JPH022451B2 - - Google Patents

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JPH022451B2
JPH022451B2 JP59041026A JP4102684A JPH022451B2 JP H022451 B2 JPH022451 B2 JP H022451B2 JP 59041026 A JP59041026 A JP 59041026A JP 4102684 A JP4102684 A JP 4102684A JP H022451 B2 JPH022451 B2 JP H022451B2
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JP
Japan
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pressure
diaphragm
pressure chamber
passage
return spring
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JP59041026A
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Akira Takahashi
Yoshiro Danno
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Mitsubishi Motors Corp
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Mitsubishi Motors Corp
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Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/18Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、過給機をそなえたエンジンに関す
る。
従来より、過給機をそなえたエンジンでは、過
過給状態になることを回避するために、過給機の
タービン配設部分を迂回するバイパス通路を排気
通路に接続し、このバイパス通路にこれを開閉す
るウエストゲートバルブを設けている。
そして、このウエストゲートバルブは圧力応動
式アクチユエータによつて駆動されることが多い
が、かかる形式のものにおいて、過給圧制御特性
を変える場合は、上記アクチユエータに作用する
圧力をリーク通路を通じ大気へリークする等の手
段がとられている。
しかしながら、このような従来の手段では、リ
ーク通路にブローバイガス等によるスラツジが付
着して通路面積が変化した場合に、ウエストゲー
トバルブの開時期を正確に制御できなくなつて、
過給圧が異常に上昇するおそれがある。
本発明は、このような問題点を解決しようとす
るもので、少なくとも2種の過給圧特性が得られ
るようにアクチユエータを2枚ダイアフラム式の
二重構造とし、これらの過給圧特性を使い分ける
ことができるようにして、過給圧が異常に上昇す
ることを回避できるようにした、過給機付きエン
ジンを提供することを目的とする。
このため、本発明の過給機付きエンジンは、排
気通路に介装されたタービンと吸気通路に介装さ
れ上記タービンによつて駆動されるコンプレツサ
とから成る過給機をそなえるとともに、上記ター
ビンの配設部分を迂回すべく上記排気通路に接続
されたバイパス通路と、同バイパス通路を開閉す
るウエストゲートバルブと、同ウエストゲートバ
ルブを開閉駆動する圧力応動式アクチユエータと
をそなえたエンジンにおいて、上記アクチユエー
タが、上記ウエストゲートバルブに第1ロツドを
介して連結される第1ダイアフラムと、同第1ダ
イアフラムに離接可能な第2ロツドに連結された
第2ダイアフラムと、上記ウエストゲートバルブ
を閉方向に付勢する第1リターンスプリングと、
上記第2ロツドを上記第1ダイアフラムから離隔
させる方向に付勢する第2リターンスプリング
と、上記の第1ダイアフラムおよび第2ダイアフ
ラムの間に形成されるとともに上記第1ダイアフ
ラムを介して大気と仕切られた第1圧力室と、上
記第2ダイアフラムを介し上記第1圧力室に隣接
して形成された第2圧力室とをそなえて構成さ
れ、上記第1圧力室に、大気圧または上記吸気通
路におけるコンプレツサ下流側圧力を選択的に導
入しうる切替弁付き第1制御通路が接続されると
ともに、上記第2圧力室に、上記吸気通路におけ
るコンプレツサ下流側圧力を導入しうる第2制御
通路が接続され、上記切替弁の作用により上記第
1圧力室にコンプレツサ下流側圧力が作用してい
るときは、同第1圧力室内の圧力が第1の設定正
圧を越えると上記第1ダイアフラムが上記第1リ
ターンスプリングの付勢力に抗して上記ウエスト
ゲートバルブを開放すべく作動し、上記切替弁の
作用により上記第1圧力室に大気圧が作用してい
るときは、上記第2圧力室内の圧力が第2の設定
正圧を越えると上記第2ダイアフラムが上記第1
リターンスプリングの付勢力および上記第2リタ
ーンスプリングの付勢力に抗して上記第2ロツド
および上記第1ダイアフラムを介して上記ウエス
トゲートバルブを開放すべく作動するよう構成さ
れたことを特徴とする。
以下、図面により本発明の一実施例としての過
給機付きエンジンについて説明すると、第1図は
その全体構成図、第2,3図はいずれもその作用
を説明するためのグラフ、第4,5図はそれぞれ
そのアクチユエータの変形例を示す模式図、第
6,7図はそれぞれ第4,5図に示すものについ
てその作用を説明するためのグラフである。
第1図に示すごとく、このエンジンは過給機
(ターボチヤージヤ)3をそなえており、このタ
ーボチヤージヤ3は、エンジンの排気通路2に介
装されたタービン4と、エンジンの吸気通路1に
介装されタービン4によつて駆動されるコンプレ
ツサ5とをそなえている。
また、排気通路2には、タービン4の配設部分
を迂回するようにバイパス通路2aが接続されて
おり、このバイパス通路2aには、これを開閉す
るウエストゲートバルブ6が設けられている。
さらにウエストゲートバルブ6を開閉駆動する
圧力応動式アクチユエータ7が設けられている。
このアクチユエータ7は、そのケーシング内に、
同一径の第1ダイアフラム9と第2ダイアフラム
10とをそなえており、第1ダイアフラム9はウ
エストゲートバルブ6に第1ロツド8を介して連
結され、第2ダイアフラム10は第1ダイアフラ
ム9に離接可能な第2ロツド15に連結されてい
る。
また、このアクチユエータ7は、設定荷重の大
きい第1リターンスプリング13と設定荷重の小
さい第2リターンスプリング14とをそなえてお
り、第1リターンスプリング13はケーシングと
第1ダイアフラム9との間に装填されることによ
り第1ダイアフラム9および第1ロツド8を介し
ウエストゲートバルブ6を閉方向に付勢し、第2
リターンスプリング14はケーシングと第2ダイ
アフラム10との間に装填されることにより第2
ダイアフラム10を介し第2ロツド15を第1ダ
イアフラム9から離隔させる方向に付勢してい
る。
さらに、アクチユエータ7は、第1圧力室11
および第2圧力室12をそなえており、第1圧力
室11は第1ダイアフラム9および第2ダイアフ
ラム10の間に形成され、第2圧力室12は第2
ダイアフラム10を介して第1圧力室11に隣接
して形成されている。
ところで、第1圧力室11には、第1制御通路
16が接続されるとともに、第2圧力室12に
は、第2制御通路としての圧力通路19が接続さ
れている。
第1制御通路16は電磁式切替弁としてのソレ
ノイド弁18を介し大気通路17と圧力通路19
とに接続されている。
なお、大気通路17はコンプレツサ上流側吸気
通路部分1aに連通接続し、圧力通路19はコン
プレツサ下流側吸気通路部分1bに連通接続して
いる。これにより大気通路17を通じ大気圧が導
入され、圧力通路19を通じ吸気通路1における
コンプレツサ下流側圧力が導入される。
また、ソレノイド弁18はコントローラ20か
らの信号を受けるソレノイドコイル18aをそな
えており、ソレノイドコイル18aが励磁される
と、プランジヤ18bがリターンスプリング18
cに抗して吸引されることにより、第1制御通路
16に大気圧が導入される一方、ソレノイドコイ
ル18aの励磁をやめると、プランジヤ18bが
リターンスプリング18cに押されることによ
り、第1制御通路16にコンプレツサ下流側圧力
が導入されるようになつている。このようにし
て、第1圧力室11内には、第1制御通路16を
通じ大気圧またはコンプレツサ下流側圧力が選択
的に導入され、第2圧力室12には圧力通路19
を通じコンプレツサ下流側圧力が導入される。
コントローラ20は、ノツクセンサ21、エア
フローセンサ23およびエンジンの負荷状態や回
転数、水温等を検出するエンジンセンサ22など
からの信号を受け、プランジヤ18b消励のため
の信号を出力するもので、CPUや入出力インタ
ーフエースあるいはメモリーから成る。
なお、第1図中の符合24はインタクーラ、2
5はスロツトル弁を示す。
上述の構成により、ソレノイドコイル18aを
消磁状態にして、第2圧力室12と同様、第1圧
力室11にコンプレツサ下流側圧力を作用させる
と、ウエストゲートバルブ6の閉方向荷重は第1
リターンスプリング13によるものだけを考えれ
ばよく、これにより第2図に符合Aで示すような
過給圧特性をもつた実質的に第1ダイアフラム9
だけを有するアクチユエータとして作動する。し
かしソレノイドコイル18aを励磁状態にして、
第1圧力室11に大気圧を作用させると、この場
合は、ウエストゲートバルブ6の閉方向荷重は第
1リターンスプリング13および第2リターンス
プリング14による双方のものを考えなければな
らず、これにより第2図に符合Bで示すような過
給圧特性を得ることができ、その結果過給圧は高
く制御される。
見方を変えれば、第3図に示すごとく本エンジ
ンによる過給圧−エンジン回転数特性を符合aや
bで示すように設定できる。
ここで特性aは第1圧力室11にコンプレツサ
下流側圧力を導入して第1圧力室11と第2圧力
室12とに作用する圧力を同じにした場合のもの
を示し、特性bは第1圧力室11に大気圧を導入
した場合のものを示す。そして、本エンジンで
は、たとえアクチユエータ7が誤動作しても、第
3図に符合dで示す範囲におさえることができ
る。これに対し前述の従来のものでは、第3図に
符合cで示すように異常に過給圧が上昇するおそ
れがある。
したがつて、実際のエンジン制御に際し、例え
ばノツクの起きにくい加速初期(エンジン燃焼室
温度が所定値以下であるような状態で加速する場
合)には、第1圧力室11に大気圧を導入して、
過給圧特性Bを選択することにより、定常高負荷
運転時より過給圧を高めることが行なわれる。こ
れにより抜群の加速性能を発揮する。
しかし、ノツクによる点火時期リタード量があ
る値を超えて継続する定常高負荷運転時、具体的
には高過給圧特性Bで運転している場合にノツク
が発生し始めると、第1圧力室11にコンプレツ
サ下流側圧力を導入し、第1圧力室11と第2圧
力室12との圧力を同じにして、他方の過給圧特
性Aを選択することにより、ノツクや排温(排気
温度)の上昇を回避することが行なわれる。
このようにして、たとえアクチユエータ7が誤
つて作動した場合でも、異常に過給圧が上昇しな
いようにしながら、加速初期には抜群の加速性能
を発揮でき、定常高負荷運転域ではノツクの発生
や排温の上昇を確実に防止できるのである。
なお、アクチユエータとして、第4,5図に示
すようなものを用いることができる。第4図に示
すアクチユエータ7′は第1ダイアフラム9′の方
が第2ダイアフラム10′よりも面積の大きいも
ので、第5図に示すアクチユエータ7″は逆に第
2ダイアフラム10″の方が第1ダイアフラム
9″よりも面積の大きいものである。このように
ダイアフラム間の径を変えると、第4図に示すも
のでは、第6図に示すような過給圧特性A′,
B′(特性A′は第1圧力室11′にコンプレツサ下
流側圧力を導入したもの、特性B′は第1圧力室
11′に大気圧を導入したもの)を得ることがで
き、第5図に示すものでは、第7図に示すような
過給圧特性A″,B″(特性A″は第1圧力室11″に
コンプレツサ下流側圧力を導入したもの、特性
B″は第1圧力室11″に大気圧を導入したもの)
を得ることができる。
また、ダイアフラム間の面積を変えると、第3
図の特性a,bの傾きも変わる。
なお、第4,5図中の符合8′,8″は第1ロツ
ド、12′,12″は第2圧力室、13′,13″は
第1リターンスプリング、14′,14″は第2リ
ターンスプリング、15′,15″は第2ロツドを
示し、それぞれの部材はダツシユのない符合で示
す前述の実施例の各部材とほぼ同様の機能を発揮
するものである。
以上詳述したように、本発明の過給機付きエン
ジンによれば、排気通路に介装されたタービンと
吸気通路に介装され上記タービンによつて駆動さ
れるコンプレツサとから成る過給機をそなえると
ともに、上記タービンの配設部分を迂回すべく上
記排気通路に接続されたバイパス通路と、同バイ
パス通路を開閉するウエストゲートバルブと、同
ウエストゲートバルブを開閉駆動する圧力応動式
アクチユエータとをそなえたエンジンにおいて、
上記アクチユエータが、上記ウエストゲートバル
ブに第1ロツドを介して連結される第1ダイアフ
ラムと、同第1ダイアフラムに離接可能な第2ロ
ツドに連結された第2ダイアフラムと、上記ウエ
ストゲートバルブを閉方向に付勢する第1リター
ンスプリングと、上記第2ロツドを上記第1ダイ
アフラムから離隔させる方向に付勢する第2リタ
ーンスプリングと、上記の第1ダイアフラムおよ
び第2ダイアフラムの間に形成された第1圧力室
と、上記第2ダイアフラムを介し上記第1圧力室
に隣接して形成された第2圧力室とをそなえて構
成され、上記第1圧力室に、大気圧または上記吸
気通路におけるコンプレツサ下流側圧力を選択的
に導入しうる切替弁付き第1制御通路が接続され
るとともに、上記第2圧力室に、上記吸気通路に
おけるコンプレツサ下流側圧力を導入しうる第2
制御通路が接続され、上記切替弁の作用により上
記第1圧力室にコンプレツサ下流側圧力が作用し
ているときは、同第1圧力室内の圧力が第1の設
定正圧を越えると上記第1ダイアフラムが上記第
1リターンスプリングの付勢力に抗して上記ウエ
ストゲートバルブを開放すべく作動し、上記切替
弁の作用により上記第1圧力室に大気圧が作用し
ているときは、上記第2圧力室内の圧力が第2の
設定正圧を越えると上記第2ダイアフラムが上記
第1リターンスプリングの付勢力および上記第2
リターンスプリングの付勢力に抗して上記第2ロ
ツドおよび上記第1ダイアフラムを介して上記ウ
エストゲートバルブを開放すべく作動するよう構
成されているので、切替弁の作用により第1圧力
室に大気圧が作用するときに第2圧力室に作用す
るコンプレツサ下流側圧力(すなわち過給圧)と
第1および第2スプリングの付勢力との大小関係
に基づいて第1の過給圧特性(実施例では最大過
給圧が高めに設定される。)が得られ、上記切替
弁の作用により第1圧力室にコンプレツサ下流側
圧力(すなわち過給圧)が作用するときにこの第
1圧力室内の過給圧と上記第1スプリングの付勢
力との大小関係に基づいて第2の過給圧特性(実
施例では最大過給圧が低めに設定される。)が得
られるものであつて、上記切替弁を制御すること
により過給時において運転状態等に基づいた複数
種の最高過給圧特性が得らるという効果を奏する
ものである。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施例としての過給機付きエン
ジンを示すもので、第1図はその全体構成図、第
2,3図はいずれもその作用を説明するためのグ
ラフ、第4,5図はそれぞれのアクチユエータの
変形例を示す模式図、第6,7図はそれぞれ第
4,5図に示すものについてその作用を説明する
ためのグラフである。 1…吸気通路、1a…コンプレツサ上流側吸気
通路部分、1b…コンプレツサ下流側吸気通路部
分、2…排気通路、2a…バイパス通路、3…タ
ーボチヤージヤ(過給機)、4…タービン、5…
コンプレツサ、6…ウエストゲートバルブ、7,
7′,7″…アクチユエータ、8,8′,8″…第1
ロツド、9,9′,9″…第1ダイアフラム、1
0,10′,10″…第2ダイアフラム、11,1
1′,11″…第1圧力室、12,12′,12″…
第2圧力室、13,13′,13″…第1リターン
スプリング、14,14′,14″…第2リターン
スプリング、15,15′,15″…第2ロツド、
16…第1制御通路、17…大気通路、18…ソ
レノイド弁、18a…ソレノイドコイル、18b
…プランジヤ、18c…リターンスプリング、1
9…圧力通路(第2制御通路)、20…コントロ
ーラ、21…ノツクセンサ、22…エンジンセン
サ、23…エアフローセンサ、24…インタクー
ラ、25…スロツトル弁。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 排気通路に介装されたタービンと吸気通路に
    介装され上記タービンによつて駆動されるコンプ
    レツサとから成る過給機をそなえるとともに、上
    記タービンの配設部分を迂回すべく上記排気通路
    に接続されたバイパス通路と、同バイパス通路を
    開閉するウエストゲートバルブと、同ウエストゲ
    ートバルブを開閉駆動する圧力応動式アクチユエ
    ータとをそなえたエンジンにおいて、上記アクチ
    ユエータが、上記ウエストゲートバルブに第1ロ
    ツドを介して連結される第1ダイアフラムと、同
    第1ダイアフラムに離接可能な第2ロツドに連結
    された第2ダイアフラムと、上記ウエストゲート
    バルブを閉方向に付勢する第1リターンスプリン
    グと、上記第2ロツドを上記第1ダイアフラムか
    ら離隔させる方向に付勢する第2リターンスプリ
    ングと、上記の第1ダイアフラムおよび第2ダイ
    アフラムの間に形成されるとともに上記第1ダイ
    アフラムを介して大気と仕切られた第1圧力室
    と、上記第2ダイアフラムを介し上記第1圧力室
    に隣接して形成された第2圧力室とをそなえて構
    成され、上記第1圧力室に、大気圧または上記吸
    気通路におけるコンプレツサ下流側圧力を選択的
    に導入しうる切替弁付き第1制御通路が接続され
    るとともに、上記第2圧力室に、上記吸気通路に
    おけるコンプレツサ下流側圧力を導入しうる第2
    制御通路が接続され、上記切替弁の作用により上
    記第1圧力室にコンプレツサ下流側圧力が作用し
    ているときは、同第1圧力室内の圧力が第1の設
    定正圧を越えると上記第1ダイアフラムが上記第
    1リターンスプリングの付勢力に抗して上記ウエ
    ストゲートバルブを開放すべく作動し、上記切替
    弁の作用により上記第1圧力室に大気圧が作用し
    ているときは、上記第2圧力室内の圧力が第2の
    設定正圧を越えると上記第2ダイアフラムが上記
    第1リターンスプリングの付勢力および上記第2
    リターンスプリングの付勢力に抗して上記第2ロ
    ツドおよび上記第1ダイアフラムを介して上記ウ
    エストゲートバルブを開放すべく作動するよう構
    成されたことを特徴とする、過給機付きエンジ
    ン。
JP59041026A 1984-03-02 1984-03-02 過給機付きエンジン Granted JPS60184930A (ja)

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JPS60184930A JPS60184930A (ja) 1985-09-20
JPH022451B2 true JPH022451B2 (ja) 1990-01-18

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2782746B1 (fr) * 1998-09-01 2001-03-23 Renault Dispositif de commande d'une soupape de decharge
KR100559510B1 (ko) * 1999-12-31 2006-03-15 현대자동차주식회사 터보차저용 안전장치

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JPS5824426U (ja) * 1981-08-11 1983-02-16 日産自動車株式会社 タ−ボチヤ−ジヤ付エンジン
JPS58117320A (ja) * 1981-12-30 1983-07-12 Aisin Seiki Co Ltd ターボチャージャ制御装置

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