JPS6223530A - Supercharger - Google Patents

Supercharger

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Publication number
JPS6223530A
JPS6223530A JP16200285A JP16200285A JPS6223530A JP S6223530 A JPS6223530 A JP S6223530A JP 16200285 A JP16200285 A JP 16200285A JP 16200285 A JP16200285 A JP 16200285A JP S6223530 A JPS6223530 A JP S6223530A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
blower
pressure
engine
cylinder
curved line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP16200285A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuo Hattori
光雄 服部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
Priority to JP16200285A priority Critical patent/JPS6223530A/en
Publication of JPS6223530A publication Critical patent/JPS6223530A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To reduce the power consumption and noise of a blower and improve the suction efficiency of a supercharger and endurance of the blower by synchronizing the opening of the suction valves with the curved line of the puls-action of the blower. CONSTITUTION:While the air discharge pressure from a Roots blower is in the range of a first curved line (a) (crank angle: 0 deg. to 180 deg.), the suction valve of a second cylinder and the exhaust valve of a fourth cylinder are opened. In the range of a second curved line (b) (crank angle: 180 deg. to 360 deg.), the suction valve of a first cylinder and the exhaust valve of the second cylinder are opened. In the range of the curved line (a) to (b), with the case where a Roots blower is not provided in a suction route, the air discharge pressure varies as shown in a negative pressure curved line (c) to (d) by the work of the piston descending in cylinders being synchronized with the curved line (a) to (b) of the air discharged pressure from the Roots blower.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はエンジンの過給装置に関するものであり、更に
詳しくは、エンジンにより駆動されてエンジンの吸気系
に加圧空気を強制的に供給する過給装置に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an engine supercharging device, and more particularly to a supercharging device that is driven by an engine and forcibly supplies pressurized air to the intake system of the engine. This relates to a feeding device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

周知のように過給装置は、エンジンの高温の排気ガスに
よってタービンを駆動し、このタービンによりコンプレ
ッサを駆動する形式のものと、ギヤ列、チェ7あるいは
Vベルト等の機械的な駆動手段によりエンジンにより容
積型の送風機を駆動するものとがあり、本発明は後者に
属するものである。
As is well known, there are two types of supercharging systems: one in which the high-temperature exhaust gas of the engine drives a turbine, and the turbine drives a compressor, and the other is a type in which the engine is driven by a mechanical drive means such as a gear train, a checkerboard, or a V-belt. The present invention belongs to the latter category.

前者の過給装置においては、タービンをエンジンの排気
ガスによって高速回転させて圧縮空気を得るものである
ので、圧縮空気に脈動が発生し難い。しかし、後者の過
給装置に使用される容積型の送風機、特にルーツブロア
を使用した場合にはローターの回転位置で脈動が発生し
ている。この脈動の大きさは吐出される圧縮空気の圧力
が高い場合は小さいが、圧力が低い場合には大きなもの
となる1頃向にある。
In the former supercharging device, compressed air is obtained by rotating a turbine at high speed using engine exhaust gas, so pulsation is less likely to occur in the compressed air. However, when a positive displacement blower used in the latter supercharging device, especially a Roots blower, is used, pulsation occurs at the rotational position of the rotor. The magnitude of this pulsation is small when the pressure of the discharged compressed air is high, but becomes large when the pressure is low.

エンジンには複数の気筒が設けられ、これらの気筒は1
木の管状の吸気マニホールドで連結されており、各気筒
はそれぞれのタイミングで吸気弁が開弁するので、吸気
マニホールド内より供給される空気(混合気)を脈動状
態で吸気することになる。
The engine has multiple cylinders, and these cylinders are
They are connected by a wooden, tubular intake manifold, and each cylinder's intake valve opens at its own timing, so the air (mixture) supplied from within the intake manifold is taken in in a pulsating manner.

しかし、従来のエンジン駆動の過給装置においては、エ
ンジンの各サイクルと非同期に駆動してエンジンの吸気
側に空気を成るべく均一な圧力となるように圧送してい
る。即ち、吸気弁が閉じている状態でも高圧の空気を圧
送しており、従って次の如き欠点があった。
However, in conventional engine-driven supercharging devices, air is pumped to the intake side of the engine so that the pressure is as uniform as possible by driving the supercharging device asynchronously with each cycle of the engine. That is, even when the intake valve is closed, high-pressure air is fed under pressure, resulting in the following drawbacks.

■ 常時、高圧の圧縮空気を送気するためにルーツブロ
アの吐出圧が高くなり、吐出温度が上昇するために吸入
効率が低下する。
■ Since the roots blower constantly supplies high-pressure compressed air, the discharge pressure of the Roots blower increases, which increases the discharge temperature and reduces suction efficiency.

■ 吐出圧を上げるため、過給装置自体の負荷が大きく
なり、耐久性が低下すると共に、過給装置内の空気の摩
擦が大きくなり、消費動力が増加する。
(2) Increasing the discharge pressure increases the load on the supercharger itself, reducing its durability and increasing the friction of the air within the supercharger, increasing power consumption.

■ 吐出圧を上げるためには過給装置を高速で回転させ
る必要があり、騒音が発生し、摩擦が大きくなり、耐久
性が悪化する。
■ In order to increase the discharge pressure, it is necessary to rotate the supercharging device at high speed, which generates noise, increases friction, and deteriorates durability.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は前記従来の過給装置の有する欠点を解消するた
めに得られたものであって、その目的とするところは、
過給装置より供給される圧縮空気の圧力を低下させ、そ
れに伴って過給装置の消費動力を減少させ、更に、圧縮
空気の吐出温度を低下させることによって吸入効率を増
加し、過給装置の耐久性を増加し、騒音の低減を図るこ
とにある。
The present invention was obtained in order to eliminate the drawbacks of the conventional supercharging device, and its purpose is to:
By lowering the pressure of the compressed air supplied by the supercharger, the power consumption of the supercharger is reduced accordingly, and by lowering the discharge temperature of the compressed air, the suction efficiency is increased. The purpose is to increase durability and reduce noise.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

前記目的を達成するための本発明の構成は、吐出される
空気に脈動を伴う送風機をエンジンにより駆動させ、前
記脈動の山とエンジンの吸気弁の開弁とを同期させるよ
うに構成して成る過給装置である。
In order to achieve the above object, the present invention is configured such that an engine drives a blower that generates pulsations in discharged air, and synchronizes the peak of the pulsation with the opening of the intake valve of the engine. It is a supercharging device.

本発明で使用する空気圧縮機は、容積型の送風機であっ
て、脈動を本質的に有するものであることが必要であり
、本発明においては特にルーツブロアを使用するのが有
利である。
The air compressor used in the present invention must be a positive displacement blower and essentially have pulsation, and it is particularly advantageous to use a Roots blower in the present invention.

空気圧縮機はエンジンの回転に同期させる必要があり、
そのために歯車列やタイミングベルトあるいはチェノ等
、エンジンの回転に正確に同期する機械的な駆動手段を
採用するのが有利である。
The air compressor must be synchronized with the rotation of the engine.
For this purpose, it is advantageous to employ mechanical drive means that precisely synchronize with the rotation of the engine, such as a gear train, a timing belt, or a chain.

エンジンは成るべく各気筒の吸気行程において吸気マニ
ホールド内に明確な脈動が発生するものを選定するのが
良い。
It is best to select an engine that produces clear pulsations within the intake manifold during the intake stroke of each cylinder.

〔実施例〕〔Example〕

次に図面を参照して本考案の本発明を説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.

第1図は本発明に係る過給装置を示す概略図であって、
複数の気筒1を有するエンジン2の吸気ポート3は吸気
マニホールド4によって一体的に連結されており、この
吸気マニホールド4の上流側にはスロットルバルブ5が
設けられ、更に上流側には容積型の送風機6が設けられ
ている。この容積ポンプ6の吸入側と吐出側とはバイパ
ス通路7で接続され、このバイパス通路7内にはバイパ
ス弁8が設けられている。そして空気吸入口9より吸入
した空気をエアクリーナ10で清浄化して容積型送風機
6側に供給され、この容積型送風機6の作用で空気を圧
縮して吸気マニホールド4.吸気ポート3を経由し、吸
気弁の開閉に伴ってエンジン2の吸気行程において圧縮
空気を供給するように構成されている。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a supercharging device according to the present invention,
Intake ports 3 of an engine 2 having a plurality of cylinders 1 are integrally connected by an intake manifold 4, and a throttle valve 5 is provided on the upstream side of the intake manifold 4, and a positive displacement blower is provided further upstream. 6 is provided. The suction side and the discharge side of the volumetric pump 6 are connected through a bypass passage 7, and a bypass valve 8 is provided in the bypass passage 7. The air sucked in from the air intake port 9 is cleaned by an air cleaner 10 and supplied to the positive displacement blower 6. The positive displacement blower 6 compresses the air and compresses the air into the intake manifold 4. It is configured to supply compressed air through the intake port 3 during the intake stroke of the engine 2 as the intake valve opens and closes.

本実施例では、容積型送風機6として2個のローターを
有するルーツブロアが使用され、これの駆動軸11に設
けたホイール12とエンジン2のクランク軸あるいはそ
の他の出力軸13に設けたホーイル14との間はタイミ
ングベルト15によって動力が伝達される。
In this embodiment, a roots blower having two rotors is used as the positive displacement blower 6, and a wheel 12 provided on the drive shaft 11 of the roots blower and a wheel 14 provided on the crankshaft or other output shaft 13 of the engine 2 are used. During this period, power is transmitted by the timing belt 15.

第2図はルーツブロア6と吐出圧力の変動状況を示すも
のであって、上側にルーツブロア6より吐出される圧縮
空気Aの圧力変動を描き、下側にロータ16.16”の
位置をそれぞれ示している。図より明らかなようにロー
タ16.16’が1回転する間に圧縮空気Aの圧力変動
は3つの山が存在することになる。
FIG. 2 shows the Roots blower 6 and the fluctuations in discharge pressure. The upper side shows the pressure fluctuations of the compressed air A discharged from the Roots blower 6, and the lower side shows the position of the rotor 16.16". As is clear from the figure, there are three peaks in the pressure fluctuation of the compressed air A during one rotation of the rotor 16, 16'.

このようにルーツブロア6においてはロータ16、16
”の位置により吐出空気Aに圧力変動があるが、この圧
力変動はルーツブロア6の下流側に設けである吸気マニ
ホールド4内に伝播されている。
In this way, in the Roots blower 6, the rotors 16, 16
There is a pressure fluctuation in the discharged air A depending on the position of ``, but this pressure fluctuation is propagated into the intake manifold 4 provided downstream of the Roots blower 6.

従って、この吐出空気Aの圧力の山の部分で各気筒1の
吸気弁が開弁されるならば吐出空気Aの平均圧力をさほ
ど高くしなくても圧力のある空気Aが供給することがで
きるのである。
Therefore, if the intake valve of each cylinder 1 is opened at the peak of the pressure of discharge air A, pressurized air A can be supplied without making the average pressure of discharge air A very high. It is.

第3図はエンジンのクランク角に対する吸気弁と排気弁
の開弁時期と、各気筒を結ぶ吸気マニホールド内の負圧
(過給機がない場合の)と容積型の送風機、即ち、ルー
ツブロアの吐出圧との関係を示すものである。
Figure 3 shows the opening timing of the intake and exhaust valves relative to the engine crank angle, the negative pressure in the intake manifold connecting each cylinder (in the absence of a supercharger), and the discharge of a positive displacement blower, that is, the Roots blower. This shows the relationship with pressure.

ルーツブロア6より吐出される空気Aの第1の山raJ
の間(クランク角が00〜180 ’ )においては、
例えば第2シリンダの吸気弁が開弁じ、第4シリンダの
排気弁が開弁じている。
The first mountain raJ of air A discharged from the roots blower 6
Between (crank angle 00 to 180'),
For example, the intake valve of the second cylinder is open, and the exhaust valve of the fourth cylinder is open.

次の第2の山rbJの間(クランク角が180゜〜36
0°)においては、第1シリンダの吸気弁と第2シリン
ダの排気弁とが開弁している。
Between the next second peak rbJ (crank angle is 180° to 36°)
0°), the intake valve of the first cylinder and the exhaust valve of the second cylinder are open.

前記空気圧の山a −bの間においては、過給機が吸気
経路に設けられていない場合には気筒内を下降するピス
トンの作用により負圧の山がc、dと発生するが、本考
案にかかる過給装置においては、この負圧の山のc、d
に過給機、即ち、ルーツブロア吐出圧の山a、bを同期
させることに特徴があるのである。
Between the air pressure peaks a and b, if a supercharger is not installed in the intake path, negative pressure peaks c and d will occur due to the action of the piston descending within the cylinder, but this invention In the supercharging device related to
The feature is that the peaks a and b of the discharge pressure of the supercharger, that is, the Roots blower, are synchronized.

第4図は容積型の過給機における効率を示すものであっ
て1.縦軸に圧縮空気の流量を、横軸に差圧(吐出圧−
気筒の入口圧)をとって描いている。
Figure 4 shows the efficiency of a positive displacement supercharger.1. The vertical axis shows the flow rate of compressed air, and the horizontal axis shows the differential pressure (discharge pressure -
It is drawn by taking the cylinder inlet pressure).

差圧、即ち、吐出圧が増加するに伴なって圧縮空気の流
量が減少している。この図から、差圧がゼロ付近におい
ては圧縮空気の流量が最も太き(、従って、この状態に
おいてエンジンに吸気するのが最もポンプ効率が良好で
あることが分かる。
As the differential pressure, that is, the discharge pressure increases, the flow rate of compressed air decreases. From this figure, it can be seen that the flow rate of compressed air is the largest when the differential pressure is around zero (therefore, it can be seen that the pump efficiency is the best when air is taken into the engine in this state.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は、エンジンの吸気マニホールドに圧縮空気を供
給する手段として圧力変動のある容積型の送風機を使用
し、これを前記エンジンによって駆動し、前記送風機よ
り吐出される圧縮空気の変動する吐出圧の山の位置と、
エンジンの吸気弁の開弁の位置とを同期させたことを特
徴とするものである。
The present invention uses a positive displacement blower with pressure fluctuations as a means for supplying compressed air to the intake manifold of an engine, and drives this by the engine to control the fluctuating discharge pressure of the compressed air discharged from the blower. the location of the mountain,
It is characterized by synchronizing the opening position of the intake valve of the engine.

従って、本発明によれば、エンジンの気筒へ空気が最も
流入し易い状態、即ち負圧状態において過給機より送給
される圧縮空気の山を合致させるために、差圧(吐出圧
−気筒の入口圧)がゼロの付近で吸気することが可能と
なる。
Therefore, according to the present invention, in order to match the peaks of compressed air delivered from the supercharger in a state where air is most likely to flow into the cylinders of the engine, that is, in a negative pressure state, the differential pressure (discharge pressure - cylinder This makes it possible to inhale air when the inlet pressure (inlet pressure) is near zero.

第4図に示しているように、差圧がゼロの付近において
は、送風機より吐出される圧縮空気の流量が多いので、
この送風機のポンプ効率が良好である。
As shown in Figure 4, when the differential pressure is around zero, the flow rate of compressed air discharged from the blower is large.
The pump efficiency of this blower is good.

また、差圧がゼロの付近においては、送風機の吐出圧が
低いので、送風機の吐出温度が低く、吸入効率が増加す
る。
Further, when the differential pressure is around zero, the discharge pressure of the blower is low, so the discharge temperature of the blower is low, and the suction efficiency increases.

送風機の吐出圧を低下させることができるために、送風
機の負荷が低下し、機械的な摩擦も残少するので耐久性
が向上する。
Since the discharge pressure of the blower can be lowered, the load on the blower is reduced and mechanical friction is also reduced, resulting in improved durability.

更に、送風機はエンジンの回転に同期して送風機より吐
出される圧縮空気の山と、エンジンの吸入弁の開弁のタ
イミングとを合わせて駆動されるために、騒音が発生し
たり、耐久性が低下する等の欠点がない。
Furthermore, the blower is driven in synchronization with the engine's rotation and the peak of compressed air discharged from the blower matches the opening of the engine's intake valve, which can generate noise and reduce durability. There are no drawbacks such as deterioration.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例にかかる過給装置の概略図、第
2図はルーツブロアの吐出圧力の変動を示す図、第3図
はエンジンのクランク角と吸気弁と排気弁の開弁時期と
、吸気マニホールド内の圧力変動と、送風機の吐出圧力
とのタイミングの関係を示す図、第4図は容積型過給機
のポンプ効率を示す図である。 1・・・気筒、2・・・エンジン、3・・・吸気ボート
、4・・・吸気マニホールド、5・・・スロットルバル
ブ、6・・・容積型送風機(ルーツブロア)、7・・・
パイブス通路、8・・・バイパス弁、10・・・エアク
リーナ、15・・・タイミングベルト、16.16”・
・・ロータ。
Fig. 1 is a schematic diagram of a supercharging device according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing fluctuations in the discharge pressure of a Roots blower, and Fig. 3 is a diagram showing engine crank angle and opening timings of intake and exhaust valves. FIG. 4 is a diagram showing the timing relationship between the pressure fluctuation in the intake manifold and the discharge pressure of the blower, and FIG. 4 is a diagram showing the pump efficiency of the positive displacement supercharger. 1... Cylinder, 2... Engine, 3... Intake boat, 4... Intake manifold, 5... Throttle valve, 6... Positive displacement blower (roots blower), 7...
Pibes passage, 8... Bypass valve, 10... Air cleaner, 15... Timing belt, 16.16"
...rotor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 吐出される空気に脈動を伴う送風機をエンジンにより駆
動させ、前記脈動の山とエンジンの吸気弁の開弁とを同
期させるように構成して成る過給装置。
A supercharging device configured to cause an engine to drive a blower that generates pulsations in discharged air, and to synchronize the peak of the pulsation with the opening of an intake valve of the engine.
JP16200285A 1985-07-24 1985-07-24 Supercharger Pending JPS6223530A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16200285A JPS6223530A (en) 1985-07-24 1985-07-24 Supercharger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16200285A JPS6223530A (en) 1985-07-24 1985-07-24 Supercharger

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6223530A true JPS6223530A (en) 1987-01-31

Family

ID=15746169

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16200285A Pending JPS6223530A (en) 1985-07-24 1985-07-24 Supercharger

Country Status (1)

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JP (1) JPS6223530A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4887580A (en) * 1987-03-30 1989-12-19 Pneumofore S.P.A. Supercharger device for reciprocating internal combustion engines, particularly for motor vehicles

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4887580A (en) * 1987-03-30 1989-12-19 Pneumofore S.P.A. Supercharger device for reciprocating internal combustion engines, particularly for motor vehicles

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