(57)【要約】【課題】排気タービンを用いる過給機や、電動モータによって駆動される容積型過給機を用いることなく、しかもエンジンの出力を確実に増大させるようにする。【解決手段】エンジンの吸気系の所定の、例えばエアクリーナ１５に、酸素供給管路２０を介して酸素を加圧下で充填した圧力容器２３を接続しておき、ステアリングハンドル２７に設けられている調整レバー３０を回動操作することによって、ワイヤケーブル３１によって作動レバー３６を作動させ、これによって圧力容器２３の出口部分の開閉弁２２を開き、酸素供給管路２０によって圧力容器２３に充填された酸素をエアクリーナ１５内に吹込むようにする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気系に酸素を吹込む吹込み手段を設けたことを特徴とする内燃機関の出力増大装置。
【請求項２】
エアクリーナに酸素を吹込むようにしたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の出力増大装置。
【請求項３】
酸素を加圧下で充填した圧力容器を有し、該圧力容器の弁を開いて吸気系に酸素を吹込むことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の出力増大装置。
【請求項４】
酸素を蓄えておく酸素蓄積手段と、
前記酸素蓄積手段からの酸素を吸気系に供給する酸素供給手段と、
前記酸素供給手段による酸素の供給を制御する制御手段と、
を有し、前記制御手段の制御に連動して前記酸素蓄積手段に蓄積されている酸素を前記酸素供給手段によって吸気系に供給するようにしたことを特徴とする内燃機関の出力増大装置。
【請求項５】
前記酸素蓄積手段が、酸素を加圧下で充填した圧力容器であることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の出力増大装置。
【請求項６】
前記酸素供給手段が、前記酸素蓄積手段の弁の出口と前記吸気系とを接続する管路と、前記酸素蓄積手段の弁の開閉を制御する作動部材とを有することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の出力増大装置。
【請求項７】
前記酸素供給手段が、酸素の供給割合を調整する調整手段を備えていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の出力増大装置。
【請求項８】
前記制御手段が調整レバーであって、該調整レバーの回動操作に連動して前記酸素蓄積手段の弁の開閉を制御することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の出力増大装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の出力増大装置に係り、とくに酸素を吹込んで出力を増大するようにした内燃機関の出力増大装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特開平９−１７７５５４号公報には、内燃機関の過給機入口にウエィストゲート弁を設け、制御ユニットによりウエィストゲート弁開度を機関回転数に応じて制御し、制御ユニットは、機関回転数の増大とともに機関出力が急激に増大する領域（ブーツストラップ運転領域）を機関回転数の範囲として予め記憶しておき、ブーツストラップ運転領域では、回転数に応じてウエィストゲート弁開度を設定し、機関回転数の増大とともに過給圧が緩やかに上昇するようにし、これにより、ブーツストラップ運転領域での急激な機関出力増大が防止され、ブーツストラップが発生しないようにした過給機付内燃機関が開示されている。
【０００３】
このように、内燃機関の出力を増大するための手段として、従来より過給機が広く用いられている。とくに排気タービンによって駆動される過給機が、乗用車等に広く用いられている。ところがこの種の過給機は、排気タービンが排気ガスの持っているエネルギによって駆動されるために、排気ガスの温度が低い場合や圧力が低い場合には、過給動作が十分に行なわれず、これによって出力増大の効果が得られない欠点がある。
【０００４】
特開２００２−３５７１２７号公報には、内燃機関の吸気通路に設けられる容積型過給機と、これを駆動する電動機もしくはこの過給機で駆動される発電機となる電動・発電機と、この電動・発電機を内燃機関の運転状態により生じる吸気通路の圧力により、電動機で駆動して過給したり発電機で発電させて電力を回収するように制御する制御装置とを設けるようにし、そして、制御装置で電動・発電機を制御してトルク増大や出力増大を図る必要がある場合には、電動機で駆動して過給するようにし、低負荷運転時には、内燃機関の吸引力により過給機で発電機を駆動して電力を回収して効率向上を図るようにした内燃機関が開示されている。
【０００５】
このような内燃機関は、上述の如く容積型過給機による過給を行なうために、電動機または電動・発電機を必要とする。従って、大型車両であって、電源容量が大きい場合には十分な過給を行うことができるものの、小型自動車やオートバイの場合には、このような電動機もしくは電動・発電機によって駆動される容積型過給機を装備することができない欠点がある。
【特許文献１】特開平９−１７７５５４号公報
【特許文献２】特開２００２−３５７１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本願発明の課題は、排気タービン式過給機や容積型過給機を用いることなく、しかもエンジンの出力を確実に増大できるようにした内燃機関の出力増大装置を提供することである。
【０００７】
本願発明の別の課題は、吸気系に酸素を吹込むことによって出力増大を図るようにした内燃機関の出力増大装置の提供することである。
【０００８】
本願発明のさらに別の課題は、オートバイや小型の自動車に組込むことができるようにした内燃機関の出力増大装置を提供することである。
【０００９】
本願発明のさらに別の課題は、複雑な機構を用いることなく、しかも確実に出力の増大が図られるようにした内燃機関の出力増大装置を提供することである。
【００１０】
本願発明の上記の課題および別の課題は、以下に述べる本願発明の技術的思想およびその実施の形態によって明らかにされる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願の主要な発明は、吸気系に酸素を吹込む吹込み手段を設けたことを特徴とする内燃機関の出力増大装置に関するものである。
【００１２】
ここで、エアクリーナに酸素を吹込むようにしてよい。また酸素を加圧下で充填した圧力容器を有し、該圧力容器の弁を開いて吸気系に酸素を吹込むようにしてよい。
【００１３】
本願の別の主要な発明は、酸素を蓄えておく酸素蓄積手段と、
前記酸素蓄積手段からの酸素を吸気系に供給する酸素供給手段と、
前記酸素供給手段による酸素の供給を制御する制御手段と、
を有し、前記制御手段の制御に連動して前記酸素蓄積手段に蓄積されている酸素を前記酸素供給手段によって吸気系に供給するようにしたことを特徴とする内燃機関の出力増大装置に関するものである。
【００１４】
ここで、前記酸素蓄積手段が、酸素を加圧下で充填した圧力容器であってよい。また前記酸素供給手段が、前記酸素蓄積手段の弁の出口と前記吸気系とを接続する管路と、前記酸素蓄積手段の弁の開閉を制御する作動部材とを有してよい。また前記酸素供給手段が、酸素の供給割合を調整する調整手段を備えてよい。また前記制御手段が調整レバーであって、該調整レバーの回動操作に連動して前記酸素蓄積手段の弁の開閉を制御してよい。
【発明の効果】
【００１５】
本願の主要な発明は、吸気系に酸素を吹込む吹込み手段を設けたものである。
【００１６】
従ってこのような内燃機関の出力増大装置によると、吸気系に酸素を吹込むだけで、内燃機関の出力が増大されるようになり、極めて簡単な構成で出力の増大の効果が得られるようになる。
【００１７】
本願の別の主要な発明は、酸素を蓄えておく酸素蓄積手段と、酸素蓄積手段からの酸素を吸気系に供給する酸素供給手段と、酸素供給手段による酸素の供給を制御する制御手段と、を有し、制御手段の制御に連動して酸素蓄積手段に蓄積されている酸素を酸素供給手段によって吸気系に供給するようにしたものである。
【００１８】
このような内燃機関の出力増大装置によると、制御手段の制御動作に連動して酸素蓄積手段に蓄積されている酸素を酸素供給手段によって吸気系に供給することによって、内燃機関の出力の増大が確実に図られるようになり、排気タービンを備える過給機や、容積型過給機を用いることなくしかも内燃機関の出力の増大を図ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下本願発明を図示の実施の形態によって説明する。図１は本実施の形態の内燃機関の出力増大装置の全体の概略の構成を示すものであって、例えばオートバイ用の排気量が２５０ｃｃのＤＯＨＣ（Ｄｏｕｂｌｅ  ｏｖｅｒ  ｈｅａｄ  ｃａｍ）型のエンジンのシリンダ１０には、その上部にシリンダヘッド１１が結合されている。そしてシリンダヘッド１１には吸気管１２が接続されている。吸気管１２は、その反対側の端部がキャブレタ１３に接続されている。そしてキャブレタ１３は吸気管１４によってエアクリーナ１５に接続されている。エアクリーナ１５はその側部に空気取入口１６が設けられており、しかも内部には円筒状のエレメント１７が配されている。
【００２０】
上記エアクリーナ１５の側部には酸素供給管路２０が接続されている。この酸素供給管路２０にはその中間位置に調整弁２１が接続されている。そして上記調整弁２１を接続した酸素供給管路２０の先端側の部分に、開閉弁２２を介して圧力容器２３が接続されるようになっている。開閉弁２２は、この圧力容器２３の出口の開閉を制御するためのものである。そして圧力容器２３が、酸素を加圧下で充填する酸素ボンベから構成されている。なお圧力容器２３は、例えば１０Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で、酸素を充填している。
【００２１】
次にこのような構成の酸素供給装置を構成する圧力容器２３の開閉弁２２の開閉機構について説明する。図２に示すように、オートバイのステアリングハンドル２７には、その両側に左右のバックミラー２８がアームを介して取付けられる。そしてステアリングハンドル２７には、さらに調整レバー３０が指で調整可能に取付けられている。調整レバー３０はワイヤケーブル３１を介して開閉弁２２の開閉のための作動部３２に連結されている。
【００２２】
上記圧力容器２３は、図３に示すように、ブラケット５６によってその底部が受けられるようになっている。なおブラケット５６は、例えばエンジンクランク部５７に固着されている。従って、エンジンクランク部５７によって酸素を充填した圧力容器が支持されることになる。
【００２３】
圧力容器２３の上端側には、弁棒４９が突出しており、この弁棒４９に被押圧ブロック５０が固着されている。そして被押圧ブロック５０が、押圧ボルト４５によって押圧されるようになっている。そしてこのような押圧ボルト４５の押圧動作を達成するために、作動部３２には作動レバー３６が設けられている。また上記圧力容器２３の上端側の被押圧ブロック５０には、その側部に酸素供給管路２０の先端部が接続される。このような酸素供給管路２０の他端側の部分が、上述の如くエアクリーナ１５に接続されるようになっている。
【００２４】
次に上記圧力容器２３の被押圧ブロック５０を押圧動作させる作動レバーの構造について説明すると、図４および図５に示すように、作動レバー３６はブラケット３５に支点ピン３７を介して回動自在に支持されている。そして作動レバー３６の係止部３８に上記ワイヤケーブル３１のインナーケーブル３９の先端部が係止されている。これに対してワイヤケーブル３１のアウタケーブル４０は、上記ブラケット３５に固定された筒状ねじ４１に、固定ボルト４２を介して結合されている。
【００２５】
上記作動レバー３６の先端側の部分には押圧ボルト４５が、ゴムパッキン４６とナット４７とによって挟着された状態で固定されている。そして押圧ボルト４５の先端側の部分に押圧部材４８が固着されている。この押圧部材４８が上記圧力容器２３の弁棒４９の先端部に取付けられている被押圧ブロック５０を押圧するようになっている。なお弁棒４９の下側の端部には、上記圧力容器２３の内側において、その出口を開閉する弁体５１が固着されている。また被押圧ブロック５０にはその内部を貫通するようにＬ字状に屈曲した酸素供給路５３が形成され、この酸素供給路５３が酸素供給管路２０の内部と連通されるようになっている。
【００２６】
次に以上のような構成に係る出力増大装置の動作を説明する。このオートバイによって走行中に、例えば登坂動作や追越し動作を行なう場合であって、エンジンの出力を増大する必要がある場合には、ステアリングハンドル２７に設けられている調整レバー３０を回動操作する。この動作は、ワイヤケーブル３１のインナーケーブル３９を、図５において上方に引く動作である。ワイヤケーブル３１のインナーケーブル３９が図６に示すように上方に引かれると、これによって作動レバー３６が支点ピン３７を中心として図６に示すように、時計方向に回動される。従ってこの作動レバー３６の先端部に連結されている押圧ボルト４５が左方に移動され、この押圧ボルト４５の先端側の押圧部材４８が圧力容器２３の先端側の被押圧ブロック５０を押圧する。これによって被押圧ブロック５０が取付けられている弁棒４９が圧力容器２３内に没するように移動される。従ってこの弁棒４９の下側に取付けられている弁体５１が開放されることになる。従ってこれにより、圧力容器２３内に充填されていた酸素は、開閉弁２２、弁棒４９内の通路、および被押圧ブロック５０内の酸素供給路５３を通して酸素供給管路２０に導かれる。そしてさらに、供給される酸素は、エアクリーナ１５内に吹込まれることになる。
【００２７】
エアクリーナ１５は、図１に示すように、吸気管１４、キャブレタ１３および吸気管１２を介してシリンダヘッド１１に接続されているために、エアクリーナ１５に吹込まれた酸素はシリンダヘッド１１内の吸気ポートに導入されることになる。従ってシリンダ１０の吸気弁が開くと、シリンダ内に酸素が混合気とともに導入されることになる。従って、酸素の吹込みを行わない場合よりもシリンダ内の酸素濃度が高くなり、これによってエンジンの出力が増大される。
【００２８】
実際にバイク用のＤＯＨＣ４バルブの排気量が２５０ｃｃのエンジンについて、この出力増大装置を装着し、出力の増大の効果を確認したところ、約４２％出力が向上することが確認された。とくに登坂路における走行性能が大幅に改善し、ギヤダウンを行なうことなくしかも急峻な坂をスムーズに登坂できることが確認されている。またこのようなエンジンの出力増大装置を装着したバイクは、追越し時においても、調整レバー３０の回動操作によって、酸素の供給による出力の増大を図ることにより、ギヤダウンをせずにスムーズな加速によって容易に追越しが可能になり、とくにオートバイのライダーの疲労が低減することが確認されている。なおこのような出力増大装置の出力の増大の割合は、酸素供給管路２０の中間位置に接続されている調整弁２１の開度調整によって任意に調整可能である。すなわちこの調整弁２１を大きく開いておくことによって、酸素吹込みの効果を十分に高くすることが可能になる。逆に余り大きな増大効果が必要でない場合には、調整弁２１の開度をやや絞っておくようにすればよい。
【００２９】
以上本願発明を図示の実施の形態によって説明したが、本願発明は上記実施の形態によって限定されることなく、本願発明の技術的思想の範囲内において各種の変更が可能である。例えば上記実施の形態における圧力容器２３内における酸素の充填圧や、この圧力容器２３の大きさ、あるいは蓄えておく酸素の量等については、装着されるエンジンあるいは車両に応じて任意に変更可能である。またこのような出力増大装置は、各種の内燃機関に広く適用可能であって、必ずしもオートバイや小型車両に限定されることなく、農業用機械その他各種の内燃機関に広く適用可能である。また本願発明は、必ずしもガソリンエンジンのみならず、ディーゼルエンジンにも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本願発明は、オートバイや小型乗用車の内燃機関の出力増大のための装置として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】出力増大装置の全体の構成を示す要部側面図である。
【図２】酸素供給手段による酸素の供給を制御する制御機構の構成を示す要部斜視図である。
【図３】圧力容器の取付け構造を示す正面図である。
【図４】作動レバーの取付けを示す要部分解斜視図である。
【図５】同作動レバーの取付けを示す要部平面図である。
【図６】作動レバーによる圧力容器の開弁動作を示す要部平面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  シリンダ
１１  シリンダヘッド
１２  吸気管
１３  キャブレタ
１４  吸気管
１５  エアクリーナ
１６  空気取入口
１７  エレメント
２０  酸素供給管路
２１  調整弁
２２  開閉弁
２３  圧力容器
２７  ステアリングハンドル
２８  バックミラー
３０  調整レバー
３１  ワイヤケーブル
３２  作動部
３５  ブラケット
３６  作動レバー
３７  支点ピン
３８  係止部
３９  インナーケーブル
４０  アウタスリーブ
４１  筒状ねじ
４２  固定ボルト
４５  押圧ボルト
４６  ゴムパッキン
４７  ナット
４８  押圧部材
４９  弁棒
５０  被押圧ブロック
５１  弁体
５３  酸素供給路
５６  ブラケット
５７  エンジンクランク部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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