JPS6140918Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、過給器付内燃機関の過給圧制御装置
に関し、特に排気系の過給機タービンに対するバ
イパス通路中のウエイストゲート弁を、吸気系の
過給圧を用いてダイヤフラム式アクチユエータを
動作することにより開閉させて過給圧制御する方
式における高度補正に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、例えば実開昭56−118919号公報の先行技
術に示されるように、排気系の過給機のタービン
に対してバイパス通路を設けると共に、このバイ
パス通路中に過給圧によるダイヤフラム式アクチ
ユエータの動作で開閉するウエイストゲート弁を
設け、過給圧が所定の高圧に達すると、アクチユ
エータによりウエイストゲート弁を開いて排気の
一部をバイパス通路に逃がすことにより、過給機
の回転と共に過給圧の上昇を押えるものがある。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで、ダイヤフラム式アクチユエータはダ
イヤフラムで区画された一方の制御室に対して、
その他方の室が大気に開放され、そこでダイヤフ
ラムにスプリングを付勢した構造であり、過給圧
に対し大気圧とスプリング力を加算したものとの
関係で動作するようになつている。従つてこれは
通常の低地走行のように基準側の大気圧が一定な
標準大気圧の場合にのみ通用し、高地において大
気圧が低下すると必然的に過給圧も低く押えられ
てしまい、所期のエンジン出力を得られない。

一方、かかる高地における過給圧制御対策とし
て、従来例えば特開昭53−56413号公報の先行技
術がある。これは本考案の対象とする過給圧を用
いたダイヤフラム式アクチユエータによる方式と
異なり、圧力センサで大気状態を検出してバイパ
ス通路のバイパス弁の開度を電気的に連続制御
し、大気状態に対し一定の過給圧を得るものであ
る。ところで、上記公報では圧力センサの具体的
構成が明示されていないが、単に各高度での大気
圧を検出すものでは制御装置において標準大気圧
との比較によるバルブ動作に改めねばならない。
また、圧力を電気信号に変換する必要があり、ダ
イヤフラム式アクチユエータによるウエイストゲ
ート弁の開閉動作機構を用いることができず全く
異つた動作機構になる。

〔目 的〕

本考案はこのような事情に鑑みなされたもの
で、ダイヤフラム式アクチユエータによるウエイ
ストゲート弁の動作方式において、アクチユエー
タの一方の大気に開放する基準側の高度に対する
大気圧低下に対応し、その他方の過給圧が供給さ
れる制御側を同様に圧力低下させて比較レベルを
常に等しくすれば、高度による大気圧低下に関係
なく一定の過給圧を得ることができるという点に
着目し、この場合のアクチユエータの他方の圧力
調整を単一の圧力モジユレータにより行うように
した過給機付内燃機関の過給圧制御装置を提供す
ることを目的とする。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本考案の実施例につき具
体的に説明する。まず第１図において本考案の概
要について説明すると、符号１は機関本体、２は
吸気管、３は排気管であり、過給機４がコンプレ
ツサ４ａを吸気管２に設け、タービン４ｂを排気
管３に設けて、排気により過給作用するように配
置してある。排気管３においてはタービン４ｂに
対しバイパス通路５が連通構成され、このバイパ
ス通路５に開閉用のウエイストゲート弁６が設け
られる。また、ウエイストゲート弁６を動作する
ためダイヤフラム式アクチユエータ７を有し、こ
のアクチユエータ７は本体８の内部をダイヤフラ
ム９で区画することにより制御室１０と大気開放
の室１１が形成され、ダイヤフラム９がリンク１
２を介してウエイストゲート弁６にダイヤフラム
９の撓みにより開閉すべく結合される。そして、
かかるアクチユエータ７の制御室１０が通路１３
を経て吸気管２のコンプレツサ４ａ下流側に連通
され、大気開放の室１１内でダイヤフラム９に対
してスプリング１４が付勢してある。

このような構成において、本考案によると吸気
管２とアクチユエータ７の制御室１０を結ぶ通路
１３の途中に、高地において大気圧が低下すると
アクチユエータ７の制御室１０に供給される過給
圧を調整するための圧力モジユレータ１５が挿入
されている。

圧力モジユレータ１５は第２図に詳記されるよ
うに、本体１６内がダイヤフラム１７により区画
されて過給圧室１８と圧力調整室１９に分割形成
され、この圧力調整室１９の過給圧室１８と反対
の側に開閉弁２０を介して大気に開口する大気圧
室２１が設けられ、この大気圧室２１内に金属ベ
ロー２２により密封されて標準大気圧Poを封入
しており、大気圧室２１内の大気圧に応じて伸縮
する標準大気圧室２３を有している。そして、過
給圧室１８が通路１３ａにより吸気管２に連通
し、圧力調整室１９が通路１３ｂによりアクチユ
エータ７の制御室１０に連通し、これら両室１
８，１９の間のダイヤフラム１７に所定の口径の
小孔２４が設けられ、吸気管２から過給圧室１
８、圧力調整室１９を介してアクチユエータ制御
室１０に連通した構造にし、且つ室１８，１９相
互の間に差圧を生じるようになつている。

開閉弁２０は、ダイヤフラム１７と標準大気圧
室２３の金属ブロー２２との間に弁棒２５で連結
され、室１９と２１の間に仕切り２６に弁座２７
が設けられて、弁棒２５の圧力調整室１９側に弁
座２７と係合して開閉する弁体２８が取付けてあ
る。これにより、弁棒２５と共に弁体２８は標準
大気圧室２３の金属ベロー２２の伸縮及びダイヤ
フラム１７の撓みによりいずれも移動して開閉動
作し、大気圧室２１の大気圧低下により金属ベロ
ー２２が伸びたり、または過給圧室１８に対し圧
力調整室１９の圧力の方が高いと、開いて圧力調
整室１９の圧力の一部をリークすることでその圧
力低下を図る。また逆に大気圧室２１の大気圧が
高くなつたり、または圧力調整室１９より過給圧
室１８の方が圧力が高いと、閉じることで圧力調
整室１９の圧力上昇を図る。

即ち、過給圧室１８の過給圧をPs、圧力調整
室１９の調整圧力をPw、ある高度における大気
圧室２１の大気圧をPa、標準大気圧室２３の標
準大気圧をPoとすると、開閉弁２０の開き側の
力（Po−Pa）と、閉じ側の力（Ps−Pw）のバラ
ンスにより、以下の関係になる。

Po−Pa＝Ps−Pw Pw＝Ps−（Po−Pa） 以上を第３図により説明する。いま高度Ｈにお
ける大気圧をPaとすると、大気圧は高度によつ
てグラフＡのように低下する。一方、圧力調整室
１９からアクチユエータ制御室１０に供給される
圧力Pwは、それと同じ（Po−Pa）だけ圧力低下
して同図のグラフＢのように調整される。

このように構成されることで、高度零の低地走
行では圧力モジユレータ１５において大気圧室２
１の大気圧が標準大気圧と等しいか、それより大
きいため開閉弁２０が閉じる。そこで、過給圧室
１８の過給圧は圧力調整室１９で圧力調整される
ことなく、そのままでアクチユエータ７の制御室
１０に供給されることになる。ところで、アクチ
ユエータ７は制御室１０の圧力に対し室１１の大
気圧とスプリング１４の力を加算したものとの比
較で動作することから、制御室１０に上述のよう
に過給圧がそのまま供給され、それが機関回転数
の上昇に伴つて所定の高圧に達すると、スプリン
グ力に打ち勝つてダイヤフラム９が撓む。する
と、ウエイストゲート弁６が開いて排気の一部が
バイパス通路５を経てバイパスし、こうして過給
機４の動作と共に過給圧はそれ以上上昇しないよ
うに調整される。

次いで高地での走行において大気圧が第３図の
グラフＡのように低下すると、標準大気圧との差
圧により開閉弁２０を開くようになつて、圧力調
整室１９の圧力が下る。すると、この圧力調整室
１９と過給圧室１８との間にも差圧を生じること
で、開閉弁２０を閉じて圧力調整室１９の圧力が
上るようになり、これら両作用が交互に繰り返さ
れて圧力調整室１９の圧力Pwは結局標準大気圧
と高度により低下した大気圧との差圧分（Po−
Pa）だけ低い第３図のグラフＢのように圧力調
整される。従つて、アクチユエータ７では室１１
の大気圧の低下に応じ制御室１０の圧力も同じだ
け低下したものになつて高度Ｈ以上の高度におい
ても比較レベルが上述と同一になり、これにより
過給圧はスプリング力に打ち勝つまで上昇し、そ
のスプリング力より大きくなつた時点でウエイス
トゲート弁６の開動作による過給圧制御が行われ
るのであり、この結果過給圧は第３図のグラフＣ
のように低地の場合と等しい一定のものになる。

また、過給圧が上述の上限の値から下ると、圧
力調整室１９に対して過給圧室１８の圧力が低下
することで開閉弁２０は開いて、圧力調整室１９
と共にアクチユエータ制御室１０の圧力が直ちに
小さくなる。そこで、ウエイストゲート弁６は閉
じ、小孔２４または開閉弁２０により過給圧室１
８に対し圧力調整室１９の圧力が等しいかそれよ
り高い関係になる。更に無過給の場合は圧力モジ
ユレータ１５のすべての室１８，１９，２１，２
３と共にアクチユエータ制御室１０が略標準大気
圧になつて、ウエイストゲート弁６を閉じる。

〔考案の効果〕

以上の説明から明らかなように本考案による
と、過給圧を用いたダイヤフラム式アクチユエー
タ７によるウエイストゲート弁６の動作方式にお
いて、アクチユエータ７に供給される過給圧が圧
力モジユレータ１５により標準大気圧と高度によ
る大気圧低下との関係で調整され、アクチユエー
タ７での比較レベルが常に同じになることで、一
定の過給圧が確実に得られる。このような作用を
単一の圧力モジユレータ１５により行つており、
従来と同じ圧力方式をそのまま利用できるので構
造的に簡単で実用的価値が高い。圧力モジユレー
タ１５においては開閉弁２０が中間に設置され、
その両側に大気圧低下による開弁と、それに伴い
過給圧が低下することによる閉弁の両作用を対向
して作用するように構成したので、圧力調整が迅
速に行われ過給圧の変動に充分追従し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による装置の一実施例の全体の
概略を示す構成図、第２図は圧力モジユレータの
断面図、第３図は高度に対する大気圧，圧力調
整，過給圧の特性を示す図である。 ２……吸気管、３……排気管、４……過給機、
５……バイパス通路、６……ウエイストゲート
弁、７……アクチユエータ、９……ダイヤフラ
ム、１０……制御室、１１……大気開放の室、１
３……通路、１４……スプリング、１５……圧力
モジユレータ、１７……ダイヤフラム、１８……
過給圧室、１９……圧力調整室、２０……開閉
弁、２１……大気圧室、２２……ベロー、２３…
…標準大気圧室。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 排気系の過給機タービンに対するバイパス通路
   中にウエイストゲート弁を設け、該ウエイストゲ
   ート弁のアクチユエータがダイヤフラムの一方に
   吸気系の過給圧通路により過給圧が供給される制
   御室を有し、その他方に大気開放する室を有し
   て、そこで上記ダイヤフラムにスプリングを付勢
   する過給器付内燃機関において、上記過給圧通路
   の途中に圧力モジユレータを設け、該圧力モジユ
   レータは吸気系からの過給圧が導入される過給圧
   室、圧力調整した圧力を上記アクチユエータ制御
   室に供給する圧力調整室、大気圧室および標準大
   気圧室を順次重合し、上記過給圧室と圧力調整室
   との間に小孔を有するダイヤフラムを設けて仕切
   り、上記圧力調整室と大気圧室との間に上記標準
   大気圧室のベローと前記小孔を有するダイヤフラ
   ムの変位により開閉する開閉弁を設けて構成され
   ることを特徴とする過給器付内燃機関の過給圧制
   御装置。