JPS6212832Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、過給機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
圧を検出する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内にダイヤフラム１７により区画
された圧力調整室１８と過給圧室１９が形成さ
れ、過給圧室１９の圧力調整室１８と反対の側に
標準大気圧Poを封入する標準大気圧室２０が設
けられ、この標準大気圧室２０に対しダイヤフラ
ム２１を介して大気に開口する大気圧室２２が形
成され、こうして４つの室１８，１９，２０，２
２がこの順で下から上に重合してある。そして、
圧力調整室１８と過給圧室１９が共に通路１３ａ
により吸気管２に連通し、圧力調整室１８の入口
には所定の口径の絞り２３が設けられて室１８と
１９の間に差圧を生じるようになつており、更に
この圧力調整室１８は通路１３ｂによりアクチユ
エータ制御室１０に連通している。

また、圧力調整室１８には開閉弁２４が設けら
れており、この開閉弁２４は室１９と２０の間の
仕切り２５を気密に貫通しして両ダイヤフラム１
７と２１に連結する弁棒２６を有し、この弁棒２
６の先端の弁体２７が圧力調整室１８を形成する
本体１６側で大気に開口する弁座２８と係合して
開閉するように構成されている。これにより、開
閉弁２４は弁棒２６と共に弁体２７がいずれかの
ダイヤフラム１７，２１の撓みによつて移動して
開閉動作するようになり、室２２の大気圧が室２
０の標準大気圧より低下したり、または室１９の
過給圧が下ると、開閉弁２４が開いて圧力調整室
１８の圧力がその一部を大気に排出することで低
くなる。また逆に、大気圧が高くなつたり、また
は圧力調整室１８の圧力が下ると、開閉弁２４が
閉じて圧力調整室１８の圧力上昇を図る。

即ち、圧力調整室１８の調整圧力をPw、過給
圧室１９の過給圧をPs、標準大気圧室２０の標
準大気圧をPo、大気圧室２２の高度により変化
する大気圧をPaとすると、開閉弁２４の開き側
の力（Po−Pa）と、閉じ側の力（Ps−Pw）のバ
ランスにより、以下の関係となる。

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、大気圧は高度が増
すに従つてグラフＡのように低下する。一方、圧
力調整室１８からアクチユエータ制御室１０に供
給される圧力Pwも、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
２の大気圧が標準大気圧と等しいか、それより大
きいためダイヤフラム２１の撓みにより開閉弁２
４が閉じる。そこで、圧力調整室１８の過給圧は
圧力調整されることなく、そのままアクチユエー
タ７の制御室１０に供給されることになる。一
方、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ようになつており、高度
零の低地では室１１の大気圧が圧力モジユレータ
１５の大気圧室２２と同様に略標準大気圧になつ
て考慮する必要がない。従つて、機関回転数の上
昇に伴い過給圧が所定の高圧に達すると、アクチ
ユエータ７のダイヤフラム９がスプリング１４の
力に打ち勝つて撓み、これによりウエイストゲー
ト弁６が開いて排気の一部がバイパス通路５を流
れ、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
差圧によるダイヤフラム２１の撓みで開閉弁２４
を開いて圧力調整室１８の圧力が下る。すると、
この圧力調整室１８と過給圧室１９との間にも差
圧を生じることで、開閉弁２４を逆に閉じて圧力
調整室１８の圧力が上がるようになり、これらの
両作用が交互に繰り返される。圧力調整室１８の
圧力Pwは結局標準大気圧に対し高度Ｈ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のような値に圧力調整される。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することができ、
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、室
１８と１９の差圧によるダイヤフラム１７の撓み
で開閉弁２４が開いて、圧力調整室１８と共にア
クチユエータ制御室１０の圧力が直ちに低下しウ
エイストゲート弁６を閉じるようになり、この場
合でも絞り２３により過給圧室１９に対し圧力調
整室１８の圧力が等しいか、それより低い関係に
保持される。

〔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
り低下する大気圧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されるの
で、一定の過給圧が確実に得られる。従来と同一
の圧力方式をそのまま用いることができ、且つ単
一の圧力モジユレータ１５で圧力調整するだけで
あるので、構造的に簡単で実用的価値が高い。圧
力モジユレータ１５は過給圧の一部が供給されて
いる圧力調整室１８が一番下で、その上に過給圧
室１９、標準大気圧室２０、大気圧室２２が順次
重合され、これらの各室の差圧で圧力調整室１８
の開閉弁２４を開閉して圧力調整するので、各部
の構成が各機構毎に明確に区分されている。ま
た、大気圧側及び調整側がいずれもダイヤフラム
１７，２１で差圧を検出して開閉弁２４を動作す
るので、動作が迅速且つ確実である。

【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……
圧力調整室、１９……過給圧室、２０……標準大
気圧室、２１……ダイヤフラム、２２……大気圧
室、２４……開閉弁。

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
   する過給機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絞りを経て供給さ
   れ、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、吸気系からの過給圧が
   供給される過給圧室、標準大気圧室および大気圧
   室を順次重合し、上記圧力調整室と過給圧室との
   間、及び上記標準大気圧室と大気圧室との間にそ
   れぞれダイヤフラムを設けて仕切り、更に上記圧
   力調整室に上記両ダイヤフラムの変位により開閉
   して該圧力調整室を大気に開放可能にする開閉弁
   を設けて構成されることを特徴とする過給機付内
   燃機関の過給圧制御装置。