JPS6220614A - 圧力波過給機付エンジン - 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） 本発明は圧力波過給機を備えたエンジンにおける排ガス
浄化装置の搭載構成に圓する。

（従来技術） 従来よりエンジンに対して吸気を過給する過給機の一つ
として排気の圧力波エネルギーを吸気に伝達して吸気の
過給を行なう、いわゆる圧力波過給機が知られている（
特公昭３８−１１５３＠公報参照）。かかる圧力波過給
機は、通常、吸排気条件が厳しく制約され、吸排気の圧
力バランスが適正にとられなければならないこと、冷却
用に内部吹き抜はエアが必要であること、耐熱上の排気
温度限界が厳しいこと（一般に７５０℃以下）、さらに
は回転数限界も比較的低いことなど、その特質から実用
上においては、種々の制約要件が満足されなければなら
ない。

いま、圧力波過給機を備えたエンジンにおいて、排ガス
浄化処理を行なう場合、触媒コンバータを一般のターボ
過給機付エンジンと同様に過給機下流の吸気通路に設け
たのでは、圧力波過給機の特性から正常に作用しない。

すなわち、これは圧力波過給機においては、特有の排気
への新気（冷却用）の吹き抜は作用が存在するため、触
媒コンバータが過給機下流の排気通路に設けられると、
触媒コンバータの冷開時の暖機性が悪化したり、あるい
は、また高速高負荷時に溶損を起こしたりする可能性が
高くなるからである。また、Ａ／Ｆ制御のために、０２
センサやリーンセンサ等のＡ／Ｆを検出する装置が上述
と同様に排気通路に設けられると、上記の吹き抜はエア
の存在により、検比精度に悪影響を及ぼし的確なＡ／Ｆ
ｆＩＩＩＩｊ′Ｉｌが困難となる、といった問題もある
。

（発明の目的） 本発明は上記従来の問題点に鑑みなされたもので、触媒
の冷間時の暖機性が良好で、しかも高速高負荷時に触媒
を溶損したりすることがない圧力波過給機付エンジンを
提供す企ものである。

（発明の構成） 本発明は〇−夕の回転に伴い排気の圧力波エネルＹ−を
吸気に伝達して吸気の過給を行なう圧力波過給機を備え
たエンジンにおいて、上記圧力波過給磯上流の排気通路
に排ガスを浄化する触媒を設けたものである。

この構成により、圧力波過給機の吹き抜はエアが触媒に
供給されることはなく、したがって触媒の暖機性は良好
となり、また、全負荷などの燃料のリッチ時においても
触媒が溶損するようなことがなくなる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

図面において、１は４気筒エンジン、２．３は各気筒に
おける吸気ボートおよび排気ボート、４は上流端が大気
に開口し下流端が分岐通路を介してエンジン１の各気、
筒の吸気ボート２に開口して各気筒に吸気を供給する吸
気通路、５は上流端が分岐通路を介してエンジン１の各
気筒の排気ボート３に開口し、下流端が大気に開口して
エンジン１の各気筒からの排気を排出する排気通路であ
る。

６は上記吸気通路４および排気通路５に跨って配設され
、エンジン１によってベルト伝動機構（図示せず）等を
介して回転駆動される圧力波過給機であって、この圧力
波過給１１６は周知の如くケース内に回転可能に支持さ
れたロータ７を有していて、このロータ７の外周には多
数の隔壁が放射状に配設され、この隔壁によってロータ
７の外周に円周方向に多数の小室が形成されている。上
記ロータ７の一端側のケースには吸気導入口８および吸
気吐出口９が形成されており、この吸気導入口８は吸気
通路４の圧力波過給機６上流側に、吸気吐出口９は吸気
通路４の圧力波過給機６下流側にそれぞれ連通している
。また、上記ロータ７の他端側のケースには排気導入口
１０および排気吐出口１１．１２が形成されており、そ
れぞれ排気通路５の圧力波過給機６上流側および下流側
に連通している。また、上記一方の排気吐出口１２は他
方の排気吐出口１１に対しロータ７の回転方向進み側に
位置するもので、これら排気吐出口１１．１２のそれぞ
れに対向して排気通路５が分岐して並設されている。

しかして上記ロータ７の回転に伴い低圧の吸気が閉じ込
められた小室内に高圧の排気が排気導入口１０から流入
すると、その圧力差により圧力波が発生して小室内を伝
播し、吸気に排気の圧力波エネルギーが伝達されること
により、吸気を圧縮して吸気吐出口９から吐出し、吸気
の過給を行ない、次いで小室内に流入した排気を排気吐
出口１１．１２から排出するとともに、吸気導入口８か
ら小室内に吸気を導入して排気の掃気を行なうことを繰
返すように構成されている。

また、１３は吸気通路４の圧力波過給機６上流側に介設
されたエアクリーナで吸気抵抗の小さいものが好ましい
。１４は上記吸気通路４の圧力波過給機６下流に介設さ
れ、圧力波過給機６から過給される高温の吸気を外気と
の熱交換により冷却するためのインタークーラであって
、このインタークーラ１４はサージタンクの機能を備え
たものであれば吸気負圧の伝播を遅延させることができ
好都合である。１５は上記インタークーラ１４下流の吸
気通路４に設けられた吸気量を計量するエアフローメー
タ、１６は上記エアフローメータ１５より下流の吸気通
路４に設けられたスロットル弁、１７はその下流に設け
られたサージタンク、１８は分岐吸気通路に設けられた
燃料噴射弁である。

１９は上記吸気通路４のスロットル弁１６上流側と圧力
波過給機６の上流側との間に設けられ、圧力波過給１１
ｉ６をバイパスするバイパス通路で、このバイパス通路
１９には上記スロットル弁１６より上流側の吸気通路４
内の負圧が所定値以上になった時あるいは加速初期に、
バイパス通路１９を開く逆止弁（バルブ）２０が設けら
れている。

２１は排気通路５の圧力波過給ｌＩ４６よりも上流に設
けられた排気の脈動を消すためのサージタンク、２２は
本発明の特徴とする排ガスを浄化するための触媒であっ
て、この触媒２２は圧力波過給機６よりも上流の排気通
路５に設けられている。

また、２３は圧力波過給機６よりも下流側に設けた排気
抵抗の小さい吸音タイプでなる勺イレンサである。

さらに圧力波過給８６を排気側においてバイパスするバ
イパス通路２４が設けられ、このバイパス通路２４には
吸気圧に応じて開閉し、過給圧を所定値に調整するため
のウェストゲートバルブ２５が設けられている゛。また
一方の排気吐出口１２に対向して排気通路開閉弁２６が
設けられ、この排気通路開閉弁２６はスロットル弁１６
の開度センサ２７およびエンジンの回転数センサ２８等
の信号を受けて後述する所定の信号を７クチユエータ２
つに出力する制御回路３０により開閉制御されるように
なっている。

次に上記構成の作用を説明する。通常のエンジン運転状
態においてスロットル弁１６上流側の吸気通路４内の負
圧が所定値以下の場合には、逆止弁２０はバイパス通路
１つを閉路しており、したがって圧力波過給機６は通常
の過給作用を行なう。

すなわち、圧力波過給機６の吸気側と排気側との圧力バ
ランスは保たれ、したがって内部ＥＧＲ１ｉ！１が増大
するといったことはない。そしてエアフローメータ１５
により検出した吸気聞に基づき燃料噴射弁１８からの燃
料噴射間が制御される。

一方、急加速時等においてスロットル弁１６が閉状態か
ら急速に開状態に移行されると、スロットル弁１６下流
側の吸気負圧がスロットル弁１６上流側の吸気通路４す
なわち圧力波過給機６の吸気吐出口９に伝達される。こ
のため、圧力波過給機６の吸気側と排気側の圧力バラン
スが崩れ、内部ＥＧＲ量の増加すなわち排気ガスが吸気
側に混入しようとするが、スロットル弁１６上流の吸気
通路４内の負圧が所定値以上になった時のみ、バイパス
通路１９の逆止弁２０が開ぎ、このバイパス通路１つで
もって圧力波過給機６の吸気側の上流部と下流部がバイ
パスされる。したがってこのバイパス通路１９を介して
吸気が導入されることにより、上記吸気負圧が圧力波過
給機６の吸気吐出口９側へ伝達されることは解消される
。このため圧力波過給機６における圧力バランスが崩れ
ることはなく、内部ＥＧＲＩの増加を防止でき、過渡応
答性の改善がなされ、加速性能の向上が図られる。

上記排気通路開閉弁２６の開閉制御について説明すると
、スロットル弁の開度制御領域における低速領域で、排
気通路開閉弁２６を「開」とすることにより、圧力波過
給機６の吸気導入口８から排気吐出口１２へ至る吸気の
吹き抜は量を増加させ、これにより低速域において圧力
波過給機６の内部ＥＧＲｆｆｉが増大することを抑制し
ている。また、比較的高速、高負荷の領域において排気
通路開閉弁２６を「聞」とすることにより、圧力波過給
′Ｐｓ６の吹き抜は量を増大させ、これでもって高負荷
時の高温排ガスにより加熱されるロータ７の冷却を図っ
ている。また、これら中間の領域においては内部ＥＧＲ
量も比較的少なく、また排ガスの熱母も比較的少ないこ
とから排気通路開閉弁２６を「閉」とし、吸気の吹き東
けＭを少なくし、以って排気騒音の低減を図っている。

そして本発明では、特に触媒２２が圧力波過給機６より
も上流の排気通路５に設けられているため、触媒２２に
圧力波過給機６の新気の吹き扱はエアが供給されること
がない。したがって、触媒２２が圧力波過給機６よりも
下流の排気通路５に設けられていると、上記吹き扱はエ
アにより冷間時において触媒２２が冷却され、触媒２２
の暖機（ウオーミングアツプ）が遅くなるが、本発明で
はそのようなことはなく、触媒２２の暖機性の向上を図
ることができ、冷開時暖機運転中の排ガスを効果的に浄
化することができる。しかも、全負荷付近の排ガス温が
高く、燃料がエンリッチな領域において、もし、触媒２
２に新気が混入すると溶損の危険が高くなるが、本発明
ではかかる新気が触媒２２に混入されることがなく、し
たがって触媒２２の溶損などを生じることを回避するこ
とができる。

また、図示していないが、Ａ／Ｆ検出装置としての０２
センサやリーンセンサ等は触媒２２より上流側に設けな
ければならないことから、上記のごとく触媒２２を圧力
波過給機６より上流側の排気通路５に設けたものでは、
必然的にこれらセンサは圧力波過給８１６よりも上流側
の排気通路に設けられることになる。したがってこれら
センサは圧力波過給機６の吹き抜はエアの影響を受ける
ことがなく、検出精度を高めることができる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、圧力波過給機付エンジン
において、過給機上流の排気通路に触媒を設けたことに
より、触媒が圧力波過給機の冷却用内部吹き抜はエアの
影響を受けることがなく、したがって冷開時の触媒の暖
機性が低下することがなく、排ガス浄化を効果的に行な
うことができ、また、高速高負荷時においても触媒が溶
損するようなことは防止され、触媒の信頼性を向上する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例による圧力波過給機付エンジン
の全体構成図である。 １・・・エンジン、４・・・吸気通路、５・・・排気通
路、６・・・圧力波過給機、２２・・・触媒。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．ロータの回転に伴い排気の圧力波エネルギーを吸気
   に伝達して吸気の過給を行なう圧力波過給機を備えたエ
   ンジンにおいて、上記圧力波過給機上流の排気通路に排
   ガスを浄化する触媒を設けたことを特徴とする圧力波過
   給機付エンジン。