JPS6368789A - Internal combustion engine with positive displacement type supercharger - Google Patents
Internal combustion engine with positive displacement type superchargerInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は容積型過給機付内燃機関に係わり、更に詳しく
は容積型過給機の容量を制御する事によって機関の燃費
を改善したものに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an internal combustion engine with a positive displacement supercharger, and more particularly to an internal combustion engine with a positive displacement supercharger that improves the fuel efficiency of the engine by controlling the capacity of the positive displacement supercharger.
本発明を理解する為に、先ず前記容積型過給機について
説明する。In order to understand the present invention, the positive displacement supercharger will first be explained.
第1回においてローター1、2は各々基準円筒面3と、
前記基準円筒面3から陥没した部分を有しながら羽根4
の羽根外周部5まで連絡する羽根嵌り込み部6と、前記
羽根嵌り込み部6に隣接しながら基準円筒面3から突出
した羽根4とを有し、互いに非接触状態で(0.1〜0
.2mm程度の微小な間隔を保って)図示しない同期歯
車によって同期的に互いに反対方向へ回転し合う様にな
っている。In the first time, the rotors 1 and 2 each have a reference cylindrical surface 3,
The blade 4 has a depressed portion from the reference cylindrical surface 3.
It has a blade fitting part 6 that communicates with the blade outer circumferential part 5, and a blade 4 that protrudes from the reference cylindrical surface 3 while being adjacent to the blade fitting part 6, and is in a state of non-contact with each other (0.1 to 0
.. They are rotated synchronously in opposite directions by a synchronizing gear (not shown) while maintaining a minute interval of about 2 mm.
ローター1は固定された固定中空体8の周囲に密接して
回転し、各々のローターの基準円筒面3は互いに密接(
0.1〜0.2mm程度の微小な間隔を保って)する様
に構成されている。The rotor 1 rotates closely around a fixed hollow body 8, and the reference cylindrical surfaces 3 of each rotor are closely spaced (
The structure is such that a minute interval of about 0.1 to 0.2 mm is maintained.
ローター1の■C1(実際には面であるが断面を考えて
いる)はローター2の■C4の先端部(点又は小さな丸
みとする)によって創成され、ローター1の■C2とロ
ーター2の■C6との内でいずれか一方の■は他方の■
によって創成され、更にローター1の■C3とローター
2の■C5とに注目すると、いずれか一方の■は他方の
■によって創成される様になっている。■C1 of rotor 1 (actually it is a surface, but we are thinking of a cross section) is created by the tip of ■C4 of rotor 2 (take it as a point or a small roundness), and ■C2 of rotor 1 and ■C of rotor 2 Among C6, one of ■ is the other ■
Further, if we pay attention to ■C3 of rotor 1 and ■C5 of rotor 2, one of the two ■ is created by the other ■.
又、ローター1の■C1の先端部とローター2の■C4
との間には、最も接近た状態でも2〜3mm程度の流体
が自由に出入りできる十分な間隔を残しておく様にする
。Also, the tip of ■C1 of rotor 1 and ■C4 of rotor 2
A sufficient gap of about 2 to 3 mm should be left between them to allow fluid to freely enter and exit even when they are at their closest.
7はロータ1をしっかりと固定・支持するローター支持
体である。7 is a rotor support body that firmly fixes and supports the rotor 1.
次にこの容積型過給機の作用について説明すると(バイ
パス弁15、8′を全閉させバイパス通路14バイパス
口9′を閉鎖させて■える)、各々のローターの羽根に
よって挟まれたポンプ室10に注目すると、同ポンプ室
10内に一杯に吸入された給気は同ポンプ室10の容積
の縮小によって密閉的に圧縮され、固定中空体8内の圧
力にほぼ等しくなった時点でローター1の羽根嵌り込み
部6及び固定中空体8に形成された吐出口9を介して固
定中空体8内へ吐出される様になっている。Next, to explain the operation of this positive displacement supercharger (completely closing the bypass valves 15, 8' and closing the bypass passage 14 bypass port 9'), the pump chamber sandwiched between the blades of each rotor. 10, the supply air fully sucked into the pump chamber 10 is hermetically compressed by the reduction in the volume of the pump chamber 10, and when the pressure becomes almost equal to the pressure inside the fixed hollow body 8, the rotor 1 The liquid is discharged into the fixed hollow body 8 through the blade fitting portion 6 and the discharge port 9 formed in the fixed hollow body 8.
同ポンプ室10のP−V■図(圧力−容積■図)を第2
図に示すが、極めて高い全断熱効率を有するものである
。The P-V diagram (pressure-volume diagram) of the same pump chamber 10 is shown as the second
As shown in the figure, it has an extremely high total adiabatic efficiency.
さて以上の容積型過給機を備えた内燃機関では、機関の
低負荷域における過給機の駆動力■を減少させる為に、
図示の如くバイパス弁15、8′を全開させてバイパス
通路14、バイパス口9′を開放し、機関の燃焼悪化を
防ぐ事が従来からおこなわれている。Now, in an internal combustion engine equipped with a positive displacement supercharger as described above, in order to reduce the driving force of the supercharger in the low load range of the engine,
As shown in the figure, it has been conventional practice to fully open the bypass valves 15 and 8' to open the bypass passage 14 and the bypass port 9' to prevent deterioration in engine combustion.
しかしながらこの方法では、給気圧縮仕事損失はほぼ0
となったが、過給機を■動する際の機械的摩擦損失は依
然として残っており、機関の燃費は悪化を余儀なくされ
る。However, with this method, the charge air compression work loss is almost 0.
However, mechanical friction loss when operating the supercharger still remains, and the fuel efficiency of the engine is forced to deteriorate.
又、機関の負荷が増大して機関に過給を行う場合には、
バイパス弁8′を展開(バイパス口9′を閉鎖)させる
が、機関が過給状態にありながらも全負荷状態でない場
合には、バイパス弁15を半開状態にしてバイパス通路
14から圧縮された給気を逃し、機関へ供給される給気
の量を制限する必要があるが(過給機の給気圧縮仕事損
失が減少する効果がある)、この様にしてもバイパス弁
15を通過した給気の量に相当する仕事損失が生じて機
関の燃費は悪化し、更にはバイパス弁15を通過した高
温の給気が再び過給機で圧縮されるので、機関に供給さ
れる給気の温度がますます上昇するという不具合ま生じ
る。Also, when the load on the engine increases and the engine is supercharged,
Bypass valve 8' is expanded (bypass port 9' is closed), but if the engine is under supercharging but not at full load, bypass valve 15 is left in a half-open position to allow compressed feed from bypass passage 14. Although it is necessary to restrict the amount of charge air supplied to the engine by releasing air (this has the effect of reducing the charge air compression work loss of the supercharger), even with this method, the amount of charge air that has passed through the bypass valve 15 A work loss corresponding to the amount of air is caused, which worsens the fuel efficiency of the engine.Furthermore, since the high-temperature charge air that has passed through the bypass valve 15 is compressed again by the supercharger, the temperature of the charge air supplied to the engine decreases. A problem arises in which the value increases.
これらの欠点はいずれも過給機の容量を制御していない
事に起因するものである。All of these drawbacks are due to the fact that the capacity of the supercharger is not controlled.
本発明は過給機の容量を制御する事によって、この様な
欠点を解消しょうとしたもので、以下図面に従って説明
する。The present invention aims to eliminate such drawbacks by controlling the capacity of the supercharger, and will be described below with reference to the drawings.
第3図は本発明による容積型過給機付内燃機関の一実施
例で、本発明における容積型過給機の側面図は第5図に
示され、第5図のB−B′■断面図は第4図に示されて
おり、第5図のA−A′■断面図については第3図に描
かれた通りであるものとする。FIG. 3 shows an embodiment of the internal combustion engine with a positive displacement supercharger according to the present invention, and a side view of the positive displacement supercharger according to the present invention is shown in FIG. The diagram is shown in FIG. 4, and the sectional view taken along the line AA'■ in FIG. 5 is the same as that shown in FIG. 3.
以下、本発明を第3、4、5図によって説明する。The present invention will be explained below with reference to FIGS. 3, 4, and 5.
固定中空体8は分離壁31によって吸入側(吸入進路1
1内)へ通ずる吸入固定+空体8bと吐出側(吐出側通
路12内)へ通ずる吐出固定中空体8aとに区分され、
吸入固定中空体8b、吐出固定中空体8aの各々の内周
面に密接又は接触して回動体20、吐出回動体16が各
々回動自在に備えられている。The fixed hollow body 8 is connected to the suction side (suction path 1
It is divided into a suction fixed + hollow body 8b leading to the inside of the discharge side (inside the discharge side passage 12) and a discharge fixed hollow body 8a leading to the discharge side (inside the discharge side passage 12).
A rotary body 20 and a discharge rotary body 16 are rotatably provided in close contact with or in contact with the inner peripheral surfaces of the fixed suction hollow body 8b and the fixed discharge hollow body 8a, respectively.
吸入固定中空体8bに形成された逃し口25には、吸入
固定中空体8bの周囲と同一円筒面上に位置する密接面
22を有する密接片23が備えられ、この密接片23は
回動体20と一体的に固定されている。The relief port 25 formed in the fixed suction hollow body 8b is provided with a close contact piece 23 having a close contact surface 22 located on the same cylindrical surface as the periphery of the fixed suction hollow body 8b. is integrally fixed.
更に吐出固定中空体80に形成むされた吐出口9には、
吐出固定中空体80の周囲と同一円筒面上に位置する吐
出密接面18を有する吐出密接19が備えられ、この吐
出密接片19は吐出回動体16に一体的に固定されてい
る。Furthermore, the discharge port 9 formed in the discharge fixed hollow body 80 has a
A discharge seal 19 having a discharge seal surface 18 located on the same cylindrical surface as the periphery of the discharge fixed hollow body 80 is provided, and this discharge seal piece 19 is integrally fixed to the discharge rotating body 16.
吐出回動体16はリンク・カム装置、更には歯車等を介
して回動体20に連動しており、回動体20の回動位置
に対応した制御位置まで回動される様になっている。The discharge rotary body 16 is linked to the rotary body 20 via a link/cam device, gears, etc., and is rotated to a control position corresponding to the rotation position of the rotary body 20.
回動体20は図示しないアクセルペダルに連動している
。The rotating body 20 is linked to an accelerator pedal (not shown).
以上の如く構成された容積型過給機はベルト、チェーン
等を介して機関Eの出力軸へ連結している。The positive displacement supercharger configured as described above is connected to the output shaft of the engine E via a belt, chain, etc.
今、機関E(ここでは、ディーゼル機関とする)の空転
状態を含む低負荷域を考えると、アクセルペダルに連動
する回動体20は図示の位置まで回動して逃し口25と
回動体20に形成された制御口21とを一致させており
、回動体20と連動と連動する吐出回動体16も図示の
位置まで回動している。Now, considering the low load range including the idling state of the engine E (in this case, a diesel engine), the rotary body 20 that is linked to the accelerator pedal rotates to the illustrated position and connects the relief port 25 and the rotary body 20. The discharge rotating body 16, which is aligned with the formed control port 21 and interlocks with the rotating body 20, is also rotated to the illustrated position.
かつ、ケーシング(この場合はローターケーシング)内
壁面の所定位置に開口する連通路27に備えられた開閉
弁29は全開している。Moreover, the on-off valve 29 provided in the communication passage 27 that opens at a predetermined position on the inner wall surface of the casing (rotor casing in this case) is fully open.
従って、各々のローターの羽根4によって挟まれたポン
プ室10に注目すると、同ポンプ室10内一杯に吸入さ
れた給気は、同ポンプ室10の最大容積状態から規定の
容積状態(同ポンプ室10を形成する羽根嵌り込み部6
と制御口21との連通が遮断される時点における同ポン
プ室10の容積状態)まで吸入固定中空体8b側のロー
ターの羽根嵌り込み部6及び逃し口25及び制御口21
を介して吸入固定中空体8b内へ放出され、次いで回動
体20に形成された連絡口24及び吸入固定中空体8b
に形成された通退口26及び羽根嵌り込み部6及び■3
0を介して、更には連通路27を介して吸入側へ(吸入
通路11内へ)圧縮されずにそのまま逃される様になっ
ている。Therefore, if we pay attention to the pump chamber 10 sandwiched between the blades 4 of each rotor, the supply air fully drawn into the pump chamber 10 will change from the maximum volume state of the pump chamber 10 to the specified volume state (the pump chamber 10). Blade fitting part 6 forming 10
and the volume state of the pump chamber 10 at the time when the communication with the control port 21 is cut off).
is discharged into the suction fixed hollow body 8b through the suction fixed hollow body 8b, and then the communication port 24 formed in the rotating body 20 and the suction fixed hollow body 8b.
The inlet/exit opening 26 and the blade fitting part 6 and ■3 formed in
0 and further via the communication passage 27 to the suction side (into the suction passage 11) without being compressed.
この場合、連通路27は特に必要不可欠なものではない
が、これを備える事により第5図に示す如く逃し口25
の軸方向の長さを小として吐出口9の軸方向の長さを大
とし、吐出口9の断面積を増加させる事ができる。In this case, the communication passage 27 is not particularly essential, but by providing it, the escape port 27 can be opened as shown in FIG.
By making the axial length of the discharge port 9 small, the axial length of the discharge port 9 can be increased, and the cross-sectional area of the discharge port 9 can be increased.
もし連通路27の開口部28を第6図に示す位置にある
様に形成すれば、回動体20は逃し口25を全開させる
位置になくても良い。If the opening 28 of the communication path 27 is formed in the position shown in FIG. 6, the rotating body 20 does not need to be in a position where the relief port 25 is fully opened.
要するに、機関の空転状態を含む低負荷域においては、
同ポンプ室10の最大容積状態から規定の容積状態まで
同ポンプ室10内の給気を吸入側へ放出する様にしてい
るのである。In short, in the low load range, including when the engine is idling,
The air supply in the pump chamber 10 is discharged to the suction side from the maximum volume state of the pump chamber 10 to the specified volume state.
次いで同ポンプ室10を形成する羽根嵌り込み部6と制
御口21との連通が遮断される時点の近傍(通常は直前
)、即ち同ポンプ室10と吸入側との連通が遮断される
時点の近傍に到ると、同ポンプ室10を形成する羽根嵌
り込み部6と吐出回動体16に形成された吐出制御口1
7との連通が開始され、同ポンプ室10内の給気は吐出
固定中空体8a側のローターの羽根嵌り込み部6及び吐
出口9及び吐出制御口17を介して吐出固定中空体8a
内へ吐出され、吐出側通路12を経て機関Eへ供給され
る様になっている。Next, near (usually just before) the point in time when the communication between the vane fitting part 6 forming the pump chamber 10 and the control port 21 is cut off, that is, the point in time when the communication between the pump chamber 10 and the suction side is cut off. When approaching the vicinity, the vane fitting part 6 forming the pump chamber 10 and the discharge control port 1 formed in the discharge rotating body 16 can be seen.
7 is started, and the air supply in the pump chamber 10 is supplied to the discharge fixed hollow body 8a through the rotor blade fitting part 6, the discharge port 9, and the discharge control port 17 on the side of the discharge fixed hollow body 8a.
It is discharged into the interior and supplied to the engine E via the discharge side passage 12.
この時、機関の出力軸の1回転当りの過給機の有効吐出
容積(ローター1の羽根嵌り込み部6と制御口21との
連通が遮断された時点における同ポンプ室10の容積を
基礎として算出する)よりも機関の出力軸の1回転当り
の機関の吸入容積の方が大となる様に回動体20の回動
位置が定められているから、容積型過給機の吸入側の圧
力(一般には大気圧)は吐出側の圧力(吐出側通路12
内の圧力、負圧)よりも大となっている。At this time, the effective discharge volume of the supercharger per revolution of the output shaft of the engine (based on the volume of the pump chamber 10 at the time when the communication between the blade fitting part 6 of the rotor 1 and the control port 21 is cut off) Since the rotational position of the rotating body 20 is determined so that the suction volume of the engine per revolution of the output shaft of the engine is larger than (generally atmospheric pressure) is the pressure on the discharge side (discharge side passage 12
(internal pressure, negative pressure).
同ポンプ室10のPーV■図を第10図に示すが、図か
らも明らかな様に容積型過給機には■■の部分に相当す
る仕事、即ち動力が発生しており、これを機関に伝達し
ているのである。The PV ■ diagram of the same pump chamber 10 is shown in Figure 10, and as is clear from the figure, the positive displacement supercharger generates work, that is, power corresponding to the part marked ■■. is communicated to the institution.
一般には機関へ供給される給気を吐出側通路12内の圧
力が負圧となるまで制限すると、機関のポンプ損失増大
により燃費は悪化するはずであるが、吐出が側通路12
内の圧力が負圧である為、機関の作動室(吸入・圧縮・
■張・排出を行う空間)内の圧縮圧力の低下により摩擦
損失が減少し、更には吐出側通路12内の圧力が負圧で
ある為、機関の作動室内熱容量の減少により圧縮端温度
が十分に上昇して燃料温度も高くなるから、燃料の完全
燃焼が可能となり、極低負荷域における失火も減少し、
これらの相乗効果により実際には機関の燃焼は悪化する
事はない。In general, if the supply air supplied to the engine is restricted until the pressure in the discharge side passage 12 becomes negative pressure, the fuel efficiency should deteriorate due to an increase in engine pump loss.
Because the internal pressure is negative, the engine's working chamber (suction, compression,
■Friction loss is reduced due to the reduction in the compression pressure within the space for tensioning and discharging.Furthermore, since the pressure in the discharge side passage 12 is negative pressure, the compression end temperature is maintained sufficiently due to the reduction in heat capacity in the engine's working chamber. As the fuel temperature increases, complete combustion of the fuel becomes possible, and misfires in extremely low load ranges are reduced.
Due to these synergistic effects, engine combustion does not actually deteriorate.
さて、本発明においては機関の空転状態を含む低負荷域
では容積型通給機に動力が発生している。Now, in the present invention, power is generated in the positive displacement feeder in a low load range including when the engine is idling.
従ってこの分、機関の燃費は改善される事になる。Therefore, the fuel efficiency of the engine will be improved by this amount.
次に、燃料噴射量が増大して機関へ供給される給気が更
に要求される様になると、アクセルペダルに連動する回
動体20が回動(図では右回転)されると共に吐出回動
体16も回動(図では右回転)され、遂には容積型通給
機の吸入側と吐出側との圧力が等しくなるに到る。Next, when the fuel injection amount increases and more air is required to be supplied to the engine, the rotating body 20 that is linked to the accelerator pedal rotates (clockwise in the figure) and the discharge rotating body 16 rotates (clockwise in the figure). is also rotated (clockwise in the figure), and the pressures on the suction side and the discharge side of the positive displacement aperture machine finally become equal.
この時、ポンプ室10のP−V■図は第9図に示す通り
となり、給気圧縮仕事損失は0である。At this time, the P-V diagram of the pump chamber 10 becomes as shown in FIG. 9, and the supply air compression work loss is zero.
この状態から機関へ供給される給気が更に多量に要求さ
れる様になると、回動体20は更に回動され、ポンプ室
10内の給気の吸入固定中空体8b内へ逃される量も更
に更減少する様になるが、ポンプ室10内の給気は同ポ
ンプ室10を形成する羽根嵌り込み部6と制御口21と
の連通が遮断された後は、同ポンプ室10の容積の縮小
によって密閉的に圧縮され、吐出側(吐出固定中空体8
a内、又は吐出側通路12内)の圧力にほぼ等しくなっ
た時点で同ポンプ室10を形成する羽根嵌り込み部6及
び吐出口9及び吐出制御口17を介して吐出固定中空体
8a内へ吐出される様になっている(即ち、その様な位
置に吐出回動体16は回動せしめられているのである)
。When a larger amount of supply air is required to be supplied to the engine from this state, the rotating body 20 is further rotated, and the amount of supply air released into the suction fixed hollow body 8b in the pump chamber 10 is also further increased. Although the supply air in the pump chamber 10 decreases further, the volume of the pump chamber 10 decreases after the communication between the vane fitting part 6 forming the pump chamber 10 and the control port 21 is cut off. The discharge side (discharge fixed hollow body 8
When the pressure becomes almost equal to the pressure inside the pump chamber 10 (inside the inside of the pump chamber 10 or inside the discharge side passage 12), the pump enters the fixed hollow body 8a through the vane fitting part 6, the discharge port 9, and the discharge control port 17 that form the same pump chamber 10. (that is, the discharge rotating body 16 is rotated to such a position).
.
この時のポンプ室10のP−V■図は第8図に示す通り
である。The P-V diagram of the pump chamber 10 at this time is as shown in FIG.
そして機関へ供給される給気が最大限に要求される様に
なると、回動体20は逃し口25を全開する位置まで回
動せしめられると共に吐出回動体16は吐出口9と吐出
制御口17とが一致する位置まで回動せしめられるに到
る。When the maximum amount of air supply to the engine is required, the rotary body 20 is rotated to the position where the relief port 25 is fully opened, and the discharge rotary body 16 is rotated between the discharge port 9 and the discharge control port 17. are rotated to a matching position.
この時のポンプ室10のP−V■図は第2図に示した通
りである。The P-V diagram of the pump chamber 10 at this time is as shown in FIG.
以上からも理解される様に、本発明においては回動体2
0を回動させる事によって容積型過給機の容量を制御し
、吐出回動体16を回動させる事によって容積型過給機
の全断熱効率が最高となる様に(ポンプ室10内での過
圧縮、圧縮不足がない様に)制御して、機関へ供給され
る給気を制御しているのである。As can be understood from the above, in the present invention, the rotating body 2
0 to control the capacity of the positive displacement supercharger, and by rotating the discharge rotating body 16, the total adiabatic efficiency of the positive displacement supercharger is maximized (inside the pump chamber 10). It controls the supply air to the engine so that there is no overcompression or undercompression.
従って、従来の様にバイパス弁15(第1図)を半開状
態にし、過給機によって圧縮された給気を吸入側へ無駄
に逃して機関へ供給される給気を制御する必要がないか
ら、過給機の給気圧縮仕事損失は著しく減少し、機関の
燃費は改善される。Therefore, there is no need to control the supply air supplied to the engine by keeping the bypass valve 15 (Fig. 1) in a half-open state and wastefully releasing the supply air compressed by the supercharger to the suction side, as in the past. , the charge air compression work loss of the supercharger is significantly reduced, and the fuel efficiency of the engine is improved.
かくして本発明の目的を達成する。The objective of the invention is thus achieved.
ポンプ室10と連通路27(開口部28)との連通が遮
断される時点において同ポンプ室10と制御口21との
連通が遮断される状態となる回動体20の制御位置まで
回動体20が回動された時、開閉弁29を閉鎖させる様
にする。The rotating body 20 is moved to the control position where the communication between the pump chamber 10 and the control port 21 is cut off at the time when the communication between the pump chamber 10 and the communication passage 27 (opening 28) is cut off. When rotated, the on-off valve 29 is closed.
尚、回動体20が逃し口25を全開させている時にロー
ター1の羽根嵌り込み部6と制御口21との連通が遮断
される時点におけるポンプ室10の容積が更に小となる
様に逃し口25をローター1の回動方向側へ拡大し、機
関の空転状態を含む低負荷域においてこの逃し口25を
全開させる如く回動体20を回動させると共に(吐出回
動体16も、これに応じて第3図に示す位置よりは左回
転側へ回動せしめる)機関の作動室内から排出された排
ガスを容積型通給機の下流側(吐出側通路12内、依然
として負圧である)へ導入する様に構成すれば、排ガス
中の有害成分であるNO2を低減させる事ができる。In addition, when the rotating body 20 fully opens the relief port 25, the relief port is designed so that the volume of the pump chamber 10 at the time when the communication between the blade fitting portion 6 of the rotor 1 and the control port 21 is cut off is further reduced. 25 in the rotational direction of the rotor 1, and rotates the rotary body 20 so as to fully open this relief port 25 in a low load range including the idling state of the engine (the discharge rotary body 16 also rotates accordingly). The exhaust gas discharged from the working chamber of the engine (rotated to the left from the position shown in Fig. 3) is introduced into the downstream side of the positive displacement feeder (inside the discharge side passage 12, which is still under negative pressure). If configured in this manner, NO2, which is a harmful component in exhaust gas, can be reduced.
加えて、機関の空転状態を含む低負荷域において排ガス
を再循環させてやる事は、僅かであるが燃費を改善する
効果もあるのである。In addition, recirculating exhaust gas in a low load range, including when the engine is idling, has the effect of improving fuel efficiency, albeit slightly.
第4図において密接片23を回動体20から切り離し、
この密接片23を吸入固定中空体8bの所定位置に固定
する様にした実施例を、第7図に示す。(但し、第7図
では密接片23は3個備えてある)これにより逃し口2
5は複数に分割(図では4分割)される事になる。In FIG. 4, the close contact piece 23 is separated from the rotating body 20,
FIG. 7 shows an embodiment in which the close contact piece 23 is fixed at a predetermined position in the suction fixing hollow body 8b. (However, in Fig. 7, three close contact pieces 23 are provided.) With this, the escape port 2
5 will be divided into multiple parts (divided into four in the figure).
回動体20を回動させる事により、第4図では羽根嵌り
込み部6と制御口21との連通遮断時期を連続的に変化
させたが、第7図では段階的に変化させているのである
。By rotating the rotating body 20, the timing of disconnecting the communication between the blade fitting part 6 and the control port 21 is changed continuously in FIG. 4, but it is changed in stages in FIG. .
以上は第3図の吐出密接片19についても同様である。The above also applies to the discharge contact piece 19 shown in FIG.
第11図はニューマチックガバナー付ディーゼル機関に
おいて本発明を実施したもので、容積型過給機へ接続す
る吸入通路11に備えられた小ベンチュリ33で発生し
た負圧により作動する駆動装置34によって回動体20
を駆動する様にしたものである。Fig. 11 shows a diesel engine with a pneumatic governor in which the present invention is implemented, and the engine is driven by a drive device 34 that is operated by the negative pressure generated in a small venturi 33 provided in an intake passage 11 connected to a positive displacement supercharger. Moving object 20
It is designed to drive.
32はアクセルペダルに連動する絞弁であって、小ベン
チュリ33で発生した負圧はニューマチックガバナーへ
導入されているから、駆動装置34■は燃料噴射量に応
じた制御位置に回動体20を回動せしめる事になる。32 is a throttle valve linked to the accelerator pedal, and since the negative pressure generated by the small venturi 33 is introduced into the pneumatic governor, the drive device 34■ moves the rotating body 20 to a control position according to the fuel injection amount. It will force you to rotate.
回動体20を回動させる方法としては、この他コンピュ
ーターにより制御されるステッピングモーターによる方
法がある。Other methods for rotating the rotating body 20 include a method using a stepping motor controlled by a computer.
即ち、アクセルペダルの開度、機関の回転速度等を電気
信号としてコンピューターに入力すると、このコンピュ
ーターはこれらの入力値に相応する演算結果を出力し、
このコンピューターからの出力信号によりステッピング
モーターを作動させて回動体20を最適制御位置に回動
せしめる様にするのである。That is, when information such as the opening degree of the accelerator pedal and the rotational speed of the engine are input into the computer as electrical signals, the computer outputs calculation results corresponding to these input values.
The output signal from this computer operates the stepping motor to rotate the rotating body 20 to the optimal control position.
第12図は、副吸気弁37を吸気弁36の閉弁時期(例
えば下死点■30°)の近傍から所定期間開かせて(例
えば下死点から下死点■70°まで開かせて)、給気通
路38から自然に機関の動作室内へ吸入した給気に追加
する如く容積型過給機Sから圧送されてくる給気を機関
の作動室内へ圧入して過給を行うディーゼル機関に本発
明を実施したもので、機関の空転状態を含む低負荷域に
おいては閉鎖弁39は全開、連通弁40は全開する様に
構成されている。In FIG. 12, the auxiliary intake valve 37 is opened for a predetermined period of time from the vicinity of the closing timing of the intake valve 36 (for example, bottom dead center ■30°) (for example, opened from bottom dead center to bottom dead center ■70°). ), a diesel engine that performs supercharging by pressurizing the supply air from the positive displacement supercharger S into the engine's working chamber in addition to the supply air that is naturally drawn into the engine's operating chamber from the air supply passage 38. The present invention is implemented in this embodiment, and the closing valve 39 is configured to be fully open and the communication valve 40 to be fully open in a low load range including the idling state of the engine.
給気通路38から自然に吸入した給気に追加する如く通
給を行うから、容積型過給機Sは小型となる。Since the supply air is added to the intake air naturally taken in from the air supply passage 38, the positive displacement supercharger S becomes small.
この容積型過給機Sは第3、4、5図における容積型過
給機を小型化したものと考えて良く、回動体20、吐出
回動体16の作用については第3、4、5図で説明した
通りであり、かくして機関の空転状態を含む低負荷域に
おいては容積型過給機Sに動力が発生している事が理解
されよう。This positive displacement supercharger S can be considered as a miniaturized version of the positive displacement supercharger shown in Figs. As explained above, it will be understood that power is generated in the positive displacement supercharger S in the low load range including the idling state of the engine.
吐出側通路12内の圧力が吸入通路11内の圧力(通常
は大気圧)とほぼ等しくなった時点で閉鎖弁39を全開
、連通弁40を全開させるのが良い。It is preferable to fully open the closing valve 39 and fully open the communication valve 40 when the pressure in the discharge side passage 12 becomes approximately equal to the pressure in the suction passage 11 (usually atmospheric pressure).
回動体20、吐出回動体16を各々回動させる事によっ
て、容積型通給機の容量を最適となる様に制御すると共
に容積型過給機の全断熱効率を最高となる様に制御して
いるので(ポンプ室10内での圧縮不足、過圧縮がなく
)、機関の燃費を大幅に改善する事ができる。By rotating the rotary body 20 and the discharge rotary body 16, the capacity of the displacement type feeder is controlled to be optimal, and the total adiabatic efficiency of the displacement type supercharger is controlled to be the highest. (There is no undercompression or overcompression in the pump chamber 10), and the fuel efficiency of the engine can be greatly improved.
かくして本発明の目的を達成する。The objective of the invention is thus achieved.
次に第3、4、5図において、機関Eがオットー機関で
ある場合にも同様にして本発明の目的を達成する事がで
きる。Next, in FIGS. 3, 4, and 5, the object of the present invention can be achieved in the same manner when the engine E is an Otto engine.
但し、オットー機関の場合には機関の空転状態において
は機関に供給される給気もディーゼル機関よりも更に減
少させなければならないから、ローター1の羽根嵌り込
み部6と制御口21との連通が遮断される時点における
ポンプ室10の容積を縮小する為に、逃し口25をロー
ター1の回転方向側へ拡大しなければならない。However, in the case of an Otto engine, when the engine is idling, the supply air supplied to the engine must be further reduced than in a diesel engine, so the communication between the blade fitting part 6 of the rotor 1 and the control port 21 is In order to reduce the volume of the pump chamber 10 at the moment of shutoff, the relief port 25 must be enlarged in the direction of rotation of the rotor 1.
従って第3、4、5図において機関の空転状態を考える
と、回動体20は逃し口25を全開させる位置まで回動
しており、ポンプ室10内に一杯に吸入された給気は同
ポンプ室10の最大容積状態から規定の容積状態まで吸
入側へ逃され、同ポンプ室10と吸入側との連通が遮断
される時点(同ポンプ室10を形成する羽根嵌り込み部
6と制御口21との連通が遮断される時点)の近傍に到
ると同ポンプ室10を形成する羽根嵌り込み部6と吐出
制御口17との連通が開始され、同ポンプ室10内の給
気は吐出固定中空体80内へ吐出され、機関Eへ供給さ
れる様になっている。Therefore, considering the idling state of the engine in FIGS. 3, 4, and 5, the rotating body 20 has rotated to the position where the relief port 25 is fully opened, and the supply air fully sucked into the pump chamber 10 is pumped into the pump chamber 10. The point at which the pump chamber 10 is discharged from its maximum volume state to a specified volume state to the suction side and the communication between the pump chamber 10 and the suction side is cut off (at the point where the blade fitting part 6 and the control port 21 forming the pump chamber 10 When reaching the vicinity of the point in time when the communication with the pump chamber 10 is cut off, communication between the vane fitting part 6 forming the pump chamber 10 and the discharge control port 17 is started, and the supply air in the pump chamber 10 is fixed at the discharge. It is discharged into the hollow body 80 and supplied to the engine E.
同ポンプ室10のP−V■図を第13図に示すが、図か
らも明らかな様に容積型過給機には■■の部分に相当す
る仕事、即ち効力が発生し、機関の燃費を改善している
のである。The P-V ■ diagram of the same pump chamber 10 is shown in FIG. 13, and as is clear from the figure, the positive displacement supercharger generates work corresponding to the part ■■, that is, effectiveness, and the engine's fuel efficiency. We are improving this.
機関に供給される給気が更に要求される場合には、回動
体20を回動(図では右回転)させる様にする。If more air is required to be supplied to the engine, the rotating body 20 is rotated (clockwise in the figure).
かくして回動体20、吐出回動体16を各々回動させる
事によって、容積型過給機の容量を制御すると共に容積
型過給機の全断熱効率を最高となる様に制御しているの
で(ポンプ室10内での圧縮不足、過圧縮がなく)機関
の燃費を大幅に改善する事ができ、本発明の目的を達成
する。In this way, by rotating the rotary body 20 and the discharge rotary body 16, the capacity of the positive displacement supercharger is controlled and the total adiabatic efficiency of the positive displacement supercharger is controlled to be the highest (the pump There is no undercompression or overcompression within the chamber 10), and the fuel efficiency of the engine can be significantly improved, thus achieving the object of the present invention.
尚、機関の空転状態から機関へ供給される給気が更に要
求される場合に回動体20を回動させて出力を増大する
様にしたが、第14図に示す如くアクセルペダルに連動
する絞弁41を開く様にしても良い。Incidentally, when the engine is in a idling state and more air is required to be supplied to the engine, the rotary body 20 is rotated to increase the output, but as shown in FIG. The valve 41 may be opened.
(機関の空転状態を含む低負荷域では、回動体20は同
一制御位置を保ったももにしておく)。(In a low load range, including when the engine is idling, the rotating body 20 is kept at the same control position).
機関の空転状態では絞弁41は全閉、機関の過給時には
閉鎖弁42は全閉となる。When the engine is idling, the throttle valve 41 is fully closed, and when the engine is being supercharged, the closing valve 42 is fully closed.
43は燃料噴射弁を示す。43 indicates a fuel injection valve.
第15図は、第12図で説明した様に給気通路38から
自然に機関の作動室内へ投入した給気に追加する如く容
積型過給機Sから圧送されてくる給気を機関の作動室内
へ圧入して過給を行う内燃機関(この場合はオットー機
関)に本発明を実施したもので、機関の空転状態では閉
鎖弁39は全閉、連通弁40は全開する様に構成されて
いる。FIG. 15 shows that, as explained in FIG. 12, the air supplied under pressure from the positive displacement supercharger S is used to operate the engine, in addition to the air that is naturally introduced into the working chamber of the engine from the air supply passage 38. The present invention is applied to an internal combustion engine (in this case, an Otto engine) that is pressurized into a room for supercharging, and is configured so that when the engine is running idle, the closing valve 39 is fully closed and the communication valve 40 is fully open. There is.
第12図における説明を参照すれば、容積型過給機Sに
は効力が発生している事が理解されよう。Referring to the explanation in FIG. 12, it will be understood that the positive displacement supercharger S is in effect.
機関の空転状態から機関へ供給される給気が更に要求さ
れる場合には、回動体20を回動させて機関の出力を増
大させる様にしても良いし、閉鎖弁39を開いて機関の
出力を増大させる様にしても良い。If more air is required to be supplied to the engine due to the idling state of the engine, the rotating body 20 may be rotated to increase the engine output, or the closing valve 39 may be opened to increase the engine output. The output may be increased.
機関の過給時には閉鎖弁39は全開、連通弁40は全閉
させる。When supercharging the engine, the closing valve 39 is fully opened and the communication valve 40 is fully closed.
かくして本発明の目的を達成する。The objective of the invention is thus achieved.
尚、機関Eがロータリピストン機関(オットー機関)の
場合には吸気弁36、排気弁35は一般には不要である
が、副吸気弁37はロータリー弁を使用する事が望まし
い。Incidentally, when the engine E is a rotary piston engine (Otto engine), the intake valve 36 and the exhaust valve 35 are generally unnecessary, but it is preferable to use a rotary valve as the sub-intake valve 37.
本発明は以上の如く構成されているので、機関の燃費は
大幅に改善される。Since the present invention is configured as described above, the fuel efficiency of the engine is significantly improved.
第1図は従来の容積型過給機付内燃機関を示す図、第2
・8・9・10図は9−V■図、第3・12・14・1
5図及び第11図は本発明による容積型過給機付内燃機
関の図、第4・5・6図は本発明における容積型過給機
の図、第7図は回動体及び吸入固定中空体の図、第13
図はP−V■図である。
1・2はローター、6は羽根嵌り込み部、4は羽根、3
は基準円筒面、5は羽根外周部、7はローター支持体、
8は固定中空体、8Qは吐出固定中空体、8bは吸入固
定中空体、9は吐出口、10ポンプ室、11は吸入通路
、12は吐出側通路、13は排気通路、14はバイパス
通路、15・8′はバイパス弁、16は吐出回動体、1
7は吐出制御口、18は吐出密接面、19は吐出密接弁
、20は回動体、21は制御口、22は密接面、23は
密接弁、24は連絡口、25は逃し口、26は通過口、
27は連通路、28は開口部、29は開閉弁、30は溝
、31は分離壁、32・41は絞弁、33は小ベンチュ
リ、34は駆動装置、35は排気弁、36は吸気弁、3
7は副吸気弁、38は給気通路、39は閉鎖弁、40は
連通弁、42は回鎖弁、43は燃料噴射弁、Eは内燃機
関、Sは容積型過給機である。Figure 1 shows a conventional internal combustion engine with a positive displacement supercharger;
・Figures 8, 9, and 10 are 9-V ■ figures, 3rd, 12th, 14th, and 1st.
Figures 5 and 11 are diagrams of an internal combustion engine with a displacement type supercharger according to the present invention, Figures 4, 5, and 6 are diagrams of a displacement type turbocharger according to the present invention, and Figure 7 is a diagram of a rotating body and a suction fixed hollow. Diagram of the body, No. 13
The figure is a P-V diagram. 1 and 2 are rotors, 6 is the blade fitting part, 4 is the blade, 3
is the reference cylindrical surface, 5 is the blade outer circumference, 7 is the rotor support,
8 is a fixed hollow body, 8Q is a discharge fixed hollow body, 8b is a suction fixed hollow body, 9 is a discharge port, 10 is a pump chamber, 11 is a suction passage, 12 is a discharge side passage, 13 is an exhaust passage, 14 is a bypass passage, 15.8' is a bypass valve, 16 is a discharge rotating body, 1
7 is a discharge control port, 18 is a discharge close contact surface, 19 is a discharge close valve, 20 is a rotating body, 21 is a control port, 22 is a close contact surface, 23 is a close valve, 24 is a communication port, 25 is a relief port, 26 is a passage,
27 is a communication passage, 28 is an opening, 29 is an on-off valve, 30 is a groove, 31 is a separation wall, 32 and 41 are throttle valves, 33 is a small venturi, 34 is a drive device, 35 is an exhaust valve, and 36 is an intake valve ,3
7 is an auxiliary intake valve, 38 is an air supply passage, 39 is a closing valve, 40 is a communication valve, 42 is a loop valve, 43 is a fuel injection valve, E is an internal combustion engine, and S is a positive displacement supercharger.
Claims (2)
面から陥没した部分を有しながら羽根の羽根外周部まで
連絡する羽根嵌り込み部と、前記羽根嵌り込み部に隣接
しながら前記基準円筒面から突出した羽根とを有する様
に各々構成されたローターが互いに非接触状態で同期的
に互いに反対方向へ回転し合い、固定中空体側のロータ
ーがこの固定された固定中空体の周囲に密接して回転 する様にし、かつ各々のローターの基準円筒面が互いに
密接し合う様に構成され、更に前記固定中空体を分離壁
によって吸入側へ通ずる吸入固定中空体と吐出側へ通ず
る吐出固定中空体とに区分し、前記吸入固定中空体、吐
出固定中空体の各々の内周面に密接又は接触して回動体
、吐出回動体を各々回動自在に備え、前記吸入固定中空
体の周囲と同一円筒面上に位置する密接面を有する密接
片を前記吸入固定中空体に形成された逃し口に備えると
共に前記吐出固定中空体の周囲と同一円筒面上に位置す
る吐出密接面を有する吐出密接片を前記吐出固定中空体
に形成された吐出口に備え、前記回動体を回動させる事
により前記吸入固定中空体側のローターの羽根嵌り込み
部と前記回動体に形成された制御口との連通遮断時期を
変化させ、前記吐出回動体を回動させる事により前記吐
出固定中空体側のローターの羽根嵌り込み部と前記吐出
回動体に形成された吐出制御口との連通開始時期を変化
させる様にし、以上の如く構成された容積型過給機を機
関の出力軸へ連結した再燃機関において、前記容積型過
給機の各々のローターの羽根によって挟まれたポンプ室
に注目し、前記回動体、吐出回動体を所定位置まで回動
させる事によって同ポンプ室の最大容積状態から規定の
容積状態まで同ポンプ室内の給気を吸入側へ放出すると
共に同ポンプ室と吸入側との連通が遮断される時点の近
傍で同ポンプ室を形成する羽根嵌り込み部と前記吐出回
動体に形成された吐出制御口との連通が開始される様に
構成し、かつ前記容積型過給機の吸入側の圧力が吐出側
の圧力よりも大である様にし、これにより前記容積型過
給機に動力を発生せしめ、以上の状態から機関へ供給さ
れる給気が更に要求される場合には前記容積型過給機を
介して更に給気を機関へ供給する様にした事を特徴とす
る容積型過給機付内燃機関。(1) Each rotor has a reference cylindrical surface, a blade fitting part that has a depressed portion from the reference cylindrical surface and communicates with the blade outer circumference of the blade, and a blade fitting part that is adjacent to the blade fitting part and has the reference cylindrical surface. The rotors, each configured to have blades protruding from the cylindrical surface, synchronously rotate in opposite directions without contacting each other, and the rotor on the fixed hollow body side closely surrounds the fixed hollow body. The two rotors are configured such that the reference cylindrical surfaces of each rotor are in close contact with each other, and further include a suction fixed hollow body that communicates with the fixed hollow body to the suction side and a discharge fixed hollow body that communicates with the discharge side through a separating wall. and a rotary body and a discharge rotary body are respectively rotatably provided in close contact with or in contact with the inner peripheral surfaces of the fixed suction hollow body and the fixed discharge hollow body, and around the fixed suction hollow body. A close contact piece having a close contact surface located on the same cylindrical surface is provided in the relief port formed in the suction fixed hollow body, and a discharge close contact piece having a discharge close contact surface located on the same cylindrical surface as the periphery of the discharge fixed hollow body. A piece is provided in the discharge port formed in the discharge fixed hollow body, and by rotating the rotary body, communication between the rotor blade fitting part on the side of the suction fixed hollow body and the control port formed in the rotary body is provided. By changing the cut-off timing and rotating the discharge rotating body, the timing at which communication starts between the blade fitting portion of the rotor on the side of the discharge fixed hollow body and the discharge control port formed in the discharge rotating body is changed. In the reburning engine in which the positive displacement supercharger configured as described above is connected to the output shaft of the engine, focusing on the pump chamber sandwiched between the blades of each rotor of the positive displacement supercharger, the rotating body, By rotating the discharge rotary body to a predetermined position, the air supply in the pump chamber is discharged from the maximum volume state of the pump chamber to the specified volume state to the suction side, and communication between the pump chamber and the suction side is cut off. The structure is configured such that communication between the vane fitting portion forming the pump chamber and the discharge control port formed in the discharge rotating body is started near the point in time when the displacement type supercharger The pressure is set to be higher than the pressure on the discharge side, thereby generating power to the positive displacement supercharger, and when more air supply is required to be supplied to the engine under the above conditions, the positive displacement supercharger An internal combustion engine with a positive displacement supercharger, characterized in that supply air is further supplied to the engine via a supercharger.
を容積型過給機の下流側へ導入する様にした特許請求の
範囲第1項記載の容積型過給機付内燃機関。(2) The internal combustion engine with a positive displacement supercharger according to claim 1, wherein exhaust gas discharged from the working chamber of the diesel engine is introduced downstream of the positive displacement supercharger.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21143786A JPS6368789A (en) | 1986-09-10 | 1986-09-10 | Internal combustion engine with positive displacement type supercharger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21143786A JPS6368789A (en) | 1986-09-10 | 1986-09-10 | Internal combustion engine with positive displacement type supercharger |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6368789A true JPS6368789A (en) | 1988-03-28 |
Family
ID=16605937
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21143786A Pending JPS6368789A (en) | 1986-09-10 | 1986-09-10 | Internal combustion engine with positive displacement type supercharger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6368789A (en) |
-
1986
- 1986-09-10 JP JP21143786A patent/JPS6368789A/en active Pending
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