JPS624679Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、過給機付エンジンの排気還流装置に
関し、特に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う圧力波過給機（通称コンプ
レツクス）を備えたエンジンの排気還流装置に関
するものである。

（従来の技術） 従来より、エンジンに吸気過給を行つて出力向
上を図る過給機として、ターボ過給機があるが、
低速域での過給が難しいこと、および負荷応答性
が悪いことなどの欠点がある。この欠点を克服す
るものとして、例えば特開昭50−157914号公報等
に開示されているように、ケース内に回転可能に
支持され、多数の小室を形成する多数の隔壁が放
射状に配設されたロータと、該ロータの一端側の
ケースに形成された吸気導入口および吸気吐出口
と、上記ロータの他端側のケースに形成された排
気導入口および排気吐出口とを備え、上記ロータ
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うようにした圧力波過給機
が知られている。

（考案が解決しようとする問題点） この圧力波過給機は、回転数全域に亘つて有効
に過給を行い得ること、および負荷応答性が良い
こと等の利点に加えて、吸気と排気とが直接接触
してエネルギー交換を行うため、吸気中に排気が
混入する、つまり排気還流が必然的に行われると
いう特性を有しており、この特性を利用して排気
還流を行い、NOxの低減を図ることができる。

しかし、NOx発生の多い中〜高速域にこの圧
力波過給機による排気還流量が多くなるように設
定すると、第３図に示す如く、中〜低速域におい
て排気還流量が少なく、排気還流によりNOxの
低減を十分に図り得ないという問題がある。すな
わち、第３図は圧力波過給機の必然的排気還流特
性を示し、排気還流率が１％、５％および10％の
場合の特性を示している。この場合、中〜高速域
で大きな排気還流率、例えば10％の排気還流率が
得られるようにセツテイングしても、中〜低速域
では10％の排気還流率が得られない領域があり、
それよりも低い排気還流率となつてしまう。

そこで、本考案は斯かる点に鑑み、上記圧力波
過給機の必然的排気還流特性を活用しながら、圧
力波過給機への吸気量または圧力波過給機からの
排気量を絞り制御することにより、圧力波過給機
内での吸気に対する残留排気量の割合ひいては排
気還流率を増減制御して、低〜中速域においても
十分なる排気還流量を確保できるようにし、よつ
て別途の排気還流通路等を設けることなく簡単な
構造でもつてエンジンの運転状態に応じた排気還
流制御を行い得るようにした過給機付エンジンの
排気還流装置を提供せんとするものである。

（問題点を解決するための手段および作用） そのため、本考案は、上記のような圧力波過給
機を備えたエンジンにおいて、圧力波過給機の吸
気導入口上流の吸気通路もしくは排気吐出口下流
の排気通路に配設され、該吸気導入口上流の吸気
通路の圧力を減少もしくは該排気吐出口下流の排
気通路の圧力を増大させる排気還流率可変装置
と、該排気還流率可変装置をエンジンの運転状態
に応じて制御する制御装置とを備えたものであ
る。これにより、エンジンの運転状態に応じて圧
力波過給機の吸気導入口上流の吸気通路の圧力を
減少させ、もしくは排気吐出口下流の排気通路の
圧力を増大させて、排気還流率を増減制御するよ
うにしたものである。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図および第２図において、１はエンジン、
２はエンジン１に吸気を供給するための吸気通
路、３はエンジン１からの排気を排出するための
排気通路、４は吸気通路２を開閉する吸気弁、５
は排気通路３を開閉する排気弁である。

６は上記吸気通路２と排気通路３とに跨つて配
設された圧力波過給機であつて、該圧力波過給機
６はケース７内に配設されたロータ８を有し、該
ロータ８はそのロータ軸９にて軸受１０を介して
ケース７内に回転可能に支持され、該ロータ軸９
の軸端はベルト伝動装置１１を介してエンジン１
に駆動連結されており、エンジン１に同期して回
転するようになされている。また、ロータ８の外
周部には多数の隔壁１２，１２…が放射状に配設
されて、軸方向に貫通し両端面が開放された多数
の小室１３，１３…が形成されている。さらに、
上記ロータ８の一端側（ロータ軸９側）のケース
７には、それぞれ上記小室１３に連通する吸気導
入口１４および吸気吐出口１５が形成され、該吸
気導入口１４は圧力波過給機６上流の吸気通路２
に、吸気吐出口１５は圧力波過給機６下流の吸気
通路２にそれぞれ接続されている。また、ロータ
８の他端側のケース７には、それぞれ上記小室１
３に連通する排気導入口１６および排気吐出口１
７が形成され、該排気導入口１６は圧力波過給機
６上流の排気通路３に、排気吐出口１７は圧力波
過給機６下流の排気通路３にそれぞれ接続されて
いる。以上により、ロータ８の回転に伴い、小室
１３の一方から吸気が流入し、他方から排気が流
入して両者が直接接触してエネルギー交換が行わ
れ、排気の圧力波エネルギーを吸気に伝達するこ
とにより、吸気が加圧されて吸気をエンジン１に
過給するように構成されている。

そして、本考案の特徴として、上記圧力波過給
機６の吸気導入口１４上流の吸気通路２には、該
吸気通路２を開閉制御して吸気導入口１４上流の
吸気通路２の圧力を減少させる排気還流率可変装
置としての排気還流率制御バルブ１８が配設さ
れ、該制御バルブ１８には制御バルブ１８を駆動
制御するアクチユエータ１９が連結されている。
さらに、該アクチユエータ１９には制御回路２０
が接続され、該制御回路２０にはエンジン回転数
を検出する回転数センサ２１からの検出信号（回
転数信号）およびエンジン負荷を検出する負荷セ
ンサ２２からの検出信号（負荷信号）が入力され
ており、エンジン１の運転状態に応じて上記アク
チユエータ１９の作動を制御し、エンジン１の低
〜中速域においてアクチユエータ１９を作動せし
め、そのことにより排気還流率制御バルブ１８を
閉作動するようにした制御手段としての制御装置
２３が構成されている。尚、第２図中、２５〜２
７はそれぞれ圧力波の波動をコントロールするた
めの圧縮ポケツト、膨張ポケツトおよびガスポケ
ツトである。

したがつて、上記実施例においては、第３図に
示す如く圧力波過給機６の必然的排気還流率が小
さくて排気還流量が不足するエンジンの低〜中速
域（第３図の斜線で示す範囲）では、制御装置２
３によりアクチユエータ１９が作動して排気還流
率制御バルブ１８が圧力波過給機６の吸気導入口
１４上流の吸気通路２を絞るように閉作動して吸
気導入口１４上流の吸気通路２の圧力を減少させ
ることにより、圧力波過給機６内に流入する吸気
量が減少し、それに伴つて圧力波過給機６の排気
吐出口１７から吐出されずに圧力波過給機６内に
残留する残留排気量の割合が相対的に増大する。
そのことにより、圧力波過給機６の吸気吐出口１
５から吐出される吸気中に含まれる排気量の割合
つまり排気還流率が増大して排気還流量が増量さ
れることになる。その結果、低〜中速域での
NOxの低減を有効に図ることができる。

一方、エンジンの高速域では、圧力波過給機６
の特性を利用した当初のセツテイングどおり、該
圧力波過給機６内に残留する残留排気量が多くな
るので、適当な排気還流利用が確保でき、NOx
を効果的に低減することができる。

また、このように排気還流率の増減制御を、別
途の排気還流通路等に設けることなく、圧力波過
給機６の特性を利用し、圧力波過給機６の吸気導
入口１４上流の吸気通路２に排気還流率制御バル
ブ１８を設けることによつて行うことができるの
で、構造が簡単であり、安価に実施することが可
能である。

尚、上記実施例では、排気還流率制御バルブ１
８を圧力波過給機６の吸気導入口１４上流の吸気
通路２に設けたが、これに代えて、第１図に示す
如く圧力波過給機６の排気吐出口１７下流の排気
通路３に排気還流率制御バルブ２４を配設し、該
制御バルブ２４を、制御装置２３によつて作動制
御されるアクチユエータ１９により駆動制御する
ようにして排気還流率可変装置を構成してもよ
い。この場合、エンジンの低〜中速域に制御装置
２３によるアクチユエータ１９の作動による排気
還流率制御バルブ２４が圧力波過給機６の排気吐
出口１７下流の排気通路３を絞るように閉作動し
て排気吐出口１７下流の排気通路３の圧力を増大
させると、該排気吐出口１７から吐出される排気
量が減少して、圧力波過給機６内に残留する残留
排気量の割合がその吸気導入口１４から流入する
吸気量に対して相対的に増大することにより、上
記実施例と同様に排気還流率が増大して排気還流
量を増量させることができる。また、上記両排気
還流率制御バルブ１８，２４を併用するようにし
てもよく、上記と同様の作用効果が得られる。

また、以上の説明では、エンジンの低〜中速域
に排気還流率制御バルブ１８，２４を閉作動して
排気還流量を増量制御するようにしたが、その他
エンジンの運転状態に応じて必要時、該制御バル
ブ１８，２４を開閉制御して排気還流量を増減制
御してもよいのは勿論のことである。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案によれば、圧力波
過給機を備えたエンジンにおいて、圧力波過給機
の吸気導入口上流の吸気通路もしくは排気吐出口
下流の排気通路に排気還流率可変装置を設けて、
該可変装置をエンジンの運転状態に応じて制御す
るという簡単な構成によつて、排気還流量が不足
するエンジンの低〜中速域等に排気還流量を増量
制御する等、エンジンの運転状態に応じた排気還
流制御を簡便に行うことができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を例示し、第１図は全体
概略構成図、第２図は圧力波過給機の展開図、第
３図は圧力波過給機付エンジンの特性図である。 １……エンジン、２……吸気通路、３……排気
通路、６……圧力波過給機、７……ケース、８…
…ロータ、１２……隔壁、１３……小室、１４…
…吸気導入口、１５……吸気吐出口、１６……排
気導入口、１７……排気吐出口、１８，２４……
排気還流率制御バルブ、１９……アクチユエー
タ、２３……制御装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ケース内に回転可能に支持され、多数の小室を
   形成する多数の隔壁が放射状に配設されたロータ
   と、該ロータの一端側のケースに形成された吸気
   導入口および吸気吐出口と、上記ロータの他端側
   のケースに形成された排気導入口および排気吐出
   口とを有し、上記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
   力波過給機の吸気導入口上流の吸気通路もしくは
   排気吐出口下流の排気通路に配設され、該吸気導
   入口上流の吸気通路の圧力を減少もしくは該排気
   吐出口下流の排気通路の圧力を増大させる排気還
   流率可変装置と、該排気還流率可変装置をエンジ
   ンの運転状態に応じて制御する制御手段とを備え
   たことを特徴とする過給機付エンジンの排気還流
   装置。