JPS5936660Y2 - 排気タ−ボ過給機関の燃料ラック制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は排気ターボ過給機関の燃料ラック制御装置の改
善に関する。

従来のこの種装置を第１図に示す。

同図にお・いで、０１は燃料ラック、０２は燃料ラック
ｏ１の端面への当接部即ちラックストッパで、燃料ラッ
クｏ１の最大位置を制御し、０３はアームで、部品０２
．０３は燃料ラックストッパ部材を構成する。

ｏ４は固定壁にて支持されているアーム０３の枢支点、
ｏ５はアーム０３を枢支点間りに回動させるシャフト、
ｏ６はスプリング、０７はダイヤフラムで、圧力室０８
の圧力とスプリング０６の力に応じて変位し、その変位
をシャフト０５に伝える。

０９は最大シャフトストッパで、シャフト０５の変位の
燃料増側の最大位置を決め、０１０は最小シャフトスト
ッパで、シャフト０５の変位の燃料減側の最小位置を決
める。

０１１は給気マニホルド０２３と圧力室０８とを連通さ
せる圧力バイブである。

第２図に給気圧Ｐに対してラックストッパ０２の位置を
示す。

給気マニホルド０２３の圧力が一定の圧力Ｐｂｌより低
い場合には、シャフト０５はスプリング０６の力により
最小ストッパ０１０に押当てられた状態で、ラックスト
ッパ０２はｘＲｃｌの位置にある。

機関の回転数の上昇と共に給気圧Ｐ、が圧力Ｐｂｌより
高くなると、ダイアフラム０７にかかる圧力室０８の圧
力により、スプリング０６の力に抗してシャフト０５は
変位し、ラックストッパ０２の位置はＸＲＣｌより増大
する。

さらに、給気圧Ｐ、が一定の圧力Ｐｂ２より高くなると
、シャフト０５はダイアフラム０７にかかる圧力により
最大ストッパ０９に押当てられ、ラツクストツパ０２の
位置は”ＲＣ２で頭打ちとなる。

第３図の実線はフルアクセルでの機関性能を回転数ＮＥ
に対して示す。

機関の回転数ＮＥが低下すると、給気圧Ｐ、が低下し、
機関に供給される空気量が減るため、ラック位置Ｒ６”
”’ＲＣ２（一定）のままでは煙濃度Ｒが増大するが、
給気圧Ｐ、が圧力Ｐ、２より低くなると、ラックストッ
パ位置が小さくなるため機関に供給される燃料量が減少
する。

このため、機関のトルクＴは低下するが、排出される煙
濃度Ｒは一定の意思上には増大しないようになっている
。

第４図は排気ターボ過給機関の低速域にてトルクの増大
を計るために、２台の排気ターボ過給機を設け、低速域
にてその片方をカットし、過給機の容量を小さくして、
給気圧力を高めるようにした機関である。

図において、ｏｌｏｌは機関本体、ｏ１ｏ２は排気マニ
ホルド、０１０３は給気マニホルド、０１０４゜０１０
５は排気ターボ過給機、０１０６は排気カット弁、０１
０７は給気カット弁、０１０８は排気バイパス弁であり
、排気ターボ過給機０１０５が排気カット弁０１０６及
び給気カット弁０１０７にてカットされた状態にて、機
関回転数が上昇し、給気圧力が過大に上昇するのを防ぐ
ため、給気圧信号１０９にて排気バイパス弁１０８が開
となり、排気の一部を大気へ放出する。

以上のように改良された機関に従来の燃料ラック制御装
置を装着した場合の機関性能の１台カットの状態を第３
図に破線にて示す。

実線は２台作動の場合である。

１台カットした場合、同じ回転数ＮＥでみると、給気圧
Ｐ、が高いため、給気圧Ｐ、が圧力Ｐｂ２より低下して
ラックストッパ０２が燃料減の位置に変化する回転数Ｎ
Ｅ□は２台の場合の回転数ＮＥ■よりも低く、同じ回転
数ＮＥでは１台カットした場合の方がそれだけ多量の燃
料が機関に投入されるので、トルクＴは増大している（
第３図矢印Ａで示される部分）Ｃ第５図に燃料ラック位
置が一定の場合の回転数ＮＥに対する燃料噴射量を示す
。

機関の低速域では回転数ＮＥが低い程１サイクル当りの
噴射量が減少する。

このため、第３図の回転数ＮＥ１とＮＥｎでは、給気圧
Ｐ、は同じでも、ＮＥ□の方が燃料噴射量が少なく、そ
れだけ煙濃度Ｒは低くなっている。

即ち、１台カットした場合には、同じ煙濃度の制限条件
内ではさらに燃料ラックを燃料増方向へ移動して、トル
クＴを増大できる余裕がある。

以上のことから、従来の燃料ラック制御装置を排気ター
ボ過給機容量可変の機関に装着した場合、低速域のトル
ク増大は十分計られていないことがわかる。

本考案の目的は上記の点に着目し、排気ターボ過給機容
量可変の機関、即ち過給機の１台をカットできるように
された排気ターボ過給機関において、低速域でのトルク
の増大を最大限に実現できる燃料ラック制御装置を提供
することであり、その特徴とするところは次の通りであ
る。

給気圧力の上昇と共に燃料増となる従来の燃料ラック制
御装置において、 （１）燃料ラックストッパ部材の枢支点を給気圧の上昇
と共に燃料減となるように移動せしめる第２の圧力室、
スプリング及びダイアフラムからなる制限部を設けたこ
と、 （２）かつ、この第２の圧力室に導びく圧力は過給機の
１台カット時には給気圧を、また過給機の２台作動時に
は高圧空気タンクの圧力とすることができる切替弁を設
けたこと である。

これにより、過給機の１台作動時に煙濃度の制限条件内
で最大のトルクが得られる。

以下図面を参照して本考案による実施例につき説明する
。

第６図は本考案による１実施例の燃料ラック制御装置の
断面及び構成を示す説明図である。

図において、１は燃料ラック、２は燃料ラック１の端面
への当接部即ちラックストッパで、燃料ラック１の最大
位置を制限し、３はアームで、部品２，３は燃料ラック
ストッパ部材を構成する。

４はアーム３の枢支点で、５はシャフトで、アーム３を
枢支点４回りに回動させる。

６はスプリングで、シャフト５の燃料増の方向への動き
に抗して作用する。

７はダイアフラムで、圧力室８の圧力上昇と共に燃料増
の方向へスプリング６の力に応じて変位し、その変位を
シャフト５に伝える。

９は最大シャフトストッパで、シャフト５の変位の燃料
増側の最大位置を決める。

１０は最小シャフトストッパで、シャフト５の変位の燃
料減側の最小位置を決める。

１１は圧力バイブで、給気マニホルド２３と圧力室８を
連通させる。

１２は第２のシャフトで、アーム３の中間部にある枢支
点４で連結され、その位置を変化させることによってラ
ックストッパ２を変位できる。

１３は第２のスプリングで、第２のシャフト１２の燃料
減の方向への動きに抗して作用する。

１４は第２のダイアフラムで、第２の圧力室１５の圧力
上昇と共に燃料減の方向へ第２のスプリング１３の力に
応じて変位し、その変位を第２のシャフト１２に伝える
。

１６は第２の最大シャフトストッパで、第２のシャフト
１２の変位の燃料増側の最大位置を決める。

１７は第２の最小シャフトストッパで、第２のシャフト
１２の変位の燃料減側の最小位置を決める。

１８は第２の圧力バイブで、第２の圧力室１５と高圧空
気タンク２２あるいは給気マニホルドとを切替弁１９を
介していずれか一方に連通させる。

切替弁１９は、機関の過給機の１台を排気カット弁０１
０６及び給気カット弁０１０７によってカットした状態
では第２の圧力室１５と給気マニホルド２３が連通し、
過給機が全てカットされていない状態では第２の圧力室
１５と高圧空気タンク２２とが連通ずるように、図示し
ない制御装置により切替制御されている。

上記槽底の場合の作用について述べる。

第７図は給気圧Ｐ、に対してラックストッパ２の位置の
変化を示す。

実線は切替弁１９により高圧空気タンク２２と第２の圧
力室１５が連通しているとき、破線は給気マニホルド２
３と第２の圧力室１５が連通しているときである。

実線の高圧空気タンク２２と第２の圧力室１５が連通し
ているときには、高圧空気タンク２２の圧力により第２
のダイアフラム１４は第２のスプリング１３に抗して変
位し、第２のシャフト１２は第２の最小シャフトストッ
パ１７に押当てられた状態となり、枢支点４は燃料減の
位置にある。

この状態で、給気圧Ｐ、が変化すると、圧力室８の圧力
が変化しダイアフラム７及びスプリング６の作用により
シャフト５が変位し、第７図実線にて示すように、ラッ
クストッパ２の位置は、給気圧Ｐ、がＰｂｌより低いと
きには、最小シャフトストッパ１０にて決められる位置
ｘＲｃ１にあり、圧力Ｐ、１より上昇すると給気圧Ｐ、
と共に増大し、給気圧りが圧力Ｐｂ２より高くなると、
最大シャフトストッパ９にて決められる位置ｘＲｃ２と
なる。

次に破線の給気マニホルド２３と第２の圧力室１５が連
通しているときには、第２のスプリング１３の力に比べ
て第２のダイアフラム１４の受ける第２の圧力室１５の
圧力が低いために、第２のシャフト１２は第２の最大シ
ャフトストッパ１６に押当てられた状態となり、枢支点
４は燃料増の位置にある。

この状態で、給気圧Ｐｂが上昇して行くと、（ａ）
まず、給気圧Ｐ、がＰｂ１より低くいときには、前と同
様にシャフト５は最小シャフトストッパ１０に押当てら
れているが、枢支点４が燃料増の位置にあるため、第７
図破線で示すように、枢支点４の変位量に対応した量△
ｘＲＣだけラックストッパ２の位置ｘＲｃは大きくなる
。

（ｂ） さらに給気圧Ｐ、が圧力Ｐｂ□からＰｂ２へ
と上昇するに従って、ラックストッパ位置ｘＲＣは、先
の第２の圧力室１５が高圧空気タンク２２と連通してい
る場合のラックストッパ位置”ＲＣの変化よりも△ｘＲ
ｃだけ大きくなった状態で、破線のように変化する。

（ｃ） さらに給気圧Ｐ、が上昇し、第２のスプリン
グ１３及び第２のダイアフラム１４にて決まる第２のシ
ャフト１２が変位を開始する圧力ｐｂａより高くなると
、枢支点４は燃料減の方向へ変位し、第２のシャフト１
２が第２の最小シャフトストッパ１７に押当たるまで、
ラックストッパ２は燃料減の方向へ△ＸＲＣだけ変位し
、遂には実線と同じｘＲＣ２の位置となる。

以上の説明の中で、ラック位置ｘＲＣＩ及びｘＲＣ２は
それぞれ最小シャフトストッパ１０及び最大シャフトス
トッパ９と第２の最小シャフトストッパ１７によって決
めることができ、△”ＲＣは第２の最大シャフトストッ
パ１６によって決められる。

また、圧力Ｐ、１及びＰｂ２はスプリング６及びダイア
フラム７によって決められ、圧力Ｐｂ３は第２のスプリ
ング１３及び第２のダイアフラム１４によって決められ
るものである。

また、高圧空気タンク２２の圧力は圧力Ｐｂ３以上に保
たれている。

上述のような本考案による場合は次の効果がある。

第８図に、本実施例を排気ターボ過給機容量可変の機関
、例えば２台の過給機を装着し、そのうちの１台を切替
弁によりカットできるようにした第４図に示すような機
関に適用した場合のフルアクセルでの機関性能を示す。

実線は過給機２台作動時、破線は過給機１台カット時で
ある。

過給機２台を使用する際には、切替弁１９により第２の
圧力室１５と高圧空気タンク２２とを連通させることに
より、ラック位置Ｒ６は回転数ＮＥと共に第８図実線の
ように従来機関と同様低速域にて煙濃度Ｒの限度いっば
いで作動する。

高速では勿論従来通り作動する。

過給機の１台をカットした場合には、切替弁１９により
第２の圧力室１５と給気マニホルド２３とを連通させる
ことにより、第８図破線のように、低速域では、例えば
同じ給気圧Ｐ５□に対して、ラック位置が△”ＲＣだけ
は大きくなるため、回転数に対するトルクは大巾に増大
し、煙濃度の限度いっばいのトルクを得られる。

また、回転数が上昇し、給気圧Ｐ、の過昇を防ぐための
排気バイパス弁等の作動により給気圧Ｐ、が頭打ちとな
り始める圧力ｐｂａにて、第２のシャフト１２が燃料減
の方向へ移動し始めることにより、第８図に一点鎖線で
示すようにならんとする高速域での煙濃度の過大を防ぐ
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の排気ターボ過給機関の燃料ラック制御装
置を示す断面図、第２図は給気圧に対するラックストッ
パの位置の変化を示す線図、第３図は回転数に対する機
関性能を示す線図、第４図は２台の排気ターボ過給機を
設けその１台をカット可能とした過給機関を示す説明図
、第５図は回転数に対する１サイクル当り燃料噴射量の
変化を示す線図、第６図は本考案による１実施例の燃料
ラック制御装置の断面及び構成を示す説明図、第７図は
第６図の装置の給気圧に対するラックストッパの位置の
変化を示す線図、第８図は第６図の装置を２台の排気タ
ーボ過給機を設けその１台をカット可能とした過給機関
に装着した場合の回転数に対する機関性能を示す線図で
ある。 １・・・・・・燃料ラック、２・・・・・・ランクスト
ッパ、３・・・・・・アーム、４・・・・・・枢支点、
５・・・・・・シャフト、６・・・・・・スプリング、
７・・・・・・ダイアフラム、８・・・・・・圧力室、
９，１０・・・・・・シャフトストッパ、１１・・・・
・・圧力バイブ、１２・・・・・・第２のシャフト、１
３・・・・・・第２のスプリング、１４・・・・・・第
２のダイアフラム、１５・・・・・・第２の圧力室、１
６．１７・・・・・・第２のシャフトストッパ、１８・
・・・・・第２の圧力バイブ、１９・・・・・・切替弁
、２２・・・・・・高圧空気タンク、２３・・・・・・
給気マニホルド。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. カット運転が可能にされた複数台の過給機と、ケース内
   にダイアフラムにより区画形成された圧力室と、上記過
   給機から該圧力室内に導入される給気の圧力により付勢
   されスプリングの弾力に抗して往復変位可能にされたシ
   ャフト部材と、一端が該シャフト部材に連結されると共
   に他端が燃料ラックに当接可能にされかつ中間部に枢支
   点を有するアーム部材とを具え、上記圧力室内の給気圧
   力により上記燃料ラックの燃料増方向への移動量を規制
   するように構成した燃料ラック制御装置において、第２
   のケース内に第２のダイアフラムにより区画形成された
   第２の圧力室と、上記第２の圧力室と給気通路及び該給
   気通路内の空気よりも高圧の空気源とを接続する空気路
   中に設けられ上記過給機の一部の運転をカットしたとき
   は運転中の過給機からの給気を上記第２の圧力室へ送給
   しかつ全部の過給機の運転時には上記給気の通路内の圧
   力よりも高圧の空気源からの空気を第２の圧力室へ送給
   する切替弁と、一端を上記アーム部材の枢支点に連結さ
   れ上記第２の圧力室内の空気の圧力とこれと反対方向に
   付勢される第２のスプリングの弾力との差により往復変
   位せしめられ上記空気の圧力が増加したときに上記アー
   ム部材の枢支点を燃料減の方向に変位せしめる第２のシ
   ャフト部材とを具えたことを特徴とする排気ターボ過給
   機関の燃料ラック制御装置。