JPS60159337A - Engine with supercharger - Google Patents
Engine with superchargerInfo
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- JPS60159337A JPS60159337A JP1304784A JP1304784A JPS60159337A JP S60159337 A JPS60159337 A JP S60159337A JP 1304784 A JP1304784 A JP 1304784A JP 1304784 A JP1304784 A JP 1304784A JP S60159337 A JPS60159337 A JP S60159337A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
- F02B33/32—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type
- F02B33/42—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with driven apparatus for immediate conversion of combustion gas pressure into pressure of fresh charge, e.g. with cell-type pressure exchangers
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、過給機付エンジン、殊にエンジン排気通路に
生じる排気圧力により吸気を圧縮して燃焼室に導入する
形式の圧力波過給機を備えたエンジンに関する。Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a supercharged engine, particularly a pressure wave supercharging system in which intake air is compressed by exhaust pressure generated in an engine exhaust passage and introduced into a combustion chamber. Regarding an engine equipped with a machine.
(従来技術)
エンジン排気通路に生じる排気圧力を利用して吸気を圧
縮し、この圧縮された吸気を燃焼室に導入するようにし
た形式の圧力波過給機は、古くから提唱されているが、
排気タービンを用いたターボ過給機に比べて低速運転時
の過給効果が高い点で最近また注目されるようになって
いる。この形式の過給機は、回転軸方向に貫通する互に
分離された多数の気体通路を有するロータと、該ロータ
をその回転軸まわりに回転自在に支持するケースとから
なり、ケースにはロータ端部に対向する位置に排気導入
口と排気吐出口、および吸気導入口と吸気吐出口が形成
され、吸気導入口からロータ内の気体通路に導入された
吸気は、排気導入口から導入される排気の圧力により吸
気吐出口に向けて押し出されるように構成されている。(Prior Art) Pressure wave superchargers have been proposed for a long time, in which intake air is compressed using the exhaust pressure generated in the engine exhaust passage, and this compressed intake air is introduced into the combustion chamber. ,
Recently, it has been attracting attention again because it has a higher supercharging effect during low-speed operation than a turbocharger using an exhaust turbine. This type of supercharger consists of a rotor having a large number of gas passages separated from each other passing through it in the direction of the rotation axis, and a case that supports the rotor so as to be rotatable around the rotation axis. An exhaust inlet, an exhaust outlet, and an intake inlet and an intake outlet are formed at opposing positions at the end, and the intake air introduced into the gas passage in the rotor from the intake inlet is introduced from the exhaust inlet. It is configured to be pushed toward the intake/discharge port by the pressure of exhaust gas.
このため、排気導入口と吸気吐出口とはロータを挾んで
ロータ軸方向に相対向する位置に形成される。このよう
な形式の圧力波過給機の一例は、実開昭55−727g
、39号公報に開示されている。この公開公報に開示さ
れた過給機は、排気導入口と排気吐出口とが同じロータ
端部側に設けられ、吸気導入口と吸気吐出口とが他方の
ロータ端部側に設けられ、排気流訃よび吸気流の各々が
ロータ内で流れ方向を変える、いわゆる逆流形でおるが
、これらの気体がロータを軸方向に貫通して流れるよう
にした。For this reason, the exhaust gas inlet and the air intake and discharge ports are formed at positions opposite to each other in the rotor axial direction with the rotor sandwiched therebetween. An example of this type of pressure wave supercharger is the Utility Model 55-727g.
, No. 39. In the turbocharger disclosed in this publication, an exhaust inlet and an exhaust outlet are provided on the same rotor end side, an intake inlet and an intake outlet are provided on the other rotor end side, and an exhaust The exhaust and intake air flows each change their flow direction within the rotor, so-called counter-flow type, but these gases are made to flow through the rotor in the axial direction.
−貫流形も知られており、その構造および作動は、雑誌
「内燃機関J Vol、/j、 Ha/79. /97
&、 l、に詳述されている。- A once-through type is also known, and its structure and operation are described in the magazine "Internal Combustion Engine J Vol, /j, Ha/79. /97
&, l, are detailed.
この圧力波過給機は、特にディーゼルエンジンに適する
と考えられ、低速運転時にも効果を示すが、ロータ内で
吸気が排気に接触させられるため、吸気と排気との部分
的な混合を生じることになる。This pressure wave supercharger is considered to be particularly suitable for diesel engines and is effective even at low speeds, but because the intake air is brought into contact with the exhaust air in the rotor, partial mixing of the intake air and exhaust air occurs. become.
会の混合は、排気還流(以下、EGRという)効果とみ
ることができ、混合割合は過給機を挾む吸気及び排気の
圧力バランスを変化させることによっても制御すること
ができる。This mixing can be seen as an exhaust gas recirculation (hereinafter referred to as EGR) effect, and the mixing ratio can also be controlled by changing the pressure balance between the intake and exhaust air that sandwich the supercharger.
(発明の目的)
本発明の目的は、丘述したような形式の圧力波過給機を
備えたエンジンにおいて、過給機内で生じる排気の吸気
への混入現象に着目し、過給機を挾む吸気と排気の圧力
バランスを変化させることによ17、EGR効果を発揮
させEGR量を制御してエンジンの低温、軽負荷運転時
における着火性を改善し八このような運転領域における
失火を有効に防止することができる圧力波過給機付ディ
ーゼルエンジンを提供することである。(Object of the Invention) The object of the present invention is to focus on the phenomenon of exhaust gas being mixed into the intake air that occurs inside the supercharger in an engine equipped with a pressure wave supercharger of the type described above, and to By changing the pressure balance between intake and exhaust air, the EGR effect is exerted and the amount of EGR is controlled to improve ignition performance when the engine is operating at low temperatures and under light load, thereby effectively preventing misfires in such operating ranges. An object of the present invention is to provide a diesel engine with a pressure wave supercharger that can prevent pressure waves from occurring.
(発明の構成) と記目的を達成するため、本発明は次の構成を有する。(Structure of the invention) In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
すなわち、本発明による過給機付エンジンは、圧力波過
給機を備えており、その圧力波過給機は、回転軸方向に
貫通する互に分離された多数の気体通路を有するロータ
と、該ロータをその回転軸まわりに回転自在に支持する
ケースとからなり、該ケースには、ロータの端部に対向
する位置に、エンジン排気口に接続される排気導入口と
排気を大気に排出する排気吐出口とがロータ回転方向に
偏位して形成され、さらに排気導入口に対し回転軸方向
反対側の位置に、エンジン吸気口に接続される吸気吐出
口が、また排気吐出口に対し回転軸方向反対側の位置に
、大気を吸入する吸気導入口がそれぞれ形成されている
。本発明においては、過給機のE流側の吸気通路、又は
過給機下流の排気通路内に絞り弁が設けられており、エ
ンジンの低温かつ軽負荷運転時には絞り弁を絞るように
制御する。That is, the supercharged engine according to the present invention includes a pressure wave supercharger, and the pressure wave supercharger includes a rotor having a plurality of gas passages separated from each other and passing through in the direction of the rotation axis; A case that supports the rotor rotatably around its rotation axis, and the case includes an exhaust inlet connected to an engine exhaust port and an exhaust inlet connected to an engine exhaust port at a position facing the end of the rotor, and an exhaust port for discharging the exhaust gas to the atmosphere. The exhaust discharge port is formed offset in the rotor rotational direction, and an intake discharge port connected to the engine intake port is located on the opposite side of the rotation axis direction from the exhaust introduction port, and is also rotated relative to the exhaust discharge port. Air intake ports for sucking in atmospheric air are formed at positions on opposite sides in the axial direction. In the present invention, a throttle valve is provided in the intake passage on the E flow side of the supercharger or in the exhaust passage downstream of the supercharger, and the throttle valve is controlled to be throttled when the engine is operated at low temperature and under light load. .
圧力波過給機においては、ロータの回転に伴なってロー
タ内の気体通路が排気導入口に開口したとき、この気体
通路に排気圧力が伝えられ、該気体通路の排気通路側に
圧力波を生じ、この圧力波が音速で該通路内を伝播して
通路内の吸気を圧縮しなから他端側に達する。したがっ
て、排気導入口と吸気吐出口の位置関係、ロータ内の気
体通路の長さ、ロータの回転数などを適当に定めるとと
により、気体通路内を伝播する圧力波を吸気導入口に伝
えることができ、過給効果が得られる。これに対し、気
体通路内における排気の流れは圧力波より遅れて通路内
を進むので、排気流が気体通路の他端に達する前に該気
体通路が吸気吐出口から遮断されればエンジン吸気に排
気はほどんど混入しない。このように、排気が吸気に混
入しないようにするためには、吸気と排気の一定の圧力
ッ(ランスのもとで、ロータ長さ、ロータ回転数、吸排
気の吐出口、導入口の位置関係等を適当に定めることに
より達成されるものであるが、逆に上記混入現象すなわ
ち、EGR効果を利用しようとする場合には、と述の条
件を適当に変化させることにより、混入を生じさせるこ
とができ、かつ混入割合を制御することができる。本発
明においては、吸気と排気の圧力バランスを変化させる
ことによね上記排気の吸気への混入現象の有効利用を達
成している。すなわち、本発明ではエンジンの低温かつ
軽負荷運転時には、上述の絞り弁を適当に絞ることによ
り過給機に導入される吸気の圧力を過給機から吐出され
る排気の圧力に対して相対的に低めるように制御する。In a pressure wave supercharger, when the gas passage in the rotor opens to the exhaust inlet as the rotor rotates, exhaust pressure is transmitted to this gas passage, creating a pressure wave on the exhaust passage side of the gas passage. This pressure wave is generated and propagates within the passage at the speed of sound, compressing the intake air in the passage before reaching the other end. Therefore, by appropriately determining the positional relationship between the exhaust inlet and intake outlet, the length of the gas passage in the rotor, the rotation speed of the rotor, etc., it is possible to transmit the pressure waves propagating in the gas passage to the intake inlet. and supercharging effect can be obtained. On the other hand, the flow of exhaust gas in the gas passage advances within the passage behind the pressure waves, so if the gas passage is blocked from the intake/discharge port before the exhaust flow reaches the other end of the gas passage, the engine intake Exhaust air hardly gets mixed in. In this way, in order to prevent exhaust air from mixing with the intake air, it is necessary to maintain a constant pressure between the intake and exhaust air (under a lance, the rotor length, rotor rotation speed, intake and exhaust outlet ports, and the position of the inlet port). This can be achieved by appropriately determining the relationships, etc., but conversely, when trying to utilize the above-mentioned contamination phenomenon, that is, the EGR effect, contamination can be caused by appropriately changing the conditions mentioned above. In the present invention, by changing the pressure balance between the intake air and the exhaust air, effective use of the phenomenon of the above-mentioned exhaust air being mixed into the intake air is achieved.That is, In the present invention, when the engine is operating at a low temperature and under a light load, the pressure of the intake air introduced into the supercharger is lowered relative to the pressure of the exhaust air discharged from the supercharger by appropriately throttling the above-mentioned throttle valve. Control as follows.
このことによって、上記運転領域で、混入割合すなわち
EGR3lを増大させることができる。この吸排気の圧
力バランスを変化させる手段としての絞り弁は、吸気通
路又は排気通路のいずれか一方に設けても良いが、両方
に設けても良い。両方に設けた場合には、少なくとも一
方の絞り弁を絞り制御すれば良い。また、過給機下流の
吸気通路すなわち、過給通路と、過給機E流の吸気通路
と流の吸気通路を連絡する連通路を設は過給吸気の一部
を過給前の吸気通路に戻すことにより、効果的EGRi
を増大させることができる。なお、ロータを回転駆動す
る手段としてはエンジンクランク軸の回転動力を利用す
ることもできるが、好ましくは、電動モータを用いて駆
動する。This allows the mixing ratio, that is, the EGR3l, to be increased in the above operating range. The throttle valve as a means for changing the pressure balance of intake and exhaust may be provided in either the intake passage or the exhaust passage, or may be provided in both. If both throttle valves are provided, at least one throttle valve may be throttle-controlled. In addition, a communication passage is installed to connect the intake passage downstream of the turbocharger, that is, the supercharging passage, and the intake passage of the turbocharger E flow and the intake passage of the flow. Effective EGRi
can be increased. Although the rotary power of the engine crankshaft can be used as a means for rotationally driving the rotor, preferably, an electric motor is used to drive the rotor.
(発明の効果)
本発明によれば、着火性の悪いエンジンの、低温かつ軽
負荷時には、L記絞り弁が絞られ、吸気圧力は排気圧力
に対して相対的に低められる。これによって、排気の吸
気への混入割合が増大し、吸気温度低下が抑制され上述
のような運転領域での失火を防止することができる。さ
らに、本発明の構成によるEGR制御は過給機自体がE
GR制御装置のEGR通路としての機能を具備しており
、特別にEGR通路を設ける必要がない。(Effects of the Invention) According to the present invention, when an engine with poor ignitability is at low temperature and under light load, the L throttle valve is throttled, and the intake pressure is lowered relative to the exhaust pressure. This increases the proportion of exhaust gas mixed into intake air, suppresses a drop in intake air temperature, and prevents misfires in the above-mentioned operating range. Furthermore, in the EGR control according to the configuration of the present invention, the supercharger itself
It has a function as an EGR passage for the GR control device, so there is no need to provide a special EGR passage.
(実施例の説明)
基本構成
第1図を参照すると、ディーゼルエンジン1はシリンダ
2と該シリンダ2のL端部に取付けられたシリンダヘッ
ド3を有し、シリンダ2内にはピストン4が往復運動自
在に配置されて、シリンダ2内に燃焼室12を形成する
。シリンダヘッド3には吸気口5および排気口6が形成
され、これら吸気口5および排気口6にはそれぞれ吸気
弁Tおよび排気弁8が配置されている。さらに、吸気口
5は過給通路9に、排気1コロは排気通路10にそれぞ
れ接続されている。過給通路9と排気通路10との間に
は圧力波過給機11が設けられる。(Description of an Embodiment) Basic Configuration Referring to FIG. 1, a diesel engine 1 has a cylinder 2 and a cylinder head 3 attached to the L end of the cylinder 2, and a piston 4 moves reciprocatingly within the cylinder 2. They are arranged freely to form a combustion chamber 12 within the cylinder 2. An intake port 5 and an exhaust port 6 are formed in the cylinder head 3, and an intake valve T and an exhaust valve 8 are arranged in the intake port 5 and the exhaust port 6, respectively. Furthermore, the intake port 5 is connected to a supercharging passage 9, and the exhaust 1 roller is connected to an exhaust passage 10, respectively. A pressure wave supercharger 11 is provided between the supercharging passage 9 and the exhaust passage 10.
過給機11は、第2図(a)に示すケース14と、第2
図(b)に示すロータ15からなり、ロータ15はケー
ス14内に回転自在に配置されている。第2図(b)
K示すように、ロータ15は、軸方向に貫通する互に分
離された多数の気体通路16を有する。ケース14は、
ロータ15の両端に対向する端壁14a、14bを有し
、一方の端壁14aには排気導入口1Tと排気吐出口1
8が形成され、他方の端壁14t)には吸気導入口19
と吸気吐出口20が形成されている。第1図に示すよう
に、ケース14の排気導入口11には排気通路10が接
続され、吸気吐出口20には過給通路9が接続されてい
る。さらに、ケース14の排気吐出口18には排出通路
21が接続され、吸気導入口19には吸気通路22が接
続され、該吸気通路22内には吸気絞り弁22aが配置
されている。The supercharger 11 includes a case 14 shown in FIG. 2(a) and a second
It consists of a rotor 15 shown in Figure (b), and the rotor 15 is rotatably arranged within the case 14. Figure 2(b)
As shown in K, the rotor 15 has a number of gas passages 16 that are separated from each other and extend through the rotor 15 in the axial direction. Case 14 is
The rotor 15 has end walls 14a and 14b facing each other at both ends, and one end wall 14a has an exhaust inlet 1T and an exhaust outlet 1.
8 is formed, and an intake inlet 19 is formed in the other end wall 14t).
An intake/discharge port 20 is formed. As shown in FIG. 1, an exhaust passage 10 is connected to the exhaust introduction port 11 of the case 14, and a supercharging passage 9 is connected to the intake and discharge port 20. Further, an exhaust passage 21 is connected to the exhaust outlet 18 of the case 14, an intake passage 22 is connected to the intake inlet 19, and an intake throttle valve 22a is disposed within the intake passage 22.
ロータ15には駆動軸23が固定され、この駆動軸23
はロータ15の一端から軸方向外方に延びている。駆動
軸23は、軸受24.25により吸気ハウジング26に
回転支持され、その一端でロータ15を片持支持する。A drive shaft 23 is fixed to the rotor 15, and this drive shaft 23
extends axially outward from one end of the rotor 15. The drive shaft 23 is rotatably supported in the intake housing 26 by bearings 24, 25, and cantilevers the rotor 15 at one end thereof.
駆動軸23の他端は、電磁クラッチ27を介して電動モ
ーター2Bの出力軸に結合されている。モーター2Bの
回転を制御するために駆動回路29が設けられる。この
駆動回路29は、エンジン回転数センサ30の出力を入
力としてエンジン回転数に比例する出力を発生する。た
とえば電動モーター28がパルスモータ−であれば、制
御回路29はエンジン回転数の増加に比例してパルス数
が増加するパルス出力を発生する。The other end of the drive shaft 23 is coupled to the output shaft of the electric motor 2B via an electromagnetic clutch 27. A drive circuit 29 is provided to control the rotation of motor 2B. This drive circuit 29 receives the output of the engine rotation speed sensor 30 and generates an output proportional to the engine rotation speed. For example, if the electric motor 28 is a pulse motor, the control circuit 29 generates a pulse output whose number of pulses increases in proportion to an increase in engine speed.
絞り弁22aの開度を制御するためにダイヤフラム装置
35が設けられており、該装置35のダイヤフラム35
aはケーシング35bを負圧室35cと大気に連通した
大気室35dとに仕切るとともに、絞り弁22aの操作
部材35eに固定され、該部材35eと連動するよう罠
なっている。A diaphragm device 35 is provided to control the opening degree of the throttle valve 22a, and the diaphragm 35 of the device 35
a partitions the casing 35b into a negative pressure chamber 35c and an atmospheric chamber 35d communicating with the atmosphere, and is fixed to an operating member 35e of the throttle valve 22a, forming a trap so as to be interlocked with the member 35e.
ダイヤフラム装置35の負圧室35cにはダイヤフラム
35aK押圧力を与えるためのバネ35fが配置されて
いるとともに、負圧室35cけ、該室35cと大気又は
バキュームポンプ36との連通を切替えるための切替弁
3Tに接続されている。A spring 35f is disposed in the negative pressure chamber 35c of the diaphragm device 35 to apply a pressing force to the diaphragm 35aK, and a switch is installed in the negative pressure chamber 35c to switch communication between the chamber 35c and the atmosphere or the vacuum pump 36. Connected to valve 3T.
切替弁37は電磁弁であり、この切替弁3Tの作動を制
御するために、制御回路38が設けられており、該制御
回路3Bは、エンジンの温度状態を検出するためエンジ
ン冷却水温測定する水温センサ39及びエンジン制御部
材35eの作動量たとえばアクセル踏み込み量センサ3
2の信号を受け、切替弁3Tに対して切替信号を出力す
る。The switching valve 37 is a solenoid valve, and a control circuit 38 is provided to control the operation of the switching valve 3T. Actuation amount of sensor 39 and engine control member 35e, for example accelerator depression amount sensor 3
2 and outputs a switching signal to the switching valve 3T.
エンジンが低温でかつ、軽負荷の場合には、切替弁3T
のソレノイドは制御回路38からの信号によって励磁さ
れ、このとき切替弁37は、ダイヤフラム装置35の負
圧室35cをノくキュームポンプ3Tに連通ずる。When the engine is cold and the load is light, selector valve 3T
The solenoid is excited by a signal from the control circuit 38, and at this time the switching valve 37 communicates the negative pressure chamber 35c of the diaphragm device 35 with the vacuum pump 3T.
切替弁3Tが、大気と負圧室35cを連通している場合
には、ダイヤフラム35aは図において右に移動した位
置にあり、絞り弁22aは全開状態になっており、切替
弁3Tがバキュームポンプ36と負圧室35cを連通し
ている場合には、ダイヤフラム35aはバネ35fの押
圧力に抗して図において左方に移動し、操作部材35e
を左方に移動させて絞り弁22aは半開になり絞り状態
が実現され、これによって、過給機11に導入される吸
気圧力が低下する。なお、アクセル踏み込み量センサー
32の出力は、電磁り2ツチ2Tにも与えられ、一定の
負荷より小さい負荷領域ではクラッチ2Tの接続が断た
れるようになっている。When the switching valve 3T communicates the atmosphere with the negative pressure chamber 35c, the diaphragm 35a is moved to the right in the figure, the throttle valve 22a is fully open, and the switching valve 3T is connected to the vacuum pump. 36 and the negative pressure chamber 35c, the diaphragm 35a moves to the left in the figure against the pressing force of the spring 35f, and the operating member 35e
By moving the throttle valve 22a to the left, the throttle valve 22a becomes half-open and a throttle state is achieved, thereby reducing the intake pressure introduced into the supercharger 11. Note that the output of the accelerator depression amount sensor 32 is also given to the electromagnetic clutch 2T, so that the clutch 2T is disconnected in a load range smaller than a certain load.
作動
エンジン1が始動され、クラッチ21が接続される負荷
領域では、モーター2Bは駆動回路29からの出力によ
りエンジン回転数にほぼ比例する回転数により回転させ
られて、ロータ15を駆動する。エンジン吸気は吸気通
路22から吸気導入口19を経てロータ15内の気体通
路1eK入り、該通路1Bが吸気吐出口20に開口した
ときに、過給通路9に吐出されて吸気口5から燃焼室1
2に導入される。一方、排気口6から排出される排気は
、排気通路10を通って排気導入口1Tからロータ15
内の気体通路16に入り、該通路16が排気吐出口18
に開口したとき排出通路21に吐出される。ケース14
では、排気導入口17と吸気吐出口20が軸方向相対向
する位置に配置古れているので、気体通路1Bの一端が
排気導入口1Tに開口したとき、該通路16内に発生す
る圧力波は通路16内を伝播し、該通路16内の吸気を
圧縮しながら吸気吐出口20に達し、過給状態で吸気を
通路Bに吐出する。Operation In a load range where the engine 1 is started and the clutch 21 is connected, the motor 2B is rotated by the output from the drive circuit 29 at a rotational speed approximately proportional to the engine rotational speed, thereby driving the rotor 15. Engine intake air enters the gas passage 1eK in the rotor 15 from the intake passage 22 through the intake inlet 19, and when the passage 1B opens to the intake discharge port 20, it is discharged into the supercharging passage 9 and from the intake port 5 into the combustion chamber. 1
2 will be introduced. On the other hand, the exhaust gas discharged from the exhaust port 6 passes through the exhaust passage 10 and exits from the exhaust introduction port 1T to the rotor 15.
The gas passage 16 enters the inside, and the passage 16 connects to the exhaust outlet 18
When it opens, it is discharged into the discharge passage 21. case 14
In this case, since the exhaust inlet 17 and the intake outlet 20 are disposed in positions facing each other in the axial direction, when one end of the gas passage 1B opens to the exhaust inlet 1T, a pressure wave is generated in the passage 16. propagates in the passage 16, reaches the intake air outlet 20 while compressing the intake air in the passage 16, and discharges the intake air into the passage B in a supercharged state.
第3図は、ロータ15の通路16内における吸気と排気
の流れを模式的に示すものである。図において、ロータ
15は説明の便宜と展開して示され、通路16はロータ
15の回転に伴なってとから下に矢印Aで示す方向に動
くものとする。第3図のと端付近の通路16aは吸気で
充満された状態で移動して来ており、この通路16aの
位置では、通路両端が閉塞されているため、内部の吸気
は静止状態である。続く通路16bでは一端が排気導入
口1Tに開口しており、排気による圧力波が図に33で
示すように発生する。このとき、排気は通路16bの一
端に34で示すように流入している。ロータ15の回転
方向に位相の進んだ通路16C,fedでは圧力波が3
3a、33bで示すように伝播し、排気の流れも34a
、34bで示すように通路に沿って進んでいるが、この
時点では通路の他端は閉じられており、該端部付近の吸
気は静止している。さらに、通路16eでは該通路の端
部が吸気吐出口20に開口しており、この時点では圧力
波が吸気吐出口20に達しており、吸気は過給状態で通
路8に吐出される。続く通路16f、16g、 16h
では、吸気の吐出が継続して行なわれ、排気は該通路内
を吸気の流出方向に流動する。通路16iは、排気導入
口1Tから遮断され、該導入口17側の端部に排気の静
止部34cが生じる。通路161は、吸気吐出口20か
らも遮断されており、吸気および排気は静止状態になる
。通路16にでは、該通路の一端が排気吐出口1Bに開
口し該端部に排気の膨張部35が発生し、この膨張部は
位相の進みにしたがって図に示すように通路内で拡がっ
ていく。通路16オでは他端側が吸気導入口19に開口
し、大気圧の空気が通路に流入して、膨張した排気を排
出路21に押し出す。FIG. 3 schematically shows the flow of intake and exhaust air in the passage 16 of the rotor 15. As shown in FIG. In the figure, the rotor 15 is shown unfolded for convenience of explanation, and the passage 16 is assumed to move downward in the direction indicated by arrow A as the rotor 15 rotates. The passage 16a near the end in FIG. 3 has moved in a state filled with intake air, and since both ends of the passage are closed at the position of this passage 16a, the intake air inside is in a stationary state. One end of the continuing passage 16b opens to the exhaust gas introduction port 1T, and pressure waves due to exhaust gas are generated as shown at 33 in the figure. At this time, the exhaust gas is flowing into one end of the passage 16b as shown at 34. In the passage 16C, fed, whose phase is advanced in the rotational direction of the rotor 15, the pressure wave is 3
It propagates as shown at 3a and 33b, and the exhaust flow also flows at 34a.
, 34b, the other end of the passage is closed at this point, and the intake air near the end is stationary. Furthermore, the end of the passage 16e opens to the intake/discharge port 20, and at this point the pressure wave has reached the intake/discharge port 20, and the intake air is discharged into the passage 8 in a supercharged state. Continuing passages 16f, 16g, 16h
In this case, the intake air continues to be discharged, and the exhaust gas flows in the passage in the outflow direction of the intake air. The passage 16i is blocked from the exhaust gas introduction port 1T, and an exhaust stationary portion 34c is created at the end on the side of the gas introduction port 17. The passage 161 is also blocked off from the intake and discharge ports 20, so that intake and exhaust are in a stationary state. In the passage 16, one end of the passage opens to the exhaust discharge port 1B, and an expansion part 35 of exhaust gas is generated at the end, and this expansion part expands within the passage as the phase advances as shown in the figure. . The other end of the passage 16o opens into the intake port 19, and atmospheric pressure air flows into the passage, pushing out the expanded exhaust gas into the exhaust passage 21.
第3図に示す吸気と排気と圧力バランス状態では、通路
16に流入する排気が吸気吐出口20に到達する前に該
通路16が吸気吐出口20から遮断される。したがって
、排気は、吸気との接触により該吸気中に混入して残留
する僅かな量を除いては、過給通路9に到達することは
ない。第7図は、吸気通路22の絞り弁22aを半開状
態にして通路を絞り、第グ図で説明した場合の吸気と排
気の圧力バランスを変化させ吸気圧力を排気圧力に対し
て相対的に低下せしめた場合を示す。この場合には、吸
気と排気の圧力差が第ダ図の場合よりも大きいので、排
気34の流れが速く、排気34は通路16が吸気吐出口
20から遮断される前に該吐出口20に到達し、過給通
路9に吐出される。このようにして、過給通路9に吐出
される排気の量は、過給4(A11に導入される吸気と
、過給機11から吐出される排気との圧力バランスによ
って変化し、このバランスを制御することKよりEGR
量を制御することができる。本例では、燃料噴射量が比
較的少い領域、すなわち、軽負荷領域においてエンジン
冷却水温が一定値より低い22が絞られるので過給様1
1に導入される吸気圧力が低下しEGR量が増大する。In the intake/exhaust pressure balance state shown in FIG. 3, the passage 16 is blocked from the intake/discharge port 20 before the exhaust gas flowing into the passage 16 reaches the intake/discharge port 20. Therefore, the exhaust gas does not reach the supercharging passage 9 except for a small amount that remains after being mixed into the intake air due to contact with the intake air. FIG. 7 shows a diagram in which the throttle valve 22a of the intake passage 22 is set in a half-open state to throttle the passage, thereby changing the pressure balance between intake and exhaust air in the case explained in FIG. Indicates a case where it is forced. In this case, since the pressure difference between the intake and exhaust air is larger than in the case of FIG. The fuel reaches the supercharging passage 9 and is discharged into the supercharging passage 9. In this way, the amount of exhaust gas discharged into the supercharging passage 9 changes depending on the pressure balance between the intake air introduced into the supercharging 4 (A11) and the exhaust gas discharged from the supercharger 11. Controlling K than EGR
The amount can be controlled. In this example, in the region where the fuel injection amount is relatively small, that is, in the light load region, the engine cooling water temperature is reduced below a certain value, so the supercharging mode 1
The intake pressure introduced into the engine 1 decreases and the EGR amount increases.
これによって、吸気温度低下が抑制され、着火性が向上
して失火を防止することができる。マ九、高負荷運転領
域では絞り弁22aは全開状態にされるので吸気への排
気混入が抑制され高い過給効果が得られる。This suppresses a decrease in intake air temperature, improves ignition performance, and prevents misfires. Finally, in the high-load operating range, the throttle valve 22a is fully opened, so that the mixture of exhaust gas into the intake air is suppressed and a high supercharging effect is obtained.
第5図には本発明の他の実施例が示されており本例にお
いては、吸気絞り弁22aの代妙に排気絞り弁21aが
過給機11下流側の排気通路21内に設けられている。FIG. 5 shows another embodiment of the present invention, in which an exhaust throttle valve 21a is provided in the exhaust passage 21 on the downstream side of the supercharger 11 instead of the intake throttle valve 22a. There is.
この排気絞り弁21aは、前例と同様の制御機構により
、エンジンの低温かつ軽負荷のとき、半開にされ排気通
路を絞るように制御される。これKよって、排気圧力が
吸気圧力に対して相対的に高められ、前例と同様の効果
を得ることができる。なお、本例においては、過会機1
1のロータ15の駆動軸23にはプーリ42ν!固定さ
れており、このブー1J42はベルトを介してエンジン
クランク軸のプーリ(図示せず)に連結されるようにな
っている。従って、ロータ15はエンジンクランク軸の
回転動力によって駆動され、その回転数はエンジン回転
数に比例したものとなる。The exhaust throttle valve 21a is controlled by the same control mechanism as in the previous example to be opened half-open to throttle the exhaust passage when the engine is at low temperature and under light load. Accordingly, the exhaust pressure is increased relative to the intake pressure, and the same effect as in the previous example can be obtained. In addition, in this example, past opportunity 1
The drive shaft 23 of the rotor 15 of No. 1 has a pulley 42ν! The boot 1J42 is fixedly connected to a pulley (not shown) on the engine crankshaft via a belt. Therefore, the rotor 15 is driven by the rotational power of the engine crankshaft, and its rotational speed is proportional to the engine rotational speed.
第6図には、本発明のさらに他の実施例が示されており
、本例では、吸気絞り弁22aが設けられるとともに、
過給機11の上流側吸気通路22と過給通路9を連絡す
る過給吸気戻り通路40が設けられ、該通路40には、
核通路40の流路面積を変化させる絞秒弁4θaが設け
られている。FIG. 6 shows yet another embodiment of the present invention, in which an intake throttle valve 22a is provided, and
A supercharging intake return passage 40 is provided that connects the upstream intake passage 22 of the supercharger 11 and the supercharging passage 9, and the passage 40 includes:
A throttle valve 4θa that changes the flow area of the core passage 40 is provided.
コクの絞り弁22a、40aは1つのダイヤフラム装置
35によって制御されるようになっているが、絞り弁2
“2aが全開のとき、絞り弁40aa全閉でめり、絞り
弁22aが半開のとき、絞り弁408は全開にされる。Although the throttle valves 22a and 40a are controlled by one diaphragm device 35, the throttle valves 22a and 40a are
When the throttle valve 2a is fully open, the throttle valve 40aa is fully closed, and when the throttle valve 22a is half open, the throttle valve 408 is fully open.
本例の構造では、エンジンの低温かつ軽負荷運転時には
、吸気通路22が絞られるとともに、過給機で排気混入
が生じた過−給吸気の一部が過給機に導入される前の吸
気に混合されるので、より効果的にEGR量を増大させ
ることができる。In the structure of this example, when the engine is operated at a low temperature and under a light load, the intake passage 22 is narrowed and a portion of the supercharged intake air mixed with exhaust gas from the supercharger is transferred to the intake air before being introduced into the supercharger. Therefore, the amount of EGR can be increased more effectively.
また、以との実施例では絞秒弁を吸気通路又は排気通路
のいずれか一方に設けられているが、両方に設けること
もできる。Further, in the embodiments described below, the throttle valve is provided in either the intake passage or the exhaust passage, but it may be provided in both.
なお、低負荷運転領域では、ロータ15を排気のエネル
ギのみで駆動するよ5Kしてもよい。また、E述の実施
例は、逆流形であるが、本発明は貫流形にも問題なく適
用できる。In addition, in the low-load operation region, the rotor 15 may be driven only by exhaust energy for 5K. Further, although the embodiment described in E is a reverse flow type, the present invention can also be applied to a once-through type without any problem.
第1図は本発明の一実施例を示す過給機付エンジンの概
略図、第2図(a)および(b)は過給機のケースおよ
びロータをそれぞれ示す斜視図、第3図および第を図は
過給機の作用を示すロータの展開図、第S図は本発明の
他の実施例に係る第1図と同様の図、第6図は、本発明
のさらに他の実施例に係る第1図と同様の図である。
1・・・エンジン、9・・・過給通路、10・・・排気
通路、11・・・過給機、14・・・ケース、15・・
・ロータ、16・・・気体通路、17・・・排気導入口
、1B・・・排気吐出口、19・・・吸気導入口、。
20・・・吸気吐出口、2日・・・電動モーター、29
・・・制御回路。
第3図・ −第4図FIG. 1 is a schematic diagram of a supercharged engine showing an embodiment of the present invention, FIGS. 2(a) and (b) are perspective views showing the case and rotor of the supercharger, and FIGS. 1 is a developed view of the rotor showing the action of the supercharger, FIG. S is a diagram similar to FIG. 1 according to another embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 2 is a diagram similar to FIG. 1; DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Engine, 9... Supercharging passage, 10... Exhaust passage, 11... Supercharger, 14... Case, 15...
- Rotor, 16... Gas passage, 17... Exhaust inlet, 1B... Exhaust discharge port, 19... Intake inlet. 20... Intake/discharge port, 2nd... Electric motor, 29
...Control circuit. Figure 3 - Figure 4
Claims (1)
有するロータと、前記ロータをその回転軸まわりに回転
自在に支持するケースとからなり、前記ケースには、前
記ロータの端部に対向する位置に、エンジン排気口に接
続される排気導入口と排気を大気に排出する排気吐出口
とがロータ回転方向に偏位して形成され、さらに前記排
気導入口に対し回転軸方向反対側の位置に、エンジン吸
気口に接続される吸気吐出口が、また前記排気吐出口に
対し回転軸方向反対側の位置に、大気を吸入する吸気導
入口がそれぞれ形成された形式の圧力波過給機を備えた
過給機付ディーゼルエンジンにおいて、前記過給機辷流
の吸気通路または、過給機下流の排気通路に絞り弁を設
けるとともに、エンジン低温時かつエンジンの軽負荷時
に前記絞り弁を絞る制御装置を備えたことを特徴とする
過給機句エンジン。It consists of a rotor having a large number of gas passages separated from each other passing through it in the direction of the rotation axis, and a case that supports the rotor rotatably around the rotation axis, and the case includes a rotor that is opposite to the end of the rotor. An exhaust inlet port connected to the engine exhaust port and an exhaust discharge port for discharging exhaust gas into the atmosphere are formed at a position offset in the rotor rotation direction, and an A pressure wave supercharger of a type in which an intake discharge port connected to an engine intake port is formed at a position, and an intake inlet port for sucking atmospheric air is formed at a position opposite to the exhaust discharge port in the rotation axis direction. In the turbocharged diesel engine, a throttle valve is provided in the intake passage for the supercharger flow or in the exhaust passage downstream of the supercharger, and the throttle valve is throttled when the engine is at low temperature and when the engine is under light load. A supercharged engine characterized by being equipped with a control device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1304784A JPS60159337A (en) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | Engine with supercharger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1304784A JPS60159337A (en) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | Engine with supercharger |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60159337A true JPS60159337A (en) | 1985-08-20 |
Family
ID=11822202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1304784A Pending JPS60159337A (en) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | Engine with supercharger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60159337A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997033080A1 (en) * | 1996-03-05 | 1997-09-12 | Swissauto Engineering S.A. | Spark ignition engine with pressure-wave supercharger |
US20130206116A1 (en) * | 2010-02-17 | 2013-08-15 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Method for adjusting a charge pressure in an internal combustion engine having a pressure-wave supercharger |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54156919A (en) * | 1978-05-31 | 1979-12-11 | Nissan Motor Co Ltd | Suction device of diesel engine |
-
1984
- 1984-01-27 JP JP1304784A patent/JPS60159337A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS54156919A (en) * | 1978-05-31 | 1979-12-11 | Nissan Motor Co Ltd | Suction device of diesel engine |
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US6089211A (en) * | 1996-03-05 | 2000-07-18 | Swissauto Engineering S.A. | Spark ignition engine with pressure-wave supercharger |
US20130206116A1 (en) * | 2010-02-17 | 2013-08-15 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Method for adjusting a charge pressure in an internal combustion engine having a pressure-wave supercharger |
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