JPS6161920A - 過給機関の過給圧コントロ−ル装置 - 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−にの利用分野］ この発明は過給機関の過給圧コン１−ロール装置に係り
、とくに定常運転状態において低速回転域の過給圧特性
を向」ニさせつつ過給圧を予め設定した過給圧よりも高
く設定し得る過給機関の過給圧コン］・ロール装置に関
する。

［従来の技術］ 過給機関においては、機関回転数に比例して過給圧が上
昇するため、過給圧が−Ｆ昇し通ると過給機や内燃機関
の損傷を招くことになる。そこで、例えば過給機コンプ
レッサの下流側給気通路の過給圧が設定値を越えたとき
に、過給機タービンを迂回して設置Ｊたバイパスを開き
；排気の一部を逃すことにより過給圧を制御するウェイ
ストゲート方式等の制御装置により過給圧が設定値以上
になるのを防止し、機関の耐久性を保持している。

［発明が解決しようとする問題点コ ところで、従来のウェイストゲート方式の装置にあって
、加速運転時の如く一時的に高出力を要求される場合に
機関耐久性を満足すべく過給圧を一定に制御する装置で
あると、要求出力性能を発揮できず加速噌７１能を満足
しくワない不都合がある。

そこで、過給圧を数段階に制御できる装置が提案された
。しかしながら、従来の装置では、第４図の！Ｉｌｌ　
（定常運転状態におし」る過給圧（一点鎖線）を定常運
転状態におＬＪる過給圧（破線）よりも高く設定するだ
＆Ｊで、インターセプトポイント以前の過給圧は高くな
らない。このため、低速回転域における加速性能の向−
１−を望めなかった。

また、このような装置にあって、例えば特開昭５９−２
９７２８号の如く作動用過給圧をアクチュエータに導入
する通路の途中に絞りを介して大気と連通・ｉ度断する
電磁弁を設は過給圧を数段階に制御する装置は、過給圧
の一部がリークするため過給機工１ンプレノリ′の効率
が低下する不都合を（−ｒしている。

［発明の目的］ そこでこの発明の目的は、定常運転状態において而１）
１な構成で確実に低速回転域の過給圧特性を向１−９さ
せつつ機関耐久性を損なうことのない範囲で過給圧を予
め設定した過給圧よりも高く設定し得て、アクチュエー
タ作動用の過給圧をリークさせず過給機コンプレッサの
効率低下を招来することのない過給機関の過給圧コント
ロール装置を実現することにある。

し問題点を解決するだめの手段］ この目的を達成するためにこの発明は、過給機タービン
を迂回して排気！路を連通ずるバイパスに開閉弁を設け
、この開閉弁開成動作用のアクチュエータ圧力室に終端
間「−１して連通ずる導圧通路の始端側を分岐点で分岐
して第１通路と第２通路とに形成し、前記第１３１１］
路は過給機コンプレッサ吸入口下流側給気通路の前記吸
入口に近接して設置た第１ポートに連通ずるとともに前
記第２ｉｆｆｌ路は前記第１ポートのＦ流側給気通路に
設けた第２ポートに連通し、１１；１記導圧通路の分岐
点には機関定常運転状態において前記導圧通路と前記第
２通路とを連ｊｍさせるとともに機関定常運転状態にお
いて前記導圧１田路と前記第１ｉｆｆｉ路とを所定時間
連ｊｆｆｉさせるべく切換動作する切換弁を設けたこと
を特徴とする。

［作用１ この発明によれば、低負荷の機関定常運転状態において
は、切換弁により導圧通路と第２通路とを連１ｆｆｌさ
せ、アクチュエータ圧力室に第２ポートの高い過給圧を
作用させる。これにより、過給圧を設定過給圧に維持す
る。

機関定常運転状態においては、切換弁により導圧通路と
第１通路とを所定時間連通させ、アクチュエータ圧力室
に第２ポートよりも低い第１ポートの過給圧を作用させ
る。これにより、第１ポートの過給圧が設定過給圧に達
したときは、第２ポーｌ−の過給圧は設定過給圧を越え
て上昇しており、内燃機関には設定過給圧を越えた過給
圧が供給される。所定時間経過すると、導圧通路と第２
通路とが連通し、設定過給圧に維持する。

［実施例］ 次にこの発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。

第１図において、２は排気タービン式の過給機、４は給
気通路、６は排気１ｍ路、８はコンフレソサ、１０はタ
ービンである。過給機２は、内燃機関１２にそれぞれ連
通ずる給気通路４と排気通路６との途中に設けている。

前記給気通路４に臨ませてコンプレッサ８を設け、この
コンプレッサ８を排気通路６に臨ませて設けたタービン
１０により回転し、給気を内燃機関１２に圧送する。

この過給機２のタービン１０を迂回して排気通路６を連
通ずるバイパス１４を設ける。即ち、タービン１０の上
流側排気通路６に設けた入口１６に開口始端するハスバ
ス１４を、タービン１０の下流側排気通路に設けた出口
Ｉ８に開口終端させる。このバイパス１４には、入口１
６を開閉するスイング式のウェイストゲート弁２０を設
ける。

ウェイストゲート弁２０は、アクチュエータ２２により
開成動作を制御される。アクチュエータ２２は、ダイヤ
フラム２４により圧力室２６を区画形成している。ダイ
ヤフラム２４は、ロッド２８により前記ウェイストゲー
ト弁２０の回動レバー３０に連結されている。このロッ
ド２８と回動レバー３０とを介してウニイス１−ゲート
弁２０を閉止させるべく、ダイヤフラム２４を圧力室２
４Ｉ＠小方曲に変位させる閉止ばね３２をダイヤフラム
２４に弾圧して設ける。この閉止ばね３２により閉ｌト
シたうエイストゲート弁２０を過給圧により閉成動作制
御するために、圧力室２４に過給圧を作用させる導圧通
路３４を設げる。

ところで、第１図の如きターボ型のコンプレッサ１８に
おいては、コンプレッサ８の吸入口３６に近づくほど過
給圧は低くなる。そこで、従来は吸入１１３Ｇから離間
させた下流側の給気通路４からアクチュエータ作動用の
過給圧を取出していた。

この発明では、前記の如く吸入口３６に近づくほし過給
圧が低くなることに着目し、第２図にも示ず如くコンプ
レッサ８の吸入口３６から下流側の給気通路４に前記吸
入口３６に近接して第１ポート３８を設けるとともに、
吸入口３６から離間して前記第１ポート３８の下流側給
気通路４に第２ポート４０を設けている。これにより、
第１ポート３８の過給圧は、第２ポート４０の過給圧よ
りも低い値になる。また、これらポート３８・４０の過
給圧の差は、空気量が少ないほどその差が大になる。こ
の給気通路４に生じる過給圧の差により内燃機関１２に
供給する過給圧を制御する。

即ち、前記アクチュエータ２２の圧力室２４に終端開口
して連ｉｆｆする前記導圧通路３４の始端側を、分岐点
４２で分岐して第１通路４４と第２ｉｆｆｌ路４６とに
形成する。第１ｉｆｆｉ路４４は、前記コンプレッサ８
の吸入口３６から下流側の給気通路４に、前記吸入口３
６に近接して設けた前記第１ボーＩ−３８に連通ずる。

第２ｉｆｆｉ路４６は、吸入口３６から離間して第１ポ
ート３日の下流側給気通路４に設けた前記第２ポート４
０に連通ずる。

前記導圧通路３４の分岐点４２には、切換弁４８を設け
る。切換弁４８は、機関運転状態により切換動作し、導
圧通路３４を第１通路４４と第２通路４６とに選択的に
連通させる。即ち、制御機構５０がスロットルスイッチ
５２の開成で機関定常運転状態を検知しているときは、
導圧通路３４と第２通路４６とを連ｊＪ１するように切
換弁４８は切換動作する。これにより、アクチュエータ
２２の圧力室２４には高い過給圧が作用する。

制御機構５０がスロットルスイッチ５２の閉成で機関定
常運転状態を検知しているときは、導圧通路３４と第１
通路４４とを所定時間連通ずるように切換弁４８は切換
動作する。これにより、アクチュエータ圧力室２４には
低い過給圧が作用する。

この制御機構５０には、タイマ（図示せず）を内蔵して
いる。このタイマにより導圧通路３４と第１通路４４と
の連通している時間を計時し、所定時間経過すると導圧
通路３４と第１通路４４との連通を遮断して導圧通路３
４と第２通路４６とを連通ずるように切換弁４８は切換
動作する。

なお、定常運転状態と定常運転状態とを検知する機構と
してスロットルスイッチ５２を例示したが、これに限定
されるものではない。例えば気化器絞り弁の開度状態を
検知する絞り弁開度センサや給気通路圧力を検知する圧
力センサ等により運転状態を検知することもできる。

次に作用を説明する。

低負荷による機関定常運転においては、スロ・ノトルス
イノチ５２は開成しているので、切換弁４８により導圧
通路３４と第２通路４６とを連通ずる。このため、アク
チュエータ２２の圧力室２４には、第２ポート４０から
高い過給圧が作用する。第２ポート４０から圧力室２４
に作用する過給圧が設定過給圧を越えて」−昇すると、
ウニイス１−ゲート弁２０は閉止ばね３２の弾圧力に抗
して開かれる。これにより、排気の一部をバイパス１４
に通過させてタービン出力を低下させ、設定過給圧を越
えないように第３図の破線に示す過給圧特性に維持する
。

加速すべくアクセルを踏込んで定常運転状態になると、
スロットルスイッチ５２の閉成で切換弁４８が切換動作
し、導圧通路３４と第１通路４４とを連通ずる。これに
より、アクチュエータ２２の圧力室２４には、第１ポー
ト３８の低い過給圧が作用する。このため、第２ポート
４０下流側給気通路４の過給圧が設定過給圧に達しても
圧力室２４に作用する過給圧は設定過給圧に達していな
いので、内燃機関１２に供給される過給圧は設定過給圧
を越えて上昇する。第１ボー１−３８がら圧力室２４に
作用する過給圧が設定過給圧を越えて上昇すると、ウニ
イス１−ゲート弁２０ば開かれ、ターピン１１１力を低
下させる。このとき、内燃機関１２に供給される過給圧
は、第１ポート３８との差圧骨だり高くなり、第３図の
一点鎖線に示す如く定常運転状態よりも高い過給圧特性
になる。しかも、低速回転域から過給圧特性を向上させ
設定過給圧よりも高くするので、低速からの加速性能を
向上することができる。

制御機構５０により所定時間が経過すると、切換弁４８
は導圧通路３４と第１通路４４との連通を遮断して導圧
涌ｌ？８３４と第２通路４６とを連通ずる。これにより
、設定過給圧を越えないようにに制御し、設定過給圧を
越えた過給による内燃機関１２の耐久性への悪影響を排
除している。

［発明の効果１ このようにこの発明は、切１負弁の切換動作により機関
定常運転においては導圧通路と第２通路とを連通して低
い過給圧特性とし得るとともに、機関定常運転状態にお
いては導圧通路と第１通路とを連通して高い過給圧特性
を得ている。これにより、従来の如く複雑な構成とする
ことな（簡単な構成で低速回転域の過給圧特性を向」−
させつつ機関耐久性をｔｏなうことのない範囲で過給圧
を予め設定した過給圧よりも高く設定することができ、
低速からの加速性能を向−１ニさせることができる。

また、アクチュエータ作動用の過給圧をリークさせるこ
とがないので過給機コンプレッサの効率低下を来すこと
がない。このため、作動が確実であり、コンプレッサの
効率も向−１ニする。さらに、定常運転状態における導
圧通路と第１通路との連通による予め設定した過給圧よ
りも高い過給圧は、所定時間だけ設定するので、機関に
悪影響を及ぼすおそれはない。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図はこの発明の実施例を示し、第１図は装置の
概略断面図、第２図は過給機の側面図、第３図は過給圧
と機関回転数との関係を示すグラフ図である。 第４図は、従来の装置の過給圧と機関回転数との関係を
示すグラフ図である。 図において、２は過給機、４は給気通路、６は排気通路
、８はコンプレッサ、１０はタービン、１４ばバイパス
、２０はウェイストゲート弁、２２はアクチュエータ、
２４は圧力室、３４は導圧通路、３６は吸入口、３８は
第１ポート、４゜は第２ポート、４４は第１通路、４６
は第２通路、４８は切換弁である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　過給機タービンを迂回して排気通路を連通するバイパ
   スに開閉弁を設け、この開閉弁開成動作用のアクチュエ
   ータ圧力室に終端開口して連通する導圧通路の始端側を
   分岐点で分岐して第１通路と第２通路とに形成し、前記
   第１通路は過給機コンプレッサ吸入口下流側給気通路の
   前記吸入口に近接して設けた第１ポートに連通するとと
   もに前記第２通路は前記第１ポートの下流側給気通路に
   設けた第２ポートに連通し、前記導圧通路の分岐点には
   機関定常運転状態において前記導圧通路と前記第２通路
   とを連通させるとともに機関加速運転状態において前記
   導圧通路と前記第１通路とを所定時間連通させるべく切
   換動作する切換弁を設けたことを特徴とする過給機関の
   過給圧コントロール装置。