JPS601230Y2 - 過給機関 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、過給機関に関腰詳しくは、機関の低回転、低
負荷時に、過給機のタービンを効果的に回すことができ
る過給機関の弁装置を、容易に開弁できるように改良し
た過給機関に閤する匂のである。

１排気式過給機関は、機関の排気を利用してタービ
ンを回し、、このタービンにより駆動されるコンプレッ
サで吸気を供給するようにしている。

しか腰この種の過給機関は、回転数力、よ低く、負荷も
低い時に、ケ、排気エネルギも小さいのでタービンが正
常に作動しない。

従って、低回転低魚荷時にはこれが＝種の抵抗として作
用すする外コ、イ１プレツサによ、る、吸気の供給が悪
いため低負荷時においては、過給機関の燃費は、無過給
機関の燃費よりも悪いものとなる。

そこで、前述した問題を解決するために第１図ａに示す
ように、タービン２ａが位置する排気通路１のタービン
入口側からタフビンノズル３に至る間を２つの通路１ａ
、ｌｂに分書１シて、機関の低回転、低負荷時には、弁
装置により一方の通路１ａを閉め、他方の通路１ｂに排
気を集中させることにより、タービン２ａを回転させる
ための排気流速、すなわち排気によるエネルギを増大さ
せてタービン２ａを効果的に回転させる過給機関が開発
された。

しかし、第１図ａに示す弁装置４ａは、バタフライ弁で
あるため１．弁板がたわみによって変形したり、支点部
分が摩、耗しやすいため耐久性がない欠点がある。

また、第１図すに示す弁装置４ｂとしてポペット弁が採
用されているが、この弁は、開弁時に分割した一方の通
路１ａ内に位置するため排気の流れに対する抵抗となり
、予期した排気エネルギが１ 得られない。

したがって、これらの問題を解決するために第１図Ｃに
示すように、開弁時に排気の流れに対する抵抗とならな
いように、通路断面積の広い排気通路１側、すなわち、
分割した一方の通路１ａの外側にポペット弁力、）らな
る弁装置４ｃを配置して、開弁時に前記−、方の通路１
ａの外側に弁が開くようにすれば、一方の通路１ａ内に
は排気の流れに対する抵抗がなく、なるので、所望の排
気エネルギを得ることができる。

しかし、弁装置４Ｃをこのように配置すると、弁を閉じ
た時に図のようにガス圧Ｐ、が作用し、一方の通路１ａ
内の圧力Ｐ２との間に差圧が生じる。

したがって、この弁装置の弁開閉機構は、前記ガス圧Ｐ
１に抵抗して開弁しなければならず、また、弁の熱ある
いはカーボン等による弁座への付着防止も加味しなけれ
ばならない関係上、極めて大形化するという問題があっ
た。

そこで本考案は、タービンが位置する排気通路のタービ
ン入口付近からタービンノズルに至る間を複数に分割し
た通路にして、その一部を開閉する弁装置の弁開閉機構
を小形化しても、排気圧に影響されることなく容易に開
弁できる過給機関を提供することを目的とする。

この目的を遠戚するための本考案は、タービンのタービ
ンノズルに至る通路を複数の独立した通路ｉト分割し、
その一部の通路に排気圧力に抗して開弁する弁体を設け
、機関の回転数および負荷に応じて前記弁体を開閉して
タービンノズルへの排気め流量を変化させるように構成
した機関において、□：１１前記弁体は、外周部で弁座
に接触腰内部に一蔀の通路の上流および下流を結ぶ導通
孔を備えた弁板と、この弁体閉弁時には前記導通孔を閉
止し、開弁時には弁板の開弁に先行して開弁される閉−
ｊＥ弁：と、弁板リフト部を備えた弁棒と、弁体開弁時
にこの弁棒をリフトする弁駆動装置とを有する過給機関
を特徴とするものである。

次ｃ’−第２図〜第５図により本考案の実施例を説明す
礼第２図において、機関の排気通路１内には過給機２の
タービン２ａが位置している。

前記排気通路１は、タービン２ａの入口付近から多二仁
゛ンノズル３までの間が、複数、例えば２つめ通路１ａ
、ｌｂに分割されており、各通路１ａ’、 ’ １’
ｂはタービンノズル３付近で通路断面積が狭くなるよう
に絞られている。

こｄように形成した前記通路１ａ、ｌｂのうち一力メ通
路１ａは、弁装置４により機関の運転状態＆とよ弓て開
閉するように或されている。

すなわち、□機関が低速、低負荷回転している時は、排
気工峯ル￥゛か小さく充分タービン２ａを回転させるこ
と□力に′で１Ｓないため、この状態の時は、前記弁装
置４＆ど・主ｌり一方の通路１ａを塞ぎ、他方の通路１
ｂにＵｌ気’ｃ集中させる。

そして、タービンノズル３から流速の増大した排気をタ
ービン２ａに流すことによりタービン２ａに効果的に回
転させて、図示しないコンプレッサにより吸気を機関に
供給し、機関が高速回転に達したら弁装置４により一方
の通路１ａを開通することにより、エネルギが大きくな
った排気を各通路１ａ、ｌｂに分散させてタービン２ａ
を回すようにする。

このようにして過給機を機関の運転状態によって制御す
れば燃費の良好な機関が得られる。

上述したようにして使用される前記弁装置４を説明する
と、前記一方の通路１ａの入口には弁座５が形成されて
いる。

この弁座５には、ポペット形の弁体６が、一方の通路１
ａの外側、すなわち排気の上流側から着座しており、こ
の弁体６は、弁棒７により第２図上下方向に移動するよ
うに威されている。

前記弁棒７は、弁体６を作動させる弁駆動装置８、例え
ば、図１に示すチャンバ′９に流体源１０から電磁弁１
１を介して圧力流体を流入させることにより開弁方向□
に移動し、圧力流体を抜くことによりスプリング１２で
閉弁方向に移動するようになされている。

この際、前記電磁弁１１は、アクセルや燃料弁のコント
ロールラック等の位置により０Ｎ−ＯＦＦするスイッチ
１３で制御される。

なお、弁の開閉装置８は、この実施例の他のソレノイド
や小型モータ等電気的なものでも主い。

さて、ここで例えば、弁体６と弁棒７と接続部に設けた
導通機構１４を説明する。

この導通機構１４は、前記一方の通路１ａと上流側の排
気通路１との差圧を開弁に先だって解除するために設け
られたものである。

これを第３図で詳細に説明すれば、弁体６の中央に導通
孔６ａを穿設する一方、前記弁棒７の先端部１こ円錐状
の閉孔部・１５ａと逆円錐状の弁抜は止めｉ’１５ｂを
前記導通孔６ａより小径の連結部１５ｃで連結した導通
体１５を形成し、この導通体１５の閉孔部１５ａ及び弁
抜は止め部１５ｂの最失擦葛導通孔６ａよりも大径にし
た上で、導通体１５を導通孔６ａに遊嵌している。

更に詳述すれば本考禦＆トおいては弁体６（弁板）とこ
れを支持する弁棒７とが直接的に固定されているのでは
なく、弁棒１が若干移動した時に弁体６が移動して本来
の弁体６の作動を行うように、いわゆる弁板リフト部と
称する遊び区間が形成されている。

そして、この弁体６、即ち弁板にはその上下面を導通す
る導通孔６ａが設けられ、この導通孔６ａに閉止弁（弁
体７の先端に設けた閉孔部１５ａ）が設けられており、
この閉止弁は弁体６、即ち弁板が開弁するのに先立って
開弁して弁体６の上下の差圧を除去する機能を有するも
のである。

なお、この実施例においては導通孔６ａ内＆；この導通
孔６ａよりも弁棒７の先端部を小径にした連結部１５ｃ
と、その部分に間隔を明けて設けた閉孔弁を構成する閉
孔部１５ａ（弁体６が閉弁した状態で導通孔６ａを完全
に閉止する部分）と、止め部１５ｂ（弁板の抜けを防止
する部分）が形成されており、更に閉孔部１５ａと止め
部１５ｂとの間□で弁板の遊び区間であるリフト部を構
成している。

、、・従って、本考案は、弁体として弁板と、この弁板
に設けた導通孔と、この導通孔を開閉する閉孔弁と、弁
板と弁棒との間の遊び区間であるリフト部を持って連結
されている弁棒より構成され、弁板が作動する前に前記
導通孔を開孔する手段と、更にこの弁棒をリフトする弁
駆動装置が設けられている点に特徴がある。

前記閉孔弁は、弁板の開弁に先立って弁板の表裏面の差
圧を解除する機能を有するものであれば良く、従って弁
棒の動きに合わせて開弁する機能を有するものであれば
他の形式のもの七あっても良い。

さて、前記第２図及び第３図の実施例において、いま、
閉弁状態の時は、弁体６の導通孔６ａ下縁に導通体１５
の閉孔部１５ａが当接している。

この状態で排気通路１内を排気が流れると、排気は他方
の通路１ｂを通ってタービン２ｂを回すため、一方の通
路１ａは負圧状態になる。

一方、弁体６の下方の排気通路１内には排気圧が作用す
るので、第３図に示すように、弁体６の上下の通路内の
圧力はＰｉ＞Ｐ２となって排気圧Ｐ□により弁体６を弁
座５に押し付けることになる。

しかし、チャンバ９により弁棒７が開弁のために下り始
めると、弁体６は、排気圧Ｐ１の作用にょってその位置
を保持した状態で導通体１５だけが第３図の仮想線位置
まで下る。

したがって、導通孔６ａが開孔するので、一方の通路１
ａと排気通路１の圧力差がなくなり、弁体６の排気圧Ｐ
１による押圧力は急激に弱まる。

この状態からチャンバ９によ６弁棒７を更に下げると弁
体６は容易に弁座５から離れることになる・
： なお、弁体６と弁棒７とは、導通孔６ａに導通体１５を
遊嵌した状態にあるため、例えば、第４図に示すように
弁棒７と弁体６との間にスプリング１６を介在さて弁体
６のガタつきを防止するのが好ましい。

また、開弁する際、弁棒７が下ることにより、導通体１
５の弁抜は止め部１５ｂて瞬間的ではあるが導通孔６ａ
を塞ぐことになるので、第４図に示すように導通体１５
にバイパス孔１５ｄを穿設するか、又は、第５図に示す
ように弁抜は止め部１５ｂの外周に適宜バイパス溝１５
ｅを形成するのが好ましい。

以上のように本考案によれば、弁装置の弁開閉機構を小
形化しても、排気圧に影響されることなく容易に開弁で
きる。

したがって、機関の運転状態に迅速に対応して排気通路
が開閉されるので、常に良好な運転状態を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、 ｂ、 ｃは従来の過給機関における弁装置
部を示す断面図、第２図は本考案の過給機関における弁
装置部を示す断面図、第３図は、弁装置の導通機構を示
す断面図、第４図、第５図は他の実施例を示す断面図と
斜視図である。 １・・・・・・排気通路、２・・・・・・過給機、２ａ
・・・・・・タービン、３・・・・・・タービンノズル
、１ａ・・・・・・一方の通路、１ｂ・・・・・・他方
の通路、４・・・・・・弁装置、６・・・・・・弁体、
１４・・・・・・導通機構、Ｐｌ・・・・・・排気圧力
。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 過給機関を構成するタービンのタービンノズルに至る通
   路を複数の独立した通路に分割し、その一部の通路に排
   気圧力に抗して開弁する弁体を設け、機関の回転数およ
   び負荷に応じて前記弁体を開閉してタービンノズルへの
   排気の流量を変化させるように構成した機関において、
   前記弁体は、外周部で弁座に接触し、内部に一部の通路
   の上流および下流を１結ふ導通孔を備えた弁板、と、こ
   ρ弁体閉弁時には前記導通孔を閉止し、開弁時には弁板
   の開弁に先行して開弁される閉孔弁と、弁板リフト部を
   備え、た弁棒と、弁体開弁時にこの弁棒をリフトする弁
   駆動装置とを有することを特徴とする過給機関。