JPS5838323A - 過給機付エンジンの吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、過給機付エンジンの吸気装置に関し、特に混
合気を自然吸入さくる主吸気系と、空気を過給する補助
吸気系とを備えた過給機付エンジンの吸気装置に関する
ものである。

従来より、過給機付エンジンとして、エンジンの単一の
吸気系にターボ過給機を備えて、エンジンに吸気を過給
することによりエンジンの出力性能を一向上させるよう
にしたものは知られている。

しかし、このターボ過給方式では、排気流により回転す
るタービンによってブロアを駆動し、該ブロアにより吸
気過給を行うものであるため、エンジンの低回転域では
排気流の減少により過給不足が生じ、出力性能の向上を
十分に図れ得ないとともに、応答性が悪いという問題が
あった。

そのため、従来、例えば特公昭４９−４０８１号公報に
開示されているように、燃料供給装置を備えた主吸気系
に加えて過給機を備えた補助吸気系を設け、エンジンの
設定負荷以下では上記主吸気系から混合気を供給する一
方、エンジンの設定負荷以上では主吸気系からの混合気
に加えて少なくとも圧縮行程において上記補助吸気系か
ら加圧空気を供給するようにして、エンジンによって駆
動されろ過給機により、エンジンの低回転域においても
過給不足を生じることなく、応答性良く吸気過給を行い
得るようにしたいわゆる部分過給方式のものが提案され
ている。

しかるに、この部分過給方式では、過給時、主吸気系か
らの混合気と補助吸気系からの加圧空気とが燃焼室内で
偏在して十分にミキシングせず、その結果、失火や不完
全燃焼を生じ、燃焼性が悪いという問題がある。

そこで、本発明は斯かる点に鑑み、上記のような部分過
給方式の過給機付エンジンにおいて、主吸気系からの混
合気をエンジンの燃焼室の周方向に旋回させて旋回流を
生成する旋回流生成手段を設けるとともに、該旋回流の
上流側に燃焼室に臨設した点火栓を配置し、その下流側
に燃焼室に連通ずる排気口を配設するととＫより、燃焼
室内において主吸気系からの混合気を点火枠周りに効率
良く存在させて、良好に着火を行い得るようにし、よっ
て燃焼性の向上を図るようにした過給機付エンジンの吸
気装置を提供せんとするものである。

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図において、１はエンジンで、２はシリンダ、５Ｈ
該シリンダ２内を往復動するピストン、４はシリンダ２
とピストン６とによって画成された燃焼室、５は上記ピ
ストン６にコンロッド６を介して連結されたクランクシ
ャフトである。

また、７はエアクリーナ、８および９はそれぞれエンジ
ン１の吸気系を構成する主吸気系および補助吸気系であ
る。上記主吸気系８は、上流端がエアクリーナ７に接続
され下流端が燃焼室４に開口した主吸気通路１ｏによっ
て構成され、該主吸気通路１０には、アクセルペダル（
図示せス）ト連動され、主吸気通路１ｏがらの吸気量を
制御する主絞り弁１１が配設されている。また、上記主
吸気通路１０の主絞り弁１１上流には燃料噴射弁１２が
、さらに上流には全吸入空気量を検出するメジャリング
プレート型のエアフローセンサ１６がそれぞれ配設され
ておシ、該エアフローセンサ１５にはそのメジャリング
プレートの回動角度を検出するポテンションメータ１４
が接続され、該ポテンションメータ１４の出力信号はエ
ンジン回転数信号Ｓと共に、上記燃料噴射弁１２の燃料
噴射量を制御する制御回路１５に入力されており、よっ
てエンジン１の吸入空気量およびエンジン回転数に応じ
た量の燃料を燃料噴射弁１２から噴射し、主吸気通路１
０を介してエンジン１に供給するようにした燃料噴射式
の燃料供給装置１６を構成している。

一方、上記補助吸気系９は、上流端が上記主吸気通路１
０のエアフローセンサ１５下流で燃料噴射弁１２および
主絞り弁１１上流に連通し、下流端が燃焼室４に開口し
た補助吸気通路１７によって構成され、該補助吸気通路
１７の途中には例えばベーンポンプ型の過給ポンプより
なる過給機１８が配設されている。該過給機１８は電磁
クラッチ１９を介して、上記クランクシャフト５にベル
ト２０により伝動されたプーリ２１に駆動連結されてい
る。また、上記補助吸気通路１７の過給機１８下流には
、上記主絞り弁１１にリンケージ２２を介して連結され
、該主絞り弁１１が設定開度に開かれるまでは、すなわ
ちエンジンの設定負荷以下のときには閉作動したままで
、主絞９弁１１が設定開度以上開かれると、すなわちエ
ンジンが設定負荷以上になると開作動する補助絞り弁２
５が配設されており、該補助絞り弁２５には、補助絞り
弁２５の開度を検出して上記電磁クラッチ１９をＯＮ　
−０１ｒＦ作動せしめる開度センサ２４が接続されてお
り、よって補助絞り弁２５の開作動時（設定負荷以上の
とき）には電磁クラッチ１９をＯＮ作動せしめて、プー
リ２１　（すなわちエンジン１）により過給機１８を作
動せしめる一方、補助絞り弁２５の閉作動時（設定負荷
以下のとき）には電磁クラッチ１９をＯＦＦ作動せしめ
て、過給機１８の作動を停止させるように構成されてい
る。

さらに、上記補助吸気系９には、一端が補助吸気通路１
７の過給機１８下流で補助絞り弁２！Ｉ上流に開口し、
他端が補助吸気通路１７の過給機１８上流に開口するバ
イパス通路２５が設けられ、該バイパス通路２５にはリ
リーフ弁２６が介設されており、過給機１８の作動時（
過給時）、過給機１８下流の補助吸気通路１７の圧力（
過給圧）が設定圧以上になると、上記リリーフ弁２６の
開作動によりその圧力をバイパス通路２５を介して過給
機１８上流の補助吸気通路１７に逃がして、上記過給圧
を設定圧に保持するようにしている。

さらにまた、上記主吸気通路１０の燃焼室４への開口部
（吸気口１０ａ）には主吸気弁２７が、また上記補助吸
気通路１７の燃焼室４への開口部（吸気口１７ａ）には
補助吸気弁２８がそれぞれ配設されており、両吸気弁２
７．２８の・（ルブタイミングは、第４図に示すように
、主吸気弁２７の開弁終期すなわち吸気行程の佼半から
圧縮行程にかけて補助吸気弁２８が一部オーノ（ラップ
して開くように設定されている。尚、吸気の各吸気通路
１０．１７への逆流を防止する点からは、オーバラップ
させずに主吸気弁２７の閉弁後、すなわち圧縮行程にお
いて補助吸気弁２８を開くように設定することが好まし
い。

以上により、エンジンの設定負荷以下では、主吸気系８
（主吸気通路１０）から混合気を自然吸入ニよりエンジ
ン１に供給する一方、エンシンノ設定負荷以上では、主
吸気系８からの混合気に加えて少なくとも圧縮行程にお
いて補助吸気系９（補助吸気通路１７）から過給機１８
の作動による加圧空気をエンジン１に供給するようにし
たいわゆる部分過給システムが構成されている。尚、２
９は補助吸気弁２８のバルブタイミングを制御する動弁
機構、！１０は一端が燃焼室４に開口した排気ポート、
５１は該排気ポート５０の燃焼室４への開口部（排気口
５０ａ）に配設された排気弁である。また、上記補助絞
り弁２５は、上述の如く過給制御を行うとともに、補助
吸気弁２８の開弁時に燃焼室４内の吸気が補助吸気系９
、特に過給機１８へ逆流するのを阻止する逆止弁の役目
も果たすため、補助吸気通路１７のできるだけ下流に、
例えば補助吸気通路１７を形成する吸気マニホールドと
エンジン１との接続部等に配置することが好ましい。

上記構成に加えて、本発明の特徴として、第２図および
第３図に示すように、主吸気通路１０と補助吸気通路１
７との燃焼室４への開口部（吸気口１０ａ、１７ａ）は
略平面内において燃焼室４の中心を通る直線に対してオ
フセットして配設され、該両吸気ロ１０ａ、１７ａ間の
燃焼室４内には断面略三角形状の案内壁５２が突設され
ている。

該案内壁５２はその下壁５２ａがピストン６の上死点時
に該ピストン６の上面と当接しない高さに形成され、案
内壁６２０両側壁５２１）、！１２（！は各々、主吸気
通路１０および補助吸気通路−１７の吸気口１０ａ、１
７ａに治った形状に形成され、主吸気通路１０から燃焼
室４内に流入した混合気を一方の側壁５２１）によって
燃焼室４の第３図で反時計回りの周方向に旋回する旋回
流になるように案内し、また補助吸気通路１７から燃焼
室４内に流入した加圧空気を他方の側壁′５２Ｃによっ
て燃焼室４の第３図で時計回りの周方向に旋回する旋回
流になるように案内するよう構成され、よって両吸気通
路１０．１７からの吸気を燃焼室４内で互いに逆方向の
旋回流に生成せしめる旋回流生成手段５！１を構成して
いる。

さらに、手記燃焼室４内において、主吸気通路１０から
の混合気の旋回流の上流側には燃焼室４に臨設した点火
栓５４が配置されているとともに、その下流側には排気
ポート６０の燃焼室４への開口部（排気口５０ａ）が配
設されている。

したがって、上記実施例においては、エンジンが設定負
荷以上である過給時には、主吸気通路１０から燃焼室４
内に供給された混合気と、補助吸気通路１７から燃焼室
４内に過給された加圧空気とは、それぞれ旋回流生成手
段５５を構成する案内壁６２の両側壁５２１）、５？に
よって燃焼室４の周方向に旋回する互いに逆方向の旋回
流となる。そして、この混合気の旋回流の上流側には点
火栓５４が配設されていることにより、該点火栓５４周
りに混合気が効率良く存在することになる。

しかも、上記相対向する両腕回流が衝突してその乱流効
果により、混合気と加圧空気とが良好にミキシングされ
る。その結果、点火栓′５４による着火が確実にかつ良
好に行われることになり、よつて失火や不完全燃焼等を
生じることがなく、エンジン１の燃焼性を著しく向上さ
せることができる。

尚、エンジンが設定負荷以下の非過給時には、補助吸気
通路１７からの加圧空気の供給は行われず、燃焼室４に
は主吸気通路１０からの混合気のみが供給されるが、そ
の際にも、上記と同様に点火栓５４周りに混合気が効率
よく存在して良好な着火が行われるので、良好な燃焼性
を確保することができる。

さらに、混合気旋回流の上流側に設けた点火栓′５４は
常に混合気流に吹き曝されてその掃気が行われるので、
点火栓６４の良好な点火性を長期に亘って維持すること
ができ、有利である。また、上記点火栓５４は混合気旋
回流によって効果的に冷却されるので、その耐熱性の向
上をも図ることができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、そ
の他種々の変形例をも包含するものであり、例えば上記
実施例では、主吸気系８に設ける燃料供給装置１６とし
て燃料噴射方式のものについで述べたが、本発明は気化
器方式のものにも適用可能である。しかし、この気化器
方式の場合、吸入空気流によるベンチュリ負圧により燃
料を吸引する関係上、全吸入空気が流れる主吸気通路１
０の補助吸気通路１７上流端開ロ部よりも上流の位置に
気化器を設ける必要があり、そのため、燃料が補助吸気
通路１７の過給機１８に流入して該過給機１８を汚損す
る嫌いがあるので、上記実施例の如き燃料噴射方式に好
適である。

また、上記実施例では、主吸気系８からの混合気を燃焼
室４の周方向１（旋回させて旋回流を生成する旋回流生
成手段５３として、上記の如き案内壁５２を燃焼室４内
に設けたが、その地主吸気通路１０からの混合気の燃焼
室４への流入方向を燃焼室４の周方向に泪うように設定
して構成してもよく、あるいは単に主吸気通路１０と補
助吸気通路１７との吸気口１０ａ、１７ａを上述の如く
オフセットして配置するように構成してもよく、十分旋
回流を生成することができる。

さらに、上記実施例では、過給機１８を、エンジン１と
同期回転するプーリ２１に電磁クラッチ１９を介して連
結して、過給時のみ駆動するようにしたが、過給機１８
をプーリ２１と直結して常時駆動するとともに、バイパ
ス通路に制御弁を設けることにより、非過給時には制御
弁の作動により過給機１８からの加圧空気をバイパス通
路を介してＩＪ　１７−）する一方、過給時には過給機
１８からの加圧空気を補助吸気通路１７を介してエンジ
ン１に過給するようにしてもよい。

さらにまた、上記電磁クラッチ１９は補助絞り弁２５の
開度を検出する開度センサ２４の出力によりＣＡＭ−Ｏ
ＦＦ作動するようにしたが、該補助絞り弁２５と連動さ
れた主絞り弁１１の開度あるいは吸入空気量等に応じて
０Ｎ−ＯＦＦ制御するようにしてもよいのは勿論のこと
である。

以上説明したように、本発明によれば、部分過給方式の
過給機付エンジンにおいて、主吸気系からの混合気を燃
焼室の周方向に旋回させるようにするとともに、この旋
回流の上流側に点火栓を、下流側に排気口を設けて、点
火枠周りに混合気を効率よく存在せしめるようにしたの
で、過給時、エンジンの良好力出力性能を確保しながら
、良好な着火性が得られ、燃焼性の著しい向上を図るこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様を例示するもので、第１図は全
体概略構成図、第２図は要部の斜視図、第３図は同模式
平面図、第４図は主および補助吸気弁のバルブタイミン
グを示す説明図である。 １・・エンジン、４・・燃焼室、８・・主吸気系、９・
・補助吸気系、１０・・主吸気通路、１１・・主絞り弁
、−１６・・燃料供給装置、１７・・補助吸気通路、１
８・・過給機、２′５・・補助絞り弁、２７・・主吸気
弁、２８・・補助吸気弁、５０・・排気ポート、５０ａ
・・排気口、３１・・排気弁、′５２・・案内壁、Ｓ２
ｂ、６２Ｃ・・側壁、５＋６・・旋回流生成手段、６４
・・点火栓。 ７　　　　　　第１図 第３図 第４図 ＴＤＰ　　　ＢＤＣ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃料供給装置を備えた主吸気系に加えて過給機を
   備えた補助吸気系を設け、エンジンの設定負荷以下では
   上記主吸気系から混合気を供給する一方、エンジンの設
   定負荷以上では主吸気系からの混合気に加えて少なくと
   も圧縮行程において上記補助吸気系から加圧空気を供給
   するようにした過給機付エンジンにおいて、上記主吸気
   系からの混合気をエンジンの燃焼室の周方向に旋回させ
   て旋回流を生成する旋回流生成手段を設けるととも忙、
   該旋回流の上流側に燃焼室に臨設した点火栓を配置し、
   その下流側に燃焼室に連通ずる排気口を配設したことを
   特徴とする過給機付エンジンの吸気装置。