JPH071018B2 - 機械式過給機付内燃機関における排気制御装置 - Google Patents

機械式過給機付内燃機関における排気制御装置

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JPH071018B2
JPH071018B2 JP59196551A JP19655184A JPH071018B2 JP H071018 B2 JPH071018 B2 JP H071018B2 JP 59196551 A JP59196551 A JP 59196551A JP 19655184 A JP19655184 A JP 19655184A JP H071018 B2 JPH071018 B2 JP H071018B2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/32Engines with pumps other than of reciprocating-piston type
    • F02B33/34Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with rotary pumps
    • F02B33/36Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with rotary pumps of positive-displacement type
    • F02B33/38Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with rotary pumps of positive-displacement type of Roots type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/04Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning exhaust conduits

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は機械式過給機を備えた内燃機関における排気制
御装置に関する。
〔従来の技術〕
機械式過給機は機関吸気系に設けられた機関クランク軸
に連結される。機械式過給機の過給特性はターボ式過給
機と比較し、低回転側から高過給が行われ高出力が得ら
れることになる。反面低回転より過給が行われることか
らバルブオーバラップ時に混合気の吹き抜けによる排気
エミッションの悪化及び燃料消費率の低下の問題があ
る。
そこで、過給機内燃機関において排気管に絞り弁を設
け、エンジンの低回転時に絞り弁を絞り、エンジンの回
転数の増大と共に絞り弁を開放するものが提案されてい
る。ターボ過給機について特開昭57−13233号公報参
照。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来技術ではエンジンの低回転時にも負荷に係わらず絞
り弁を絞っている。ところが、機械式過給機ではエンジ
ンの低回転時はクラッチを切ることによって完全に停止
しており、吸気管に設けたスロットル弁の開度が小さく
吸気管内の圧力が低いことから絞り弁を閉鎖することに
よる背圧の増大が相まって、燃焼室側への排気ガスの吹
き返しのおそれがある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の排気制御装置においては、内燃機関の排気管内
に排気絞り弁を設け、絞り弁はエンジンの作動を可能と
する最少排気ガス流量位置から排気ガス流の抵抗になら
ない全開位置との間で流量制御可能であり、回転数の増
大に応じて排気絞り弁の開度を大きくする第1制御手段
と、負荷が小さいとき前記第1制御手段の作動を禁止
し、回転数に係わらず排気絞り弁を開放させる第2制御
手段を有している。
第1制御手段によって排気絞り弁は低回転時は排気絞り
弁の開度を小さく保持する。そのため絞り弁上流の背圧
が高くなり過給圧が高くても新規の吹き抜けが防止され
る。
第2制御手段は機関の負荷が小さいときに第1制御手段
の前記作動を禁止し、絞り弁は回転数に係わらず開放さ
れる。
〔実施例〕
第1図において、10はエンジン本体であり、ピストン1
2、コネクティングロッド14、クランク軸16、吸気ポー
ト18、排気ポート20、吸気弁22、排気弁24、排気管25等
の構成要素より成る。吸気ポート18は吸気管26に接続さ
れ、吸気管26中にスロットル弁28があり、スロットル弁
28の上流のエアフロメータ30が設けられ、その上流の空
気クリーナ32が位置する。
この実施例では内燃機関は燃料噴射式であり、吸気管26
の燃料インジェクタ33が設けられている。
スロットル弁28の下流において吸気管26に機械式過給機
としてのルーツポンプ34が接続される。ルーツポンプ34
は一対のまゆ型のロータ38より成る。一対のロータ38は
この回転軸上に図示しない相互に噛合う歯車が設けられ
る。そのためロータ38は反対方向に回転する。ロータ38
の一方の回転軸上にプーリ付クラッチ40が設けられ、ク
ラッチ40のプーリ部はベルト42を介してクランク軸16上
のプーリ44に連結される。プーリ付クラッチ40は、図示
しないクラック制御回路によって過給の必要な運転時
(例えば所定回転数以上でかつ所定負荷以上)に係合さ
れ、プーリ44即ちクランク軸16の回転が過給機34に伝達
される。そのような制御回路としては燃料噴射制御用の
マイクロコンピュータシステムに同居させることができ
るがこの出願の特徴とは関連が薄いので詳細説明を省略
する。
本発明によれば排気管25に排気絞り弁50が設けられる。
この実施例では排気絞り弁は弁軸52の回りで回動自在な
スイング弁である。排気絞り弁50のアーム50-1は、ロッ
ド54を介してダイヤフラムアクチュエータ56によって駆
動される。アクチュエータ56はダイヤフラム58と、スプ
リング60と、ダイヤフラム室62とを備える。ダイヤフラ
ム58にアーム54が連結される。ダイヤフラム室62は負圧
チューブ64を介し、スロットル弁28の下流であって過給
機34の上流の負圧ポート66に接続される。アクチュエー
タ56のスプリング60は排気絞り弁50が図に示す閉位置を
とるように付勢している。この位置は閉状態ではあるが
排気管25を全閉するのではなく排気ガスの流れは許容し
つつ必要な背圧上昇は得られるように選定される。ま
た、排気絞り弁50はその閉位置では排気ガスの流れに対
し後方に傾斜していて、そのため排気ガス流の作用によ
ってバルブ50が自然に開放付勢されるように配向されて
いる。
この実施例の作動を述べると機関低負荷運転時には吸気
スロットル弁28は第1図の破線のように開度が小さい。
このときポート66に生ずる負圧は強いので、エンジン回
転数に係わらずダイヤフラム58は第2図(ロ)のように
ばね260に抗して引っ張られ絞り弁50は排気管25を全開
する。低負荷時は通常過給機34はクラッチを切ることに
よって作動しておらず空まわりしているだけあり、過給
機の下流も負圧であるからこのような状態で排気絞り弁
50を絞ると排気ガスの燃焼室への吹き返しが生ずるおそ
れがあるが、この実施例のように過給機34の作動しない
低負荷時排気絞り弁250を開けることによりそのような
おそれが解消される。
スロットル弁28が第1図の実線のように開放される高負
荷運転時は、過給機34はクラッチ40の係合により過給作
動を行う。スロットル弁28の開放でポート66の圧力は大
気圧に近くなるからダイヤフラム室62の圧力はも早ばね
60には打ち勝つことができない。機関が低回転であれば
絞り弁50に作用する排気ガスの勢いは弱くばね60に打ち
勝てないことから同絞り弁50は第1図のように位置しこ
のときその上、下流の圧力P1,P2の差は大きくなり、背
圧増による過給に伴う吹き抜けが防止される。
過給機の作動域による高回転側では排気ガス流によって
ダイヤフラム58はばね60に抗して押戻され、その結果第
3図のように排気絞り弁50は全開となりその上下流の圧
力P1,P2を実質上等しくする。
第4図に示す第2実施例では排気絞り弁350はバタフラ
イ型であって、その弁軸に固定されたレバー353はリン
グ354、ロッド355を介してダイヤフラムアクチュエータ
356に連結される。アクチュエータ356のダイヤフラム室
362は負圧チューブ364を介してスロットル弁28の上流の
負圧ポート366に接続される。ダイヤフラム室362の反対
側にもう一つのダイヤフラム室362′が形成され、この
ダイヤフラム室362′はチューブ365,367によって、過給
機34の下流の過給圧ポート366′に接続される。370は制
御弁であってダイヤフラム372、ロッド374、弁体376、
ばね378を有し、ダイヤフラム372の上側ダイヤフラム室
380は大気開方、その下側のダイヤフラム室382は負圧ポ
ート366に接続される。
この第4図の実施例の作動を述べると、過給機34の作動
しない、スロットル弁28の開度が実線のように小さい低
負荷時は負圧ポート366の負圧は強く、制御弁370のダイ
ヤフラム372はばね378に抗して下方に引張られ弁体376
はリフトが零となり、アクチュエータ356の第2のダイ
ヤフラム室362′は大気圧となる。負圧ポート366の負圧
はチューブ364を介してアクチュエータ356のアクチュエ
ータ356の第1ダイヤフラム室362にも伝達され、第2ダ
イヤフラム室362′が負圧であるから、ダイヤフラム358
はばね360に抗して引張られ、排気絞り弁350は図の開位
置をとる。このため、低負荷時における排気側から燃焼
室への吹き返しが防止される。スロットル弁28が点線の
ように開放される高負荷時は過給機34は作動する。この
とき、スロットル弁28の開放によって負圧ポート366の
負圧は弱くなり、制御弁370のダイヤフラム372はばね37
8によって上方に変位し、弁体376はリフトし、アクチュ
エータ356の第2ダイヤフラム室362′は過給圧ポート36
6′と連通する。もし、機関回転数が小さいとすれば、
過給圧ポート366′の圧力は未だ小さいのでばね360の力
が第2ダイヤフラム室362′の圧力より優勢となり排気
絞り弁350は破線のように閉鎖し、背圧増加し空気の吹
き抜けが防止される。高回転時には第2ダイヤフラム室
362′の圧力はばね360より優勢となるので排気絞り弁35
0は実線のように全開に戻る。
第5図に示す第3実施例では排気絞り弁450はバタフラ
イ型であり、またアクチュエータ456は負圧式である。
一方制御弁470は3方電磁弁であって、白抜きの、第1
ダイヤフラム室462を大気フイルタ90に連通する位置
と、黒塗りの第1ダイヤフラム室462を過給機下流の過
給ポート466に連通する位置とで切替る。3方電磁弁470
は回転数センサ100によって以下のように駆動される。
低回転時は回転数センサ100はHigh(1″)信号を出力
する。そのため3方弁470は黒塗りのポート位置をと
り、過給ポート466はダイヤフラム室462に連通する。も
し、過給機の働かない低負荷時とすればスロットル弁28
は実線のように開度が小さく、また過給圧ポート466は
過給機34が働かないことから負圧になり、ダイヤフラム
45はばね460に抗し引張られ、排気絞り弁450は実線のよ
うに開放する。
負荷が大きくなると、スロットル弁28は破線のように開
放する。もし、回転数が低ければセンサ100はHigh信号
を出すので3方弁は黒塗りのポート位置をとる。過給機
34は作動しているため過給圧ポート466は今度は正圧と
なり、これがダイヤフラム室462に入るためダイヤフラ
ム458はばね460に抗して押され、排気絞り弁450は破線
のように閉じる。
高負荷状態で回転数が高くなると、センサ100はLow
(0″)信号に切替り、白抜きのポート位置になり、ダ
イヤフラム室462は大気圧となる。従って、ばね460によ
ってダイヤフラム458は押戻され、排気絞り弁450は実線
のように再び全開となる。
〔発明の効果〕
過給機の作動域における抵回転時に排気を絞ることによ
って背圧を上昇させ、これによりバルブオーバラップ時
の吹き抜けが防止され、排気ガス中の有害成分の排出量
が減少すると共に、燃料消費率を向上することができる
ことに加え、機関低負荷時に絞り弁のこの作動を禁止
し、絞り弁を回転数に係わらず開放維持することで、排
気管内の圧力が低くなり、低負荷時に機械式過給機が停
止され、吸気管内が負圧になっていても、吸気管と排気
管との圧力差は大きくならず、燃焼室側への排気ガスの
吹き返しの防止を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は第1実施例の構成を示す図、 第2図は第1図の排気絞り弁の部分図で低負荷域を示
す、 第3図は第2図と同様であるが高回転高負荷域を示すグ
ラフ、 第4図は第2実施例を示す図、 第5図は第3実施例。 25……排気管、26……吸気管、 34……過給機、50(350,450)排気絞り弁。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】機関吸気系に機械式過給機を備えた内燃機
    関において、排気管内に排気絞り弁を設け、絞り弁はエ
    ンジンの作動を可能とする最少排気ガス流量位置から排
    気ガス流の抵抗にならない全開位置との間で流量制御可
    能であり、回転数の増大に応じて排気絞り弁の開度を大
    きくする第1制御手段と、負荷が小さいとき前記第1制
    御手段の作動を禁止し、回転数に係わらず排気絞り弁を
    開放させる第2制御手段とを有した排気制御装置。
JP59196551A 1984-09-21 1984-09-21 機械式過給機付内燃機関における排気制御装置 Expired - Lifetime JPH071018B2 (ja)

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JPS6176730A JPS6176730A (ja) 1986-04-19
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6375538U (ja) * 1986-11-07 1988-05-19
JPH0373629U (ja) * 1989-11-22 1991-07-24
JP7121608B2 (ja) 2018-09-12 2022-08-18 株式会社クボタ シートサスペンション

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5713233A (en) * 1980-06-27 1982-01-23 Honda Motor Co Ltd Control system of engine with supercharger
JPS59128935A (ja) * 1983-01-12 1984-07-25 Koji Kawai ガソリンを燃料とする自動車エンジンにおける希薄燃料の着火ミス防止装置

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JPS6176730A (ja) 1986-04-19

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