JPS6111463Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は内燃機関から排気ターボ過給機へ流出
する排気ガスの流れを制御する排気ガス流制御装
置に関する。

排気ターボ過給機を用いた内燃機関は機関回転
数が低く負荷も低い状態では排気エネルギが小さ
いために過給圧力が低く、また回転数が高く負荷
も高い状態では排気エネルギが大きくなるために
過給圧力が過大となる。

このため前述の如き欠点を補うために排気エネ
ルギの小さい前者においては英国特許第925984号
明細書や第１図に示す如く排気ターボ過給機Ａの
タービンＢを２つの排気路Ba，Bbを有するもの
としてダクトＣに取付けられた排気ガス流制御装
置ＤのピストンＥによつて一方の排気路Baにの
み排気ガスを流してタービンＢに流入する排気ガ
スの流速を増大させて過給圧力を上昇させてい
た。

また排気エネルギの大きい後者においては第２
図に示す如くタービンＢに流入する排気ガスの一
部を排気ガス流制御装置ＤのピストンＥによつて
タービンＢの出口にバイパスさせてタービンＢに
流入する排気ガスを減少させて過給圧力を適正に
するようにしていた。

ところが、上記排気ガス流制御装置の排気ガス
の流れを制御するピストンは直接排気ガスにさら
されるものであるためにピストンを挿入したシリ
ンダとの間の適切な間〓が失なわれてステツクあ
るいは焼付きを生ずることがあつた。

更に、特開昭53−76213号におけるターボ過給
装置では、圧縮空気を軸受ハウジング７０に供給
し、弁軸棒５３の外表面に沿つて流動させている
が、排気ガスに接触して最も高温となる弁円板５
１付近が冷却されることがないので、上述のよう
な不具合の発生は避けることができない。

また、実開昭54−44810号公報における排気ガ
ス逃し弁装置では、弁７の軸に形成した穴４，
５，６を介して圧縮空気を還流させているが、排
気ガスにさらされて最も温度の上昇する弁先端部
が中空でないので、特開装置と同様、上述のよう
な不具合の発生は避けることができない。

本考案は上述の点に鑑みて案出したものであ
り、その目的は排気ターボ過給機のタービンに流
入する排気ガスの流れを制御する排気ガス流制御
装置のピストンのステツクあるいは焼付きを防止
して信頼性を向上せしめた排気ガス流制御装置を
提供することにあり、その要旨は２つの排気路又
は排気バイパス路を備えた排気ターボ過給機のタ
ービン入口近傍に設けられたシリンダ内に断熱空
間をもつライナを配設し、該ライナ内に中空のピ
ストンを嵌装せしめ、該ピストン内部にその先端
付近まで伸延するアダプタを配設し、圧縮機から
の加圧空気を前記シリンダ及びピストン内部を長
い流路をもつて還流せしめるようにしてなる排気
ガス流制御装置にあり、以下その一実施例を第３
図、第４図について説明する。

１は排気管１１と吸気管１２とを備える内燃機
関、２は２つの排気路２１ａ，２１ｂに流入する
機関の排気管１１よりの排気ガスにより回転せし
められるタービン２１と、前記タービン２１によ
り回転軸２２を介して回転せしめられる圧縮機２
３とを備える排気ターボ過給機である。３は排気
管１１とタービン２１とを連結するダクトで、排
気管１１からその集合通路２１に流入した排気ガ
スを２つに分配して２つの排気路２１ａ，２１ｂ
に供給する一方の通路３１ａと他方の通路３１ｂ
と、両通路３１ａ，３１ｂを連通する連通口３２
とが形成されている。４は、排気ガス流制御装置
で、第４図に詳説する如くインシユレータ４１を
介してダクト３の壁面３３に装着されたシリンダ
４２と、前記シリンダ４２内に挿入されたライナ
４３と、前記ライナ４３内に摺動自在に嵌装され
た中空のピストン４４と、前記ピストン４４の内
面に取付けられ、開放した先端４５ａをピストン
４４の先端４４ａ付近まで伸延させ、その中間に
段差を有する円筒状のアダプタ４５と、一端を後
述のカバ４７の内端面又はニツプル５５の外周つ
ば部に当接し、他端を前記アダプタ４５の段部に
当接し、同アダプタ４５を介してピストン４４を
連通口３２の方向に付勢するスプリング４６と、
加圧空気を圧縮機２３の入口側に還流するための
孔５５ａを有するニツプル５５を取付けると共に
シリンダ４２を覆うように取付けられたカバ４７
とから形成されている。また排気ガス流制御装置
４はピストン４４がアダプタ４５を介してスプリ
ング４６に付勢されることによつてその連通口３
２を閉鎖する様に取付けられるとともに先端４４
ａに作用する排気ガスの圧力が設定値に達すると
スプリング４６の取付荷重に打勝つて連通口３２
を開放し集合通路３１から一方の通路３１ａに流
れている排気ガスを他方の通路３１ｂにも流すよ
うに設定されている。

更に上記制御装置４にはシリンダ４２とライナ
４３との間およびライナ４３とピストン４４の間
に各々の接触面の両端側を除いて全周に亘つて断
熱空間４８，４９が形成されており、またピスト
ン４４とアダプタ４５間にも後端側（ピストンの
先端部４４ａと反対側）を除いて全周に亘つて空
間５０が形成されている。そしてシリンダ４２と
ライナ４３との間の断熱空間４８には圧縮器２３
から吸気管１２に供給される加圧空気の一部がシ
リンダ４２に取付けられたエルボ５１から供給さ
れるようになつている。

更に前記断熱空間４８に供給された加圧空気は
ライナ４３に明けられた小穴５２から断熱空間４
９に、更に断熱空間４９からピストン４４に明け
られた小穴５３、空間５０、アダプタの先端４５
ａ、スプリング４６の取付けられた室５４を通り
カバ４７に取付けられたニツプル５５を介して圧
縮器２３の入口に流れるようになつている。

また小穴５２および５３の位置およびアダプタ
４５の形状は圧縮器２３と吸気管１２からバイパ
スして断熱空間４８，４９に流入した加圧空気が
断熱空間４８，４９の全周を流れてシリンダ４
２、ライナ４３および最終的にピストン４４を冷
却する様に形成されている。即ち小穴５２，５３
は互に周の反対側に位置するようにまたアダプタ
４５はピストン４４の内周面に沿いかつ前述のよ
うにピストン４４の先端４４ａ付近まで伸延され
て圧縮機からの加圧空気を前記ピストン４４及び
シリンダ４２内部を長い流路をもつて還流せしめ
るようになつている。その上記ニツプル５５に明
けられた孔５５ａはピストン４４の内面、即ち室
５４に空気の圧力が作用しないような大きさに形
成されている。

以上の構成において機関１が低速（高負荷）運
転の状態では排気ガスの圧力が低いので、ピスト
ン４４はスプリング４６に付勢されて連通口３２
を閉鎖しており、排気ガスはダクト３の集合通路
３１から一方の通路３１ａを通り１つの排気路２
１ａに流出する。従がつてこの状態では機関１の
全排気ガスがタービン２１の一つの排気路２１ａ
にのみ流れることになり排気ガスが絞られたノズ
ルを通つてタービンブレード２１ｃに流れる状態
と同様な効果を生じてタービンの仕事を向上する
からタービン２１に回動される圧縮器２３が加圧
空気を増大する。

また、高速高負荷運転の状態では排気ガスのエ
ネルギが増大するためにピストン先端４４ａに作
用する排気ガスの圧力が増大する。この圧力がス
プリング４６の取付荷重を上回わる設定圧力にな
ると、ピストン４４が連通口３２を開放し、排気
ガスは集合通路３１から分配され両方の通路３１
ａ，３１ｂを通り２つの排気路２１ａ，２１ｂか
らタービンブレード２１ｃに流入するので過給圧
力を適正に保つことになる。

ところが、上記いずれの状態においてもピスト
ン４４はその先端４４ａがたえず高温の排気ガス
にさらされるために膨脹してライナ４３との〓間
を減少するが、排気ガス流制御装置４には圧縮器
２３から吸気管１２を通り機関１に供給される加
圧空気の一部がエルボ５１からシリンダ４２とラ
イナ４３との断熱空間４８、小穴５２を通りライ
ナ４３とピストン４４との断熱空間４９、ピスト
ン４４とアダプタ４５との空間５０に流れるため
に、流れる過程において、シリンダ４２、ライナ
４３および最終的にピストン４４が冷却されて殊
にピストン４４の熱膨脹がおさえられるためにラ
イナ４３とピストン４４との間〓の減少巾がおさ
えられ適切なクリアランスに保たれる。

以上のように、本考案による排気ガス流制御装
置は２つの排気路又は排気バイパス路を備えた排
気ターボ過給機のタービン入口近傍に設けられた
シリンダ内に断熱空間をもつライナを配設し、該
ライナ内に中空のピストンを嵌装せしめ、該ピス
トン内部にその先端付近まで伸延するアダプタを
配設し、圧縮機からの加圧空気を前記シリンダ及
びピストン内部を長い流路をもつて還流せしめる
ようにしてなるので、シリンダ、ライナ及びピス
トンが断熱空間の形成とその断熱空間を介しての
加圧空気の還流とによつて効果的に冷却されると
共に、特に排気ガス流に常に接触して高温度に加
熱されるピストンの先端にもアダプタによつて加
圧空気が供給されるから、従来装置にくらべ制御
装置のピストンの熱膨脹が大巾に抑止されること
になり、それによつて前記ピストンとライナとの
間〓が適正に保たれることになるから前記ピスト
ンのステツクあるいは焼付きが防止される。

また、前記アダプタはスプリングのシート作用
とピストン先端への加圧空気の供給作用を同時に
行わせるようになしたので、夫々独立したシート
用アダプタや加圧空気供給用アダプタを装着する
必要がなく、構造が簡潔化された排気ガス流制御
装置が得られる。

更に、排気ガス流制御装置をタービン入口近傍
に設けるので、機関の運転状況に応じてタービン
への排気ガス流の制御をタイムラツグを与えるこ
となく直ちに行うことができる効果がある。

尚、本実施例ではピストン４４とライナ４３と
の空間４９に機関排気ガスによつて駆動される排
気ターボ過給機２の圧縮器２３よりの加圧空気を
供給するとしたが、機関１によつて直接駆動され
る形式の極一般的な圧縮器よりの加圧空気を供給
するようにしても良い。

更に上記実施例では本考案排気ガス流制御装置
４をタービン２１の２つの排気路２１ａ，２１ｂ
に流入する排気ガスの制御装置として説明した
が、第２図に示すような過給圧力が増大した時に
タービン２１に流入する排気ガスの一部をタービ
ン２１をバイパスさせてタービン２１の出口に流
出させる装置として用いることもできることは言
うまでもないことである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の排気ガス流制御装
置を用いた従来の過給機関の一部縦断面図、第３
図および第４図は本考案の一実施例を示すもの
で、第３図は系統図を、第４図は要部拡大図を示
すものである。 １；内燃機関、２；排気ターボ過給機、３；ダ
クト、４；排気ガス流制御装置、１１；排気管、
１２；吸気管、２１；タービン、２３；圧縮器、
３１；集合通路、３２；連通口、４２；シリン
ダ、４３；ライナ、４４；ピストン、４５；アダ
プタ、４８，４９；断熱空間、５２，５３；小
穴。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ２つの排気路又は排気バイパス路を備えた排気
   ターボ過給機のタービン入口近傍に設けられたシ
   リンダ内に断熱空間をもつライナを配設し該ライ
   ナ内に中空のピストンを嵌装せしめ、該ピストン
   内部にその先端付近まで伸延するアダプタを配設
   し、圧縮機からの加圧空気を前記シリンダ及びピ
   ストン内部を長い流路をもつて還流せしめるよう
   にしてなる排気ガス流制御装置。