JPH053714Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は機械式過給機を具えた内燃機関におけ
る過給圧の制御装置に関する。

〔従来の技術〕

ルーツポンプあるいはベーンポンプなどの機械
式過給機を具えた内燃機関において、その過給機
のポンプ効率が正確には１台ごとに相異するため
同一製造ラインで製造された過給機をエンジンに
搭載した場合でもエンジン性能がエンジンごとに
相異してくる可能性がある。ポンプ効率のばらつ
きは製造、組立上の誤差から初期性能のばらつき
として現われたりあるいはエンジンに組付後の経
時変化に伴うばらつきとして現われるが、いずれ
にしてもこのエンジン性能のばらつきは過給機の
低回転領域で大きく、効率の低いポンプでは低速
出力が極端に低くなり、また高速回転域では過過
給となり部品の耐圧上の問題を惹き起こしたり燃
費の大巾悪化をまねいたりする。

尚、機械式過給機においても過給圧の上限値を
制御するためにターボ式過給機のウエイストゲー
トバルブに相当するリリーフ弁を設けることは公
知であるが、過給を有効に利用するためにリリー
フ弁の開弁設定圧はエンジンの耐圧性等の観点か
ら設計上定められる最高限度圧にできるだけ近い
値とするのが普通である。

〔考案が解決しようとする問題点〕

本考案が解決すべき課題は上述の如き従来技術
に鑑み、ポンプ効率のばらつきを前提とした上
で、如何にして低回転域でのエンジン過給特性の
ばらつきを少くするとともに低速出力を確保しか
つアイドリング時の過給機の加熱の防止と燃費の
向上をはかるかということである。

そこで本考案は要求よりも性能の高いポンプを
用いて低速出力を確保し、またアイドリング時は
スロツトルバルブ下流で過給ポンプ上流の負圧に
より、過給ポンプの吐出圧をリリーフし上記の課
題の解決を計らんとするものである。即ち、高性
能ポンプを用いたり、あるいはポンプの増速比を
大きくすることによりポンプの特性曲線を全体的
に高性能側に平行移動させ、それによりポンプの
吐出圧がエンジンの低回転領域においてすでにリ
リーフ弁の開弁設定値に近い過給圧となるように
する。その結果高過給圧のポンプでは過給圧は低
回転域でリリーフされ安定したものとなる。また
アイドリング時はスロツトルバルブ下流で過給ポ
ンプ上流に作用する大きな負圧により、ポンプの
吐出圧をリリーフする。その結果、スロツトル弁
下流で過給ポンプ上流の負圧が過大になりすぎる
のを防止し、過給ポンプの加熱を防止すると共に
過給ポンプの駆動トルクを低減して燃費の向上を
はかるようにする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の課題を解決するために本考案によれば、
過給ポンプとしてその吐出圧がその低回転領域に
おいて圧力レギユレーテイングバルブの開弁設定
圧力値に近くなる高性能過給ポンプを用いるかあ
るいはそのようなポンプ駆動特性を得られるよう
なポンプ増速比とするとともに、圧力レギユレー
テイングバルブは過給ポンプ下流の吐出圧が所定
値以上になつた時に開弁し、また、スロツトルバ
ルブ下流で過給ポンプ上流の負圧がアイドル時あ
るいは減速時等の低負荷時に作用する大きな負圧
になつた時に開弁することを特徴とする。

上記の構成から明らかな如く、本考案において
は、圧力レギユレーテイングバルブの開弁設定圧
は過給ポンプ下流の吐出圧とスロツトルバルブ下
流で且つ過給ポンプ上流の負圧との和によつて決
定される。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本考案の好ましい実施例
につき詳細に説明する。

第１図は本考案に係る過給制御装置の基本構成
を示す。同図において１はエアクリーナ、３はエ
アフロメータ、５はエンジン本体（Ｅ／Ｇ）、７
はスロツトルバルブを夫々示す。過給ポンプ、例
えばルーツポンプ１１はエンジン本体５とスロツ
トルバルブ７との間の吸気通路９に設けられ、エ
ンジン５の回転に応じて回転し、エンジンに過給
する。

以上の構成は従来のものと全く同一である。

ポンプ１１の下流には圧力レギユレーテイング
バルブ１５が設けられる。圧力レギユレーテイン
グバルブ１５は過給圧（吐出圧）が所定値以上に
なつたときに開弁して吐出圧をリリーフ通路１９
を介してポンプ上流の吸気通路９に開放する。リ
リーフ通路１９はポンプ１１をバイパスしてポン
プ１１の上流側と下流側とを連結する。圧力レギ
ユレーテイングバルブ１５の開弁設定圧は一般に
できるだけ大きな過給を確保するために、エンジ
ンの耐圧強度等の観点から定められる最高限度圧
に安全率を見込んでその最高限度圧より僅かに小
さい値が選定される。

扨て、ポンプ１１のポンプ効率はたとえ同一の
製造ラインで製造したものであつても第３図の
イ，ロ，ハに示す如くポンプごとにばらつきがあ
るのは止むを得ない。このようなポンプ効率のば
らつきは製造あるいは組付け段階でもともと発生
する場合もあるし、あるいは組付使用後の経時変
化に伴つて発生する場合もある。いずれにしろ例
えば３台のポンプイ，ロ，ハ間のばらつきは第３
図に示す如くエンジン回転数が小さい領域程大き
い。

そこで本考案では第３図ニに示す如く、要求よ
りも高いポンプ効率を有する過給ポンプを用いる
かあるいはポンプの増速比を大きくすることによ
り問題の解決を図つたものである。即ち、ポンプ
効率曲線をポンプ効率の高性能方向に略平行移動
した形となり、従つてポンプの吐出圧はエンジン
回転数が相当低い領域で圧力レギユレート弁１５
の開弁設定圧近傍に達し、いわばほとんど全運転
域に亘つて圧力レギユレート弁１５が圧力をリリ
ーフすることになり、低回転領域でのポンプ効率
のばらつきはほぼ完全に吸収される。しかも本考
案ではこのような高過給ポンプを用いるので必要
な過給圧（ポンプ吐出圧）は確保されるものであ
る。

ポンプの過給能力を上げるためには一般にはポ
ンプ容量の大きなポンプを用いるかあるいはポン
プの増速比を高めればよい。

第３図は本考案に係る過給ポンプを用いた場合
におけるポンプ特性と圧力レギユレーテイング特
性との関係を示すもので、同図から明らかな如く
本考案によればほとんど全運転域に亘つてポンプ
吐出圧がレギユレーテイング特性よりも高い圧力
特性を示す。

また、アイドル回転時にも過給圧はリリーフさ
れる。

第２図は圧力レギユレーテイングバルブ１５の
構造例を示すもので、圧力レギユレーテイングバ
ルブ１５はポンプ１１の下流側で吸気通路に開口
する圧力リリーフポート２１を有する弁ハウジン
グ２３から構成される。弁ハウジング２３内には
ばね３９により常に閉弁位置に付勢された弁体２
７が設けられ、弁体２７によりポート２１を開閉
する。ポート２１はその開弁時にリリーフ通路１
９と連通する。

この結果、ばね２５の初期荷重を適当に設計す
ることにより圧力レギユレーテイングバルブ１５
の開弁設定圧を任意に設定できる。また高回転高
負荷域程圧力はリリーフし易く第４図に示すよう
な特性が得られ、低速でのトルクの向上と高速で
の吸排気温の低減、延いては燃費の向上がはかれ
る。

弁体２７は作動ロツド３１によりダイヤフラム
３３に連結される。ダイヤフラム３３は弁ハウジ
ング２３に固設されるダイヤフラムハウジング３
７内に設けられ、ばね３９により常に弁体２７の
閉弁位置に向つて付勢される。ダイヤフラム作動
室（圧力制御室）４１は圧力感知管１７を介して
スロツトルバルブ７の下流でかつポンプ上流の吸
気通路９に連結される。従つてダイヤフラム３３
はスロツトルバルブ７の下流の吸気負圧に応じて
作動し、ポート２１を開閉する。このように、弁
体２７はアイドル時やあるいはアイドル時よりは
負圧が大きいか減速時等の低負荷時にもダイヤフ
ラム３３に作用する大きな負圧により弁体２７を
引下げるので吐出圧のリリーフが行える。これに
よりスロツトルバルブ下流で過給ポンプ上流の負
圧が過大になり、延いては過給ポンプが加熱する
のを防止することができると共に過給ポンプ駆動
トルクを低減して燃費を向上することができる。
またスロツトルバルブ７が全開する高負荷高回転
時にはダイヤフラム室４１には実質上大気圧より
も少し低い圧力でしかも高回転高負荷（高吸入空
気量）ほど低くなる圧力が作用することになるの
で弁体２７はポンプ１１の吐出圧とダイヤフラム
室にかかる負圧とによつて開閉せしめられる。

〔考案の効果〕

以上に記載した通り本考案によれば、過給ポン
プ下流の吐出圧が所定値以上になつた時に圧力レ
ギユレーテイングバルブが開弁することにより、
機関に入る過給圧が過大になるのを防止すること
が出来るとともに、スロツトルバルブ下流で過給
ポンプ上流の負圧が例えば、アイドル時の大きな
負圧になつた時に開弁することにより過給ポンプ
下流の圧力を過給ポンプ上流側に戻し、それによ
りスロツトルバルブと過給ポンプとの間で負圧が
過大になり延いては過給ポンプが発熱するのを防
止することが出来ると共に過給ポンプの駆動トル
クを低減して燃費を向上することが出来る。ま
た、エンジンの低回転域で圧力レギユレーテイン
グバルブの設定開弁圧に近い値かあるいはそれを
越えてしまうような高過給ポンプを用いることに
より、低回転域でも所要の過給圧を確保しつつか
つその過給圧をリリーフすることによりポンプの
効率のばらつきを吸収することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る過給制御装置の全体構成
を示す図解図、第２図は第１図に示す圧力レギユ
レーテイングバルブの実施例を示す図、第３図は
本考案によるポンプ効率及び過給圧の特性を従来
技術との関連において示す線図、第４図は本考案
に係るポンプ特性と圧力レギユレーテイング特性
との関係を示す線図。 ５……エンジン本体、１１……過給ポンプ、１
５……圧力レギユレーテイングバルブ、１９……
リリーフ通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内燃機関の吸気通路９に機械式過給ポンプ１１
   を設け、該過給ポンプの上流にスロツトルバルブ
   ７を配置し、該スロツトルバルブと前記過給ポン
   プとの間の吸気通路部分から過給ポンプの下流に
   至るリリーフ通路１９を設け、該リリーフ通路
   に、過給ポンプ下流の吐出圧が大きくなつた時に
   開き、且つ、スロツトルバルブ下流で過給ポンプ
   上流の負圧がアイドル時に作用する負圧以上にな
   つた時に開く圧力レギユレーテイングバルブ１５
   を設け、使用される過給ポンプの吐出圧は機関低
   回転領域において圧力レギユレーテイングバルブ
   の所定の開弁設定圧力値近傍に達することを特徴
   とする内燃機関の過給制御装置。