JPS6224014Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、気化器の上流側に排気ガスによつて
駆動される排気ターボ過給機を備えた内燃機関に
おいて、その過給圧を制御する装置に関するもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a device for controlling the supercharging pressure of an internal combustion engine equipped with an exhaust turbo supercharger driven by exhaust gas upstream of a carburetor.

排気ガスによつて駆動される排気ターボ過給機
を備えた内燃機関における過給制御には、排気タ
ービンに対してバイパス通路を設け、過給機から
の過給圧が所定値を越えると、前記バイパス通路
中の制御弁を開いて排気ガスの一部をバイパスさ
せることにより、過給機の回転を下げるようにし
たいわゆるウエストゲート方式が良く知られてい
る。 For supercharging control in an internal combustion engine equipped with an exhaust turbo supercharger driven by exhaust gas, a bypass passage is provided for the exhaust turbine, and when the supercharging pressure from the supercharger exceeds a predetermined value, A so-called wastegate method is well known in which the rotation of the supercharger is reduced by opening a control valve in the bypass passage to bypass a portion of the exhaust gas.

一方、気化器の上流側に排気ターボ過給機を備
えた内燃機関では、過給空気が気化器の絞りベン
チユリーを通るときに大きな流れ抵抗を受け、特
にこの流れ抵抗は吸入空気量に相剰的に比例し、
過給圧が高く吸入空気量の多い領域においては流
れ抵抗のために機関に対する実際の過給は可成り
低下するばかりか、吸入空気の温度も上昇するた
め、充填効率が悪化する。また、気化器における
スロツトル弁を急閉しての減速時においては気化
器箇所の過給圧が異常に上昇することにより気化
器の耐圧性を向上しなければならない。先行技術
としての実開昭55−25687号公報には、スロツト
ル弁付き気化器に対してバイパス通路を設け、こ
のバイパス通路中に、スロツトル弁より上流側の
過給圧（以下、単に一次過給圧と称す）が高くな
ると開くようにした制御弁を設けたものが記載さ
れる。このものは本来混合気の空燃比を制御する
ためのものであるが、この構成によると前記制御
弁が開く領域では一次過給圧がバイパス通路を介
してスロツトル弁より下流側に作用して、スロツ
トル弁より下流側の過給圧（以下単に二次過給
圧）が、気化器の流れ抵抗のために低下すること
を補償できるし、また、減速時にも制御弁が開く
ことで一次過給圧の異常上昇を防止できる。 On the other hand, in an internal combustion engine equipped with an exhaust turbocharger upstream of the carburetor, the supercharged air encounters a large flow resistance when passing through the carburetor's restrictor vent, and in particular, this flow resistance is compounded by the amount of intake air. in proportion to
In a region where the boost pressure is high and the amount of intake air is large, the actual boost to the engine is considerably reduced due to flow resistance, and the temperature of the intake air also increases, resulting in a worsening of charging efficiency. Furthermore, when the throttle valve in the carburetor is suddenly closed to decelerate, the supercharging pressure at the carburetor increases abnormally, so the pressure resistance of the carburetor must be improved. Japanese Utility Model Application Publication No. 55-25687 as a prior art discloses that a bypass passage is provided for a carburetor with a throttle valve, and a boost pressure (hereinafter simply referred to as primary supercharging) on the upstream side of the throttle valve is provided in the bypass passage. A control valve that opens when the pressure (referred to as pressure) increases is described. This device is originally intended to control the air-fuel ratio of the air-fuel mixture, but with this configuration, in the region where the control valve opens, the primary boost pressure acts on the downstream side of the throttle valve via the bypass passage. It is possible to compensate for the decrease in boost pressure downstream of the throttle valve (hereinafter simply referred to as secondary boost pressure) due to the flow resistance of the carburetor, and the control valve opens even during deceleration, which increases the primary boost pressure. Abnormal rise in pressure can be prevented.

本考案は、気化器より上流側に排気ターボ過給
機を備え内燃機関における過給圧の制御に際し
て、前記した前者のウエストゲート方式と後者の
気化器に対するバイパス方式とを併用することを
提案するものである。しかし、両者を何等の関連
性なく別々に適用したのでは、一方の制御作動に
よつて一次過給が変化することが他の制御作動に
影響を及すので、両制御を的確に行なうことがで
きないばかりか、排気タービンに対するバイパス
通路と、気化器に対するバイパス通路とに、各々
一次過給圧で開閉作動する制御弁を別々に設ける
ことはその取付けスペース及び重量の増加を招来
するといつた問題があるので、本考案では、排気
タービンに対するバイパス通路中の弁を、気化器
に対するバイパス通路中の制御弁と一体化し、同
時に開閉作動するように構成することにより、前
記の問題を解消したものである。 The present invention proposes the use of the above-described waste gate method and the latter bypass method for the carburetor when controlling the boost pressure in an internal combustion engine with an exhaust turbo supercharger located upstream of the carburetor. It is something. However, if both are applied separately without any relationship, it is difficult to perform both controls accurately because changes in primary supercharging caused by one control operation will affect the other control operation. Not only is this not possible, but providing separate control valves for the exhaust turbine bypass passage and the carburetor bypass passage, each of which is opened and closed by the primary boost pressure, increases the installation space and weight. Therefore, in the present invention, the above-mentioned problem is solved by integrating the valve in the bypass passage for the exhaust turbine with the control valve in the bypass passage for the carburetor so that they open and close at the same time. .

以下本考案を実施例の図面について説明する
と、図において１は吸気マニホールド２及び排気
マニホールド３を有する３気筒内燃機関、４は排
気タービン５を直結した過給機を各々示し、前記
吸気マニホールド２と過給機４の吐出側とをつな
ぐ過給通路６中には、脈動消去用のサージタンク
７とスロツトル弁９付き気化器８とがサージタン
ク７を上流側にして設けられ、過給機４の吸入側
にはエアクリーナ１０が接続され、また、前記排
気マニホールド３には排気通路１１を介して排気
タービン５の入口側が、排気タービン５の出口側
には大気への排気管１２が各々接続されている。 The present invention will be explained below with reference to drawings of embodiments. In the drawings, 1 indicates a three-cylinder internal combustion engine having an intake manifold 2 and an exhaust manifold 3, 4 indicates a supercharger directly connected to an exhaust turbine 5, and the intake manifold 2 and A surge tank 7 for eliminating pulsation and a carburetor 8 with a throttle valve 9 are provided in a supercharging passage 6 connecting the discharge side of the supercharger 4 with the surge tank 7 on the upstream side. An air cleaner 10 is connected to the suction side of the exhaust manifold 3, an inlet side of the exhaust turbine 5 is connected to the exhaust manifold 3 via an exhaust passage 11, and an exhaust pipe 12 to the atmosphere is connected to the outlet side of the exhaust turbine 5. ing.

１３は前記排気通路１１と排気管１２との間に
排気タービン５に対して設けたウエストゲート用
バイパス通路を、１４は前記気化器８の上流側と
スロツトル弁９の下流側との間に気化器８及びス
ロツトル弁９に対して設けたバイパス通路を各々
示し、気化器８及びスロツトル弁９に対するバイ
パス通路１４中に設けた制御弁１５における弁室
１６には、該弁室１６と大気室１７とを区画する
ダイヤフラム１８を設け、該ダイヤフラム１８
に、前記弁室１６内においてバイパス通路１４を
開閉するように設けた弁体１９を、ダイヤフラム
１８の大気室１７側への動きによつて当該弁体１
９が開くように連結し、この弁体１９を大気室１
７内に設けたばね２０にて常閉方向に付勢する一
方、前記ウエストゲート用バイパス通路１３中の
弁室２３内には、当該バイパス通路１３を弁体２
４にて開閉するようにしたウエストゲート弁２２
を設け、該ウエストゲート弁２２における弁体２
４を前記制御弁１５におけるダイヤフラム１８
に、ダイヤフラム１８の大気室１７側への動きに
よつて開くようにロツド２５を介して連結して成
るものである。 13 is a wastegate bypass passage provided for the exhaust turbine 5 between the exhaust passage 11 and the exhaust pipe 12; 14 is a wastegate bypass passage provided between the upstream side of the carburetor 8 and the downstream side of the throttle valve 9; The valve chamber 16 of the control valve 15 provided in the bypass passage 14 for the carburetor 8 and the throttle valve 9 includes the valve chamber 16 and the atmospheric chamber 17. A diaphragm 18 is provided to partition the diaphragm 18 into
Then, the valve body 19 provided in the valve chamber 16 to open and close the bypass passage 14 is moved by the movement of the diaphragm 18 toward the atmospheric chamber 17.
9 is connected so that it opens, and this valve body 19 is connected to the atmospheric chamber 1.
7 is biased in the normally closed direction, while the bypass passage 13 is biased in the valve chamber 23 in the wastegate bypass passage 13 by the valve body 2.
Waste gate valve 22 that opens and closes at 4
is provided, and the valve body 2 in the waste gate valve 22 is
4 is a diaphragm 18 in the control valve 15.
They are connected via a rod 25 so as to open when the diaphragm 18 moves toward the atmospheric chamber 17.

この構成において、気化器８とスロツトル弁９
とに対するバイパス通路１４中の制御弁１５にお
けるダイヤフラム１８を支持するばね２０力を、
気化器８より上流側の一次過給圧が大気圧側のあ
る値を越えるまでは、制御弁１５及びウエストゲ
ート２２の両方が開かないように設定しておけ
ば、機関の部分負荷域において吸入空気量が比較
的少なくて一次過給圧が大気圧側のある値を越え
ないときは、両弁１５，２２は開くことはなく、
従つて、機関への吸入空気は総て気化器８を通つ
て吸入される一方、機関からの排気ガスは総て排
気タービン５を通つて排気されるが、機関の高負
荷域において吸入空気量が多くなつて一次過給圧
が大気圧側のある値を越えると、両弁１５，２２
がそのばね２０に抗じて同時に開くことにより、
機関への吸入空気の一部がバイパス通路１４より
気化器８を通過することなく吸入されて、スロツ
トル弁９より下流側の二次過給圧が吸入空気の全
部が気化器８を通過する場合よりも高くなり、気
化器８における流れ抵抗のために二次過給圧が低
下するのを補償できる一方、機関からの排気ガス
の一部がウエストゲート用バイパス通路１３から
排気タービン５を通ることなく排気されて過給機
４に与えられる駆動力が減少するから、一次過給
圧が前記設定値以上になることがないように制御
されるのである。 In this configuration, the carburetor 8 and the throttle valve 9
The force of the spring 20 supporting the diaphragm 18 in the control valve 15 in the bypass passage 14 against the
If both the control valve 15 and wastegate 22 are set not to open until the primary boost pressure on the upstream side of the carburetor 8 exceeds a certain value on the atmospheric pressure side, the suction can be prevented in the partial load range of the engine. When the amount of air is relatively small and the primary boost pressure does not exceed a certain value on the atmospheric pressure side, both valves 15 and 22 will not open.
Therefore, all the intake air to the engine is taken through the carburetor 8, while all the exhaust gas from the engine is exhausted through the exhaust turbine 5. However, in the high load range of the engine, the intake air amount is small. When the primary boost pressure exceeds a certain value on the atmospheric pressure side, both valves 15 and 22
open simultaneously against the spring 20,
When a part of the intake air to the engine is taken in from the bypass passage 14 without passing through the carburetor 8, and the secondary boost pressure on the downstream side of the throttle valve 9 is such that all of the intake air passes through the carburetor 8. , thereby compensating for the decrease in secondary boost pressure due to flow resistance in the carburetor 8, while allowing part of the exhaust gas from the engine to pass through the exhaust turbine 5 from the wastegate bypass passage 13. Since the primary supercharging pressure is exhausted and the driving force given to the supercharger 4 is reduced, the primary supercharging pressure is controlled so as not to exceed the set value.

また、スロツトル弁９を急閉しての減速時に、
一次過給圧が排気タービン５及び過給機４の慣性
運転のために急上昇した場合にも、両弁１５，２
２が同時に開き、一次過給圧を気化器８に対する
バイパス通路１４からその下流側に逃がす一方、
排気ガスがウエストゲート用バイパス通路１３か
ら排出されて、過給機４の駆動が急速に減速され
るから、機関の減速時における一次過給圧の一時
的な異常上昇を防止することができるのである。 Also, when decelerating by rapidly closing the throttle valve 9,
Even when the primary boost pressure increases rapidly due to inertial operation of the exhaust turbine 5 and supercharger 4, both valves 15 and 2
2 opens at the same time, allowing the primary boost pressure to escape from the bypass passage 14 to the carburetor 8 to its downstream side,
Since the exhaust gas is discharged from the wastegate bypass passage 13 and the drive of the supercharger 4 is rapidly decelerated, it is possible to prevent a temporary abnormal increase in the primary supercharging pressure when the engine is decelerated. be.

なお、多気筒機関において一つの気化器から複
数の気筒に混合気を分配する場合、各気筒への分
配には吸気マニホールドの構造上アンバランスを
生じて、空燃比がリツチ目になる気筒が存在する
から、前記気化器８及びスロツトル弁９に対する
バイパス通路１４を二点鎖線で示すように吸気マ
ニホールド２に接続するに際して、当該バイパス
通路１４からの空気が空燃比がリツチ目になる気
筒に主として入るように構成することによつて、
前記バイパス通路１４を利用して各気筒の空燃比
のアンバランスを同時に解消することができるの
である。 When distributing air-fuel mixture from one carburetor to multiple cylinders in a multi-cylinder engine, there are some cylinders where the air-fuel ratio becomes rich due to an imbalance due to the structure of the intake manifold. Therefore, when the bypass passage 14 for the carburetor 8 and the throttle valve 9 is connected to the intake manifold 2 as shown by the two-dot chain line, the air from the bypass passage 14 mainly enters the cylinder where the air-fuel ratio is rich. By configuring
By using the bypass passage 14, it is possible to eliminate the imbalance in the air-fuel ratio of each cylinder at the same time.

以上の通り本考案は、吸気系のスロツトル弁付
き気化器の上流側に、排気系の排気タービンによ
つて駆動される過給機を備えた内燃機関におい
て、吸気系には気化器及びスロツトル弁に対して
バイパス通路を設け、該バイパス通路には前記気
化器より上流側の過給圧が高くなると開くように
した制御弁を設ける一方、排気系に排気タービン
に対して設けたウエストゲート用バイパス通路に
は、当該通路を開閉するウエストゲート弁を設
け、該ウエストゲート弁を、前記気化器及びスロ
ツトル弁に対するバイパス通路中の制御弁に、当
該制御弁と同時に作動するように連結して成るも
ので、気化器及びスロツトル弁に対するバイパス
通路中の制御弁と、排気タービンに対するウエス
トゲート用バイパス通路中のウエストゲート弁と
を、気化器より上流側の過給圧に応じて同時に制
御作動できるから、両弁を気化器より上流側の過
給圧によつて別々に制御作動する場合のように、
一方の弁の作動によつて過動圧が変動することで
他方の弁が逆作動するというような制御作動の相
互の干渉がなくなり、高負荷域における気化器の
流れ抵抗のための過給圧低下に対する捕償制御と
ウエストゲートによる過給圧の規制制御、並びに
機関の減速時における過給圧の異常上昇の防止制
御が確実且つ安定して的確にできるのであり、し
かも、ウエストゲート弁を気化器及びスロツトル
弁に対するバイパス通路中の制御弁に連結したこ
とにより、ウエストゲート弁にはその開閉作動用
のダイヤフラム等のアクチエータが不要になるか
ら、構造が簡単になつて取付けスペースを縮少で
きると共に重量を軽減できる効果を有する。 As described above, the present invention provides an internal combustion engine equipped with a supercharger driven by an exhaust turbine in the exhaust system upstream of a carburetor with a throttle valve in the intake system. A bypass passage is provided for the exhaust turbine, and the bypass passage is provided with a control valve that opens when the boost pressure on the upstream side of the carburetor increases, and a wastegate bypass provided for the exhaust turbine in the exhaust system. The passage is provided with a waste gate valve for opening and closing the passage, and the waste gate valve is connected to a control valve in the bypass passage for the carburetor and the throttle valve so as to operate simultaneously with the control valve. Since the control valve in the bypass passage for the carburetor and the throttle valve and the wastegate valve in the wastegate bypass passage for the exhaust turbine can be controlled and operated simultaneously according to the boost pressure upstream of the carburetor, As in the case where both valves are controlled separately by the boost pressure upstream of the carburetor,
Mutual interference between control operations, such as the overdynamic pressure fluctuating due to the operation of one valve and the reverse operation of the other valve, is eliminated, and the boost pressure is reduced due to the flow resistance of the carburetor in the high load range. Compensation control for decreases, regulation control of boost pressure by the wastegate, and prevention control of abnormal boost pressure increases during engine deceleration can be performed reliably, stably, and accurately. Since the wastegate valve is connected to the control valve in the bypass passage for the wastegate valve and the throttle valve, the wastegate valve does not require an actuator such as a diaphragm to open and close the valve, which simplifies the structure and reduces the installation space. It has the effect of reducing weight.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本考案の実施例を示す概略図である。 １……機関、４……過給機、５……排気タービ
ン、６……過給通路、８……気化器、９……スロ
ツトル弁、１４……バイパス通路、１５……制御
弁、１３……ウエストゲート用バイパス通路、２
２……ウエストゲート弁。 The drawings are schematic illustrations of embodiments of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Engine, 4... Supercharger, 5... Exhaust turbine, 6... Supercharging passage, 8... Carburizer, 9... Throttle valve, 14... Bypass passage, 15... Control valve, 13 ...Wastegate bypass passage, 2
2...Wastegate valve.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 吸気系のスロツトル弁付き気化器の上流側に、
排気系の排気タービンによつて駆動される過給機
を備えた内燃機関において、吸気系には気化器及
びスロツトル弁を対してバイパス通路を設け、該
バイパス通路には、前記気化器より上流側の過給
圧が高くなると開くようにした制御弁を設ける一
方、排気系に排気タービンに対して設けたウエス
トゲード用バイパス通路には、当該通路を開閉す
るウエストゲート弁を設け、該ウエストゲート弁
を、前記気化器及びスロツトル弁に対するバイパ
ス通路中の制御弁と同時に作動するように連結し
て成る排気ターボ過給式内燃機関の過給圧制御装
置。 Upstream of the carburetor with throttle valve in the intake system,
In an internal combustion engine equipped with a supercharger driven by an exhaust turbine in an exhaust system, a bypass passage is provided in the intake system for a carburetor and a throttle valve, and the bypass passage has a bypass passage located upstream of the carburetor. A control valve is provided that opens when the supercharging pressure of A supercharging pressure control device for an exhaust turbocharged internal combustion engine, which is connected to a control valve in a bypass passage for the carburetor and the throttle valve so as to operate simultaneously.