JPS5844222A - Intake device of engine with supercharger - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To both prevent generation of hesitation and improve output of an engine, by providing a sub-throttle valve in a supercharge passage while providing a surge tank between a timing valve and the sub-throttle valve. CONSTITUTION:A main intake port 3 and supercharge port 4 are opened to a working chamber 1 of an engine. A sub-throttle valve 17 is provided in a supercharge passage 15, while a surge tank 18 is provided between a timing valve 13 and the sub-throttle valve 17 to reduce pulsation of air in the supercharge passage 15 and feed stably pressurized air to the engine. In this way, at rapid acceleration of the engine, the pressurized air is temporarily stored in the surge tank 18, and supercharged air can be fed to the working chamber 1 almost simultaneously with a mixture from the main intake port 3. In this way, generation of hesitation can be prevented, simultaneously output of the engine can be largely improved.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は過給機付エンジンの吸気装置に関′するもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an intake system for a supercharged engine.

一般にエンジンの過給機は、空気あるいは混合気を作動
室に加圧供給してその充填効率を高め、エンジン出力を
増大させ４％の１であるが、従来の過給機付エンジンで
は、主吸気弁を介して吸気負圧によって混合気をエンジ
ンに供給する主吸気ポートの他に、過給機による加圧空
気をエンジンに供給する過給ポートを設け、この過給ポ
ートにエンジンの出力軸と同期して開閉するタイミング
バルブを設けて、これ−より加圧空気の円滑な供給を可
能とするとともに、上記過給ポー、トに接続される過給
通路に副スロツトル弁を設け、この副スロツトル弁によ
りエンジン負荷に応じ、て加圧空気の流量制御を行なっ
ている。In general, an engine's supercharger supplies air or air-fuel mixture under pressure to the working chamber to increase its filling efficiency and increase the engine output. In addition to the main intake port that supplies the air-fuel mixture to the engine using negative intake pressure through the intake valve, there is also a supercharging port that supplies pressurized air from the supercharger to the engine. A timing valve that opens and closes in synchronization with the above is provided to enable smooth supply of pressurized air, and a sub-throttle valve is provided in the supercharging passage connected to the supercharging port. A throttle valve controls the flow rate of pressurized air according to the engine load.

しかるにこの４．ようなエンジンでは、急加速時に７副
スロツトル弁が急激に開くと、過給通路からの空気の供
給量及びその圧力が急激に一大し、そのためタイ、ミン
グパルブが開、いた瞬間に過給ポートからの空気は直ち
にエンジンに供給されるが、一方主吸気番一トからの燃
料は直ちには供給されず、これにより主吸気−一トから
の燃料の一供給に相対的な遅れが生ずることとなり、そ
の結果エンジンの加速にヘジテーション（もたつき現象
）が発生するという問題があった。However, this 4. In such an engine, when the 7th sub-throttle valve suddenly opens during sudden acceleration, the amount of air supplied from the supercharging passage and its pressure suddenly increase, causing the timing valve to open and the supercharging port to close immediately. The air from the main intake is immediately supplied to the engine, whereas the fuel from the main intake is not immediately supplied, which causes a relative delay in the supply of fuel from the main intake. As a result, there was a problem in that hesitation (sluggish phenomenon) occurred in the acceleration of the engine.

ところで本件出願人は、過給機を備えたエンジンに関し
て、上記と同様、過給通路に連通した過給ポートにエン
ジンの出力軸と同期して開閉するタイミングバルブを設
け、これにより過給ポートから主吸気ポートへの空気の
逆流あるいはそれと逆方向の混合気の逆流を防止しなが
ら過給機による加圧空気の円滑な供給を可能とするとと
もに、過給機とタイミングバルブ間の過給通路にサージ
タンクを設け、加圧空気の脈動を低減して過給時に高圧
空気を安定にエンジンに供給できるようにしたものを既
に出願している（特開昭５５−６６６１６号公報）。By the way, regarding an engine equipped with a supercharger, the applicant provided a timing valve that opens and closes in synchronization with the output shaft of the engine in the supercharging port that communicates with the supercharging passage, as described above. It enables the turbocharger to smoothly supply pressurized air while preventing the backflow of air to the main intake port or the backflow of the air-fuel mixture in the opposite direction. An application has already been filed for a system in which a surge tank is provided to reduce the pulsation of pressurized air so that high-pressure air can be stably supplied to the engine during supercharging (Japanese Patent Laid-Open No. 55-66616).

この発明はエンジン加速時にヘジテーションが発生する
という上記の問題を解消するため、上記先願におけるサ
ージタンクの機能に着目してなされたもので、過給通路
に副スロツトル弁を設けるとともにタイミングバルブと
副スロツトル弁との間にサージタンクを設けて、急加速
時に、過給機による加圧空気をサージタンクに一時蓄積
させることにより、加圧空気がエンジンの作動室に供給
されるタイミングを若干遅らせて、主吸気ポートからの
燃料と空気との混合気の吸入タイミングとほぼ同時に作
動室に過圧空気を供給し、エンジン加速時のへジテーシ
ョンの発生を防止するようにした過給機付エンジンの吸
気装置を提供することを目的としている。In order to solve the above-mentioned problem of hesitation occurring during engine acceleration, this invention was made by focusing on the function of the surge tank in the above-mentioned earlier application. By installing a surge tank between the throttle valve and temporarily accumulating pressurized air from the supercharger in the surge tank during sudden acceleration, the timing at which pressurized air is supplied to the engine working chamber is slightly delayed. , a supercharged engine that supplies overpressure air to the working chamber almost simultaneously with the intake timing of the fuel-air mixture from the main intake port to prevent hesitation during engine acceleration. The purpose is to provide an air intake device.

以下本発明の一実施例を図について説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第１図は本発明の一実施例による過給機付レシプロエン
ジンの吸気装置を示す。図に詔いて、ｌはエンジンの作
動室で、該作動室１には排気ポート２、主吸気ポート３
及び過給ポート４が開口して設けられている。そして上
記排気ポート２は排気通路６に連通して設けられたもの
で、この排気ポート２にはこれを開閉する排気弁５が設
けられ・　　　１”１゛ ている。また主吸気ポート３は主吸気通路８に連通して
設けられたもので、この主吸気ポート３にはこれを開閉
する主吸気弁７が設けられている。FIG. 1 shows an intake system for a supercharged reciprocating engine according to an embodiment of the present invention. In the figure, l is the working chamber of the engine, and the working chamber 1 includes an exhaust port 2 and a main intake port 3.
A supercharging port 4 is provided in an open manner. The exhaust port 2 is provided to communicate with the exhaust passage 6, and the exhaust port 2 is provided with an exhaust valve 5 for opening and closing it. The main intake port 3 is provided in communication with the intake passage 8, and a main intake valve 7 for opening and closing the main intake port 3 is provided.

また上記主吸気通路８の途中には燃料供給手段としての
インジェクタ９と主スロットル弁ｌＯと力ｆ設けられ、
該吸気通路８のさらに上流にはエアクリーナ１１および
エアフローメータ１２一般けられている。Further, an injector 9 as a fuel supply means, a main throttle valve lO, and a force f are provided in the middle of the main intake passage 8,
Further upstream of the intake passage 8, an air cleaner 11 and an air flow meter 12 are generally provided.

さらに、上記過給ポート４は過給通路１５に連通して設
けられたもので、この過給ポート４にＣよタイミングバ
ルブ１３が設けられ、該タイミングバルブ１３はエンジ
ンの出力軸（図示せず）によって駆動されるタイミング
カム１４を介して過給ポート４を開閉作動するようにな
ってむする。また上記過給通路１５の他端は上記主吸気
通路８のエアフローメータ１２下流側に接続されＪこの
過給通路１５の途中には過給機１６が設置すられ、該過
給機１６と上記タイミングバルブ１３との間−ζ番マエ
ンジン負荷に応じて、即ち主スロットル弁１０とともに
アクセルペダル（図示せず）番こよって開閉制御される
副スロツトル弁１７が設置すられ、４又過給通路１５の
副スロツトル弁１７とタイミングバルブ１３との間には
サージタンク１Ｂが設置すられている。さらに過給通路
１５にはバイパス通過１９が、その両端が過給機１６の
前、後にそれぞれ接続されて設けられ、該バイパス通路
１９の途中にはリリーフ弁２０が設けられており、該バ
イパス通路１９及びリリーフ弁２Ｇはタイミングバルブ
１３が閉じている際に過給通路１５の過給機１６下流側
の圧力が設定値以上に増大したときに該圧力を過給機１
６上流側に放出するようになっている。Further, the supercharging port 4 is provided in communication with a supercharging passage 15, and a timing valve 13 is provided in the supercharging port 4, and the timing valve 13 is connected to the output shaft of the engine (not shown). ), the supercharging port 4 is opened and closed via the timing cam 14 driven by the timing cam 14. The other end of the supercharging passage 15 is connected to the downstream side of the air flow meter 12 of the main intake passage 8, and a supercharger 16 is installed in the middle of the supercharging passage 15. Between the timing valve 13 and the main throttle valve 13, an auxiliary throttle valve 17 is installed which is controlled to open and close according to the engine load, that is, by an accelerator pedal (not shown) together with the main throttle valve 10. A surge tank 1B is installed between the 15 sub-throttle valves 17 and the timing valves 13. Further, a bypass passage 19 is provided in the supercharging passage 15, with both ends connected to the front and rear of the supercharger 16, and a relief valve 20 is provided in the middle of the bypass passage 19. 19 and a relief valve 2G, when the pressure on the downstream side of the supercharger 16 in the supercharging passage 15 increases beyond a set value while the timing valve 13 is closed, the pressure is transferred to the supercharger 1.
6 It is designed to be released upstream.

次に第２図を用いて動作について説明する。ここで第２
図はクランク軸の回転角θに対する主吸気ポート３の開
口面積電及び過給ポート４の開口面積すの変化を示す。Next, the operation will be explained using FIG. 2. Here the second
The figure shows changes in the opening area of the main intake port 3 and the opening area of the supercharging port 4 with respect to the rotation angle θ of the crankshaft.

この吸気装置では、まずクランク軸がピストン上死点（
’Ｉ７．Ｄ、Ｃ，）前の回転角θ１になると主吸気弁７
が開き、始め、主吸気ポート３の開口面積ａはクランク
軸の回転に伴って滑らかに増大する。する。In this intake system, the crankshaft is located at the top dead center of the piston (
'I7. D, C,) When the rotation angle θ1 is reached, the main intake valve 7
is opened, and the opening area a of the main intake port 3 begins to increase smoothly as the crankshaft rotates. do.

とエアクリーナ１１からの空気の一部は、吸気負インジ
ェクタ９からの燃料と混合され、主吸気ポート３から作
動室ｌ内に吸入され始める。その際過給通路１５におい
ては、タイミングバルブ１３が閉じているため、該過給
通路１５内に流れ込んだ空気は過給機１６によって加圧
され、副スロツトル弁１７によってその流量を制御され
た後、サージタンク１８内に蓄積される。そしてクラン
ク軸が回転角θ３を過ぎると主吸気弁７は閉じ始め、主
吸気ポート３の開口面積電は滑らかに減少し、クランク
軸がピストン下死点（Ｂ、Ｄ、Ｃ０）後の回転角θ穆に
なると主吸気弁７は完全゛に閉じ、主吸気ポート３から
の混合気の吸入は完了する。A portion of the air from the air cleaner 11 is mixed with fuel from the intake negative injector 9 and begins to be drawn into the working chamber l from the main intake port 3. At this time, in the supercharging passage 15, since the timing valve 13 is closed, the air flowing into the supercharging passage 15 is pressurized by the supercharger 16, and its flow rate is controlled by the sub-throttle valve 17. , are accumulated in the surge tank 18. Then, when the crankshaft passes the rotation angle θ3, the main intake valve 7 begins to close, the opening surface area of the main intake port 3 decreases smoothly, and the crankshaft rotates at the rotation angle after the piston bottom dead center (B, D, C0). When the temperature reaches θ, the main intake valve 7 is completely closed, and the intake of the air-fuel mixture from the main intake port 3 is completed.

一方、タイミングバルブ１３はクランク軸がピストン下
死点（ＢＤＣ）になったとき、即ち吸気行程終期に開き
始め、過給ポート４の開口面積すはクランク軸の回転に
伴って滑らかに増大する。On the other hand, the timing valve 13 begins to open when the crankshaft reaches piston bottom dead center (BDC), that is, at the end of the intake stroke, and the opening area of the supercharging port 4 increases smoothly as the crankshaft rotates.

するとそれまでサージタンク１８に蓄積されていた空気
が過給ポート４から作動室１内に加圧供給され始めるが
、この場合この加圧空気はその脈動がサージタンク１８
により低減されているため、加圧空気はほぼ一定圧でも
って作動室１に供給され、しかもその際加圧空気の圧力
は高いので過給ポート４に作動室ｌ内の混合気が逆流す
るおそれもない。そしてクランク軸が回転角ｏｓ付近を
過ぎるとタイミングバルブ１３は閉じ始め、過給ポート
４の開口面積すは滑らかに減少し、クランク軸が回転角
θ４になるとタイミングバルブ１３は完全に閉じ、過給
ポート４からの過給は完了する。Then, the air that had been accumulated in the surge tank 18 starts to be pressurized and supplied into the working chamber 1 from the supercharging port 4, but in this case, the pulsation of this pressurized air is caused by the surge tank 18.
Therefore, the pressurized air is supplied to the working chamber 1 at an almost constant pressure, and since the pressure of the pressurized air is high at this time, there is a risk that the air-fuel mixture in the working chamber 1 will flow back into the supercharging port 4. Nor. Then, when the crankshaft passes around the rotation angle os, the timing valve 13 begins to close, and the opening area of the supercharging port 4 decreases smoothly, and when the crankshaft reaches a rotation angle θ4, the timing valve 13 closes completely and the supercharging Supercharging from port 4 is completed.

以上のような本実施例の装置では、エンジンの急加速時
、副スロットル弁１７付近を通過する空気の流量は急激
に増大し、その脈動も急激に大きくなるが、この空気は
サージタンク１８に一時蓄積されてその脈動が大きく低
減されるため、過給ポート４からの空気供給が早過ぎて
主吸気ポート３からの燃料供給に相対的な遅れが生ずる
ということはなくなり、ヘジテーションの発生゛が防止
される。また″本装置では、吸気行程終期にタイミング
バルブ゛１３を開くようにしているため、混合気は滑ら
かに作動室ＩＫ吸入され、しかも加圧空気は脈動を低減
されて最適タイミングで作動室ｌに過給されるため、空
気の充填効率は大きく向上し、その結果エンジン出力は
大きく増大する。In the device of this embodiment as described above, when the engine suddenly accelerates, the flow rate of air passing near the sub-throttle valve 17 increases rapidly, and its pulsation also increases rapidly. Since the pulsation that is temporarily accumulated is greatly reduced, the air supply from the supercharging port 4 is no longer too early and there is no relative delay in the fuel supply from the main intake port 3, and the occurrence of hesitation is eliminated. Prevented. In addition, in this device, the timing valve 13 is opened at the end of the intake stroke, so the air-fuel mixture is smoothly drawn into the working chamber IK, and the pressurized air is reduced in pulsation and enters the working chamber L at the optimum timing. Since the engine is supercharged, the air filling efficiency is greatly improved, and as a result, the engine output is greatly increased.

なお、上記実施例では主スロットル弁と副スロツトル弁
とをアクセルペダルによって連動させるよう゛にした装
置について説明したが、この発明は両スロットル弁を別
々に開閉するようにした装置にも同様に適用できるもの
である。また上記実施例では副スロツトル弁を過給通路
の過給機とタイミングバルブ間に設けたが、この副スロ
ツトル弁は過給通路のタイミングバルブ上流であればど
こに設けてもよく、例えば過給通路の過給機上流に設け
てもよい。Although the above embodiment describes a device in which the main throttle valve and the auxiliary throttle valve are linked with each other by the accelerator pedal, the present invention is equally applicable to a device in which both throttle valves are opened and closed separately. It is possible. Furthermore, in the above embodiment, the sub-throttle valve was provided in the supercharging passage between the supercharger and the timing valve, but the sub-throttle valve may be provided anywhere upstream of the timing valve in the supercharging passage, for example, in the supercharging passage. It may be installed upstream of the supercharger.

以上のように本発明に係る過給機付エンジンの吸気装置
によれば、主吸気ポートと過給ポートとヲ有スるエンジ
ンにおいて、過給通路に副スロツトル弁を設けるととも
に、タイミングバルブと副スロツトル弁との間にサージ
タンクを設けて過給通路の空気の脈動を低減しだ加圧空
気を安定にエンジンに供給できるようにしたので、エン
ジンの急加速時に加圧空気をサージタンクに一時蓄積さ
せることにより加圧空気がエンジンの作動室に供給され
るタイミングが若干遅れ、主吸気ポートからの混合気と
ほぼ同時に作動室に過圧空気が供給されるため、ヘジテ
ーションの発生を防止でき、タイミングバルブにより過
給を最適゛タイミングで行なうことによりエンジン出力
を大きく向上できる効果がある。As described above, according to the intake system for a supercharged engine according to the present invention, in an engine having a main intake port and a supercharging port, a subthrottle valve is provided in the supercharging passage, and a timing valve and a subthrottle valve are provided in the supercharging passage. A surge tank is installed between the throttle valve to reduce air pulsation in the supercharging passage and to ensure a stable supply of pressurized air to the engine.When the engine suddenly accelerates, pressurized air is temporarily transferred to the surge tank. By accumulating it, the timing at which pressurized air is supplied to the engine working chamber is slightly delayed, and overpressure air is supplied to the working chamber almost simultaneously with the air-fuel mixture from the main intake port, which prevents hesitation from occurring. By using the timing valve to perform supercharging at the optimum timing, engine output can be greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の一実施例による吸気装置を有する過給
機付レシプロエンジンの概略構成図、第２図はクランク
軸の回転角に対する主吸気ポート及び過給ポートの開口
面積の変化を示す図である。 ｌ・・・作動室　　３・・・主吸気ポー）　　　４−・
・過給ポート　　７・・・主吸気弁　　８・・・主吸気
通路９・・・インジェクタ（燃料供給手段）　　１３・
・・タイミングバルブ　　ｌ　５−・・過給通路　　１
６・・・過給機　　１７−・・副スロツトル弁　　１８
−・・サージタンク 特許出願人　　　東洋工業株式会社Fig. 1 is a schematic configuration diagram of a supercharged reciprocating engine having an intake device according to an embodiment of the present invention, and Fig. 2 shows changes in the opening area of the main intake port and supercharging port with respect to the rotation angle of the crankshaft. It is a diagram. l... Working chamber 3... Main intake port) 4-.
・Supercharging port 7... Main intake valve 8... Main intake passage 9... Injector (fuel supply means) 13.
...Timing valve l 5-...Supercharging passage 1
6...Supercharger 17-...Sub-throttle valve 18
−・Surge tank patent applicant Toyo Kogyo Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）燃料供給手段を有する主吸気通路に連通する主吸
気ポートと、過給機を有する過給通路６ζ連通する過給
ポートとが作動室ｔｃ−口したエンジンにおいて、上記
過給ポートを含む過給機下流の過給通路に設けられエン
ジンの出力軸に同期して吸気行程終期に開きかつ上記主
吸気ポートを開閉する主吸気弁より遅ｉで閉じ本タイミ
ングバルブと、上記過給通路の上記タイミングバルブ間
流に設けられ該過給通路をエンジン負荷に応じ”ｃｍ＃
５する副スロツトル弁と、上記過給通路□の上記−１ス
ロットル弁とタイミングバルブ間に設けられた゛サージ
タンクと゛を備えたことを特徴□とす□る過給機付エン
ジンの吸気装置。(1) An engine in which a main intake port communicating with a main intake passage having a fuel supply means and a supercharging port communicating with a supercharging passage 6ζ having a supercharger have an opening in a working chamber tc, including the supercharging port. A main timing valve, which is provided in the supercharging passage downstream of the supercharger, opens at the end of the intake stroke in synchronization with the output shaft of the engine, and closes later than the main intake valve that opens and closes the main intake port; The supercharging passage is provided between the timing valves and the supercharging passage is adjusted to "cm#" according to the engine load.
5. An intake system for a supercharged engine characterized by □, comprising a sub-throttle valve 5 and a ``surge tank'' provided between the -1 throttle valve and the timing valve in the supercharging passage □.