JPH068612B2 - 排気タ−ビン型過給機によつて過給される内燃機関 - Google Patents
排気タ−ビン型過給機によつて過給される内燃機関Info
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- JPH068612B2 JPH068612B2 JP58228599A JP22859983A JPH068612B2 JP H068612 B2 JPH068612 B2 JP H068612B2 JP 58228599 A JP58228599 A JP 58228599A JP 22859983 A JP22859983 A JP 22859983A JP H068612 B2 JPH068612 B2 JP H068612B2
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- combustion engine
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- pressure
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D23/00—Controlling engines characterised by their being supercharged
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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
- F02B37/16—Control of the pumps by bypassing charging air
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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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、特許請求の範囲第1項の上位概念に記載の形
式の、バイパス導管を目的通り開放制御および閉鎖制御
する装置を備えた、排気タービン型過給機によって過給
される内燃機関に関する。
式の、バイパス導管を目的通り開放制御および閉鎖制御
する装置を備えた、排気タービン型過給機によって過給
される内燃機関に関する。
ヨーロッパ特許第0022584号明細書から、バイパ
ス導管を目的通り開放制御および閉鎖制御するための装
置を有する、排気タービン型過給機によって過給される
内燃機関は公知である。前記バイパス導管は過給空気マ
ニホルドから分岐していてかつタービンの手前で排気マ
ニホルドに開口している。バイパス導管の開放および閉
鎖はバイパス弁によって制御され、該バイパス弁は過給
空気マニホルドの軸線に対して直角方向で作業しかつ過
給空気マニホルドの壁内に穿設された弁座と協働する。
バイパス弁は制御ピストンを有しており、該制御ピスト
ンの前面に弁開放方向で作用する押しばねが作用してい
る。背面では押圧ピストンが所属の圧力ケーシング内で
弁閉鎖方向で作用する押圧部材によって負荷されてお
り、該押圧部材は固有の制御回路内に設けられている。
制御回路は前記押圧ピストンに作用する圧力を変えるこ
とのできる制御部材を有している。このような制御部材
として過給空気圧力に関連して作業する多数の絞り弁が
設けられている。このばあい2つの絞り弁は、シャフト
がピストンと不動に結合されている二重円錐形弁に結合
されている。更に前記ピストンは前面で矢張り押しばね
のばね力によってかつ背面で圧力室内で圧力を供給する
過給空気によつて押圧負荷されている。この装置の作用
形式として次ぎのことが挙げられる。過給空気圧力がわ
ずかであるばあい一方の弁円錐体が作業媒体として用い
られる流体の質量流量を遮断するので、このばあいバイ
パス弁は閉鎖されかつ排ガス循環が阻止される。負荷が
増大するにつれて前記の一方の弁円錐体は押しばねのば
ね力に抗して弁座から持ち上げられ、これによってこの
ばあいバイパス弁が開放される。つまりこの際に押圧ピ
ストンに作用する圧力がこれ以前に押圧ピストンに作用
する圧力よりも低いので、バイパス弁が開放される。負
荷が更に増大したばあいには向かい合って位置する他方
の弁円錐体が流過横断面を全負荷に達する前の完全な閉
鎖にまでどんどん狭めるので、従ってバイパスされる空
気流も連続的に絞られかつ最終的に完全に止められる。
ス導管を目的通り開放制御および閉鎖制御するための装
置を有する、排気タービン型過給機によって過給される
内燃機関は公知である。前記バイパス導管は過給空気マ
ニホルドから分岐していてかつタービンの手前で排気マ
ニホルドに開口している。バイパス導管の開放および閉
鎖はバイパス弁によって制御され、該バイパス弁は過給
空気マニホルドの軸線に対して直角方向で作業しかつ過
給空気マニホルドの壁内に穿設された弁座と協働する。
バイパス弁は制御ピストンを有しており、該制御ピスト
ンの前面に弁開放方向で作用する押しばねが作用してい
る。背面では押圧ピストンが所属の圧力ケーシング内で
弁閉鎖方向で作用する押圧部材によって負荷されてお
り、該押圧部材は固有の制御回路内に設けられている。
制御回路は前記押圧ピストンに作用する圧力を変えるこ
とのできる制御部材を有している。このような制御部材
として過給空気圧力に関連して作業する多数の絞り弁が
設けられている。このばあい2つの絞り弁は、シャフト
がピストンと不動に結合されている二重円錐形弁に結合
されている。更に前記ピストンは前面で矢張り押しばね
のばね力によってかつ背面で圧力室内で圧力を供給する
過給空気によつて押圧負荷されている。この装置の作用
形式として次ぎのことが挙げられる。過給空気圧力がわ
ずかであるばあい一方の弁円錐体が作業媒体として用い
られる流体の質量流量を遮断するので、このばあいバイ
パス弁は閉鎖されかつ排ガス循環が阻止される。負荷が
増大するにつれて前記の一方の弁円錐体は押しばねのば
ね力に抗して弁座から持ち上げられ、これによってこの
ばあいバイパス弁が開放される。つまりこの際に押圧ピ
ストンに作用する圧力がこれ以前に押圧ピストンに作用
する圧力よりも低いので、バイパス弁が開放される。負
荷が更に増大したばあいには向かい合って位置する他方
の弁円錐体が流過横断面を全負荷に達する前の完全な閉
鎖にまでどんどん狭めるので、従ってバイパスされる空
気流も連続的に絞られかつ最終的に完全に止められる。
この公知の構成は一面では比較的高い圧力定数を有する
制御媒体を必要とし、これによって相応の供給部材をも
必要とし、他面では固有のバイパス弁の他に制御のため
に極めて多額の費用を必要とする。
制御媒体を必要とし、これによって相応の供給部材をも
必要とし、他面では固有のバイパス弁の他に制御のため
に極めて多額の費用を必要とする。
本発明の課題は、ヨーロッパ特許第0022584号明
細書による公知技術から出発して、バイパス弁の行程を
バイパス導管の開放から新たな閉鎖まで、過給空気圧力
の変化に関連して直接比例して制御できるように冒頭に
述べた形式の内燃機関を改良することにある。
細書による公知技術から出発して、バイパス弁の行程を
バイパス導管の開放から新たな閉鎖まで、過給空気圧力
の変化に関連して直接比例して制御できるように冒頭に
述べた形式の内燃機関を改良することにある。
前記課題は本発明によれば、特許請求の範囲第1項の特
徴部分に記載の構成によって解決された。
徴部分に記載の構成によって解決された。
本発明の有利な実施態様は特許請求の範囲第2項以降に
記載されている。
記載されている。
次に図示の実施例につき本発明を説明する。
種々の図面においては明瞭にするために同じ構成部材又
は互いに相応する構成部材には同じ符号が付されてい
る。
は互いに相応する構成部材には同じ符号が付されてい
る。
第1図では排気タービン型過給機1によって過給される
内燃機関が図示されている。排気タービン型過給機1の
タービン3には排気マニホルド4が接続されており、該
排気マニホルド内に個々のシリンダから到達する排気排
出口が開口している。排気タービン型過給機1の圧縮機
5には過給空気マニホルド6が接続されており、該過給
空気マニホルド内には過給空気冷却器7が接続されてい
てかつ過給空気マニホルドから個々のシリンダに導かれ
た取入れ導管が分岐している。符号8で全体的にバイパ
ス導管が図示されており、該バイパス導管は圧縮機5と
過給空気冷却器7との間の範囲で過給空気マニホルド6
から分岐していてかつタービン4のすぐ手前で排気マニ
ホルド4に開口している。バイパス導管8は、該バイパ
ス導管内に接続されたバイパス弁9(第3図乃至第5図
参照)によって制御されて、タービン3を貫流する質量
流量を高めるために圧縮された空気バイパスする。
内燃機関が図示されている。排気タービン型過給機1の
タービン3には排気マニホルド4が接続されており、該
排気マニホルド内に個々のシリンダから到達する排気排
出口が開口している。排気タービン型過給機1の圧縮機
5には過給空気マニホルド6が接続されており、該過給
空気マニホルド内には過給空気冷却器7が接続されてい
てかつ過給空気マニホルドから個々のシリンダに導かれ
た取入れ導管が分岐している。符号8で全体的にバイパ
ス導管が図示されており、該バイパス導管は圧縮機5と
過給空気冷却器7との間の範囲で過給空気マニホルド6
から分岐していてかつタービン4のすぐ手前で排気マニ
ホルド4に開口している。バイパス導管8は、該バイパ
ス導管内に接続されたバイパス弁9(第3図乃至第5図
参照)によって制御されて、タービン3を貫流する質量
流量を高めるために圧縮された空気バイパスする。
本発明によればバイパス弁9は軸方向で互いに間隔をお
いて配置された2つの弁体10,11から成っており、
該弁体10,11は直径を縮小されたスペーサ部材を介
して互いに結合されている。スペーサ部材は円筒状の中
央部分12を有していてかつそれぞれの端部において凹
面状の彎曲輪郭部13,14によってそれぞれ1つの円
錐形の弁座環状面15,16に移行している。両弁座環
状面15,16は互いに傾斜していてかつ有利にはそれ
ぞれバイパス弁軸線に対して45゜の角度を成してい
る。それぞれの弁体10,11は有利にはそれぞれの外
面に流れ技術的に有利に形成された円形頭部17,18
を有している。
いて配置された2つの弁体10,11から成っており、
該弁体10,11は直径を縮小されたスペーサ部材を介
して互いに結合されている。スペーサ部材は円筒状の中
央部分12を有していてかつそれぞれの端部において凹
面状の彎曲輪郭部13,14によってそれぞれ1つの円
錐形の弁座環状面15,16に移行している。両弁座環
状面15,16は互いに傾斜していてかつ有利にはそれ
ぞれバイパス弁軸線に対して45゜の角度を成してい
る。それぞれの弁体10,11は有利にはそれぞれの外
面に流れ技術的に有利に形成された円形頭部17,18
を有している。
本発明の特徴に相応して、このように形成された前記バ
イパス弁にはバイパス導管8内でバイパス導管の軸線に
対して直角に位置する、流過孔20を備えた仕切壁19
が配置されており、該流過孔のそれぞれの端部にはバイ
パス弁9の弁座環状面15,16と協働する相応に適合
した円錐形の弁座21,22が接続されている。
イパス弁にはバイパス導管8内でバイパス導管の軸線に
対して直角に位置する、流過孔20を備えた仕切壁19
が配置されており、該流過孔のそれぞれの端部にはバイ
パス弁9の弁座環状面15,16と協働する相応に適合
した円錐形の弁座21,22が接続されている。
本発明の特徴に相応して、バイパス弁9はバイパス導管
の外部に配置された操作部材に機械的に枢着されていて
かつ操作部材によって軸方向で往復移動させられる。前
記操作部材は第3図乃至第5図に基づき後で詳細に説明
する。
の外部に配置された操作部材に機械的に枢着されていて
かつ操作部材によって軸方向で往復移動させられる。前
記操作部材は第3図乃至第5図に基づき後で詳細に説明
する。
更に本発明の特徴に相応して、前記操作部材には同様に
第3図乃至第5図に基づいて後で詳細に説明する制御部
材が配属されており、該制御部材は過給空気圧力に関連
して作業する。前記制御部材は操作部材を介してバイパ
ス弁9に次ぎのように作用を及ぼすことができる。つま
り第2図の線図から明らかなように内燃機関の運転に際
してバイパス導管8を イ)無負荷運転において遮断し、 ロ)無負荷運転から下側の部分負荷範囲に相当する全負
荷のほぼ25%までは最大の流過横断面までだんだんと
開放制御して、中間の部分負荷範囲に相当する全負荷の
ほぼ50%まではこのような開放状態で維持し、 ハ)中間の部分負荷範囲の上限(全負荷のほぼ60%)
に向けてだんだんと閉鎖制御し、 ニ)上側の部分負荷範囲の上限で閉鎖して、全負荷まで
このような閉鎖状態で維持するように、制御部材は操作
部材を介してバイパス弁に作用を及ぼす。
第3図乃至第5図に基づいて後で詳細に説明する制御部
材が配属されており、該制御部材は過給空気圧力に関連
して作業する。前記制御部材は操作部材を介してバイパ
ス弁9に次ぎのように作用を及ぼすことができる。つま
り第2図の線図から明らかなように内燃機関の運転に際
してバイパス導管8を イ)無負荷運転において遮断し、 ロ)無負荷運転から下側の部分負荷範囲に相当する全負
荷のほぼ25%までは最大の流過横断面までだんだんと
開放制御して、中間の部分負荷範囲に相当する全負荷の
ほぼ50%まではこのような開放状態で維持し、 ハ)中間の部分負荷範囲の上限(全負荷のほぼ60%)
に向けてだんだんと閉鎖制御し、 ニ)上側の部分負荷範囲の上限で閉鎖して、全負荷まで
このような閉鎖状態で維持するように、制御部材は操作
部材を介してバイパス弁に作用を及ぼす。
制御される可変な横断面状態は第2図は実線23で示さ
れている。このばあいバイパス導管8の流過横断面は円
環面によって与えられ、該円環面は一方では円筒状の中
央部分と彎曲輪郭部13,14と円錐形の弁座環状面1
5,16とを有するバイパス弁のスペーサ部材によって
並びに他方では仕切壁19内の両方の弁座21,22と
流過孔20とによって制限されている。バイパス導管8
の最大流過横断面は、バイパス弁9が仕切壁19に対し
てほぼ対称的に位置しているばあい、即ち両弁座環状面
が所属の弁座21,22からそれぞれ同じ距離遠ざけら
れているばあいに与えられる。スペーサ部材の彎曲輪郭
部13,14が流過孔20内に進入するればする程、前
記円環面は小さくなる。
れている。このばあいバイパス導管8の流過横断面は円
環面によって与えられ、該円環面は一方では円筒状の中
央部分と彎曲輪郭部13,14と円錐形の弁座環状面1
5,16とを有するバイパス弁のスペーサ部材によって
並びに他方では仕切壁19内の両方の弁座21,22と
流過孔20とによって制限されている。バイパス導管8
の最大流過横断面は、バイパス弁9が仕切壁19に対し
てほぼ対称的に位置しているばあい、即ち両弁座環状面
が所属の弁座21,22からそれぞれ同じ距離遠ざけら
れているばあいに与えられる。スペーサ部材の彎曲輪郭
部13,14が流過孔20内に進入するればする程、前
記円環面は小さくなる。
少なくとも短期間過負荷範囲において運転されねばなら
ない内燃機関のばあい(例えば船舶駆動機関)、過負荷
範囲(全負荷のほぼ120%まで)における機関運転時
にバイパス導管を閉鎖状態から再び開放制御して、この
出力範囲で内燃機関に供給される過給空気圧力は少なく
ともほぼコンスタントに維持するように、制御部材が構
成されるか又はこのような付加的な制御部材が設けられ
ると有利であることが判明した。この作用は第2図で一
点鎖線24によって示されている。
ない内燃機関のばあい(例えば船舶駆動機関)、過負荷
範囲(全負荷のほぼ120%まで)における機関運転時
にバイパス導管を閉鎖状態から再び開放制御して、この
出力範囲で内燃機関に供給される過給空気圧力は少なく
ともほぼコンスタントに維持するように、制御部材が構
成されるか又はこのような付加的な制御部材が設けられ
ると有利であることが判明した。この作用は第2図で一
点鎖線24によって示されている。
有利にはバイパス弁9が配置されているバイパス導管8
の範囲は2つの彎曲管25,26によって形成されてお
り、該彎曲管はバイパス導管の別の構成部材27,28
(第1図参照)にフランジ結合されていてかつ組合わさ
れて少なくとも120゜の、有利には180゜のU字形
の彎曲管を形成しかつ結合のためにそれぞれ1つのフラ
ンジ29,30を有している。フランジ29,30の間
には仕切壁19が緊定されている。両彎曲管25,26
はそれぞれ互いに整合する貫通孔33,34を備えた滑
り支承部材31,32を有しており、前記貫通孔内には
ロッド35が軸方向で移動可能に支承されている。前記
ロッド35はすでに詳細に記載したバイパス弁9を支持
しかつ仕切壁19に対して直角にしかも流過孔20に対
して同軸的に位置しかつバイパス導管8の外部ですでに
述べた操作部材に連結されている。前記操作部材につい
ては後で詳細に述べる。ロッド35は腐食作用を避ける
ためにバイパス導管の内部で可撓性の波形管36,37
によって取り囲まれている。バイパス弁9およびロッド
35は互いにねじ結合された多数の構成部材から構成さ
れている構成グループを成す。
の範囲は2つの彎曲管25,26によって形成されてお
り、該彎曲管はバイパス導管の別の構成部材27,28
(第1図参照)にフランジ結合されていてかつ組合わさ
れて少なくとも120゜の、有利には180゜のU字形
の彎曲管を形成しかつ結合のためにそれぞれ1つのフラ
ンジ29,30を有している。フランジ29,30の間
には仕切壁19が緊定されている。両彎曲管25,26
はそれぞれ互いに整合する貫通孔33,34を備えた滑
り支承部材31,32を有しており、前記貫通孔内には
ロッド35が軸方向で移動可能に支承されている。前記
ロッド35はすでに詳細に記載したバイパス弁9を支持
しかつ仕切壁19に対して直角にしかも流過孔20に対
して同軸的に位置しかつバイパス導管8の外部ですでに
述べた操作部材に連結されている。前記操作部材につい
ては後で詳細に述べる。ロッド35は腐食作用を避ける
ためにバイパス導管の内部で可撓性の波形管36,37
によって取り囲まれている。バイパス弁9およびロッド
35は互いにねじ結合された多数の構成部材から構成さ
れている構成グループを成す。
第3図による実施例ではバイパス弁9には操作部材とし
て特に滑り支承部材31に固定された圧力ボックス38
が配属されている。圧力ボックス38は2部分から成る
ケーシング39内にロールダイヤフラム40を有してお
り、該ロールダイヤフラム40は縁部範囲で両ケーシン
グ部分の間に緊定されていてかつ押圧板41によって支
持されて圧力ボックス内部内に延長されたロッド35の
端部に固定されていてしかもケーシングの壁部分と協働
して制御圧力室42を形成している。前記圧力ボックス
38には制御部材として圧力ボックスとは反対のバイパ
ス弁側でロッド35の他端に作用するばね機構43と、
制御導管44とが配属されており、該制御導管44は流
れ方向でみて仕切壁19の手前に位置するバイパス導管
部分と制御圧力室42とを接続しかつこのようにして制
御圧力室を常時その都度形成される過給空気圧力によっ
て負荷している。ばね機構43は有利には滑り支承部材
32に固定されたケーシング45内に収容されている。
ばね機構は形成される過給空気圧力に同調された多数の
(このばあい2つの)コイル押しばね46,47を有し
ており、該コイル押しばね46,47は特別に形成され
た案内および結合スリーブ48,49を介して互いに連
結されていてしかもロッド35の端部に固定された押圧
板50を介してロッド35に作用している。ばね機構4
3の押圧力はケーシング45から突出する調節ねじ51
を介して調節可能である。前記制御部材および過給空気
圧力によって第2図で符号23によって示された曲線に
相応してバイパス導管8の開放および閉鎖が制御され
る。更に第2図の一点鎖線24に相応した作用をも制御
できるようにするために、付加的な制御部材として圧力
空気源52、例えば始動空気だめと、圧力空気導管54
と、この圧力空気導管に接続された制御弁55と、この
制御弁55に配属された制御装置56とが設けられてい
る。前記圧力空気導管54は前記圧力空気源52から圧
力ボックス38に導かれていてかつ圧力ボックスにおい
てロールダイヤフラム40によって制限された制御圧力
室42とは反対側の第2の圧力室53に接続されてお
り、更に前記制御装置56は圧力空気導管54の所望の
開放を制御することができる。
て特に滑り支承部材31に固定された圧力ボックス38
が配属されている。圧力ボックス38は2部分から成る
ケーシング39内にロールダイヤフラム40を有してお
り、該ロールダイヤフラム40は縁部範囲で両ケーシン
グ部分の間に緊定されていてかつ押圧板41によって支
持されて圧力ボックス内部内に延長されたロッド35の
端部に固定されていてしかもケーシングの壁部分と協働
して制御圧力室42を形成している。前記圧力ボックス
38には制御部材として圧力ボックスとは反対のバイパ
ス弁側でロッド35の他端に作用するばね機構43と、
制御導管44とが配属されており、該制御導管44は流
れ方向でみて仕切壁19の手前に位置するバイパス導管
部分と制御圧力室42とを接続しかつこのようにして制
御圧力室を常時その都度形成される過給空気圧力によっ
て負荷している。ばね機構43は有利には滑り支承部材
32に固定されたケーシング45内に収容されている。
ばね機構は形成される過給空気圧力に同調された多数の
(このばあい2つの)コイル押しばね46,47を有し
ており、該コイル押しばね46,47は特別に形成され
た案内および結合スリーブ48,49を介して互いに連
結されていてしかもロッド35の端部に固定された押圧
板50を介してロッド35に作用している。ばね機構4
3の押圧力はケーシング45から突出する調節ねじ51
を介して調節可能である。前記制御部材および過給空気
圧力によって第2図で符号23によって示された曲線に
相応してバイパス導管8の開放および閉鎖が制御され
る。更に第2図の一点鎖線24に相応した作用をも制御
できるようにするために、付加的な制御部材として圧力
空気源52、例えば始動空気だめと、圧力空気導管54
と、この圧力空気導管に接続された制御弁55と、この
制御弁55に配属された制御装置56とが設けられてい
る。前記圧力空気導管54は前記圧力空気源52から圧
力ボックス38に導かれていてかつ圧力ボックスにおい
てロールダイヤフラム40によって制限された制御圧力
室42とは反対側の第2の圧力室53に接続されてお
り、更に前記制御装置56は圧力空気導管54の所望の
開放を制御することができる。
第3図で図示された装置は次ぎのように作業する。内燃
機関の無負荷運転においてはバイパス弁8は閉じられて
いる。このばあいバイパス弁9は弁座環状面16によっ
て仕切壁の所属の弁座に接触しかつこの位置でばね機構
43によって内燃機関が加速されるまで保持される。内
燃機関が無負荷運転回転数から加速されると、燃料供給
が増大する。これによってタービン3に供給されかつタ
ービンを貫流する排気質量流量が増大し、これによって
圧縮機によってより多くの過給空気が搬送されかつより
強く圧縮される。このような過給空気圧力の増大は制御
導管44を介してかつ圧力ボックス38内の制御圧力室
42においてロールダイヤフラム40を介して並びに押
圧板41を介して直接ロッド35に作用する。これによ
ってこのばあい全負荷で形成される過給圧力に関連して
ほぼ10%の過給圧力でばね機構の対応力を克服しかつ
バイパス弁9を図平面でみて右側に移動させる。これに
よってバイパス導管8が所属の弁座22からの弁座環状
面16の持上げ後小さな横断面で開放されひいてはすで
に圧縮された過給空気の所定量がバイパス導管8を介し
て排気マニホルドに向けてバイパスされる。これにより
タービンを貫流する質量流量が再び高められる。これに
よって圧縮された過給空気の圧力がますます高められ、
従ってバイパス弁9は更にもっと移動させられかつバイ
パス導管8は最大の流過横断面まで開放制御される。こ
の過程は無負荷運転から全負荷のほぼ25%までの範囲
で行なわれかつこのばあいこの運転時点でほぼ最大の流
過横断面が得られひいては最大量の圧縮された空気が過
給空気マニホルドから排気マニホルドにバイパスされ
る。この最大の流過横断面はバイパス弁のスペーサ部材
の円筒状の中央部分12のために全負荷のほぼ50%ま
で維持される。つまり中間の部分負荷範囲の上限に向け
て初めて(全負荷のほぼ60%)流過横断面ひいてはバ
イパスされる空気量が再び減少される。何故ならば更に
増大する過給圧力のためにバイパス導管がスペーサ部材
の彎曲輪郭部13および円錐形の弁座環状面15によっ
て再びだんだんと閉鎖制御されるからである。全負荷の
ばあいに形成される過給圧力のほぼ30%乃至40%で
ありかつ全負荷のほぼ60%の出力のばあいに与えられ
る所定の過給空気圧力以降はバイパス導管8は、弁座2
1にバイパス弁9の弁座環状面15が接触することによ
って再び遮断される。全負荷までの上側の部分負荷範囲
ではバイパス導管は遮断されたままである。内燃機関が
前述の付加的な制御部材52,54,55,56を有し
ているばあいには、バイパス導管は過負荷範囲での内燃
機関の運転時に再び開放制御される。このばあい圧力空
気が圧力ボックス38の第2の圧力室53内に導入され
る。これによって第2の圧力室53内には対応圧力が生
じ、この対応圧力によってバイパス弁9は図平面でみて
再びいくらか左側に移動させらひいては弁座環状面15
が所属の弁座21から再びいくらか持ち上げられかつこ
のばあい圧縮された過給空気が再び排気マニホルド4に
向かって流れる。このばあい圧力室53への圧力空気の
供給は、前記出力範囲で内燃機関に供給される過給空気
の圧力が少なくともほぼコンスタントに維持されるよう
に、制御される。
機関の無負荷運転においてはバイパス弁8は閉じられて
いる。このばあいバイパス弁9は弁座環状面16によっ
て仕切壁の所属の弁座に接触しかつこの位置でばね機構
43によって内燃機関が加速されるまで保持される。内
燃機関が無負荷運転回転数から加速されると、燃料供給
が増大する。これによってタービン3に供給されかつタ
ービンを貫流する排気質量流量が増大し、これによって
圧縮機によってより多くの過給空気が搬送されかつより
強く圧縮される。このような過給空気圧力の増大は制御
導管44を介してかつ圧力ボックス38内の制御圧力室
42においてロールダイヤフラム40を介して並びに押
圧板41を介して直接ロッド35に作用する。これによ
ってこのばあい全負荷で形成される過給圧力に関連して
ほぼ10%の過給圧力でばね機構の対応力を克服しかつ
バイパス弁9を図平面でみて右側に移動させる。これに
よってバイパス導管8が所属の弁座22からの弁座環状
面16の持上げ後小さな横断面で開放されひいてはすで
に圧縮された過給空気の所定量がバイパス導管8を介し
て排気マニホルドに向けてバイパスされる。これにより
タービンを貫流する質量流量が再び高められる。これに
よって圧縮された過給空気の圧力がますます高められ、
従ってバイパス弁9は更にもっと移動させられかつバイ
パス導管8は最大の流過横断面まで開放制御される。こ
の過程は無負荷運転から全負荷のほぼ25%までの範囲
で行なわれかつこのばあいこの運転時点でほぼ最大の流
過横断面が得られひいては最大量の圧縮された空気が過
給空気マニホルドから排気マニホルドにバイパスされ
る。この最大の流過横断面はバイパス弁のスペーサ部材
の円筒状の中央部分12のために全負荷のほぼ50%ま
で維持される。つまり中間の部分負荷範囲の上限に向け
て初めて(全負荷のほぼ60%)流過横断面ひいてはバ
イパスされる空気量が再び減少される。何故ならば更に
増大する過給圧力のためにバイパス導管がスペーサ部材
の彎曲輪郭部13および円錐形の弁座環状面15によっ
て再びだんだんと閉鎖制御されるからである。全負荷の
ばあいに形成される過給圧力のほぼ30%乃至40%で
ありかつ全負荷のほぼ60%の出力のばあいに与えられ
る所定の過給空気圧力以降はバイパス導管8は、弁座2
1にバイパス弁9の弁座環状面15が接触することによ
って再び遮断される。全負荷までの上側の部分負荷範囲
ではバイパス導管は遮断されたままである。内燃機関が
前述の付加的な制御部材52,54,55,56を有し
ているばあいには、バイパス導管は過負荷範囲での内燃
機関の運転時に再び開放制御される。このばあい圧力空
気が圧力ボックス38の第2の圧力室53内に導入され
る。これによって第2の圧力室53内には対応圧力が生
じ、この対応圧力によってバイパス弁9は図平面でみて
再びいくらか左側に移動させらひいては弁座環状面15
が所属の弁座21から再びいくらか持ち上げられかつこ
のばあい圧縮された過給空気が再び排気マニホルド4に
向かって流れる。このばあい圧力室53への圧力空気の
供給は、前記出力範囲で内燃機関に供給される過給空気
の圧力が少なくともほぼコンスタントに維持されるよう
に、制御される。
出力低下のばあいには前述の制御および作用経過は逆の
方向で経過する。
方向で経過する。
第4図の実施例ではバイパス弁9には操作部材として電
気的な調節モータ57が配属されており、この調節モー
タのピニオン58は適当に延長されたロッド35の歯5
9内に係合している。調節モータ57は支え部材60に
座着しており、該支え部材60は外側で滑り支承部材3
1に固定されていてかつ更に支承ブシュ61を有してい
る。支承ブシュはロッド35の延長部分用の支え体を成
している。調節モータ57には制御部材として例えばマ
イクロプロセッサを有する電気的な制御ユニット62が
配属されており、該制御ユニットを過給空気圧力に関連
して作業しかつ相応の制御信号を調節モータ57に引渡
す。この制御信号はプロセッサ内部に組込まれたプログ
ラムにおける信号化された実際値の処理によって生ぜし
められ、前記プログラムは、調節モータ57の相応の制
御によって事実上第3図の実施例で与えられた制御およ
び操作部材と同じ作用をバイパス弁9に及ぼすことがで
きるように設定されている。
気的な調節モータ57が配属されており、この調節モー
タのピニオン58は適当に延長されたロッド35の歯5
9内に係合している。調節モータ57は支え部材60に
座着しており、該支え部材60は外側で滑り支承部材3
1に固定されていてかつ更に支承ブシュ61を有してい
る。支承ブシュはロッド35の延長部分用の支え体を成
している。調節モータ57には制御部材として例えばマ
イクロプロセッサを有する電気的な制御ユニット62が
配属されており、該制御ユニットを過給空気圧力に関連
して作業しかつ相応の制御信号を調節モータ57に引渡
す。この制御信号はプロセッサ内部に組込まれたプログ
ラムにおける信号化された実際値の処理によって生ぜし
められ、前記プログラムは、調節モータ57の相応の制
御によって事実上第3図の実施例で与えられた制御およ
び操作部材と同じ作用をバイパス弁9に及ぼすことがで
きるように設定されている。
第4図の実施例におけるのと同じ関係は第5図の実施例
のばあいにも得られる。この実施例ではバイパス弁9に
は操作部材として液力式の調節モータ63が配属されて
いる。この調節モータは適当に延長されたロッド35に
設けられた制御ピストン64と、制御ピストン64の両
側に配置された2つの圧力室66,67を備えたケーシ
ング65とを有している。ケーシング65は有利には滑
り支承部材31に外側で固定されている。両圧力室6
6,67は液力式の制御導管68,69を介して液力式
の制御回路70に接続されており、この制御回路には本
実施例でも制御部材として例えばマイクロプロセッサを
有する電気的な制御ユニット71が配属されている。こ
の制御ユニット71は第4図の実施例の電気的な調節モ
ータに配属されている制御ユニット62と同じ形式で信
号化された実際値をベースとしてプロセッサ内部に組込
まれたプログラムにおける実際値の処理によって作業す
る。このプログラムは本実施例でも、液力式の制御回路
70ひいては液力式の調節モータに対する相応の作用に
よって事実上第3図の実施例の制御および操作部材によ
って与えられるのと同じ作用をバイパス弁に及ぼすこと
ができるように設定されている。第4図および第5図の
実施例におけるバイパス弁によるバイパス導管の開放お
よび閉鎖制御形式は第3図の実施例のばあいと同じであ
るので、第3図に関連した作用記述が第4図および第5
図の実施例にも当て嵌まる。第4図および第5図の実施
例ではバイパス弁の運動のために必要である制御力のみ
が異なる構成部材によってもたらされる。
のばあいにも得られる。この実施例ではバイパス弁9に
は操作部材として液力式の調節モータ63が配属されて
いる。この調節モータは適当に延長されたロッド35に
設けられた制御ピストン64と、制御ピストン64の両
側に配置された2つの圧力室66,67を備えたケーシ
ング65とを有している。ケーシング65は有利には滑
り支承部材31に外側で固定されている。両圧力室6
6,67は液力式の制御導管68,69を介して液力式
の制御回路70に接続されており、この制御回路には本
実施例でも制御部材として例えばマイクロプロセッサを
有する電気的な制御ユニット71が配属されている。こ
の制御ユニット71は第4図の実施例の電気的な調節モ
ータに配属されている制御ユニット62と同じ形式で信
号化された実際値をベースとしてプロセッサ内部に組込
まれたプログラムにおける実際値の処理によって作業す
る。このプログラムは本実施例でも、液力式の制御回路
70ひいては液力式の調節モータに対する相応の作用に
よって事実上第3図の実施例の制御および操作部材によ
って与えられるのと同じ作用をバイパス弁に及ぼすこと
ができるように設定されている。第4図および第5図の
実施例におけるバイパス弁によるバイパス導管の開放お
よび閉鎖制御形式は第3図の実施例のばあいと同じであ
るので、第3図に関連した作用記述が第4図および第5
図の実施例にも当て嵌まる。第4図および第5図の実施
例ではバイパス弁の運動のために必要である制御力のみ
が異なる構成部材によってもたらされる。
図面は本発明の実施例を示すものであって、第1図は本
発明による内燃機関の概略図、第2図は内燃機関の全負
荷範囲に亘るバイパス導管の異なる流過横断面を示した
線図、第3図はバイパス導管を開放制御および閉鎖制御
するための装置の概略的な第1実施例図、第4図は第3
図に相応する装置の概略的な第2実施例図、第5図は第
3図に相応する装置の概略的な第3実施例図である。 1……排気タービン型過給機、2……内燃機関、3……
タービン、4……排気マニホルド、5……圧縮機、6…
…過給空気マニホルド、7……過給空気冷却器、8……
バイパス導管、9……バイパス弁、10,11……弁
体、12……中央部分、13,14……彎曲輪郭部、1
5,16……弁座環状面、17,18……丸形頭部、1
9……仕切壁、20……流過孔、21,22……弁座、
23……実線、24……一点鎖線、25,26……彎曲
管、27,28……構成部材、29,30……フラン
ジ、31,32……滑り支承部材、33,34……貫通
孔、35……ロッド、36,37……波形管、38……
圧力ボックス、39,45,65……ケーシング、40
……ロールダイヤフラム、41,50……押圧板、42
……制御圧力室、43……ばね機構、44,68,69
……制御導管、46,47……コイル押しばね、48,
49……案内および結合スリーブ、51……調節ねじ、
52……圧力空気源、53,66,67……圧力室、5
4……圧力導管、55……制御弁、56……制御装置、
57,63……調節モータ、58……ピニオン、59…
…歯、60……支え部材、61…支承ブシュ、62,7
1……制御ユニット、64……制御ピストン、70……
制御回路
発明による内燃機関の概略図、第2図は内燃機関の全負
荷範囲に亘るバイパス導管の異なる流過横断面を示した
線図、第3図はバイパス導管を開放制御および閉鎖制御
するための装置の概略的な第1実施例図、第4図は第3
図に相応する装置の概略的な第2実施例図、第5図は第
3図に相応する装置の概略的な第3実施例図である。 1……排気タービン型過給機、2……内燃機関、3……
タービン、4……排気マニホルド、5……圧縮機、6…
…過給空気マニホルド、7……過給空気冷却器、8……
バイパス導管、9……バイパス弁、10,11……弁
体、12……中央部分、13,14……彎曲輪郭部、1
5,16……弁座環状面、17,18……丸形頭部、1
9……仕切壁、20……流過孔、21,22……弁座、
23……実線、24……一点鎖線、25,26……彎曲
管、27,28……構成部材、29,30……フラン
ジ、31,32……滑り支承部材、33,34……貫通
孔、35……ロッド、36,37……波形管、38……
圧力ボックス、39,45,65……ケーシング、40
……ロールダイヤフラム、41,50……押圧板、42
……制御圧力室、43……ばね機構、44,68,69
……制御導管、46,47……コイル押しばね、48,
49……案内および結合スリーブ、51……調節ねじ、
52……圧力空気源、53,66,67……圧力室、5
4……圧力導管、55……制御弁、56……制御装置、
57,63……調節モータ、58……ピニオン、59…
…歯、60……支え部材、61…支承ブシュ、62,7
1……制御ユニット、64……制御ピストン、70……
制御回路
Claims (12)
- 【請求項1】排気タービン型過給機によって過給される
内燃機関であって、排気タービン型過給機によって過給
される内燃機関の過給空気マニホルドから分岐する、排
気マニホルド内に開口するバイパス導管を、バイパス導
管内に接続されたバイパス弁を用いて目的通り開放及び
閉鎖制御するための装置を備え、前記バイパス弁がロッ
ドを介して、バイパス導管の外部に配置された操作部材
に接続されていてかつこの操作部材によって遮断位置と
最大流過位置との間で軸方向に往復移動可能であり、更
に、過給空気圧力に関連して操作部材に作用する制御部
材が設けられており、該制御部材が内燃機関の運転に際
してバイパス弁を介してバイパス導管を イ)無負荷運転において遮断し、 ロ)無負荷運転から下側の部分負荷範囲に相当する全負
荷のほぼ25%までは最大の流過横断面までだんだんと
開放制御して、中間の部分負荷範囲に相当する全負荷の
ほぼ50%まではこのような開放状態で維持し、 ハ)中間の部分負荷範囲の上限に向けて再びだんだんと
閉鎖制御し、 ニ)上側の部分負荷範囲で閉鎖して、全負荷までこのよ
うな閉鎖状態で維持する形式のものにおいて、 バイパス弁(9)が、小径のスペーサ部材によって互い
に結合されている2つの弁体(10,11)を有してお
り、前記スペーサ部材が円筒状の中央部分(12)を備
えかつこの中央部分の端部でそれぞれ彎曲輪郭部(1
3,14)によつて円錐形の弁座環状面(15,16)
に移行しており、バイパス導管(8)内でバイパス弁
(9)に、バイパス導管の軸線に対して直角に位置する
仕切壁(19)が配属されており、該仕切壁(19)が
バイパス弁(9)の制御作用を生ぜしめる輪郭と協働し
てバイパスすべき過給空気用の円環状の流過横断面を制
限する流過孔(20)を有しかつ流過孔の各端部にバイ
パス弁(9)の弁座環状面(15,16)と協働するそ
れぞれ1つの円錐形の弁座(21,22)を有してお
り、バイパス弁(9)が配置されているバイパス導管
(8)の範囲が2つの彎曲管(25,26)によって形
成されており、該彎曲管がバイパス導管(8)の別の構
成部材(27,28)にフランジ結合されていてかつ組
合わされて少なくとも120゜のU字形の彎曲管を成し
ていてかつ結合のために間に仕切壁(19)を緊定する
それぞれ1つのフランジ(29,30)を有しており、
両彎曲管(25,26)が互いに整合した貫通孔(3
3,34)を備えた滑り支承部材(31,32)を有し
ており、前記貫通孔(33,34)内に、仕切壁に対し
て直角にしかも流過孔(20)に対して同軸的に配置さ
れた、バイパス弁(9)を支持するロッド(35)が軸
方向に移動可能に支承されており、該ロッド(35)が
バイパス導管(8)の外部で前記操作部材(38.3
9.40,41,42,57,58,59,63,6
4,65,66,67,68,69,70)に連結され
ていることを特徴とする、排気タービン型過給機によっ
て過給される内燃機関。 - 【請求項2】バイパス弁(9)とロッド(35)とが、
互いにねじ結合された多数の構成部材から構成されてい
る構成グループを成している、特許請求の範囲第1項記
載の内燃機関。 - 【請求項3】バイパス弁(9)に操作部材として圧力ボ
ックス(38)が配属されており、該圧力ボックスがケ
ーシング(39)内に押圧板(41)を介して支持され
た、ロッド(35)の一端に固定されたロールダイヤフ
ラム(40)を有しており、該ロールダイヤフラムがケ
ーシング(39)の壁部分と協働して制御圧力室(4
2)を制限している、特許請求の範囲第1項又は第2項
記載の内燃機関。 - 【請求項4】圧力ボックス(38)に制御部材として、
過給空気圧力に同調した多数のコイル押しばね(46,
47)を有する、圧力ボックスとは反対のバイパス弁側
でロッド(35)の他端に作用するばね機構(43)
と、制御導管(44)とが配属されており、該制御導管
(44)が流れ方向でみて仕切壁(19)の手前に設け
られたバイパス導管部分と圧力ボックス(38)の制御
圧力室(42)とを接続している、特許請求の範囲第3
項記載の内燃機関。 - 【請求項5】ばね機構(43)がケーシング(45)内
に収容されていてかつケーシング(45)から突出する
調節ねじ(51)を介して押圧力を調節されるようにな
っている、特許請求の範囲第4項記載の内燃機関。 - 【請求項6】バイパス弁(9)に操作部材として電気的
な調節モータ(57)内が配属されており、該調節モー
タのピニオン(58)が適当に延長されたロッド(3
5)の歯(59)内に係合している、特許請求の範囲第
1項記載の内燃機関。 - 【請求項7】バイパス弁(9)に操作部材として液力式
の調節モータ(63)が配属されており、該調節モータ
が適当に延長されたロッド(35)に設けられた制御ピ
ストン(64)と、制御ピストンの両側に配置された2
つの圧力室(66,67)を備えたケーシング(65)
とを有しており、該圧力室が液力式の制御導管(68,
69)を介して液力式の制御回路(70)に接続されて
いる、特許請求の範囲第1項記載の内燃機関。 - 【請求項8】電気的な調節モータ(57)に制御部材と
してマイクロプロセッサを有する電気的な制御ユニット
(62)が配属されており、該マイクロプロセッサによ
つて過給空気圧力の信号化された値に基づきプログラム
毎にバイパス弁(9)の所望の位置が予め規定されるよ
うになっている、特許請求の範囲第6項記載の内燃機
関。 - 【請求項9】液力式の調節モータ(63)に制御部材と
してマイクロプロセッサを有する電気的な制御ユニット
(71)が配属されており、該マイクロプロセッサによ
って過給空気圧力の信号化された値に基づきプログラム
毎にバイパス弁(9)の所望の位置が予め規定されるよ
うになっている、特許請求の範囲第7項記載の内燃機
関。 - 【請求項10】全負荷を越えた過負荷範囲での内燃機関
の運転時に、バイパス導管(8)を新たに開放制御し
て、内燃機関に供給される過給空気の圧力をほぼコンス
タントに維持するために、圧力空気源(52)と、圧力
空気源から圧力ボックス(38)に導かれた、圧力ボッ
クスにおいてロールダイヤフラム(40)によって制限
された制御圧力室(42)とは反対側の第2の圧力室
(53)に接続された圧力空気導管(54)と、圧力空
気導管内に接続された制御弁(55)と、制御弁に配属
された、圧力空気導管(54)の所望の開放を制御する
制御装置(56)とが設けられている、特許請求の範囲
第1項から第5項までのいずれか1項記載の内燃機関。 - 【請求項11】マイクロプロセッサを有する電気的な制
御ユニット(62)が所望の開放特性及び閉鎖特性以外
に、全負荷を越えた過負荷範囲での内燃機関の運転時に
この出力範囲で内燃機関に供給される過給空気の圧力を
ほぼコンスタントに維持するためバイパス弁(9)を介
してバイパス導管(8)を新たに開放制御するような制
御命令を調節モータ(57)に出力するように、構成さ
れている、特許請求の範囲第8項記載の内燃機関。 - 【請求項12】マイクロプロセッサを有する電気的な制
御ユニット(71)が所望の開放特性及び閉鎖特性以外
に、全負荷を越えた過負荷範囲での内燃機関の運転時に
この出力範囲で内燃機関に供給される過給空気の圧力を
ほぼコンスタントに維持するためバイパス弁(9)を介
してバイパス導管(8)を新たに開放制御するような制
御命令を調節モータ(63)に出力するように、構成さ
れている、特許請求の範囲第9項記載の内燃機関。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3244927A DE3244927C2 (de) | 1982-12-04 | 1982-12-04 | Aufgeladene Brennkraftmaschine |
DE3244927.5 | 1982-12-04 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59110830A JPS59110830A (ja) | 1984-06-26 |
JPH068612B2 true JPH068612B2 (ja) | 1994-02-02 |
Family
ID=6179817
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58228599A Expired - Lifetime JPH068612B2 (ja) | 1982-12-04 | 1983-12-05 | 排気タ−ビン型過給機によつて過給される内燃機関 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH068612B2 (ja) |
DE (1) | DE3244927C2 (ja) |
FR (1) | FR2537209B1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2585072A1 (fr) * | 1985-07-18 | 1987-01-23 | Melchior Cie | Perfectionnements aux moteurs a combustion interne suralimentes |
DE10116643C2 (de) * | 2001-04-04 | 2003-07-03 | Man B&W Diesel A/S, Copenhagen Sv | Hubkolbenbrennkraftmaschine |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2308792A2 (fr) * | 1975-04-24 | 1976-11-19 | France Etat | Perfectionnements apportes aux installations a moteur a combustion interne suralimente, notamment a moteur diesel suralimente |
CH639172A5 (de) * | 1979-01-31 | 1983-10-31 | Bbc Brown Boveri & Cie | Verbrennungsmotor mit turbolader mit einem automatischen bypass. |
DE2932083A1 (de) * | 1979-07-11 | 1981-01-29 | Bbc Brown Boveri & Cie | Bypassteuereinrichtung fuer turboaufgeladene verbrennungsmotoren |
-
1982
- 1982-12-04 DE DE3244927A patent/DE3244927C2/de not_active Expired
-
1983
- 1983-12-02 FR FR8319285A patent/FR2537209B1/fr not_active Expired
- 1983-12-05 JP JP58228599A patent/JPH068612B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3244927A1 (de) | 1984-06-07 |
FR2537209A1 (fr) | 1984-06-08 |
JPS59110830A (ja) | 1984-06-26 |
DE3244927C2 (de) | 1985-07-11 |
FR2537209B1 (fr) | 1988-12-02 |
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