JPS6218734B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は吸気通路から独立した過給通路と第３
弁をもつ過給エンジンに関する。

自動車用エンジンの燃費改善のために、排気圧
力で回転させられるタービンによりコンプレツサ
を駆動し、吸気の充填効率を高めるターボチヤー
ジヤなど、過給技術が最近注目を浴びている。

従来の過給機は全吸気量を過給する方式のた
め、過給機が大容量で大きな駆動力が必要となる
など、それなりの過給効果はあるにしろ必らずし
も十分満足できるものではなかつた。

これに対して、本出願人により分離過給システ
ムとして、吸気通路とは別の過給通路を設け、吸
入行程が終了してから過給通路の第３弁を開いて
シリンダ内へ高圧空気を追加導入することによ
り、小容量の過給機で実質的な吸気充填効率を高
められるようにした装置が提案されている。

この分離過給装置の一例を第１図〜第３図にも
とづいて説明する。

第１図において、１番目の気筒が過給機（エア
ポンプ）１として機能し、他の４つの作動気筒
＃１〜＃４と同一クランク軸に連結している。

つまり、気筒＃１〜＃４の出力の一部により過
給機１が駆動される。

各気筒＃１〜＃４に混合気を供給する吸気通路
２及び、燃焼ガスを排出する排気通路３とが設け
られ、各気筒の吸気弁４と排気弁５がこれら通路
２，３との接続ポートをエンジン回転に同期して
開閉する。

過給機１の吸入口と吐出口も、同様に構成され
た吸気弁４′と排気弁５′で開閉され、クランク１
回転につき１回の吐出作用を生じる。

過給機１の吸込側は吸気通路２の絞弁６の下流
に接続し、エンジン吸入空気の一部を吸込む。

また、その吐出側には過給通路８が接続し、こ
の過給通路８は各気筒＃１〜＃４に設けた第３弁
（過給弁）９を介して燃焼室１０と連通する。

そして、この第３弁９は吸入行程の終了付近か
ら圧縮行程初期にかけて開き、燃焼室１０内へ過
給通路８からの加圧混合気を追加導入するように
なつている。

この点について、第２図、第３図によつてさら
に説明すると、第２図は吸入行程であつて、吸気
弁４が開いてピストン１１の下降に伴い吸気通路
２からの混合気が吸入される（なお燃料は吸気ポ
ートの噴射弁７から供給する）。

このとき第３弁９は閉じており、過給通路８に
は過給機１からの吐出過給気が待機している。

第３図のように吸入行程が終了して吸気弁４が
閉じると、第３弁９が開く。

このため、過給通路８から瞬時のうちに加圧空
気が燃焼室１０へ追加導入される。

そして第３弁９は、ピストン１１の上昇に伴い
シリンダ内圧が高まり内部ガスが過給通路８に逆
流する直前に閉弁して、過給を終了するのであ
る。

ところで、このように第３弁９を介して過給す
る場合、エンジン低負荷域では過給後のシリンダ
内圧が上昇する分だけ、吸入行程でのシリンダ内
圧を低くして、全体としての混合気充填量を要求
値まで小さくする必要があるため、相対的に吸気
通路２の絞弁６の開度が減少することになり、こ
の結果、第４図のように、吸入行程でのポンピン
グロスが、過給機を備えない場合（点線の特性）
に比べて大きくなり、折角の過給効果も半減して
しまう。

ただし、エンジン高負荷域では、過給効果を十
分に発揮して高出力、低燃費が得られることは、
言うまでもない。

そこで、この発明は、エンジン高負荷域では過
給機（ポンプ）の過給作用を行わせるが、低負荷
域では過給機に吸入作用を行わせ、シリンダ内か
ら混合気を抜き戻すことにより、エンジン吸入行
程での吸入量を相対的に増加させ、ポンピングロ
スの低減をはかるようにした過給エンジンを提供
することを目的とする。

以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明
する。

第５図に示すように、過給機（過給ポンプ）１
の吸込通路１２と吐出通路１３に対して、絞弁６
の下流から分岐した分岐通路１４と過給通路８と
が、ロータリ型の切換弁１５を介して、選択的に
連通するように構成される。

切換弁１５は円筒ハウジング１６にバルブロー
タ１７が回動自由に収められ、バルブロータ１７
が制御アクチユエータ（ソレノイドやダイヤフラ
ム装置など）１８と連動し、エンジン高負荷域で
は吸込通路１２を分岐通路１４と、また吐出通路
１３を過給通路８とそれぞれ連通させているが、
低負荷域では逆に吸込通路１２を過給通路８に、
また吐出通路１３を分岐通路１４に連通させるよ
うになつている。

なお、制御アクチユエータ１８は例えば絞弁６
の開度を検出して、所定の低負荷域を基準として
切換動作させる。

その他の構成については、第１図のものと同一
なので、同一部分には同一符号を付して説明は省
略する。

したがつて、エンジン負荷が高負荷状態にある
ときは、第５図に示すように、切換弁１５が過給
機１の吸込通路１２を分岐通路１４に、また吐出
通路１３を過給通路８に接続しているため、過給
機１の作動に伴い吸気通路２から吸引した混合気
（または空気）を過給通路８へと吐出し、第３弁
９を介してエンジン吸入行程の終了付近から過給
気をシリンダ内へ追加導入するのであり、本来の
過給作用により全開出力のアツプをはかる。

次に、エンジン低負荷域では第６図に示すよう
に切換弁１５が切換り、過給機１の吸込通路１２
を過給通路８に、また吐出通路１３を分岐通路１
４に接続する。

このため、過給機１は過給通路８から空気を吸
込んで分岐通路１４へと吐出する。

したがつて、第７図のように、エンジン吸入行
程の終了付近で第３弁９が開くと、シリンダ内の
混合気が過給通路８側へと吸い出され、これが過
給機１を経て分岐通路１４から吸気通路２へと戻
される。

この結果、シリンダの混合気充填量が減少する
分だけ吸気弁４から吸入される混合気量を増やす
必要が生じ、したがつて吸気通路２の吸入負圧は
それだけ減ることになり、吸入行程でのポンピン
グロスが、第８図に示すように、相対的に減じら
れるのである（ただし点線の特性は通常のエンジ
ンを示す）。

つまり、過給通路８からの吸い戻し分は、吸気
通路２に還流され、これにより吸入行程での吸入
量が相対的に増えるのであり、このことは吸入行
程での負の仕事、すなわちポンピングロスが相対
的に負荷の高い状態と同じようになることを意味
し、実際は低負荷状態であるにもかかわらず、ポ
ンピングロスの少ない低燃費の状態で運転するこ
とができる。

以上のように本発明によれば、エンジン低負荷
域ではポンピングロスの少ない低燃費状態での運
転を行い、高負荷域では十分な過給効果により高
出力を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の概略平面図、第２図、第３
図は作動状態を示す断面図、第４図は従来エンジ
ンのＰ−Ｖ線図、第５図、第６図はこの発明の実
施例を示す概略平面図、第７図はその作動状態を
示す燃焼室断面図、第８図は本発明のエンジンＰ
−Ｖ線図である。 １……過給機、２……吸気通路、３……排気通
路、４……吸気弁、５……排気弁、６……絞弁、
８……過給通路、９……第３弁、１２……吸込通
路、１３……吐出通路、１４……分岐通路、１５
……切換弁、１８……制御アクチユエータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジン吸気通路から独立して形成され、か
   つ過給ポンプと接続する過給通路と、エンジン吸
   入行程終了付近から圧縮初期にかけて開弁し過給
   気をシリンダ内へ追加導入する第３弁を有する過
   給エンジンにおいて、過給ポンプの吸込通路と吐
   出通路とを、吸気通路の絞弁下流からの分岐通路
   と前記過給通路とに対して選択的に連通させる切
   換弁を設け、エンジン低負荷域では第３弁からシ
   リンダ内混合気を吸い戻して吸気通路に還流する
   ようにしたことを特徴とする過給エンジン。