JPH0526263Y2 - - Google Patents
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- JPH0526263Y2 JPH0526263Y2 JP1986198669U JP19866986U JPH0526263Y2 JP H0526263 Y2 JPH0526263 Y2 JP H0526263Y2 JP 1986198669 U JP1986198669 U JP 1986198669U JP 19866986 U JP19866986 U JP 19866986U JP H0526263 Y2 JPH0526263 Y2 JP H0526263Y2
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- Supercharger (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
＜産業上の利用分野＞
本考案は始動性を向上させるとともに、低速ト
ルクを高め、レスポンスを改善させた混成過給エ
ンジンに関するものである。[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Fields> The present invention relates to a hybrid supercharged engine that has improved startability, increased low-speed torque, and improved response.
＜従来の技術＞
一般によく知られるように、ターボ過給エンジ
ンはエンジンの排気ガスによつて回転する排気タ
ービンによりコンプレツサーを駆動せしめるター
ボチヤージヤーによつてエンジンの吸入空気の密
度を高め、エンジン出力を増大しているが、ター
ボチヤージヤーの特性上、ガス流量の２乗に比例
して回転速度が高まり過給圧力を高めるので、ガ
ス流量の少ない低速域においては回転速度も低
く、従つて過給による出力増大、即ち低速トルク
を高めることは不可能である。また、急激なエン
ジンの加速または出力増加時においてはターボチ
ヤージヤーは加速遅れ現象、即ちターボラグを発
生し、エンジンのレスポンスを低下させる。<Prior Art> As is generally well known, a turbocharged engine uses a turbocharger that drives a compressor by an exhaust turbine rotated by engine exhaust gas to increase the density of the intake air of the engine. Although the output is increased, due to the characteristics of the turbocharger, the rotational speed increases in proportion to the square of the gas flow rate, increasing the supercharging pressure. Therefore, it is impossible to increase output through supercharging, that is, increase low-speed torque. Further, when the engine suddenly accelerates or increases its output, the turbocharger causes an acceleration delay phenomenon, that is, turbo lag, which reduces the response of the engine.
又、ターボ過給エンジンは一般に出力増加率
（過給度）を高めるともに最大トルクは増大する
が、低速トルクは殆ど増加せず、また、ターボチ
ヤージヤーの加速遅れも増加する。 Further, in a turbocharged engine, the output increase rate (degree of supercharging) is generally increased and the maximum torque increases, but the low-speed torque hardly increases and the acceleration delay of the turbocharger also increases.
以上の如き特性は、高い低速トルクと速いレス
ポンスが要求される自動車用エンジンにおいて
は、ターボ過給による出力増加率を高めるときの
障壁となつているのが現状である。 At present, the characteristics described above are a barrier to increasing the rate of increase in output through turbocharging in automobile engines that require high low-speed torque and quick response.
以上を更に詳述すると、ターボチヤージヤーで
は第２図線ａ−ｂに示す如く、ガスの流量の２乗
に比例して、即ちエンジン速度の略２乗に比例し
て給気圧力を高める特性を有するが、エンジンの
低速時及び始動時には給気圧力を高める能力はな
い。従つて、トルク曲線が線ｉ−ｊである無過給
エンジンをターボ過給すると、給気圧力は線ａ−
ｂに沿つて発生し、線ｆ−ｇに示すようにエンジ
ン速度とともにトルクを高める。給気圧力が点Ｃ
に達すると、デイーゼルエンジンの場合、燃焼室
最高圧力はエンジンの許容最高圧力にまで高ま
り、ガソリンエンジンの場合給気圧力及び温度上
昇によつてノツキングを発生する。従つて、点Ｃ
を超えて給気圧力を高めないように、公知のウエ
ストゲートなどの手段により給気圧力を線ｃ−ｄ
に示す如く制御し、これによつてターボ過給エン
ジンのトルク曲線特性を線ｆ−ｇ−ｈとなるよう
制御している。 To explain the above in more detail, the turbocharger increases the charge air pressure in proportion to the square of the gas flow rate, that is, approximately in proportion to the square of the engine speed, as shown by lines a-b in the second diagram. However, it does not have the ability to increase the charge air pressure at low engine speeds and when starting the engine. Therefore, if a non-supercharged engine whose torque curve is line i-j is turbocharged, the charge pressure will be line a-j.
b and increases torque with engine speed as shown by line f-g. Air supply pressure is at point C
When the combustion chamber reaches the maximum pressure in the diesel engine, the maximum pressure in the combustion chamber increases to the engine's maximum allowable pressure, and in the case of a gasoline engine, knocking occurs due to the increase in charge air pressure and temperature. Therefore, point C
To prevent the supply pressure from increasing beyond the line c-d, use a known waste gate or other means.
As a result, the torque curve characteristic of the turbocharged engine is controlled to follow the line fgh.
一般にエンジンの圧縮比を下げることによつ
て、デイーゼルエンジンの場合、燃焼圧力は低下
し、許容最高圧力以内において更に点ｅまで給気
圧力を高めることが可能となり、又ガソリンエン
ジンの場合、許容ノツキング限界において点ｅに
まで給気圧力を高めることが可能となり、トルク
曲線を線ｆ−ｌ−ｍに示す如き高性能とすること
が可能である。 In general, by lowering the compression ratio of the engine, in the case of a diesel engine, the combustion pressure is reduced, making it possible to further increase the charge air pressure to point e within the maximum allowable pressure, and in the case of a gasoline engine, the allowable knocking At the limit, it is possible to increase the supply air pressure to point e, and it is possible to achieve a high performance torque curve as shown by the line f-l-m.
ここで、問題となるのは、最高トルク点ｌに比
し低速トルク点ｆは自動車用エンジンとして発進
及び登坂時には余りにも低すぎ実用的でないばか
りか、性能向上とともにターボチヤージヤーの無
負荷と全負荷との回転速度の差が大きくなり、加
速に必要な時間、即ち加速遅れが増大し、レスポ
ンスは劣化し、自動車の加速性能を著しく害す
る。それに加えて、デイーゼルエンジンの場合、
圧縮比の低下は始動を困難にする。 The problem here is that compared to the maximum torque point l, the low-speed torque point f is not only too low to be practical when starting or climbing a hill as an automobile engine, but also as performance improves, the turbocharger becomes unloaded. The difference in rotational speed from the full load increases, the time required for acceleration, that is, the acceleration delay increases, the response deteriorates, and the acceleration performance of the vehicle is significantly impaired. In addition, for diesel engines,
A reduction in compression ratio makes starting difficult.
一方、容積型圧縮機により過給される過給エン
ジンは、エンジンのクランク軸からの動力により
駆動される容積型圧縮機によつて、吸入空気の密
度を高めエンジン出力を増大するもので、エンジ
ン速度とは無関係に殆ど一定のブーストを保ち
つゝ過給するので、低速トルクは高く、レスポン
スも早く、自動車用エンジンとして好ましい特性
を有するが、容積型過給機を駆動する出力分だけ
エンジン出力を低下させ、熱効率も低下するた
め、これの普及を妨げているのが現状である。 On the other hand, a supercharged engine that is supercharged by a positive displacement compressor uses a positive displacement compressor driven by power from the engine's crankshaft to increase the density of intake air and increase engine output. Since supercharging is performed while maintaining an almost constant boost regardless of speed, the low-speed torque is high and the response is quick, making it a desirable characteristic for an automobile engine.However, the engine output is reduced by the output that drives a positive displacement supercharger. The current situation is that this method is hindering its widespread use because it lowers the energy consumption and thermal efficiency.
そこで、ターボチヤージヤーと容積型圧縮機と
を使用する混成過給エンジンも考えられ低速域に
おいてはエンジンのクランク軸により駆動される
容積型圧縮機により、高速域においては排気ガス
によつて駆動されるターボチヤージヤーにより過
給され出力を高めている。 Therefore, a hybrid supercharged engine that uses a turbocharger and a positive displacement compressor is being considered.In the low speed range, the positive displacement compressor is driven by the engine crankshaft, and in the high speed range, the positive displacement compressor is driven by the exhaust gas. The engine is supercharged by a turbocharger to increase output.
＜考案が解決しようとする問題点＞
しかしながら、前記混成過給エンジンではこれ
を自動車用エンジンとして使用する場合、自動車
の加速時のみ容積型過給機を使用して低速トルク
を高め、レスポンスを速くするとともに、定常走
行時にはターボチヤージヤを使用し、容積型過給
機を使用しないので熱効率も低下しない利点を有
するが、容積型過給機を駆動するためのトルク分
だけ低速トルクを低下させるので、エンジンの出
力によつてこれを補うよう加速しなければならな
い。また容積型過給機では回転部の質量が大きい
のでこれがレスポンスを速められない原因となつ
ている。<Problems to be solved by the invention> However, when using the hybrid supercharged engine as an automobile engine, the positive displacement supercharger is used only when accelerating the automobile to increase low-speed torque and quicken response. At the same time, during steady running, a turbocharger is used and a positive displacement supercharger is not used, which has the advantage of not reducing thermal efficiency. The output must be accelerated to compensate for this. In addition, in a positive displacement turbocharger, the mass of the rotating part is large, which is the reason why it is not possible to speed up the response.
また、デイーゼルエンジンの場合、一般にエン
ジンの許容最高圧力を超えない範囲に給気圧力は
制限されているが、圧縮比を下げることによつて
給気圧力と比出力を高めることができることはよ
く知られている。しかし、圧縮比の低下は始動を
困難にすることも事実である。前記混成過給エン
ジンの場合、容積型過給機の体積効率はエンジン
速度低下とともに低下し、エンジンの始動時、例
えばエンジン速度100rpmにおいて容積型過給機
が発生する給気圧力と温度は極めて低く、エンジ
ンの始動性能を高められず、従つて高比出力のデ
イーゼルエンジンとすることはできない。 Additionally, in the case of diesel engines, the charge air pressure is generally limited to a range that does not exceed the engine's allowable maximum pressure, but it is well known that the charge air pressure and specific output can be increased by lowering the compression ratio. It is being However, it is also true that a decrease in compression ratio makes starting difficult. In the case of the above-mentioned hybrid supercharged engine, the volumetric efficiency of the positive displacement supercharger decreases as the engine speed decreases, and the charge air pressure and temperature generated by the positive displacement supercharger at engine startup, for example, at an engine speed of 100 rpm, are extremely low. , the starting performance of the engine cannot be improved, and therefore a diesel engine with high specific output cannot be obtained.
また、上記混成過給エンジンではベルト伝導装
置のほかにクラツチを必要とし、これの制御装置
もまた構造を複雑にして価格を上昇させており、
これもまた普及をさまたげているのが現状であ
る。 In addition, the above-mentioned hybrid supercharged engine requires a clutch in addition to the belt transmission device, and the control device for this also complicates the structure and increases the price.
This is also currently hindering its spread.
本考案は上記に鑑み、エンジン低速時には過給
圧力を高めることによつて低速トルクを高め、レ
スポンスを改善するばかりでなく、始動時におい
ても過給圧力と温度を高め、始動性能、特に比出
力を高めることを目的として案出されたものであ
る。 In view of the above, this invention not only increases low-speed torque and improves response by increasing boost pressure at low engine speeds, but also increases boost pressure and temperature at startup, improving starting performance, especially specific output. It was devised for the purpose of increasing the
＜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の本考案の構成は、
ターボチヤージヤーからエンジンの吸気係に至る
管路に直流電動機により駆動される容積型過給機
を配設し、前記電動機の正規電極を、アクセルペ
ダルの所定以上踏込み時にONする常開型の負荷
応答スイツチ及びターボチヤージヤーの所定過給
圧によりアクチユエーターを介しOFFする常閉
型の給気圧力応答２連スイツチの一方を介してバ
ツテリの正規電極に接続するとともに、前記電動
機の中間電極を、常開型のアイドルスイツチ及び
前記給気圧力応答２連スイツチの他方を介してバ
ツテリの中間電極に接続したものである。<Means for solving the problems> The structure of the present invention to achieve the above purpose is as follows:
A positive displacement supercharger driven by a DC motor is installed in the conduit leading from the turbocharger to the engine intake, and the regular electrode of the motor is turned on when the accelerator pedal is depressed beyond a predetermined level. It is connected to the normal electrode of the battery through one of the load response switch and one of the normally-closed supply air pressure response dual switch which is turned off via the actuator depending on the predetermined supercharging pressure of the turbocharger. The electrode is connected to the intermediate electrode of the battery via the other of the normally open idle switch and the supply air pressure responsive dual switch.
＜考案の作用＞
上記構成により、エンジン１の始動時において
は後記始動スイツチ１５を閉じることによつて、
始動電動機がエンジン１を駆動するとともに、ア
クセルペダル２３を踏んで燃料供給量を増加させ
つゝ負荷応答スイツチ１７を閉じ、直流電動機１
１をバツテリ１０に接続して容積型過給機１２を
駆動し、吸気マニホールド３を経てエンジン１を
過給する。これによつて、圧縮された給気は圧力
及び温度を高め、エンジン１の始動を容易にす
る。<Operation of the invention> With the above configuration, when starting the engine 1, by closing the starting switch 15, which will be described later,
The starting motor drives the engine 1, and at the same time, the accelerator pedal 23 is depressed to increase the fuel supply amount, the load response switch 17 is closed, and the DC motor 1 is activated.
1 is connected to a battery 10 to drive a positive displacement supercharger 12 and supercharge the engine 1 via the intake manifold 3. Thereby, the compressed charge air increases its pressure and temperature, making it easier to start the engine 1.
エンジン始動後、低速高負荷時にはアクセルを
踏んでいるので負荷応答スイツチ１７が閉じ、且
つ圧力が高くないので給気圧力応答２連スイツチ
１８，２２も閉じ、直流電動機１１は容積型過給
機を駆動して吸気マニホールド３内の給気圧力を
高め、高いトルクを発生させる。 After starting the engine, at low speed and high load, the load response switch 17 is closed because the accelerator is pressed, and since the pressure is not high, the supply pressure response dual switches 18 and 22 are also closed, and the DC motor 11 operates as a positive displacement supercharger. The intake manifold 3 is driven to increase the supply air pressure in the intake manifold 3 and generate high torque.
高速無負荷運転、例えば自動車用エンジンの場
合、降坂時やコーステイング状態においては、タ
ーボチヤージヤー４が回転して吸気管８内の給気
圧力を高め、該圧力が配管２９を経てピストン３
０を押し、給気圧力応答２連スイツチ１８，２２
を開き、直流電動機１１による容積型過給機１２
の駆動は停止されて、給気はバイパス３２を経て
エンジン１に供給される。 In the case of high-speed no-load operation, for example in the case of an automobile engine, when descending a slope or coasting, the turbocharger 4 rotates to increase the supply air pressure in the intake pipe 8, and this pressure passes through the piping 29 to the piston. 3
Press 0 and switch 18, 22 that responds to supply air pressure.
, and a positive displacement supercharger 12 using a DC motor 11 is installed.
is stopped, and supply air is supplied to the engine 1 via the bypass 32.
更に中速及び高速高負荷においては、アクセル
ペダル２３によつて負荷応答スイツチ１７を閉じ
るが、ターボチヤージヤー４は高いトルクを発生
させるに充分な給気圧力を発生し、このときの吸
気管８内圧力はピストン３０に作用し、給気圧力
応答２連スイツチ１８，２２を開き、過給は専ら
ターボチヤージヤー４のみによつて行なわれ、給
気はバイパス３２を経てエンジン１を過給され
る。 Furthermore, at medium speeds and high speeds and high loads, the load response switch 17 is closed by the accelerator pedal 23, but the turbocharger 4 generates sufficient air supply pressure to generate high torque, and the intake pipe at this time 8 internal pressure acts on the piston 30 and opens the charge air pressure responsive dual switches 18 and 22, supercharging is performed exclusively by the turbocharger 4, and the charge air passes through the engine 1 via the bypass 32. be provided.
＜実施例＞
本考案の実施例を第１図、第２図により詳細に
説明すると、１はエンジンで、その排気マニホー
ルド２には排気管６を介してターボチヤージヤー
４の排気タービン５を連結し、またエンジン１の
吸気マニホールド３には、吸気管８を介して前記
ターボチヤージヤー４のコンプレツサー７を連結
せしめるとともに、前記吸気管８には給気冷却器
９及びバツテリ１０を電源とする直流電動機１１
によつて駆動される容積型過給機１２が介装され
ている。上記バツテリ１０と上記直流電動機１１
の両正規電極（図示せず）間は、直列に結合した
常開型の負荷応答スイツチ１７及び給気圧力応答
２連スイツチの一方１８を介して回路１６により
連絡するとともに、バツテリ１０の中間電極１９
より、常開型のアイドルスイツチ２１及びこれと
直列結線した給気圧力応答２連スイツチの他方２
２をもつ回路２０で前記直流電動機１１の中間端
子（図示せず）に連絡されている。<Embodiment> An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. Reference numeral 1 denotes an engine, and an exhaust turbine 5 of a turbocharger 4 is connected to an exhaust manifold 2 of the engine through an exhaust pipe 6. A compressor 7 of the turbocharger 4 is connected to the intake manifold 3 of the engine 1 via an intake pipe 8, and a charge air cooler 9 and a battery 10 are connected to the intake pipe 8 as a power source. DC motor 11
A positive displacement supercharger 12 driven by is interposed. The battery 10 and the DC motor 11
The two regular electrodes (not shown) are connected by a circuit 16 via a normally open load response switch 17 and one side 18 of a supply air pressure response dual switch connected in series, and an intermediate electrode of the battery 10. 19
, the normally open idle switch 21 and the other 2 of the supply air pressure responsive dual switch connected in series with it.
2 is connected to an intermediate terminal (not shown) of the DC motor 11.
前記バツテリ１０はまた、始動スイツチ１５を
有する電気回路１４により始動電動機１３に連絡
されている。 The battery 10 is also connected to a starting motor 13 by an electrical circuit 14 having a starting switch 15.
前記負荷応答スイツチ１７は、エンジン１の負
荷調節装置、例えば第１図のように自動車におけ
るアクセルペダル２３とリンク２４を介して連結
され、上記ペタル２３を所定以上踏込んだとき回
路１６を閉じるようになつている。また前記給気
圧力応答２連スイツチ１８，２２は、ピストン３
０を有するアクチユエーター２５のピストンロツ
ド２６に設けたピン２７及び同２８にゆるい孔で
結合するが、上記アクチユエータ２５の下方に
は、配管２９によつて吸気管８より給気圧を導く
ようにし、上記吸気管８内の圧力によつてピスト
ン３０をばね３１の力に抗して上方に移動させ、
該ピストン３０に固定された前記ピストンロツド
２６により上記回路１６及び同１９を開くよう構
成されている。 The load response switch 17 is connected to a load adjustment device for the engine 1, for example, an accelerator pedal 23 in an automobile as shown in FIG. It's getting old. Further, the supply air pressure responsive dual switches 18 and 22 are connected to the piston 3.
The actuator 25 is connected to a pin 27 and 28 provided on the piston rod 26 of the actuator 25 with a loose hole, but below the actuator 25, supply pressure is introduced from the intake pipe 8 through a pipe 29. The piston 30 is moved upward against the force of the spring 31 by the pressure inside the intake pipe 8,
The piston rod 26 fixed to the piston 30 is configured to open the circuits 16 and 19.
前記バイパス３２は、前記吸気マニホールド３
と前記吸気管８とを連通するもので、逆止弁３３
をピン３４によつて回転自在に軸支し、これによ
つて前記容積型過給機１２が作動を停止している
場合、上記吸気管８から前記吸気マニホールド３
２へのターボチヤージヤー４からの空気流には開
き、逆方向の空気流、即ち上記容積型過給機１２
の作動時には閉じる構成である。 The bypass 32 connects the intake manifold 3
and the intake pipe 8, and the check valve 33
is rotatably supported by a pin 34, so that when the positive displacement supercharger 12 is not operating, the intake pipe 8 is connected to the intake manifold 3.
The airflow from the turbocharger 4 to the turbocharger 2 is open and the airflow in the opposite direction, i.e. the positive displacement supercharger 12
It is configured to close when activated.
以上の如き本考案の過給エンジンの始動時に
は、始動スイツチ１５を閉じて始動電動機１３に
よりエンジン１を駆動するとともに、アクセルペ
ダル２３を踏んで燃料供給量を増加するが、所定
の位置で負荷応答スイツチ１７が閉じられ、バツ
テリ電源により直流電動機１１は容積型過給機１
２を駆動し、エンジン１を過給する。直流直巻の
電動機１１は回転速度が変化しても出力が一定
で、即ち低速で高トルク、高速では発生するトル
クが低くなる特性を有するから、上記の直流電動
機１１によつて駆動される容積型過給機１２が発
生する給気圧力比は第２図の線ｎ−ｏ−ｐに示す
如く変化し、エンジンの低速回転時には高く、エ
ンジン速度増加とともに低下するので、エンジン
速度が最も低い始動時には給気圧力は高くでき、
且つ給気の温度も高くしてエンジンの始動を容易
にする。 When starting the supercharged engine of the present invention as described above, the starting switch 15 is closed and the starting motor 13 drives the engine 1, and the accelerator pedal 23 is depressed to increase the fuel supply amount. The switch 17 is closed, and the battery power supplies the DC motor 11 to the positive displacement supercharger 1.
2 and supercharges the engine 1. The DC series-wound electric motor 11 has a characteristic that the output is constant even when the rotational speed changes, that is, the generated torque is high at low speeds and low at high speeds, so the volume driven by the DC motor 11 is The charge air pressure ratio generated by the type supercharger 12 changes as shown by the line n-o-p in Fig. 2, and is high when the engine rotates at low speed and decreases as the engine speed increases. Sometimes the supply pressure can be high,
In addition, the temperature of the supply air is increased to make it easier to start the engine.
デイーゼルエンジンにおいて始動直後における
アイドル運転時に白煙又は青煙を排出する場合に
は、アイドルスイツチ２１を閉じれば、バツテリ
１０の中間電極１９からの電源によつて直流電動
機１１が容積型過給機１２を低速駆動するから、
第２図の線ｑ−ｒ−ｓに示す給気圧力にてエンジ
ン１を過給し、アイドル運転時の燃焼を良好にす
る。 When a diesel engine emits white smoke or blue smoke during idling immediately after starting, if the idle switch 21 is closed, the DC motor 11 is switched to the positive displacement supercharger 12 by the power from the intermediate electrode 19 of the battery 10. Because it drives at low speed,
The engine 1 is supercharged at the air supply pressure shown by the line qr-s in FIG. 2 to improve combustion during idling operation.
エンジン低速時にはターボチヤージヤー４の発
生する給気圧力は第２図の点ａと低く、これによ
つて発生しうるトルクも点ｆと無過給エンジンの
トルク点ｉとほとんど変らないが、アクセルペダ
ル２３と連動した負荷応答スイツチ１７が閉じら
れることによつて直流電動機１１により駆動され
る容積型過給１２は第２図給気圧力比曲線の点ｏ
の給気圧力比でエンジン１が過給され、点ｔのト
ルクを発生する。 At low engine speeds, the air supply pressure generated by the turbocharger 4 is as low as point a in Figure 2, and the torque that can be generated is almost the same as point f and torque point i of a non-supercharged engine. When the load response switch 17 linked to the accelerator pedal 23 is closed, the positive displacement supercharging 12 is driven by the DC motor 11 at point o on the charge air pressure ratio curve in FIG.
The engine 1 is supercharged at an intake pressure ratio of , and generates torque at point t.
エンジン速度の増加とともにターボチヤージヤ
ー４の発生する給気圧力比は線ａ−ｂに示すよう
に増加するが、一方、容積型過給機１２の発生す
る給気圧力比は線ｏ−ｐに示すように低下し、そ
の結果、吸気マニホールド３内の給気圧力比は線
ａ−ｂの圧力比と線ｏ−ｐの圧力比との積である
線ｏ−ｌとなり、エンジン１の低速から中速にか
けてのトルク線ｔ−ｍを発生しうることになる。
エンジンの中速点においてはターボチヤージヤー
４の発生する給気圧力は点ｌの如く高くなり、こ
のため管２９を経てアクチユエータ２５のピスト
ン３０に給気圧力がかゝり、ピストンロツド２６
をばね３１に抗して押上げ、ピン２７、２８を介
し給気圧力応答２連スイツチ１８，２２を開いて
容積型過給機１２の回転が停止され、エンジン１
にはバイパス３２を経た給気が逆止弁３３を開い
て供給され、点ｌ以上のエンジン速度では容積型
過給機１２は駆動されることはなく、専らターボ
チヤージヤー４によつてエンジン１は過給され
る。 As the engine speed increases, the charge air pressure ratio generated by the turbocharger 4 increases as shown by the line a-b, while the charge air pressure ratio generated by the positive displacement supercharger 12 increases by the line op. As a result, the supply air pressure ratio in the intake manifold 3 becomes line o-l, which is the product of the pressure ratio of line a-b and the pressure ratio of line op, and the low speed of the engine 1 This means that a torque line t-m can be generated from to medium speed.
At a mid-speed point of the engine, the supply air pressure generated by the turbocharger 4 becomes high as shown at point 1, so that the supply air pressure is applied to the piston 30 of the actuator 25 via the pipe 29, and the piston rod 26
is pushed up against the spring 31, and the supply air pressure response dual switches 18, 22 are opened via the pins 27, 28 to stop the rotation of the positive displacement supercharger 12, and the engine 1
The intake air is supplied through the bypass 32 by opening the check valve 33, and at engine speeds above point l, the positive displacement supercharger 12 is not driven, and the turbocharger 4 is used exclusively to control the engine. 1 is supercharged.
エンジンは低負荷時においては、例えば第２図
線ｕ−ｖにて表わされる自動車の平地走行抵抗曲
線が要求するトルクを、容積型過給機１２の助け
なしに、ターボチヤージヤー４の発生する給気圧
力による過給のみによつて発生しうるので、通常
の走行時において、低速低負荷時にはアクセルペ
ダル２３と連動する負荷応答スイツチ１７が開か
れ、又高速高負荷時にはアクチユエーター２５を
介して給気圧力応答２連スイツチ１８の一方が開
き、この結果、直流電動機１１は容積型過給機１
２を駆動するエネルギーを必要とせず、本考案の
過給エンジンが自動車の走行燃料消費率を低下さ
せることはない。 When the engine is under low load, the turbocharger 4 generates the torque required by the automobile's flat road running resistance curve, which is represented by the line uv in the second diagram, without the aid of the positive displacement supercharger 12. Therefore, during normal driving, the load response switch 17 linked to the accelerator pedal 23 is opened at low speeds and low loads, and the actuator 25 is opened at high speeds and high loads. One of the supply air pressure responsive dual switches 18 is opened through the switch 18, and as a result, the DC motor 11 is
2, and the supercharged engine of the present invention does not reduce the fuel consumption rate of the vehicle.
定常走行状態からの急加速、例えば第２図の点
ｗのトルクを急に点ｌの最高トルクにまで高めよ
うとしても、点ｗの負荷におけるターボチヤージ
ヤーの回転は未だ低く、従つて給気圧力も低いの
で、点ｌに対応する点ｅまで給気圧力を高めるに
は数秒を必要とし、公知ターボ過給エンジンでは
レスポンスを悪くするが、本考案の過給エンジン
ではアクセルペダル２３を踏込んで負荷応答スイ
ツチ１７を閉じ、容積型過給機１２によつて給気
圧力を点ｘにまで高めることによつてターボチヤ
ージヤー４を加速する。その結果、ターボチヤー
ジヤー４の吐出する給気圧力が高められこれによ
つて、アクチユエーター２５は給気圧力応答２連
スイツチ１８の一方を開き、容積型過給機１２は
停止するが、エンジンの過渡応答性能が改善され
ることになる。 Even if you suddenly accelerate from a steady running state, for example, try to suddenly increase the torque at point w in Figure 2 to the maximum torque at point l, the rotation of the turbocharger at the load at point w is still low, and therefore the supply Since the air pressure is also low, it takes several seconds to increase the air supply pressure to point e corresponding to point l, which causes poor response in known turbocharged engines, but in the supercharged engine of the present invention, when the accelerator pedal 23 is depressed. Then, the load response switch 17 is closed, and the turbocharger 4 is accelerated by increasing the charge air pressure to point x by the positive displacement supercharger 12. As a result, the charge air pressure discharged by the turbocharger 4 is increased, which causes the actuator 25 to open one of the charge air pressure responsive dual switches 18, and the positive displacement supercharger 12 is stopped. , the transient response performance of the engine will be improved.
＜考案の効果＞
本考案は上述の如く、ターボチヤージヤーから
エンジンの吸気系に至る管路に直流電動機により
駆動される容積型過給機を配設し、前記電動機の
正規電極を、アクセルペダルの所定以上踏込み時
にONする常開型の負荷応答スイツチ及びターボ
チヤージヤーの所定過給圧によりアクチユエータ
ーを介しOFFする常閉型の給気圧力応答２連ス
イツチの一方を介してバツテリの正規電極に接続
するとともに、前記電動機の中間電極を、常開型
のアイドルスイツチ及び前記給気圧力応答２連ス
イツチの他方を介してバツテリの中間電極に接続
したので、バツテリーを電源とする直流電動機で
容積型過給機を駆動することにより、直流直巻電
動機の特性を利用して、エンジン始動時には高い
給気圧力及び高い給気温度が得られ、これにによ
つてエンジンの始動、特に低圧縮比のデイーゼル
エンジンの始動を容易にする効果がある。また、
アイドル運転時に直流電動機を介して容積型過給
機を低出力にて駆動し、それによる給気圧力と温
度の上昇を利用して、エンジンのアイドル運転を
安定させ、同時に特に始動直後のデイーゼルエン
ジンの場合の白煙及び青煙などの排出を防止する
効果がある。<Effects of the invention> As described above, the present invention provides a positive displacement supercharger driven by a DC motor in the conduit leading from the turbocharger to the intake system of the engine, and connects the regular electrode of the motor to the accelerator. The battery is discharged through one of the normally open load response switch that turns on when the pedal is depressed beyond a predetermined level, and the normally closed air supply pressure response dual switch that turns off via the actuator when the turbocharger's predetermined boost pressure is turned off. At the same time, the intermediate electrode of the motor was connected to the intermediate electrode of the battery through the other of the normally open idle switch and the supply air pressure responsive dual switch, so that the direct current from the battery was connected to the battery's regular electrode. By driving a positive displacement supercharger with an electric motor, high charge air pressure and high charge air temperature can be obtained when starting the engine by utilizing the characteristics of a DC series motor. This has the effect of making it easier to start a diesel engine with a low compression ratio. Also,
During idle operation, the positive displacement turbocharger is driven at low output via the DC motor, and the resulting rise in charge air pressure and temperature is used to stabilize engine idle operation, and at the same time, especially for diesel engines immediately after starting. It is effective in preventing the emission of white smoke and blue smoke in the case of
又、エンジンの低速における全負荷運転時に
は、ターボチヤージヤーの吐出する給気の圧力比
Ａは低いが、低速高トルクである直流電動機によ
り駆動される容積型過給機により吐出する給気の
圧力比Ｂが高くできるので、吸気マニホールド内
の圧力比をＡ×Ｂとして、高い低速トルクが発生
せしめることができるとともに、エンジン速度の
増加とともにターボチヤージヤーの吐出する給気
の圧力比A′は高まるが、容積型過給機より吐出
する給気の圧力比B′は低下するのでA′×B′はエ
ンジン速度の変化にもかゝわらずほゞ一定とな
り、従つてターボ過給エンジンの低中トルクを
ほゞ一定に高める効果がある。 Also, when the engine is operating at full load at low speed, the pressure ratio A of the charge air discharged by the turbocharger is low, but the pressure ratio A of the charge air discharged by the positive displacement supercharger driven by a low-speed, high-torque DC motor is low. Since the pressure ratio B can be made high, high low-speed torque can be generated by setting the pressure ratio in the intake manifold to A x B, and as the engine speed increases, the pressure ratio A' of the charge air discharged by the turbocharger increases. increases, but the pressure ratio B' of the charge air discharged from the positive displacement turbocharger decreases, so A'×B' remains approximately constant despite changes in engine speed, and therefore, the turbocharged engine It has the effect of increasing the low-to-medium torque almost constantly.
更に、上記電動機をアクセルペダルの所定以上
の踏込時ONするアクセルスイツチとターボチヤ
ージヤーの所定過給圧によりアクチユエータを介
しOFFする過給圧スイツチを介して電源に接続
したことにより、容積型過給機を始動時、低トル
ク時に作動させ、ターボチヤージヤーの給気圧が
高まつた時に自動的に容積型過給機の電動機によ
る駆動を停止させることができ、混成過給を円滑
に行うことができる効果がある。 Furthermore, by connecting the electric motor to the power source through an accelerator switch that turns on when the accelerator pedal is depressed beyond a predetermined level, and a boost pressure switch that turns off via an actuator when the turbocharger's predetermined boost pressure is turned off, The charger is activated at startup and at low torque, and when the boost pressure of the turbocharger increases, the drive by the electric motor of the positive displacement supercharger can be automatically stopped, allowing smooth hybrid supercharging. There is an effect that can be done.
第１図は本考案過給エンジンの一部断面構成
図、第２図は本考案過給エンジンのエンジン速度
（即ガス流量）に対するエンジントルク及び圧力
比（空気密度）を示す曲線図である。
１……エンジン、２……排気マニホールド、３
……吸気マニホールド、４……ターボチヤージヤ
ー、５……排気タービン、６……排気管、７……
コンプレツサー、８……吸気管、９……給気冷却
器、１０……バツテリ、１１……直流電動機、１
２……容積型過給機、１３……始動電動機、１
４，１６，２０……電気回路、１５……始動スイ
ツチ、１７……負荷応答スイツチ、１８，２２…
…給気圧力応答２連スイツチ、１９……中間電
極、２１……アイドルスイツチ、２３……アクセ
ルペダル、２４……リンク、２５……アクチユエ
ータ、２６……ピストンロツド、２７，２８……
ピン、２９……配管、３０……ピストン、３１…
…ばね、３２……バイパス、３３……逆止弁、３
４……ピン。
FIG. 1 is a partial cross-sectional configuration diagram of the supercharged engine of the present invention, and FIG. 2 is a curve diagram showing engine torque and pressure ratio (air density) with respect to engine speed (immediate gas flow rate) of the supercharged engine of the present invention. 1...Engine, 2...Exhaust manifold, 3
...Intake manifold, 4...Turbocharger, 5...Exhaust turbine, 6...Exhaust pipe, 7...
Compressor, 8... Intake pipe, 9... Supply air cooler, 10... Battery, 11... DC motor, 1
2...Displacement supercharger, 13...Starting motor, 1
4, 16, 20... Electric circuit, 15... Start switch, 17... Load response switch, 18, 22...
...Air supply pressure responsive dual switch, 19... Intermediate electrode, 21... Idle switch, 23... Accelerator pedal, 24... Link, 25... Actuator, 26... Piston rod, 27, 28...
Pin, 29... Piping, 30... Piston, 31...
... Spring, 32 ... Bypass, 33 ... Check valve, 3
4...Pin.
Claims (1)
る管路に直流電動機により駆動される容積型過給
機を配設し、前記電動機の正規電極を、アクセル
ペダルの所定以上踏込み時にONする常開型の負
荷応答スイツチ及びターボチヤージヤーの所定過
給圧によりアクチユエーターを介しOFFする常
閉型の給気圧力応答２連スイツチの一方を介して
バツテリの正規電極に接続するとともに、前記電
動機の中間電極を、常開型のアイドルスイツチ及
び前記給気圧力応答２連スイツチの他方を介して
バツテリの中間電極に接続したことを特徴とする
過給エンジン。 A positive displacement supercharger driven by a DC motor is installed in the conduit leading from the turbocharger to the engine intake system, and the regular electrode of the motor is turned on when the accelerator pedal is depressed beyond a predetermined level. It is connected to the normal electrode of the battery through one of the load response switch and one of the normally-closed supply air pressure response dual switch which is turned off via the actuator depending on the predetermined supercharging pressure of the turbocharger. A supercharged engine characterized in that an electrode is connected to an intermediate electrode of a battery through the other of a normally open idle switch and the boost pressure responsive dual switch.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986198669U JPH0526263Y2 (en) | 1986-12-26 | 1986-12-26 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986198669U JPH0526263Y2 (en) | 1986-12-26 | 1986-12-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63104637U JPS63104637U (en) | 1988-07-06 |
| JPH0526263Y2 true JPH0526263Y2 (en) | 1993-07-02 |
Family
ID=31159571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1986198669U Expired - Lifetime JPH0526263Y2 (en) | 1986-12-26 | 1986-12-26 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0526263Y2 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5525590A (en) * | 1978-08-15 | 1980-02-23 | Sulzer Ag | Method of operating ship driver having supercharged internal combustion engine |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH041308Y2 (en) * | 1985-03-27 | 1992-01-17 |
-
1986
- 1986-12-26 JP JP1986198669U patent/JPH0526263Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5525590A (en) * | 1978-08-15 | 1980-02-23 | Sulzer Ag | Method of operating ship driver having supercharged internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63104637U (en) | 1988-07-06 |
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