JPS6176730A - 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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JPS6176730A
JPS6176730A JP19655184A JP19655184A JPS6176730A JP S6176730 A JPS6176730 A JP S6176730A JP 19655184 A JP19655184 A JP 19655184A JP 19655184 A JP19655184 A JP 19655184A JP S6176730 A JPS6176730 A JP S6176730A
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throttle valve
exhaust
valve
supercharger
pressure
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Mamoru Yoshioka
衛 吉岡
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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)
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  • 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)

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】 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。
(尚、本発明の関連技術として実公昭49−15442
号がある。) 発明が解決しようとする問題点 本発明はこのような従来技術の問題点を解決するためな
されたものであり、過給機が作動する低回転時の吹き抜
けを防止することにある。
問題点を解決するための手段 本発明によれば絞り弁を設け、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、か
つ機関運転条件のうち少なくとも回転数の増大に応じて
排気絞り弁の開度を大きくする制御手段を有した排気制
御装置が提供される。
作用 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(でも新規の吹き抜けが防止される。
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
12、コネクティングロッド14、クランク軸16、吸
気ボート18、排気ボート20、吸気弁22、排気弁2
4、排気管25等の構成要素より成る。吸気ボート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の上流にエアフローメー
タ30が設けられ、その上流に空気クリーナ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2
6に燃料インジェクタ33が設けられている。
本発明によればスロットル弁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はそ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、フランチ40のブー
υ部はヘルド42を介してクランク軸16上のプーリ4
4に連結される。プーリ付クラッチ40は、図示しない
クラッチ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。ストッパ54が設けられ、ば
ね56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パ
ルプ50が自然に開放付勢されるように配向されている
第1図の実施例の作動を説明すると、エンジン低回転時
は絞り弁50はばね56によって第1図のように閉状態
をとる。従って絞り弁50の上流の圧力P2はその下流
の圧力P1より相当大きくなる。このような背圧上昇作
用によって、低回転時における吸気弁22及び排気弁2
4がオーバラップしたときの吸入空気の吹き抜けが押え
られる。
高回転域では排気ガスの流れによって排気絞り弁50は
第2図のようにばね56に抗して開放される。そのため
圧力P1とP2の差圧は、回転数の増大と共に小さくな
ってゆ(。第3図にエンジン回転数に対するP+、Pz
の変化を示す。低回転数にゆ(はど絞り弁の上流の圧力
P2は下流の圧力P、より大きく修正され、図の斜線部
分が絞り弁による背圧の上昇分となる。このような低回
転時の背圧増加によって吹き抜けが防止される。
第4図には第2実施例が示される。この実施例では排気
絞り弁150はバタフライ弁として構成され、その弁軸
152はレバー153、ロッド154を介してダイヤフ
ラムアクチュエータ156に連結される。アクチュエー
タ156はダイヤフラム158とばね160を有し、ダ
イヤフラム158の一側のダイヤフラム室162は負圧
チューブ164を介して、過給機34の下流の過給圧ボ
ート166に接続される。
この実施例の作動を述べる。機関の回転数に対する過給
機34 (ポンプ)の吐出効率は第5図の(イ)のよう
であり、従って過給機34の下流の吸気管の圧力、即ち
過給圧は(ロ)のように回転と共に上昇する特性となる
。低回転時はボート116の過給圧が小さいので過給圧
はばね154に打ち勝ち得ず、その結果排気絞り弁15
0は排気管25を閉塞する位置をとる。そのため、絞り
弁150上流の圧力P2が太き(なり、吹き抜けを防止
する。高回転時はポート166の過給圧が大きくなりダ
イヤフラム158はばね158に抗して図の右方に動き
、その結果、排気絞り弁150は点線のように開放し、
その上下流の圧力P、、P、をほとんど等しくする。そ
の結果、第3図と同様な圧力特性が実現される。
第6図に示す第3実施例は回転数だけでなく負荷の要因
もとり入れた制御を行うことができる。
即ち、排気管25内にはスイング型の排気絞り弁250
が配置され、そのアーム250′は、ロッド254を介
してダイヤフラムアクチュエータ256に連結される。
ダイヤフラム室262は負圧チューブ264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
ボート266に接続される。
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2日は第6図(イ)の破線のように開度が
小さい。このときボート266に生ずる負圧は強いので
、ダイヤフラム258は第6図(ロ)のようにばね26
0に抗して引っ張られ絞り弁250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であり、
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250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
作動しない低質荷時排気絞り弁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6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の保合により
過給作動を行う。スロットル弁28の開放でポート26
6の圧力は大気圧に近くなるからダイヤフラム室262
の圧力はも早ばね260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250に作用する排気ガス
の勢いは弱くばね260に打ち勝てないことから同絞り
弁250は第6図(イ)の様に位置しこのときその上、
下流の圧力P+、PzO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。
過給機の作動域における高回転側では排気ガス2流によ
ってダイヤフラム258はばね260に抗して押戻され
、その結果第6図(ハ)のように排気絞り弁250は全
開となりその上下流の圧力P+、Pzを実質上等しくす
る。
第7図に示す第3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
リンク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36
2′はチューブ365゜367によって、過給機34の
下流の過給圧ボート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
のダイヤフラム室380は大気開方、その下側のダイヤ
フラム室382は負圧ボート366に接続される。
この第7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3
70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。負圧ボート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1 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1 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378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36
2′は過給圧ボート366′と連通ずる。もし、機関回
転数が小さいと21すれば、過給圧ポー)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350は実
線のように全開に戻る。
第8図に示す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。
−力制御弁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を大気フィルタ90に連通ずる
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に連通ずる位置とで切替る。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は黒塗りのボート位
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
圧ボート466は過給機34が働かないことがら負圧に
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Hi
gh信号を出すので3方弁は黒塗りのボート位置をとる
。過給機34は作動しているため過給圧ボート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Lo
w(0”)信号に切替り、白抜きのボート位置になり、
ダイヤフラム室462は大気圧となる。従って、ばね4
60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低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
【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図の部分図で高回転域を示す。 第3図は本発明による背圧上昇効果を説明するグラフ、 第4図は第2実施例を示す図、 第5図は回転数に対ポンプ効率;過給圧特性を示すグラ
フ、 第6図は第3実施例、 第7図は第4実施例、 第8図は第5実施例。 25・−排気管、 26−吸気管、 34−過給機、 50(150,250,350,450)・〜排気絞り
弁。 第4図 第5図 (イ) 低 ポ/f回転数  高 (ロ) 低  エンジン回転数  高 第6図 (ロ) (・・) 〔高回転過給運転〕 第7図 第8図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 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、かつ機関運転条件のうち少なくとも回転数の増大に
    応じて排気絞り弁の開度を大きくする制御手段を有した
    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 true JPS6176730A (ja) 1986-04-19
JPH071018B2 JPH071018B2 (ja) 1995-01-11

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Cited By (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
US11541788B2 (en) 2018-09-12 2023-01-03 Kubota Corporation Seat suspension

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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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