JPS6275026A - タ−ボチヤ−ジヤのウエストゲ−ト駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、「１動市川のエンジン等に搭載されるターボ
チャージャに付設して使用されるウェストゲート駆動装
置に関するものである。

［従来の技術１ 近時の自動小川エンジンには、１Ｊ気ガスの右している
エネルギを利用してタービンを回転させ。

このタービンの回転力によりコンプレッサを駆動してシ
リンダ内に空気を加圧供給するようにしたターボチャー
ジャが採用される場合が少なくない。

このようなターボチャージャにおいては、タービンに対
してタービンバイパス路を設けておき、このバイパス路
をウェストゲートパルプにより開閉させて最大過給圧を
一定イめに規制しｌ）るようにしているのが一般的であ
る。

しかして、このようなものでは、例えば、圧力導入室に
導かれる圧力に付勢されて作動するアクチュエータと、
このアクチュエータの圧力導入室にターボチャージャの
コンプレッサ吐出側の圧力を導く圧力伝達径路と、前記
アクチュエータの出力変位を前記ウェストゲートバルブ
に伝達する変位伝達機構とをＡ＠ｌ、てなるウェストゲ
ート駆動装置を設けている。そして、前記コンプレッサ
川出側の圧力が設定値に達した場合に前記アクチュエー
タが作動して前記ウェストゲートバルブを開成させ、タ
ービンに供給される排気エネルギを減少させて過給圧が
過大になるのを防１１−シ得るようになっている。

ところが、このような構成のものにおいては、前記ウェ
ストゲートバルブにエンジンのエキゾーストパルプの開
閉により発生する排気ガスの圧力波が周期的に印加され
るとともに、前記アクチュエータの圧力導入室にインテ
ークバルブの開閉により発生する圧力波が吸気系配管を
介して伝帳される。そのため、アクチュエータの作動ロ
ッドやこのアクチュエータと前記ウェストゲートバルブ
との間に設けられる変位伝達機構等に振動が惹起され各
部の破損を招き易いという問題がある。

特に、変位伝達機構としてリンク式のものを採用してい
る場合には、その圧力波により発生する振動がリンクメ
ンバーに加わって、そのリンクメンバーの連結部分に設
けられるピン軸の破損や摩耗が顕著となる。そのため、
特殊な材料を選定使用する等、格別な対策を施しておか
ないと、リンクメンバ一連結部分にがたつきが発生して
ウェストゲートバルブの密閉度が損なわれ、ターボチャ
ージャの性能が次第に低ドするという不都合を招き易い
。

なお、ウェストゲート駆動装置に関する先行技術として
、実開昭５８−３５６２０壮公報にポされるように、前
記アクチュエータの圧力導入室を絞りを有した圧力伝達
径路を介してターボチャージャのコンプレッサ吐出側に
接続するようにしたものもある。しか１．なから、前記
絞りは、前記アクチュエータの圧力導入室に伝達される
過給圧を若干〃延させるために設けられたものであり、
後述するようにその長さしと内径りとの比１７口はきわ
めて小さな値のものである。よって、このようなもので
は前述した吸気の圧力波が前記アクチュエータに伝達さ
れるのを有効に防Ｉｆすることはできない。

［発明が解決しようとする問題点１ 木発明は、以１−のように、コンプレッサ吐出側の圧力
に付勢されて作動するアクチュエータに圧力波が伝達さ
れて、このアクチュエータの出力変位をウェストゲート
バルブに伝達するための変位伝達機構やウェストゲート
バルブ等に損傷や激しい摩耗が発生するという問題を効
果的に解消することを目的としている。

Ｅ問題点を解決するための手段１ 本発明は、かかる目的を達成するために、圧力導入室に
導かれる圧力に付勢されて作動するアクチュエータと、
このアクチュエータの圧力導入室にターボチャージャの
コンプレッサ吐出側の圧力を導く圧力伝達径路と、前記
アクチュエータの出力によりターボチャージャのタービ
ンバイパス路に設けたウェストゲートバルブを開閉させ
る変位伝達機構とを具備してなるウェストゲート駆動装
置において、前記圧力伝達径路を、長さＬと内径りとの
比し７口が７０以−にとなる絞り通路を備えてなるもの
にしたことを特徴とする。

［作用１ このような構成によれば、吸気側の圧力波が圧力伝達径
路を通してアクチュエータに伝わる過程で効果的に弱め
られるため、アクチュエータの振動的な作動が抑制され
る。すなわち、絞り通路における入口、出「１間の圧力
損失は 　　２ｇ ここで、 Ｐｌ、入［１圧力、　Ｐ２．出［ｌ圧力Ｌ；通路長さ、
　Ｄ：通路内径 入；摩擦係数、　Ｗｌ；入■側流速 ｇ；重力加速度、 で表わされる。よって、圧力損失ＰＩ　−Ｐ２を大なら
しめるには、Ｌ／口な大きくするのがよいことがわかる
。従来のものは、このし７口が１０〜３０程度になって
いるが、本発明では、この比１７口な７０以−Ｌに設定
しである。それは、種々の実験を行なった結果、前記比
１７口を７０以上に設定しておけば、吸気脈動の大きな
２気筒あるいは３気筒の゛エンジンに使用した場合でも
、前記アクチュエータに伝達される圧力波を効果的に低
減させることができ、通常の材料を用いて変位伝達機構
を構成しても、自動型の耐用年数程度の範囲内では破損
や痒耗による性能低下が生じないということが判１９１
シている。つまり、本発明の構成によれば、変位伝達機
構の各部材やウェストゲートバルブ等に破損や摩耗が発
生するほどの大きな振動が生じるのを効果的に抑制する
ことができる。

［実施例１ 以ド、本発明の−・実施例を図面を参照して説明する。

図中１は自動市川の３気筒エンジンであり、２はこのエ
ンジンｌの燃焼室、３はピストン、４はインテークバル
ブ、５はエキゾーストバルブ、６はキャプレタである。

また、７はこのエンジンｌに付設したターボチャージャ
である。このターボチャージャ７は、タービン８と、こ
のタービン８に駆動されるコンプレッサ９とを具備して
なる。タービン８は、流入ｒ」ｌ　ｌおよび流出口１２
を有したケーシング１３内に羽根車１４を収容してなる
もので、その流入口１１は、排気管１５およびエキゾー
ストバルブ１５を介してエンジンｌの燃焼室２に連通さ
せであるとともに、その流出ｒｌ　１２は図示しない触
媒コンバータやマフラー等を介して大気に開放させであ
る。一方、コンプレッサ９は吸込１１１７および吐出口
１８を有したケーシング１９内に前記タービン８の羽根
＋ｌ　ｌ　４に直結された羽根車２１を収容してなるも
ので、その吸込１１１７は図示しないエアクリーナを介
して大気に開放さゼであるとともに、その吐出１−１１
８は吸気管２２、キャブレタ６およびインテークバルブ
４を介して前記燃焼室２に連通させである。

また、このターボチャージャ７には、前記タービン８を
バイパスするタービンバイパス路２５が設けてあり、こ
のバイパス路２５にウェストゲートバルブ２６を設けて
いる。そして、このウェストゲートバルブ２６をウェス
トゲート駆動装Ｍ３１により開閉させるようにしている
。

このウェストゲート駆動装置１３１は、コンプレッサ９
の吐出側圧力に付勢されて作動するアクチュエータ３２
と、このアクチュエータ３２の出力変位により前記ウェ
ストゲートバルブ２６を開閉させる変位伝達機構３３と
を具備してなる。アクチュエータ３２は、作動ロッド３
４を支持するダイヤフラム３５と、このダイヤフラム３
５の背面側に形成した圧力導入室３６と、前記ダイヤフ
ラム３５を圧力導入室３６方向に押圧するスプリング３
７とをＪ４１ｉしてなるもので、前記圧力導入室３６内
に導入される過給圧が設定値をＬまわった場合に前記ダ
イヤフラム３５が前方へ変位して作動ロッド３４が突出
移動するようになっている。しかして、この圧力導入室
３６は、圧力伝達径路３８を介して前記コンプレッサ９
の吐出口１８部に連通させである。圧力伝達径路３８は
、前記アクチュエータ３２の圧力導入室３６に連設した
細管３９と、前記コンプレッサ９の吐出口１８部に連設
した細管４１とを連結管４２を介して接続したもので、
前記細管４１の内部を本発明に係る絞り通路４３となし
ている。すなわち、この絞り通路４３は、長さＬが２０
０ｍ鳳、内径りが２１で、その比し７口が１００と７０
以Ｉ９のイｌＩを示している。

一方、前記変位伝達機構３８は、前記アクチュエータ３
２の作動ロッド３４に連結ナツト４４．４５を介して連
結した第１のリンクメンバ４６と、前記ウェストゲート
バルブ２６の弁体支持軸４７に固着した第２のリンクメ
ンバ４８とをビン軸４９を介して連結したもので、前記
アクチュエータ３２の作動ロッド３４が突出妨作を行な
った場合にウェストゲートバルブ２６を開成位置に付勢
し得るようになっている。

次いで、この実施例の作動を説明する。

エンジン１の燃焼室２から排出される排気ガスがタービ
ン８に供給されると、このタービン８が前記排気ガスが
有しているエネルギにより高速で回転する。タービン８
が回転するとコンプレッサ９が駆動されエアクリーナを
通して導入した空気を圧縮してエンジンｌの燃焼室２に
供給する。そして、排気エネルギが増大してタービン８
の回転速度が１；昇し、前記コンプレッサ９から吐出さ
れる空気の圧力、すなわち、過給圧が設定イ１をＬまわ
ると、前記アクチュエータ３２の圧力導入室３６内の圧
力によりダイヤフラム３５がスプリング３７の付勢力に
抗して前方へ変位し、このアクチュエータ３２の作動ロ
ッド３４が前方へ突出する。その結果、この作動ロッド
３４に連設された第１のリンクメンバ４６がピン軸４９
を介して第２のリンクメンバ４８を矢印Ｘ方向に回転付
勢することになり、ウェストゲートパルプ２６が開成す
る。そうすると、排気の一部がタービン８を通らずにバ
イパスされることになり、タービンパワーが誠少して過
給圧の１−昇が抑１１−される。

このようにして、過給圧の最大イめを規定することがで
きるが、このものは、前記コンプレッサ９の吐出［１１
８と前記アクチュエータ３２の圧力導入室３６とをｉ！
Ｉ！通させる圧力伝達径路３８をＬ／口が７０以１−に
設定された絞り通路４３を備えてなるものにしている。

そのため、インテークパルプ４の開閉により吸気管２２
内に圧力波が発生しても、その圧力波が前記アクチュエ
ータ３２の圧力導入室３６に伝達されるのを有効に防１
１−することができる。したがって、前記アクチュエー
タ３２の作動ロッド３４が前後に振動するのを有効に抑
制することができ、変位伝達機構３３のピン軸４９やウ
ェストゲートバルブ２６が破損したり不当に摩耗したり
するのを効果的に防１１−することができる。

第４図は、この実施例のウェストゲート駆動装置３１の
作動ロッド３４に加速度計を設けておき、Ｌ／Ｄの異な
る種々の絞り通路４３を選択的に取換使用して、その作
動ロッド３４に作用する最大加速度を順次測定した結果
を示している。この図から明らかなように、　Ｌ／口が
７０の絞り通路４３を使用した場合には、前記作動ロフ
トに３０ｇの加速度が７クチユエータ３２の作動ロッド
に作用するものであり、Ｌ／ｒｌが大きくなるにつれて
、その加速度が小さくなる傾向を示している。しかして
、前記作動ロッド３４に作用する加速度が３０ｇ程度あ
るいはそれ以Ｆであれば、この実施例のようにアクチュ
エータ３２の作動ロッド３４の変位をリンク式の変位伝
達機構３３を介してウェストゲートバルブ２６に伝達す
るようにしても、リンクメンバ４６．４８やその連結部
分に存在するピン軸４９あるいはウェストゲートバルブ
２６に破損や摩耗等の不都合が発生することがない。す
なわち、アクチュエータ３２の作動ロッド３４に作用す
る加速度を前記のような値に抑制すれば、前記変位伝達
機構３３を普通の材料を用いて構成しても、十分な耐久
性を得ることが可能であり、格別な補強対策を行なうか
否かを必ず検討しなければならないという従来の制約を
解消して設計の自由度を高めることができる。

なお、以トの実施例では、絞り通路を細管自体により形
成した場合について説明したが、本発明は必ずしもこの
ようなものに限定されるものではなく、管路の途中に格
別な通路形成部材を内設して絞り通路を形成するように
してもよい。

１発明の効果１ 本発明は、以りのような構成であるから、アクチュエー
タの作動ロッドやこのアクチュエータと前記ウェストゲ
ートバルブとの間に設けられる変位伝達機構等に振動が
惹起されるのを有効に抑制することができ、変位伝達機
構の補強対策が必要になるという制約を解消して設計の
自由度を高めることができ、構造の簡略化や材料選定範
囲の拡大化を通じて軽酸化やコストダウンを図ることが
できるウェストゲート駆動装置を提供できるものである
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は全体を示す概
略的なシステム説明図、第２図は要部を示す平面図、第
３図は第２図におけるＩＩＩ矢視図、第４図は実験結果
を示す説明図である。 ｌ・・・エンジン ４・・・インテークバルブ ７・・・ターボチャージＶ ８・１タービン ９・・・コンプレッサ ２５・・・バイパス通路 ２６・・・ウエストゲートバルブ ３１・・・ウェストゲート駆動装置 ３２・・・アクチュエータ ３３・・・変位伝達機構 ３４拳・・作動ロッド ３６・・・ハーカ導入室 ３８・・・圧力伝達径路 ４３−・・絞り通路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧力導入室に導かれる圧力に付勢されて作動するアクチ
   ュエータと、このアクチュエータの圧力導入室にターボ
   チャージャのコンプレッサ吐出側の圧力を導く圧力伝達
   径路と、前記アクチュエータの出力によりターボチャー
   ジャのタービンバイパス路に設けたウェストゲートバル
   ブを開閉させる変位伝達機構とを具備してなり、前記圧
   力伝達径路が、長さＬと内径Ｄとの比Ｌ／Ｄが７０以上
   となる絞り通路を備えてなるものであることを特徴とす
   るターボチャージャのウェストゲート駆動装置。