JPH0322519Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、圧力波過給機を備えた過給機付エン
ジンに関し、特に圧力波過給機のロツク時の対策
に関する。

（従来の技術） 従来より、エンジンに対して吸気を過給する過
給機の一つとして圧力波過給機が知られている
（特公昭38−1153号公報参照）。この圧力波過給機
は、ケース内に回転可能に支持され、多数の小室
を形成する多数の隔壁が放射状に配設されたロー
タと、該ロータの一端側のケースに形成された吸
気導入口および吸気吐出口並びに上記ロータの他
端側のケースに形成された排気導入口および排気
吐出口とを有していて、上記ロータの回転に伴
い、吸気導入口からロータの小室に吸入した吸気
に対して排気導入口から該小室に排気を流入さ
せ、両者の圧力差により吸気を圧縮、加速して吸
気吐出口から吐出する、つまり排気の圧力波エネ
ルギーを吸気に伝達することにより、吸気の過給
を行う一方、上記小室内に残る排気を排気吐出口
から排出させるとともに、吸気導入口から該小室
内に吸気を導入することにより掃気を行うことを
繰返すようにしたものである。

（考案が解決しようとする課題） ところが、上記のような圧力波過給機を備えた
エンジンにおいて、該圧力波過給機が異物の侵入
によりロツクを生じたときには、その回転が停止
し、また破損を生じることがあるほか、上記停止
により排気通路の排気が吸気通路との圧力差によ
り圧力波過給機内部を経て吸気通路に流入して、
エンジンをも停止させ走行できないという問題が
生じる。

本考案はかかる点に鑑みてなされたもので、上
記のような圧力波過給機のロツク時には、その回
転が停止しても、吸、排気を可能にしながら排気
の吸気通路への流入を阻止することにより、少な
くともエンジンの運転を維持させ、走行性を確保
することを目的する。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本考案の解決手段
は、上記のように圧力波過給機を備えた過給機付
エンジンにおいて、吸気導入口上流の吸気通路と
排気吐出口下流の吸気通路とを圧力波過給機をバ
イパスして連通する吸気バイパス通路と、排気導
入口上流の排気通路と排気吐出口下流の排気通路
とを圧力波過給機をバイパスして連通する排気バ
イパス通路と、上記吸気バイパス通路および排気
バイパス通路をそれぞれ開閉する吸気バイパス弁
および排気バイパス弁と、圧力波過給機を介して
の吸気通路と排気通路との連通を遮断する遮断弁
とを設けておく。これに加えて、圧力波過給機の
ロツク時を検出するためにそのロータの回転数に
関連する信号を検出する回転数検出手段を設ける
とともに、該検出手段の信号を受け、ロータのロ
ツク状態を検出した時に上記吸気バイパス弁およ
び排気バイパス弁を開くとともに上記遮断弁を閉
じる制御手段を設ける構成としたものである。

（作用） 上記の構成により、本考案では、圧力波過給機
のロツク時には、そのロータの回転が停止するこ
とからロツク時を検出して、制御手段により、吸
気バイパス弁および排気バイパス弁を開いて吸気
バイパス通路および排気バイパス通路を開放する
とともに、遮断弁を閉じて圧力波過給機を介して
の吸気通路と排気通路との連通を遮断する。この
ことにより、吸気が吸気バイパス通路を介してエ
ンジンに吸入されるとともに排気が排気バイパス
通路を介して排出されて、エンジンの吸排気を可
能にしながら、上記遮断弁の遮断によつて排気が
圧力波過給機を介して吸気通路へ流入するのが阻
止され、よつてエンジンの運転が維持されること
になる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

図において、１は４気筒エンジン、２は上流端
が大気に開口し下流端が分岐通路２ａ〜２ｄを介
してエンジン１の各気筒に開口して該エンジン１
の各気筒に吸気を供給する吸気通路、３は上流端
が分岐通路３ａ〜３ｄを介してエンジン１の各気
筒に開口し下流端が大気に開口してエンジン１の
各気筒からの排気を排出する排気通路である。

４は上記吸気通路２および排気通路３に跨つて
配設され、エンジン１によつてベルト伝動機構５
を介して回転駆動される圧力波過給機である。該
圧力波過給機４は、公知の如くケース内に回転可
能に支持されたロータを有していて、該ロータの
外周には多数の隔壁が放射状に配設され、該隔壁
によつてロータ外周に円周方向に多数の小室が形
成されている。上記ロータの一端側のケースには
吸気導入口６および吸気吐出口７が形成されてお
り、該吸気導入口６は吸気通路２の圧力波過給機
４上流側に、吸気吐出口７は吸気通路２の圧力波
過給機４下流側にそれぞれ連通している。また、
上記ロータの他端側のケースには排気導入口８お
よび排気吐出口９が形成されており、それぞれ排
気通路３の圧力波過給機４上流側および下流側に
連通している。しかして、ロータの回転に伴い、
低圧の吸気が閉じ込められた小室内に高圧の排気
が排気導入口８から流入すると、その圧力差によ
り圧力波（圧縮衝撃波）が発生して小室内を伝播
し、吸気に排気の圧力波エネルギーが伝達される
ことにより、吸気を圧縮、加速して吸気吐出口７
から吐出し、吸気の過給を行い、次いで上記小室
内に流入した排気を排気吐出口９から排出すると
ともに、吸気導入口６から該小室内に吸気を導入
して排気の掃気を行うことを繰返すように構成さ
れている。

また、１０は上記吸気通路２の圧力波過給機４
下流に介設された空冷式のインタークーラであつ
て、圧力波過給機４から過給される高温の吸気を
外気（走行風）との熱交換により冷却するもので
ある。また、１１は吸気通路２の圧力波過給機４
上流に介設された目の粗い第１エアクリーナであ
つて、圧力波過給機４の吸気導入口６を該第１エ
アクリーナ１１を介して大気と連通するようにし
ている。１２は吸気通路２の圧力波過給機４下流
でインタークーラ１０上流に介設され上記第１エ
アクリーナ１１よりも目の細かい第２エアクリー
ナであつて、圧力波過給機４の吸気吐出口７を該
第２エアクリーナ１２を介してエンジン１と連通
するようにしている。さらに、１３は排気通路３
における各分岐通路３ａ〜３ｄの集合部に設けら
れた排気サージタンク、１４は排気通路３の圧力
波過給機４下流に介設されたサイレンサである。
しかして、大気から吸気通路２に吸入された吸入
空気を目の粗い第１エアクリーナ１１で濾過し、
圧力波過給機４に損傷を与えないように例えば60
〜80μ以上のダストを除去したのち、吸気導入口
６から圧力波過給機４内に吸入させ、該圧力波過
給機４において吸気（吸入空気）への排気の圧力
波エネルギーの伝達により吸気を加圧して吸気吐
出口７から吐出する。次いで、この加圧された吸
入空気を目の細かい第２エアクリーナ１２で濾過
し、エンジン性能に支障を与えないように例えば
20μ以下のダストまでもを除去したのち、インタ
ークーラ１０で適温に冷却してエンジン１の各気
筒に吸入させる。その後、エンジン１の各気筒か
ら排出された排気を、排気サージタンク１３で各
気筒の排気脈動を抑制緩和したのち排気導入口８
から圧力波過給機４内に流入させ、該圧力波過給
機４において吸気に対して圧力波エネルギーを伝
達したのち排気吐出口９から流出させ、サイレン
サ１４で排気音を減じたのち大気へ放出するよう
にしている。

そして、本考案の特徴として、上記吸気通路２
においてその圧力波過給機４（吸気導入口６）上
流で第１エアクリーナ１１下流と圧力波過給機４
（吸気吐出口７）下流で第２エアクリーナ１２上
流とは、圧力波過給機４をバイパスするように吸
気バイパス通路１５によつて連通されていて、該
吸気バイパス通路１５の途中にはバイパス通路１
５を開閉する吸気バイパス弁１６が配設されてい
る。また、上記排気通路３においてその圧力波過
給機４（排気導入口８）上流で排気サージタンク
１３下流と圧力波過給機４（排気吐出口９）下流
でサイレンサ１４上流とは圧力波過給機４をバイ
パスするように排気バイパス通路１７を介して連
通されていて、該排気バイパス通路１７の途中に
は排気バイパス通路１７を開閉する排気バイパス
弁１８が配設されている。さらに、上記排気通路
３の排気バイパス通路１７上流端開口部よりも下
流で圧力波過給機４（排気導入口８）上流、およ
び圧力波過給機４（排気吐出口９）下流で排気バ
イパス通路１７下流端開口部よりも上流の２個所
にはそれぞれ、圧力波過給機４を介しての吸気通
路２と排気通路３との連通を遮断する高圧側およ
び低圧側遮断弁１９，２０が配設されている。

加えて、２１は上記圧力波過給機４のロータの
回転数ないしはそれに関連する信号を検出する回
転数検出手段であつて、該回転数検出手段２１の
信号は制御手段２２に入力されていて、該制御手
段２２によつて上記吸気バイパス弁１６、排気バ
イパス弁１８、高圧側および低圧側遮断弁１９，
２０がそれぞれ開閉制御される。

すなわち、上記制御手段２２は第２図に詳示さ
れている。同図において、２３は吸気バイパス弁
１６を開閉作動させる第１ダイヤフラム装置、２
４は排気バイパス弁１８を開閉作動させる第２ダ
イヤフラム装置、２５および２６は高圧側および
低圧側遮断弁１９，２０を開閉作動させる第３お
よび第４ダイヤフラム装置である。上記第１ダイ
ヤフラム装置２３は、吸気バイパス弁１６をリン
ク機構２３ａを介して支持するダイヤフラム２３
ｂと、該ダイヤフラム２３ｂによつて区画された
負圧室２３ｃおよび大気室２３ｄと、該負圧室２
３ｃ内に縮装され上記ダイヤフラム２３ｂを吸気
バイパス弁１６の閉じる方向に付勢するスプリン
グ２３ｅとを備えてなり、上記負圧室２３ｃに負
圧が導入されたときにはダイヤフラム２３ｂをス
プリング23eの付勢力に抗して偏倚させ、吸気バ
イパス弁１６を開くように構成されている。ま
た、上記第２ダイヤフラム装置２４は、排気バイ
パス弁１８をリンク機構２４ａを介して支持する
ダイヤフラム２４ｂと、該ダイヤフラム２４ｂに
よつて区画された負圧室２４ｃおよび過給圧室２
４ｄと、該負圧室２４ｃ内に縮装され上記ダイヤ
フラム２４ｂを排気バイパス弁１８の閉じる方向
に付勢するスプリング２４ｃとを備えてなり、上
記負圧室２４ｃに負圧が導入されたときにはダイ
ヤフラム２４ｂをスプリング２４ｅの付勢力に抗
して偏倚させ、排気バイパス弁１８を開くように
構成されている。尚、上記過給圧室２４ｄには図
示していないが圧力波過給機４（吸気吐出口７）
下流の吸気通路２の圧力（過給圧）が過給圧導入
通路２７を介して導入される。さらに、上記第３
および第４ダイヤフラム装置２５および２６は共
に、遮断弁１９，２０をリンク機構２５ａ，２６
ａを介して支持するダイヤフラム２５ｂ，２６ｂ
と、該ダイヤフラム２５ｂ，２６ｂによつて区画
された負圧室２５ｃ，２６ｃおよび大気室２５
ｄ，２６ｄと、該負圧室２５ｃ，２６ｃ内に縮装
され上記ダイヤフラム２５ｂ，２６ｂを遮断弁１
９，２０の開く方向に付勢するスプリング２５
ｅ，２６ｅとを備えてなり、上記負圧室２５ｃ，
２６ｃに負圧が導入されたときにはダイヤフラム
２５ｂ，２６ｂをスプリング２５ｅ，２６ｅの付
勢力に抗して偏倚させ、遮断弁１９，２０を閉じ
るように構成されている。そして、上記各ダイヤ
フラム装置２３〜２６の負圧室２３ｃ〜２６ｃ
は、第１〜第４負圧導入通路２８〜３１およびこ
れらが集合した集合負圧導入通路３２を介して真
空ポンプ３３に連通されており、該集合負圧導入
通路３２の途中からは大気開放通路３４が分岐さ
れ、該分岐部には、常時はOFF作動していてこ
のOFF作動時には負圧室２３ｃ〜２６ｃを大気
に開放させる一方、ON作動時には負圧室２３ｃ
〜２６ｃを真空ポンプ３３に連通させる三方弁３
５が介設されている。該三方弁３５には、回転数
検出手段２１の信号を受けて、ロータの回転数が
設定値以下のとき（ほぼ零のとき）にロツク信号
（ON信号）を出力するCPUよりなるコントロー
ルユニツト３６が接続されており、さらに該コン
トロールユニツト３６には、コントロールユニツ
ト３６からのロツク信号を受けて点灯するインジ
ケータランプ３７が接続されている。しかして、
通常時には、コントロールユニツト３６からの
OFF信号により三方弁３５がOFF状態であつて
各ダイヤフラム装置２３〜２６の負圧室２３ｃ〜
２６ｃは大気に開放されて該各ダイヤフラム装置
２３〜２６は作動せず、吸気バイパス弁１６およ
び排気バイパス弁１８は閉じているとともに高圧
側および低圧側遮断弁１９，２０は開いている。
一方、圧力波過給機４のロータの回転が停止する
ロツク時には、コントロールユニツト３６からの
ロツク信号（ON信号）により三方弁３５がON
作動して各ダイヤフラム装置２３〜２６の負圧室
２３ｃ〜２６ｃに真空ポンプ３３からの負圧が導
入されることにより、該各ダイヤフラム装置２３
〜２６が作動して、吸気バイパス弁１６および排
気バイパス弁１８を開くとともに高圧側および低
圧側遮断弁１９，２０を閉じるように構成されて
いる。尚、上記ロータのロツク時にはON信号が
継続して出力され、バイパス弁１６，１８は開
に、遮断弁１９，２０は閉に維持されるが、エン
ジン停止時にはこのON信号の出力がリセツトさ
れてOFF状態となるものの、エンジンの再運転
を行うと直ちにON信号が出力される。このた
め、上記ロータのロツク状態を修理しない限り、
エンジン運転時にバイパス弁１６，１８は閉に、
遮断弁１９，２０は開にならない。また、上記第
２ダイヤフラム装置２４には、その過給圧室２４
ｄに導入される過給圧が設定値以上になると、同
じくダイヤフラム２４ｂがスプリング２４ｅの付
勢力に抗して偏倚して排気バイパス弁１８を開く
ことにより、圧力波過給機４上流の排気を圧力波
過給機４に流入させずに排気バイパス通路１７を
介して圧力波過給機４下流にバイパス流下させ、
このことにより過給圧を低下させて最大設定過給
圧値に保持し、よつて過給圧の異常上昇によるエ
ンジン１の破損を防止するウエストゲートバルブ
機能を有するようにしている。

したがつて、上記実施例においては、圧力波過
給機４が異物の侵入によりロータの回転が停止す
るロツク時には、制御手段２２により吸気バイパ
ス弁１６および排気バイパス弁１８が開くととも
に高圧側および低圧側遮断弁１９，２０が閉じる
ことにより、吸気は吸気バイパス通路１５を通つ
て圧力波過給機４をバイパスしてエンジン１に吸
入され、該エンジン１からの排気は排気バイパス
通路１７を通つて圧力波過給機４をバイパスして
排出されて、エンジン１の吸排気が確保される。
しかも、排気通路３と吸気通路２との圧力差によ
り排気が圧力波過給機４を介して吸気通路２へ流
入しようとするのが、上記遮断弁１９，２０の遮
断によつて阻止され、よつて、エンジン１の運転
が良好に維持されることになり、上記圧力波過給
機４のロツク時においても走行性を確保すること
ができる。

さらに、上記実施例では、圧力波過給機４を介
しての吸気通路２と排気通路３との連通を遮断す
る遮断弁１９，２０を圧力波過給機４より排気通
路３側に設けたことにより、圧力波過給機４のロ
ツク時、該圧力波過給機４に破損が生じていて
も、該破損個所から排気が洩出するのを防止でき
る利点を有する。

尚、上記実施例では、遮断弁１９，２０をそれ
ぞれ圧力波過給機４より排気通路３側に設けた
が、吸気通路２側に設けても良い。しかし、圧力
波過給機４の破損個所からの排気の洩出防止の点
で上記の如く排気通路３側に設ける方が好まし
い。

また、上記実施例では高圧側および低圧側遮断
弁１９，２０を各々別個のダイヤフラム装置２
５，２６で開閉作動させるようにしたが、１つの
ダイヤフラム装置によつて連動して開閉作動させ
るようにしてもよいのは勿論である。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案の圧力波過給機付
エンジンによれば、圧力波過給機のロツク時、吸
気の吸気バイパス通路を介しての吸入および排気
の排気バイパス通路を介しての排出を確保し、か
つ排気の圧力波過給機を介しての吸気通路への流
入を阻止するようにしたので、エンジンの運転が
維持されて、少なくとも走行性を確保することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す全体概略図、第
２図は第１図の要部の詳細図である。 １……エンジン、２……吸気通路、３……排気
通路、４……圧力波過給機、６……吸気導入口、
７……吸気吐出口、８……排気導入口、９……排
気吐出口、１５……吸気バイパス通路、１６……
吸気バイパス弁、１７……排気バイパス通路、１
８……排気バイパス弁、１９，２０……遮断弁、
２１……回転数検出手段、２２……制御手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ケース内に回転可能に支持され、多数の小室を
   形成する多数の隔壁が放射状に配設されたロータ
   と、該ロータの一端側のケースに形成された吸気
   導入口および吸気吐出口並びに上記ロータの他端
   側のケースに形成された排気導入口および排気吐
   出口とを有し、上記ロータの回転に伴い排気の圧
   力波エネルギーを吸気に伝達して吸気の過給を行
   う圧力波過給機を備えた過給機付エンジンにおい
   て、上記吸気導入口上流の吸気通路と上記吸気吐
   出口下流の吸気通路とを上記過給機をバイパスし
   て連通する吸気バイパス通路と、該吸気バイパス
   通路を開閉する吸気バイパス弁と、上記排気導入
   口上流の排気通路と上記排気吐出口下流の排気通
   路とを上記過給機をバイパスして連通する排気バ
   イパス通路と、該排気バイパス通路を開閉する排
   気バイパス弁と、上記過給機を介しての吸気通路
   と排気通路との連通を遮断する遮断弁と、上記ロ
   ータの回転数に関連する信号を検出する回転数検
   出手段と、該回転数検出手段の信号を受け、ロー
   タのロツク状態を検出したとき上記吸気バイパス
   弁および排気バイパス弁を開くとともに上記遮断
   弁を閉じる制御手段とを設けたことを特徴とする
   過給機付エンジン。