JPS60536B2 - 内燃機関の慣性過給装置 - Google Patents

内燃機関の慣性過給装置

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JPS60536B2
JPS60536B2 JP54012817A JP1281779A JPS60536B2 JP S60536 B2 JPS60536 B2 JP S60536B2 JP 54012817 A JP54012817 A JP 54012817A JP 1281779 A JP1281779 A JP 1281779A JP S60536 B2 JPS60536 B2 JP S60536B2
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JP
Japan
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air supply
control valve
air
engine
supply passage
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JP54012817A
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邦彦 下田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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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
    • F02B29/08Modifying distribution valve timing for charging purposes
    • F02B29/083Cyclically operated valves disposed upstream of the cylinder intake valve, controlled by external means
    • 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
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Characterised By The Charging Evacuation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関において給気の動的効果のうちの慣性
効果を利用して機関の体積効率を増大させる慣性過給装
置に関する。
第1図aは給気の動的効果を利用して機関の体積効率を
増大させる場合の従来の給気系を示し、第1図bは第1
図aの給気通路に発生する圧力波の作動を示す線図であ
る。
シリンダ1は給気弁2により長さ夕の給気通路3に連絡
しており、給気通路3は給気溜4に開□している。給気
行程において「 ピストン5の下降により給気通路3の
シリンダ1側に発生した負圧波aが音速で給気溜4に達
し「そこで反射正圧波bとなり、給気行程後半のシリン
ダ1側へ戻ってくる。この反射正圧波bによりシリンダ
1内により多くの空気が流入し、第2図で示すように、
体積効率りvが、給気速路長さその無い、あるいは短い
場合の実線で示す値Aから給気通路長さ夕をうまくマッ
チングさせた破線で示す値Bまで増大する。以上が給気
の動的効果のうちの慣性効果である。ざらに給気弁2が
閉じた後、給気通路3内に給気脈動が残存するが、この
残存脈動波の位相が丁度給気行程前半にあるシリンダ1
の側に負圧波が0到達する位相にると前述の慣性効果で
生ずる負圧波aを大きくすることになる。
この結果、反射正圧波bは負圧波aに応じて大きくなり
、体積効率りvは第2図の−点鎖線Cで示すようにさら
に増大する。この効果が脈動効果である。タ 以上が慣
性効果と脈動効果を合せた給気の動的効果を利用する従
来機関の概要であるが、次の欠点をもつ。
‘11 機関の回転数Nが低下すると、ピストンの下降
速度が小さくなる。このため第1図bにaで0 示すシ
リンダー側に発生する負圧波が小さくなり、従って反射
正圧波bも4・さくなって、第2図Aに示すように慣性
効果による体積効率りvの増加代も小さくなる。慣性効
果が小さくなると、慣性効果の残存脈タ 動波による脈
動効果も小さくなる。
■ 圧力波の伝播は音速で行われるため、機関の回転数
Nが変わると、動的効果が変わり体積効率りvが変る。
第2図に示す例は最大出力を増大するため高回転での体
積効率りvが良くなるように給気通路の長さ夕を決めた
もので、低回転になると第1図bでの反射波bのシリン
ダ1へ戻るタイミングが早すぎ、一旦シリンダ1内へ入
った給気が引続き開いている給気弁2を通して再び給気
通路3へ戻るため、体積効率りvの増加代が小さくなる
。【3ー 第2図の機関回転数N,に示すように、脈動
効果は給気行程前半のシリンダ側に正圧波が到達する位
相になると、慣性効果で生ずる負圧波aを小さくするこ
とになり体積効率りvを悪化させる(第2図Cに示す)
即ち、せまし、範囲の体積効率りvの増大には脈動利用
の効果は都合がよいが、広い回転範囲で一様な体積効率
りvの増大をねらう場合には脈動効果は不都合である。
本発明の目的は上記の点に着目し、広い回転速度範囲で
の体積効率りvを増大させることのできる過給装置を提
供することであり、その特徴とするところは、機関の給
気溜とシリンダとを蓮適する給気通路を所定長さとして
給気の慣性効果により機関の体積効率を増大させるよう
にした内燃機関において、上記給気通路と上記給気溜と
の間には、上記給気通路を給気弁の関弁期間よりも短か
い期間閉口する閉口部と多数の小孔を有して上記給気通
路内の脈動波を減衰せしめる減衰部と上記給気通路を閉
止する閉止部とを具え機関のクランク軸に運動される給
気管制弁が設けられると共に「上記給気管制弁の駆動部
と上記クランク軸との間の駆動系内には、上記クランク
藤の回転速度に対応して上記給気管制弁の関弁タイミン
グを変えるタイマーが設けられたことである。この場合
には、○} 給気管制弁により低回転速度城の慣性効果
を大きくすることができること、■ 脈動効果をなくし
、広い回転速度範囲で一様な体積効率りvの増大を得る
ことができること「(3’ 多シリンダ機関でも1個の
給気管制弁でその効果を得ることができること、等の利
点がある。
本発明は4サイクル内燃機関に広く適用できる。
以下図面を参照して本発明による実施例につき説明する
第3図は本発明による1実施例の装置を示す断面図、第
4図は第3図のW−W矢視断面図である。
機関の最高回転速度Nmaxで給気慣性効果により体積
効率りvが最大となるように総気通路長さ夕を選定した
給気系において、総気通路3の給気溜4への接続部に給
気管制弁6が設けられている。
給気管制弁6は、弁板7がプーリ8によりタイミングベ
ルト9を介してクランク軸11と同一回転数で駆動され
る。
給気管制弁駁勤軸10とクランク麹11の間には、両藤
のタイミングを変えるタイマーTがあり、ヘリカルスプ
ライン12,13と、両スプラィン12,13の相対位
置を変える連結部材14及び同連結部材14を移動させ
るフオーク部15により構成されている。
給気溜4には他のシリンダからの給気通路16も閉口し
ており、その閉口部17,18,19はシリンダの着火
順序に従い管制弁6に設けられている。
給気管制弁6の弁板7は、第5図に示すような構造で、
開□部20と、多数の小孔からなる減衰部21及び孔の
ない閉止部22からなり、軸のまわりを回転することに
より破線17で示す給気通繁閑口部に対して閉止部、閉
口部、減衰部の順序で開閉される。
上記構成の場合の作用について述べる。
第6図は第3図の給気通路内に発生する圧力波の作動を
示す線図、第7図はクランク角度に対し給気弁の関弁状
態と給気管制弁の閉口状態を示す線図である。
‘1} 最高回転速度Nma幼時 給気行程時に上死点TDCからピストンの下降に従し、
給気通路のシリンダ1側に負圧波が発生し始める。
この負圧波が給気通路長さ夕だけ伝播するのに必要なク
ランク角度8,に相当する角度だけ遅れて、第7図の一
点鎖線Zで示すように、給気管制弁6が開き始める。
さらに給気弁が閉じ終るより前の角度8,′に給気管制
弁6は閉じられる。なお、給気弁の関弁状態は実線Aで
示す。給気管制弁6の閉口部の開□期間は第7図Zに示
すように02十86となる。
この閉口期間82十a6 により最高回転数Nma対時
の慣性過給は給気管制弁6のない従来のものと同じだけ
の効果を得ることができる。さらに、第4図に示すよう
に各シリンダからの給気閉口部は着火順序に従いその位
相遅れ角は,,Q2,Q3に対応して配置しておく。
この結果、クランク軸と同じ回転速度で駆動される給気
管制弁の弁板7はQ,のクランク角度後に次のシリンダ
の開□部18に到達するので、次のシリンダに対しても
同一の効果を得ることができる。【2ー 低回転数時低
回転数時には第3図に示すクランク軸11と給気管制弁
駁動軸10の間に設けたタイマーTにより給気管制弁閉
口タイミングを、第7図に2点鎖線Yで示すように、最
高回転数Nmax時より角度83だけ遅らせる。
低回転数であるため、ピストンの下降によりシリンダ1
側に生じた負圧波a,(第6図A参照)は角度8,より
小さい角度で給気管制弁6に到達する。このとき、第7
図Yに示すように給気管制弁の弁板7はまだ閉止部にあ
るため、給気管制弁6から反射する負圧波a,は第6図
Bに示すようにさらに大きな負圧波b,となってシリン
ダ1側へ戻る。負圧波b,がシリンダ1へ戻った時、ピ
ストンは引続き下降しており、このときシリンダー側で
は負圧波b,の効果で、第6図Cに示すようにさきの負
圧波a,よりも大きな負圧波a2を生じる。即ち、低回
転数時においても、給気管制弁6により上死点TDC後
角度8,十83期間給気溜4側を閉止端にすることによ
り大きな負‐ 圧波a2を作ることができる。このよう
にして生じた負圧波a2が上死点TDC後の角度8,十
83期間後開□する給気管制弁6(第7図の2点鎖線で
示される)により、総気溜4に到達するため第6図Dに
示すような大きな正圧波b2となり他方のシリンダ1側
に戻る。
この結果「低回転数時においても体積効率刀vの大きな
増大が得られる。さらに、給気管制弁6の関口時期を上
死点TDC後角度8,十83 だけ遅らすことにより、
給気溜4で生ずる正圧波b2の発生時期を高回転時より
も遅らすことができる。
この結果、低回転数時においても反射波b2のシリング
1側へ戻るタイミングが早すぎることがなくなり、体積
効率りvの増加代が4・さくなるのを防ぐことができる
。また、第5図に示すように給気管制弁の弁板7には関
口角02の関口部のあと角度84の期間の減衰部が設け
てある。これによって、給気弁2が閉じた後の給気通路
3内に残存する脈動波が減衰する。この結果、脈動効果
により慣性効果が減少することがなくなり、機関の回転
数に対して一様な体積効率りvの増加を得ることができ
る。上記実施例では、給気管制弁の弁板7を機関の回転
数と同一の回転数で回動させたが(第3図^第4図参照
)「給気通路の開□部17,18,19をそれぞれ1/
2Q,,1′2Q2,1′2Q3の位置に設ければ、給
気管制弁の弁板7の回転数を機関の回転数の1′2の速
度で回動させれ‘よよくなる。上述のような本発明によ
る場合は次の効果がある。【11 低回転数時において
も大きな慣性効果により体積効率りvを増大させること
ができる。
■ 脈動効果をなくすことにより広い回転数範囲で一様
な体積効率りvの増加を得ることができる。
‘31 給気通路の給気溜側に給気管制弁を設けること
により多シリンダ機関でも1個の給気管制弁で管制する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
タ 第1図aは給気の動的効果を利用して機関の体積効
率を増大させる場合の従来の給気系を示す断面図、第1
図bは第1図aの給気通路内に発生する圧力波の作動を
示す綾図、第2図は第1図の機関の体積効率の変化を示
す線図、第3図は本発明0による1実施例の装置を示す
断面図、第4図は第3図のW−W矢視断面図、第5図は
第3図の給気管制弁の弁板7を示す正面図、第6図は第
3図の給気通路内に発生する圧力波の作動を示す線図、
第7図はクランク角度に対し給気弁の関弁状態とタ給気
管制弁の開口状態を示す線図である。 1・…・・シリンダ、2・・・・・・給気弁、3,16
・・・…給気通路、4・・・・・・給気溜、5…・・・
ピストン、6…・・・給気管制弁「 7・…・・弁板、
8・・…・プーリ、9・・・…タイミングベルト「 1
0…・・・給気管制弁駆動o軸、11……クランク軸、
12,13……へIJカルスプラィン、14・…・・連
結部材、15…・・・フオーク部L 17,18,19
・・…・給気通路の閉口部、20・・・・・・弁板の開
口部、21・…・・弁板の減衰部「 22・・…・弁板
の閉止部、T・・…・タイマー。 オー図才3図 才4図 矛2図 氷5図 矛6図 氷7図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 機関の給気溜とシリンダとを連通する給気通路を所
    定長さとして給気の慣性効率により機関の体積効率を増
    大させるようにした内燃機関において、上記給気通路と
    上記給気溜との間には、上記給気通路を給気弁の開弁期
    間よりも短かい期間開口する開口部と多数の小孔を有し
    て上記給気通路内の脈動波を減衰せしめる減衰部と上記
    給気通路を閉止する閉止部とを具え機関のクランク軸に
    連動される給気管制弁が設けられると共に、上記給気管
    制弁の駆動部と上記クランク軸との間の駆動系内には、
    上記クランク軸の回転速度に対応して上記給気管制弁の
    開弁の開弁タイミングを変えるタイマーが設けられたこ
    とを特徴とする内燃機関の慣性過給装置。
JP54012817A 1979-02-08 1979-02-08 内燃機関の慣性過給装置 Expired JPS60536B2 (ja)

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JPS55107018A JPS55107018A (en) 1980-08-16
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