KR920009657B1 - 엔진의 과급장치 - Google Patents

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KR920009657B1
KR920009657B1 KR1019890004268A KR890004268A KR920009657B1 KR 920009657 B1 KR920009657 B1 KR 920009657B1 KR 1019890004268 A KR1019890004268 A KR 1019890004268A KR 890004268 A KR890004268 A KR 890004268A KR 920009657 B1 KR920009657 B1 KR 920009657B1
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마쯔다 가부시기가이샤
후루다 노리마사
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Abstract

내용 없음.

Description

엔진의 과급장치
제1도~제15도는 본 발명의 제1실시예를 예시하는 것으로서,
제1도는 엔진의 과급장치의 전체구성도.
제2도는 전자클러치의 작동영역의 설명도.
제3도는 엔진회전수와 악셀개방도와의 관계를 표시한 도면.
제4도는 엔진회전수와 과급기회전수와의 관계를 표시한 도면.
제5도는 악셀개방도와 주드로틀밸브개방도와의 관계를 표시한 도면.
제6도는 악셀개방도와 부드로틀밸브 개방도와의 관계를 표시한 도면.
제7도는 악셀개방도와 전자클러치의 작동과의 관계를 표시한 도면.
제8도는 악셀개방도와 흡기압력과의 관계를 표시한 도면.
제9도는 악셀개방도와 흡기압력과의 관계를 표시한 도면.
제10도는 부드로틀밸브개방도의 시간변화를 표시한 도면.
제11도는 부드로틀밸브개방도의 시간변화를 표시한 도면.
제12도는 동 평면도.
제13도는 엔진상부만의 측면도.
제14도는 기계식과급기의 측면도.
제15도는 동정면도.
제16도~제18도는 본 발명의 제2실시예를 예시한 것이며,
제16도는 엔진의 과급장치의 전체구성도.
제17도는 엔진회전수와 체적효율과의 관계를 표시한 도면.
제18도는 악셀개방도와 부드로틀밸븍방도와의 관계를 표시한 도면.
제19도는 변형예에 있어서의 전자클러치의 작동영역의 설명도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 흡기통로 4 : 주드로틀밸브
5 : 부드로틀밸브 6 : 기계식과급기
15 : 전자클러치(절환수단) 21 : 바이패스통로
4' : 주드로틀밸브 5' : 부드로틀밸브
6' : 기계식과급기
본 발명은, 기계식과급기를 구비한 엔진의 과급장치에 관한 것이다.
종래, 엔진의 과급장치로서, 예를들면 일본국 실개소 61-78250호 공보에 개시된 바와같이, 드로틀밸브하류의 흡기통로에, 엔진에 의해 구동되는 기계식과급기를 설치하고, 이 기계식과급기와 드로틀밸브와의 사이의 흡기통로에 과급제어밸브를 설치해서, 과급압이 설정치에 달했을때에는 이 과급압을 설정치로 유지하도록 과급제어밸브의 개방도를 조절해서 과급특성을 적정화하도록 한 것이 알려져 있다.
한편, 일본국 실개소 61-17138호 공보에는, 마찬가지로 엔진과급장치로서, 흡기통로에, 엔진에 의해 구동되는 기계식과급기를 설치하고, 이 흡기통로에 기계식과급기를 바이패스하는 바이패스통로를 형성하고, 이 바이패스통로의 과급기흡입쪽 접속부보다도 흡기상류쪽의 흡기통로에 드로틀밸브를 설치하고, 상기 바이패스통로에, 흡기부압(吸氣負壓)에 따라서 열리는 다이아프램식 제어밸브를 설치한 것이었다. 이 과급장치에 의하면, 요구출력이 작아서 드로틀밸브하류의 흡기부압이 클때에는 제어밸브가 열려서 과급기하류의 과급기가, 바이패스통로를 개재해서 과급기상류로 공급되어, 흡기부압을 완화해서 흡기통로의 온도상승을 방지할 수 있는 한편, 요구출력이 커서 과급기하류의 과급압이 클때에는 첵밸브의 기능도 가진 상기 제어밸브가 과급압을 받아서 열려서 과급기하류의 과급기가 바이패스통로를 개재해서 과급기상류로 릴리이프되어, 과급압의 과대화를 방지할 수 있다.
그런데, 이와같이 흡기통로에 기계식과급기, 바이패스통로 및 제어밸브를 설치한 과급장치에 있어서, 상기 기계식과급기와 엔진출력과의 사이에 클러치를 설치하고, 예를들면 요구출력이 작을때에는 클러치를 오프하여 기계식과급기를 비접속상태로하고, 흡기를 바이패스통로에 의해 엔진에 공급하는 한편, 요구출력이 클때에는 클러치를 온하여 기계식과급기를 접속상태로 해서 엔진을 과급하는 일을 생각할 수 있다. 이와 같이 하면, 요구출력이 작을때에는 기계식과급기에 흡수되는 동력이 없어져서 연비(燃費)를 저감할 수 있는 한편, 요구출력이 클때에는 엔진출력을 확보할 수 있다.
그러나, 이와같이 클러치를 갖춘 과급장치에서는, 요구출력이 증대해서, 오프되어 있던 클러치가 온되고, 기계식 과급기가 비접속상태로부터 접속상태로 절환되면, 기계식과급기가 갑자기 구동되어서 과급기의 토출 유량이 증가한다. 그경우, 과급기 하류의 과급압에 의해서 제어밸브가 열리고, 과급기가 바이패스통로를 개재해서 과급기 상류로 릴리이프되게 된다. 그때문에, 과급기내의 압력변동등에 의해서 발생한 음이, 이 릴리이프의 흐름을 타서 과급기상류쪽으로 전파되고, 흡기통로를 역행해서 외부로 소음을 발산한다.
본 발명은 이와같은 점에 착안하여 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 바는, 이와같이 기계식과급기가 비접속상태로부터 접속상태로 절환되었을때에 과급기가 바이패스통로를 개재해서 과급기상류로 릴리이프되지 않도록 해서 흡기소음발생을 방지하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 드로틀밸브와는 별도로 과급기전용의 드로틀밸브를 설치하고, 이 드로틀밸브에 의해, 기계식과급기가 비접속상태로부터 접속상태로 절환되었을때에 흡기유량을 더욱 소정량되는 것이다.
구체적으로, 본 발명이 강구한 해결수단은, 엔진에 흡기를 공급하기 위한 흡기통로와, 이 흡기통로에 설치되고 엔진의 출력측에 의해서 구동되는 기계식과급기와, 이 기계식과급기를 상기 엔진출력측에 대하여 접속상태와 비접속상태로 절환하는 절환수단과, 상기 기계식과급기를 바이패스하도록 상기 흡기통로에 형성된 바이패스통로와, 이 바이패스통로의 과급기흡입쪽 접속부보다도 흡기상류쪽의 흡기통로에 설치된 주드로틀밸브와, 바이패스통로의 과급기흡입쪽 접속부와 기계식과급기와의 사이의 흡기통로에 설치된 부드로틀밸브를 구비하는 동시에, 상기 부드로틀밸브를, 상기 절환수단에 의해 기계식과급기가 비접속상태로부터 접속상태로 절환되었을때에 상기 주드로틀밸브에 의한 흡기유량의 드로틀량보다도 더욱 흡기유량을 소정량 드로틀량하고, 이 절환후는, 엔진의 요구출력의 증대에 따라서 열리고 또는 시간지연을 두고 열리도록 구성하는 것이다.
상기한 구성에 의해, 본 발명에서는, 예를들면 요구출력이 작을때에 절환수단의 조작에 의해, 기계식과급기를 비접속상태로 해두면, 흡기가 바이패스통로에 의해서 엔진에 공급되고, 기계식과급기에 흡수되는 동력이 없어져서 연비가 저감된다.
한편, 요구출력이 클때에 상기 절환수단의 조작에 의해, 기계식과급기를 접속상태로 해두면, 엔진이 과급되어서 엔진출력이 확보된다.
그리고, 요구출력이 증대해서, 상기 절환수단의 조작에 의해 기계식과급기가 비접속상태로부터 접속상태로 절환되면, 기계식과급기가 갑자기 구동된다. 그러나, 그 경우에는 부드로틀밸브에 의해서 상기 주드로틀밸브에 의한 흡기유량의 드로틀량보다도 더욱 흡기유량이 소정량드로틀링되고, 이 절환후는 엔진의 요구출력의 증대에 따라서, 또는 시간지연을 두고서 부드로틀밸브가 열리므로, 과급기의 토출유량이 서서히 증가한다. 이에 의해서, 과급기는 바이패스통로로 릴리이프되는 일없이 엔진에 공급되며, 과급기내로부터 발생한 음은, 이 과급기의 흐름을 타고 엔진으로 전파한다. 따라서, 흡기통로로부터 외부로 흡기소음이 발산하는 일은 없다.
이하, 본 발명의 각 실시예를 도면에 의거해서 설명한다.
제1도는 본 발명의 제1실시예에 관한 과급장치를 구비한 엔진의 개략구성을 표시한다. 동 도면에 있어서, (1)은 엔진에 흡기를 공급하기 위한 흡기통로로서, 이 흡기통로(1)의 일단부는 에어클리이너(2)를 개재해서 대기에 개방되고, 타단부는 엔진의 연소실에 접속되어 있다.
상기 흡기통로(1)에는, 엔진에 의해 구동되는 기계식과급기(6)이 설치되어 있다. 이 기계식과급기(6)은, 소위 나사식과급기로서, 내부압축을 수반하는 것이며, 흡입구로부터 흡입한 흡기를 소정의 내부압축비로 가압해서 토출구로부터 토출하도록 하고 있다. 또, (21)은 바이패스통로로서, 상기 기계식과급기(6)을 바이패스하도록 흡기통로(1)에 형성되어 있다. 그리고, 이 바이파스통로(21)의 과급기흡입쪽 접속부보다도 흡기상류쪽의 흡기통로(1)에는 주드로틀밸브(4)가 설치되어 있으며, 기계식과급기(6)에 공급되는 흡기의 유량을, 그 개방도에 따라서 드로틀링하도록 하고 있다. 여기서, 상기 바이패스통로(21)의 과급기흡입쪽 접속부보다도 흡기상류쪽의 흡기통로(1)(제1도의 A의 범위)의 통로면적과, 상기 바이패스통로(21)의 과급기흡입쪽 접속부와 기계식과급기(6)과의 사이의 흡기통로(1)(제1도의 B의 범위)의 통로면적은 거의 동일하게 설정되어 있다. 그리고, 부드로틀밸브(5)의 개방도는 주드로틀밸브(4)의 개방도보다도 작게 설정되어 있어서, 부드로틀밸브(5)에 의해서 상기 주드로틀밸브(4)에 의한 흡기유량의 드로틀링량보다도 더욱 흡기 유량을 소정량드로틸링하도록 설정되어 있다. 또, (3)은 주드로틀밸브 상류의 흡기통로(1)에 설치되고, 흡기유량을 검출하기 위한 에어플로우미터, (7)은 기계식과급기 하류의 흡기통로(1)에 설치되고, 흡기를 냉각하기 위한 인터쿠울러, (8)은 이 인터쿠울러 하류의 흡기통로(1)에 설치된 서어지탱크, (9)는 이 서어지탱크하류의 흡기통로(1)에 설치되고, 흡기에 연료를 분사공급하기 위한 연료분사밸브이다.
상기 주드로틀밸브(4) 및 부드로틀밸브(5)의 회전축(4a), (5a)에는, 각각, 길다란 제1로드부재(12) 및 짧은 제2로드부재(13)이 연결되고, 이 제1로드부재(12)의 중간부분이 링크부재(14)의 일단에 연결되어 있는 동시에, 제2로드부재(13)의 타단이 링크부재(14)의 타단에 형성된 구멍(14a)에 연결되어 있다. 그리고, 제1로드부재(12)의 선단에 악셀페달(도시생략)이 연결되어 있으며, 이 악셀페달의 밟아넣음에 의해 주드로틀밸브(4) 및 부드로틀밸브(5)의 개방도가 변화하도록 되어 있다. 즉, 악셀 개방도의 증대, 즉 엔진의 요구출력의 증대에 따라서 열려서 기계식과급기(6)의 토출유량을 증가하도록 구성되어 있다. 또, 부드로틀밸브(5)의 개방도는, 기계식과급기(6)의 토출압력과 과급기기하류의 흡기통로내 압력과의 차가 원인으로 발생하는 압력맥동에 의한 소음이 나올 경우에는, 그것을 방지하도록 제어된다.
또, 상기 기계식과급기(6)의 회전축(6a)는, 절환수단으로서의 전자클러치(15)를 개재해서, 공지의 가변폴리기구(16)에 연결되어 있다. 이 가변폴리기구(16)은, 기 피치직경을 가변하는 기능을 가지고 있으며, 엔진에 의해서 구동된다. 상기 전자클러치(15)는 기계식과급기(6)을 접속상태와 비접속상태로 절환된다. 즉, 전자클러치(15)를 온하므로서 엔진구동력이 기계식과급기(6)에 전달되는 접속상태로 되어서, 엔진이 과급되어서 엔진출력이 확보되는 한편, 전자클러치(15)를 오프하므로서 엔진구동력이 기계식과급기(6)에 전달되지 않는 비접속상태로 되어서, 흡기가 바이패스통로(21)에 의해서 엔진에 공급되고, 기계식과급기(6)에 흡수되는 동력이 없어져서 연비가 저감된다. 제2도에 표시한 바와같이, 상기 전자클러치(15)는, 클러치의 내구성 때문에, 저부하 저회전영역을 제외하고 온된다. 또, 기계식과급기(6)이 접속상태와 비접속상태로 절환될때의 엔진회전수와 악셀개방도와의 관계는 제3도에 표시한 바와같다.
또, 기계식과급기(6)은, 상기 가변폴리기구(16)이 가진 기능에 의해, 제3도에 표시한 특성으로서, 엔진회전수가 상승함에 따라서 회전수가 높아지도록 되어 있다.
상기 바이패스통로(21)의 도중에는, 다이아프램장치(22)에 의해서 개폐제어되는 개폐밸브(23)이 설치되어 있다. 이 다이아프램장치(22)는, 케이싱(22a)와, 이 케이싱내에 설치된 다이아프램(22b)와, 이 다이아프램(22b)에 의해서 구획형성된 제1실(22c) 및 제2실(22d)와, 이 제2실(22d)에 압축설치된 스프링(22f)와, 다이아프램(22b)에 일단부가 고착된 로드(22e)를 구비하고, 이 로드(22e)의 타단부가 개폐밸브(23)에 연결되어 있다. 또, 상기 제2실(22d)는 부압통로(25)를 개재해서 서어지탱크(8)에 연결되어 있다. 이에 의해서, 서어지탱크(8)내의 부압이 설정치이상이면 다이아프램(22b)가 스프링(22f)의 스프링힘에 대항해서 편위(偏位)하고, 개폐밸브(23)을 개방동작시키도록 되어 있다.
다음에, 상기한 바와같이 구성하였을 경우에 있어서의 주드로틀밸브(4), 부드로틀밸브(5) 및 전자클러치(15)의 동작에 대해서 설명한다. 제5도~제10도는 악셀 개방도를 증대해가는 사이의 각 상태량의 변동을 표시한다. 여기서는, 엔진회전수가 약 1000rpm일때의 기계식과급기(6)이 비접속상태로부터 접속상태로 절환되어 있다. 즉, 주드로틀밸브(4)의 개방도는 제5도에 도시한 바와같이, 대략 이 악셀의 증대에 비례해서 증대해진다. 부드로틀밸브(5)는, 제6도에 도시한 바와같이, 악셀개방도가 약 20°를 넣으면, 그때까지 전폐되어 있던 것이 열리기 시작하고, 그후는 악셀개방도의 증대분에 대략 비례해서 개방도를 증대해간다. 전자클러치(15)는, 제7도에 표시한 바와같이, 악셀개방도가 대략 20°를 넘을때에, 그때까지 오프되어 있었던 것이 온되어서 기계식과급기(6)이 비접속상태로부터 접속상태로 절환된다. 즉, 제10도에 표시한 바와같이, 기계식과급기(5)가 비접속상태로부터 접속상태로 절환되었을 때에, 부드로틀밸브(5)에 의해서 상기 주드로틀밸브(4)에 의한 흡기유량의 트로틀량보다도 더욱 흡기유량을 소정량드로틀링하고, 이 절환후는 엔진의 요구출력의 증대에 따라서 부드로틀밸브(5)가 열려서, 기계식과급기(6)의 토출유량이 서서히 증가해간다. 개폐밸브(23)은, 제8도에 표시한 바와같이, 악셀개방도가 대략 20°을 넘으면, 그때까지 완전개방되어 있던 것이 소정기간 걸려서 닫힌다.
또, 흡기통로(1)의 각부에 있어서의 흡기압력을 제9도에 의거해서 설명한다. 먼저, 주드로틀밸브(4)의 바로 흡기하류의 흡기압력 P1은, 제9도에 파선으로 표시한 바와같이, 악셀개방도의 증대에 따라 부(負)의 값으로부터 거의 대기압으로까지 상승하고, 악셀개방도가 대략 20°를 넘으면 대략 대기압에서 일정하게 된다. 또, 부드로틀밸브(5)의 바로 흡기하류의 흡기압력 P2는, 제9도에 쇄선으로 표시한 바와같이, 악셀개방도가 대략 20°를 넘을때까지는 상기 흡기압력 P1과 거의 일치하고, 악셀개방도가 대략 20°를 넘어서 기계식과급기(5)에 흡기가 흡입되기 시작하면, 부드로틀밸브(5)에 의해 드로틀링되어서 단숨에 하강하고, 그후는 악셀개방도의 증대에 따라 부드로틀밸브(5)의 개방도가 증대되므로 거의 대기압으로까지 상승한다. 한편, 서어징탱크내의 흡기압력 P3은, 제9도에 실선으로 표시한 바와같이, 악셀개방도가 대략 20°를 넘을때 까지는 상기 흡기압력 P1과 대략 일치하고, 악셀개방도가 대략 20°를 넘어서 기계식과급기(6)이 접속상태로 되면 소정량 증대하고, 그후는 악셀 개방도의 증대에 따라 상승한다. 여기서 악셀개방도가 대략 20°를 넘을때에 흡기압력 P3이 소정량 증대하나, 이 압력상승에 의해서 얻어지는 토오크의 증가분은 기계식과급기(6)의 구동토오크로서 흡수된다. 따라서, 최종적으로 얻어지는 토오크는, 기계식과급기(6)이 비접속상태로부터 접속상태로 절환되는 부근에서도 원활하게 이어지게 된다.
여기서, 부드로틀밸브(5)의 바로흡기하류의 흡기압력 P2와 서어지탱크내의 흡기 압력 P3과의 관계를 검토하기로 한다. 지금, 제9도에 표시한 바와같이, 임의의 악셀개방도에 있어서의 상기 흡기압력 P2및 P3을 각각 (PX2), (PX3)으로 한다. 그리고, 엔진의 흡입력(엔진이 단위시간당 흡입하는 흡기의 체적)을 VE, 기계식과급기(6)의 흡입력(기계식과급기(6)의 단위시간당 흡입하는 흡기의 체적)을 VS라고 하면, 다음의 관계가 성립된다.
Figure kpo00001
단, 여기서는 흡기계의 관성과급효과에 의한 영향 및 가변풀리에 의한 기계식과급기(6)의 회전수변동으로 부터 받는 영향은 무시되어 있따. 따라서, 상기 식으로부터 PX2와 PX3과의 비 τ는,
Figure kpo00002
로 되고, τ는 과급기부착엔진에 고유의 값 VS, VE에 의거해서 일정치를 취하게 된다. 즉, 흡기압력 P2와 P3과의 비 τ는 항상 일정치를 취한다. 따라서, 기계식과급기(6)의 내부압축비, 즉 흡입압력에 대한 토출압력의 비를, 이 τ에 맞도록 설정하면, 기계식과급기(6)의 토출압력이 기계식과급기(6)보다도 흡기하류의 흡기 압력에 거의 일치하게 되어, 기계식과급기(6)의 토출구근처에서 압력맥동의 발생이 억제된다. 이에 추가해서, 기계식과급기(6)으로부터 토출된 과급기(氣)는 바이패스 통로(21)르 릴리이프되는 일없이 엔진에 공급되고, 기계식과급기내로부터 발생한 음은, 상기 과급기의 흐름을 타고 엔진에 전파된다. 따라서, 흡기통로(1)로부터 외부로 흡기소음이 발산하는 일은 없다.
또, 기계식과급기(6)의 토출압력이 기계식과급기(6)보다도 흡기하류의 흡기압력에 거의 일치하여, 최종적으로 얻어지는 토오크가 기계식과급기(6)이 절환되는 부근에서는 원활하게 이어지므로, 이 절환시에 토오크 충격이 발생하지 않는다.
또, 주드로틀밸브이외에 부드로틀밸브(5)를 설치하고, 기계식과급기(6)이 구동되는 운전영역에 있어서, 이 부드로틀밸브(5)에 의해서 기계식과급기(6)에의 흡기유량을, 섬세하게 제어하였으므로, 악셀페달에 의한 엔진출력의 제어성이 향상된다.
다음에, 흡기압력이나, 흡기유량의 구체적수치를 표시한 설명을 행한다.
① 700~3000rpm의 경우
저부하시에서는, 전자클러치(15)가 오프이고, 기계식과급기(6)은 구동하고 있지 않으며, 주드로틀밸브(4)의 개방도는 작고 또한 부드로틀밸브(5)는 닫혀 있고, 또한 바이패스통로(21)은 연통되어 있으므로, 바이패스통로(21)을 통해서 흡기가 흐른다. 즉, 자연흡기상태가 된다. 이때, 최대과급압을 2atm, 그때의 흡기유량을 V라고 하면, 주드로틀밸브 하류의 압력은 대략 0.4atm이고, 흡기량은, 최대흡기량 V의 1/5이다.
또, 그것보다 악셀개방도가 증대되면, 주드로틀밸브(4)는 약간 열리나, 부드로틀밸브(5)는 아직 닫혀 있으며, 전자클러치(15)가 오프이고 기계식과급기(6)이 구동하고 있지 않으므로, 주드로틀밸브하류의 압력은 대략 0.6atm이고, 흡기량은 3/10V로 된다. 더욱 악셀개방도가 증대하여, 주드로틀밸브(4)가 20°까지 열리면 흡기유량은 1/2V로 되고, 압력은 대략 1atm에 가까워진다. 이때, 부드로틀밸브(5)가 약간 열리기 시작한다.
이 상태에서 전자클러치(15)가 온되어 바이패스통로(21)가 개폐밸브(23)에 의해서 닫혀진다. 그 경우, 기계식과급기(6)을 통해서 흡기가 흐르기 시작하나, 부드로틀밸브(5)에 의해 흡기가 드로틀링되므로, 흡기유량은 1/2V이다.
그리고, 전자클러치(14)가 온되고, 바이패스통로(21)은 개폐밸브(23)에 의해서 닫혀지고, 기계식과급기(6)이 구동되고, 부드로틀밸브하류의 압력은 0.6atm이고, 서어지탱크(8) 상류의 압력은 1.2atm으로 되고, 흡기량은 3/5V가 된다.
또, 악셀개방도가 증가해서 고부하시가 되면, 주드로틀밸브(4), 부드로틀밸브(5)는 다같이 완전개방까지 열리고, 기계식과급기(6) 상류의 압력은 1.0atm으로 되고, 서어지탱크내의 흡기압은 2atm이고, 흡기량은 V가 된다.
② 3000rpm이상의 경우
엔진회전수가 3000rpm이상의 고회전시에 있어서는, 전자클러치(14)를 오프로부터 온으로 절환하는 것은 전자클러치(14)의 내구성에 문제가 발생하기 때문에, 전자클러치(14)는 온그대로이다.
저부하시에는, 주드로틀밸브(4) 및 부드로틀밸브(5)는 다같이 닫혀 있고, 주드로틀밸브하류의 압력이 0.4atm이고, 부드로틀밸브하류의 압력이 0.2atm이고, 서어지탱크(8) 상류의 흡기압은 0.4atm이고, 흡기량은 1/5V이다.
또, 악셀개방도가 증대해서 증부하시로 되면, 주드로틀밸브(4)가 반열리고, 부드로틀밸브(5)가 약간 열리고, 주드로틀밸브하류의 압력은 1atm에 가깝고, 부드로틀밸브하류의 압력은 0.6atm으로 되고, 연소실내에 흡입되는 흡기압은 1.2atm이고, 흡기량은 3/5V가 된다.
또, 악셀개방도가 증대해서 고부하시로 되면, 주드로틀밸브(4), 부드로틀밸브(5)는 다같이 안전개방까지 열리고, 기계식과급기(6) 상류의 압력은 1.0atm으로 되고, 서어지탱크내의 흡기압은 2atm이고, 흡기량은 V가 된다.
또한, 중부하시, 고부하시에는, 바이패스통로(21)은 개폐밸브(23)에 의해서 닫혀져 있다.
계속하여, 상기 엔진의 구체적구조에 대해서 설명한다.
이 엔진은 V형으로서, 실린더블록(31)의 위에 실린더헤드(32), (33)이 각각 설치되고, 이 실린더블록(31)과 실린더헤드(32), (33)에 의해, 좌뱅크 L과 우뱅크 R이 각각 형성되어 있다.
상기 2개의 뱅크 L, R 사이에서 실린더블록(31)의 장착부재(도시생략)를 개재해서 기계식과급기(76)이 설치되어 있다. 이 기계식과급기(76)의 구동축(76a)는, 크랭크축(37)의 앞단부에 장착된 풀리(38)과, 실린더 블록(31)의 우측바깥쪽에 있어서 동일축에 설치된 2개의 동축중간 풀리(39), (40)과, 구동축(76a)의 앞단부에 장착된 풀리(41)과, 상기 각 풀리(38), (39) 및 (40), (41) 사이에 감아걸쳐진 2개의 벨트(42)(43)을 개재해서, 크랭크축(37)에 의해 회전구동되고 있다. 또, 상기 풀리(38), (39)는 다같이, 그 피치직경이 가변으로 되는 공지의 가변풀리기구를 가지고 있다. 한쪽의 풀리(39)의 피치직경이 작아지고, 다른쪽풀리(38)의 피치직경이 커지도록 변화한다. 그결과, 엔진회전수의 상승에 따라 기계식과급기(76)의 회전수가 저하되게 되고, 흡기유량이 적성으로 조정되어서 기계식과급기(76)의 낭비적인 일이 없어진다.
또한, (57), (58)은 보기용풀리(補機用 pulley), (59)는 교류발전기이다.
또, 상기 각 실린더헤드(32), (33)에는, 흡기용캠축 및 배기용캠축이 설치되어 있으며, 이 흡기용캠축 및 배기용 캠축에 의해서 흡기밸브 및 배기밸브가 구동되어서 흡배기를 소정의 타이밍으로 행하도록 되어 있다.
그리고, 각 뱅크 L, R 의 뱅크 바깥쪽편의 배기용캠축의 앞단부에는 동일피치직경을 가진 타이밍풀리(48), (48)이 설치되고, 한편, 크랭크축(37)의 앞단부에는 상기 풀리(48)의 피치직경의 반분의 피치직경을 가진 타이밍풀리(49)가 장착되고, 이 각 타이밍풀리(48), (48), (49) 사이에 타이밍벨트(50)이 감아 걸쳐져 있다. 즉, 상기 타이밍벨트(50)을 개재해서, 좌우의 배기밸브의 승강행정이 반대로 되게 상기 배기밸브용 캠축이 동기해서 회전구동되도록 되어 있으며, 상기 각 타이밍풀리(48), (48), (49) 및 타이밍벨트(50)에 의해, 크랭크축(37)의 회전을 각 배기밸브용캠축에 전달하는 주동기 전동기구가 구동되어 있다.
또, 상기 기계식과급기(76)의 좌우 아래쪽에는, 상기 타이밍벨트(50)을 안내하는 2개의 아이들풀리(54), (54)가 상기 타이밍벨트(50)의 바깥면에 접촉되게 설치되어 있다. 이 아이들풀리(54), (54)에 의해, 기계식 과급기(76)과 타이밍벨트(50)이 서로 간섭하지 않도록, 타이밍벨트(50)의 아래쪽으로 향해서 가압되어 있다. 또한, 상기 크랭크축(37)의 위쪽에도, 타이밍벨트(50)의 바깥면에 접촉하여 이 타이밍벨트(50)을 안내하는 2개의 아이들풀리(55a), (55b)가 설치되어 있다. 이 가운데, 한쪽의 아이들풀리(55a)는 인장풀리로서 기능하도록 구성되어 있다.
또, 상기 각 뱅크 L, R에는, 타이밍풀리(48), (48)과 동일축으로 기어(46)이 설치되어 있으며, 이 기어(46)을, 이 기어(46)과 동일피치직경 및 모듈을 가지고 또한 흡기용 캠축에 장착된 기어(47)과 맞물리므로서, 배기용캠축의 회전을 흡기용 캠축에 전달하도록 하고 있다.
또, (62), (63)은 각각 실린더헤드(32), (33)위에 설치된 실린더헤드커버, (64)는 타이밍벨트(50)으로 포위되는 공간을 이용해서 설치한 물펌프의 케이싱, (65)는 실린더블록(31)의 아래쪽에 배치된 오일팬이다.
또한, (73), (73)은 각 뱅크 L, R위쪽에 설치되고, 좌우양쪽에서 각각 각실린더(34), (34)…사이를 흡기가 유통할 수 있도록 연통하는 서어지탱크, (74)는 기계식과급기(76)의 위쪽으로부터 앞쪽으로 향해서 뻗은후, 좌우 양쪽으로 분기해서 각 서어지탱크(73), (73)에 접속된 흡기통로, (75), (75)는 상기 흡기통로(74)의 좌우양쪽에 끼워서 설치되고, 기계식과급기(76)으로부터 토출되는 흡기를 냉각하기 위한 인터쿠울러, (77)은 전자클러치이다.
따라서, 상기 실시예에서는, 좌우의 뱅크, L, R 사이 위쪽에 기계식과급기(76)을 설치하도록 하였으므로, V형 엔진의 중간위쪽의 공간을 기계식과급기등의 보기설치용 스페이스로서 유효하게 활용할 수 있다.
또, 제16도에 본 발명의 제2실시예를 표시한다. 상기 제1실시예에서는 주드로틀밸브(4) 및 부드로틀밸브(5)를 제1로드부재(12), (13) 및 링크부재(14)를 개재해서 악셀페달에 대해서 기계적으로 접속하였으나, 이 제2실시예에서는 주드로틀밸브(4')만을 악셀페달에 대해서 기계적으로 접속하는 동시에, 부드로틀밸브(5')에 작동기(82)를 접속하고, 이 작동기(82)에 의해서 부드로틀밸브(5')를 구동시키도록 하고 있다. 즉, 상기 작동기(82)는 제어유니트(83)에 의해서 제어된다. 그리고, 상기 주드로틀밸브(4')에는, 그 개방도를 검출하기 위한 주드로틀개방도센서(81)이 접속되고, 이 개방도센서(81)의 출력신호는 상기 제어유니트(83)에 입력되어 있다.
또, 상기 제1실시예에서는, 바이패스통로(21)의 도중에 다이아프램장치(22)에 의해서 개폐제어되는 개폐밸브(23)을 설치하였으나, 이 제2실시예에서는, 바이패스통로(21)의 도중에 첵밸브(90)을 설치하고 있다. 이 첵밸브(90)은, 바이패스통로(21)에, 흡기상류로부터의 압력을 받아서 열리고, 흡기하류로부터의 압력을 받아서 닫히도록 설치된 밸브체(90a)와, 이 밸브체(90a)를 닫힘방향으로 가압하는 스프링(90b)를 구비하고 있으며, 기계식과급기(6')가 접속상태에 있을때에 바이패스 통로(21)에 흡기가 유통하는 것을 저지하도록 되어 있다. 또한, 이 제2실시예에서는 바이패스통로(21)을 인터쿠울러(7)의 하류에 연통하고 있다. 기타 제2실시예의 기본구성은 상기 제1실시예와 공통되어 있다.
상기 제어유니트(83)에 의한 상기 작동기(82)의 작동제어를 설명한다. 기본적으로는, 제18도에 실선으로 표시한 바와같이, 악셀개방도의 증대, 즉 엔진의 요구출력의 증대에 따라서 부드로틀밸브(5')가 열려서 기계식과급기(6')의 토출유량을 증대하도록 제어되어 있다. 이 기본제어에 의해서, 상기 제1실시예와 마찬가지로, 흡기소음의 발생방지, 토오크충격의 발생방지 및 악셀페달에 의한 엔진출력의 제어성향상이라는 효과를 얻을 수 있다. 그리고, 제2실시예에서는, 이 기본제어에 추가해서, 흡기계의 관성과급효솨에 의한 영향 및 가변풀리에 의한 기계식과급기(6')의 회전수변동으로부터 받는 영향을 고려한 보정을 행하고 있다. 즉, 제17도에 표시한 바와같이, 흡기계의 관성과급효과에 의한 영향, 및 가변풀리에 의한 기계식과급기(6')의 회전수변동으로부터 받는 영향에 의해서 체적효율이 엔진회전수에 따라서 변화한다. 그래서, 제18도에 파선으로 표시한 바와같이, 엔진저속영역이나 고속영역과 같이 체적효율이 작은 영역에서는, 부드로틀밸브(5')가 열리는 경향이 되도록 보정하는 한편, 엔진중속영역과 같이 체적효율이 큰 영역에서는, 부드로틀밸브(5')가 닫히는 경향이 되도록 보정하고 있다. 이 보정에 의해서, 기계식과급기(6')의 토출압력이 기계식과급기(6')보다도 흡기 하류의 흡기압력에 정확하게 일치해서, 상기 흡기소음의 발생방지 및 토오크충격의 발생방지라고하는 효과를 한층 양호하게 얻을 수 있다.
여기서, 상기 각 실시예에서는, 부드로틀밸브(5)를, 기계식과급기(6)이 비접속 상태로부터 접속상태로 절환되었을 때에 상기 주드로틀밸브(4)에 의한 흡기유량의 드로틀량보다도 더욱 흡기유량을 소정량드로틀링하고, 이 절환후는 엔진의 요구출력의 증대에 따라서 열리도록 하였으나, 이 절환후에 소정의 시간지연을 두고 열리도록 해도된다. 이것은, 특히 제19도에 표시한 바와같이, 기계식과급기(6)이 비접속상태로부터 접속상태로 절환된 후의 악셀개방도의 나머지양이 적은 엔진에 적당하다.
또한, 본 발명은 상기 각 실시예의 엔진에 한정해서 적용되는 것은 아니며, 예를들면 배기용과 흡기용으로 공통의 캠축을 이용하는 소위 OHO 타이프의 엔진에도 적용할 수 있다.
또, 기계식과급기로서는, 상기 각 실시예와 같은 나사식의 기계식과급기가 아니라도되며, 실시예와 같은 내부압축을 수반하는 기계식과급기가 아니라도 된다.
이상 설명한 바와같이, 본 발명의 엔진의 과급장치에 의하면, 엔진에 흡기를 공급하기 위한 흡기통로와, 이 흡기통로에 설치되고 엔진의 출력축에 의해서 구동되는 기계식과급기와, 이 기계식과급기를 상기 엔진출력축에 대해서 접속상태와 비접속상태로 절환하는 절환수단과, 상기 기계식과급기를 바이패스하도록 상기 흡기통로에 형성된 바이패스통로와, 이 바이패스통로의 과급기 흡입쪽접속부보다도 흡기상류쪽의 흡기통로에 설치된 주드로틀밸브와, 바이패스통로의 과급기 흡입쪽접속부와 기계식과급기와의 사이의 흡기통로에 설치된 부드로틀밸브를 갖추고, 상기 부드로틀밸브를, 상기 절환수단에 의해 기계식과급기가 비접속상태로부터 접속상태로 절환되었을때에 상기 주드로틀밸브에 의한 흡기유량의 드로틀량보다도 더욱 흡기유량을 소정량 드로틀링하고, 이 절환후는, 엔진의 요구출력의 증대에 따라서 열리고, 또는 시간지연을 두고서 열리도록 구성하였으므로, 절환수단의 조작에 의해 요구출력에 따라서 연비와 저감, 엔진출력의 확보등을 도모할 수 있는 동시에, 절환수단의 조작에 의해, 기계식과급기가 비접속상태로부터 접속상태로 절환되었을때에 부드로틀밸브에 의해서 과급기의 토출유량을 서서히 증대해서 바이패스통로를 개재한 과급기(氣)의 릴리이프를 없애고, 흡기소음의 발생을 방지할 수 있다.

Claims (2)

  1. 엔진에 흡기를 공급하기 위한 흡기통로(1)와, 이 흡기통로에 설치되고 엔진의 출력축에 의해서 구동되는 기계식과급기(6)와, 이 기계식과급기를 상기 엔진출력측에 대해서 접속상태와 비접속상태로 절환하는 절환수단(15)과, 상기 기계식과급기를 바이패스하도록 상기 흡기통로에 형성된 바이패스통로(21)와, 이 바이패스통로의 과급기 흡입쪽접속부보다도 흡기상류쪽의 흡기통로에 설치된 주드로틀밸브(4, 4')와, 바이패스통로의 과급기 흡입쪽접속부와 기계식 과급기와의 사이의 흡기통로에 설치된 부드로틀밸브(5, 5')를 갖추고, 상기 부드로틀밸브는, 상기 절환수단에 의해 기계식 과급기가 비접속상태로부터 접속상태로 절환되었을때에 상기 주드로틀밸브에 의한 흡기유량의 드로틀량보다도 더욱 흡기유량을 소정량 드로틀링하고, 이 절환후는, 엔진의 요구출력의 증대에 따라서 열리도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진의 과급장치.
  2. 엔진에 흡기를 공급하기 위한 흡기통로(1)와, 이 흡기통로에 설치되고 엔진의 출력축에 의해서 구동되는 기계식과급기(6)와, 이 기계식과급기를 상기 엔진출력측에 대해서 접속상태와 비접속상태로 절환하는 절환수단(15)가, 상기 기계식과급기를 바이패스하도록 상기 흡기통로에 설치된 주드로틀밸브(4, 4')와, 바이패스통로의 과급기 흡입쪽접속부와 기계식 과급기와의 사이의 흡기통로에 설치된 부드로틀밸브(5, 5')를 갖추고, 상기 부드로틀밸브는, 상기 절환수단에 의해 기계식 과급기가 비접속상태로부터 접속상태로 절환되었을때에 상기 주드로틀밸브에 의한 흡기유량의 드로틀량보다도 더욱 흡기유량을 소정량 드로틀링하고, 이 절환후는, 시간지연을 두고서 열리도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진의 과급장치.
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