JPS6122163B2 - - Google Patents
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- JPS6122163B2 JPS6122163B2 JP52149441A JP14944177A JPS6122163B2 JP S6122163 B2 JPS6122163 B2 JP S6122163B2 JP 52149441 A JP52149441 A JP 52149441A JP 14944177 A JP14944177 A JP 14944177A JP S6122163 B2 JPS6122163 B2 JP S6122163B2
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- JP
- Japan
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- housing
- actuator
- rod
- washer
- pressure
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
- F16K31/126—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a diaphragm, bellows, or the like
- F16K31/1262—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a diaphragm, bellows, or the like one side of the diaphragm being spring loaded
-
- 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
-
- 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
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- F02B37/183—Arrangements of bypass valves or actuators therefor
- F02B37/186—Arrangements of actuators or linkage for bypass valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
- F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
- F16J15/3224—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip capable of accommodating changes in distances or misalignment between the surfaces, e.g. able to compensate for defaults of eccentricity or angular deviations
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16J15/00—Sealings
- F16J15/50—Sealings between relatively-movable members, by means of a sealing without relatively-moving surfaces, e.g. fluid-tight sealings for transmitting motion through a wall
- F16J15/52—Sealings between relatively-movable members, by means of a sealing without relatively-moving surfaces, e.g. fluid-tight sealings for transmitting motion through a wall by means of sealing bellows or diaphragms
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
- F16K1/16—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members
- F16K1/18—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps
- F16K1/22—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps with axis of rotation crossing the valve member, e.g. butterfly valves
- F16K1/221—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps with axis of rotation crossing the valve member, e.g. butterfly valves specially adapted operating means therefor
-
- 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
- F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
- F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
- F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
-
- 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)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Actuator (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、排気ガスタービン式過給機及びその
制御装置に関するものである。更に詳細には、本
発明は排気ガスタービン式過給機の作動を制御す
るための改良された圧力応動アクチユエータに関
するものである。
制御装置に関するものである。更に詳細には、本
発明は排気ガスタービン式過給機の作動を制御す
るための改良された圧力応動アクチユエータに関
するものである。
従来技術の排気ガスタービン式過給機は公知に
なつており、典型的には、内燃機関へ比較的高圧
の装入空気を供給するために圧縮機を駆動するた
めのタービンから成立つている。タービンは機関
からの排気ガスによつて回転するように駆動さ
れ、機関に供給される取入れ空気を圧縮するため
に圧縮機を回転するよう駆動する。しかしなが
ら、排気ガスタービン過給機についての一つの主
要な設計上の問題は、タービン及び圧縮機の回転
速度が、機関の速度及び(又は)荷重が増加する
につれて増加することにある。比較的に高い運転
速度又は荷重においては、タービン及び圧縮機が
臨界設計速度以上の速度で駆動されることがで
き、あるいは、圧縮機が機関に装入空気を機関が
耐えることのできるよりもより高いブースト圧力
で供給することが可能である。
なつており、典型的には、内燃機関へ比較的高圧
の装入空気を供給するために圧縮機を駆動するた
めのタービンから成立つている。タービンは機関
からの排気ガスによつて回転するように駆動さ
れ、機関に供給される取入れ空気を圧縮するため
に圧縮機を回転するよう駆動する。しかしなが
ら、排気ガスタービン過給機についての一つの主
要な設計上の問題は、タービン及び圧縮機の回転
速度が、機関の速度及び(又は)荷重が増加する
につれて増加することにある。比較的に高い運転
速度又は荷重においては、タービン及び圧縮機が
臨界設計速度以上の速度で駆動されることがで
き、あるいは、圧縮機が機関に装入空気を機関が
耐えることのできるよりもより高いブースト圧力
で供給することが可能である。
排気ガスタービン式過給機に対して多種類の制
御装置が排気ガスタービン式過給機の回転速度を
制限するために開発されており、これによつて、
圧給機によつて供給されるブーストのレベルを制
御する。このような装置は、圧縮機又はタービン
に取付けられ、普通には吐出弁又はポツプ・オフ
弁、タービン・ウエーストゲート弁、圧縮機入口
制御弁等を含んでいる。これらの弁装置は原理に
おいて相互に一致している。なぜならば、各弁装
置は、ある予定された圧力レベル又は圧力差に応
答してタービンを駆動するため又は圧縮機による
圧縮のためのガスの能力を制限するようにするか
らである。例えば、タービン・ウエーストゲート
弁はタービンをバイパスする通路の内部において
作動し、弁アクチユエータに応答する圧力によつ
て開放される時に、機関排ガスの一部分がタービ
ンから大気りバイパスすることを許すようにす
る。このようにして、タービンは排ガスの比較的
減少された流量によつて回転するように駆動さ
れ、タービンの回転速度を減少させ、これによつ
て、圧縮機の回転速度、従つて、そのブース圧力
をも制限する。
御装置が排気ガスタービン式過給機の回転速度を
制限するために開発されており、これによつて、
圧給機によつて供給されるブーストのレベルを制
御する。このような装置は、圧縮機又はタービン
に取付けられ、普通には吐出弁又はポツプ・オフ
弁、タービン・ウエーストゲート弁、圧縮機入口
制御弁等を含んでいる。これらの弁装置は原理に
おいて相互に一致している。なぜならば、各弁装
置は、ある予定された圧力レベル又は圧力差に応
答してタービンを駆動するため又は圧縮機による
圧縮のためのガスの能力を制限するようにするか
らである。例えば、タービン・ウエーストゲート
弁はタービンをバイパスする通路の内部において
作動し、弁アクチユエータに応答する圧力によつ
て開放される時に、機関排ガスの一部分がタービ
ンから大気りバイパスすることを許すようにす
る。このようにして、タービンは排ガスの比較的
減少された流量によつて回転するように駆動さ
れ、タービンの回転速度を減少させ、これによつ
て、圧縮機の回転速度、従つて、そのブース圧力
をも制限する。
圧力応動弁アクチユエータは典型的には、アク
チユエータ・ハウジングから成立ち、これはそれ
を1対の別個の室に分離するダイアフラムを含ん
でいる。入口ポートが2個の室を異なつた圧力源
に連絡するために設けられていて、ある予定され
た圧力差をダイアフラムに受けさせる。機関の速
度又は荷重の増加又は減少の間に起こるかも知れ
ないような圧力差の変化によつて、ダイアフラム
の変移が生じ、これがダイアフラムに連結された
アクチユエータ・ロツドを変移させる。このロツ
ドはハウジングから突出し、排気ガスタービン式
過給機の作動を制御するために弁の位置決めをす
るために、圧縮機又はタービンの上の適当な弁構
造物に連結されている。
チユエータ・ハウジングから成立ち、これはそれ
を1対の別個の室に分離するダイアフラムを含ん
でいる。入口ポートが2個の室を異なつた圧力源
に連絡するために設けられていて、ある予定され
た圧力差をダイアフラムに受けさせる。機関の速
度又は荷重の増加又は減少の間に起こるかも知れ
ないような圧力差の変化によつて、ダイアフラム
の変移が生じ、これがダイアフラムに連結された
アクチユエータ・ロツドを変移させる。このロツ
ドはハウジングから突出し、排気ガスタービン式
過給機の作動を制御するために弁の位置決めをす
るために、圧縮機又はタービンの上の適当な弁構
造物に連結されている。
実際には、圧力応動弁アクチユエータの設計に
おける一つの主要な考慮は、アクチユエータ・ハ
ウジングを貫いてアクチユエータ・ロツドを重大
なガス漏れ無しに通過させる適当な漏れ止めを設
けることにある。このことは、アクチユエータ・
ハウジングに連結された圧力源が空気と燃料との
ガス状の混合体から成る場合及びアクチユエー
タ・ハウジングが高熱の機関構成部材又は排気ガ
スタービン式過給機のタービンに近接して取付け
られる場合に、特に重要である。この点に関し
て、ガスの漏れを満足に阻止する従来技術の漏れ
止めは、アクチユエータ・ロツドの運動を軸方向
だけに制限していた。この形式の漏れ止めは主と
して、アクチユエータ・ロツドが弁ヘツドに直接
的に連結され又はヘツドと一体に形成された弁心
棒から成立つていて、軸方向のロツド運動が弁ヘ
ツドを適正に位置決めさせるのに十分である場合
に、応用されていた。例えば、米国特許第
3035408;3091077;3104520;3195805;
3196606;3270495;3389553;4005578;4005579
及び4019323号を参照のこと。これらはすべて軸
方向に運動の可能な弁心棒又は弁ロツドを有して
いる弁アクチユエータに関するものである。しか
しながら、例えば、比較的に高価ではないちよう
形弁又は同様のものにおけるように、クランク腕
の運動によつて位置を調整される他の形式の弁構
造を使用することがしばしば希望される。これら
の弁構造においては、弁の位置を調整するため
に、アクチユエータ・ロツドの少なくとも何らか
の弓形の運動が必要とされる。しかしながら、ア
クチユエータ・ロツドが軸方向の運動だけに拘束
されている従来技術の装置においては、希望され
たアクチユエータの運動を得るために、比較的複
雑な多段リンクの機械的連結が、ロツドと弁構造
との間に必要とされていた。例えば、米国特許第
2356124;2374708及び3096614号を参照のこと。
おける一つの主要な考慮は、アクチユエータ・ハ
ウジングを貫いてアクチユエータ・ロツドを重大
なガス漏れ無しに通過させる適当な漏れ止めを設
けることにある。このことは、アクチユエータ・
ハウジングに連結された圧力源が空気と燃料との
ガス状の混合体から成る場合及びアクチユエー
タ・ハウジングが高熱の機関構成部材又は排気ガ
スタービン式過給機のタービンに近接して取付け
られる場合に、特に重要である。この点に関し
て、ガスの漏れを満足に阻止する従来技術の漏れ
止めは、アクチユエータ・ロツドの運動を軸方向
だけに制限していた。この形式の漏れ止めは主と
して、アクチユエータ・ロツドが弁ヘツドに直接
的に連結され又はヘツドと一体に形成された弁心
棒から成立つていて、軸方向のロツド運動が弁ヘ
ツドを適正に位置決めさせるのに十分である場合
に、応用されていた。例えば、米国特許第
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3196606;3270495;3389553;4005578;4005579
及び4019323号を参照のこと。これらはすべて軸
方向に運動の可能な弁心棒又は弁ロツドを有して
いる弁アクチユエータに関するものである。しか
しながら、例えば、比較的に高価ではないちよう
形弁又は同様のものにおけるように、クランク腕
の運動によつて位置を調整される他の形式の弁構
造を使用することがしばしば希望される。これら
の弁構造においては、弁の位置を調整するため
に、アクチユエータ・ロツドの少なくとも何らか
の弓形の運動が必要とされる。しかしながら、ア
クチユエータ・ロツドが軸方向の運動だけに拘束
されている従来技術の装置においては、希望され
たアクチユエータの運動を得るために、比較的複
雑な多段リンクの機械的連結が、ロツドと弁構造
との間に必要とされていた。例えば、米国特許第
2356124;2374708及び3096614号を参照のこと。
本発明は、従来技術の問題と欠点とを、外方に
突出しているアクチユエータ・ロツドと、ハウジ
ングに関してアクチユエータ・ロツドの軸方向の
運動及び弓形のの運動を許すようにハウジングを
漏れ止めする装置とを有している排気ガスタービ
ン式過給機の作動を制御するための改良されたア
クチユエータを備えることによつて、克服するも
のである。
突出しているアクチユエータ・ロツドと、ハウジ
ングに関してアクチユエータ・ロツドの軸方向の
運動及び弓形のの運動を許すようにハウジングを
漏れ止めする装置とを有している排気ガスタービ
ン式過給機の作動を制御するための改良されたア
クチユエータを備えることによつて、克服するも
のである。
本発明によると、排気ガスタービン式過給機制
御用アクチユエータはアクチユエータ・ハウジン
グから成立ち、このハウジングは、それを1対の
別個の室に分割する内部ダイアフラムを有してい
る。このダイアフラムは一つの室を貫いているア
クチユエータ・ロツドに連結されるが、このロツ
ドはハウジングから外方に突出して、タービン・
ウエーストゲート弁のような排気ガスタービン式
過給機制御弁に連結されている。ダイアフラム及
びロツドは、室を選択された圧力源の対に連結る
ための室の中への開口を経てダイヤフラムに加え
られるある予定された圧力差に応答して、変移す
る。圧力源の一つが排気ガスタービン式過給機の
入口圧力のような真空から成立つている場合に
は、真空ポートは他のポートよりもより大きな寸
法とされ、ダイアフラムの破損の場合に、アクチ
ユエータ、ハウジング内において過剰の圧力の形
成されることが避けられるようにする。
御用アクチユエータはアクチユエータ・ハウジン
グから成立ち、このハウジングは、それを1対の
別個の室に分割する内部ダイアフラムを有してい
る。このダイアフラムは一つの室を貫いているア
クチユエータ・ロツドに連結されるが、このロツ
ドはハウジングから外方に突出して、タービン・
ウエーストゲート弁のような排気ガスタービン式
過給機制御弁に連結されている。ダイアフラム及
びロツドは、室を選択された圧力源の対に連結る
ための室の中への開口を経てダイヤフラムに加え
られるある予定された圧力差に応答して、変移す
る。圧力源の一つが排気ガスタービン式過給機の
入口圧力のような真空から成立つている場合に
は、真空ポートは他のポートよりもより大きな寸
法とされ、ダイアフラムの破損の場合に、アクチ
ユエータ、ハウジング内において過剰の圧力の形
成されることが避けられるようにする。
本発明の一つの実施例においては、漏れ止め座
金が、アクチユエータ・ハウジングの外部のアク
チユエータ・ロツドの上を漏れ止めをしながら滑
べり可能に受入れるような内径の穴を有してい
る。この座金は、ハウジングに固着されたアクチ
ユエータ取付け用ブラケツトによつてハウジング
の外表面に接合する関係に可動的に保持されてお
り、ハウジングの外表面に隣接して座金が滑べつ
て動くことを許すようにする。それ故、ロツドは
座金に関して軸方向に動くことができ、また、座
金はハウジングに関して滑べつて移動し、弓形の
ロツド運動を可能とさせる。
金が、アクチユエータ・ハウジングの外部のアク
チユエータ・ロツドの上を漏れ止めをしながら滑
べり可能に受入れるような内径の穴を有してい
る。この座金は、ハウジングに固着されたアクチ
ユエータ取付け用ブラケツトによつてハウジング
の外表面に接合する関係に可動的に保持されてお
り、ハウジングの外表面に隣接して座金が滑べつ
て動くことを許すようにする。それ故、ロツドは
座金に関して軸方向に動くことができ、また、座
金はハウジングに関して滑べつて移動し、弓形の
ロツド運動を可能とさせる。
以下、本発明をその実施例を示す添付図面に基
づいて説明する。
づいて説明する。
本発明によるアクチユエータ10が、第1図に
排気ガスタービン式過給される内燃機関12に取
付けられて示されている。この機関12は、一般
的に従来形状のものであり、動力出力のための被
駆動クランク軸14を有している自動車用に使用
される形式の往復機関のような、種々の内燃機関
の内の任意のものであつて良い。機関12に対す
る取入れ装入空気は、排気ガスタービン式過給機
20の圧縮機18からの取入れマニホルド16を
経て供給される。圧縮機18は周囲空気を入口2
2を経て吸引し、機関に供給するように空気を圧
する。機関12によつて追出される排気ガスは、
排気導管28を経て排出する前に、排気ガスター
ビン式過給機のタービン24に排気マニホルド2
6を介して供給される。運転の際には、排ガスが
タービン24を回転するように駆動し、タービン
24は圧縮機18を中央ハウジング30内の軸
(図示されていない)を介して駆動する。
排気ガスタービン式過給される内燃機関12に取
付けられて示されている。この機関12は、一般
的に従来形状のものであり、動力出力のための被
駆動クランク軸14を有している自動車用に使用
される形式の往復機関のような、種々の内燃機関
の内の任意のものであつて良い。機関12に対す
る取入れ装入空気は、排気ガスタービン式過給機
20の圧縮機18からの取入れマニホルド16を
経て供給される。圧縮機18は周囲空気を入口2
2を経て吸引し、機関に供給するように空気を圧
する。機関12によつて追出される排気ガスは、
排気導管28を経て排出する前に、排気ガスター
ビン式過給機のタービン24に排気マニホルド2
6を介して供給される。運転の際には、排ガスが
タービン24を回転するように駆動し、タービン
24は圧縮機18を中央ハウジング30内の軸
(図示されていない)を介して駆動する。
多くの排気ガスタービンによつて過給される機
関においては、排気ガスタービン式過給機20は
その機械的部品が耐えることのできるよりもより
高い回転速度で運転されることが可能であり、あ
るいは、圧縮装入空気を機関に、機関が耐えるこ
とのできるよりも、より高いブースト圧力で供給
することが可能である。特に、比較的高い速度又
は荷重においては、排気ガスの流量は、排気ガス
タービン式過給機又は機関の臨界設計限度を超過
する回転速度でタービン24を駆動するのに十分
である。従つて、全装置に対する損傷を防止する
ために、タービン及び圧縮機の回転速度がある予
定されたレベルを超過することを阻止するための
制限装置が設けられていて、圧縮機のブースト圧
力を制限する。第1図に示されるように、一つの
このような制限装置は、タービン24に取付けら
れたウエーストゲート弁組立体32から成立つ
が、これはタービン24から外方に延びると共に
クランク腕36に連結されたピボツトピン34を
含んでいる。ピボツトピン34の軸に関して矢印
35によつて描かれた弓形の径路に沿うクランク
腕36の運動によつて、ちよう形弁又はフラツプ
弁のような内部に取付けられた弁(図示されてい
ない)が動かされ、タービン24のバイパス通路
(同様に図示されていない)が開閉される。更に
詳細には、この弁は排気マニホルド26と排気導
管28との間を連通する内部通路に沿つて配置さ
れ、これによつて、弁が開放された時に、排気ガ
スの一部分がタービンをバイパスし、従つて、排
気ガスタービン式過給機の回転速度とブーストと
を制限するようにする。ここで重要なことは、弁
組立体32及びバイパス通路を含むタービン24
の特殊な構造は、一般的に当業者には周知であ
り、従つて、ここには詳細には図示したり、説明
したりしていないことである。しかしながら、若
しも必要であるならば、タービン、弁組立体及び
バイパス通路を含む代表的なターボ過給機の例に
ついては、本出願人の出願に係る米国特許第
804687号を参照されたい。
関においては、排気ガスタービン式過給機20は
その機械的部品が耐えることのできるよりもより
高い回転速度で運転されることが可能であり、あ
るいは、圧縮装入空気を機関に、機関が耐えるこ
とのできるよりも、より高いブースト圧力で供給
することが可能である。特に、比較的高い速度又
は荷重においては、排気ガスの流量は、排気ガス
タービン式過給機又は機関の臨界設計限度を超過
する回転速度でタービン24を駆動するのに十分
である。従つて、全装置に対する損傷を防止する
ために、タービン及び圧縮機の回転速度がある予
定されたレベルを超過することを阻止するための
制限装置が設けられていて、圧縮機のブースト圧
力を制限する。第1図に示されるように、一つの
このような制限装置は、タービン24に取付けら
れたウエーストゲート弁組立体32から成立つ
が、これはタービン24から外方に延びると共に
クランク腕36に連結されたピボツトピン34を
含んでいる。ピボツトピン34の軸に関して矢印
35によつて描かれた弓形の径路に沿うクランク
腕36の運動によつて、ちよう形弁又はフラツプ
弁のような内部に取付けられた弁(図示されてい
ない)が動かされ、タービン24のバイパス通路
(同様に図示されていない)が開閉される。更に
詳細には、この弁は排気マニホルド26と排気導
管28との間を連通する内部通路に沿つて配置さ
れ、これによつて、弁が開放された時に、排気ガ
スの一部分がタービンをバイパスし、従つて、排
気ガスタービン式過給機の回転速度とブーストと
を制限するようにする。ここで重要なことは、弁
組立体32及びバイパス通路を含むタービン24
の特殊な構造は、一般的に当業者には周知であ
り、従つて、ここには詳細には図示したり、説明
したりしていないことである。しかしながら、若
しも必要であるならば、タービン、弁組立体及び
バイパス通路を含む代表的なターボ過給機の例に
ついては、本出願人の出願に係る米国特許第
804687号を参照されたい。
本発明による制御アクチユエータ10の1実施
例が第2及び3図に示されている。図に示される
ように、アクチユエータ10は、それぞれ、欠補
的な上部半体40及び下部半体42から形成され
たほぼ円筒形の金属ハウジング38から成立つて
いる。ハウジング半体40及び42は、それぞ
れ、横断面がほぼ円形であり、それぞれ、放射方
向に外方に延びているフランジ44及び46を含
んでいる。織物を基材としたフルオロシリコンの
ような適当なたわみ可能な弾性材料から形成され
た円形ダイアフラム48が、ハウジング38を横
断して延びていて、ハウジングを2個の室50及
び52に分割している。ダイアフラム48の周縁
は、フランジ44,46の間に受入れられてお
り、また、上方フランジ44の外縁の上に転圧さ
れた下方フランジ46によつて、所定位置に固着
されている。
例が第2及び3図に示されている。図に示される
ように、アクチユエータ10は、それぞれ、欠補
的な上部半体40及び下部半体42から形成され
たほぼ円筒形の金属ハウジング38から成立つて
いる。ハウジング半体40及び42は、それぞ
れ、横断面がほぼ円形であり、それぞれ、放射方
向に外方に延びているフランジ44及び46を含
んでいる。織物を基材としたフルオロシリコンの
ような適当なたわみ可能な弾性材料から形成され
た円形ダイアフラム48が、ハウジング38を横
断して延びていて、ハウジングを2個の室50及
び52に分割している。ダイアフラム48の周縁
は、フランジ44,46の間に受入れられてお
り、また、上方フランジ44の外縁の上に転圧さ
れた下方フランジ46によつて、所定位置に固着
されている。
ダイアフラム48の中心部分は、1対の対向す
る保持板54及び56によつて補強されている。
アクチユエータ・ロツド58が板54及び56並
びにダイアフラム48の直径の中心部を貫いて延
びており、また、ロツド58に固着された1対の
座金60及び62によつてロツド58に固着され
ている。実際には、座金60はロツド58と一体
に形成されても良く、また、座金62は、上方保
持板54とロツド58の上端部において型打ちさ
れた端部63との間に介装されても良い。
る保持板54及び56によつて補強されている。
アクチユエータ・ロツド58が板54及び56並
びにダイアフラム48の直径の中心部を貫いて延
びており、また、ロツド58に固着された1対の
座金60及び62によつてロツド58に固着され
ている。実際には、座金60はロツド58と一体
に形成されても良く、また、座金62は、上方保
持板54とロツド58の上端部において型打ちさ
れた端部63との間に介装されても良い。
ロツド58はダイアフラム48から室52を貫
いて下方に延び、更に、ハウジング38からその
穴39を貫いて外方に延びている。第1及び2図
に示されるように、ロツド58の下端部は更に、
アクチユエータ10を排気ガスタービン式過給機
20にボルト66によつて接続するために設けら
れたブラケツト64の中の穴41を貫通して延び
ていて、ロツドの延長部材68にねじ込まれてい
る。ロツドの延長部材68それ自体は、弁組立体
32のクランク腕36の端部にピン70によつて
旋回可能に連結されている。それ故、ハウジング
38の内部におけるダイアフラム48の運動は、
ロツド58を変移させ、クランク腕36をピン3
4の軸の回りに揺動させ、これによつて、タービ
ン24の内部において弁を開閉させる。重要であ
るのは、クランク腕36が弓形の径路に沿つて揺
動し、これによつて、アクチユエータ・ロツド5
8がハウジング38に関して自由に軸方向に且
つ、わずかに角度を有して動くことのできること
にある。
いて下方に延び、更に、ハウジング38からその
穴39を貫いて外方に延びている。第1及び2図
に示されるように、ロツド58の下端部は更に、
アクチユエータ10を排気ガスタービン式過給機
20にボルト66によつて接続するために設けら
れたブラケツト64の中の穴41を貫通して延び
ていて、ロツドの延長部材68にねじ込まれてい
る。ロツドの延長部材68それ自体は、弁組立体
32のクランク腕36の端部にピン70によつて
旋回可能に連結されている。それ故、ハウジング
38の内部におけるダイアフラム48の運動は、
ロツド58を変移させ、クランク腕36をピン3
4の軸の回りに揺動させ、これによつて、タービ
ン24の内部において弁を開閉させる。重要であ
るのは、クランク腕36が弓形の径路に沿つて揺
動し、これによつて、アクチユエータ・ロツド5
8がハウジング38に関して自由に軸方向に且
つ、わずかに角度を有して動くことのできること
にある。
第2及び3図に示されるように、漏れ止め接置
がハウジング38を貫くロツドの通路を漏れ止め
するために並びにハウジング38に関してロツド
58の軸方向の運動及び角運動を許すように設け
られている。図示れるように、ハウジング38の
下方外表面71は、開口39に隣接して上方にく
ぼまされていて、漏れ止め座金74を受入れるた
めのほぼ円形状の座73を形成している。座金7
4は好適には、テフロンの商標名によつて販売さ
れているフルオロカーボン樹脂のような適当な低
摩擦の合成樹脂から作られ、また、アクチユエー
タ・ロツド58に密接し、これを軸方向に滑動自
在に受け入れ且つ漏れ止めして係合させるような
内径の穴を有している。特に、本発明の一つの実
施例においては、座金74は、約75%のテフロ
ン、約20%のガラス繊維、約5%のモリブデンか
ら形成されている。重要であることは、くぼまさ
れた座73が、ハウジング38の下表面71に関
して座金74の滑べり運動を許すような寸法とさ
れ、これによつて、ロツド58が約10゜〜20゜の
円弧に沿つて弧状に(第2図における矢印77を
参照)並びにハウジングに関して軸方向に(矢印
81を参照)動くことが許されるようにすること
である。座金74はハウジングの座73と、ハウ
ジングの下表面71に点溶接等によつて固着され
たブラケツト64との間に置かせる。
がハウジング38を貫くロツドの通路を漏れ止め
するために並びにハウジング38に関してロツド
58の軸方向の運動及び角運動を許すように設け
られている。図示れるように、ハウジング38の
下方外表面71は、開口39に隣接して上方にく
ぼまされていて、漏れ止め座金74を受入れるた
めのほぼ円形状の座73を形成している。座金7
4は好適には、テフロンの商標名によつて販売さ
れているフルオロカーボン樹脂のような適当な低
摩擦の合成樹脂から作られ、また、アクチユエー
タ・ロツド58に密接し、これを軸方向に滑動自
在に受け入れ且つ漏れ止めして係合させるような
内径の穴を有している。特に、本発明の一つの実
施例においては、座金74は、約75%のテフロ
ン、約20%のガラス繊維、約5%のモリブデンか
ら形成されている。重要であることは、くぼまさ
れた座73が、ハウジング38の下表面71に関
して座金74の滑べり運動を許すような寸法とさ
れ、これによつて、ロツド58が約10゜〜20゜の
円弧に沿つて弧状に(第2図における矢印77を
参照)並びにハウジングに関して軸方向に(矢印
81を参照)動くことが許されるようにすること
である。座金74はハウジングの座73と、ハウ
ジングの下表面71に点溶接等によつて固着され
たブラケツト64との間に置かせる。
作動の際には、ダイアフラム48は、それぞ
れ、室50及び52内に開口する1対のポート7
8及び80と整列してハウジング38の上に適当
に取付けられたホース金具67及び69によつ
て、ある予定された差圧を受けるようにされる。
このようにして、一つの圧力源からの圧力が室5
0に加えられ、第二の圧力源からの圧力が室52
に加えられ、これによつて、ダイアフラム48が
圧力差に応答して動く。ばね82が下方保持板5
6と下部ハウジング半体42の下表面との間に介
装され、ダイアフラム48を上方に偏向させ、こ
れによつて、ダイアフラム48を上方に偏向さ
せ、これによつて、ダイアフラム48の運動が起
こる限界圧力差を与えるようにする。
れ、室50及び52内に開口する1対のポート7
8及び80と整列してハウジング38の上に適当
に取付けられたホース金具67及び69によつ
て、ある予定された差圧を受けるようにされる。
このようにして、一つの圧力源からの圧力が室5
0に加えられ、第二の圧力源からの圧力が室52
に加えられ、これによつて、ダイアフラム48が
圧力差に応答して動く。ばね82が下方保持板5
6と下部ハウジング半体42の下表面との間に介
装され、ダイアフラム48を上方に偏向させ、こ
れによつて、ダイアフラム48を上方に偏向さ
せ、これによつて、ダイアフラム48の運動が起
こる限界圧力差を与えるようにする。
アクチユエータ10の典型的な応用において
は、圧縮機18からの吐出し圧力がポート78を
介して上方の室50に加えられ、また、圧縮機の
入口圧力が下方ポート80を介して下方の室52
に加えられる。このようにして、機関の運転の間
に、実質的な正圧が室50に加えられ、一方、負
圧が室52に加えられ、座金74を座73に向か
つてしつかりと索引し、ガス漏れを防止する。両
方の圧力の差が、ばね82の特性によつて制御さ
れるあるレベルに到達する時は、ダイアフラム4
8は可動的に応答してアクチユエータ・ロツド5
8を軸方向に変移させ、タービン24内のウエー
ストゲート弁の位置を変える。重要であること
は、図示されるように、ポート78の寸法がポー
ト80の寸法よりも実質的により小さく、これに
よつて、ダイアフラム48の破損又は事故の場合
に、アクチユエータ10内における圧力の形成が
防止されるようにすることである。すなわち、ダ
イアフラム48の破損の場合には、ポート80
は、ハウジング38の内部を、ポート80を経て
供給される何らかの加圧ガスをも含めて真空に
し、過剰の圧力形成が阻止されるのに十分である
ような寸法とされる。このことは、アクチユエー
タが普通のガソリン機関自動車に使用され、アク
チユエータに供給された加圧ガスが揮発性の空気
と燃料との混合体から成立ち、この混合体がさも
ないと漏れ止め座金74を越えて機関の高温部分
の方に押しやられ、点火されるような場合に特に
重要である。
は、圧縮機18からの吐出し圧力がポート78を
介して上方の室50に加えられ、また、圧縮機の
入口圧力が下方ポート80を介して下方の室52
に加えられる。このようにして、機関の運転の間
に、実質的な正圧が室50に加えられ、一方、負
圧が室52に加えられ、座金74を座73に向か
つてしつかりと索引し、ガス漏れを防止する。両
方の圧力の差が、ばね82の特性によつて制御さ
れるあるレベルに到達する時は、ダイアフラム4
8は可動的に応答してアクチユエータ・ロツド5
8を軸方向に変移させ、タービン24内のウエー
ストゲート弁の位置を変える。重要であること
は、図示されるように、ポート78の寸法がポー
ト80の寸法よりも実質的により小さく、これに
よつて、ダイアフラム48の破損又は事故の場合
に、アクチユエータ10内における圧力の形成が
防止されるようにすることである。すなわち、ダ
イアフラム48の破損の場合には、ポート80
は、ハウジング38の内部を、ポート80を経て
供給される何らかの加圧ガスをも含めて真空に
し、過剰の圧力形成が阻止されるのに十分である
ような寸法とされる。このことは、アクチユエー
タが普通のガソリン機関自動車に使用され、アク
チユエータに供給された加圧ガスが揮発性の空気
と燃料との混合体から成立ち、この混合体がさも
ないと漏れ止め座金74を越えて機関の高温部分
の方に押しやられ、点火されるような場合に特に
重要である。
本発明による制御アクチユエータは、本発明の
要旨内において非常に多くの変形や改善を含むも
のである。例えば、弁組立体32は、ウエースト
ゲート弁、ポツプ・オフ弁、圧縮機入口弁等のよ
うな多種類の弁組立体の内の任意のものから成立
つことができる。更に、アクチユエータ・ハウジ
ングは、任意の選択された圧力又は圧力差に応答
し、軸方向及び角度を有して動くことのできるア
クチユエータ・ロツドが、漏れ止めされてハウジ
ングの室から外方に突出する。これら及び他の変
形は、本発明の要旨内において、当業者には容易
であるものと思われる。
要旨内において非常に多くの変形や改善を含むも
のである。例えば、弁組立体32は、ウエースト
ゲート弁、ポツプ・オフ弁、圧縮機入口弁等のよ
うな多種類の弁組立体の内の任意のものから成立
つことができる。更に、アクチユエータ・ハウジ
ングは、任意の選択された圧力又は圧力差に応答
し、軸方向及び角度を有して動くことのできるア
クチユエータ・ロツドが、漏れ止めされてハウジ
ングの室から外方に突出する。これら及び他の変
形は、本発明の要旨内において、当業者には容易
であるものと思われる。
上述のように構成された本発明のアクチユエー
タによれば、特にハウジング外面に形成されたく
ぼみとこのくぼみを被うブラケツトのような板状
部材との間に挾持され、且つハウジングに沿い気
密状態を保つてアクチユエータ・ロツドの軸方向
と直角方に変位可能な座金を、アクチユエータ・
ロツドに滑動可能に装着せしめる如き、極めて簡
潔な構成ををもつてアクチユエータ・ロツドの軸
方向変位時に加え揺動時にも高い密封機能を実現
でき、組立性が良好で、低廉にし得る等々の顕著
な効果を達成する。
タによれば、特にハウジング外面に形成されたく
ぼみとこのくぼみを被うブラケツトのような板状
部材との間に挾持され、且つハウジングに沿い気
密状態を保つてアクチユエータ・ロツドの軸方向
と直角方に変位可能な座金を、アクチユエータ・
ロツドに滑動可能に装着せしめる如き、極めて簡
潔な構成ををもつてアクチユエータ・ロツドの軸
方向変位時に加え揺動時にも高い密封機能を実現
でき、組立性が良好で、低廉にし得る等々の顕著
な効果を達成する。
第1図は排気ガスタービンによつて過給される
内燃機関に取付けられた本発明による制御アクチ
ユエータの略図、第2図はアクチユエータの拡大
部分切断正面図、第3図は第2図の3―3線から
見た部分平面図である。 10…アクチユエータ、38…ハウジング、4
8…ダイアフラム、50,52…室、58…ロツ
ド、64…ブラケツト、73…座、74…座金、
78,80…ポート、84…漏れ止め、86…ス
ナツプ・リング、88…玉縁。
内燃機関に取付けられた本発明による制御アクチ
ユエータの略図、第2図はアクチユエータの拡大
部分切断正面図、第3図は第2図の3―3線から
見た部分平面図である。 10…アクチユエータ、38…ハウジング、4
8…ダイアフラム、50,52…室、58…ロツ
ド、64…ブラケツト、73…座、74…座金、
78,80…ポート、84…漏れ止め、86…ス
ナツプ・リング、88…玉縁。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 排気ガスタービン式過給機を制御するための
アクチユエータにおいて、ハウジングと、前記ハ
ウジングを1対の室に分割する圧力に応答するダ
イアフラムと、一端部を前記ダイアフラムにそれ
と一緒に動くように連結され、そこから前記1対
の室の一方を貫き且つ前記ハウジングに形成され
た開口を貫いて前記ハウジングから延びているア
クチユエータ・ロツドと、前記1対の室の一方内
に開口し、且つ負圧に連結されるようにされた第
一のポートと、前記1対の室の他方内に開口し、
且つ正圧に連結されるようにされた第二のポート
と、前記開口を貫く前記ロツドの通路を前記ロツ
ドの軸方向の運動及び角運動を許すように漏れ止
めするために前記ロツド上に滑動自在に支持され
ると共に前記ハウジングに関して滑動自在である
比較的に剛性のある座金とから成り、前記ハウジ
ングは座金が受入される座をなすと共に板状部材
が覆設された、前記開口に隣接する外面のくぼみ
を具備し、前記座金はくぼみ部底面と板状部材と
に挾まれると共に両者間において前記ロツドの軸
方向に気密状態を保つて移動可能に配設されてな
ることを特徴とするアクチユエータ。 2 前記第一のポートが、前記第二のポートより
も大きな寸法にされた特許請求の範囲第1項記載
のアクチユエータ。 3 前記板状部材は前記ハウジング並びに過給機
本体に連結されたブラケツトである特許請求の範
囲第1項記載のアクチユエータ。 4 前記座金は主としてフルオロカーボン樹脂で
形成されてなる特許請求の範囲第1項記載のアク
チユエータ。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/843,392 US4251050A (en) | 1977-10-18 | 1977-10-18 | Turbocharger control actuator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5462468A JPS5462468A (en) | 1979-05-19 |
JPS6122163B2 true JPS6122163B2 (ja) | 1986-05-30 |
Family
ID=25289835
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14944177A Granted JPS5462468A (en) | 1977-10-18 | 1977-12-14 | Actuator |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4251050A (ja) |
JP (1) | JPS5462468A (ja) |
BR (1) | BR7800029A (ja) |
CA (1) | CA1111322A (ja) |
DE (1) | DE2756482A1 (ja) |
ES (1) | ES465517A1 (ja) |
FR (1) | FR2406770A1 (ja) |
GB (1) | GB1551207A (ja) |
IT (1) | IT1090709B (ja) |
SE (1) | SE436146B (ja) |
Families Citing this family (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4256019A (en) * | 1979-06-12 | 1981-03-17 | The Garrett Corporation | Turbocharger control actuator |
JPS587175Y2 (ja) * | 1979-07-14 | 1983-02-08 | 石川島播磨重工業株式会社 | ウエストゲ−ト弁構造 |
US4391184A (en) * | 1979-10-06 | 1983-07-05 | Ken Yamane | Diaphragm actuator |
US4409888A (en) * | 1980-05-02 | 1983-10-18 | Weyer Paul P | Combined linear and rotary actuator and floating ring gear |
US4403538A (en) * | 1980-09-02 | 1983-09-13 | The Garrett Corporation | Turbocharger control actuator |
US4463564A (en) * | 1981-10-23 | 1984-08-07 | The Garrett Corporation | Turbocharger turbine housing assembly |
JPS58106205A (ja) * | 1981-12-16 | 1983-06-24 | Taiho Kogyo Co Ltd | アクチエ−タ |
JPS5952041U (ja) * | 1982-09-28 | 1984-04-05 | いすゞ自動車株式会社 | 過給機付内燃機関の排気バイパス装置 |
US4478137A (en) * | 1983-01-13 | 1984-10-23 | Rockwell International Corporation | Hydraulic brake actuator |
EP0119922B1 (fr) * | 1983-03-22 | 1987-05-06 | Bendix Espana S.A. | Direction assistée à pignon et crémaillère, plus particulièrement du type à sortie centrale |
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JPS608424U (ja) * | 1983-06-29 | 1985-01-21 | アイシン精機株式会社 | ウエストゲ−トバルブアクチユエ−タ |
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US5458148A (en) * | 1993-06-24 | 1995-10-17 | Zelczer; Alex | Fluid flow control damper assembly and method |
CH688008A5 (de) * | 1993-07-02 | 1997-04-15 | Jossi Hans Praezisionsmechanik | Ausscheidevorrichtung in einem pneumatischen Foerdersystem. |
GB9816277D0 (en) * | 1998-07-27 | 1998-09-23 | Holset Engineering Co | Turbocharger with wastegate actuator |
US6564819B2 (en) | 2001-04-04 | 2003-05-20 | Alex Zelczer | Fluid flow control damper assembly |
US6817378B2 (en) * | 2001-04-04 | 2004-11-16 | Abco Consulting, Inc. | Fluid flow control damper assembly |
US8499555B2 (en) * | 2008-08-21 | 2013-08-06 | Caterpillar Inc. | Charge-cooled valve |
EP2418366B1 (de) * | 2010-08-12 | 2013-03-13 | Cooper-Standard Automotive (Deutschland) GmbH | Aktuator für ein Wastegate oder eine variable Turbinengeometrie sowie Verwendung eines Aktuators für ein Wastegate oder eine variable Turbinengeometrie |
EP2418373A1 (de) | 2010-08-12 | 2012-02-15 | Cooper-Standard Automotive (Deutschland) GmbH | Aktuator und Abgasrückführventil, Wastegate oder variable Turbinengeometrie eines Turboladers mit einem Aktuator |
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