JPS614827A - 過給機付エンジンの吸気制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、過給機付エンジンの吸気制御装置に関し、
より詳しくは、自動車用過給機付−「ンジンの加速応答
性を改善した吸気制御装置に関する。

［従来技術］ 一般に、過給機付エンジンは排気管に設りたタービンに
より吸気管に設けたコンブレツリー全駆動して吸入空気
を圧縮し、これを過給機としてエンジンに供給すること
により所要の高トルクを得るものである。

ところで、この一般的過給機付エンジンでは、過給を必
要としない軽負荷時でも、コンプレッサが回転し無駄な
過給を行っているため、これを回避するものとしてコン
プレッサをバイパスさせる吸気装置について種々提案が
なされている（例えば特開昭５８−７４８２８号公報参
照〉。

これら従来のものは、コンプレッザ上流の吸気管から分
岐してコンプレッサをバイパスするバイパス管を設け、
このバイパス管と吸気管の合流部に設けた弁装置により
、エンジンが軽負荷のときはコンプレッサの出口管を閉
じコンブレラ１すを吸気が通る際の抵抗を減じて無駄な
過給を回避し、負荷が大きくなるとコンプレッサの出口
管路を開いてバイパス管を閉じ過給効果を得るようにし
たものである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような従来の過給機付エンジンの吸
気制御装置にあっては、いずれのものもコンプレツリ下
流の合流部に弁装置を設け、この弁装置の開閉作動によ
り軽負荷時の無駄な過給の回避と高負荷時の過給効果と
を得るようにしているため、軽負荷時から高負荷時に至
る加速時において、コンプレッサの回転、低下により加
速が悪くなるという過浬応答性上の問題点があった。

即ち、これら従来のものは、軽負荷時、コンプレッサ出
口管路を閑じる構成であるため、コンプレッサはその上
流からいくらでも空気を吸いこみこれを圧縮し、空気の
圧縮性により圧縮を継続して高圧とし、その圧縮仕事に
より漸次回転が減少するものであり、このため、軽負荷
時は無駄な過給は回避できるものの、次の高負荷時に至
るまでの加速時は、かえってその回転低下により、スロ
ットルを全開にしてもコンプレッサの回転上昇に時間が
かかり、車両として思う存分の加速性が得られないとい
う問題点があった。

また、コンプレッサの出口管路を絞るため、コンプレッ
サ回転数が上昇している場合には９〜ジングにはいるこ
ともあるという問題点があった。

この発明は、軽負荷時の無駄な過給を防止゛す゛ると共
に、加速時の過渡応答性をも改善するためになされたも
ので、エンジンの加速期間中の一時期コンプレッサ上流
の弁装置を閉じて真空状態とすることによりコンプレッ
サの負荷を軽くしてその回転数を高く維持し、エンジン
加速時にコンプレッサの回転数上昇分を小さくし、これ
らより上記問題点を解決することを目的としている。

［発明の構成］ この発明は、前記目的を達成するため、エンジン排気管
に設けたタービンによりエンジン吸気管に設けたコンプ
レッサを駆動するようにした過給機付エンジンにおいて
、コンプレッサ上流の吸気管から分岐してコンプレッサ
をバイパスするバイパス管をもうけると共に、前記吸気
管の分岐部下流からコンプレッサまでの管路に弁装置を
設け、該弁装置を加速期間の一時期閉作動をする手段を
設けたものである。

［作用］ 弁装置は、通常ｆｆｆｌいており、加速開始とほぼ同時
に閉じ、若干時間経過後再び開くので次のような作用を
する。

即ち、加速開始と同時にコンプレッサ上流の弁装置が閉
じるので、コンプレッサの回転によりその上流は真空状
態となり、真空の為の圧縮仕事、即ち、コンプレッサ負
荷が低減する。このため、コンプレツリは高い回転数に
なる。そこで、コンプレッサが所定の高回転数に達した
ころを見はからってこのｊＶｈｌｉ置を開くと、コンプ
レッサの高回転維持にＪ、す、その上流から空気を吸入
し加圧してエンジンにイハ給するので、加速が素早く行
われ、かつ、充分に達成されることになる。

以下、実施例を図面に基づいて説明する。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を示す図である。

まず、構成を説明すると、エンジン１４は排気管１５に
タービン１６を設け、これを排気で駆動するようになっ
てｄ５す、このタービン１６と同軸のコンプレッサ１を
吸気管１７に設（プている。

吸気管１７には］ンプレッサ１の下流に、１３いで図示
せざるアクセルペダルに連動するスロットル２及び２′
が設けられ、コンプレン４ノ１の上流の吸気管１７から
分岐してバイパス管３が設りられる。このバイパス管３
は分岐部５から分岐し、コンプレッサ１の下流でスロッ
トル２の上流のところ（合流部）６で合流する。

分岐部５から下流でコンプレッサ１までの管路に弁装置
として吸気弁７が設けられよＩ（、バイパス管に一方向
弁のバイパス弁４が設りられる。

排気管１５にはタービン１６を迂回してバイパス９が設
けられ、その入口にウェストゲート弁８を設け、通常の
ように過給圧が許容値を越したどきこれを開いてエンジ
ンの破損を防止するようにしている。

吸気弁７は通常運転時は実線のように聞いているが、加
速期間の一時期、手段１０により閉じるように構成する
。

手段１０を第２図により詳しく説明する。吸気弁７と一
体のレバー１２はソレノイド１１にワイヤ１８で連結さ
れ、このソレノイドはアクセルペダル１９の踏みこみに
より閉じるスイッチ２０によりイ１勢され、かつ、回転
計又はタイマ２１により、コンルツザ１が設定回転数に
達した場合、又はその回転数に達したとみられる時間経
過後、その付勢を除かれるようになっている。なお、時
間設定は予めプログラムに仕組みこれに従ってもよい。

バイパス弁４は吸気弁７が閉のとき、吸入空気流で、し
かも小さい流量で圧力損失小の状態で開き、バイパスの
吸入空気流が止まると同時に、閉（実線）の！１′１．
　ｆＦ？に戻るようはね１３で拘束されている。

次に前記実施例の作用を説明する。

エンジンの力Ｉｌ速を良くするためには、アクセルペダ
ルを踏ｌυだときエンジンをできるだけ早く回転上昇さ
せることが必要である。そのためには、加速のためスロ
ットルを例えば３／４以上開いた場合、短時間にターボ
チャージャの回転数（コンプレッサ及びタービンの結合
体即ちロータの回転数）を上げ、エンジンに供給する吸
気の過給を大きくする必要がある。

この実施例においては、定常走行中部らスロットル２が
実線の半間ぎの場合、吸気弁７は実線のように開き、コ
ンプレッサ１が所定の回転数で過給を行っているが、加
速のためアクセルペダル１９を全開にすると、スロット
ル２もこれと連動している為全開となり、同時に、スイ
ッチ２０が閉じる。

このため、ソレノイド１１が付勢されその内部のアーマ
チャを引上げるので、ワイヤ１８を介してレバー１２そ
してこれと一体の吸気弁７を回動し、点線のように吸気
管１７を全開と覆る。

このとき、吸気管１７は閉じるが、吸気はバイパス３を
通り、一方向弁４を問いてエンジン１４に供給される。

コンプレッサ１は高速回転しており、下流はエンジン１
４に解放されているので、その上流は直ちに真空状態と
なり、コンプレツ”Ｊ−１には吸気が流れなくなる。、
つまり、コンプレッサ１は無負荷の状態でから回つする
だけで消費馬力は小さくなる。このため、コンプレッサ
１は加速による排気流１曽加もあり、素♀く回転上昇す
る。

この回転数が例えば６万ｒｐｍなどブースト圧（過給圧
）が［ンジントルク上昇に必要充分な値になったどさ−
１又は、加速開始時点からあらかじめ設定されｌこ時間
経過後、回転計又はタイマ２１の作動にＪ、ウソレノイ
ド１１の付勢をとり除かれるので、吸気弁はリターンス
プリング２２により復元し再ひ令聞となる。

従って、充分回転上昇したコンプレッサ１により充分な
ブース１〜圧を得ることができるため、エンジンの１ヘ
ルクが上り、その回転数を忠速に上背させることができ
る。

第３図は従来例（実線）とこの実施例（点線）の性能比
較を示１゜ 横軸に時間（をとりＯが加速開始点で、ｔｌまでが吸気
弁７の開期間とすれば、コンプレン９回転数ＮＯは、１
１付近まで本実施例の場合点線のように急上昇し、従っ
て、ブーストｎ用つＦ３０ｔｌ後急上昇し、エンジン回
転数ＮＥもやはり急上昇することがよく分る。なお、コ
ンプレツリー回転数ＮｃのビークＰの回転数は例えば設
定回転数６万ｐｐｍに相当する。

第４図には、伯の実施例を示す。

この実施例は吸気弁７をリンク機構によって瞬時に開閉
するものである。

吸気弁７は軸３２により吸気管１７の外部に設けたレバ
ー３３の下端に取付（プられ、レバー３３の上端は半円
状（第６図参照）のばね３４によりプレート３５の下端
と連結される。プレー１〜３５は第５図に示すように中
心に曲線状の長孔３６を持ち、この長孔３６を吸気管等
の部月に固定された突起３７に座金３８を用いて囲動可
能にゆるく嵌合する（第６図参照）。

また、ばね３４は外側（ＢＢ一方向〉に張るような張力
を持ち、突起３７とレバー３３の小孔３９が最大距離を
常に保ち安定状態とするＪ、う、即ち、第４図のように
プレート３５の長軸方向の中心線−ににくるように、プ
レート３５の下端とばね３４の上端とを上下２箇所４９
及び５ｏで止める固定り式と覆る。

プレート３５の上端は小孔４０がアクセルを踏むと引張
られるスロットルワイヤ戸１にばね４１を介して連結さ
れ、またもう一つの小孔４２はリターンばね４３に連結
される。また、プレート３５の下方中間部の小孔４６は
ばね４７に連結されこのばね／Ｉ７の左端は第７図に示
すように、バイパス管３のバイパス弁４の上端軸４５に
取付けたレバー４６の他端に連結される。

ストッパ４４はリターンばね４３によりプレー１へ４２
が右傾したぎの支点となり、上方のストッパ４８はアク
セル全開のときの支点となるものである。

次に前記実施例の作用を説明する。

ａ　低速定常時 この場合はプレート３５は第４図の実線のａの位置にあ
るので、吸気弁７は開である。

ｂ　加速直（Ｕ　（加速開始時） 加速のためアクセルを踏むと、その踏み代が例えば３／
４スロットル間度になると、「ノイＡ７５１及び４１が
プレート３５を左方に引張りストッパ４８に当てる。こ
のとき、プレート３５の上ＱＦ、ｉは半円形のばね３４
により、同時にも方に移行し点線すの位置となる。即ち
、吸気弁７は矢印のように回転して吸気管１７を閉じる
。

なお、突起３７は、この場合、長孔３６の左側に接して
いる。

Ｃ加速時（ターボチャージャ回転上昇後）コンプレッサ
がその上流吸気弁７の閉により回転上昇する一方、他方
で、バイパス弁４は動圧で開く。バイパス弁４が全開に
なると、これと一体のレバー４６が第７図の矢印の方に
回転し、ばね４７を引張って、プレート３５をス１ヘツ
パ４８を支点として時計方向に回転し、点線Ｃの位置に
りる。

このため、ばね３４を介してレバー３３及び吸気弁７が
再び実線ａと同じ位置まで回転し、吸気管７を開く。従
って、吸気はコンブレラ−りを通しで過給され１−ンシ
ンに供給される。この状態は丁度、第３図のし１に相当
するものである。

バイパス管３の空気流れは遅くなるため、バイパス弁４
は自重及びばね力により閉じ、吸気は本来の吸気１−１
７を通って流れる。

なおプレート３５のＣ位置において、吸気弁７は全開て
ス１−ツブするようになっているので、ばね３４は−こ
の上端が２箇所でプレート３５に止められている関係」
］、実線と同じ直線ではなく、多少弓なりにイ家っだ形
状を保っている。又、突起３７は長孔３（５の右端に接
する。

ｄ　減速１１・１１ アクセルを離すと、ばね４１及びリターンばね４３にＪ
、リル−ト３５はもとの実線ａの位置に復帰する１、で
し−Ｃ１弓なりにそっていたばね３４も実線のｌｌ′１
線状になり、始めの状態に戻る。

以」この動作で１リイクルは終るが、吸気弁７の開閉時
期【、１１種々の要素により変化するので、仕様を変え
実験的に求めてようにするとよい。

また、所定時間（［１）経過後の吸気弁の開作動をバイ
パス弁の開作動に関連して行う１」、うにしたが、これ
をコンブレツυλ口及び出に１の月−力差を利用して行
うようにしてもよい、。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、この発明に、Ｊ、れば、その
構成をエンジン加速のためスロワ１〜ル仝聞又は３／４
開など全開付近にするとばば同１１）に、コンプレッサ
入口の弁装置を閉めコンプレツリーの空力的負荷を最小
とし、コンブレラυの回転が充分上昇し実質的にはコン
プレッサ出口圧が充分上昇した後に弁装置を開いて吸気
をコンプレツリーに流す構成としたため、加速直後のコ
ンブレラ量す回転の上昇速度を上げ、しかる後エンジン
に過給することによりエンジンの加速時間を短縮できる
という効果が得られる。

また、コンプレッサの回転上Ｒ速度を早めるため、見か
け上、ターボヂャージャ回転体の完成モーメントの減少
となり、加速時間の短縮によるエンジンの負荷の減少も
できるという効果が得られる。

４、図面（Ｄ　Ｄｉ）　１１　すｍ　門弟１図（３１こ
の発明の一実施例の全体図、第２図は第１図の要部断面
図、第３図は性能比較線図、第４図は他の実施例の要部
断面図、第５図は第４図のプレー１−正面図、第６図は
第４図のＡ矢視図、第７図は第１図のバイパス弁との連
結部断面図である。

図面に現わした符号の説明 １・・・］ンプレッサ　　　２・・・スロットル３・・
・バイパス管　　　　４・・・バイパス弁５・・・分岐
部　　　　　　６・・・合流部７・・・弁（吸気弁）　
　１０・・・手段１１・・・ソレノイド　　　１４・・
・エンジン１５・・・排気管　　　　　１６・・・ター
ビン１７・・・吸気管 第３図 ＰＥｌ ０ｔｌ　　　　　　　　　ｔ− 第４図 夕 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　エンジン排気管に設けたタービンによりエンジン吸気
   管に設けたコンプレッサを駆動するようにした過給機付
   エンジンにおいて、コンプレッサ上流の吸気管から分岐
   してコンプレッサをバイパスするバイパス管を設けると
   共に、前記吸気管の分岐部下流からコンプレッサまでの
   管路に弁装置を設け、該弁装置を加速期間中の一時期閉
   作動する手段を設けたことを特徴とするターボチャージ
   ャ付エンジンの吸気制御装置。