JPS6033301Y2 - 過給装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は排気ターボ過給機を用いた過給装置、殊にター
ビンへの排気ガスをバイパス制御する排気バイパス路を
備えた過給装置に関するものである。

従来、過給装置として第１図に示すようなものが知られ
ている。

即ち、これは内燃機関１から排気ターボ過給機２のター
ビン２１に連通ずる排気ダクト１１の途中から分岐して
タービン出口２１ａに連通ずる排気バイパス路３を形成
し、ここに同排気バイパス路３を開閉する制御弁４を配
設し、一方、シリンダ５ａをもち、この内部をダイヤフ
ラム５１によって区画してばね５４を配設するとともに
切換弁７を介してバキュームタンク８に連結するばね室
５３と、切換弁９を介して前記排気ターボ過給機２のコ
ンプレッサ２２の下流側吸気管１２に連通ずる圧力室５
５とを設けた弁制御器５を設置し、上記制御弁４と弁制
御器５とをダイヤフラム５１に取付くとともにばね室５
３を貫通したロッド５２を前記弁４のシャフト４１に固
着したレバー４２に取付けることによって連結している
。

そして、設定機関負荷未満の低、中負荷状態になると負
荷スイッチ６の接点の解除によって切換弁７を切換えて
バキュームタンク８よりのバキューム圧をばね室５３に
作用させてばね５４に抗して制御弁４を開かせ、また設
定機関負荷以上の高負荷状態になると負荷スイッチ６の
接点の接続によって吸気管１２よりの過給圧を作用させ
て、その圧力が設定値以上になった時には前記ばね５４
の釣合いに応じて制御弁４を開かせ排気ガスの一部をバ
イパスさせるようにしている。

これによって排気ガスのエネルギが小さく、燃料流量に
対する空気量が過剰となっている低・中負荷状態での排
気仕事の低減による燃費の改善および過給圧力の異常上
昇による機関の損傷を防止するようにしている。

尚、１０は電源である。

ところで、前記制御弁４はばね室５３にバキューム圧が
作用した時には、不要な排気仕事を少しでも省くととも
に排気抵抗の増大を避けるためにただちに排気バイパス
路３を全開にし、また圧力室５５に設定以上の過給圧が
作用した時にばばね５４との釣合いに応じて排気バイパ
ス路３の開度を調整することが望ましい。

ところが、バキューム圧の最大値は７６０ｍｍＨｇであ
り、通常用いられる圧力はそれよりも低い４００〜７０
０ｍｍＨｇとなっている。

また、排気バイパス路３を開く必要がある過給圧力は通
常の過給装置において６００〜７００ｍｍＨｇあるいは
これ以上となっている。

即ち、バキューム圧よりも過給圧力の値の方が大きい傾
向があり、例え同じ値の圧力がダイヤフラム５１の表裏
に作用したとしても上記のように、一つのダイヤフラム
５１に圧力が作用するような弁制御器５では上記の目的
を達成することは不可能である。

また、特開昭５５−６９７２５号公報には、機関の部分
負荷時に絞り弁の上流側と下流側の圧力差を感知して排
気バイパス弁を開動作させる第２のダイヤプラム装置を
備えた排気バイパス弁装置が開示されているが、上述の
ように過剰空気率の高い部分負荷時ではむしろ、過給の
必要性はないので、部分負荷時の過給を中止させること
により、前記第２のダイヤプラム装置も不要となり、燃
費の改善とともに部品点数が少なく安価な過給装置が得
られるものである。

次に、特開昭５５−９３９２３号公報には、排気バイパ
ス弁の駆動機構中にコンプレッサの吐出圧力を所定の増
巾率で増巾するトランジューサを設け、そのトランジュ
ーサによって制御されたコンプレッサ吐出圧力により前
記排気バイパス弁を開閉駆動させる駆動機構を動作させ
るようにした排気バイパス式ターボチャージャが開示さ
れているが、これはコンプレッサ吐圧力（過給圧力）が
設定値到達時においてバイパス弁を速やかに開作動させ
るとともに設定機関回転数以上においてはＳ゛一定過給
圧を得るようになしたものであり、特に低、中負荷時に
バキューム圧等を用いて過給を中止する機構を備えてい
ないので、低、中負荷時の燃費改善を図ることができな
いとともに、高負荷時に過給圧に応じてバイパス弁を作
動させることがないので、高負荷時の過給効率を向上さ
せ得ないものである。

本考案は上述の点に鑑み案出したものであり、弁制御器
にバキューム圧が作用した時にはただちに排気バイパス
路を全開にし、設定圧以上の過給圧が作用した時にはば
ねとの釣合いに応じて排気バイパス路の開度を調整でき
るようにした過給装置を提供せんとするもので、その要
旨は排気ターボ過給機の排気バイパス路の制御弁を開閉
する弁制御器を大小２つのダイヤフラムで区画し、中央
の大気圧室をはさんで前部に大径のばね室を、後部に小
径の圧力室を夫々設は且つ前記ばね室とバキュームタン
クとを設定機関負荷以上において前記ばね室を大気に連
通ずる切換弁を介して連結し、更に前記圧力室と排気タ
ーボ過給機のコンプレッサ下流側吸気管とを設定機関負
荷未満において前記圧力室を大気に連通ずる折換弁を介
して連結してなる過給装置にある。

以下、本考案を第２図に示す一実施例によって説明する
。

尚、弁制御器以外は従来例のものと同様であるのでこれ
を利用し、且つ従来例と同一部品については同一番号を
付すものとする。

弁制御器５０は断面積の異なる２つのシリンダ５０Ａ、
５０Ｂをもち、この内部を大小２つの、即ち大径りのダ
イヤフラム５１０Ａおよび小径ｄ（ｄ＜Ｄ）のダイヤプ
ラム５１０Ｂとで区画して、大気圧室５６０をはさんで
前部にばね５４０を設けた大径りのばね室５３０と、後
部に小径ｄの圧力室５５０を設けている。

そして、弁制御器５０は２つのダイヤフラム５１０Ａお
よび５１０Ｂに取付き大気圧室５６０およびばね室５３
０を貫通して伸びるロッド５２０を制御弁４のシャフト
４１に固着したレバー４２に連結している。

また、ばね室５３０は設定機関負荷以上においてばね室
５３０を大気に連通せしめる切換弁７を介してバキュー
ムタンク８に連結し、圧力室５５０は設定機関負荷未満
において圧力室５５０を大気に連通せしめる切換弁９を
介して排気ターボ過給機２のコンプレッサ２２の下流側
吸気管１２に連結しており、切換弁７及び９は夫々設定
機関負荷以上の高負荷時に閉路し、設定機関負荷未満の
低、中負荷時に開放するように構成されかつ電源１０に
連結した負荷スイッチ６に接続されている。

そして、負荷スイッチ６が開く設定機関負荷未満の低、
中負荷状態においては切換弁７がばね室５３０とバキュ
ームタンク８とを連通（黒−黒）するとともに、切換弁
９が圧力室５５０と大気とを連通（黒−黒）シ、また、
−スイッチ６が閉じる設定機関負荷以上の高負荷状態に
おいては切換弁７がばね室５３０と大気とを連通（自−
白）するとともに、切換弁９が圧力室５５０と吸気管１
２とを連通（白−白）するようになっている。

上述のように構成された本考案装置の作用は次の通りで
ある。

即ち、内燃機関１が設定機関負荷未満の低・中負荷状態
（第３図で負荷値ａ以下）にある場合は、負荷スイッチ
６が開放し、弁制御器５０の圧力室５５０は大気に連通
ずる一方、ばね室５３０はバキュームタンク８と連通ず
るので、大径（Ｄ）とされ受圧面積の大きいダイヤフラ
ム５１０Ａはバキューム圧を受けてばね室５４０に抗し
て第３図でイで示す如く瞬時に第２図で左方に作動し、
ロッド５２０、レバー４２を介して連動する制御弁４に
よりバイパス路３を直ちに全開させる。

次に、内燃機関１が設定機関負荷以上の高負荷状態（第
３図で負荷値す以上）になると、負荷スイッチ６が閉路
し、弁制御器５０のばね室５３０が前述とは反対に大気
に連通ずる一方、圧力室５５０は排気ターボ過給機２の
コンプレッサ２２の下流側吸気管１２と連通ずる。

ここで、小径（ｄ）とされたダイヤフラム５１０Ｂは、
圧力室５５０に作用する過給圧が設定値に達するまでば
ばね５４０によって作動しないが、前記過給圧が設定値
を超えるとばね５４０に抗して第２図で左方に作動する
。

このとき、ダイヤフラム５１０Ｂは、前述のように小径
（ｄ）とされ受圧面積が小さいため、前記バキューム圧
と絶対値かはＳ゛等しい過給圧が作用しても、ばね５４
０との釣合いに応じて第３図で口で示す如く徐々に作動
し、ロッド５２０、レバー４２を介して連動する制御弁
４によりバイパス路３を緩やかに開放させる。

以上のように本考案による過給装置は排気ターボ過給機
の排気バイパス路の制御弁を開閉する弁制御器を大小２
つのダイヤプラムで区画し、中央の大気圧室をはさんで
前部に大径のばね室を、後部に小径の圧力室を夫々設け
、且つ前記ばね室とバキュームタンクとを設定機関負荷
以上において前記ばね室を大気に連通ずる切換弁を介し
て連結し、更に前記圧力室と排気ターボ過給機のコンプ
レッサ下流側吸気管とを設定機関負荷未満において前記
圧力室を大気に連通ずる切換弁を介して連結してなるの
で、ばね室と圧力室とに作用する圧力（絶対値）かはＳ
゛同じであっても、前述のようにバキューム圧の作用し
た時の方が過給圧の作用した時きよりも制御弁に与えら
れる作用力は大きくなり、それによってバキューム圧が
作用した時は排気バイパス路３を直ちに全開と腰不要な
排気仕事を瞬時に停止させるとともに、排気ターボ過給
機が排気抵抗となることも防止され、設定機関負荷未満
の低・中負荷時の燃費が大巾に改善される効果がある。

また、設定圧以上の過給圧が作用した時はその過給圧の
大きさに応じて排気バイパス路を開放するので、過給圧
力の異常上昇による機関の破損が防止されるとともに、
不必要に高圧の排気エネルギーを捨てることが防止され
、設定機関負荷以上の高負荷時の過給効率を一段と向上
させる効果がある。

従って、本考案によれば理想的な排気ガスの制御が行な
われることになり、排気ターボ過給機を用いた内燃機関
の性能を大巾に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す概略系統図、第２図は本考案の一
実施例を示す要部概略図、第３図は負荷と弁制御器のス
トロークとの関係を示す特性図である。 ２；排気ターボ過給機、３；排気バイパス路、４；制御
弁、７，９；切換弁、８；バキュームタンク、１１；排
気ダクト、１２；吸気管、２１；タービン、２２；コン
プレッサ、５０；弁制御器、５０Ａ、５０Ｂ；シリンダ
、５１０Ａ、５１０Ｂ；大および小のダイヤフラム、５
２０；ロッド、５３０；ばね室、５４０ばね、５５０；
圧力室。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 排気ターボ過給機の排気バイパス路の制御弁を開閉する
   弁制御器を大小２つのダイヤフラムで区画し、中央の大
   気圧室をはさんで前部に大径のばね室を、後部に小径の
   圧力室を夫々設は且つ前記ばね室と、バキュームタンク
   とを設定機関負荷以上において前記ばね室を大気に連通
   ずる切換弁を介して連結し、更に前記圧力室と排気ター
   ボ過給機のコンプレッサ下流側吸気管とを設定機関負荷
   未満において前記圧力室を大気に連通ずる切換弁を介し
   て連結してなる過給装置。