JPS59145331A - タ−ボ過給機付エンジンの安全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンジンの排気〃スにより駆動されるタービ
ンと、該タービンに回転軸により連結されたブロアとか
らなるターボ過給機を複数個備え、上記各タービンおよ
びブロアをエンジンの排気通路および吸気通路に夫々並
列配設してなるターボ過給機付エンジンに関するもので
ある。

従来より、ターボ過給機を用いて吸気を昇圧して充填効
率を向上させることにより、エンジンの出力性能の向上
を図る技術思想はよく知られており、現今では、エンノ
ンの高速運転時のみならず、低速運転時においても過給
によって出力性能を向上させたいという要求がある。

ところで、単一のターボ過給機によって上記の要求を満
足することは、ターボ過給機の効率という面から実際上
きわめて困難であり、複数個のターボ過給機を並設する
ことによって、かがる要求に対処しようとする技術思想
が提案されている（特開昭５０−１１８１１７号公報参
照）。

上記特開昭５０−１１８１１７号公報には、基本的には
等価な１次、２次ターボ過給機を並設し、吸気量の少な
いエンジンの低速運転時には１次ターボ過給機のみを使
用し、吸気量が増大するエンノンの高速運転時には、１
次、２次両方のターボ過給機を使用するようにしたもの
が提案されている。

ところで、ターボ過給機は、過給時には１０〜２０Ｘ１
０’　ｒ、ｐ、ｍ、といった超高速で駆動されるため、
タービンとブロアとを連結する回転軸に対する潤滑はき
わめて重要であり、通常は、オイルポンプによって供給
されるエンジンの潤滑油の一部を上記回転軸の軸受部に
供給してその潤滑を図っている。

したがって、複数のターボ過給機を併用する型式のター
ボ過給機付エンジンでは、オイルポンプによって供給さ
れる潤滑油を各ターボ過給機の回転軸に分配供給して個
々に潤滑を図る必要がある。

しかしなが呟例えば、オイルポンプの摩耗による油圧の
低下や潤滑油供給路の詰まり等によって潤滑油の供給量
が減少した場合に、減少した潤滑油を各ターボ過給機に
分配するとすると、個々のターボ過給機の回転軸に供給
される潤滑油が不足し、その結果、ターボ過給機の焼付
きを生ずるといった問題がある。

本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであって、
各ターボ過給機の回転軸１こ並列的に潤滑油を供給する
潤滑油供給路を設けるとともに、潤滑油の供給量が所定
値以下に低下したときには、一部のターボ過給機の回転
′軸への潤滑油の供給量を制限するとともに、該一部の
ターボ過給機の作動を停止させる制御装置を設け、少量
の潤滑油を他の残りのターボ過給機の回転軸の潤滑に集
中的に使用して、焼付外の発生を防止するようにしたタ
ーボ過給機付エンノンの安全装置を提供せんとするもの
である。

以下、図示の実施例に基づいて本発明を上り貝一体的に
説明する。

第１図において、１はエンジン、２はエンジン１の吸気
通路、３はエンジン１の排気通路、４はエンジン１の時
々刻々の吸気量を計量するため吸気通路２の最上流部に
介設したエア７０−センサ、５．６は吸気通路２のエア
７０−センサ４下流とスロットル弁７の上流との間で並
列に形成した第１、第２分岐吸気通路、８，９は夫々第
１．第２分岐吸気通路５，６の途中に介設したブロア８
ａｔ９ａを、排気通路３の途中を二叉に分岐して形成し
たＷＳｌ、第２分岐排気通路１０．１１に夫々介設した
タービン８ｂ、９ｂに回転軸８ｃ、９ｃにより連結して
なる基本的には等価な１次、２次ターボ過給機である。

なお、上記各回転軸８ｃ、９ｃは、・それ自体公知の構
造を有する各一対の軸受ｓｄ、ｓａ。

９ｄ、　９ｄによって軸受されており、オイルジャケラ
）８ｅ、９ｅに供給される潤滑油によって潤滑される。

上記１次ターボ過給機８は、そのタービン８ｂが第１分
岐排気通路１０をエンジン１の運転状態のいかんを問わ
ず流下する排気ブスによって常時駆動されるため、エン
ジン１の低速、高速両方の運転時にブロア８ａによる過
給を行なう。

一方、２次ターボ過給 速運転時には停止され、高速運転時においてだけ駆動さ
れるようになっている。

即ち、２次ターボ過給 設される第２分岐排気通路１１のタービン上流には、低
速時該通路１１を閉し高速時に開く排気制御弁１２が介
設されていて、エンジン１の低速運転時には、タービン
９ｂの駆動は行なわれず、２次ターボ過給 の低速運転時、駆動されない２次ターボ過給Ｒ９のブロ
ア９ａを介設した第２分岐吸気通路６を通して、１次タ
ーボ過給機８によって供給される過給気が逆流しないよ
うに、第２分岐吸気通路６の第１分岐吸気通路５との合
流部２ａ上流で、ブロア９ａの下流には、逆止弁１３を
介設している。

また、１４は前記エア７０−センサ４の出力信号を基本
人力信号として、吸気通路２のスロットル弁７の下流に
臨設した燃料噴射弁１５の開弁時間および上記排気制御
弁１２に対して設けた電磁作動の７クチユエータ１６の
作動を制御する制御回路で、第２図に示すように、噴射
パルス発生回路１７によりエア７０−センサ４によって
検出される吸気量に応じて決まる開弁時間の間燃料噴射
弁１５を開作動する一方、第１比較回路１８において吸
気量と設定値とを比較し、吸気量が設定値に達していな
いエンシ゛ン１の低速時には、前記アクチュエータ１６
を不作動に保持し、設定値以上に達すると、第１比較回
路１８の出力が立上ってデート回路１９および、増幅回
路２０を介してアクチュエータ１６を作動し、排気制御
弁１２を開作動する。

第２分岐排気通路１１が開かれると、この通路１１を流
下する排気ガスによって、タービン９ｂが駆動され、２
次ターボ過給８！９が過給を開始する。２次ターボ過給
機９の駆動が開始されると、逆止弁１３が開かれ、第１
１第２分岐吸気通路５゜６が合流する合流部２ａより下
流の下流側吸気通路２ｄからは１次ターボ過給機８によ
って供給される過給気と、２次ターボ過給＠９によって
供給される過給気の両方がエンジン１に供給される。

再び、第１図において、２１は潤滑油の循環供給源であ
るオイルパン、２２はエンジン１の出力軸（図示せず）
により駆動されるオイルポンプ、２３はオイルポンプ２
２から吐出される潤滑油をに供給するための潤滑油供給
路で、該潤滑油供給路２３は途中で、１次ターボ過給機
８のオイルシャケツ）８ｅに通ずる１次用潤滑油供給路
２４と、２次ターボ過ｔｅｆｆ１９のオイルシャケｙ　
）　９ｅに通ずる２次用潤滑油供給路２５とに二叉に分
岐している。

そして、上記１次用潤滑油供給路２４には、そガ途中か
ら油圧検出部２４゛を引出して、油圧センサ２６を設け
て、１次ターボ過給＠８の回転軸８ｃに供給する潤滑油
の圧力を検出する一方、２次用潤滑油供給路２５の途中
には、該供給路２５を開閉するノーマルクローズのソレ
ノイド弁２７を介設している。

上記油圧センサ２６は、第２図に示すように、制御回路
１４に設けた第２比較回路２８に接続し、第２比較回路
２８において予め設定された設定値と油圧センサ２６に
よって検出された１次用潤滑油供給路２４の油圧とを比
較する。この第２比較回路２８は、この油圧が設定値以
下であるときには無条件で上記デート回路１９を閉じ、
排気制御弁１２に対して設けたアクチュエータ１６を不
作動として排気制御弁１２を閉作動するとともに、２次
用潤滑油供給路２５に介設したソレノイド弁２７を閉じ
る。

即ち、潤滑油供給系に何んらの故障がない場合には、吸
気量が設定値を上廻って増加すると、第１比較回路１８
の出力が立上ってデート回路１９が開かれ、増幅回路２
０を介してアクチュエータ１６お上びソレノイド弁２７
が動作され、排気制御弁１２が開かれて、２次ターボ過
給Ｒ９が駆動されると同時に、２次用潤滑油供給路２５
が開かれて、２次ターボ過給ｌｆ！９の回転軸９ｃに対
して潤滑油が供給される。

−４、オイルポンプ２２の摩耗等の何んらがの原因で潤
滑油の供給量が低下すると、第２比較回路２８がこれを
検出してデート回路１９を無条件で閉じ、例え高速運転
域であっても、アクチュエータ１６をネ作動として、排
気制御弁１２を閉じて第２分岐排気通路１１を流下しよ
うとする排気ガスをカットして２次ターボ過給＠９の駆
動を停止腰同時にソレノイド弁２７を閉じて潤滑油の供
給をカットする。

このため、減少した潤滑油の全量が１次ターボ過給機８
のオイルジャケット８ｅに供給され、回転軸８ｃが良好
に潤滑され、焼付きを生ずることがない。

また、エンジン１の低速運転時には、第１比較回路１８
の出力が零のままであるがら、ソレノイド弁２７は閉じ
られており、２次ターボ過給機９の回転軸９ｃへの潤滑
油の供給は行なわれない。

なお、第１図においで、２９は第１．第２分岐排気通路
１０．１１の分岐部３ａとエンジン１の開の上流側排気
通路３ｕがら、１次、２次ターボ過給機８，９のタービ
ン８ｂ、９ｂの両方をバイパスして下流側排気通路３ｄ
に通ずる排気バイパス通路、３０は排気バイパス通路２
９の途中に設けた弁座３１を開閉する過給圧制御弁、３
２は過給圧制御弁３０をロッド３２ａを介してダイヤフ
ラム３２ｂに支持した過給圧制御弁３ｏの制御用ダイヤ
フラム装置、３３は制御用ダイヤフラム装置３２の正圧
室３２ｃに、第１．第２分岐吸気通路５．６の合流部２
ａ下流の下流側吸気通路２ｄの過給圧を導入する過給圧
導入通路である。この制御用ダイヤフラム装置３２のグ
イヤ７ラム３２ｂによって正圧室３２ｃ　とは仕切られ
たいま一つの室３２ｄは大気開放孔３２ｅによって大気
に連通された大気室として形成され、この大気室３２ｄ
内には、コイルスプリング３２「を縮装し、このコイル
スプリング３２「の設定荷重を、制御目標である最高過
給圧に応じて設定する。

この最高過給圧は、基本的にはエンジン１の信頼性を考
慮して設定する。

上記の構成とすれば、エンジン１の低速運転時には１次
ターボ過給Ｒ８によって、また高速運転時には１次、２
次ターボ過給機８，９によって、下流側吸気通路２ｄに
生成される過給圧が、上記最高過給圧に達すると、制御
用グイヤ７ラム装置３２の正圧室３２ｃに導入される過
給圧がコイルスプリング３２ｆの設定荷重を上廻って、
グイヤ７ラム３２ｂが変位され、過給圧制御弁３０が開
作動される結果、排気バイパス通路２９を一連に連通す
る。このため、排気の一部は排気バイパス通路２９によ
って下流側排気通路３ｄにバイパスパされ、下流側吸気
通路２ｄの過給圧を最高過給圧以下に低下させる。した
がって、エンジン１に供給される過給気は、最高過給圧
以下に維持され、エンジン１はその信頼性が損なわれる
ことなく、良好に運転され、過給による良好な出力性能
を示す。

なお、上記実施例では、エンシ′ン１の低速運転時には
１次ターボ過給機８のみを、高速運転時には１次、２次
ターボ過給機８，９の両方を使用する型式のターボ過給
機付エンジンについて本発明を適用したが、複数のター
ボ過給機をエンジンの運転状態のいかんに拘らず常時併
用する型式のものにも適用しうることはいうまでもない
。

また、上記実施例では、２次用潤滑油供給路２５にオン
、オフ式のソレノイド弁２７を用いたが、これに代えて
流量を連続的に増減制御する流量制御弁を用いるように
してもよい。

以−Ｅの説明から明らかなように、本発明によれば、各
ターボ過給機の回転軸に潤滑油を供給すゐ潤滑油供給系
に何んちかの故障が生じた場合に、ターボ過給機の焼付
きや焼付外に起因するターボ過給機の破損を確実に防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すエンジン系統説明図、第
２図は第１図の制御回路のプロ・ンク説明図である。 １　・・・エンジン ２　・・・吸気通路 ５．６・・・第１゛、第２分岐吸気通路３　・・・排気
通路 １０、１１・・・第１．第２分岐排気通路８．９・・・
１次、２次ターボ過給機 ８ａ、　９ａ−ブロア、８ｂ、　９ｂ−・・タービン、
８ｃ、　９ｃ・・・回転軸、８ｄ、　９ｄ・・・軸受１
４・・・制御回路 １８・・・第１比較回路、１９・・・ゲート回路２８・
・・第２比較回路 ２２・・・オイルポンプ ２３・・・潤滑油供給路 ２４・・・１次用潤滑油供給路 ２５・・・２次用潤滑油供給路 ２６・・・油圧センサ ２７・・・ソレノイド弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの排気ブスにより駆動されるタービンと
   、該タービンに回転軸により連結されたブロアとからな
   るターボ過給機を複数個備え、上記各タービンおよびブ
   ロアをエンジンの排気通路および吸気通路に夫々並列配
   設したターボ過給機付エンジンにおいて、 各ターボ過給機の回転軸に並列的に潤滑油を供給する潤
   滑油供給路を設けるとともに、上記潤滑油の回転軸への
   潤滑油の供給量が所定値以下になったとき一部のターボ
   過給機の回転軸への潤滑油の供給量を制限し、かつ該一
   部のターボ過給機の作動を停止させる制御装置を設けた
   ことを特徴とするターボ過給機付エンジンの安全装置。