JP5527793B2 - Compressed air supply device for internal combustion engine - Google Patents

Compressed air supply device for internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP5527793B2
JP5527793B2 JP2009138051A JP2009138051A JP5527793B2 JP 5527793 B2 JP5527793 B2 JP 5527793B2 JP 2009138051 A JP2009138051 A JP 2009138051A JP 2009138051 A JP2009138051 A JP 2009138051A JP 5527793 B2 JP5527793 B2 JP 5527793B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compressed air
butterfly valve
combustion engine
internal combustion
valve
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009138051A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010285874A (en
Inventor
幸浩 辻
博文 安井
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.)
Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino 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 Hino Motors Ltd filed Critical Hino Motors Ltd
Priority to JP2009138051A priority Critical patent/JP5527793B2/en
Publication of JP2010285874A publication Critical patent/JP2010285874A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5527793B2 publication Critical patent/JP5527793B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Supercharger (AREA)

Description

本発明は、内燃機関に関し、より詳しくは内燃機関の圧縮空気供給装置に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine, and more particularly to a compressed air supply device for an internal combustion engine.

従来、内燃機関の搭載された車両において、例えば発進時等の過渡時におけるエンジン性能の悪化を改善するために、例えば特許文献１では、圧縮空気を蓄圧タンクに貯留し、この貯留した高圧の圧縮空気をターボ過給機のタービンに供給することによって、タービンの駆動をアシストするようにしている。   Conventionally, in a vehicle equipped with an internal combustion engine, for example, in Patent Document 1, compressed air is stored in a pressure accumulating tank and the stored high-pressure compression is performed in order to improve deterioration of engine performance during a transition such as starting. By supplying air to the turbine of the turbocharger, the driving of the turbine is assisted.

また、クノールブレムゼ社においては、ＰＢＳ（Ｐｎｅｕｍａｔｉｃ Ｂｏｏｓｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）と称するシステムが提案されており、このものは、車両に備えられる蓄圧タンクに貯留される高圧の圧縮空気を、ターボ過給機の過給を期待することができない極低速域などにおいてエンジンの吸気系に導入して過給を補うことでトルクを増大させ、車両の発進性、加速性などを改善しようとするものである。   In addition, Knorr-Bremse has proposed a system called PBS (Pneumatic Boosting System), which uses high-pressure compressed air stored in a pressure accumulating tank provided in a vehicle to supercharge a turbocharger. It is intended to improve vehicle startability, acceleration, etc. by increasing torque by introducing it into the intake system of an engine to compensate for supercharging in extremely low speed regions where it cannot be expected.

これらの技術は、車両の燃費改善と軽量化を実現するためのエンジンダウンサイジングによる低速トルク不足を解消するための技術である。   These technologies are technologies for solving a shortage of low-speed torque due to engine downsizing for realizing improvement in vehicle fuel efficiency and weight reduction.

特開２００２−１６１７５１号公報JP 2002-161751 A

ところで、上述したＰＢＳは、高圧の圧縮空気をエンジンの燃焼室に直接的に供給することができる構成であるため、比較的効率良く過給を補うことができる技術として期待されるものであるが、圧縮空気を効率良く内燃機関の燃焼室まで導くことが必要とされる関係上、圧縮空気の供給部（供給ノズル）から内燃機関の燃焼室までの経路以外の吸気通路への圧縮空気の漏洩を抑制するための（デッドボリュームを縮小するための）バタフライバルブ等が備えられると共に、図１０に示したように、かかるバタフライバルブを駆動するための電動式アクチュエータ等が備えられ、比較的構成が複雑化すると共にコストが嵩むといった実情がある。
なお、このような電動式の駆動アクチュエータ等に関する実情は、特許文献１に記載の技術においても同様に存在する。 By the way, the above-described PBS has a configuration capable of directly supplying high-pressure compressed air to the combustion chamber of the engine, and thus is expected as a technology that can supplement supercharging relatively efficiently. The compressed air leaks to the intake passage other than the path from the compressed air supply section (supply nozzle) to the combustion chamber of the internal combustion engine because of the need to efficiently guide the compressed air to the combustion chamber of the internal combustion engine. Is provided with a butterfly valve or the like (to reduce dead volume), and an electric actuator or the like for driving the butterfly valve as shown in FIG. There is a situation that it is complicated and cost increases.
In addition, the actual situation regarding such an electric drive actuator and the like similarly exists in the technique described in Patent Document 1.

本発明は、かかる実情に鑑みなされたもので、簡単かつ安価な構成でありながら、蓄圧タンクに貯留されている高圧の圧縮空気を内燃機関の吸気通路延いては燃焼室に効率良く供給することができる内燃機関の圧縮空気供給装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and efficiently supplies high-pressure compressed air stored in a pressure accumulating tank to an intake passage of an internal combustion engine and to a combustion chamber while having a simple and inexpensive configuration. An object of the present invention is to provide a compressed air supply device for an internal combustion engine capable of performing

このため、本発明に係る内燃機関の圧縮空気供給装置は、
蓄圧タンクに貯留された圧縮空気を、所定の運転状態において内燃機関の吸気通路に供給する圧縮空気供給装置であって、
前記吸気通路に臨んで開口される圧縮空気の供給部より吸気上流側において当該吸気通路に介装される遮断弁を備え、圧縮空気を該吸気通路に供給する際に、前記遮断弁により、当該遮断弁の吸気上流側と、内燃機関の燃焼室側と、を遮断するように構成すると共に、
当該遮断弁の開閉動作の駆動源として、圧縮空気の高圧を利用する一方、
前記遮断弁がバタフライバルブであり、当該バタフライバルブに向けて圧縮空気を噴射した際の噴射圧力により該バタフライバルブを開閉動作させることを特徴とする。
For this reason, the compressed air supply device for an internal combustion engine according to the present invention includes:
A compressed air supply device that supplies compressed air stored in an accumulator tank to an intake passage of an internal combustion engine in a predetermined operation state,
A shut-off valve interposed in the intake passage on the upstream side of the intake air from the compressed air supply portion that faces the intake passage, and when the compressed air is supplied to the intake passage, While configured to shut off the intake upstream side of the shutoff valve and the combustion chamber side of the internal combustion engine,
While using the high pressure of compressed air as a drive source for the opening and closing operation of the shut-off valve ,
The shut-off valve is a butterfly valve, and the butterfly valve is opened and closed by an injection pressure when compressed air is injected toward the butterfly valve .

本発明において、圧縮空気の噴射を停止した際に、前記バタフライバルブが原位置方向に回動するように、前記バタフライバルブの回動軸が、吸気通路の中心に対してオフセットされていることを特徴とすることができる。   In the present invention, the rotation axis of the butterfly valve is offset with respect to the center of the intake passage so that the butterfly valve rotates in the original position direction when the injection of compressed air is stopped. Can be a feature.

本発明において、圧縮空気の噴射ノズルの噴射開口面が、吸入空気の流れ方向上流側を臨まないように調整されたことを特徴とすることができる。   In the present invention, the jet opening surface of the jet nozzle for compressed air may be adjusted so as not to face the upstream side in the flow direction of the intake air.

本発明において、前記バタフライバルブの回動軸廻りに、前記バタフライバルブとは別に、噴射された圧縮空気の噴射圧力の作用を受ける少なくとも１つの翼が配設されたことを特徴とすることができる。   The present invention may be characterized in that at least one blade that receives the action of the injection pressure of the injected compressed air is disposed around the rotation axis of the butterfly valve, separately from the butterfly valve. .

本発明によれば、簡単かつ安価な構成でありながら、蓄圧タンクに貯留されている圧縮空気を内燃機関の吸気通路延いては燃焼室に効率良く供給することができる内燃機関の圧縮空気供給装置を提供することができる。   According to the present invention, a compressed air supply device for an internal combustion engine capable of efficiently supplying the compressed air stored in the pressure accumulating tank to the intake passage and the combustion chamber of the internal combustion engine while having a simple and inexpensive configuration. Can be provided.

本発明の一実施の形態に係る内燃機関の全体構成を概略的に示した図である。1 is a diagram schematically showing an overall configuration of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. 実施例１の圧縮空気導入部の構造を説明する図である（作動前：バタフライバルブの開弁時を示している）。It is a figure explaining the structure of the compressed air introduction part of Example 1 (before operation | movement: the time of valve opening of a butterfly valve is shown). 実施例１の圧縮空気導入部の構造を説明する図である（作動中：圧縮空気噴射供給開始によりバタフライバルブが閉弁状態へ移行する様子を示している）。It is a figure explaining the structure of the compressed air introduction part of Example 1 (in operation | movement: The mode that a butterfly valve transfers to a valve closing state by the start of compressed air injection supply is shown). 実施例１の圧縮空気導入部の構造を説明する図である（作動後：圧縮空気噴射供給停止によりバタフライバルブが開弁状態に復帰する様子を示している）。It is a figure explaining the structure of the compressed air introduction part of Example 1 (after an action | operation: The mode that a butterfly valve returns to a valve opening state by a compressed air injection supply stop is shown). 実施例２のバタフライバルブの回動軸の軸受部の構造を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the bearing part of the rotating shaft of the butterfly valve of Example 2. FIG. 実施例３の圧縮空気導入部の構造を説明する図である（作動前：バタフライバルブの開弁時を示している）。It is a figure explaining the structure of the compressed air introduction part of Example 3 (before operation | movement: the time of valve opening of a butterfly valve is shown). 実施例３の圧縮空気導入部の構造を説明する図である（作動中：圧縮空気噴射供給開始によりバタフライバルブが閉弁状態へ移行する様子を示している）。It is a figure explaining the structure of the compressed air introduction part of Example 3 (During operation | movement: The mode that a butterfly valve transfers to a valve closing state by the start of compressed air injection supply is shown). 実施例３の圧縮空気導入部の構造を説明する図である（作動後：圧縮空気噴射供給停止によりバタフライバルブが開弁状態に復帰する様子を示している）。It is a figure explaining the structure of the compressed air introducing | transducing part of Example 3 (after operation | movement: The mode that a butterfly valve returns to a valve-opening state by compressed air injection supply stop is shown). （Ａ）は実施例４のエアシリンダを用いてバタフライバルブを開閉動作する構成の一例を示した図（吸気下流側から見た図）であり、（Ｂ）は（Ａ）の側面図である。(A) is the figure (figure seen from the intake downstream side) which showed an example of the structure which opens and closes a butterfly valve using the air cylinder of Example 4, (B) is a side view of (A). . 従来の電気モータドライブによるバタフライバルブの構造の一例を示す図（吸気下流側から見た図）である。It is a figure which shows an example of the structure of the butterfly valve by the conventional electric motor drive (figure seen from the intake downstream side).

以下、本発明の実施の形態に係る内燃機関の圧縮空気供給装置について、添付の図面に従って説明する。   Hereinafter, a compressed air supply device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

本実施の形態では、内燃機関の一例として、例えばディーゼル燃焼機関とすることができるが、これに限定されるものではなく、ガソリンその他の物質を燃料とする内燃機関とすることができる。   In this embodiment, as an example of the internal combustion engine, for example, a diesel combustion engine can be used. However, the present invention is not limited to this, and an internal combustion engine using gasoline or other substances as fuel can be used.

図１に示すように、内燃機関１の排気通路２にはターボ過給機３が介装され、排気通路２に臨んで配設される排気タービン（図示せず）を排気エネルギにより回転駆動することにより、吸気通路４に臨んで配設されているコンプレッサインペラ（図示せず）を回転駆動して過給を行うようになっている。   As shown in FIG. 1, a turbocharger 3 is interposed in the exhaust passage 2 of the internal combustion engine 1, and an exhaust turbine (not shown) disposed facing the exhaust passage 2 is rotationally driven by exhaust energy. As a result, a compressor impeller (not shown) disposed facing the intake passage 4 is rotationally driven to perform supercharging.

また、本実施の形態では、所定に昇圧された圧縮空気を蓄圧タンク５に貯留しておくことができるシステムが備えられている。例えば、エアブレーキ、エアサスペンション等に用いられる圧縮空気の蓄圧システムを利用することができる。   Moreover, in this Embodiment, the system which can store the compressed air pressure | voltage-risen by predetermined pressure in the pressure accumulation tank 5 is provided. For example, a compressed air pressure accumulation system used for an air brake, an air suspension, or the like can be used.

そして、本実施の形態に係る内燃機関１の吸気通路４に介装されるインタークーラー６の下流側には、蓄圧タンク５からの圧縮空気供給通路５Ａが接続される圧縮空気導入部１０が介装されている。なお、圧縮空気供給通路５Ａには、例えば、開閉弁５Ｂが備えられており、当該開閉弁５Ｂは所定の運転状態においてＥＣＵ（図示せず）により開閉制御されるようになっている。   A compressed air introduction unit 10 to which a compressed air supply passage 5A from the pressure accumulation tank 5 is connected is provided downstream of the intercooler 6 interposed in the intake passage 4 of the internal combustion engine 1 according to the present embodiment. Has been. The compressed air supply passage 5A is provided with, for example, an on-off valve 5B, and the on-off valve 5B is controlled to be opened and closed by an ECU (not shown) in a predetermined operating state.

ここで、圧縮空気導入部１０は、図２に示すように、回動軸１２廻りを回動可能に構成され吸気通路４を開閉可能なバタフライバルブ１１が備えられている。なお、図２はバタフライバルブ１１の開弁位置（吸気通路４が開放されている状態）を示している。   Here, as shown in FIG. 2, the compressed air introduction unit 10 is provided with a butterfly valve 11 configured to be rotatable around a rotation shaft 12 and capable of opening and closing the intake passage 4. FIG. 2 shows the valve opening position of the butterfly valve 11 (a state where the intake passage 4 is opened).

また、圧縮空気導入部１０には、図２に示すように、前記圧縮空気供給通路５Ａに接続される圧縮空気供給ノズル（圧縮空気供給部）１３が、吸気通路４の内壁から突出して配設されている。この圧縮空気供給ノズル１３は、当該圧縮空気供給ノズル１３から噴射される圧縮空気が、バタフライバルブ１１の開閉方向に沿って流れる成分を有するように配設されている。   Further, as shown in FIG. 2, a compressed air supply nozzle (compressed air supply portion) 13 connected to the compressed air supply passage 5 </ b> A is disposed in the compressed air introduction portion 10 so as to protrude from the inner wall of the intake passage 4. Has been. The compressed air supply nozzle 13 is disposed so that the compressed air injected from the compressed air supply nozzle 13 has a component that flows along the opening / closing direction of the butterfly valve 11.

そして、所定の運転状態（例えば、発進加速時など）においてＥＣＵからの制御信号に従って前記開閉弁５Ｂが開弁されると、蓄圧タンク５に貯留されている圧縮空気が圧縮空気供給通路５Ａを介して圧縮空気供給ノズル１３へ供給され、圧縮空気供給ノズル１３から圧縮空気が前記バタフライバルブ１１を開弁させる方向に噴射される。   When the on-off valve 5B is opened in accordance with a control signal from the ECU in a predetermined operation state (for example, at the time of starting acceleration), the compressed air stored in the pressure accumulating tank 5 passes through the compressed air supply passage 5A. The compressed air is supplied to the compressed air supply nozzle 13, and the compressed air is injected from the compressed air supply nozzle 13 in a direction to open the butterfly valve 11.

これにより、バタフライバルブ１１は閉弁位置へ回動され、図３に示すように、圧縮空気供給ノズル１３からの圧縮空気が作用している間、閉弁位置に付勢されるようになっている。   As a result, the butterfly valve 11 is rotated to the valve closing position, and as shown in FIG. 3, the compressed air from the compressed air supply nozzle 13 is urged to the valve closing position. Yes.

かかる閉弁状態では、バタフライバルブ１１の吸気上流側と、バタフライバルブ１１の吸気下流側と、の連通が遮断されるため、圧縮空気供給ノズル１３から噴射供給される圧縮空気が、バタフライバルブ１１の吸気上流側（インタークーラー６側）へ流出することを確実に防止して、効率良く内燃機関１の燃焼室へと導くことができる。   In such a closed state, the communication between the intake upstream side of the butterfly valve 11 and the intake downstream side of the butterfly valve 11 is interrupted, so that the compressed air supplied from the compressed air supply nozzle 13 is supplied to the butterfly valve 11. Outflow to the intake upstream side (intercooler 6 side) can be reliably prevented and efficiently led to the combustion chamber of the internal combustion engine 1.

これにより、例えば、ターボ過給機３の過給を期待することができない極低速域などにおいて吸入空気量を補うことができ、以って内燃機関１のトルクを増大させ、車両の発進性、加速性などを改善することができる。   Thereby, for example, the intake air amount can be supplemented in a very low speed region where turbocharging of the turbocharger 3 cannot be expected, thereby increasing the torque of the internal combustion engine 1 and increasing the vehicle startability. Acceleration can be improved.

なお、運転状態が変化してＥＣＵからの制御信号に従って前記開閉弁５Ｂが閉弁されると、蓄圧タンク５からの圧縮空気の供給が停止されるようになる。   When the operating state changes and the on-off valve 5B is closed according to the control signal from the ECU, the supply of compressed air from the pressure accumulation tank 5 is stopped.

これにより、圧縮空気供給ノズル１３から噴射された圧縮空気によるバタフライバルブ１１への閉弁方向への付勢が消滅するため、図４に示すように、バタフライバルブ１１は開弁位置（原位置）へ復帰される。   As a result, the urging in the valve closing direction to the butterfly valve 11 by the compressed air injected from the compressed air supply nozzle 13 disappears, so that the butterfly valve 11 is opened (original position) as shown in FIG. Is returned to.

すなわち、本実施の形態では、例えば、回動軸１２が中心線より下側にオフセットして配設されているため、圧縮空気供給ノズル１３から圧縮空気が供給されなくなると、バタフライバルブ１１の上流と下流の圧力差により回動軸１２廻りにモーメント差を生じ、自動的に、図２及び図４の開弁位置（原位置）へ復帰され、当該開弁位置に保持されることになる。   In other words, in the present embodiment, for example, the rotating shaft 12 is disposed offset from the center line, so that when the compressed air is not supplied from the compressed air supply nozzle 13, the upstream of the butterfly valve 11. A moment difference is generated around the rotating shaft 12 due to the pressure difference between and downstream, and the valve is automatically returned to the valve open position (original position) shown in FIGS. 2 and 4 and held at the valve open position.

ところで、場合によっては、回動軸１２のオフセットは省略することができるし、リターンスプリング等を設けて開弁方向へ付勢する構成を採用することもできる。   By the way, depending on the case, the offset of the rotating shaft 12 can be omitted, and a configuration in which a return spring or the like is provided to bias the valve opening direction can also be adopted.

このように、本実施例によれば、圧縮空気供給ノズル１３から噴射される圧縮空気を利用してバタフライバルブ１１を開閉可能な構成としたので、従来のようなバタフライバルブを開閉駆動するための高価な電気式アクチュエータを不要とすることができるので、構成の簡略化及び低コスト化を図ることができる。   Thus, according to the present embodiment, the butterfly valve 11 can be opened and closed using the compressed air injected from the compressed air supply nozzle 13, so that the conventional butterfly valve can be opened and closed. Since an expensive electric actuator can be dispensed with, the configuration can be simplified and the cost can be reduced.

なお、圧縮空気供給ノズル１３の噴射開口面１３Ａは、図２〜図４に示した本実施例のように、圧縮空気供給ノズル１３の噴射開口面１３Ａが、吸入空気の流れ方向上流側を臨まないように調整されることができる。   The injection opening surface 13A of the compressed air supply nozzle 13 faces the upstream side in the intake air flow direction, as in the present embodiment shown in FIGS. Can be adjusted to not.

かかる構成とすれば、このような調整をせず圧縮空気供給ノズル１３の開口面１３Ａが、吸入空気の流れ方向上流側を臨むように配設された場合と比較して、吸入空気が圧縮空気供給ノズル１３内に流入して吸気通路４の通気抵抗が増大するのを抑制することができるため、吸気通路４に圧縮空気供給ノズル１３を設けても内燃機関１の性能を高く維持することができる。   With such a configuration, compared with the case where the opening surface 13A of the compressed air supply nozzle 13 is arranged so as to face the upstream side in the flow direction of the intake air without such adjustment, the intake air is compressed air. Since it is possible to suppress an increase in the ventilation resistance of the intake passage 4 by flowing into the supply nozzle 13, the performance of the internal combustion engine 1 can be maintained high even if the compressed air supply nozzle 13 is provided in the intake passage 4. it can.

実施例２は、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ：排気還流）システムが採用された内燃機関に適用した場合に、ＥＧＲガス（排気成分）によるバタフライバルブ１１の回動軸１２の軸受部の汚染・腐食等の悪影響を抑制するために、図５に示すような構成を採用している。   In the second embodiment, when applied to an internal combustion engine in which an EGR (Exhaust Gas Recirculation) system is employed, contamination / corrosion of the bearing portion of the rotary shaft 12 of the butterfly valve 11 by EGR gas (exhaust component), etc. In order to suppress the adverse effects of the above, a configuration as shown in FIG. 5 is adopted.

すなわち、実施例２は、実施例１と同様の構成を有すると共に、図５に示すように、バタフライバルブ１１の回動軸１２の軸受部へ、蓄圧タンク５に貯留されている圧縮空気を、圧縮空気供給ノズル１３に接続される供給通路１４を介して供給し、当該軸受部を清掃するための構成を備えている。
なお、清掃の用に供された圧縮空気の一部或いは全部は、内燃機関１の燃焼室へと導かれる。 That is, the second embodiment has the same configuration as the first embodiment and, as shown in FIG. 5, the compressed air stored in the pressure accumulating tank 5 is transferred to the bearing portion of the rotating shaft 12 of the butterfly valve 11. A configuration for supplying the air through a supply passage 14 connected to the compressed air supply nozzle 13 and cleaning the bearing portion is provided.
A part or all of the compressed air provided for cleaning is guided to the combustion chamber of the internal combustion engine 1.

かかる構成とすれば、より一層耐久性や信頼性の向上を図りつつ、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。   With this configuration, it is possible to achieve the same effects as those of the first embodiment while further improving the durability and reliability.

実施例３は、実施例１で説明したバタフライバルブ１１に対して後述するような変更がなされている。   In the third embodiment, the butterfly valve 11 described in the first embodiment is modified as described later.

すなわち、実施例３では、図６に示すように、バタフライバルブ１１の回動軸１２の廻りに、圧縮空気供給ノズル１３から噴射された圧縮空気を受けてバタフライバルブ１１を閉弁方向に順次付勢する複数の翼１５が取り付けられている。   That is, in the third embodiment, as shown in FIG. 6, the butterfly valve 11 is sequentially attached in the valve closing direction by receiving the compressed air injected from the compressed air supply nozzle 13 around the rotating shaft 12 of the butterfly valve 11. A plurality of wings 15 are attached.

より詳細に説明すると、バタフライバルブ１１の閉弁度合いが大きくなるに連れて、圧縮空気供給ノズル１３の先端とバタフライバルブ１１の圧縮空気受け部との距離が大きくなるため、圧縮空気供給ノズル１３から噴射された圧縮空気の噴射圧力によるバタフライバルブ１１への直接の閉弁方向への付勢力は、各部のサイズや圧縮空気圧などによっては所定以上に弱まる場合があることも想定される。   More specifically, the distance between the tip of the compressed air supply nozzle 13 and the compressed air receiving portion of the butterfly valve 11 increases as the degree of closing of the butterfly valve 11 increases. It is assumed that the urging force directly in the valve closing direction to the butterfly valve 11 by the injection pressure of the injected compressed air may be weakened more than a predetermined value depending on the size of each part, the compressed air pressure, and the like.

かかる場合には、バタフライバルブ１１が所定に閉弁されるまで、圧縮空気供給ノズル１３から噴射された圧縮空気が、適切にバタフライバルブ１１を閉弁方向に付勢することができるようにすることが必要とされる。   In such a case, the compressed air injected from the compressed air supply nozzle 13 can appropriately urge the butterfly valve 11 in the valve closing direction until the butterfly valve 11 is closed to a predetermined value. Is needed.

このため、実施例３では、図６に示したように、圧縮空気供給ノズル１３から噴射された圧縮空気を受け、バタフライバルブ１１を閉弁方向に付勢する複数の翼１５を、バタフライバルブ１１の回動軸１２の廻りに所定角度毎に配設する構成とした。   For this reason, in the third embodiment, as shown in FIG. 6, the plurality of blades 15 that receive the compressed air injected from the compressed air supply nozzle 13 and urge the butterfly valve 11 in the valve closing direction are replaced with the butterfly valve 11. The rotation shaft 12 is arranged at predetermined angles.

かかる構成とすれば、バタフライバルブ１１の閉弁度合いが進み、圧縮空気供給ノズル１３から噴射された圧縮空気によるバタフライバルブ１１への直接の閉弁付勢力が小さくなると、圧縮空気供給ノズル１３から噴射された圧縮空気の進路に次に到来してくる翼１５Ａに対して圧縮空気が閉弁方向に付勢するようになり、更にバタフライバルブ１１の閉弁度合いが進み、この翼１５Ａへの閉弁付勢力が小さくなると、次に圧縮空気の進路に到来してくる翼１５Ｂに対して圧縮空気が閉弁方向に付勢するような動作が順次繰り返されるようになっている（図６、図７参照）。   With such a configuration, when the degree of closing of the butterfly valve 11 is advanced and the direct closing force of the compressed air injected from the compressed air supply nozzle 13 to the butterfly valve 11 is reduced, the injection from the compressed air supply nozzle 13 is performed. The compressed air is urged in the valve closing direction with respect to the blade 15A that comes next to the path of the compressed air, and the degree of closing of the butterfly valve 11 is further advanced, and the valve closing to the blade 15A is performed. When the urging force becomes small, the operation of urging the compressed air in the valve closing direction is sequentially repeated with respect to the blade 15B that arrives in the path of the compressed air next (FIGS. 6 and 7). reference).

本実施例では、翼１５Ａから翼１５Ｃまで備えられ、図７に示すように、翼１５Ｃに対して圧縮空気が作用することでバタフライバルブ１１が完全に閉弁されると共に閉弁状態に維持されるようになっている。   In this embodiment, the blades 15A to 15C are provided, and as shown in FIG. 7, the butterfly valve 11 is completely closed and maintained in the closed state by the action of compressed air on the blades 15C. It has become so.

但し、翼１５の数は限定されるものではなく、各部のサイズや圧縮空気圧などの仕様によって適宜に変更されるものである。   However, the number of blades 15 is not limited, and may be changed as appropriate according to specifications such as the size of each part and compressed air pressure.

なお、実施例１と同様に、運転状態が変化してＥＣＵからの制御信号に従って前記開閉弁５Ｂが閉弁されると、圧縮空気供給ノズル１３から噴射された圧縮空気によるバタフライバルブ１１への閉弁方向への付勢が消滅するため、図８に示すように、バタフライバルブ１１は開弁位置（原位置）へ復帰される。   As in the first embodiment, when the operating state changes and the on-off valve 5B is closed according to the control signal from the ECU, the butterfly valve 11 is closed by the compressed air injected from the compressed air supply nozzle 13. Since the urging in the valve direction disappears, the butterfly valve 11 is returned to the valve opening position (original position) as shown in FIG.

すなわち、実施例３においても、図８に示したように、回動軸１２が中心線より下側にオフセットして配設されているため、圧縮空気供給ノズル１３から圧縮空気が供給されなくなると、バタフライバルブ１１の上流と下流の圧力差により回動軸１２廻りにモーメント差を生じ、自動的に、図８の開弁位置（原位置）へ復帰され、当該開弁位置に保持されることになる。   That is, also in the third embodiment, as shown in FIG. 8, the rotation shaft 12 is arranged to be offset below the center line, so that compressed air is not supplied from the compressed air supply nozzle 13. A moment difference occurs around the rotary shaft 12 due to the pressure difference between the upstream and downstream of the butterfly valve 11, and the valve is automatically returned to the valve open position (original position) in FIG. 8 and held at the valve open position. become.

なお、圧縮空気供給ノズル１３の開口面１３Ａは、図２〜図４に示した実施例１と同様に、圧縮空気供給ノズル１３の開口面１３Ａが、吸入空気の流れ方向上流側を臨まないように調整されることができる。   Note that the opening surface 13A of the compressed air supply nozzle 13 does not face the upstream side in the intake air flow direction, as in the first embodiment shown in FIGS. Can be adjusted to.

しかしながら、実施例３では、翼１５が存在しており、この翼１５が、吸入空気が圧縮空気供給ノズル１３内に流入して吸気通路４の通気抵抗が増大することを抑制することに寄与するため、圧縮空気供給ノズル１３の開口面１３Ａは、図６〜図８に示したように、吸入空気の流れ方向上流側を臨むように調整しても、内燃機関１の性能を高く維持することができるものである。   However, in the third embodiment, the blade 15 is present, and this blade 15 contributes to suppressing the intake air from flowing into the compressed air supply nozzle 13 and increasing the ventilation resistance of the intake passage 4. Therefore, even if the opening surface 13A of the compressed air supply nozzle 13 is adjusted so as to face the upstream side in the flow direction of the intake air as shown in FIGS. 6 to 8, the performance of the internal combustion engine 1 can be maintained high. It is something that can be done.

実施例４は、実施例１から実施例３で説明したような、圧縮空気供給ノズル１３から噴射供給される圧縮空気を直接的にバタフライバルブ１１等に衝突させることでバタフライバルブ１１を開閉駆動するシステムに代えて、エアシリンダ１６を利用してバタフライバルブ１１を開閉駆動するように構成されている。   In the fourth embodiment, as described in the first to third embodiments, the butterfly valve 11 is driven to open and close by causing the compressed air injected and supplied from the compressed air supply nozzle 13 to directly collide with the butterfly valve 11 or the like. Instead of the system, the butterfly valve 11 is driven to open and close using an air cylinder 16.

すなわち、実施例４では、図９に示すように、実施例１と同様、バタフライバルブ１１が備えられていると共に、吸気通路４に圧縮空気を噴射供給するための圧縮空気供給ノズル１３が、吸気通路４の内壁から突出して配設されている。   That is, in the fourth embodiment, as shown in FIG. 9, as in the first embodiment, the butterfly valve 11 is provided, and the compressed air supply nozzle 13 for injecting and supplying the compressed air to the intake passage 4 is It protrudes from the inner wall of the passage 4.

そして、実施例４では、バタフライバルブ１１の開閉駆動は、図９に示したように、エアシリンダ１６を介して行われる。   In the fourth embodiment, the opening / closing drive of the butterfly valve 11 is performed via the air cylinder 16 as shown in FIG.

エアシリンダ１６には、当該エアシリンダ１６の駆動用の圧縮空気として、蓄圧タンク５に貯留されている圧縮空気が、圧縮空気供給ノズル１３に接続される供給通路１８を介して供給されるようになっている。   The air cylinder 16 is supplied with compressed air stored in the pressure accumulation tank 5 as compressed air for driving the air cylinder 16 through a supply passage 18 connected to the compressed air supply nozzle 13. It has become.

従って、実施例４では、前記開閉弁５Ｂが運転状態に応じてＥＣＵにより開閉制御されると、これに伴って、当該エアシリンダ１６への圧縮空気の供給・停止が行われ、リンク機構１７を介してバタフライバルブ１１が開閉駆動されることになる。   Therefore, in the fourth embodiment, when the opening / closing valve 5B is controlled to be opened / closed by the ECU according to the operating state, the supply / stop of compressed air to the air cylinder 16 is performed accordingly, and the link mechanism 17 is operated. Accordingly, the butterfly valve 11 is driven to open and close.

具体的には、圧縮空気を内燃機関１に供給する場合には、エアシリンダ１６を介してバタフライバルブ１１が閉弁されると共に圧縮空気供給ノズル１３から圧縮空気が内燃機関１の吸気通路４に供給され、圧縮空気を内燃機関１に供給しない場合には、エアシリンダ１６を介してバタフライバルブ１１が開弁されると共に圧縮空気供給ノズル１３からの圧縮空気の供給が停止されるようになっている。   Specifically, when supplying compressed air to the internal combustion engine 1, the butterfly valve 11 is closed via the air cylinder 16 and the compressed air is supplied from the compressed air supply nozzle 13 to the intake passage 4 of the internal combustion engine 1. When supplied and compressed air is not supplied to the internal combustion engine 1, the butterfly valve 11 is opened via the air cylinder 16 and the supply of compressed air from the compressed air supply nozzle 13 is stopped. Yes.

かかる実施例４の構成によっても、従来のようなバタフライバルブを開閉駆動するための高価な電動式のアクチュエータを不要とすることができるので、構成の簡略化及び低コスト化を図ることができる。   Even with the configuration of the fourth embodiment, since an expensive electric actuator for opening and closing the butterfly valve as in the prior art can be eliminated, the configuration can be simplified and the cost can be reduced.

その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加え得ることは可能である。   In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

１ 内燃機関
２ 排気通路
４ 吸気通路
５ 蓄圧タンク
５Ａ 圧縮空気供給通路
１０ 圧縮空気導入部
１１ バタフライバルブ
１３ 圧縮空気供給ノズル（圧縮空気供給部）
１５ 複数の翼
１５Ａ〜１５Ｃ 翼
１６ エアシリンダ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 2 Exhaust passage 4 Intake passage 5 Accumulation tank 5A Compressed air supply passage 10 Compressed air introduction part 11 Butterfly valve 13 Compressed air supply nozzle (compressed air supply part)
15 Plural wings 15A to 15C Wings 16 Air cylinder

Claims (4)

蓄圧タンクに貯留された圧縮空気を、所定の運転状態において内燃機関の吸気通路に供給する圧縮空気供給装置であって、
前記吸気通路に臨んで開口される圧縮空気の供給部より吸気上流側において当該吸気通路に介装される遮断弁を備え、圧縮空気を該吸気通路に供給する際に、前記遮断弁により、当該遮断弁の吸気上流側と、内燃機関の燃焼室側と、を遮断するように構成すると共に、
当該遮断弁の開閉動作の駆動源として、圧縮空気の高圧を利用する一方、
前記遮断弁がバタフライバルブであり、当該バタフライバルブに向けて圧縮空気を噴射した際の噴射圧力により該バタフライバルブを開閉動作させることを特徴とする内燃機関の圧縮空気供給装置。 A compressed air supply device that supplies compressed air stored in an accumulator tank to an intake passage of an internal combustion engine in a predetermined operation state,
A shut-off valve interposed in the intake passage on the upstream side of the intake air from the compressed air supply portion that faces the intake passage, and when the compressed air is supplied to the intake passage, While configured to shut off the intake upstream side of the shutoff valve and the combustion chamber side of the internal combustion engine,
While using the high pressure of compressed air as a drive source for the opening and closing operation of the shut-off valve ,
A compressed air supply apparatus for an internal combustion engine, wherein the shut-off valve is a butterfly valve, and the butterfly valve is opened and closed by an injection pressure when compressed air is injected toward the butterfly valve . 圧縮空気の噴射を停止した際に、前記バタフライバルブが原位置方向に回動するように、前記バタフライバルブの回動軸が、吸気通路の中心に対してオフセットされていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の圧縮空気供給装置。 The rotation axis of the butterfly valve is offset with respect to the center of the intake passage so that the butterfly valve rotates in the direction of the original position when injection of compressed air is stopped. Item 2. A compressed air supply device for an internal combustion engine according to Item 1 . 圧縮空気の噴射ノズルの噴射開口面が、吸入空気の流れ方向上流側を臨まないように調整されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の圧縮空気供給装置。 The compressed air supply device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2 , wherein an injection opening surface of an injection nozzle for compressed air is adjusted so as not to face an upstream side in a flow direction of intake air. 前記バタフライバルブの回動軸廻りに、前記バタフライバルブとは別に、噴射された圧縮空気の噴射圧力の作用を受ける少なくとも１つの翼が配設されたことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１つに記載の内燃機関の圧縮空気供給装置。
A rotation shaft around the butterfly valve, the butterfly valve separately from the, claims 1 to 3, characterized in that at least one wing is arranged acted upon by the injection pressure of the injected compressed air A compressed air supply device for an internal combustion engine according to any one of the above.
JP2009138051A 2009-06-09 2009-06-09 Compressed air supply device for internal combustion engine Expired - Fee Related JP5527793B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009138051A JP5527793B2 (en) 2009-06-09 2009-06-09 Compressed air supply device for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009138051A JP5527793B2 (en) 2009-06-09 2009-06-09 Compressed air supply device for internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010285874A JP2010285874A (en) 2010-12-24
JP5527793B2 true JP5527793B2 (en) 2014-06-25

Family

ID=43541772

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009138051A Expired - Fee Related JP5527793B2 (en) 2009-06-09 2009-06-09 Compressed air supply device for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5527793B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102536448A (en) * 2012-01-06 2012-07-04 河南宜和城保装备科技实业有限公司 Power-compensating device for generating equipment of internal-combustion engine at plateau area
CN108374717B (en) * 2018-03-07 2019-10-15 深圳市勤实电力科技有限公司 A kind of available mobile diesel oil van-type power station of multi-environment factor

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55107053A (en) * 1979-02-09 1980-08-16 Yoshihiko Sakaida Secondary air over charging device of automobile internal combustion engine
JPS59158364A (en) * 1983-02-28 1984-09-07 Hino Motors Ltd Intake/exhaust device of engine
JP2002122031A (en) * 2000-10-13 2002-04-26 Niigata Eng Co Ltd Assist air supply method for diesel engine
JP4401990B2 (en) * 2005-03-23 2010-01-20 三井造船株式会社 How to start a 4-cycle diesel engine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010285874A (en) 2010-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4935866B2 (en) Low pressure EGR device
JP5287953B2 (en) Low pressure EGR device
KR101794365B1 (en) Fresh gas supply device for an internal combustion engine and method for operating said type of fresh gas supply device
JP4746389B2 (en) Supercharging system
US8991366B2 (en) Fresh air system
JP5146484B2 (en) Low pressure EGR device
CN103459800A (en) Turbocharger control strategy to in increase exhaust manifold
JP2001329879A (en) Exhaust gas recirculation system for internal combustion engine
US20100115944A1 (en) Boost assist device energy conservation using windmilling
US9932884B2 (en) Power system with turbine bypass and method of operating a power system
US20150098803A1 (en) Exhaust-gas turbocharger having a wastegate valve and having an overrun air recirculation valve
JP5527793B2 (en) Compressed air supply device for internal combustion engine
JP6031841B2 (en) Method for cleaning EGR valve of internal combustion engine and internal combustion engine
JP5845640B2 (en) Flow path switching valve and internal combustion engine provided with the same
KR20160077560A (en) System and method for controlling a limphome mode using electronic waste gate
JP4735436B2 (en) Supercharging system for internal combustion engines
JP5682163B2 (en) Supercharging device with supercharging assistance and discharge control valve
JP2012097678A (en) Open and close control device of waste gate valve
JP5957920B2 (en) Internal combustion engine and supercharging method for internal combustion engine
JP7377691B2 (en) Thrust load reduction device and engine
JP5420945B2 (en) Exhaust gas recirculation method and apparatus for turbocharged engine
JP2018031283A (en) Internal combustion engine
JP2006052677A (en) Diesel engine gas emissions recirculation system
JP6494280B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP5967027B2 (en) Butterfly valve

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120529

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120529

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130516

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130521

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130718

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131126

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140122

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140409

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140410

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5527793

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees