JPH0577848B2 - - Google Patents

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JPH0577848B2
JPH0577848B2 JP62175024A JP17502487A JPH0577848B2 JP H0577848 B2 JPH0577848 B2 JP H0577848B2 JP 62175024 A JP62175024 A JP 62175024A JP 17502487 A JP17502487 A JP 17502487A JP H0577848 B2 JPH0577848 B2 JP H0577848B2
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Hanaueru Horusuto
Fuorutonaageru Manfureeto
Buruumenzaato Kurausu
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Daimler Benz AG
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Daimler Benz AG
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    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/02Arrangement of sensing elements
    • F01D17/04Arrangement of sensing elements responsive to load
    • 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
    • F02B37/22Control of the pumps by varying cross-section of exhaust passages or air passages, e.g. by throttling turbine inlets or outlets or by varying effective number of guide conduits
    • 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
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/16Control of working fluid flow
    • F02C9/20Control of working fluid flow by throttling; by adjusting vanes
    • 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
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、空気圧の作用を受ける操作駆動装置
を介して、タービン案内羽根が、内燃機感負荷の
上昇の際、閉鎖位置の方向に操作され、過給圧力
の上昇の際開放位置の方向に操作される、内燃機
関のタービン式過給機の制御装置に関する。
〔従来の技術〕
ドイツ連邦共和国特許出願公開第2943729号明
細書から、タービン式過給機のタービン案内羽根
を制御して、低負荷範囲から中負荷範囲への移行
の際タービ案内羽根が開放位置か閉鎖位置へ動か
され、中負荷範囲から高負荷範囲への移行まで留
まり、続いて再び開放位置へもたらされるように
することは公知である。このような制御は、正の
負荷変化の際時に低負荷範囲から高負荷範囲への
変化の際、タービン式過給機がよく応動せず、即
ち圧縮機が噴射される燃料量に応じた過給圧力を
確立するまでに、比較的長い時間が経過する。
更に出願人の工場ハンドブツク“1985年型乗用
車米国版”の“107、123、126、201型、103ペー
ジ”の章には、特に機関負荷及び過給圧力に関係
して空気圧で作用する圧力変換器により自動変速
機制御用負圧を発生する装置が示されている。し
かしこの文献には、タービン式過給機のタービン
案内羽根をどのように制御すべきかについても何
も述べていない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の課題は、簡単な構成タービン式過給機
のタービン案内羽根を負荷に関係して制御する装
置を提供することである。
〔問題点を解決するための手段〕
この課題を解決するため本発明によれば、操作
駆動装置が接続される圧力変換器が、2つの膜に
より互いに隔離される3つの制御空間を持ち、第
1の制御空間に、操作駆動装置に通じる導管と、
真空ポンプに通じかつ第1の制御空間と第2の制
御空間との間にある弁により開閉される導管が接
続され、第2の制御空間に、内燃機関の噴射ポン
プに設けられる調節レバーの位置に関係して変調
される負圧を供給する導管が接続され、第2の制
御空間に接続されるこの導管に、内燃機関の無負
荷でこの導管を遮断すると共に真空ポンプを第2
の制御空間に接続する弁が設けられ、第3の制御
空間に、タービン式過給機の過給空気導管から分
岐して過給圧力を供給する空気圧導管が接続され
ている。
〔発明の効果〕
こうして本発明によれば、簡単に構成される圧
力変換器と、その負圧及び過給圧力への接続手段
とにより、タービン過給機のタービン案内羽根
を、内燃機関のあらゆる負荷範囲で、この負荷に
関係して制御することができ、しかもタービン案
内羽根の全く衝撃なしの制御が可能となる。
〔実施例〕
第1図は、タービン式過給機2により過給され
か過給空気導管3と排気ガス導管4とを持つデイ
ーゼル内燃機簡1を示している。タービン式過給
機2のタービン部分5は、空気圧を受ける操作駆
動装置6により操作可能な可変タービン案内羽根
を備えている。タービン案内羽根は、タービン羽
根が最小断面を介してのみ排気ガスを受ける閉鎖
位置と、流入断面が最大である開放位置との間
で、いかなる位置もとることができる。
操作駆動装置6は負圧導管7を介して制御負圧
pVTGを受け、空気圧で作用する圧力変換器8が、
内燃機関1の噴射ポンプ9に設けられた調節レバ
ー10の位置と過給空気導管3内の圧力pLとに関
係してこの制御負圧を発生する。
圧力変換器8自体はケース11を含み、このケ
ース11内で連結素子12を介して互いに固定的
に結合された2つの膜13及び14が、ケース1
1と共に3つの制御空間15〜17を形成してい
る。膜13は膜14より大きい表面を持つてい
る。ケース11には4つの空気圧接続口18〜2
1が設けられ、そのうち接続口18及び19は制
御空間15へ通じ、接続口20は制御空間16へ
通じ、接続口21は制御空間17へ通じている。
膜13は、ばね23により連結素子12に指示さ
れる弁板24により閉鎖可能な開口22を持つて
いる。更に弁板24により接続口18も閉鎖する
ことができる。膜13は調整ばね25を介してケ
ース上部に指示されている。膜13の下側に設定
ばね26が当り、その予荷重は可変ストツパ27
により外部から制御可能である。
接続口18に設けられている負圧導管28を介
して、圧力変換器8は真空ポンプ29に直接接続
されている。導管28から負圧導管30が分岐し
て噴射ポンプ9に設けられた負荷制御弁31へ通
じ、この負圧制御弁はリンク32を介して噴射ポ
ンプ9の調節レバー10に結合されている。この
負圧制御弁31により、真空ポンプ29により発
生される負圧が調節レバー10の位置に応じて
(例えば通気により)変調され、接続口20に取
付けられた負圧導管33を介して圧力変換器8の
制御空間16へ供給される。負圧変調は、調節レ
バー10の振れが大きくなり、即ち燃料噴射量が
増大すると、接続口20を介して圧力変換器8へ
供給される振圧pUSVが大きくなるように行なわれ
る。しかし負圧制御弁31は、制御空間16内の
負圧が各時点に全負荷でも制御空間15内の負圧
より小さいように設計されている。
導管33は更に電子制御可能な電磁弁34が設
けられて、必要な場合接続口20を負圧制御弁3
1に接続するか(弁34の矢印35)、又は導管
33の最初の部分を遮断即ち閉鎖し、同様に導管
28から分岐する導管36を介して真空ポンプ2
9への接続を行なう(弁34の矢印37)。過給
圧力pLの影響も考慮するため、過給空気導管3か
ら別の空気圧導管38が分岐し、この導管を介し
て圧力変換器8の制御空間17が過給圧力pLを受
ける。操作駆動装置6は、導管7内の負圧の上昇
につれてタービン案内羽根を閉鎖位置の方向へ動
かすように設計されている。
圧力変換器8の構造によつて、定常運転点で
は、第1に負圧制御弁31において変調されて膜
13の大きい表面のため矢印39の方向に作用す
る負圧により生ずる膜力と、第2に矢印39の方
向とは逆に膜14に作用する過給圧力pLの力と、
第3に矢印39の方向とは逆に操作駆動置6に生
ずる負圧から上の膜13に作用する力と、第4に
矢印39の方向に作用する調整ばね力及び設定ば
ね力の合力との間に、力の平衡が行なわれてい
る。
接続口20にかかる負圧が大きくなり、即ち噴
射量が増大すると、膜表面の大きさの相違のた
め、膜の系が矢印39の方向へ動き、それにより
弁板24が接続口18から離れ、制御空間15の
負圧も操作駆動装置6にかかる負圧も大きくな
る。前述した力の平衡が与えられるような大きさ
に制御空間15内の負圧が達するまで、弁板24
は接続口18から離れたままである。さて過給圧
力pLが上昇すると、膜の系が矢印39の方向とは
逆に上方へ押され、それにより弁板24は膜13
の開口22から離され、その結果再び力の平衡が
与えられるまで、制御空間16内の引続き減少す
る負圧により制御空間15内の負圧の減少が行な
われる。この段階で真空接続口18は弁板24に
より閉鎖される。制御空間15内の負圧の減少
は、操作駆動装置6を介してタービン案内羽根を
開放位置の方向へ動かす。同じことが機関付加の
減少についても言える。この場合も今や制御空間
16の負圧が低下するため、膜の系は矢印39の
方向へ動くので、制御空間15は同様に力平衡の
生ずるまで開口22を介して通気される。
圧力変換器8にある接続口20が真空ポンプ2
9に直接接続される(矢印37)ように電磁弁3
4が切換れられると、膜の系は矢印39の方向に
動き、それにより再び平衡が行なわれるまで制御
空間15の負圧が直ちに上昇するが、これは制御
空間15に最大負圧がかかる時始めておこる。タ
ービン式過給機2のタービン案内羽根について、
これはタービン案内羽根が閉鎖位置へ動くことを
意味する。電磁弁34は無負荷で前述した切換え
位置をとる(第2図とその説明を参照)。
第2図の線図40にはpVTG=f(pUSV、pL)即ち
圧力変換器8の作用が定性的に示されている。線
図40の横座標41は、調節レバー10の振れに
関係して負圧制御弁31により変調される負圧
pUSVを示し、この負圧は調節レバーの振れの大き
くなるにつれて上昇する。負圧pUSVLLは無負荷に
おいて、またpUSVLLは全負荷において生ずる。
縦座標42には、タービン案内羽根を操作する
操作駆動装置6を制御する制御負圧pVTGが記入さ
れている。ここでpVTGaufはタービン案内羽根を完
全に開放位置へもたらす負圧を意味し、pVTGzu
タービン案内羽根を完全に閉鎖位置へもたらす負
圧を意味する。
瞬間過給圧力pL1においてpUSV1からpUSV2への正
の負荷変化の際、圧力変換器8ではまず特性曲線
43に従つてΔpVTGだけ制御負圧の上昇が行なわ
れ、それにより特性曲線43の傾斜に応じて、即
ち圧力変換器8の設定に応じて、タービン案内羽
根が閉鎖位置(pVTGzu)の方向へ向き、それによ
りこの負荷変化ΔpUSVに対して、タービン式過給
機2を速やかに加速するのに最適な前提条件が与
えられる。しかし時間の増大につれて、今や排気
ガス流量が増大するため、過給圧力pLも上昇す
る。今や圧力変換器8が制御負圧pVTGをそのつど
の過給圧力pLに合わせることにより、この過給圧
力上昇が考慮され、それによりタービン案内羽根
は再び開放位置方向へ動かされる。個々の線44
は一定の過給圧力pLを持つ特性曲線であり、過給
圧力は矢印45の方向に高くなる。
さて負荷pUSV2において一定の過給圧力pL2(特性
曲線46)が現われるまで、タービン案内羽根は
開放位置の方向へ動かされる。この運転点でター
ビン案内羽根は負圧pVTGEに相当する位置にある。
これと同じように負の負荷変化の際、タービン
案内羽根はまず一定の過給圧力を持つ特性曲線に
沿つて開放位置の方向へ案内され、続いて負荷減
少のため過給圧力が減少すると、定常運転点に達
するまで、タービン案内羽根が再び閉鎖位置の方
向へ案内される。
無負荷からの負荷変化の際、特にタービン案内
羽根をいずれにせよ閉鎖位置の近く又は完全に閉
鎖位置へ案内せねばならないような比較的大きい
負荷変化の際、大きすぎる時間遅れが生じないよ
うにするため、無負荷でタービン案内羽根を閉鎖
位置に保持(点47)するのがよい。これは、無
負荷において圧力変換器8にある接続口20真空
ポンプ29へ直接接続する切換え位置(第1図の
矢印37)へ電磁弁34をもたらすことによつて
行なわれる。
制御負圧を重畳できるようにするため、圧力変
換器8と操作駆動装置6との間の導管7に排気弁
を設けて、これを例えば温度、回転数等のような
内燃機関の特定の運転パラメータに関係して開
き、これにより操作駆動装置6に大気圧がかかつ
てタービン案内羽根を開放位置へもたらすことか
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による方法を実施する装置の実
施例の原理図、第2図は調節レバーの位置に関係
して変調される負荷信号pUSVとタービン案内羽根
又はこれを操作する操作駆動装置を過給圧力pL
影響の下で制御する制御負圧pVTGとの定性的関係
pVTG=f(pUSV、pL)を示す線図である。 1……内燃機関、2……タービン式過給機、6
……操作駆動装置、3,7,28,33,38…
…導管、8……圧力変換器、9……噴射ポンプ、
10……調節レバー、13,14……膜、15,
16,17……制御空間、24,34……弁、2
9……真空ポンプ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 空気圧の作用を受ける操作駆動装置を介し
    て、タービン案内羽根が、内燃機関負荷の上昇の
    際、閉鎖位置の方向に操作され、過給圧力の上昇
    の際開放位置の方向に操作されるものにおいて、
    操作駆動装置6に接続される圧力変換器8が、2
    つの膜13,14により互いに隔離される3つの
    制御空間15,16,17を持ち、第1の制御空
    間15に、操作駆動装置6に通じる導管7と、真
    空ポンプ29に通じかつ第1の制御空間15と第
    2の制御空間16との間にある弁24により開閉
    される導管28に接続され、第2の制御空間16
    に、内燃機関の噴射ポンプ9に設けられる調節レ
    バー10の位置に関係して変調される負圧を供給
    する導管33が接続され、第2の制御空間16に
    接続される導管33に、内燃機関の無負荷でこの
    導管33を遮断すると共に真空ポンプ29を第2
    の制御空間16に接続する弁34が設けられ、第
    3の制御空間17に、タービン式過給機2の過給
    空気導管3から分岐して過給圧力を供給する空気
    圧導管38が接続されていることを特徴とする、
    内燃機関のタービン式過給機の制御装置。
JP62175024A 1986-07-18 1987-07-15 内燃機関のタービン式過給機の制御装置 Granted JPS6329024A (ja)

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DE19863624248 DE3624248A1 (de) 1986-07-18 1986-07-18 Verfahren zur ladedruckabhaengigen steuerung des turbinenleitapparates des turboladers einer brennkraftmaschine
DE3624248.9 1986-07-18

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JPS6329024A JPS6329024A (ja) 1988-02-06
JPH0577848B2 true JPH0577848B2 (ja) 1993-10-27

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US (1) US4773225A (ja)
JP (1) JPS6329024A (ja)
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FR (1) FR2601720B1 (ja)
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