JPS6363729B2 - - Google Patents

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JPS6363729B2
JPS6363729B2 JP56032715A JP3271581A JPS6363729B2 JP S6363729 B2 JPS6363729 B2 JP S6363729B2 JP 56032715 A JP56032715 A JP 56032715A JP 3271581 A JP3271581 A JP 3271581A JP S6363729 B2 JPS6363729 B2 JP S6363729B2
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exhaust
pressure
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control valve
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JP56032715A
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は過給機付エンジンの過給圧制御装置に
関するものである。
〔従来の技術〕
従来、エンジンの出力を高めるため吸気通路に
過給機を設けた自動車用等の過給機付エンジンに
おいては、あまりに過給圧が上がりすぎるとエン
ジンの耐久性を損ねる等の問題が生じることか
ら、ある程度以上は過給圧が高くならないように
最大過給圧を制御するという手段は知られてい
る。例えば、過給機の駆動を排気タービンにより
行なうターボ過給機にあつては、排気タービンを
迂回するバイパス通路に吸気圧力(過給圧に相当
する圧力)に応動する制御弁を設け、この過給圧
が所定値を越えたときに上記バイパス通路を開い
て排気タービンによる過給機駆動力を減少させる
ようにした所謂ウエストゲート方式がある(実開
昭54−44810号公報)。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来のこの種制御手段は、吸気圧力(過給圧)
を基準として、過給圧が予め設定された所定値に
達してからは単に過給圧を一定に維持するように
したものであつた。しかしながら、このように過
給圧を一定に維持しても、エンジン回転数が上昇
すると単位時間当りの吸気ガス量は増加するた
め、とくに高速運転域では吸気ガス量の増大に伴
うエンジン発熱量の過度の上昇を補いきれず、エ
ンジンの耐久性を損ねる。また、高速運転域では
単位時間当りの排気ガス量も増大し、このような
排気ガス量の増大等により排気温度が過度に上昇
すると、排気系に設けられた触媒等の排気浄化手
段および排気タービンに熱劣化が生じる等の欠点
が残されていた。
本発明はこれらの事情に鑑み、排気ターボ過給
機を具備するエンジンにおいて、単に過給圧制御
値(最大過給圧)を一定に維持するだけでは防止
できない高速運転域でのエンジン発熱量の過度の
上昇を防止し、これによつてエンジンの耐久性を
高め、かつ、排気系に設けられた触媒等の排気浄
化手段および排気タービンの熱劣化も防ぐことが
でき、とくに簡単な構造でかかる要求を満足する
ことができる過給機付エンジンの過給圧制御装置
を提供するものである。
〔問題を解決するための手段〕
本発明は、吸気通路内に排気ターボ過給機のコ
ンプレツサを介設するとともに、排気通路内に排
気タービンを介設する一方、該排気タービンの上
流側と下流側とを連通する排気ガスバイパス通路
内に圧力作動式のバイパス制御弁を設け、該バイ
パス制御弁の圧力作動室を連通路を介して上記コ
ンプレツサより下流の吸気通路に連結するととも
に、上記排気タービン下流の排気通路内に排気浄
化手段を備えた過給機付エンジンにおいて、上記
バイパス制御弁の圧力作動室に連通路を介して導
入される吸気圧の一部を外部にリリーフするリリ
ーフ通路と、上記排気浄化手段上流の排気圧を受
けて該排気圧の上昇に伴い上記リリーフ通路を閉
じる弁手段とを設けたものである。
〔作用〕
上記構成によると、上記排気浄化手段上流の排
気圧が高くなるほど、上記リリーフ通路への吸気
圧のリリーフが抑えられて、バイパス制御弁の圧
力作動室へ吸気圧が導入される度合が高くなり、
従つて排気圧に応じて過給圧制御作用が調整され
ることとなる。
〔実施例〕
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図において、1はエンジン本体、2は吸気
通路、3は排気通路、4は吸気通路2中に設けら
れたスロツトルバルブ、5は吸気通路2に吸入さ
れる空気を浄化するエアクリーナ、6は排気通路
3に設けられた触媒装置等の排気浄化手段であ
る。また、7は排気ターボ過給機のブロア型コン
プレツサ、8は同排気タービンで、上記コンプレ
ツサ7は吸気通路2中に、排気タービン8は排気
通路3中にそれぞれ設けられ、かつ、両者が連動
連結されることにより、排気ガス流にて排気ター
ビン8が回転せしめられるに伴いコンプレツサ7
が回転して強制的に空気をエンジン本体1に送り
込むようにしている。上記排気浄化手段6は排気
タービン8より下流に設けられている。
また、この過給機付エンジンには、ウエストゲ
ート方式で過給圧を制御する手段として、排気通
路3における排気タービン8の上流側と下流側と
を連結するバイパス通路10と、該バイパス通路
10を開閉する圧力作動式のバイパス制御弁11
と、該バイパス制御弁11の圧力作動室15を前
記コンプレツサ7より下流の吸気通路2に連通す
る連通路18とを具備している。上記バイパス制
御弁11は、バイパス通路10中に設けた弁体1
2と、該弁体12にロツド13を介して連結した
ダイヤフラム14により圧力作動室15と大気室
16とを画成したダイヤフラム装置とからなり、
上記圧力作動室15は連通路18を介してコンプ
レツサ7より下流の吸気通路2に連結され、大気
室16には過給圧制御条件調整用のバネ17が縮
装されている。
この過給機付エンジンにおいて、上記バイパス
制御弁11の圧力作動室15に導入される吸気圧
(過給圧)の一部を外部にリリーフするリリーフ
通路と、上記排気浄化手段6より上流の排気圧を
受けて該排気圧の上昇に伴い上記リリーフ通路を
閉じる弁手段とが設けられている。当実施例で
は、前記の過給圧導入用の連通路18を途中で分
岐させた分岐路(リリーフ通路)19が排気浄化
手段6より上流の排気通路3に連結され、該分岐
路19中に逆止弁(弁手段)20が介設されてい
る。該逆止弁20は、分岐路19中に設けた弁室
に、チエツクボール21と、比較的小さな弾発力
でチエツクボール21を閉弁方向に付勢するバネ
22とを有し、前記連通路18に導かれる過給圧
と分岐路19に加わる排気圧との関係により、過
給圧が排気圧(バネ22の弾発力を含む)より高
いときは開弁し、その圧力差が小さくなるほど開
度が小さくなり、過給圧より排気圧が高くなると
閉弁する構造となつている。
さらに、図例では燃料供給系として燃料噴射装
置を用い、吸気通路2内に臨ませた燃料噴射弁2
5と、吸気通路2を流れる空気の流量を測定する
計量計26と、該流量計26からの信号により燃
料噴射弁25を制御する制御回路27とで、吸入
空気量に応じて燃料供給量を制御すようにしてい
るが、燃料供給装置は気化器を用いたものでもよ
い。
この実施例に示す如き過給圧制御装置による
と、エンジン回転数の変化に対する過給圧特性は
第2図のグラフに実線Aで示すようになり、この
装置の動作および作用を上記グラフに対応づけて
次に説明する。
前記バイパス制御弁11においては、その圧力
作動室15に加わる圧力が前記バネ17の弾発力
より弱いときには前記弁体12によりバイパス通
路10を閉じた状態に保ち、この状態にあるとき
エンジン回転数が上昇するにつれ、排気タービン
8を通過する排気ガス量が増加してコンプレツサ
7の駆動力が高められ、これに応じて過給圧(コ
ンプレツサ7より下流の吸気通路2内の圧力)が
高められる。ただし、このときに前記圧力作動室
15に加わる圧力は過給圧そのものではなく、前
記分岐路19の逆止弁20を通してリリーフされ
る分だけ低下した圧力となる。すなわち、通常は
排気圧(第2図に一点鎖線Bで示す)より過給圧
が高く、とくに過給圧が上昇する過程にあるとき
は過給圧と排気圧との圧力差が比較的大きいた
め、前記逆止弁20がこの圧力差に応じた開度に
開き、これによるリリーフ分だけ過給圧より低い
圧力が上記圧力作動室15に加わる。そして、エ
ンジン回転数がある程度の値r1に達して、この圧
力作動室15に加わる圧力が前記バネ17の弾発
力より大きくなると、前記バイパス制御弁11の
ダイヤフラム14が押動されて弁体12を開き、
排気ガスの一部をバイパス通路10に逃がすこと
により、排気タービン8によるコンプレツサ7の
駆動力が抑制され、もつて、このときの所定過給
圧P以上に過給圧が高くなることが防止される。
この最高過給圧に相当する所定過給圧Pは、予
め前記バイパス制御弁11におけるバネ17の弾
発力の調整によつて任意に設定し得るところであ
り、従来の過給圧をそのままバイパス制御弁の圧
力作動室に導入する場合と比べ、圧力作動室15
に導入される過給圧のリリーフによる低下に見合
うだけ上記バネ17の弾発力を弱くしておけば、
最高過給圧は従来と同程度に設定し得る。
次に、エンジン回転数がさらに高くなると、過
給圧が前述の如く抑制される一方、排気圧はエン
ジン回転数の上昇につれて高くなり、両者の圧力
差がしだいに小さくなるため、これに応じて前記
逆止弁20の開度が小さくなる。これに伴い、該
逆止弁20における過給圧リリーフ量が減少する
ことにより、その分だけ過給圧が前記バイパス制
御弁11の圧力作動室15に導入される度合が高
くなり、開弁作用ひいては過給圧抑制作用を助長
する。その結果、過給圧が最高値に達した後の高
速運転域では、エンジン回転数の上昇に伴つてし
だいに過給圧が低下することとなる。
このような制御動作により、運転手段に適合し
た過給効果をもたせることができる。つまり、過
給機を備えてエンジン出力(トルク)を向上させ
るようにした過給機付エンジンにおいては、加速
時等の過給効果による出力アツプを期待する例え
ば3000rpm前後の運転域でこの過給性能を充分利
用する必要があるが、逆にそれ以上の高速運転域
では、エンジン本体や排気系の耐久性等の面から
本発明の如く過給圧を低下させる必要がある。従
つて、前記した過給圧を低下させる運転域(回転
数)はこうしたことをふまえて適宜設定すればよ
い。また、排気圧が過給圧より高くなると前記逆
止弁20においてリリーフが完全に遮断され、そ
れ以上のエンジン回転数(グラフ中の回転数r2以
上)では過給圧が一定になるが、このような領域
は極力小さくして、それまでに充分過給圧が引下
げられるように設定しておけばよい。
また、排気浄化手段6より上流の排気圧に応じ
て逆止弁20における過給圧リリーフ量が変えら
れることにより、エンジン回転数の上昇により排
気量が増大する場合のほかに、排気浄化手段6の
目詰り等によつて排気圧が上昇した場合にも、そ
の排気圧上昇に応じ、排気ガスを排気タービン8
に対しバイパスさせて過給圧を引下げる作用が高
められる。つまり、排気浄化手段6は排気中に含
まれるカーボン等の堆積もしくは熱溶損などによ
り目詰りを起こす可能性があり、このように目詰
りを起こすと排気浄化手段6より上流の排気圧が
上昇し、それに伴う排気温度の上昇によつて排気
タービン8に熱害を与え、かつ、排圧上昇によつ
てノツキングが生じ易くなるが、このような場合
にも、排気圧の上昇に応じてバイパス制御弁11
が開弁され排気タービン8に対して排気ガスがバ
イパスされることにより、排気タービン8が受け
る熱が減少するとともに、過給圧の低下によりノ
ツキングが抑制されることとなる。
第3図は本発明の別の実施例を示し、この実施
例は、バイパス制御弁11の圧力作動室15と吸
気通路2との間の連通路18から分岐した分岐路
(リリーフ通路)19′を、前記コンプレツサ7よ
り上流の吸気通路2に連通し、この分岐路19′
に、分岐路開閉制御弁(弁手段)30を具備して
いる。この分岐路開閉制御弁30は、分岐路1
9′中に設けた弁体31にロツド32を介して連
結したダイヤフラム33により大気室34と圧力
室35とを画成したダイヤフラム機構を用い、上
記大気室34にバネ36を縮装するとともに、圧
力室35に排気浄化手段6上流の排気圧を導入し
ている。他の構造は前記基本実施例と同様であ
る。この第2実施例による場合も、前記連通路1
8内の過給圧が分岐路19′を通してリリーフさ
れ、かつ、排気浄化手段6上流の排気圧が低いと
きには前記分岐路開閉弁30の開度が大きく、排
気圧が高くなるにつれて該分岐路開閉制御弁30
の開度が小さくなることにより、基本実施例と同
様の過給圧制御が行なわれる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明は、排気ターボ過
給機の排気タービンを迂回するバイパス通路およ
びバイパス制御弁を備えるとともに、排気タービ
ン下流の排気通路内に排気浄化手段を備えたエン
ジンにおいて、上記バイパス制御弁の圧力作動室
に連通路を介して導入される吸気圧の一部を外部
にリリーフするリリーフ通路と、上記排気浄化手
段上流の排気圧を受けて排気圧の上昇に伴い上記
リリーフ通路を閉じる弁手段とを設けているた
め、過給圧が所定値に達してからは不必要に過給
圧が上昇することを防止するのみならず、上記排
気圧が高くなる高速運転域では上記リリーフ量の
減少によつて過給圧を引下げ、高速域でのエンジ
ン発熱量の過度の上昇を防止してエンジンの耐久
性を高めるとともに、排気温度の上昇に起因する
排気タービンや排気浄化手段の熱劣化も防止する
ことができる。さらに、排気浄化手段の目詰りに
起因して排気浄化手段上流の排気圧が上昇したと
きにも、それに応じて排気ガスが排気タービンに
対してバイパスされ、過給圧が引下げられるた
め、排気タービンの熱害を防止するとともにノツ
キングを抑制することができる。しかも、電気的
な制御手段を必要とせずに簡単な構造で信頼性良
く上記制御動作を行なうことができるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の過給圧制御装置を備えた過給
機付エンジンの一実施例を示す概略図、第2図は
この過給圧制御装置による過給圧特性と排気圧を
エンジン回転数に対応づけて示すグラフ、第3図
は本発明の別の実施例を示す概略図である。 1……エンジン、2……吸気通路、3……排気
通路、6……排気浄化手段、7……コンプレツ
サ、8……排気タービン、10……バイパス通
路、11……バイパス制御弁、18……連通路、
19,19′……分岐路、20……逆止弁、30
……分岐路開閉制御弁。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 吸気通路内に排気ターボ過給機のコンプレツ
    サを介設するとともに、排気通路内に排気タービ
    ンを介設する一方、該排気タービンの上流側と下
    流側とを連通する排気ガスバイパス通路内に圧力
    作動式のバイパス制御弁を設け、該バイパス制御
    弁の圧力作動室を連通路を介して上記コンプレツ
    サより下流の吸気通路に連結するとともに、上記
    排気タービン下流の排気通路内に排気浄化手段を
    備えた過給機付エンジンにおいて、上記バイパス
    制御弁の圧力作動室に連通路を介して導入される
    吸気圧の一部を外部にリリーフするリリーフ通路
    と、上記排気浄化手段上流の排気圧を受けて該排
    気圧の上昇に伴い上記リリーフ通路を閉じる弁手
    段とを設けたことを特徴とする過給機付エンジン
    の過給圧制御装置。
JP56032715A 1981-03-06 1981-03-06 Supercharge pressure controller of engine with supercharger Granted JPS57146024A (en)

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JPS57146024A JPS57146024A (en) 1982-09-09
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JPS59121426U (ja) * 1983-02-04 1984-08-16 三菱自動車工業株式会社 過給エンジンの過回転防止装置
JPS6095134A (ja) * 1983-10-29 1985-05-28 Isuzu Motors Ltd タ−ボチヤ−ジヤの制御装置
JP6339464B2 (ja) * 2014-09-24 2018-06-06 日野自動車株式会社 2段過給ターボ付きエンジン

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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