JPH064032Y2 - タ−ボ付エンジンのブ−スト圧制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、ターボ付エンジンのターボチャージャーのブ
ースト圧を制御する装置に関し、特にエンジンの正常作
動時の吸気管のブースト圧を一定値以下に抑制する安全
弁を備えたターボ付エンジンのブースト圧を制御する装
置に関するものである。

（従来技術） ターボ付エンジンは，ターボチャージャーのタービンに
連通する排気通路と排気バイパス通路との間に設けられ
た排気バイパスバルブとこのターボチャージャーの吸気
通路に設けられ吸気管内のブースト圧を一定値以下に設
定する安全弁とを備えている。この安全弁はブースト圧
のみで作動するようにしているので安全弁の作動圧は第
３図の直線Ａで示す範囲に設定し，正常作動時であって
もそれよりも低い範囲に設定することができなかった。
その理由は正常作動線Ｂと排気バイパスバルブの故障時
の異常作動線Ｃとが著しく異なるので安全率を大きくと
る必要があることにある。従ってシリンダ内圧力が高く
なってエンジンの強度を大きくする必要がある上にター
ボチャージャーのオーバーランを生ずる欠点があった。

（考案の目的） 本考案の目的は，安全弁の正常作動時の圧力範囲を低く
設定することができ，従ってエンジンの強度を低くする
ことができる上にターボチャージャーのオーバーランを
有効に防止することができるターボ付エンジンのブース
ト圧制御装置を提供することにある。

（考案の構成） 本考案のターボ付エンジンのブースト圧制御装置は，タ
ーボチャージャーのタービンに連通する排気通路と排気
バイパス通路との間に設けられた排気バイパスバルブと
このターボチャージャーの吸気通路に設けられブースト
圧を逃がす安全弁と排気バイパスバルブの開閉を制御す
る制御手段とから成るターボ付エンジンにおいて，安全
弁と給気通路との間に設置され排気バイパスバルブが開
くときのエンジンの回転数Ｒ_１より高いエンジン回転数
Ｒ_２で開くように制御手段によって制御される電磁弁を
含んでいることを特徴としている。

このように構成すると、排気バイパスバルブが故障して
いない正常作動時には、排気バイパスバルブの開く前の
正常な範囲の過渡的なブースト圧の上昇は前段の電磁弁
によって受け止められるので、安全弁の設定値を低くす
ることができ、また排気バイパスバルブが開かない故障
時には、ブースト圧が異常に上昇するエンジン回転数は
排気バイパスバルブが開くべき際のエンジン回転数より
も高く、この際には既に電磁弁が開いているので、この
異常ブースト圧を安全弁を通して逃がすことができる。
このようにして、正常作動時の安全弁が開くときの設定
圧力を低くすることができるのでシリンダ内の圧力を低
くすることができるからエンジンの強度を小さくするこ
とができる上にターボチャージャーのオーバーランを有
効に防止することができる。

（実施例） 本考案の実施例を図面を参照して詳細に説明すると，第
１図は本考案に係るターボ付エンジンのブースト圧制御
装置１０を示し，ターボ付エンジン１２はタービン１４
とブロア１６とを含むターボチャージャー１８と，この
タービン１４に連通する排気通路２０の排気バイパス通
路２２に設けられた排気バイパスバルブ２４と，ターボ
チャージャー１８の給気通路２６に設けられブースト圧
を逃がす安全弁２８と，排気バイパスバルブ２４の開閉
を制御する中央処理ユニットの如き制御手段３０とから
成っている。排気バイパスバルブ２４は，エアタンク３
２から第１の電磁弁３４を介して供給されるエアによっ
て開閉が制御され，この第１の電磁弁３４は制御手段３
０によってエンジンの回転数Ｒ_１で開くようになってい
る（第２図参照）。

制御手段３０は，エンジンの回転数を検出する回転セン
サ３６からのエンジン回転数Ｒ及び負荷率Ｌ，エンジン
の回転状況Ｃ等を入力して排気バイパスバルブ２４つま
り第１の電磁弁３４を制御している。

また，本考案のブースト圧制御装置１０は，安全弁２８
と吸気通路２６との間に設置された第２の電磁弁３８を
含み，制御手段３０は排気バイパスバルブ２４が開く時
のエンジン回転数Ｒ_１よりも高いエンジン回転数Ｒ_２で
この第２の電磁弁３８を開くように制御している（第２
図参照）。

次に、本考案のブースト圧制御装置の動作をのべると，
エンジン１２の回転が上るにつれて排気圧力（入力圧）
が上昇し，タービン１４の回転も上昇してブロア１６の
流量が増加しブースタ圧が高くなる。従って，第３図に
示すように，ブロア１６のエンジン回転数に対するブー
スト圧が第３図の実線Ｂ_１で示すように上昇する。エン
ジンの回転数がＲ_１に達すると，排気バイパスバルブ２
４が開いて排気圧力の一部が排気バイパス通路２２にバ
イパスされるためタービン１４の回転が下って第３図の
実線Ｂ_２で示すようにブースト圧が低下する。このブー
スト圧はその後エンジンの回転数の上昇に伴なって第３
図の実線Ｂ_３で示すように上昇する。このようにしてエ
ンジンの回転数が上昇し，その回転数Ｒ_２に達すると，
第２の電磁弁３８が開くが、この時ブースト圧は安全弁
２８の設定圧力よりも低いので安全弁２８は閉じたまま
である。若し、何らかの原因でブースト圧が一時的に上
昇して安全弁２８の設定値を越えるようなことがあって
も、このようなブースト圧の上昇は未だ電磁弁３８が閉
じている排気バイパスバルブ２４が開く前に発生し、従
ってこのような高いブースト圧は電磁弁３８によって安
全弁２８から遮断されてこのブースト圧を逃がすことは
ない。若し，排気バイパスバルブ２４が故障して開かな
い場合には、この排気バイパスバルブ２４が開くべきエ
ンジン回転数を越えると、タービン１４が過回転してブ
ースト圧が異常に上昇する。この際には、電磁弁３８が
既に開いているので、この異常なブースト圧が安全弁２
８にかかって安全弁２８が直ちに働くのでこのブースト
圧が直ちに低下する。このようにしてブースト圧は安全
弁２８の設定圧力まで下げられ，タービン１４の回転数
を下げることができる。尚，第３図において線Ｄ，Ｅは
それぞれ第２の電磁弁３８及び安全弁２８の設定値を示
す。

（考案の効果） 本考案によれば，上記のように，安全弁の前段に電磁弁
を配置し，この電磁弁を排気バイパスバルブが開くとき
のエンジン回転数よりも高いエンジン回転数で開くよう
にしたので安全弁の設定値を低く抑えて排気バイパスバ
ルブが故障していない正常作動時の安全率を小さくする
ことができ，従ってシリンダ内の圧力を低くしてエンジ
ンの強度を小さくすることができる上にターボチャージ
ャーのオーバーランを有効に防止することができる実益
がある。

また、排気バイパスバルブが故障していない正常作動時
には、排気バイパスバルブが開く前の正常な範囲の過渡
的なブースト圧の上昇は前段の電磁弁によって受け止め
られるので、このような正常な範囲の高いブースト圧を
逃すことはない。

更に、排気バイパスバルブが開かない故障時には、ブー
スト圧が異常に上昇するエンジン回転数は排気バイパス
バルブが開くべき際のエンジン回転数よりも高く、この
際には既に電磁弁が開いているので、この異常ブースト
圧を安全弁を通して確実に逃がすことができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本考案に係るターボ付エンジンのブースト圧制
御装置の概略系統図，第２図は本考案に用いられる第１
及び第２の電磁弁の開く時期を示す説明図，第３図は本
考案の装置によって得られるエンジン回転数−ブースト
圧特性を示す線図である。 １０……ブースト圧制御装置，１２……エンジン，１４
……タービン，１６……ブロア，１８……ターボチャー
ジ，２０……排気通路，２２……排気バイパス通路，２
４……排気バイパスバルブ，２６……吸気通路，２８…
…安全弁，３０……制御手段，３６……回転センサ，３
４……第１の電磁弁，３８……第２の電磁弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ターボチャージャーのタービンに連通する
   排気通路と排気バイパス通路との間に設けられた排気バ
   イパスバルブと前記ターボチャージャーの吸気通路に設
   けられブースト圧を逃がす安全弁と前記排気バイパスバ
   ルブの開閉を制御する制御手段とから成るターボ付エン
   ジンにおいて、前記安全弁と前記吸気通路との間に設置
   され前記排気バイパスバルブが開くときのエンジン回転
   数Ｒ_１より高いエンジン回転数Ｒ_２で開くように前記制
   御手段によって制御される電磁弁を含んでいることを特
   徴とするターボ付エンジンのブースト圧制御装置。