JPS5948287B2 - 排気タ−ビン式過給装置の警報装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の排気ガスによって駆動され、機関内
へ圧縮空気を供給する排気タービン式過給装置に関する
ものであり、更に詳細には、この種装置の異常を検知し
警報を発する排気タービン式過給装置の警報装置に関す
る。

現在各種の過給機が実用化されているが、典型的な過給
機は特開昭５０−６５７１２号公報にみられるように同
一軸上に取付けられると共にそれぞれ隔置されたタービ
ンハウジング及び圧縮機ハウジング内に設けられたター
ビン羽根車及び圧縮機羽根車とを有しており、タービン
ハウジングはガス人Ｌ−１とガス量１−］とを備え、ま
た機関の排気ガスマニホールドへ連結されている。

従って、機関より排出された排気ガスはタービンハウジ
ング内に導かれタービン羽根車を回転駆動する３３タ一
ビン羽根車が回転駆動されると同一軸上に配設された圧
縮機羽根車も同転駆動され空気を圧縮し、圧縮された空
気をこの機関の吸気マニホールドを経てシリンダ内ｌ＼
供給する。

従来、前記したタービン羽根車の回転駆動は、機関から
排出される排気量つまり機関の運転状態にのみ制御され
ていたが、近年、より効率的な過給を行うため各種の弁
と圧力制御装置とが考案実施され、過給機の圧縮機の最
高過給圧力が制御されている。

現在、一般に行われでいる方法は、排気バイパス方式と
称され、タービン羽根車に導かれる排気ガス量を、ガス
人「−１とガス量［」とを迂回させるバイパス通路をウ
ェストゲート弁と称される弁装置によって開閉させ制御
することによってタービン羽根車の回転駆動、つまり、
圧縮機の過給圧力を制御している。

以上の様な構造において、タービンハウジングに導かれ
る排気ガス量を制御するバイパス通路を開閉するための
バイパス弁は排気ガス中に存在しでおり、ガスの有害成
分と高温下（６００〜７００℃）で使用されているため
バルブガイド部で焼付きを生じ、しかも、常閉の状態で
使用されるため、圧縮機からの過給圧が所定以上の圧力
に昇圧されても弁は閉弁されたままとなっていた。

この様な状態下においては機関からの排気ガスが全てタ
ービンハウジング入口からタービン羽根車内に導かれる
ため、タービン羽根車は必要具−Ｌの高速で駆動され、
これに伴って圧縮機も駆動されついには機関の強度限界
よりくる過給限界を越えてしまい機関を損傷してしまう
という不具合を生じていた。

この様な最悪状態をさけるため所定の過給圧力以上で開
弁するリリーフ弁を圧縮捜出Ｌ１と機関シリンダとの間
に設は過給圧力が所要の設定以上に達するとリリーフさ
せる安全対策を行っていた。

しかし、これらについては過給圧力の異状上昇を運転者
に知らせる警報装置は何も設けられておらず、機関の調
子、音等によってのみ判断されていた。

また、リリーフ弁はカーボンやごみによって固着する危
険性があり、もしリリーフ弁が開かれた状態で固着する
と過給圧が上昇せず良好な過給ができないという問題が
ある。

本発明の目的は、バイパス弁の作動不良による過給圧の
異常上昇や、リリーフ弁の作動不良による過給圧不足を
警報機器を作動させて運転者に知らせることにある。

本発明の特徴は、リリーフ弁の開き作動を検出して警報
を発することにある。

以下、本発明をその実施例を示す添付図面の第１図〜第
３図に基づいて詳細に説明する。

第１図において過給機１は内燃機関２の排気マニホール
ド３及び吸気マニホールド４とそれぞれ連結されるター
ビン５及び圧縮機６を有している１タービン５はタービ
ンハウジング７内にタービン羽根車８を有してお−り、
また、圧縮機ハウジング９内に設けられた圧縮機羽根車
１０と共に同一の軸１１に配設され同時に回転する。

圧縮機ハウジング９は空気人口１２を有しており圧縮機
羽根車１０が回転駆動されると空気はハウジング９内を
圧送されさらに空気出口１３、吸気マニホールド４を介
して機関２内へ圧送される。

前記圧縮機羽根車１０は機関２から排気される排気ガス
によって回転駆動されるタービン羽根車８によって駆動
される。

タービン羽根車８が収納されるタービンハウジング７は
ガス人口１４及びガス出口１５を有しており、ガス人口
１４には排気マニホールド３を介して機関２の排出ガス
が導かれ前記タービン羽根車８が駆動される。

また、ガス人「１１４とガス出口１５との間には、ター
ビン羽根車８を迂回するバイパス通路１６が、さらに、
バイパス通路１６とガス人口１４との連結口１７を圧縮
機６の空気出口１３からの過給圧力によって開閉制御す
る弁装置１８が配設されている。

一方、圧縮機６の空気比［」１３と吸気マニホールド４
を介し機関２に至る経路には過給圧力が異常上昇時リリ
ーフされる様リリーフ弁装置１９が配設され、さらに、
このリリーフ弁装置１９の開弁時異常を検知するための
開き検出手段であるスイッチング素子２０を一体に有す
る。

以上の様な構造において本考案の動作例を説明する。

まず、機関２が低負荷、低速で駆動されている場合、タ
ービン羽根車８に導かれる排気ガス量は十分に多くない
ため、圧縮機羽根車１０によって圧送される過給圧力も
あまり昇圧されず、弁装置１８、リリーフ弁装置１９は
閉弁されている。

次に、機関２の負荷及び速度が高くなるに従って排出さ
れるガス量が増加しタービン羽根車８が高速で駆動され
始め、これに伴って圧縮機羽根車１０からの過給圧力も
上昇し始め、ついには過給圧力が所要の設定圧力以上に
昇圧される様になる。

ところが前記過給圧力は導入管２１によって弁装置１８
の圧力室２２に導かれており、設定圧力（弁装置１８内
に収納されたスプリング２３による弁２４の開弁圧力）
以上、つまり、過給限界近くの圧力に達すると弁２４は
開弁され、タービン羽根車８にのみ導かれていた排気ガ
スはバイパス通路１６を通ってガス出口１５へと導かれ
始める。

以上の様に弁装置１８が正常に作動すれば、前記動作を
繰り返し所要の過給圧力を得る。

しかし、バイパス通路１６のガス入口を開閉する弁２３
は高温下（５００〜７００℃）の排気ガス中に存在して
おり、弁２３のガイド部において焼付きを生じ開弁不良
を生じる不具合があり、この様な状態においては排気ガ
スがバイパスされることがなく全てタービン羽根車８に
導かれるため、前記高負荷、高速時に高速で回転駆動さ
れ過給圧力が過給限界を越えてしまい、ついには機関に
損傷を与えていた。

従ってこの様な機関の損傷を防止するため過給経路に、
その開弁圧力を弁装置１８の開弁圧力よりも僅かに高く
設定されたリリーフ弁装置１９を設け、前記弁２３の焼
付きによる作動不良時このリリーフ弁装置１９を開弁さ
せ余剰な過給空気を経路外へ放出し機関２を保護してい
た。

本発明はこの様なバイパス弁装置１８の弁２４等の焼付
き等に起因して生じる過給圧力の異常上昇を速やかに検
知し警報するものであり、異常時リリーフ弁装置１９の
ピストン２５は第１図スフ刃ング２６の抗力に逆って図
中右側に作動しシリンダ部２７に設けられた窓部２８が
開き、過給経路と大気とが連通さね過給空気はリリーフ
される。

この時、ピストン２５の作動が開き検出手段であるスイ
ッチング素子２０に伝えられ、警報手段であるランプ又
はブザー等の警報機器２９が作動する。

３０は一度警報が発せられると機関を停止するまで警報
を保持する等の機能を有する保安１す１路である。

また、リリーフ弁装置１９がカーボンやごみの付着によ
って開弁状態に維持さねていると、この場合もスイッチ
ング素子２０が作動して警報機器２９が作動させられる
ものである。

第２図、第３図は前記警報装置を７−ｙ）るためのリリ
ーフ弁装置１９の具体的な実施例でシリンダ部２７内に
は適当な［ｊ（拌京をもってピストン２５がスプリング
２６の抗力を受は収納されでいる。

ピストン２５には開き検出組設として作動するスイッチ
ング素子であるリー ドスイッチ３１の駆動部材である
マグネツＩ・３２が配設されている。

リードスイッチ３１ば絶縁チューブ３２、導管３３に収
納され、素子取付はケース３４内にグロメット３５、押
え板３６を介して係止部材３７によって取付けられ、リ
ードスイッチ３１の一方のリード３８は導管３３を介し
て導線３９に他方のり一ド４０は直接導線４１に接続さ
れ外部へ取出されている。

また、シリンダ部２７には第３図に示す如くリリーフ窓
部２８が設けられている。

以−トの構造において、前記した様に不具合を生じ過給
圧力が異常１−昇するとピストン２５が図中スプリング
２６の抗力に逆って右側に作動し窓部２８が開放されリ
リーフされ始める。

これと同時にビスＩ・ン２５に取付けられたマグネツ１
−３２が作動するためリードスイッチ３１のリード３８
．４０は閉路され警報を発する。

以上の様に本発明の警報装置を車載することによって、
過給圧力の異常上昇を速やかに検知及び警報することが
可能となる。

また、本発明によればリリーフ弁装置とスイッチング素
子を連動しているため、リリーフ弁装置の異常検出を行
うことができる。

ｉ−なわち、リリーフ弁装置がカーボンやごみによって
開き放しになる現象があるが、この場合いかに過給して
も過給圧が上昇しない問題がある。

そして、本発明によればリリーフ弁装置の開きを検出し
ているため、この場合でもリリーフ弁装置の異常検出を
行うことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す排気タービン式過給装
置の構成図、第２図、第３図は第１図におけるリリーフ
弁装置の具体例を示す断面図である。 ５・・・・・・タービン、６・・・・・・圧縮機、１６
・・・・・・バイパス通路、１９・・・・・・リリーフ
弁装置、２０・・・・・・スイッチング素子、２９・・
・・・・警報機器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 空気入ト−１と空気量［１とを有する圧縮機ハウジ
   ング、ガス入［−Ｊとガス出口とを有するタービンハウ
   ジング、前記ガス入［−１と前記ガス量Ｌ−Ｉをバイパ
   スするバイパス弁を備えた通路、同一の軸の両端に構成
   された前記両ハウジング内に配設された、タービン羽根
   車及び圧縮機羽根車等によって構成された排気タービン
   式過給機と、該圧縮機によって昇圧される圧縮捜出Ｌ］
   圧力を所定の圧力具−［〕においてリリーフさせるリリ
   ーフ弁装置とによって構成される排気タービン式過給装
   置において、前記リリーフ弁装置が開いたことを検出す
   る開き検出手段と、前記開き検出丁段の信号によって警
   報を発生する警報発生手段を備えたことを特徴とする排
   気タービン式過給装置の警報装置。 ２ ′ｖｆ許請求の範囲第１項において、前記開き検
   出手段と前記リリーフ弁装置を一体的に構成したことを
   特徴とする排気タービン式過給装置の警報装置。