば　ね　３Ａ・・・ピストン棒３ｇ・・・隔　壁
　ｐｏ　、ＩＩλ・・・給気室４ｔＩＬｔ・・・過給機
セクション　ａｔ、ｔｏ・・・流入ロ！、２．！弘・・
・流出口　ＪＡ、３ｇ、Ａｏ、６λ・・・流入弁ｔｔｔ
、ｔｔ、ｔｒ、’ｙｏ・・・逆止弁　７λ、７４ｔ・・
・隔　壁７ｔ・・・運動伝達装＠　７Ｊ’・・・ピスト
ン棒ざＯ２ざ２・・・ラック歯部ｇｔｔ、ｒｔ　・・・
ビニオン１ｇ・・・ピストン棒　タθ・・・端部タコ、
タグ・・・ラック歯部　タ２・・・流入ロタト・・排気
室　ｉｏｏ・・・給気室 １０２・・・流出口　１０１７・・・流入口１０６・・
・流出口 １ｍ”ｉｒ＊　”’４゜ 目次Σ 手続補正書防式） ％式％ ２、発明の名称 内燃機関の月１気ガスにより空気を圧縮づ−るための変
位過給機３、補正をする者 事件どの関係　特許出願人 氏　名　オスカル　シヤフラ （国Ｐ）　（ドイツ連邦共和国） ４、代理人

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　空間内にこの空間を画成する移動自在な隔壁に
    より変化しうるそれぞれ１個の流入口と７個の流出口と
    を備える少なくとも各７個の排気室と空気室とを備える
    内燃機関、特にピストンエンジンの排気ガスにより空気
    を圧縮するための変位過給機において、共通運動するよ
    う接続した一つの隔壁（２６，３♂、、２ｊａ。 ３１ｈ、７２．７≠）を備えることを特徴とする変位過
    給機。
  2. （２）過給機がλつの排気室（２２，２４１）を備え、
    これらを隔壁（２６）の両側に配置したことを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項記載の変位過給機。
  3. （３）隔壁（２６、ＪＪ’　、ｊ６ａ　、３１ｍ　、７
    ．２．７１７）にチャンバ（−λ、コａ、ａｏ、４ｔ、
    ｚ）から導出された案内棒（３６）を設け、この案内棒
    をチャンバ（，２，２、λｐ、４ｔｏ、≠２）の外部に
    おいて隔壁（，２４，３１、，２４ａ　、３１ａ、７２
    ．７１）の移動方向に案内し、案内クリアランスと案内
    長さとを、ピストンとして形成された隔壁（２６，３ざ
    。 、２４ａ、Ｊｌｒａ、７Ｊ、７４ｔ）が各チャンバ（コ
    λ、、２４’。 １）、４４Ｊ）内で接触しないように移動しうるような
    寸法とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項また
    は第２項記載の変位過給機。
  4. （４）　共通運動するよう互いに接続した隔壁（λ６゜
    ３ｇ、２６ａ、Ｊｆａ）を互いに堅固に接続したことを
    特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか
    に記載の変位過給機。
  5. （５）共通運動するよう互いに接続した隔壁（７−１芹
    ）を同期装置（７６，７ｇ）によりそれらの運動を互い
    に同期させることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
    至第３項のいずれかに記載の変位過給機。
  6. （６）共通運動するよう互いに接続したλつの隔壁（７
    ２，７４ｔ）を、一方の隔壁（７，２，７グ）の運動を
    それぞれ他方の隔壁（７，２，７４７）に対向伝達する
    のに適した装置（７４）を介して互いに接続したことを
    特徴とする特許請求の範囲第ｓ　Ｊ）Ｊ　Ｎｄ載の変位
    過給機。
  7. （７）　運動伝達のための装置（７６）を機械的に形成
    したことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の変位
    過給機。
  8. （８）運動伝達のための装置を液圧作動するように形成
    したことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の変位
    過給機。
  9. （９）過給機が一つの排気室と２つの給気室とを備え、
    第１給気室の流出口を冷却器を介して第コ給気室の流入
    口と接続し、かつその流出口を過給すべきエンジンシリ
    ンダの流入口と接続したことを特徴とする特許請求の範
    囲第１項乃至第ｇ項のいずれかに記載の変位過給機。 ＯＩ　過給機（１０）の排気流出口（Ｊ、２　、３４１
    ）に絞り部を付設したことを特徴とする特許請求の範囲
    第１項乃至第２項のいずれかに記載の変位過給機。 Ｑｌｌ　絞り部を圧力および／または絞りの持続時間に
    関して調整しうろことを特徴とする特許請求の範囲第１
    Ｏ項記載の変位過給機。 Ｑの　過給機（ｉｏ）の排気流出口（Ｊ、２．Ｊ≠）ま
    たは流入口（，２１，３０）に制御弁を付設したことを
    特徴とする特許請求の範囲第７項乃至第２項のいずれか
    に記載の変位過給機。 （１３１過給機（１０）の排気側に排気ガス収集器を付
    設すると共に１排気、ガス流入口（２，ｒ、３０）にサ
    イクル制御部を付設したことを特徴とする特許請求の範
    囲第１項乃至第７項のいずれかに記載の変位過給機。 （１４１共通運動するよう接続した隔壁を好ましくはば
    ね部材および／または緩衝部材により少なくとも７つの
    特性的な位置で移動させ、かつ／またはその移動をこの
    特性的変位に近似して緩衝することを特徴とする特許請
    求の範囲第１項乃至第１３項のいずれかに記載の変位過
    給機。 （１９％性的位置が、隔壁の往復運動に対する両路点位
    置であることを特徴とする特ｒ１ｆ請求の範囲第１４’
    項記載の変位過給機。 （［６）　％性的位置が、隔壁の往復運動に対する両終
    点位擁の間の中央であることを特徴とする特許請求の範
    囲第３項記載の変位過給機。
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