JPS624680Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 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を備え、該ロータの回転
に伴い小室内におい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うようにした圧力
波過給機が知られている。また、上記ロータの端
面側のケースには上記小室に対向して小室からの
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の３つの
ポケツトが形成されており、エンジンのいかなる
回転数および負荷に対しても圧力波行程をマツチ
ング状態に保つようになされている。

そして、上記圧力波過給機は、エンジンの回転
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を加えて、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の発生の多い
中〜高速域において排気還流量が多くなるように
調整すると、低〜中速域では、その特性により排
気還流量が少なく、排気還流によるNOxの低減
を十分に図り得ないという問題がある。

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
力波の波動をコントロールするためのポケツト内
の圧力を制御することにより、吸排気の差圧変化
により上記排気還流特性を変化させ、つまり排気
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や排気還流バルブを設けるこ
となく簡単な構造でもつてエンジンの運転状態に
応じて排気還流制御を行い得るようにすることを
目的とするものである。

そのため、本考案の構成は、上記のような圧力
波過給機を備えたエンジンにおいて、ポケツトと
大気又は圧力源とを連通する連通路と、該連通路
を開閉制御する排気還流率制御バルブと、該制御
バルブを駆動制御するアクチユエータと、該アク
チユエータをエンジンの運転状態に応じて作動制
御する制御装置とを備えることにより、エンジン
の運転状態に応じて上記制御バルブを開閉制御し
てポケツト内の圧力を制御するようにしたもので
ある。

以下、本考案を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。

第１図および第２図は本考案の第１実施例を示
し、１はエンジンの吸気通路（図示せず）と排気
通路（図示せず）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１は、ケース２内
に配設されたロータ３を有し、該ロータ３はその
ロータ軸４にて軸受５を介してケース２内に回転
可能に支持され、該ロータ軸４の軸端はベルト伝
動装置６を介してエンジンに駆動連結されてお
り、エンジンに同期して回転するように構成され
ている。また、上記ロータ３の外周部には多数の
隔壁７，７…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８，８…が形
成されている。さらに、上記ロータ３の一端面側
（ロータ軸４側）のケース２にはそれぞれ上記小
室８に連通する吸気導入口２ａおよび吸気吐出口
２ｂが形成され、それぞれ圧力波過給機１上下流
の吸気通路に接続されている一方、ロータ３の他
端面側のケース２にはそれぞれ上記小室８に連通
する排気導入口２ｃおよび排気吐出口２ｄが形成
され、それぞれ圧力波過給機１上下流の排気通路
に接続されている。以上により、ロータ３の回転
に伴い、小室８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
交換を行い、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
ジンに過給するように構成されている。

さらに、上記ロータ３の一端面側（ロータ軸４
側）には小室８に対向して、該小室８からの圧力
波の波動をコントロールするための圧縮ポケツト
又は膨張ポケツトを構成する凹部状のポケツト９
が形成されており、エンジンのいかなる回転数お
よび負荷に対しても圧力波行程をマツチング状態
に保つようにしている。

そして、本考案の特徴として、上記ケース２に
はポケツト９と大気とを連通する連通路１０が形
成されており、該連通路１０の途中には連通路１
０を開閉制御する排気還流率制御バルブ１１が配
設され、該制御バルブ１１には制御バルブ１１を
駆動制御するアクチユエータ１２が連結されてい
る。さらに、該アクチユエータ１２には制御回路
１３が接続され、該制御回路１３には、エンジン
回転数を検出する回転数センサ１４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１５からの検出信号（負荷信号）がそ
れぞれ入力されており、エンジンの運転状態に応
じて上記アクチユエータ１２の作動を制御し、エ
ンジンの低〜中速域においてアクチユエータ１２
を作動せしめて排気還流率制御バルブ１１を開作
動させるようにした制御装置１６を構成してい
る。

次に、上記第１実施例の作用について説明する
に、排気還流量が不足するエンジンの低〜中速域
では、制御装置１６によりアクチユエータ１２が
作動して排気還流率制御バルブ１１が開作動し、
連通路１０を開くことにより、ポケツト９が連通
路１０を介して大気に開放されて該ポケツト９内
の圧力が低下し、それに伴つて圧力波過給機１内
での吸気と排気の差圧が増大して圧力波過給機１
内に残留する排気量の割合つまり排気還流率が増
大することになる。その結果、低〜中速域での排
気還流量が増量されてNOxを十分に低減するこ
とができる。

一方、エンジンの高速域では、制御装置１６に
よりアクチユエータ１２は作動せず排気還流率制
御バルブ１１は閉作動状態のままで、ポケツト９
内の圧力は高く保持され、排気還流率は圧力波過
給機１の必然的排気還流特性を利用して当初のセ
ツテイングどおりとなり、適量の排気還流量を確
保することができ、NOxの低減を有効に図るこ
とができる。

したがつて、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や排気還流バルブ等を設
けることなく圧力波過給機１の特性を利用し、か
つ排気還流量が不足する領域ではポケツト９と大
気とを連通する連通路１０を制御バルブ１１で開
閉制御することによつて不足分を補うことができ
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。

第３図は本考案の第２実施例として、排気還流
率制御バルブ１１′を駆動制御するアクチユエー
タ１２′の具体例を示し、第１図と同一部分につ
いては同一の符号を付してその説明は省略する。

すなわち、ポケツト９と大気とを連通する連通
路１０′を開閉制御する排気還流率制御バルブ１
１′には該制御バルブ１１′を駆動制御するダイヤ
フラム装置１７が連結されている。該ダイヤフラ
ム装置１７は、上記制御バルブ１１′をロツド１
８を介して支持するダイヤフラム１９と、該ダイ
ヤフラム１９によつて画成された負圧室２０およ
び大気圧室２１と、該負圧室２０内に縮装された
閉弁方向に付勢するスプリング２２とを備え、上
記負圧室２０は中途にサージタンク２３を有する
負圧導入通路２４を介してバキユームポンプ２５
に連通されているとともに、該負圧導入通路２４
のサージタンク２３と負圧室２０との間には三方
ソレノイドバルブ２６が介設され、該三方ソレノ
イドバルブ２６は制御装置１６に作動制御されて
おり、よつて制御装置１６による三方ソレノイド
バルブ２６の作動時には負圧室２０がバキユーム
ポンプ２５に連通されて該負圧室２０に負圧が導
入されることにより、ダイヤフラム１９をスプリ
ング２２の付勢力に抗して偏倚させて制御バルブ
１１′を開作動せしめる一方、三方ソレノイドバ
ルブ２６の非作動時には負圧室２０が大気に開放
されることにより、ダイヤフラム装置１７を不作
動状態にして制御バルブ１１′を閉作動状態に保
持するように構成されている。

尚、本考案は上記実施例に限定されるものでは
なく、その他種々の変形例をも包含するものであ
る。例えば、上記実施例では、ポケツト９として
ロータ３の一端面側（吸気の導入、吐出側）のケ
ース２に設けた圧縮ポケツト又は膨張ポケツトに
対して適用した場合について述べたが、ロータ３
の他端面側（排気の導入、吐出側）のケース２に
設けられるガスポケツト９′に対しても適用でき
るが、該ガスポケツト９′側は排気熱によつて高
温となり、制御バルブ１１，１１′やアクチユエ
ータ１２，１２′等の熱的条件が厳しくなるの
で、圧縮ポケツト又は膨張ポケツト側の方が有利
である。

また、上記実施例ではポケツト９を連通路１
０，１０′を介して大気に連通するようにした
が、連通路を介して圧力源に連通するようにして
もよく、要はポケツト９内の圧力を制御バルブ１
１，１１′の開閉によつて制御するようにすれば
よく、ポケツト９内の圧力が低くなれば排気還流
率が大となり、圧力が高くなれば排気還流率が小
となる。

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１１，１１′を開作動し
て排気還流率を増大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１１，１１′を開閉制御して排気還流率を増
減制御してもよいのは勿論のことである。

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
における圧力波の波動をコントロールするための
ポケツト内の圧力をエンジンの運転状態に応じて
制御して排気還流率の制御を行うものであるの
で、別途の排気還流通路や排気還流バルブ等を要
さずに簡単な構成でもつて、排気還流量の不足す
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図は第１
実施例を示す概略構成図、第２図は同圧力波過給
機の展開図、第３図は第２実施例を示す要部構成
図である。 １……圧力波過給機、２……ケース、３……ロ
ータ、７……隔壁、８……小室、９……ポケツ
ト、１０，１０′……連通路、１１，１１′……排
気還流率制御バルブ、１２，１２′……アクチユ
エータ、１６……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、該ロータの端面側のケースに上記小室に対向
   して形成され該小室からの圧力波の波動をコント
   ロールするためのポケツトとを有し、上記ロータ
   の回転に伴い小室におい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う圧力波過給
   機を備えたエンジンにおいて、上記ポケツトと大
   気又は圧力源とを連通する連通路と、該連通路を
   開閉制御する排気還流率制御バルブと、該制御バ
   ルブを駆動制御するアクチユエータと、該アクチ
   ユエータをエンジンの運転状態に応じて作動制御
   する制御装置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。