JP3243710B2 - Engine system with turbocharger - Google Patents
Engine system with turbochargerInfo
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- JP3243710B2 JP3243710B2 JP13546796A JP13546796A JP3243710B2 JP 3243710 B2 JP3243710 B2 JP 3243710B2 JP 13546796 A JP13546796 A JP 13546796A JP 13546796 A JP13546796 A JP 13546796A JP 3243710 B2 JP3243710 B2 JP 3243710B2
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関を始動さ
せる際の始動性向上、及び排気ガスの浄化に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to improvement of startability when starting an internal combustion engine and purification of exhaust gas.
【0002】[0002]
【従来の技術】燃料と圧縮空気を同時にインジェクタか
ら噴出させ、燃料の微粒化を促進し、始動性の向上、排
ガス浄化を図る例としては特開平2−64258号公報に開示
された技術が公知である。この技術では、空気を圧縮す
るための動力源はエンジンのクランク軸から供給され、
エアポンプを駆動して圧縮空気をインジェクタに供給し
ている。また、エンジンに過給するための圧縮機を具備
し、さらに始動性を向上させるためにエアブラスト弁
(エアアシストインジェクタ)を配置した例としては特
開平2−37168号公報開示のものがある。この例ではエン
ジンに過給する圧縮機に加えて、エアブラスト弁に圧縮
空気を供給するための圧縮機を別に配置しているため、
空気圧縮機が2台必要となっている。2. Description of the Related Art A technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-64258 is known as an example in which fuel and compressed air are simultaneously ejected from an injector to promote atomization of fuel, improve startability, and purify exhaust gas. It is. In this technology, the power source for compressing air is supplied from the engine crankshaft,
The air pump is driven to supply compressed air to the injector. An example in which a compressor for supercharging the engine is provided and an air blast valve (air assist injector) is disposed to further improve the startability is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-37168. In this example, in addition to the compressor supercharging the engine, a compressor for supplying compressed air to the air blast valve is arranged separately,
Two air compressors are required.
【0003】また、エンジンの排気管に流れる排気ガス
中に圧縮空気を供給することによって、排気ガス中の未
燃焼燃料を燃焼させ、排気ガスを浄化する2次エアー供
給は既に公知の技術である。しかし2次エアーに関して
も空気を圧縮させるための圧縮機は、従来、エンジン過
給用の圧縮機と別に設置されている。[0003] Secondary air supply for purifying exhaust gas by supplying uncombusted fuel in the exhaust gas by supplying compressed air to the exhaust gas flowing through the exhaust pipe of the engine is already known. . However, as for the secondary air, a compressor for compressing the air is conventionally provided separately from a compressor for supercharging the engine.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来技術における過給
機付きエンジンシステムにおいては、エンジン過給用の
圧縮機とエアブラスト用圧縮機(もしくは2次エアー用
圧縮機)を別々に装備しているため、エンジンルーム内
を占有する部分が大きく、またコストが高くなる欠点が
ある。従来技術で2台の圧縮機を必要としている理由は
以下の通りである。まずエンジン過給用の圧縮機は、エ
ンジン回転数が高回転の時に過給できるように容量、最
適効率回転数、エンジンクランク軸からの変速比を決定
して設計しているため、始動時のようなエンジンのクラ
ンク軸の回転数が100rpm前後の低回転の場合では、エン
ジン過給用の圧縮機の体積効率は非常に悪く、空気自体
はほとんど圧縮されていない。そのため始動時に圧縮空
気をエアブラスト弁に供給するためにはエアブラスト
(もしくは2次エアー)専用の圧縮機が必要である。In the prior art engine system with a supercharger, a compressor for supercharging the engine and a compressor for air blast (or a compressor for secondary air) are separately provided. Therefore, there is a disadvantage that the portion occupying the engine room is large and the cost is high. The reason that two compressors are required in the prior art is as follows. First, the compressor for supercharging the engine is designed by determining the capacity, the optimum efficiency rotation speed, and the gear ratio from the engine crankshaft so that it can be supercharged when the engine rotation speed is high. When the rotation speed of the crankshaft of the engine is as low as about 100 rpm, the volumetric efficiency of the compressor for supercharging the engine is very poor, and the air itself is hardly compressed. Therefore, in order to supply compressed air to the air blast valve at the time of starting, a compressor dedicated to air blast (or secondary air) is required.
【0005】本発明の課題は、エンジン過給用の圧縮空
気と、始動時にエアブラスト弁に供給する圧縮空気を、
1台の圧縮機で供給するにある。An object of the present invention is to supply compressed air for engine supercharging and compressed air supplied to an air blast valve at the time of starting.
It is to supply with one compressor.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するために、その第1の手段として、燃料を噴射する
ノズルの周りに空気を噴射するエアノズルを設けたエア
アシストインジェクタと、噴射された燃料を燃焼させる
シリンダと、該シリンダで駆動されるエンジンクランク
軸に結合されその回転を増速して取り出す増速機もしく
は始動時に作動するモータと、該モータもしくは前記増
速機によって駆動される圧縮機と、エアクリーナ出口を
前記圧縮機を介して前記シリンダと連通する空気流路
と、該空気流路の圧縮機上流側と圧縮機下流側を信号に
よって開度を調節できるバイパス弁を介して連通するバ
イパス流路と、圧縮機下流側でかつ前記バイパス流路接
続点の上流側の前記空気流路に分岐して設けられ該空気
流路と前記エアノズルを連通するアシストエア流路と、
該アシストエア流路の分岐点に設けられて前記エアノズ
ルへの空気流量と前記シリンダへの空気流量を調節する
コントロール弁と、を有してなる過給機付きエンジンシ
ステムに、エンジン始動直後は、前記バイパス弁と前記
コントロール弁を作動させて前記圧縮機によって圧縮さ
れた空気を前記アシストエア流路を通して、前記エアノ
ズルから吹き出させ、エンジン始動後で暖気運転が終了
した後には再度前記バイパス弁と前記コントロール弁を
作動させて前記圧縮機によって圧縮された空気を前記シ
リンダへ送り出すように制御する制御手段を設けたもの
である。In order to achieve the above object, the present invention provides, as a first means, an air-assisted injector having an air nozzle for injecting air around a nozzle for injecting fuel; A cylinder for burning the fuel, a speed-up gear coupled to an engine crankshaft driven by the cylinder, and a speed-up gear or a motor that operates at the time of starting, and a motor driven by the motor or the speed-up gear. Through a compressor, an air passage communicating an air cleaner outlet with the cylinder through the compressor, and a bypass valve capable of adjusting the opening degree by a signal between the compressor upstream and the compressor downstream of the air passage. A bypass passage that communicates with the air passage, and a branch passage provided to the air passage downstream of the compressor and upstream of the bypass passage connection point. And assist air flow path communicating to,
A control valve that is provided at a branch point of the assist air flow path and controls an air flow rate to the air nozzle and an air flow rate to the cylinder. By operating the bypass valve and the control valve, the air compressed by the compressor is blown out from the air nozzle through the assist air flow path, and after the warm-up operation is completed after the engine is started, the bypass valve and the Control means is provided for controlling a control valve to operate so as to send out the air compressed by the compressor to the cylinder.
【0007】また、上記の課題を達成する本発明の第2
の手段は、シリンダから排気ガスを流出する排気管内に
設けられた排気エアノズルと、前記シリンダで駆動され
るエンジンクランク軸に結合されその回転を増速して取
り出す増速機もしくは始動時に作動するモータと、該モ
ータもしくは前記増速機によって駆動される圧縮機と、
エアクリーナ出口を前記圧縮機を介して前記シリンダと
連通する空気流路と、該空気流路の圧縮機上流側と圧縮
機下流側を信号によって開度を調節できるバイパス弁を
介して連通するバイパス流路と、圧縮機下流側でかつ前
記バイパス流路接続点の上流側の前記空気流路に分岐し
て設けられ該空気流路と前記排気エアノズルを連通する
アシストエア流路と、該アシストエア流路の分岐点に設
けられて前記排気エアノズルへの空気流量と前記シリン
ダへの空気流量を調節するコントロール弁と、を有して
なる過給機付きエンジンシステムに、始動直後は前記バ
イパス弁と前記コントロール弁を作動させて圧縮された
空気を前記排気エアノズルから吹き出させ、エンジン始
動後で暖気運転が終了した後には再度前記バイパス弁と
前記コントロール弁を作動させて前記圧縮機によって圧
縮された空気を前記シリンダへ送り出すように制御する
制御手段を設けたものである。Further, a second aspect of the present invention that achieves the above object is as follows.
Means is an exhaust air nozzle provided in an exhaust pipe for discharging exhaust gas from a cylinder, and a speed-up gear coupled to an engine crankshaft driven by the cylinder to increase the speed of rotation or a motor operating at start-up And a compressor driven by the motor or the gearbox;
An air flow path that communicates the air cleaner outlet with the cylinder through the compressor, and a bypass flow that communicates through a bypass valve whose opening can be adjusted by a signal between a compressor upstream side and a compressor downstream side of the air flow path. A flow path, an assist air flow path branching into the air flow path downstream of the compressor and upstream of the bypass flow path connection point, and communicating the air flow path and the exhaust air nozzle; A control valve that is provided at a branch point of a road and that controls an air flow rate to the exhaust air nozzle and an air flow rate to the cylinder. The control valve is actuated to blow out compressed air from the exhaust air nozzle, and after the engine is started and after the warm-up operation is completed, the bypass valve and the control valve are controlled again. The it is the air compressed by the compressor by actuating one provided a control means for controlling to deliver to said cylinder.
【0008】上記の課題を達成する本発明の他の手段
は、燃料を噴射するノズルの周りに空気を噴射するエア
ノズルを設けたエアアシストインジェクタと、噴射され
た燃料が燃焼するシリンダと、吸入した空気を圧縮し、
圧縮した空気を下流端が前記シリンダに接続された空気
流路に吐出する圧縮機と、を有してなる過給機付きエン
ジンシステムを、前記空気流路に分岐して設けられ下流
端を前記エアノズルに接続したアシストエア流路と、該
アシストエア流路と空気流路の分岐点に設けられ両者へ
の圧縮空気流量を調節するコントロール弁と、該コント
ロール弁の開度を制御する制御手段とを含んで構成し、
前記コントロール弁は前記アシストエア流路への空気流
量をゼロとすることが可能なものとしたものである。According to another aspect of the present invention, there is provided an air assist injector having an air nozzle for injecting air around a nozzle for injecting fuel, a cylinder for burning the injected fuel, and Compress the air,
A compressor having a downstream end that discharges compressed air to an air flow path connected to the cylinder; anda supercharged engine system having a supercharger, the downstream end being provided in the air flow path. An assist air flow path connected to the air nozzle, a control valve provided at a branch point between the assist air flow path and the air flow path to adjust a flow rate of compressed air to both the air flow path, and control means for controlling an opening degree of the control valve. and configured to include,
The control valve controls the air flow to the assist air flow path.
The amount can be made zero .
【0009】上記の課題を達成する本発明のさらに他の
手段は、供給された燃料を燃焼させるシリンダと、該シ
リンダに接続して設けられ生成された排気ガスを排出す
る排気管と、該排気管に設置されて圧縮空気を排気ガス
中に噴射する排気エアノズルと、吸入した空気を圧縮
し、圧縮した空気を下流端が前記シリンダに接続された
空気流路に吐出する圧縮機と、を有してなる過給機付き
エンジンシステムを、前記空気流路に分岐して設けられ
下流端を前記排気エアノズルに接続したアシストエア流
路と、該アシストエア流路と空気流路の分岐点に設けら
れ両者への圧縮空気流量を調節するコントロール弁と、
該コントロール弁の開度を制御する制御手段とを含んで
構成したものである。[0009] Still another means of the present invention for achieving the above object is a cylinder for burning supplied fuel, an exhaust pipe connected to the cylinder for discharging generated exhaust gas, and an exhaust pipe. An exhaust air nozzle installed in the pipe for injecting compressed air into the exhaust gas; and a compressor for compressing the sucked air and discharging the compressed air to an air flow path having a downstream end connected to the cylinder. An engine system with a supercharger is provided, which is provided at a branch point of the assist air flow path and the air flow path, which is provided by branching into the air flow path and having a downstream end connected to the exhaust air nozzle. A control valve for adjusting the compressed air flow rate to both,
And control means for controlling the opening of the control valve.
【0010】上記制御手段は、少なくとも、エンジンが
始動直後の状態か、始動後の暖気運転終了状態か、大出
力を要求されている状態かを判定する手段と、判定した
状態に応じてコントロール弁の開度を予め定められた開
度に制御するものとするのが望ましい。The control means includes means for determining at least whether the engine is in a state immediately after starting, a state in which warm-up operation has been completed after starting, or a state in which a large output is required, and a control valve in accordance with the determined state. Is preferably controlled to a predetermined opening.
【0011】また圧縮機の動力源としては、エンジンの
クランク軸からの動力を増速する増速機を介して回転数
を上げて取り出して圧縮機動力とする方法と、モータに
よって圧縮機を駆動する方法がある。圧縮機形式は容積
式圧縮機でも遠心式圧縮機でもよい。また、ターボチャ
ージャーのようにエンジンの排気ガス圧力によって吸入
空気を圧縮する圧縮機形式においても、エンジン低回転
時で排気ガス圧力が十分でない場合において、エンジン
のクランク軸からの動力を、回転数を増速する増速機を
介して取り出して圧縮機動力とする方法と、モータによ
って圧縮機を駆動する方法などで外部から駆動力を供給
すれば用いることができる。また、エンジンを始動する
ときに動作するスタータモータを動力源として圧縮機を
駆動し、圧縮機とスタータモータを一体化することによ
ってコンパクト化を図る方法もある。As a power source of the compressor, a method of increasing the number of revolutions through a speed-increasing device for increasing the power from the crankshaft of the engine to take out the compressor power and a method of driving the compressor by a motor There is a way to do that. The compressor type may be a positive displacement compressor or a centrifugal compressor. Also, in a compressor type, such as a turbocharger, which compresses intake air by the exhaust gas pressure of the engine, when the exhaust gas pressure is not sufficient at a low engine speed, the power from the engine crankshaft is reduced by the rotation speed. It can be used if a driving force is supplied from the outside by a method of taking out the power through a speed increasing gear to increase the compressor power and a method of driving the compressor by a motor. There is also a method of driving a compressor using a starter motor that operates when starting the engine as a power source, and integrating the compressor and the starter motor to achieve compactness.
【0012】本発明の第1の手段においては、エンジン
回転数が低回転の時においても、モータもしくは増速機
によってエンジン過給用の圧縮機の回転数を高めること
ができ、エンジン過給用の圧縮機の体積効率を落とすこ
となく高い圧力の空気を送り出すことができる。そのた
めエンジン過給用の圧縮機1台でエンジン過給用の圧縮
空気と、エアアシストインジェクタにおくる圧縮空気を
エンジン回転数に関わらず同時に得ることができ、省ス
ペース、低コストを図ることができる。またエアアシス
トインジェクタから燃料と同時に高圧縮空気を噴射する
ことにより燃料の微粒化を図り、点火を容易にしてエン
ジンが低温な場合においても始動性を向上させることが
できる。また燃料の微粒化により、燃料を完全燃焼させ
ることができ排気ガスを浄化することができる。また、
前記エアアシストインジェクタとシリンダへ送る圧縮空
気の量をコントロール弁によって調節し、シリンダ内へ
も圧縮空気を送ることによって、シリンダ内の圧縮比を
高め、温度を上昇させることによって始動性を向上する
ことができる。According to the first means of the present invention, even when the engine rotation speed is low, the rotation speed of the compressor for engine supercharging can be increased by the motor or the speed increasing device. High pressure air can be sent out without reducing the volumetric efficiency of the compressor. Therefore, a single compressor for supercharging the engine can simultaneously obtain the compressed air for supercharging the engine and the compressed air flowing to the air assist injector regardless of the engine speed, thereby saving space and reducing cost. . Further, by injecting high-compressed air simultaneously with the fuel from the air-assist injector, atomization of the fuel can be achieved, ignition can be facilitated, and startability can be improved even when the engine is at low temperature. Further, by atomizing the fuel, the fuel can be completely burned and the exhaust gas can be purified. Also,
Controlling the amount of compressed air sent to the air-assisted injector and the cylinder by a control valve, and sending compressed air also to the cylinder, thereby increasing the compression ratio in the cylinder and increasing the temperature to improve startability. Can be.
【0013】また、第2の手段においては、エンジン回
転数が低回転の時においても、モータもしくは増速機に
よってエンジン過給用の圧縮機の回転数を高めることが
でき、エンジン過給用の圧縮機は体積効率を落とすこと
なく高い圧力の空気を排気エアノズルから送り出すこと
ができ、排気管内に2次エアーを供給することによっ
て、エンジンおよび触媒が低温な場合において特に顕著
に現れる未燃焼燃料の燃焼を促し、排気ガスを浄化する
ことができる。また、前記排気エアノズルとシリンダへ
送る圧縮空気の量をコントロール弁によって調節し、シ
リンダ内へも圧縮空気を送ることによって、シリンダ内
の圧縮比を高め、温度を上昇させることによって始動性
を向上することができる。Further, in the second means, even when the engine speed is low, the speed of the compressor for supercharging the engine can be increased by the motor or the speed-increasing gear. The compressor can deliver high pressure air from the exhaust air nozzle without compromising volumetric efficiency, and by supplying secondary air into the exhaust pipe, the unburned fuel, which is particularly noticeable when the engine and catalyst are cold, is used. It can promote combustion and purify exhaust gas. Also, the amount of compressed air sent to the exhaust air nozzle and the cylinder is adjusted by a control valve, and compressed air is also sent to the cylinder, thereby increasing the compression ratio in the cylinder and increasing the temperature to improve the startability. be able to.
【0014】また、第1及び第2の手段を同時に使用す
ることにより、それぞれ単独の場合よりも更に始動性向
上及び排気ガスの浄化を行うことができる。Further, by using the first and second means simultaneously, it is possible to further improve the startability and purify the exhaust gas as compared with the case where each is used alone.
【0015】また、エンジンを始動するときに動作する
スタータモータを動力源として圧縮機を駆動し、スター
タモータと圧縮機を一体化することにより、新たにモー
タをとりつける必要がなくなり、さらなるエンジンルー
ム内の省スペース、低コスト化を図ることができる。Further, by driving the compressor by using a starter motor that operates when starting the engine as a power source, and integrating the starter motor and the compressor, it is not necessary to newly install a motor, so that a further increase in the engine room can be avoided. Space saving and cost reduction can be achieved.
【0016】本発明の上記他の手段、及びさらに他の手
段は、圧縮機が吐出する圧縮空気を必要に応じてシリン
ダ、排気エアノズル、あるいはエアアシストインジェク
タのエアノズルに供給することにより、1台の圧縮機で
始動時と過給時の圧縮空気を供給する。According to another aspect of the present invention, a compressed air discharged from a compressor is supplied to a cylinder, an exhaust air nozzle, or an air nozzle of an air-assisted injector as necessary. The compressor supplies compressed air at startup and at supercharging.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】図1に本発明の第1の実施例であ
る過給機付きエンジンシステムの要部構成を示す。図1
に示す過給機付きエンジンシステムは、エアクリーナ7
と、エアクリーナ7の出口を圧縮機1を介してシリンダ
9に接続する空気流路と、圧縮機1上流側の空気流路と
圧縮機1下流側の空気流路をバイパス弁18を介して接
続するバイパス流路12と、前記空気流路とシリンダ9
の接続点の上流側で空気流路に設置されたエアアシスト
インジェクタ(エアブラスト弁)15と、圧縮機1下流
側でかつバイパス流路12の接続点の上流側の空気流路
に分岐して設けられ該空気流路をエアアシストインジェ
クタ15の燃料噴射ノズルの周囲に設けられたエアノズ
ルに接続するアシストエア流路16と、前記圧縮機1を
駆動するモータ17と、前記シリンダ9に内装されたピ
ストンで駆動されるクランク軸2と、前記アシストエア
流路16の分岐点で空気流路に設けられ、アシストエア
流路16への空気流量と空気流路への空気流量を調整す
るコントロール弁13と、前記バイパス流路12下流端
と空気流路の接続点より下流側かつ前記エアアシストイ
ンジェクタ15より上流側の空気流路(以下、前記コン
トロール弁13より下流の空気流路を吸気管8と呼び、
コントロール弁13より上流の空気流路を圧縮機通路1
1と呼ぶ)に設けられてシリンダ9に流入する空気流量
を制御するスロットルバルブ20と、吸気管8とシリン
ダ9の接続部に設けられた吸気弁26と、シリンダ9か
ら排気を送り出す排気管10と、シリンダ9と排気管1
0の接続部に設けられた排気弁21と、前記バイパス弁
18を駆動するアクチュエータ19と、前記コントロー
ル弁13を駆動するアクチュエータ24と、アクチュエ
ータ19,24及びモータ17を制御する制御手段であ
るコントローラ14と、前記エアアシストインジェクタ
15の燃料噴射ノズルに燃料用流路53を介して接続さ
れた燃料タンク51と、燃料用流路53に介装されて燃
料を加圧送給する燃料ポンプ52と、を含んで構成され
ている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a main configuration of a supercharged engine system according to a first embodiment of the present invention. FIG.
The engine system with a supercharger shown in FIG.
And an air flow path connecting the outlet of the air cleaner 7 to the cylinder 9 via the compressor 1, and an air flow path upstream of the compressor 1 and an air flow path downstream of the compressor 1 connected via a bypass valve 18. The air flow path and the cylinder 9
An air-assisted injector (air blast valve) 15 installed in the air flow passage upstream of the connection point of the compressor 1 and an air flow passage downstream of the compressor 1 and upstream of the connection point of the bypass flow passage 12 The air passage provided for connecting the air passage provided to an air nozzle provided around the fuel injection nozzle of the air assist injector 15, the motor 17 for driving the compressor 1, and the cylinder 9. A crankshaft 2 driven by a piston, and a control valve 13 provided in an air flow path at a branch point of the assist air flow path 16 for adjusting an air flow rate to the assist air flow path 16 and an air flow rate to the air flow path. And an air flow path downstream of a connection point between the downstream end of the bypass flow path 12 and the air flow path and upstream of the air assist injector 15 (hereinafter, referred to as the control valve 13). Downstream of the air flow path is referred to as an intake pipe 8,
The air passage upstream of the control valve 13 is connected to the compressor passage 1
1, a throttle valve 20 for controlling the flow rate of air flowing into the cylinder 9, an intake valve 26 provided at a connection between the intake pipe 8 and the cylinder 9, and an exhaust pipe 10 for sending exhaust from the cylinder 9. , Cylinder 9 and exhaust pipe 1
0, an actuator 19 for driving the bypass valve 18, an actuator 24 for driving the control valve 13, and a controller as control means for controlling the actuators 19, 24 and the motor 17. 14, a fuel tank 51 connected to a fuel injection nozzle of the air assist injector 15 via a fuel flow path 53, a fuel pump 52 interposed in the fuel flow path 53 to pressurize and supply fuel, It is comprised including.
【0018】エンジンが吸気行程となった時、空気は、
エアクリーナ7から圧縮機1を通って吸気管8へ向かう
圧縮機通路11と、圧縮機をバイパスして吸気管8に向
かうバイパス流路12の2系統の流路から、吸気管8、
吸気弁26を通ってシリンダ9に流入する。またエンジ
ンが排気行程になった時、排気弁21が開き、排気ガス
は、排気弁21、排気管10を通ってシリンダ9から流
出する構成となっている。また、バイパス流路12内に
はバイパス流路を流れる空気の流量を調節するバイパス
弁18がある。このバイパス弁はリード弁のような1方
向のみ空気を通すような弁であってもよい。When the engine enters the intake stroke, the air
From two passages, a compressor passage 11 that passes from the air cleaner 7 through the compressor 1 to the intake pipe 8 and a bypass passage 12 that bypasses the compressor and goes to the intake pipe 8, the intake pipe 8,
It flows into the cylinder 9 through the intake valve 26. When the engine is in the exhaust stroke, the exhaust valve 21 is opened, and the exhaust gas flows out of the cylinder 9 through the exhaust valve 21 and the exhaust pipe 10. In the bypass passage 12, there is a bypass valve 18 for adjusting the flow rate of air flowing through the bypass passage. The bypass valve may be a valve such as a reed valve that allows air to flow in only one direction.
【0019】また、圧縮機1を駆動するモータ17は、
コントローラ14からの信号によりオン−オフもしくは
回転数を制御され、モータ17の回転軸は圧縮機1の回
転軸と接続されている。ただし、この圧縮機1の駆動力
は、エンジン回転による回転力をエンジンクランク軸プ
ーリから増速機を介して得てもよい。ただし、回転力を
エンジンクランク軸プーリから増速機を介して得る場合
は、エンジン始動時とエンジン過給時では増速機の速比
を変更できるようにする必要がある。この場合、エンジ
ン始動時には増速機出力側の回転数を増加して動力を取
り出すことになるが、前記コントロール弁13やバイパ
ス弁18の制御にあわせ、前記コントローラ14で速比
を変更するのが望ましい。上述の構成によって本実施例
の過給機付きエンジンシステムは構成されている。The motor 17 for driving the compressor 1 is
On-off or the number of revolutions is controlled by a signal from the controller 14, and the rotating shaft of the motor 17 is connected to the rotating shaft of the compressor 1. However, the driving force of the compressor 1 may be obtained from the engine crankshaft pulley via a speed increaser by the rotation force of the engine rotation. However, when the rotational force is obtained from the engine crankshaft pulley via the gearbox, it is necessary to be able to change the speed ratio of the gearbox when the engine is started and when the engine is supercharged. In this case, when the engine is started, power is taken out by increasing the number of revolutions on the output side of the gearbox. However, it is necessary to change the speed ratio by the controller 14 in accordance with the control of the control valve 13 and the bypass valve 18. desirable. The supercharged engine system according to the present embodiment is configured by the above configuration.
【0020】次に上記構成の過給機付きエンジンシステ
ムの動作を説明する。エンジン始動時において本実施例
の過給機付きエンジンシステムは図1に表すように動作
する。エンジンはスタータモータ(図示せず)によって
クランキングを開始する。この時コントローラ14はモ
ータ17に回転開始の信号をだすと同時にアクチュエー
タ24に信号を送り、コントロール弁13を切り替えて
吸気管8への空気流路を閉じエアアシストインジェクタ
15の燃料を噴射するノズルの周囲に設けられたエアノ
ズルと連通しているアシストエア流路16に対して圧縮
空気を送り込む。またコントローラ14はバイパス弁1
8が全開となるようにアクチュエータ19に信号を出
す。この時、エアクリーナ7から圧縮機1を通して圧縮
された空気は、エアアシストインジェクタ15のエアノ
ズルに通ずるアシストエア流路16を通ってエアノズル
から噴出し、同エアアシストインジェクタ15から噴射
される燃料と共に吸気管8もしくはシリンダ9内に直接
噴射される。圧縮空気と燃料が同時に噴射されることに
より燃料が微粒化され、かつ燃料が吸気管8内壁に付着
することなくシリンダ9に流入する。また、シリンダ9
内に混合気が流入する際に渦が発生することも考えられ
る。この燃料の微粒化及び渦の発生によって始動性の向
上および排気ガスの浄化が可能となる。Next, the operation of the engine system with a supercharger having the above configuration will be described. When the engine is started, the supercharged engine system of this embodiment operates as shown in FIG. The engine starts cranking with a starter motor (not shown). At this time, the controller 14 sends a signal to the motor 17 to start rotation and simultaneously sends a signal to the actuator 24, switches the control valve 13, closes the air flow path to the intake pipe 8 and closes the nozzle of the air-assist injector 15 for injecting fuel. Compressed air is sent into an assist air flow path 16 communicating with an air nozzle provided around. The controller 14 is a bypass valve 1
A signal is sent to the actuator 19 so that 8 is fully opened. At this time, the air compressed from the air cleaner 7 through the compressor 1 is ejected from the air nozzle through an assist air flow path 16 leading to the air nozzle of the air assist injector 15, and the fuel is injected from the air assist injector 15 together with the fuel injected from the air assist injector 15. 8 or directly into the cylinder 9. The fuel is atomized by the simultaneous injection of the compressed air and the fuel, and the fuel flows into the cylinder 9 without adhering to the inner wall of the intake pipe 8. In addition, cylinder 9
It is conceivable that a vortex is generated when the air-fuel mixture flows into the inside. Due to the atomization of the fuel and the generation of eddies, the startability can be improved and the exhaust gas can be purified.
【0021】図2はエンジンが暖気運転を終了した後の
状態を示し、圧縮機1によって圧縮された空気をシリン
ダ9内に送り込む場合である。この場合はエアアシスト
インジェクタ15は圧縮空気を噴出しておらず、燃料用
流路53から供給される燃料のみを噴射している。モー
タ17は回転しており、コントローラ14はアクチュエ
ータ24に信号を送り、コントロール弁13を切り替え
て吸気管8に圧縮空気が流入するようにし、またバイパ
ス弁18を全閉となるようにアクチュエータ19に信号
を出す。この時、エアクリーナ7を通り圧縮機1で圧縮
された空気は、圧縮機通路11から吸気管8内およびバ
イパス流路12に送りこまれる。しかしバイパス流路1
2内のバイパス弁18は全閉となっているため、圧縮機
1によって圧縮された空気は圧縮機1の上流側には戻ら
ず、圧縮空気は吸気管8のみに流れ、エンジンを過給す
る。この時バイパス弁18が開いていると、圧縮空気は
圧縮機1上流側に戻ってしまうため、吸気管8内の過給
圧は上昇することができない。FIG. 2 shows a state after the engine has finished the warm-up operation, in which the air compressed by the compressor 1 is sent into the cylinder 9. In this case, the air assist injector 15 does not eject the compressed air, but injects only the fuel supplied from the fuel channel 53. The motor 17 is rotating, and the controller 14 sends a signal to the actuator 24 to switch the control valve 13 so that the compressed air flows into the intake pipe 8 and to the actuator 19 so that the bypass valve 18 is fully closed. Give a signal. At this time, the air compressed by the compressor 1 through the air cleaner 7 is sent from the compressor passage 11 into the intake pipe 8 and into the bypass passage 12. However, bypass channel 1
Since the bypass valve 18 inside the compressor 2 is fully closed, the air compressed by the compressor 1 does not return to the upstream side of the compressor 1 and the compressed air flows only to the intake pipe 8 to supercharge the engine. . At this time, if the bypass valve 18 is open, the compressed air returns to the upstream side of the compressor 1, so that the supercharging pressure in the intake pipe 8 cannot be increased.
【0022】また、コントロール弁13とバイパス弁1
8の開閉度をコントローラ14によって調節することに
より、圧縮機1によって圧縮した空気をシリンダ9内と
エアアシストインジェクタ15のエアノズル両方に供給
することも可能であり、その場合はシリンダ9内の圧縮
比を高めると共に、エアアシストインジェクタ15から
圧縮空気を燃料と共に噴出することができ、出力向上、
始動性の向上、排気ガスの浄化が図れる。The control valve 13 and the bypass valve 1
By adjusting the opening / closing degree of the compressor 8 by the controller 14, it is also possible to supply the air compressed by the compressor 1 to both the inside of the cylinder 9 and the air nozzle of the air assist injector 15, and in this case, the compression ratio in the cylinder 9 And the compressed air can be ejected from the air assist injector 15 together with the fuel.
The startability can be improved and the exhaust gas can be purified.
【0023】またエンジンが軽負荷である場合もしくは
スロットルバルブ20の開度が少ない場合には、コント
ローラ14がエンジンは大出力を要求されていないと判
断し、コントローラ14からの信号によってモータ17
の回転を止め、さらにバイパス弁18を全開にして、自
然吸気エンジンとして燃費低減を図る。If the engine has a light load or the opening of the throttle valve 20 is small, the controller 14 determines that the engine is not required to have a large output, and the motor 17
Is stopped, and the bypass valve 18 is fully opened to reduce fuel consumption as a naturally aspirated engine.
【0024】図3に本発明の第2の実施例である過給機
付きエンジンシステムを示す。吸気系の構造は第1の実
施例とほぼ同様であり、圧縮空気供給先がシリンダ9内
と排気エアノズル22となっている点が異なっている。
すなわち、排気管10に排気エアノズル22が設置さ
れ、前記第1の実施例においてエアアシストインジェク
タ15のエアノズルに接続されたアシストエア流路16
が前記排気エアノズル22に接続されている点が前記第
1の実施例と相違している。他の構成は前記第1の実施
例と同じであるので詳細な説明は省略する。FIG. 3 shows a supercharged engine system according to a second embodiment of the present invention. The structure of the intake system is almost the same as that of the first embodiment, except that the compressed air supply destination is inside the cylinder 9 and the exhaust air nozzle 22.
That is, an exhaust air nozzle 22 is installed in the exhaust pipe 10 and the assist air flow path 16 connected to the air nozzle of the air assist injector 15 in the first embodiment.
Is connected to the exhaust air nozzle 22 in the second embodiment. The other configuration is the same as that of the first embodiment, so that the detailed description is omitted.
【0025】本実施例においては、空気の流路は、エア
クリーナ7から圧縮機1を通ってコントロール弁13に
至る圧縮機通路11と、上流端をコントロール弁13を
介して前記圧縮機通路11に接続され下流端を前記シリ
ンダ9に接続された吸気管8と、エアクリーナ7から圧
縮機をバイパスして吸気管8に向かうバイパス流路12
と、上流端をコントロール弁13を介して前記圧縮機通
路11に接続され下流端を前記排気エアノズル22に接
続されたアシストエア流路23と、からなる。排気系に
ついては、エンジンが排気行程となったとき、排気弁2
1が開き、排気ガスは排気管10を通ってシリンダ9か
ら流出する。排気管10の中には、排気エアノズル22
が設けられている。圧縮機通路11下流端にはコントロ
ール弁13が設けられ、このコントロール弁13をコン
トローラ14の信号によって開閉するアクチュエータ2
4が設けられている。また、圧縮機1を駆動するモータ
17はコントローラ14からの信号によりオン−オフも
しくは回転数を制御され、モータ17の回転軸は圧縮機
1の回転軸と接続されている。ただし、この圧縮機1の
駆動は、エンジン回転による回転力をエンジンクランク
軸プーリから増速機を介して得てもよい。以上のような
構成によって本実施例の過給機付きエンジンシステムは
構成されている。In this embodiment, the flow path of the air passes through the compressor passage 11 from the air cleaner 7 through the compressor 1 to the control valve 13 and the upstream end through the control valve 13 to the compressor passage 11. An intake pipe 8 having a downstream end connected to the cylinder 9; and a bypass flow path 12 extending from the air cleaner 7 to the intake pipe 8 while bypassing the compressor.
And an assist air passage 23 having an upstream end connected to the compressor passage 11 via a control valve 13 and a downstream end connected to the exhaust air nozzle 22. As for the exhaust system, when the engine is in the exhaust stroke, the exhaust valve 2
1 is opened, and the exhaust gas flows out of the cylinder 9 through the exhaust pipe 10. The exhaust pipe 10 includes an exhaust air nozzle 22.
Is provided. A control valve 13 is provided at a downstream end of the compressor passage 11, and an actuator 2 that opens and closes the control valve 13 according to a signal from a controller 14.
4 are provided. The motor 17 for driving the compressor 1 is turned on or off or controlled in rotation speed by a signal from the controller 14, and the rotating shaft of the motor 17 is connected to the rotating shaft of the compressor 1. However, the driving of the compressor 1 may be performed by obtaining the torque from the engine rotation from the engine crankshaft pulley via the speed increaser. The engine system with a supercharger according to the present embodiment is configured by the above configuration.
【0026】次に上記構成の過給機付きエンジンシステ
ムの動作を説明する。エンジン始動時において本実施例
の過給機付きエンジンシステムは図3に表すように動作
する。エンジンはスタータモータ(図示せず)によって
クランキングを開始する。この時コントローラ14はモ
ータ17に回転開始の信号をだすと同時にアクチュエー
タ24に信号を送り、コントロール弁13を切り替えて
排気エアノズル22と連通しているアシストエア流路2
3に対して圧縮空気を送り込む。またコントローラ14
はバイパス弁18が全開となるようにアクチュエータ1
9に信号を出す。この時、エアクリーナ7を通り圧縮機
1で圧縮された空気は、排気エアノズル22に通ずるア
シストエア流路23を通って排気エアノズル22から噴
出し、エンジン始動時等特にエンジンおよび触媒が低温
な場合において顕著に現れる未燃焼燃料を含んだ排気ガ
スに圧縮空気を送り込むことによって、排気ガス中の未
燃焼燃料の燃焼を促し、排気ガスを浄化することができ
る。Next, the operation of the engine system with a supercharger having the above configuration will be described. When the engine is started, the supercharged engine system of this embodiment operates as shown in FIG. The engine starts cranking with a starter motor (not shown). At this time, the controller 14 sends a signal to the motor 17 to start rotation and simultaneously sends a signal to the actuator 24, and switches the control valve 13 to switch the assist air flow path 2 communicating with the exhaust air nozzle 22.
Compressed air is sent to 3. Also, the controller 14
Is the actuator 1 so that the bypass valve 18 is fully opened.
Send a signal to 9. At this time, the air compressed by the compressor 1 through the air cleaner 7 is ejected from the exhaust air nozzle 22 through the assist air flow path 23 leading to the exhaust air nozzle 22, especially when the engine and the catalyst are at low temperature such as when starting the engine. By sending the compressed air to the exhaust gas containing the unburned fuel which appears remarkably, the combustion of the unburned fuel in the exhaust gas is promoted, and the exhaust gas can be purified.
【0027】図4はエンジンが暖気運転を終了した後の
状態を示し、圧縮機1によって圧縮された空気をシリン
ダ9内に送り込む場合である。モータ17は回転してお
り、コントローラ14はアクチュエータ24に信号を送
り、コントロール弁13を切り替えて吸気管8に圧縮空
気が流入するようにし、またバイパス弁18を全閉とな
るようにアクチュエータ19に信号を出す。この時、エ
アクリーナ7を通り圧縮機1で圧縮された空気は圧縮機
通路11を経て吸気管8内およびバイパス流路12に送
りこまれる。しかしバイパス流路12内のバイパス弁1
8は全閉となっているため、圧縮機1によって圧縮され
た空気は圧縮機1の上流側には戻らず、圧縮空気は吸気
管8のみに流れ、エンジンを過給する。この時バイパス
弁18が開いていると、圧縮空気は圧縮機1上流側に戻
ってしまうため、吸気管8内の過給圧は上昇することが
できない。FIG. 4 shows a state after the engine has finished the warm-up operation, in which the air compressed by the compressor 1 is fed into the cylinder 9. The motor 17 is rotating, and the controller 14 sends a signal to the actuator 24 to switch the control valve 13 so that the compressed air flows into the intake pipe 8 and to the actuator 19 so that the bypass valve 18 is fully closed. Give a signal. At this time, the air compressed by the compressor 1 through the air cleaner 7 is sent through the compressor passage 11 into the intake pipe 8 and the bypass passage 12. However, the bypass valve 1 in the bypass passage 12
8 is fully closed, the air compressed by the compressor 1 does not return to the upstream side of the compressor 1, and the compressed air flows only through the intake pipe 8 to supercharge the engine. At this time, if the bypass valve 18 is open, the compressed air returns to the upstream side of the compressor 1, so that the supercharging pressure in the intake pipe 8 cannot be increased.
【0028】また、コントロール弁13とバイパス弁1
8の開閉度をコントローラ14によって調節することに
より、圧縮機1によって圧縮した空気をシリンダ9内と
排気エアノズル22の両方に供給することも可能であ
り、その場合はシリンダ内の圧縮比を高めて出力を向上
できると共に、排気ガスの浄化が図れる。The control valve 13 and the bypass valve 1
The air compressed by the compressor 1 can be supplied to both the cylinder 9 and the exhaust air nozzle 22 by adjusting the opening / closing degree of the controller 8 by the controller 14. In this case, the compression ratio in the cylinder is increased. Output can be improved and exhaust gas can be purified.
【0029】またエンジンが軽負荷である場合もしくは
スロットルバルブ20の開度が少ない場合には、コント
ローラ14がエンジンは大出力を要求されていないと判
断し、コントローラ14からの信号によってモータ17
の回転を止め、さらにバイパス弁18を全開にして、自
然吸気エンジンとして燃費低減を図る。When the engine has a light load or the opening of the throttle valve 20 is small, the controller 14 determines that the engine is not required to have a large output, and the motor 17
Is stopped, and the bypass valve 18 is fully opened to reduce fuel consumption as a naturally aspirated engine.
【0030】第1及び第2の実施例に用いる圧縮機1を
駆動する駆動源は、モータ17によってもエンジンクラ
ンク軸プーリから増速機を介して得てもよいが、エンジ
ンを始動するスタータモータを圧縮機1を駆動する動力
源とし、スタータモータと圧縮機を一体化すれば、新た
にモータをとりつける必要がなくなり、エンジンルーム
内のスペース確保、軽量化、低コスト化を図ることがで
きる。The driving source for driving the compressor 1 used in the first and second embodiments may be obtained from the engine crankshaft pulley via a speed increaser by a motor 17 or a starter motor for starting the engine. Is used as a power source for driving the compressor 1, and the starter motor and the compressor are integrated, so that it is not necessary to newly install a motor, and it is possible to secure space in the engine room, reduce the weight, and reduce the cost.
【0031】図5に、圧縮機1と圧縮機を駆動するスタ
ータモータとを一体化したスタータ・スーパーチャージ
ャーの構造の例を示す。図示のスタータ・スーパーチャ
ージャーは、エンジンのリングギヤ(図示せず)に噛み
込むワンウェイクラッチ102と、該ワンウェイクラッ
チ102と一体化したピニオンギヤ101と、このピニ
オンギヤ101を始動時にエンジンのリングギヤと噛み
合わせるためにシフトレバー109を介してピニオンギ
ヤ101をコントローラ(図示せず)の指令信号によっ
て前方に押し出すソレノイド108と、ピニオンギヤ1
01の同軸上に配置された遊星歯車減速機103、圧縮
機1のロータ軸105、ブラシ106をもつDCモータ
17Aと、DCモータ17Aで駆動される圧縮機1と、
前記コントローラ(図示せず)の指令信号によって、モ
ータへの電流をオン−オフするマグネットスイッチ10
7と、を含んで構成されている。FIG. 5 shows an example of the structure of a starter / supercharger in which the compressor 1 and a starter motor for driving the compressor are integrated. The illustrated starter / supercharger includes a one-way clutch 102 that meshes with a ring gear (not shown) of the engine, a pinion gear 101 integrated with the one-way clutch 102, and a gear that meshes the pinion gear 101 with the ring gear of the engine at startup. A solenoid 108 that pushes the pinion gear 101 forward by a command signal from a controller (not shown) via a shift lever 109, and a pinion gear 1
01, a coaxially arranged planetary gear reducer 103, a DC motor 17A having a rotor shaft 105 of the compressor 1 and a brush 106, and the compressor 1 driven by the DC motor 17A.
A magnet switch 10 for turning on / off the current to the motor according to a command signal from the controller (not shown).
7 are included.
【0032】次に上記構成のスタータ・スーパーチャー
ジャーを前記第1、第2の実施例の圧縮機として用いた
場合の動作について説明する。運転席のキースイッチ
(図示せず)を運転者がオンにすると、コントローラは
ソレノイド108へ電流信号を送り、ソレノイド108
に電流を流すことによってシフトレバー109を介して
ピニオンギヤ101が前方(図上、右方)に押し出さ
れ、エンジンのリングギヤと噛み合う。ピニオンギヤ1
01が前方に押し出された後、コントローラはマグネッ
トスイッチ107に信号を送り、DCモータ17Aに電
流を流して回転させる。この時回転力はDCモータ17
Aから圧縮機1のロータ軸105に伝わり、圧縮機を回
転させると共に遊星歯車減速機103でトルクを増大さ
せてピニオンギヤ101に伝わり、エンジンをクランキ
ングする。この時、圧縮機で圧縮された空気は、第1の
実施例ではエアアシストインジェクタ15のエアノズル
に送られ、第2の実施例では排気エアノズル22に送ら
れる。またコントロール弁13、バイパス弁18の開度
を調節することにより、エアアシストインジェクタ15
のエアノズルとシリンダ9、排気エアノズル22とシリ
ンダ9へ、同時に圧縮した空気を送ることも可能であ
る。Next, the operation when the starter / supercharger having the above configuration is used as the compressor of the first and second embodiments will be described. When the driver turns on a key switch (not shown) in the driver's seat, the controller sends a current signal to the solenoid 108 and the solenoid 108
, The pinion gear 101 is pushed forward (to the right in the drawing) via the shift lever 109 and meshes with the ring gear of the engine. Pinion gear 1
After 01 is pushed forward, the controller sends a signal to the magnet switch 107 to supply a current to the DC motor 17A to rotate it. At this time, the rotational force is controlled by the DC motor 17.
From A, it is transmitted to the rotor shaft 105 of the compressor 1, rotates the compressor and increases the torque by the planetary gear reducer 103 to be transmitted to the pinion gear 101 to crank the engine. At this time, the air compressed by the compressor is sent to the air nozzle of the air assist injector 15 in the first embodiment, and is sent to the exhaust air nozzle 22 in the second embodiment. By adjusting the opening of the control valve 13 and the bypass valve 18, the air assist injector 15
Compressed air can be simultaneously sent to the air nozzle and the cylinder 9 and the exhaust air nozzle 22 and the cylinder 9.
【0033】運転席のキースイッチ(図示せず)を運転
者がオフにするとコントローラはソレノイド108の電
流をカットし、ピニオンギヤ101をエンジンのリング
ギヤから切り離すことによってエンジンのクランキング
を終了する。エンジン始動後はDCモータ17Aは回転
しており、圧縮された空気は、エアアシストインジェク
タ15、もしくは排気エアノズル22へ送り出されてい
る。数分後、エンジンの暖気運転が終了した時は、エン
ジン、触媒は暖まっているので、コントロール弁13、
バイパス弁18の開度を調節することにより、エアアシ
ストインジェクタ15、排気エアノズル22への空気の
供給を停止する。この時エンジンが大出力を必要とする
ときはコントローラが判断し、指令信号をマグネットス
イッチ107、コントロール弁13(アクチュエータ2
4)及びバイパス弁18(アクチュエータ19)に送っ
て各弁の開度を調節し、シリンダ9へ空気を送り込んで
やり、過給する。またエンジンが大出力を必要としない
場合はコントローラからの指令信号により、マグネット
スイッチ107をオフにしてDCモータ17Aへの電流
を遮断してスタータ・スーパーチャージャーを停止す
る。When the driver turns off a key switch (not shown) in the driver's seat, the controller cuts off the current of the solenoid 108 and terminates the cranking of the engine by disconnecting the pinion gear 101 from the ring gear of the engine. After the start of the engine, the DC motor 17A is rotating, and the compressed air is sent to the air assist injector 15 or the exhaust air nozzle 22. A few minutes later, when the warm-up operation of the engine is completed, the engine and the catalyst are warmed up.
By adjusting the opening of the bypass valve 18, the supply of air to the air assist injector 15 and the exhaust air nozzle 22 is stopped. At this time, when the engine needs a large output, the controller determines and outputs a command signal to the magnet switch 107, the control valve 13 (the actuator 2).
4) and send to the bypass valve 18 (actuator 19) to adjust the opening degree of each valve, and send air to the cylinder 9 for supercharging. When the engine does not require a large output, the magnet switch 107 is turned off by a command signal from the controller to cut off the current to the DC motor 17A to stop the starter / supercharger.
【0034】このようにスタータモータと圧縮機1を一
体化することによって、小型軽量化、低コスト化を図る
ことができる。By integrating the starter motor and the compressor 1 in this manner, it is possible to reduce the size, weight, and cost.
【0035】[0035]
【発明の効果】本発明によれば、エンジン過給用の圧縮
機の回転数を高めることができ、そのためエンジン過給
用の圧縮機1台でエンジン過給用の圧縮空気と、エアア
シストインジェクタおよびまたは排気エアノズルにおく
る圧縮空気をエンジン回転数に関わらず同時に得ること
ができ、省スペース、低コストを図ることができる。According to the present invention, it is possible to increase the rotation speed of the compressor for supercharging the engine. Therefore, the compressor for supercharging the engine can be provided with the compressed air for supercharging the engine and the air assist injector. And / or compressed air coming to the exhaust air nozzle can be obtained simultaneously irrespective of the engine speed, so that space saving and cost reduction can be achieved.
【0036】また、エンジンを始動するときに動作する
スタータモータを動力源として圧縮機を駆動し、スター
タモータと圧縮機を一体化することにより、新たにモー
タをとりつける必要がなくなり、さらなるエンジンルー
ム内の省スペース、低コスト化を図ることができる。Further, by driving the compressor by using a starter motor that operates when starting the engine as a power source and integrating the starter motor and the compressor, it is not necessary to newly install a motor, so that it is possible to further improve the engine room. Space saving and cost reduction can be achieved.
【図1】本発明の第1の実施例の始動時の状態を表す概
念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing a state at the time of starting according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施例の暖気運転終了時の状態
を表す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a state at the end of a warm-up operation according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第2の実施例の始動時の状態を表す概
念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing a state at the time of starting according to a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第2の実施例の暖気運転終了時の状態
を表す概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a state at the end of a warm-up operation according to a second embodiment of the present invention.
【図5】本発明の過給機付きエンジンシステムに用いる
スタータ・スーパーチャージャーの構造の例を示す断面
図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of the structure of a starter / supercharger used in the supercharged engine system of the present invention.
1 圧縮機 2 エンジンクラン
ク軸 7 エアクリーナ 8 吸気管 9 シリンダ 10 排気管 11 圧縮機通路 12 バイパス流路 13 コントロール弁 14 コントローラ 15 エアアシストインジェクタ 16 アシストエア
流路 17 モータ 17A DCモータ 18 バイパス弁 19 アクチュエー
タ 20 スロットルバルブ 21 排気弁 22 排気エアノズル 23 アシストエア
流路 24 アクチュエータ 26 吸気弁 51 燃料タンク 52 燃料用ポンプ 53 燃料用流路 101 ピニオンギ
ヤ 102 ワンウェイクラッチ 103 遊星歯車減
速機 105 ロータ軸 106 ブラシ 107 マグネットスイッチ 108 ソレノイド 109 シフトレバーDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor 2 Engine crankshaft 7 Air cleaner 8 Intake pipe 9 Cylinder 10 Exhaust pipe 11 Compressor passage 12 Bypass passage 13 Control valve 14 Controller 15 Air assist injector 16 Assist air passage 17 Motor 17A DC motor 18 Bypass valve 19 Actuator 20 Throttle valve 21 Exhaust valve 22 Exhaust air nozzle 23 Assist air flow path 24 Actuator 26 Intake valve 51 Fuel tank 52 Fuel pump 53 Fuel flow path 101 Pinion gear 102 One-way clutch 103 Planetary gear reducer 105 Rotor shaft 106 Brush 107 Magnet switch 108 Solenoid 109 shift lever
フロントページの続き (72)発明者 桃野 正吉 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所 自動車機器事業 部内 (56)参考文献 特開 昭58−51213(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02B 33/00 - 39/10 F02D 23/00 F02M 51/02 F02M 69/00 F02M 69/04 Continuation of the front page (72) Inventor Masayoshi Momono 2520 Oji Takaba, Hitachinaka City, Ibaraki Pref. Hitachi, Ltd. Automotive Equipment Division (56) References JP-A-58-51213 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F02B 33/00-39/10 F02D 23/00 F02M 51/02 F02M 69/00 F02M 69/04
Claims (7)
射するエアノズルを設けたエアアシストインジェクタ
と、噴射された燃料を燃焼させるシリンダと、該シリン
ダで駆動されるエンジンクランク軸に結合されたピスト
ンと、前記エンジンクランク軸に結合されその回転を増
速して取り出す増速機もしくは始動時に作動するモータ
と、該モータもしくは前記増速機によって駆動される圧
縮機と、エアクリーナ出口を前記圧縮機を介して前記シ
リンダと連通する空気流路と、該空気流路の圧縮機上流
側と圧縮機下流側を信号によって開度を調節できるバイ
パス弁を介して連通するバイパス流路と、圧縮機下流側
でかつ前記バイパス流路接続点の上流側の前記空気流路
に分岐して設けられ該空気流路と前記エアノズルを連通
するアシストエア流路と、該アシストエア流路の分岐点
に設けられて前記エアノズルへの空気流量と前記シリン
ダへの空気流量を調節するコントロール弁と、を有して
なる過給機付きエンジンシステムにおいて、 エンジン始動直後は、前記バイパス弁と前記コントロー
ル弁を作動させて前記圧縮機によって圧縮された空気を
前記アシストエア流路を通して前記エアノズルから吹き
出させ、エンジン始動後で暖気運転が終了した後には再
度前記バイパス弁と前記コントロール弁を作動させて前
記圧縮機によって圧縮された空気をシリンダへ送り出す
ように制御する制御手段を設けたことを特徴とする過給
機付きエンジンシステム。An air assist injector having an air nozzle for injecting air around a fuel injection nozzle, a cylinder for burning the injected fuel, and a piston coupled to an engine crankshaft driven by the cylinder A motor that is coupled to the engine crankshaft to take out the rotation thereof at an increased speed or a motor that operates at the time of starting; a compressor driven by the motor or the gearbox; and an air cleaner outlet connected to the compressor. An air flow path communicating with the cylinder through the air flow path; a bypass flow path communicating through a bypass valve capable of adjusting an opening degree of the air flow path between a compressor upstream side and a compressor downstream side by a signal; and a compressor downstream side. And an assist air flow path branched from the air flow path on the upstream side of the bypass flow path connection point and communicating the air flow path with the air nozzle. And a control valve provided at a branch point of the assist air flow path to adjust an air flow rate to the air nozzle and an air flow rate to the cylinder. By operating the bypass valve and the control valve to blow out the air compressed by the compressor from the air nozzle through the assist air flow path, after the engine is started and after the warm-up operation is completed, the bypass valve and the An engine system with a supercharger, further comprising control means for operating the control valve so as to send out the air compressed by the compressor to a cylinder.
内に設けられた排気エアノズルと、前記シリンダで駆動
されるエンジンクランク軸に結合されその回転を増速し
て取り出す増速機もしくは始動時に作動するモータと、
該モータもしくは前記増速機によって駆動される圧縮機
と、エアクリーナ出口を前記圧縮機を介して前記シリン
ダと連通する空気流路と、該空気流路の圧縮機上流側と
圧縮機下流側を信号によって開度を調節できるバイパス
弁を介して連通するバイパス流路と、圧縮機下流側でか
つ前記バイパス流路接続点の上流側の前記空気流路に分
岐して設けられ該空気流路と前記排気エアノズルを連通
するアシストエア流路と、該アシストエア流路の分岐点
に設けられて前記排気エアノズルへの空気流量と前記シ
リンダへの空気流量を調節するコントロール弁と、を有
してなる過給機付きエンジンシステムにおいて、 始動時直後は、前記バイパス弁と前記コントロール弁を
作動させて前記圧縮機で圧縮された空気を前記排気エア
ノズルから吹き出させ、エンジン始動後で暖気運転が終
了した後には再度前記バイパス弁と前記コントロール弁
を作動させて前記圧縮機によって圧縮された空気を前記
シリンダへ送り出すように制御する制御手段を設けたこ
とを特徴とする過給機付きエンジンシステム。2. An exhaust air nozzle provided in an exhaust pipe through which exhaust gas flows out of a cylinder, and a speed-up gear coupled to an engine crankshaft driven by the cylinder to increase the speed of rotation and operate at startup. Motor and
A compressor driven by the motor or the gearbox; an air passage communicating an air cleaner outlet with the cylinder through the compressor; and a signal upstream of the compressor and downstream of the compressor in the air passage. A bypass flow path that communicates via a bypass valve whose opening can be adjusted by a bypass valve, and the air flow path provided on the compressor downstream side and branched to the air flow path upstream of the bypass flow path connection point. An assist air flow passage communicating with the exhaust air nozzle, and a control valve provided at a branch point of the assist air flow passage for adjusting an air flow rate to the exhaust air nozzle and an air flow rate to the cylinder. In the engine system with a feeder, immediately after the start, the bypass valve and the control valve are operated to blow out the air compressed by the compressor from the exhaust air nozzle, Control means is provided for controlling the bypass valve and the control valve to operate again to send out the air compressed by the compressor to the cylinder after the warm-up operation is completed after the engine is started. Engine system with supercharger.
ンを始動するスタータモータであることを特徴とする請
求項1または2に記載の過給機付きエンジンシステム。3. The supercharged engine system according to claim 1, wherein the motor that operates at the time of starting is a starter motor that starts an engine.
射するエアノズルを設けたエアアシストインジェクタ
と、噴射された燃料が燃焼するシリンダと、吸入した空
気を圧縮し、圧縮した空気を下流端が前記シリンダに接
続された空気流路に吐出する圧縮機と、を有してなる過
給機付きエンジンシステムにおいて、 前記空気流路に分岐して設けられ下流端を前記エアノズ
ルに接続したアシストエア流路と、該アシストエア流路
と空気流路の分岐点に設けられ両者への圧縮空気流量を
調節するコントロール弁と、該コントロール弁の開度を
制御する制御手段とを含んでなり、前記コントロール弁
は前記アシストエア流路への空気流量をゼロとすること
が可能なように構成されていることを特徴とする過給機
付きエンジンシステム。4. An air-assisted injector having an air nozzle for injecting air around a nozzle for injecting fuel, a cylinder for burning the injected fuel, a compressor for compressing the intake air, and a downstream end for compressing the compressed air. An engine system with a supercharger, comprising: a compressor that discharges air into an air flow path connected to the cylinder; an assist air flow that is branched from the air flow path and has a downstream end connected to the air nozzle. and road, comprises a control valve for regulating the compressed air flow to the provided both at the branch point of the assist air passage and the air passage, and control means for controlling the opening of said control valve, said control valve
Is to set the air flow rate to the assist air flow path to zero
An engine system with a supercharger, characterized in that it is configured to be able to perform the following .
と、該シリンダに接続して設けられ生成された排気ガス
を排出する排気管と、該排気管に設置されて圧縮空気を
排気ガス中に噴射する排気エアノズルと、吸入した空気
を圧縮し、圧縮した空気を下流端が前記シリンダに接続
された空気流路に吐出する圧縮機と、を有してなる過給
機付きエンジンシステムにおいて、 前記空気流路に分岐して設けられ下流端を前記排気エア
ノズルに接続したアシストエア流路と、該アシストエア
流路と空気流路の分岐点に設けられ両者への圧縮空気流
量を調節するコントロール弁と、該コントロール弁の開
度を制御する制御手段とを含んでなることを特徴とする
過給機付きエンジンシステム。5. A cylinder for burning supplied fuel, an exhaust pipe connected to the cylinder for discharging generated exhaust gas, and a compressed air installed in the exhaust pipe for injecting compressed air into the exhaust gas. An exhaust air nozzle, and a compressor that compresses the sucked air and discharges the compressed air to an air passage whose downstream end is connected to the cylinder. An assist air flow path branching into a flow path and having a downstream end connected to the exhaust air nozzle; and a control valve provided at a branch point between the assist air flow path and the air flow path to adjust a flow rate of compressed air to both the air flow path and the air flow path. And control means for controlling the opening of the control valve.
動直後の状態か、暖気運転終了状態か、大出力を要求さ
れている状態かを判定する手段と、判定した状態に応じ
てコントロール弁の開度を予め定められた開度に制御す
るものであることを特徴とする請求項4または5に記載
の過給機付きエンジンシステム。6. The control means determines at least whether the engine is in a state immediately after starting, a state in which a warm-up operation is completed, or a state in which a large output is required, and an opening of the control valve according to the determined state. The engine system with a supercharger according to claim 4 or 5, wherein the degree is controlled to a predetermined opening degree.
ランク軸に結合され該クランク軸から動力を取り出す増
速機を駆動源とするものであり、該増速機は一方の速比
は回転数を増加させるものであるすくなくとも2段階の
速比でクランク軸から動力を取り出しものであることを
特徴とする請求項4乃至6のいずれかに記載の過給機付
きエンジンシステム。7. A compressor is connected to a crankshaft driven by the cylinder and uses a gearbox that takes out power from the crankshaft as a drive source. The engine system with a supercharger according to any one of claims 4 to 6, wherein power is taken out from the crankshaft at least in two speed ratios to increase the number.
Priority Applications (1)
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JP13546796A JP3243710B2 (en) | 1996-05-29 | 1996-05-29 | Engine system with turbocharger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13546796A JP3243710B2 (en) | 1996-05-29 | 1996-05-29 | Engine system with turbocharger |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH09317484A JPH09317484A (en) | 1997-12-09 |
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JP13546796A Expired - Fee Related JP3243710B2 (en) | 1996-05-29 | 1996-05-29 | Engine system with turbocharger |
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JP (1) | JP3243710B2 (en) |
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JP4506297B2 (en) * | 2004-06-14 | 2010-07-21 | トヨタ自動車株式会社 | Reducing agent addition device |
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- 1996-05-29 JP JP13546796A patent/JP3243710B2/en not_active Expired - Fee Related
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