JPH0234427Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、圧力波過給機を備えた過給機付エン
ジンに関し、特に圧力波過給機での吸気の掃気性
の悪化に起因する圧力波過給機の温度上昇に対す
る対策に関する。

（従来の技術） 従来より、エンジンに対して吸気を過給する過
給機の一つとして圧力波過給機が知られている
（特公昭38−1153号公報参照）。この圧力波過給機
は、ケース内に回転可能に支持され、多数の小室
を形成する多数の隔壁が放射状に配設されたロー
タと、該ロータの一端側のケースに形成された吸
気導入口および吸気吐出口並びに上記ロータの他
端側のケースに形成された排気導入口および排気
吐出口とを有していて、上記ロータの回転に伴
い、吸気導入口からロータの小室に吸入した吸気
に対して排気導入口から該小室に排気を流入さ
せ、両者の圧力差により吸気を圧縮、加速して吸
気吐出口から吐出する、つまり排気の圧力波エネ
ルギーを吸気に伝達することにより、吸気の過給
を行う一方、上記小室内に残る排気を排気吐出口
から排出させるとともに、吸気導入口から該小室
内に吸気を導入することにより掃気を行うことを
繰返すようにしたものである。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、上記のような圧力波過給機を備えた
過給機付エンジンにおいて、例えば圧力波過給機
上流の吸気通路に設けたエアクリーナの目詰り等
に起因して該圧力波過給機上流の吸気通路の圧力
が低下した場合、圧力波過給機下流の排気通路に
設けたサイレンサの目詰り等に起因して該圧力波
過給機下流の排気通路の圧力が上昇した場合、あ
るいは高地での運転により吸入空気の密度が減少
した場合などには、圧力波過給機の吸気導入口と
排気吐出口との圧力差が減少変化して、吸気導入
口から導入される吸入空気のうち排気の掃気を行
う掃気エアの割合が減少し、吸気による掃気性が
悪化する。このことにより、圧力波過給機内に残
留する高温の排気の量が増大し、それに伴つて内
部での上記残留排気と吸気との熱交換によつて吸
気温度が上昇することにより、吸気によるロータ
の冷却が不十分となり、圧力波過給機が温度上昇
しその信頼性の低下を来たすことになるという問
題がある。

そこで、本考案はかかる問題点に鑑みてなされ
たもので、上記の如く圧力波過給機内の温度が上
昇したときには圧力波過給機の吸気導入口から導
入され排気吐出口へ吹き抜ける掃気エアの量を増
加させて掃気性を高めることにより、上記圧力波
過給機の温度上昇を防止して、ロータの良好な冷
却性を確保し、圧力波過給機の信頼性の低下を防
ぐことを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本考案の解決手段
は、上記のように圧力波過給機を備えた過給機付
エンジンにおいて、上記圧力波過給機下流の吸気
通路に該吸気通路を開閉する吸気絞り弁を設け
る。そして、この吸気絞り弁を開閉制御するた
め、上記圧力波過給機の温度に関連する信号を検
出する温度検出手段を設けるとともに、該温度検
出手段の出力を受け、圧力波過給機内の温度が設
定値以上に上昇したとき上記吸気絞り弁を閉方向
に制御する制御手段を設ける構成としたものであ
る。

（作用） 上記の構成により、本考案では、圧力波過給機
内の温度が設定値以上に上昇すると、制御手段に
より吸気絞り弁が閉方向に制御されることによつ
て、圧力波過給機下流の吸気通路が絞られてその
圧力が上昇し、それに伴つて圧力波過給機上流の
排気通路の排圧が上昇し、この排圧の上昇により
圧力波過給機下流の排気通路との圧力差が増大し
て、排気吐出口の開口時の膨張波が強いものとな
る。その結果、排気吐出口の開口時、吸気導入口
から新気（吸入空気）が多量にスムーズに吸込ま
れて、吸気導入口から排気吐出口へ吹き抜ける掃
気エアの量が増加し、掃気性が高められることに
なる。よつて、この掃気性の向上により、残留排
気量の増大による圧力波過給機の温度上昇が未然
に防止されることになる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

図において、１は４気筒エンジン、２は上流端
が大気に開口し下流端が分岐通路２ａ〜２ｄを介
してエンジン１の各気筒に開口して該エンジン１
の各気筒に吸気を供給する吸気通路、３は上流端
が分岐通路３ａ〜３ｄを介してエンジン１の各気
筒に開口し下流端が大気に開口してエンジン１の
各気筒からの排気を排出する排気通路である。

４は上記吸気通路２および排気通路３に跨つて
配設され、エンジン１によつてベルト伝動機構５
を介して回転駆動される圧力波過給機である。該
圧力波過給機４は、公知の如くケース内に回転可
能に支持されたロータを有していて、該ロータの
外周には多数の隔壁が放射状に配設され、該隔壁
によつてロータ外周に円周方向に多数の小室が形
成されている。上記ロータの一端側のケースには
吸気導入口６および排気吐出口７が形成されてお
り、該吸気導入口６は吸気通路２の圧力波過給機
４上流側に、吸気吐出口７は吸気通路２の圧力波
過給機４下流側にそれぞれ連通している。また、
上記ロータの他端側のケースには吸気導入口８お
よび排気吐出口９が形成されており、それぞれ排
気通路３の圧力波過給機４上流側および下流側に
連通している。しかして、ロータの回転に伴い、
低圧の吸気が閉じ込められた小室内に高圧の排気
が排気導入口８から流入すると、その圧力差によ
り圧力波（圧縮衝撃波）が発生して小室内を伝播
し、吸気に排気の圧力波エネルギーが伝達される
ことにより、吸気を圧縮、加速して吸気吐出口７
から吐出し、吸気の過給を行い、次いで上記小室
内に流入した排気を排気吐出口９から排出すると
ともに、吸気導入口６から該小室内に吸気を導入
して排気の掃気を行うことを繰返すように構成さ
れている。

また、１０は上記吸気通路２の圧力波過給機４
下流に介設された空冷式のインタークーラであつ
て、圧力波過給機４から過給される高温の吸気を
外気（走行風）との熱交換により冷却するもので
ある。また、１１は吸気通路２の圧力波過給機４
上流に介設された目の粗い第１エアクリーナであ
つて、圧力波過給機４の吸気導入口６を該第１エ
アクリーナ１１を介して大気と連通するようにし
ている。１２は吸気通路２の圧力波過給機４下流
でインタークーラ１０上流に介設され上記第１エ
アクリーナ１１よりも目の細かい第２エアクリー
ナであつて、圧力波過給機４の吸気吐出口７を該
第２エアクリーナ１２を介してエンジン１と連通
するようにしている。さらに、１３は排気通路３
における各分岐通路３ａ〜３ｄの集合部に設けら
れた排気サージタンク、１４は排気通路３の圧力
波過給機４下流に介設されたサイレンサである。
しかして、大気から吸気通路２に吸入された吸入
空気を目の粗い第１エアクリーナ１１で濾過し、
圧力波過給機４に損傷を与えないように例えば60
〜80μ以上のダストを除去したのち、吸気導入口
６から圧力波過給機４内に吸入させ、該圧力波過
給機４において吸気（吸入空気）への排気の圧力
波エネルギーの伝達により吸気を加圧して吸気吐
出口７から吐出する。次いで、この加圧された吸
入空気を目の細かい第２エアクリーナ１２で濾過
し、エンジン性能に支障を与えないように例えば
20μ以下のダストまでもを除去したのち、インタ
ークーラ１０で適温に冷却してエンジン１の各気
筒に吸入させる。その後、エンジン１の各気筒か
ら排出された排気を、排気サージタンク１３で各
気筒の排気脈動を抑制緩和したのち排気導入口８
から圧力波過給機４内に流入させ、該圧力波過給
機４において吸気に対して圧力波エネルギーを伝
達したのち排気吐出口９から流出させ、サイレン
サ１４で排気音を減じたのち大気へ放出するよう
にしている。

そして、本考案の特徴として、上記吸気通路２
の圧力波過給機４（吸気吐出口７）下流で第２エ
アクリーナ１２上流には、該吸気通路２を開閉す
る常時全開の吸気絞り弁１５が配設されていると
ともに、該圧力波過給機４（吸気吐出口７）下流
の吸気通路２の吸気温度により圧力波過給機４の
温度を検出する温度検出手段としての吸気温セン
サ１６が設けられている。該吸気温センサ１６の
検出信号は、上記吸気絞り１５を開閉制御する
CPUよりなるコントロールユニツト１７に入力
されていて、該コントロールユニツト１７によ
り、第２図に示すように吸気温センサ１６で検出
した圧力波過給機４下流の吸気通路２の吸気温度
が設定値To以上に上昇したときには上記吸気絞
り弁１５を閉方向に制御するようにした制御手段
１８を構成している。

また、上記吸気通路２においてその圧力波過給
機４上流で第１エアクリーナ１１下流と吸気絞り
弁１５下流で第２エアクリーナ１２上流とは、圧
力波過給機４をバイパスするように吸気バイパス
通路１９によつて連通されていて、該吸気バイパ
ス通路１９の途中にはバイパス通路１９の上流か
ら下流への吸気の流れを許容しその逆流を阻止す
る一方向バルブ２０が介設されているとともに、
吸気バイパス通路１９の下流端開口部には該下流
端開口部よりも下流の吸気通路２に対する吸気バ
イパス通路１９又は上記下流端開口部上流の吸気
通路２の連通を選択的に切換える切換バルブ２１
が配設されていて、該切換バルブ２１はエンジン
始動時を検知するバイメタル等よりなる検知手段
２２によつて切換制御され、エンジン始動時、そ
れを検知する検知手段２２により切換バルブ２１
を上記下流端開口部上流の吸気通路２を閉塞し吸
気バイパス通路１９と下流端開口部下流の吸気通
路２とを連通させるように切換えることにより、
圧力波過給機４上流の吸気を圧力波過給機４に吸
入させずに吸気バイパス通路１９を介して圧力波
過給機４下流にバイパス流下させ、このことによ
り始動時のエンジン負荷を軽減して良好な始動性
を確保するようにしたスターテイングバルブ装置
２３が構成されている。

さらに、上記排気通路３においてその圧力波過
給機４（排気導入口８）上流で排気サージタンク
１３下流と圧力波過給機４（排気吐出口９）下流
でサイレンサ１４上流とは圧力波過給機４をバイ
パスするように排気バイパス通路２４を介して連
通されていて、該排気バイパス通路２４の途中に
は排気バイパス通路２４を開閉するウエストゲー
トバルブ２５が介設されており、圧力波過給機４
下流の吸気通路２の圧力（過給圧）が設定値以上
になると、ウエストゲートバルブ２５を開作動し
て排気バイパス通路２４を開放することにより、
圧力波過給機４上流の排気を圧力波過給機４に流
入させずに排気バイパス通路２４を介して圧力波
過給機４下流にバイパス流下させ、このことによ
り過給圧を低下させて最大設定過給圧値に保持
し、よつて過給圧の異常上昇によるエンジン１の
破損を防止するようにしている。

したがつて、上記実施例においては、第１エア
クリーナ１１の目詰り等により圧力波過給機４上
流の吸気通路２の圧力が低下したとき、あるいは
サイレンサ１４の目詰り等により圧力波過給機４
下流の排気通路３の圧力が上昇したとき、あるい
は高地での運転等により吸入空気の密度が減少し
たときなどには、圧力波過給機４の吸気導入口６
と排気吐出口９との圧力差の減少変化により吸気
導入口６から流入して排気吐出口９へ吹き抜ける
掃気エア量が減少して、圧力波過給機４内での残
留排気量の増大により圧力波過給機４内の温度が
上昇して吸気温度が設定値以上に上昇すると、こ
の温度上昇した吸気が排気吐出口７から吐出され
て圧力波過給機４下流の吸気通路２を通過する際
にその温度上昇が吸気温センサ１６により検出さ
れ、この検出信号に受けて制御手段１８（コント
ロールユニツト１７）により吸気絞り弁１５が第
２図に示す如く全開から閉方向に制御される。

この吸気絞り弁１５の閉方向の制御により、圧
力波過給機４下流の吸気通路２が絞られてその圧
力が上昇し、それに伴つて圧力波過給機４（排気
導入口８）上流の排気通路３の圧力を上昇して、
該圧力波過給機４（排気吐出口９）下流の排気通
路との圧力差が増大することになり、該排気吐出
口９の開口時の膨張波が強いものとなる。このこ
とにより、吸気導入口６から新気（吸入空気）を
多量にスムーズに吸入みやすい状態となり、排気
吐出口９へ吹き抜ける掃気エア量が増加し、第３
図に示すように吸気絞り弁１５の閉方向の制御に
応じて掃気エア量が増大する特性を示すことにな
る。

よつて、この掃気エア量の増大により、圧力波
過給機４内の残留排気量が減少して、圧力波過給
機４の温度上昇が未然に防止されるので、ロータ
の良好な冷却性が確保され、圧力波過給機４の信
頼性の向上維持を図ることができる。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案の圧力波過給機付
エンジンによれば、圧力波過給機の温度が上昇し
たときには圧力波過給機を吹き抜ける掃気エア量
を増加させて、上記圧力波過給機の温度上昇を未
然に防止するようにしたので、圧力波過給機のロ
ータの良好な冷却性を確保してその信頼性の向上
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す全体概略図、第
２図は吸気絞り弁の作動特性を示す図、第３図は
吸気絞り弁の閉方向制御に対する掃気エア量の特
性を示す図である。 １……エンジン、２……吸気通路、３……排気
通路、４……圧力波過給機、６……吸気導入口、
７……吸気吐出口、８……排気導入口、９……排
気吐出口、１５……吸気絞り弁、１６……吸気温
センサ、１８……制御手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ケース内に回転可能に支持され、多数の小室を
   形成する多数の隔壁が放射状に配設されたロータ
   と、該ロータの一端側のケースに形成された吸気
   導入口および吸気吐出口並びに上記ロータの他端
   側のケースに形成された排気導入口および排気吐
   出口とを有し、上記ロータの回転に伴い排気の圧
   力波エネルギーを吸気に伝達して吸気の過給を行
   う圧力波過給機を備えた過給機付エンジンにおい
   て、上記過給機下流の吸気通路を開閉する吸気絞
   り弁と、上記過給機の温度に関連する信号を検出
   する温度検出手段と、該温度検出手段の出力を受
   け、過給機内の温度が設定値以上に上昇したとき
   上記吸気絞り弁を閉方向に制御する制御手段とを
   設けたことを特徴とする過給機付エンジン。