JPH0410347Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0410347Y2 JPH0410347Y2 JP12884085U JP12884085U JPH0410347Y2 JP H0410347 Y2 JPH0410347 Y2 JP H0410347Y2 JP 12884085 U JP12884085 U JP 12884085U JP 12884085 U JP12884085 U JP 12884085U JP H0410347 Y2 JPH0410347 Y2 JP H0410347Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nozzle vane
- engine
- governor
- opening
- speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Supercharger (AREA)
- High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔考案の技術分野〕
本考案は、可動ノズルベーン型過給機装備の内
燃機関の制御装置に関し、更に詳細には、前記ノ
ズルベーンの開度制御が不能となつたとき、それ
に困つて起る機関の故障を防止する制御装置に関
するものである。
燃機関の制御装置に関し、更に詳細には、前記ノ
ズルベーンの開度制御が不能となつたとき、それ
に困つて起る機関の故障を防止する制御装置に関
するものである。
機関の排気ガスを利用して排気タービンを回転
させ、これによつてコンプレツサを駆動して吸気
側の空気圧力（ブースト圧）を高めて機関の出力
を増大させる過給機、及び前記タービンのノズル
ベーンの開度を変更できる構造とし、機関の高回
転時に、前記ノズルベーンの開度を大きくする方
向に回転させ、タービンホイールの回転を落し
て、機関の許容ブースト圧以上とならないように
制御し、且つ高速回転時の燃費を向上させるよう
にした可変容量型過給機（以下「VGS」という）
が良く知られている。
させ、これによつてコンプレツサを駆動して吸気
側の空気圧力（ブースト圧）を高めて機関の出力
を増大させる過給機、及び前記タービンのノズル
ベーンの開度を変更できる構造とし、機関の高回
転時に、前記ノズルベーンの開度を大きくする方
向に回転させ、タービンホイールの回転を落し
て、機関の許容ブースト圧以上とならないように
制御し、且つ高速回転時の燃費を向上させるよう
にした可変容量型過給機（以下「VGS」という）
が良く知られている。
このVGSの前記ノズルベーンが、何らかの原
因、例えば、アクチユエータの故障で動かなくな
つたとすると、VGSは、そのままの状態で過給
を続けるため、機関の回転数とブースト圧とは、
そのまま上昇を続けることとなり、機関の許容過
給圧をオーバーしたり、その結果タービンがオー
バーランしたりするなどの危険がある。
因、例えば、アクチユエータの故障で動かなくな
つたとすると、VGSは、そのままの状態で過給
を続けるため、機関の回転数とブースト圧とは、
そのまま上昇を続けることとなり、機関の許容過
給圧をオーバーしたり、その結果タービンがオー
バーランしたりするなどの危険がある。
したがつて、前記ノズルベーンが操作不能とな
つたときの、安全対策は、重要な技術課題である
が、未だ信頼し得る対策が得られるに至つていな
い。
つたときの、安全対策は、重要な技術課題である
が、未だ信頼し得る対策が得られるに至つていな
い。
本考案は、前記ノズルベーンの開度制御が不能
となつたとき、その開度で許容される機関の回転
数以上とならない制御装置を提供することによつ
て、内燃機関及びVGSを保護することを目的と
している。
となつたとき、その開度で許容される機関の回転
数以上とならない制御装置を提供することによつ
て、内燃機関及びVGSを保護することを目的と
している。
前記目的を達成するための本考案の制御装置の
構成は、可動ノズルベーン型過給機のノズルベー
ンの開度とガバナの回転速度制御機構とを連動さ
せ、前記ガバナの調速を前記ノズルベーンの開度
に従動させる制御装置を備えたことを特徴とする
ものである。
構成は、可動ノズルベーン型過給機のノズルベー
ンの開度とガバナの回転速度制御機構とを連動さ
せ、前記ガバナの調速を前記ノズルベーンの開度
に従動させる制御装置を備えたことを特徴とする
ものである。
以下、本考案を一実施例により、具体的に説明
する。
する。
本実施例に使用したVGSは、実開昭59−70033
号考案として公開され、ノズルベーンの開度が４
段階に変化する構成のものであり、ガバナはメカ
ニカルガバナを使用し、又、両装置を連動させる
手段としてリンク機構を使用した。
号考案として公開され、ノズルベーンの開度が４
段階に変化する構成のものであり、ガバナはメカ
ニカルガバナを使用し、又、両装置を連動させる
手段としてリンク機構を使用した。
本考案の制御装置について説明する前に、ま
ず、その構成の係わるVGSの構成及び動作を第
５図によつて説明する。
ず、その構成の係わるVGSの構成及び動作を第
５図によつて説明する。
第５図において、タービンホイール１は、図示
されていないタービンノズル内に配設された可動
ノズルベーン２を通つた排気ガスによつて回転す
るように構成されている。このノズルベーン２の
開度を調節するための回転軸３は、図示されてい
ないタービンハウジングの外に配設された制御レ
バー４に固着されている。
されていないタービンノズル内に配設された可動
ノズルベーン２を通つた排気ガスによつて回転す
るように構成されている。このノズルベーン２の
開度を調節するための回転軸３は、図示されてい
ないタービンハウジングの外に配設された制御レ
バー４に固着されている。
次に、この制御レバー４を通じてノズルベーン
２を回転させる機構について説明する。
２を回転させる機構について説明する。
本実施例のアクチユエータは、加圧空気により
作動するタイプのものを使用している。即ち、同
一ストロークを有するように構成されたシリンダ
５，６及びこれに、ピストンロツド７，８が装着
されており、このピストンロツド７，８は、常
時、図示されていない内蔵バネにより、各シリン
ダ内に引き込まれるように付勢され、又、制御装
置９により制御される電磁弁１０，１１によりエ
アタンク１２から加圧空気を導入して押し出され
ることによつて、それぞれ２つの位置、即ち、イ
ンとアウトとの位置を取ることができるように構
成されている。
作動するタイプのものを使用している。即ち、同
一ストロークを有するように構成されたシリンダ
５，６及びこれに、ピストンロツド７，８が装着
されており、このピストンロツド７，８は、常
時、図示されていない内蔵バネにより、各シリン
ダ内に引き込まれるように付勢され、又、制御装
置９により制御される電磁弁１０，１１によりエ
アタンク１２から加圧空気を導入して押し出され
ることによつて、それぞれ２つの位置、即ち、イ
ンとアウトとの位置を取ることができるように構
成されている。
このピストンロツド７，８の先端のそれぞれの
軸着点Ａ，Ｂには、リンク１３が軸着されてお
り、このリンク１３上の軸着点Ｃは、軸着点Ａ，
Ｂの中央から外れた位置に設けられている。この
軸着点Ｃは、ピストンロツド７及び８のそれぞれ
が、前記のとおり２つの位置を取るので、その組
合せによつて図の両矢印で示すＤ−D′の方向に
４段階の位置を取ることができる。
軸着点Ａ，Ｂには、リンク１３が軸着されてお
り、このリンク１３上の軸着点Ｃは、軸着点Ａ，
Ｂの中央から外れた位置に設けられている。この
軸着点Ｃは、ピストンロツド７及び８のそれぞれ
が、前記のとおり２つの位置を取るので、その組
合せによつて図の両矢印で示すＤ−D′の方向に
４段階の位置を取ることができる。
この軸着点Ｃ点には、リンク１４が軸着さてお
り、このリンク１４の軸着点Ｄには、回転軸１５
に軸着されたレバー１６の一方の腕１７が軸着さ
れており、前記レバー１６の他の腕１８及び前記
レバー４のそれぞれの自由端は、リング１９に設
けられた凹部１９ａ及び１９ｂにそれぞれ係合さ
れている。
り、このリンク１４の軸着点Ｄには、回転軸１５
に軸着されたレバー１６の一方の腕１７が軸着さ
れており、前記レバー１６の他の腕１８及び前記
レバー４のそれぞれの自由端は、リング１９に設
けられた凹部１９ａ及び１９ｂにそれぞれ係合さ
れている。
次に、第５図に示す構成のノズルベーン２の開
度制御機構の動作を説明する。
度制御機構の動作を説明する。
軸着点Ｃは、前記のとおりＤ−D′方向に４段
階の位置を取るが、この動きは、ここに軸着され
ているリンク１４によりレバー１６の回転に変え
られ、腕１８でリング１９を両矢印で示すＥ−
E′方向に回転させ、次いで、このリング１９が、
その凹部に係合されるレバー４に固着された回転
軸３を回転することにより、ノズルベーン２を４
段階の開度に調節することができる。
階の位置を取るが、この動きは、ここに軸着され
ているリンク１４によりレバー１６の回転に変え
られ、腕１８でリング１９を両矢印で示すＥ−
E′方向に回転させ、次いで、このリング１９が、
その凹部に係合されるレバー４に固着された回転
軸３を回転することにより、ノズルベーン２を４
段階の開度に調節することができる。
次に本題に戻り、第１図によつて本実施例装置
の構成を説明する。
の構成を説明する。
第１図は、説明のための概略図であつて、
VGS２０のノズルベーンの開度制御機構は、前
記第５図によつて説明した構成のものであり、メ
カニカルガバナ２１は、ヂーゼル機器(株)製RFD
−Ｄ型ガバナである。ガバナ２１の速度制御レバ
ー２２と、VGS２０の前記レバー１６の腕１７
とはリンク２３によつてリンクされている。因
に、前記ガバナ２１には、他の機能の操作レバー
として、燃料カツトレバー２４及び燃料制御レバ
ー２５が取り付けられている。
VGS２０のノズルベーンの開度制御機構は、前
記第５図によつて説明した構成のものであり、メ
カニカルガバナ２１は、ヂーゼル機器(株)製RFD
−Ｄ型ガバナである。ガバナ２１の速度制御レバ
ー２２と、VGS２０の前記レバー１６の腕１７
とはリンク２３によつてリンクされている。因
に、前記ガバナ２１には、他の機能の操作レバー
として、燃料カツトレバー２４及び燃料制御レバ
ー２５が取り付けられている。
次に、本実施例の制御装置の動作について第２
図及び第３図を対照しながら説明する。図の横軸
は、何れもデイーゼルエンジンの回転数を表し、
又、縦軸は、第２図はブースト圧を、第３図は燃
料流量をそれぞれ表す。又、第２図中１〜４の数
字は、VGS２０の前記ノズルベーン２の取る前
記４段階の開度を表し、数字が大きくなるほど開
度も大きくなるように表している。
図及び第３図を対照しながら説明する。図の横軸
は、何れもデイーゼルエンジンの回転数を表し、
又、縦軸は、第２図はブースト圧を、第３図は燃
料流量をそれぞれ表す。又、第２図中１〜４の数
字は、VGS２０の前記ノズルベーン２の取る前
記４段階の開度を表し、数字が大きくなるほど開
度も大きくなるように表している。
各図の回転数N1，N2，N3及びN4は、それぞ
れ前記各開度段の切り替るときの回転数を表して
おり、切り替り時の回転数のときのブースト圧及
びタービンホイール回転数が、それぞれ、エンジ
ン許容ブースト圧Pnax及びオーバーランとなる手
前の値を取るように設定されており、このエンジ
ン回転数に達すると、一つ上の段に切り替るよう
に制御装置９がセツトされている。
れ前記各開度段の切り替るときの回転数を表して
おり、切り替り時の回転数のときのブースト圧及
びタービンホイール回転数が、それぞれ、エンジ
ン許容ブースト圧Pnax及びオーバーランとなる手
前の値を取るように設定されており、このエンジ
ン回転数に達すると、一つ上の段に切り替るよう
に制御装置９がセツトされている。
即ち、通常のときは、スタートからエンジンの
回転が上がり、回転数がN1に達すと、制御装置
９が制御信号を出して、ノズルベーン２を開度容
量の大きい２段目の開度とするので、タービンホ
イール１の回転が下がり、それに伴いブースト圧
が下がる。このようにして、回転数の上昇に従い
前記の上位段数に切り替つて行くと、ブースト圧
は、エンジン回転数に対し、第２図の実線で示す
ような鋸歯状の曲線となる。このときの燃料流量
は、第３図の実線となり、最高回転数N4に達す
ると、回転数がこれ以上とならないようにガバナ
２１によつて燃料流量が制限される。
回転が上がり、回転数がN1に達すと、制御装置
９が制御信号を出して、ノズルベーン２を開度容
量の大きい２段目の開度とするので、タービンホ
イール１の回転が下がり、それに伴いブースト圧
が下がる。このようにして、回転数の上昇に従い
前記の上位段数に切り替つて行くと、ブースト圧
は、エンジン回転数に対し、第２図の実線で示す
ような鋸歯状の曲線となる。このときの燃料流量
は、第３図の実線となり、最高回転数N4に達す
ると、回転数がこれ以上とならないようにガバナ
２１によつて燃料流量が制限される。
次に、異常が起つたときの動作について説明す
る。今、何等かの原因、例えば、シリンダ５及び
６が作動しなくなり、ノズルベーン２が１の段に
固定されたとする。このときエンジン回転数が、
N1以上となつてもノズルベーンの開度が固定さ
れたままなので、エンジン回転数の上昇と共に、
ますますブースト圧が高くなり、第２図の破線で
示す曲線を辿り、エンジンの許容ブースト圧
Pmaxをオーバーし、そのためにタービンホイー
ルの回転も上がり、オーバーランを招くことにな
る。
る。今、何等かの原因、例えば、シリンダ５及び
６が作動しなくなり、ノズルベーン２が１の段に
固定されたとする。このときエンジン回転数が、
N1以上となつてもノズルベーンの開度が固定さ
れたままなので、エンジン回転数の上昇と共に、
ますますブースト圧が高くなり、第２図の破線で
示す曲線を辿り、エンジンの許容ブースト圧
Pmaxをオーバーし、そのためにタービンホイー
ルの回転も上がり、オーバーランを招くことにな
る。
そこで、本実施例の場合は、前記によつて腕１
７が動かなくなると、ガバナ２１の速度制御レバ
ー２２も固定されるので、エンジン回転数はガバ
ナ２１の働きでN1以上に上昇しない。したがつ
て、ブースト圧は、Pnax以上となることがないの
で、エンジン及びタービンが保護される。以上
は、更に上の容量の開度段数の場合も全く同様に
作動する。
７が動かなくなると、ガバナ２１の速度制御レバ
ー２２も固定されるので、エンジン回転数はガバ
ナ２１の働きでN1以上に上昇しない。したがつ
て、ブースト圧は、Pnax以上となることがないの
で、エンジン及びタービンが保護される。以上
は、更に上の容量の開度段数の場合も全く同様に
作動する。
第１図に示した装置では、腕１７と２２とのス
トロークが等しいが、装置によつては、それぞれ
のストロークを異にする場合がある。このとき
は、リンク及びレバー機構によつて連動させなが
らストロークを変更することもできるが、ガバナ
のコントロールレバーに取り付けたリンク２３に
替えて、別のアクチユエータを設け、VGS操作
用のシリンダ５，６と連動して速度制御レバーを
操作させることもできる。
トロークが等しいが、装置によつては、それぞれ
のストロークを異にする場合がある。このとき
は、リンク及びレバー機構によつて連動させなが
らストロークを変更することもできるが、ガバナ
のコントロールレバーに取り付けたリンク２３に
替えて、別のアクチユエータを設け、VGS操作
用のシリンダ５，６と連動して速度制御レバーを
操作させることもできる。
以上の例は、メカニカルガバナを使用した実施
例であるが、他の型式のガバナ、例えば、電子制
御ガバナを用いて本考案を実施することもでき
る。
例であるが、他の型式のガバナ、例えば、電子制
御ガバナを用いて本考案を実施することもでき
る。
この場合、VGSとガバナとを連動させる構成
を第４図に示す。この例では、VGS２０の腕１
７の軸着点Ｄにノズルベーン開度センサ２６の検
知用レバー２７が取り付けられており、センサ２
６の検知信号を、電子ガバナ２１を制御する制御
装置２８に入力するように構成されている。この
場合にも、故障により腕１７が固定されると、エ
ンジンの回転数は、固定されたノズルベーン２の
段数で許容される最高回転数以上とならないよう
に制御されるので、エンジン及びタービンは保護
される。
を第４図に示す。この例では、VGS２０の腕１
７の軸着点Ｄにノズルベーン開度センサ２６の検
知用レバー２７が取り付けられており、センサ２
６の検知信号を、電子ガバナ２１を制御する制御
装置２８に入力するように構成されている。この
場合にも、故障により腕１７が固定されると、エ
ンジンの回転数は、固定されたノズルベーン２の
段数で許容される最高回転数以上とならないよう
に制御されるので、エンジン及びタービンは保護
される。
本考案は、以上のとおり構成することにより、
可動ノズルベーンの開度の制御が不能になつたと
き、これと連動してエンジンの到達回転数が固定
されるので、エンジンの許容ブースト圧、及びタ
ービンの許容回転数を越えることがなく、これら
の装置を破損から保護することができる。しか
も、本考案を実施するために、設計を変更する部
分は極めて少ないので、有利に本考案を用いるこ
とができる。
可動ノズルベーンの開度の制御が不能になつたと
き、これと連動してエンジンの到達回転数が固定
されるので、エンジンの許容ブースト圧、及びタ
ービンの許容回転数を越えることがなく、これら
の装置を破損から保護することができる。しか
も、本考案を実施するために、設計を変更する部
分は極めて少ないので、有利に本考案を用いるこ
とができる。
第１図は本考案装置の一実施例による説明図、
第２図は、第１図に示す装置によるエンジンの回
転数とブースト圧との関係を示す図、第３図は、
同じくエンジン回転数と燃料流量との関係を示す
図、第４図は、別の実施例による説明図、第５図
は実施例に用いたVGSの要部説明図である。 ２……ノズルベーン、５，６……シリンダ、
７，８……ピストンロツド、１３，１４……リン
ク、１６……レバー、１７……腕、２１……ガバ
ナ、２３……リンク、２１……速度制御レバー。
第２図は、第１図に示す装置によるエンジンの回
転数とブースト圧との関係を示す図、第３図は、
同じくエンジン回転数と燃料流量との関係を示す
図、第４図は、別の実施例による説明図、第５図
は実施例に用いたVGSの要部説明図である。 ２……ノズルベーン、５，６……シリンダ、
７，８……ピストンロツド、１３，１４……リン
ク、１６……レバー、１７……腕、２１……ガバ
ナ、２３……リンク、２１……速度制御レバー。
Claims (1)
- 可動ノズルベーン型過給機のノズルベーンの開
度とガバナの回転速度制御機構とを連動させ、前
記ガバナの調速を前記ノズルベーンの開度に従動
させる制御装置を備えたことを特徴とする内燃機
関制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12884085U JPH0410347Y2 (ja) | 1985-08-26 | 1985-08-26 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12884085U JPH0410347Y2 (ja) | 1985-08-26 | 1985-08-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6238438U JPS6238438U (ja) | 1987-03-07 |
| JPH0410347Y2 true JPH0410347Y2 (ja) | 1992-03-13 |
Family
ID=31024869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12884085U Expired JPH0410347Y2 (ja) | 1985-08-26 | 1985-08-26 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0410347Y2 (ja) |
-
1985
- 1985-08-26 JP JP12884085U patent/JPH0410347Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6238438U (ja) | 1987-03-07 |
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