JPH0310347Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、ターボ過給機を備えたエンジンの吸
気装置に関し、特にターボ過給機とスロツトル弁
との間の吸気通路の吸気を運転状態に応じてリリ
ーフさせるようにしたものの改良に関する。

（従来の技術） 従来、ターボ過給機を備えたエンジンにおい
て、例えば特開昭53−146025号公報に開示されて
いるように、ターボ過給機下流の吸気通路に過給
圧が設定値以上のときに開いて吸気をリリーフす
るブローオフ弁を設け、過給圧を設定値以下に維
持することで、ターボ過給機のタービンをバイパ
スしたバイパス通路のウエストゲート弁が閉じた
状態で故障したような場合におけるエンジンの破
損を防止するようにしたものは知られている。

（考案が解決しようとする課題） ところで、このようなターボ過給機付エンジン
では、軽負荷運転時、タービンに導入される排気
ガスの圧力が低いために過給機の回転駆動力が弱
いとともに、スロツトル弁開度が小さくスロツト
ル弁上流の吸気圧力が大気圧以上となるためにこ
の圧力がコンプレツサの背圧として作用して過給
機の回転抵抗となることから、過給機の回転数が
低く維持されている。このため、このような軽負
荷運転状態からスロツトル弁を開いて加速運転に
入ると、過給機回転数の立上りが悪く過給圧の上
昇にタイムラグが生じて加速応答性が悪いという
問題が生じる。

そこで、ターボ過給機付エンジンにおける過給
機とスロツトル弁との間の吸気通路に、軽負荷時
等、スロツトル弁下流の吸気負圧が設定値以上の
ときに開いて吸気をリリーフするリリーフ弁を設
け、軽負荷時にコンプレツサの背圧を大気圧程度
まで低くして過給機の回転抵抗を減らすことによ
り、軽負荷時の過給機回転数を可及的に高く維持
して加速応答性を向上させるようにすることが考
えられる。

ところが、上記従来のブローオフ弁に加えてこ
のリリーフ弁を併用すると、吸気装置に２つの弁
を設けることになるので、吸気装置が大形でかつ
重量の大きなものになる。

本考案はかかる点に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、上記の如くターボ
過給機付エンジンの過給圧上昇を抑制するブロー
オフ弁機能と、コンプレツサ側の背圧上昇を抑制
するリリーフ弁機能とを１つのバルブで行うこと
により、エンジン保護と加速性の向上とを図り得
るターボ過給機付エンジンの吸気装置の小形化お
よび軽量化を図ることにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本考案の解決手段
は、吸気通路のスロツトル弁上流にターボ過給機
を備えたターボ過給機付エンジンの吸気装置を前
提とし、これに対し、以下のような制御弁を設け
たものである。すなわち、該制御弁は、リリーフ
孔が開口されているとともにターボ過給機とスロ
ツトル弁との間の吸気通路に連通する接続口が開
口された弁室と、上記接続口に弁室側から接離し
て該接続口を開閉する弁体と、該弁体の弁棒を摺
動自在に支持するダイヤフラムと、該ダイヤフラ
ムにより弁室の背部に区画形成され吸気通路のス
ロツトル弁下流の吸気負圧が導入される負圧室
と、上記弁体の弁棒に設けられ上記ダイヤフラム
の負圧室側への偏倚時に弁体を開弁させるように
ダイヤフラムと係合するストツパと、上記弁体を
設定過給圧値で該弁体に作用する開弁力と対抗し
たばね力で閉弁方向に付勢するブローオフスプリ
ングと、上記ダイヤフラムを設定吸気負圧値で該
ダイヤフラムに作用する吸引力から上記ブローオ
フスプリングのばね力を差し引いた大きさのばね
力で弁体が閉弁する方向に付勢するリリーフスプ
リングとを備えてなるものである。

（作用） 上記の構成により、本考案では、負圧室に導入
される吸気負圧が設定値以上になる軽負荷運転時
には、この負圧による吸引力により、ダイヤフラ
ムがブローオフスプリングおよびリリーフスプリ
ングの合成ばね力に抗してストツパと係合した状
態で負圧室側に偏倚することによつて、弁体が接
続口から離れて該接続口を開き、このことにより
吸気通路のスロツトル弁上流の吸気圧力が弁室か
らリリーフ孔へリリーフされる。一方、吸気通路
のターボ過給機下流の過給圧が設定値以上になる
と、この過給圧による開弁力により、ダイヤフラ
ムとは係合せずに弁体のみがブローオフスプリン
グのばね力に抗して接続口から離れて該接続口を
開き、このことにより吸気通路の過給圧が弁室か
らリリーフ孔へリリーフされる。このように制御
弁はリリーフ弁としての機能とブローオフ弁とし
ての機能とを併有することになる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図および第２図は本考案の実施例を示す。
第１図において、１はエンジン、２はエンジン１
に吸気を供給するための吸気通路、３はエンジン
１からの排気を排出するための排気通路、４は吸
気通路２に配設され吸気量を制御するスロツトル
弁である。５はターボ過給機であつて、該ターボ
過給機５は、排気通路３に配設され排気ガス流に
よつて回転駆動されるタービン６と、吸気通路２
のスロツトル弁４上流に配設され該タービン６に
連結軸７を介して駆動連結されたコンプレツサ８
とからなり、排気ガスによるタービン６の回転に
よりコンプレツサ８が回転駆動され、このコンプ
レツサ８の回転により吸気をエンジン１に過給す
るように構成されている。

上記吸気通路５のターボ過給機５（コンプレツ
サ８）とスロツトル弁４との間にはインダクシヨ
ンチヤンバ９が設けられ、該インダクシヨンチヤ
ンバ９には吸気をリリーフする制御弁１０が設け
られている。

上記制御弁１０は、第２図に詳示するように、
ケーシング１１上半部に設けられ側壁にリリーフ
孔１２，１２が開口されているとともに上部中央
にインダクシヨンチヤンバ９（ターボ過給機５と
スロツトル弁４との間の吸気通路２）に連通する
接続口１３が開口された弁室１４と、該弁室１４
内に配設され、上記接続口１３に弁室１４側から
接離して該接続口１４を開閉する弁体１５と、上
記弁室１４の下方に設けられ弁体１５から下方に
延びる弁棒１６を摺動自在にかつ気密的に支持す
るダイヤフラム１７と、該ダイヤフラム１７によ
り弁室１４の背部（第２図の下方）のケーシング
１１内に区画形成され、負圧通路１８を介して上
記スロツトル弁４下流の吸気通路２の吸気負圧が
導入される負圧室１９と、上記弁体１５の弁棒１
６の下端部に設けられ上記ダイヤフラム１７の負
圧室１９側（下側）への偏倚時に該ダイヤフラム
１７と係合して弁体１５を下方に引いて開弁させ
るリング状のストツパ２０と、上記ダイヤフラム
１７の上側でケーシング１１に固定されたスプリ
ング受け２１と弁体１５との間に縮装され該弁体
１５を設定過給圧値で弁体１５に作用する開弁力
P₀と対抗したばね力P₁（＝P₀）で閉弁方向に付勢
するブローオフスプリング２２と、上記負圧室１
９に縮装され上記ダイヤフラム１７を設定吸気負
圧値でダイヤフラム１７に作用する吸引力P₃か
ら上記ブローオフスプリング２２のばね力P₁を
差し引いた大きさのばね力P₂（＝P₃−P₁）で弁体
１５が閉弁する方向に付勢するリリーフスプリン
グ２３とを備えてなる。そして、上記ブローオフ
スプリング２２のばね力P₁に抗する開弁圧は後
述のウエストゲート弁２７の開弁圧より大きい値
に設定されている。

尚、２４は吸気通路２のコンプレツサ８下流で
インダクシヨンチヤンバ９上流に設けられたイン
タークーラである。また、２６は排気通路３のタ
ービン６をバイパスするバイパス通路、２７は該
バイパス通路２６を開閉するウエストゲート弁で
あつて、該ウエストゲート弁２７には吸気通路２
の過給圧が導入されており、この過給圧が所定値
（最大過給圧）以上のときに開いて排気ガス流の
一部をバイパス通路２６よりタービン６をバイパ
スして流下させて上記過給圧を所定値（最大過給
圧）に保持するものである。２８はスロツトル弁
４上流の吸気通路２に設けられた燃料噴射弁であ
る。

次に、上記実施例の作動について説明するに、
軽負荷運転時、スロツトル弁４開度が小さくて吸
気通路２のスロツトル弁４下流の吸気負圧が設定
値以上になると、制御弁１０の負圧室１９に導入
されたこの負圧による吸引力P₃により、ダイヤ
フラム１７がブローオフスプリング２２およびリ
リーフスプリング２３の合成ばね力（P₁＋P₂）
に抗して、ストツパ２０に係合した状態で負圧室
１９側に偏倚することによつて、弁体１５が第２
図の仮想線の如く接続口１３から離れて該接続口
１３を開き、吸気通路２のインダクシヨンチヤン
バ９の吸気圧が弁室１４からリリーフ孔１２，１
２へリリーフされる。このように制御弁１０がリ
リーフ弁として作動することによつて、スロツト
ル弁４上流の吸気圧力つまりコンプレツサ８の背
圧が略大気圧まで下り、過給機５の回転抵抗が減
つて過給機回転数を可及的に高く維持できて加速
応答性を向上させることができる。

一方、たとえば高温の排気ガスによりウエスト
ゲート弁２７が閉じた状態で動かなくなつて吸気
通路２のターボ過給機５（コンプレツサ８）下流
の吸気圧力（過給圧）が設定値以上になると、こ
の過給圧がインダクシヨンチヤンバ９から接続口
１３を介して弁体１５に作用し、この開弁力（＞
P₀）により、第２図の仮想線の如く弁体１５が
ブローオフスプリング２２のばね力P₁に抗して
接続口１３から離れて該接続口１３を開き、上記
過給圧が弁室１４からリリーフ孔１２，１２へリ
リーフされる。なお、このとき負圧室１９には負
圧が作用していないためダイヤフラム１７は作動
せず第２図の状態にある。このように制御弁１０
がブローオフ弁として作動することによつて、過
給圧を設定過給圧値以下に維持してエンジンや吸
排気系にかかる負荷を軽減でき、エンジンの破損
を防止することができる。

したがつて、上記実施例においては、一つの制
御弁１０によつてリリーフ弁とブローオフ弁とが
一体にかつコンパクトに構成されたので、吸気装
置の小形化および軽量化を図ることができる。ま
た、このことによつてエンジン周りの補機類のレ
イアウトが容易となり、その自由度を増すことが
できる。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案のターボ過給機付
エンジンの吸気装置によれば、一つの制御弁によ
つてコンプレツサの背圧の上昇を抑制するリリー
フ弁機能と過給圧の異常な上昇を抑制するブロー
オフ弁機能とを発揮するようにしたので、過給圧
上昇抑制によるエンジン保護とコンプレツサの背
圧上昇抑制による加速性向上とを図り得る吸気装
置を小形かつ軽量なものにすることができ、また
それに伴いエンジン周りの補機類のレイアウトの
自由度を増すことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示し、第１図は全体概
略構成図、第２図は制御弁の拡大断面図である。 １……エンジン、２……吸気通路、４……スロ
ツトル弁、５……ターボ過給機、６……タービ
ン、８……コンプレツサ、１０……制御弁、１２
……リリーフ孔、１３……接続口、１４……弁
室、１５……弁体、１６……弁棒、１７……ダイ
ヤフラム、１９……負圧室、２０……ストツパ、
２２……ブローオフスプリング、２３……リリー
フスプリング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 吸気通路のスロツトル弁上流にターボ過給機を
   備えたターボ過給機付エンジンの吸気装置におい
   て、リリーフ孔が開口されているとともにターボ
   過給機とスロツトル弁との間の吸気通路に連通す
   る接続口が開口された弁室と、上記接続口に弁室
   側から接離して該接続口を開閉する弁体と、該弁
   体の弁棒を摺動自在に支持するダイヤフラムと、
   該ダイヤフラムにより弁室の背部に区画形成され
   吸気通路のスロツトル弁下流の吸気負圧が導入さ
   れる負圧室と、上記弁体の弁棒に設けられ上記ダ
   イヤフラムの負圧室側への偏倚時に弁体を開弁さ
   せるようにダイヤフラムと係合するストツパと、
   上記弁体を設定過給圧値で該弁体に作用する開弁
   力と対抗したばね力で閉弁方向に付勢するブロー
   オフスプリングと、上記ダイヤフラムを設定吸気
   負圧値で該ダイヤフラムに作用する吸引力から上
   記ブローオフスプリングのばね力を差し引いた大
   きさのばね力で弁体が閉弁する方向に付勢するリ
   リーフスプリングとを備えてなる制御弁を設けた
   ことを特徴とするターボ過給機付エンジンの吸気
   装置。