JP2002147245A - 建設機械のエンジン過給装置 - Google Patents
建設機械のエンジン過給装置Info
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- JP2002147245A JP2002147245A JP2000343399A JP2000343399A JP2002147245A JP 2002147245 A JP2002147245 A JP 2002147245A JP 2000343399 A JP2000343399 A JP 2000343399A JP 2000343399 A JP2000343399 A JP 2000343399A JP 2002147245 A JP2002147245 A JP 2002147245A
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-
- 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
- Supercharger (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 建設機械に搭載したターボ過給器を利用した
エンジンにおけるインタークーラによるタイムラグの弊
害を解決したエンジン過給装置を提供することを目的と
している。 【解決手段】 吸気経路にターボ過給器とインタークー
ラを設けたエンジンにおいて、該過給器の下流経路にイ
ンタークーラをショートカットするバイパス経路を設
け、該バイパス経路の入口、出口又は経路上に該過給器
の過給圧が所定圧以上になったときに開通する切換弁を
設けたことを特徴とする。
エンジンにおけるインタークーラによるタイムラグの弊
害を解決したエンジン過給装置を提供することを目的と
している。 【解決手段】 吸気経路にターボ過給器とインタークー
ラを設けたエンジンにおいて、該過給器の下流経路にイ
ンタークーラをショートカットするバイパス経路を設
け、該バイパス経路の入口、出口又は経路上に該過給器
の過給圧が所定圧以上になったときに開通する切換弁を
設けたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、建設機械のエン
ジン過給装置の技術分野に属する。
ジン過給装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】建設機械搭載のエンジンにおいてもエン
ジンの効率を高めるために従来から過給器が利用されて
いる。過給器にはターボチャージャーとスーパーチャー
ジャ（機械式過給器ともいう）の２種類があり、前者は
排気ガスによってタービンを回転させてそれに直結した
圧縮機を回転させて吸入空気の圧力を高めることにより
吸入空気量を増加させる装置である。後者はエンジンの
出力の一部で、圧縮機を回転させて吸入空気の圧力を高
めることにより吸入空気量を増加させる装置である。前
者は排気ガスのエネルギーを利用するものであるから、
後者に比べてエンジンの効率はよくなる。
ジンの効率を高めるために従来から過給器が利用されて
いる。過給器にはターボチャージャーとスーパーチャー
ジャ（機械式過給器ともいう）の２種類があり、前者は
排気ガスによってタービンを回転させてそれに直結した
圧縮機を回転させて吸入空気の圧力を高めることにより
吸入空気量を増加させる装置である。後者はエンジンの
出力の一部で、圧縮機を回転させて吸入空気の圧力を高
めることにより吸入空気量を増加させる装置である。前
者は排気ガスのエネルギーを利用するものであるから、
後者に比べてエンジンの効率はよくなる。
【０００３】しかし、エンジンの排気ガスによってター
ビンを回し、タービンに連結された圧縮機によって過給
しているので、エンジンの無負荷最高回転状態（作業機
の低負荷状態）から高出力回転状態（作業機の高負荷状
態）に移行するときに空気供給量の増加に対するタイム
ラグ（いわゆるターボラグ）が大きいという欠点があ
る。又、インタークーラ（吸気冷却装置）を搭載した場
合はインタークーラ内部の圧力損失が生じ、さらに過給
遅れが発生してしまう。このために、過度的に空燃比が
小さくなりすぎて排気ガス中に不燃焼の燃料が多くな
り、スモーク及び燃料消費量の悪化を招く。同時にエン
ジンの回転数の低下する程度も増大するという課題があ
った。
ビンを回し、タービンに連結された圧縮機によって過給
しているので、エンジンの無負荷最高回転状態（作業機
の低負荷状態）から高出力回転状態（作業機の高負荷状
態）に移行するときに空気供給量の増加に対するタイム
ラグ（いわゆるターボラグ）が大きいという欠点があ
る。又、インタークーラ（吸気冷却装置）を搭載した場
合はインタークーラ内部の圧力損失が生じ、さらに過給
遅れが発生してしまう。このために、過度的に空燃比が
小さくなりすぎて排気ガス中に不燃焼の燃料が多くな
り、スモーク及び燃料消費量の悪化を招く。同時にエン
ジンの回転数の低下する程度も増大するという課題があ
った。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上述のよ
うな背景の下になされたもので、建設機械に搭載したタ
ーボ過給器を利用したエンジンにおいてインタークーラ
による過給遅れ（タイムラグ）の弊害、即ちスモーク及
び燃料消費量の悪化を解決したエンジン過給装置を提供
することを目的としている。
うな背景の下になされたもので、建設機械に搭載したタ
ーボ過給器を利用したエンジンにおいてインタークーラ
による過給遅れ（タイムラグ）の弊害、即ちスモーク及
び燃料消費量の悪化を解決したエンジン過給装置を提供
することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は以下の手段を採用している。即ち、請求項１
記載の発明は、エンジンの吸気経路上に設けた過給器と
同経路上に設けたインタークーラを備えたエンジン過給
装置において、該過給器の下流経路に前記インタークー
ラを通過しないバイパス経路を設けたことを特徴として
いる。
に本発明は以下の手段を採用している。即ち、請求項１
記載の発明は、エンジンの吸気経路上に設けた過給器と
同経路上に設けたインタークーラを備えたエンジン過給
装置において、該過給器の下流経路に前記インタークー
ラを通過しないバイパス経路を設けたことを特徴として
いる。
【０００６】請求項２記載の発明は、請求項１記載のエ
ンジン過給装置において、前記バイパス経路の入口、出
口または該経路上に前記過給器の過給圧が所定圧以上に
なったときに開通する切換弁を設けたことを特徴として
いる。
ンジン過給装置において、前記バイパス経路の入口、出
口または該経路上に前記過給器の過給圧が所定圧以上に
なったときに開通する切換弁を設けたことを特徴として
いる。
【０００７】請求項３記載の発明は、請求項２記載のエ
ンジン過給装置において、前記切換弁は急負荷時の短い
時間だけ開通するように設定したことを特徴としてい
る。
ンジン過給装置において、前記切換弁は急負荷時の短い
時間だけ開通するように設定したことを特徴としてい
る。
【０００８】
【発明の実施形態】図１は本発明を実施した実施形態の
構成を示すブロック図である。以下、図面を参照してこ
の発明の実施形態について説明する。図１において、エ
ンジン１０の排気側経路１１にはターボ過給器１２が設
けられ、マフラ１３を通って大気中に排出される。ター
ボ過給器１２は排気ガスによって回転させるタービン１
２ａとタービン１２ａの出力軸に連結された圧縮器（過
給器）１２ｂから構成されている。一方、吸気側には吸
入空気をエンジン１０内にガイドするマニホールド１４
が設けられている。マニホールド１４にはエアクリーナ
１６、圧縮機１２ｂ、切換弁１７並びにインタークーラ
１８が順に配設された吸気経路１５とインタークーラ１
８をショートカットしてマニホールド１４に吸気するバ
イパス経路１９が接続されている。
構成を示すブロック図である。以下、図面を参照してこ
の発明の実施形態について説明する。図１において、エ
ンジン１０の排気側経路１１にはターボ過給器１２が設
けられ、マフラ１３を通って大気中に排出される。ター
ボ過給器１２は排気ガスによって回転させるタービン１
２ａとタービン１２ａの出力軸に連結された圧縮器（過
給器）１２ｂから構成されている。一方、吸気側には吸
入空気をエンジン１０内にガイドするマニホールド１４
が設けられている。マニホールド１４にはエアクリーナ
１６、圧縮機１２ｂ、切換弁１７並びにインタークーラ
１８が順に配設された吸気経路１５とインタークーラ１
８をショートカットしてマニホールド１４に吸気するバ
イパス経路１９が接続されている。
【０００９】図２に切換弁１７の構成例を示す。図２
（Ａ）は吸気経路１５とバイパス経路１９の分岐点に切
換弁１７を設けた例である。切換弁１７は上流側の過給
圧Ｐが所定の圧力Ｐ１に達しないときはインタークーラ
と連通し、所定圧Ｐ１以上になったときに切り替わり、
バイパス経路に連通する。また、切換弁１７は連通後、
所定の短時間経過後に再度切換えてバイパス経路を閉鎖
するように構成してもよい。これは調節可能な遅れ要素
２０（図２（Ｃ）参照）を切換弁１７に付加することに
より可能である。バイパス経路が連通しているときはイ
ンタークーラ１８に吸気は流れない。図２（Ｂ）はバイ
パス経路１９上に切換弁１７を設けた例で、切換弁１７
は上流側の過給圧Ｐが所定の圧力Ｐ１に達しないときは
インタークーラと連通し、所定圧Ｐ１以上になったとき
に切り替わり、インタークーラ１８に連通すると共にバ
イパス経路１９も連通する。しかし、インタークーラ１
８は空気の流れ抵抗が大きいので、吸気の殆どがバイパ
ス経路を通って、吸気側マニホールド１４に流れる。従
って、図２（Ａ）の切換弁１７も図２（Ｂ）の切換弁１
７も作用、効果は殆ど等しい。同様に、切換弁１７はバ
イパス経路の合流点に設けてもよい。
（Ａ）は吸気経路１５とバイパス経路１９の分岐点に切
換弁１７を設けた例である。切換弁１７は上流側の過給
圧Ｐが所定の圧力Ｐ１に達しないときはインタークーラ
と連通し、所定圧Ｐ１以上になったときに切り替わり、
バイパス経路に連通する。また、切換弁１７は連通後、
所定の短時間経過後に再度切換えてバイパス経路を閉鎖
するように構成してもよい。これは調節可能な遅れ要素
２０（図２（Ｃ）参照）を切換弁１７に付加することに
より可能である。バイパス経路が連通しているときはイ
ンタークーラ１８に吸気は流れない。図２（Ｂ）はバイ
パス経路１９上に切換弁１７を設けた例で、切換弁１７
は上流側の過給圧Ｐが所定の圧力Ｐ１に達しないときは
インタークーラと連通し、所定圧Ｐ１以上になったとき
に切り替わり、インタークーラ１８に連通すると共にバ
イパス経路１９も連通する。しかし、インタークーラ１
８は空気の流れ抵抗が大きいので、吸気の殆どがバイパ
ス経路を通って、吸気側マニホールド１４に流れる。従
って、図２（Ａ）の切換弁１７も図２（Ｂ）の切換弁１
７も作用、効果は殆ど等しい。同様に、切換弁１７はバ
イパス経路の合流点に設けてもよい。
【００１０】図３は本実施形態の過渡応答（Ｂ）とバイ
パス経路１９を設けない従来装置（図５参照）の過渡応
答（Ａ）との比較を示す。これらは低負荷状態から高負
荷状態に急激に変化させた場合の応答を示す。低負荷状
態では排気流量が少ないため過給圧は低く、高負荷にな
るにつれて排気流量と共に過給圧も上昇する。従来装置
ではピークを持つ１次系の応答をする。しかし、本実施
形態では過給圧がＰ１に達するとバイパス経路が連通す
るので過給圧は圧力Ｐ１で頭打ちになる。また、空気の
吸気流量は従来装置では大きなタイムラグ（過給遅れ）
ＤＬを伴う。これはインタークーラ１８を通過する時間
に略等しい。一方、本実施形態の場合のタイムラグは切
換弁１７の切換時間Ｄｔに略等しい。切換時間Ｄｔはイ
ンタークーラ１８を通過する時間に比べて著しく小さい
ので、本実施形態による場合の過給のタイムラグは非常
に小さいものとなる。
パス経路１９を設けない従来装置（図５参照）の過渡応
答（Ａ）との比較を示す。これらは低負荷状態から高負
荷状態に急激に変化させた場合の応答を示す。低負荷状
態では排気流量が少ないため過給圧は低く、高負荷にな
るにつれて排気流量と共に過給圧も上昇する。従来装置
ではピークを持つ１次系の応答をする。しかし、本実施
形態では過給圧がＰ１に達するとバイパス経路が連通す
るので過給圧は圧力Ｐ１で頭打ちになる。また、空気の
吸気流量は従来装置では大きなタイムラグ（過給遅れ）
ＤＬを伴う。これはインタークーラ１８を通過する時間
に略等しい。一方、本実施形態の場合のタイムラグは切
換弁１７の切換時間Ｄｔに略等しい。切換時間Ｄｔはイ
ンタークーラ１８を通過する時間に比べて著しく小さい
ので、本実施形態による場合の過給のタイムラグは非常
に小さいものとなる。
【００１１】図４は油圧ポンプの吐出圧力とエンジン回
転数について本実施形態の過渡応答（Ｂ）とバイパス経
路１９を設けない従来装置（図５参照）の過渡応答
（Ａ）との比較を示す。図４に示されているように、油
圧ポンプ側から同一の負荷が加わったときのエンジン回
転数の整定時間及び最大変動振幅は本実施形態の場合が
従来装置に比べて相当に小さくなることが理解される。
転数について本実施形態の過渡応答（Ｂ）とバイパス経
路１９を設けない従来装置（図５参照）の過渡応答
（Ａ）との比較を示す。図４に示されているように、油
圧ポンプ側から同一の負荷が加わったときのエンジン回
転数の整定時間及び最大変動振幅は本実施形態の場合が
従来装置に比べて相当に小さくなることが理解される。
【００１２】以上に説明したように、本実施形態によれ
ば、空気の吸気流量の遅れ及びエンジンの回転数の整定
時間が従来装置に比べて著しく小さくなり、その結果、
排気ガス中のスモーク量を抑えることができ、又同時に
燃料消費量の低減を図ることが可能となる。
ば、空気の吸気流量の遅れ及びエンジンの回転数の整定
時間が従来装置に比べて著しく小さくなり、その結果、
排気ガス中のスモーク量を抑えることができ、又同時に
燃料消費量の低減を図ることが可能となる。
【００１３】以上、この発明の実施形態、実施例を図面
により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限
られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲
の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限
られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲
の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の構成に
よれば、過給器による吸気流量の遅れ及びエンジンの回
転数の整定時間を小さくすることが可能となり、その結
果、排気ガス中のスモーク量を抑えることができ、又同
時に燃料消費量の低減を図ることが可能となるという効
果が得られる。
よれば、過給器による吸気流量の遅れ及びエンジンの回
転数の整定時間を小さくすることが可能となり、その結
果、排気ガス中のスモーク量を抑えることができ、又同
時に燃料消費量の低減を図ることが可能となるという効
果が得られる。
【図１】 本発明を実施した実施形態のブロック図を示
す。
す。
【図２】 本実施形態における切換弁の構成例を示す。
【図３】 本実施形態の装置（Ｂ）と従来装置（Ａ）と
の応答の比較を示す。
の応答の比較を示す。
【図４】 本実施形態の装置（Ｂ）と従来装置（Ａ）と
の応答の比較を示す。
の応答の比較を示す。
【図５】 従来装置を示す。
１０ エンジン １１ 排気経路 １２ ターボ過給器 １４ 吸気マニホールド １５ 吸気経路 １７ 切換弁 １８ インタークーラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 23/00 Ｆ０２Ｂ 37/00 ３０３Ｚ
Claims (3)
- 【請求項１】 エンジンの吸気経路上に設けた過給器と
同経路上に設けたインタークーラを備えたエンジン過給
装置において、該過給器の下流経路に前記インタークー
ラを通過しないバイパス経路を設けたことを特徴とする
建設機械のエンジン過給装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のエンジン過給装置におい
て、前記バイパス経路の入口、出口または該経路上に前
記過給器の過給圧が所定圧以上になったときに開通する
切換弁を設けたことを特徴とする建設機械のエンジン過
給装置。 - 【請求項３】 請求項２記載のエンジン過給装置におい
て、前記切換弁は急負荷時の短い時間だけ開通するよう
に設定したことを特徴とする建設機械のエンジン過給装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000343399A JP2002147245A (ja) | 2000-11-10 | 2000-11-10 | 建設機械のエンジン過給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000343399A JP2002147245A (ja) | 2000-11-10 | 2000-11-10 | 建設機械のエンジン過給装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002147245A true JP2002147245A (ja) | 2002-05-22 |
Family
ID=18817773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000343399A Pending JP2002147245A (ja) | 2000-11-10 | 2000-11-10 | 建設機械のエンジン過給装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002147245A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006004739A1 (de) * | 2006-02-02 | 2007-08-09 | Volkswagen Ag | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
-
2000
- 2000-11-10 JP JP2000343399A patent/JP2002147245A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006004739A1 (de) * | 2006-02-02 | 2007-08-09 | Volkswagen Ag | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
| DE102006004739B4 (de) * | 2006-02-02 | 2016-08-18 | Volkswagen Ag | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
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