JPS601227Y2 - Internal combustion engine exhaust turbo charger - Google Patents

Internal combustion engine exhaust turbo charger

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JPS601227Y2
JPS601227Y2 JP9674179U JP9674179U JPS601227Y2 JP S601227 Y2 JPS601227 Y2 JP S601227Y2 JP 9674179 U JP9674179 U JP 9674179U JP 9674179 U JP9674179 U JP 9674179U JP S601227 Y2 JPS601227 Y2 JP S601227Y2
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JP
Japan
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exhaust
load
intake pressure
internal combustion
combustion engine
Prior art date
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Expired
Application number
JP9674179U
Other languages
Japanese (ja)
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JPS5615427U (en
Inventor
直喬 村木
信一 岡村
洋 松田
Original Assignee
日産デイーゼル工業株式会社
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Publication date
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は内燃機関の排気ターボチャージャア装置に係り
、燃焼室を出た排気の一部又は全量・を排気タービンを
迂回して排気タービン下流側に)<イパスさせることに
よ?て燃費の向上、排気タ、=ボチャージャー装置ρ耐
久性向上及:ひ有害排出ガス低減を図った内坪悴関、の
排気ターボチャージャー装置に関するものであ、る8、
1 従来、内燃機関の排気ターボチャ−ジャー装置において
、排気タービンを通さずにUF%タービンの下流側に排
算〃′スをイくイパスさせる方法どしてはウェストゲー
トが一般に使用さ・、れている。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to an exhaust turbocharger device for an internal combustion engine, in which part or all of the exhaust gas that has exited the combustion chamber is bypassed to the downstream side of the exhaust turbine by bypassing the exhaust turbine. Yo? This relates to the exhaust turbocharger device of Uchitsubo Eki, which aims to improve fuel efficiency, improve the durability of the exhaust turbocharger device, and reduce harmful exhaust gases.8.
1 Conventionally, in the exhaust gas turbocharger system of an internal combustion engine, a wastegate is generally used as a method to pass the exhaust gas to the downstream side of the UF% turbine without passing it through the exhaust turbine. ing.

このウェストケートは吸気コンプトン1す後の吸気圧に
よって作動し、・、吸りコンプレツサ後の吸気圧が設定
されたある一定の高圧を越えたとき番手。
This waist gate is activated by the intake pressure after the intake compressor, and when the intake pressure after the intake compressor exceeds a certain high pressure.

排気系に設けたウェストゲート弁を開放し、一部排気ガ
スを排気タービンの下流側に逃して排気のつまりによる
排気ターボチャージャーの損傷及び機関の過負荷を防止
している。
A wastegate valve installed in the exhaust system is opened to allow some of the exhaust gas to escape downstream of the exhaust turbine to prevent damage to the exhaust turbocharger and engine overload due to exhaust clogging.

例えば特開昭53−146024号公報には、ターボチ
ャージャーに流れる排気を吸気圧で作動する弁と、その
弁よは別のアクセル開度すなわち負荷で作動する弁との
2つの弁を用いてバイパスさせる技術が示されている。
For example, in JP-A-53-146024, the exhaust gas flowing to the turbocharger is bypassed using two valves: one operated by intake pressure, and another valve operated by accelerator opening, that is, load. The technology to do this is shown.

また同様な技術が特開昭54−1082R公報にも記載
されている。
A similar technique is also described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 54-1082R.

しかしながら、ごれらの公知の技術では吸気圧が高くな
るとパ、イパス排気量は多くなり、またアクセルをふむ
とバイパス排気量が多くなる構成であり、その結果排気
バイパス量は回転数に対して一義的に増大し、全負荷時
に回転の数の高い所ではポンピングロスが大きく、なる
However, in the known technology of Goret et al., the higher the intake pressure, the higher the exhaust displacement, and the more the accelerator is pressed, the higher the bypass exhaust volume becomes.As a result, the exhaust bypass volume increases relative to the rotation speed. The pumping loss increases significantly at full load and at high rotational speeds.

また部分負荷において弁が開となる場合も、あるので、
加速性が悪くなる。
Also, the valve may open under partial load, so
Acceleration becomes worse.

特開昭55−29033号公報にはターボチャージャー
を電子的に制御するものが提案されているが、電子制御
では関数発生器のプログラムによって広範囲の制御は好
適に行えるけれども、機械的な制御と比べて細かいとこ
ろで妥協した制御が比較的に困難である≧ したがって本考案の目的は、部分負荷において、不必要
な排気バイパスを行われず、また回転数の高い所てポン
ピングロスを減少することができる内燃機関の排気ター
ボチャージャー装置を提供するにある。
Japanese Unexamined Patent Publication No. 55-29033 proposes electronic control of a turbocharger, but although electronic control can suitably perform a wide range of control using a function generator program, it is not as effective as mechanical control. ≧ Therefore, the purpose of the present invention is to reduce the pumping loss at high engine speeds without unnecessary exhaust bypass at partial loads. Located in providing engine exhaust turbocharger equipment.

本考案によれば、内燃機関の排気ターボチャージャー装
置において、排気ターボチャージャのタービンをバイパ
スする通路を設けるとともに、そのバイパス通路の途中
に機関の負荷に応じて排気をバイパスする制御弁を設け
、その制御弁はダイヤフラムを備え、そのダイヤフラム
の上室には負荷に応じた作用力を有するバネを設け、そ
の下室には吸気圧が作用する吸気圧連通管を接続しであ
る。
According to the present invention, in an exhaust turbocharger device for an internal combustion engine, a passage is provided to bypass the turbine of the exhaust turbocharger, and a control valve is provided in the middle of the bypass passage to bypass the exhaust according to the engine load. The control valve is equipped with a diaphragm, and the upper chamber of the diaphragm is provided with a spring having an acting force according to the load, and the lower chamber thereof is connected to an intake pressure communication pipe on which intake pressure acts.

したがって負荷(アクセル開度)が大きくなってもバネ
力と吸気圧とのバランスで制御弁が作動する。
Therefore, even if the load (accelerator opening) increases, the control valve operates based on the balance between the spring force and the intake pressure.

低速域においては制御弁は閉じており、排気バイパスは
行われない。
In the low speed range, the control valve is closed and exhaust bypass is not performed.

しかしながら回転数(速度)の上昇に伴い吸気圧が大き
くなると、バネ力を越えた分だけ制御弁が開く。
However, when the intake pressure increases as the rotational speed (speed) increases, the control valve opens by the amount that exceeds the spring force.

このバネ力は負荷と関連するので負荷が大きい場合は制
御弁は開きにくいが、吸気圧が高いほど制御弁は開くこ
とになる。
This spring force is related to the load, so if the load is large, the control valve will be difficult to open, but the higher the intake pressure is, the more the control valve will open.

したがって高負荷でも高速域ではバイパス量が多くない
Therefore, even with high loads, the amount of bypass is not large in the high speed range.

その結果吸気圧が低下し、ポンピング冶スを減少でき、
また低負荷時にも負荷が大きい場合は制御弁は必ず閉じ
るので加速性がよい。
As a result, the intake pressure decreases, reducing pumping resistance.
Furthermore, even when the load is low, the control valve always closes when the load is large, resulting in good acceleration.

以下図面を参照して本考案の実施例を説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本考案の概要を示す説明図、第2図以下は作用
を示すグラフである。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an overview of the present invention, and FIG. 2 and the following are graphs showing the effects.

第1図において、機関のシリンダヘッド1には吸気圧2
、排気管3がとりつけてあり、それぞれの管には吸気コ
ンプレッサー5及び排気タービン6が設けら:れて排気
ターボチャージャーを構成している。
In Fig. 1, the cylinder head 1 of the engine has an intake pressure of 2
, an exhaust pipe 3 are attached, and each pipe is provided with an intake compressor 5 and an exhaust turbine 6 to constitute an exhaust turbocharger.

排気v3に:はこれと平行に排気バイパス管7が配置し
てあり、バイSス管には流量を調整する排気バイパス制
御弁8が設けられている。
An exhaust bypass pipe 7 is arranged parallel to the exhaust v3, and an exhaust bypass control valve 8 for adjusting the flow rate is provided in the vice pipe.

この排気バイパス制御弁8は、ダイヤフラム9によって
上室10と下室11とに分割されている。
This exhaust bypass control valve 8 is divided into an upper chamber 10 and a lower chamber 11 by a diaphragm 9.

上室1.1・旧、こはバネ、12が付勢されていて、燃
料調整枠13.により下方にPLという力が作用してい
る。
Upper chamber 1.1 Old, spring 12 is energized, fuel adjustment frame 13. A force called PL is acting downward.

又下室11には吸気圧2と連通する吸気圧連通管トダを
付設し、吸気圧PBが作用している。
Further, an intake pressure communication pipe is attached to the lower chamber 11 to communicate with the intake pressure 2, and the intake pressure PB acts thereon.

ダ・イヤフ:ラム9には軸15がとりつけてあり、この
軸15の先端には弁16が設けられている。
A shaft 15 is attached to the ram 9, and a valve 16 is provided at the tip of the shaft 15.

したがって前記負荷と連動するバネ力PLと吸気圧PB
の双方の作用で弁16を制御して排気ガスのバイパスを
行なうものである。
Therefore, the spring force PL and the intake pressure PB are linked to the load.
The valve 16 is controlled by both functions to bypass the exhaust gas.

第2図は横軸に負荷りを、たて軸にバネ力PLをとった
もので、バネ力は燃料調整枠13により深く押しつける
程(高負荷になる程)大きな力となって作用する。
FIG. 2 shows the load on the horizontal axis and the spring force PL on the vertical axis, and the spring force acts as a larger force as the fuel adjustment frame 13 is pushed deeper (the higher the load).

第3図は横軸にエンジンの回転数N、たて軸に吸気圧P
Bをとったグラフで、・低負荷l、1上りも高負荷鳥の
方が吸気圧PBは大きく、更に低速程その差は小さく高
速になるに従ってその差は大きくなり、絶対値も大きく
なっている。
In Figure 3, the horizontal axis is the engine speed N, and the vertical axis is the intake pressure P.
In the graph taken from B, the intake pressure PB is larger for the high-load bird even at low load l, 1 uphill, and furthermore, the difference is smaller at lower speeds, and the difference increases as the speed increases, and the absolute value also increases. There is.

負荷りを第2図に示すA点1こ設定した諒き、上室10
にはダイヤフラム9を下方に押し下げるバネ力PLAが
作用する。
The load is set at one point A as shown in Figure 2, and the upper chamber is 10.
A spring force PLA that pushes the diaphragm 9 downward acts on the diaphragm 9 .

一方下室11には吸気圧PBが作用しているが、低速域
においては上室に作用するバネ力PLAよりも小さい為
、排気バイパス制御弁は閉塞されたままで、バイパスは
行なわれない。
On the other hand, although the intake pressure PB acts on the lower chamber 11, in the low speed range it is smaller than the spring force PLA acting on the upper chamber, so the exhaust bypass control valve remains closed and bypass is not performed.

しかし速度刈乍昇す拍1こ洋弓て吸気圧力伏きくなり、
第4図&とおいて蓮度がNA1となったとき、前記バネ
力PLAとバランスしご更に速度が上昇すると吸気圧力
′(′バネ力を越えることになる。
However, as the speed increases, the intake pressure decreases,
When the lotus degree becomes NA1 in FIG.

その越えた分の力(第4図のPBA)の作用によって弁
16は関放し、排気ガスのバイパスを行なうことにな名
Due to the action of the excess force (PBA in Figure 4), the valve 16 is released and the exhaust gas is bypassed.

その結果、□排気タービン6を通過する排気ガス量が減
少じ、排気タービン6、更には吸気コンプレツサニ5の
回転力低下する。
As a result, the amount of exhaust gas passing through the exhaust turbine 6 decreases, and the rotational force of the exhaust turbine 6 and further the intake compressor sensor 5 decreases.

よって吸入空気量も減少し、吸気圧PBAも小さくなり
、究極的にはPLAにて安定する。
Therefore, the amount of intake air decreases, the intake pressure PBA also decreases, and ultimately becomes stable at PLA.

同様に低速域及び高蓮域でも面(じことが言え、負荷り
に応じたバネ力Pi、j、 PL27吸気圧PBが一定
値になる。
The same can be said in the low speed range and the high speed range, and the spring force Pi, j, PL27 and intake pressure PB are constant values depending on the load.

なおこの負荷に対して維持されている一定圧力値は、′
)<ネ「2の大きさを変えることにより自由に選択する
こ′□ども可能である。
Note that the constant pressure value maintained for this load is ′
)<N "It is possible to freely choose by changing the size of 2.

本考案の効果を列挙子ると+おめようになる。If you enumerate the effects of this invention, you will be happy.

(1) 排気タービン6及び吸気□コンプレッサー5
の余分な運転を減らし、耐久性の崎上を図ることができ
る。
(1) Exhaust turbine 6 and intake compressor 5
It is possible to reduce unnecessary operation and improve durability.

(2)機関の吸排気抵抗を減少し、燃費の向上を図るこ
とができる。
(2) It is possible to reduce the intake and exhaust resistance of the engine and improve fuel efficiency.

□(3) 吸入吸気量減少の効果によって排出
される有害ガス成分の単位時間当ゲの槙出量を確実に減
少できる。
□(3) The effect of reducing the amount of intake air can reliably reduce the amount of harmful gas components emitted per unit time.

(4)吸気量の減少によって筒内圧も低下し、機関の関
連部品、例えばピストン、シリンダライナー、クランク
シャフトメタル等の寿命を向上させることができる。
(4) Due to the reduction in the amount of intake air, the cylinder pressure is also reduced, and the life of engine-related parts such as pistons, cylinder liners, crankshaft metals, etc. can be extended.

第5図は横軸に負荷を、たて軸に出力F、吸気圧PB、
有害ガスNOXをとったときに従来の装置の特性を示す
実線Bに比べて本考案の特性を示す点線Aの変化を示す
グラフであるが、この実験結果からも上述した効果が裏
付けられている。
In Figure 5, the horizontal axis shows the load, the vertical axis shows the output F, the intake pressure PB,
This is a graph showing the change in the dotted line A, which shows the characteristics of the present invention, compared to the solid line B, which shows the characteristics of the conventional device, when the harmful gas NOx is taken, and the above-mentioned effect is also supported by this experimental result. .

尚、燃料供給量の多い高負荷域にて排気バイパスを多量
に行なうと、吸気量不足になって、最適な燃焼を損うこ
とになる。
Note that if a large amount of exhaust bypass is performed in a high load range where a large amount of fuel is supplied, the amount of intake air will be insufficient, impairing optimal combustion.

故に高負荷域では排気バイパスを極力最小限に押え、燃
料供給量の少ない低負荷域程多量に行なう方法が良い。
Therefore, it is best to minimize exhaust bypass in high load ranges, and to increase the amount in low load ranges where the amount of fuel supplied is small.

本実施例においては、前述のように負荷りに応じたバネ
力PLを燃料調整桿13とバネ12の組合せによって機
械的に発生させているが、その他電気的及び流体的等各
種の方法によっても同様の効果を得ることができる。
In this embodiment, as mentioned above, the spring force PL corresponding to the load is generated mechanically by the combination of the fuel adjustment rod 13 and the spring 12, but it can also be generated by various other methods such as electrically and fluidly. A similar effect can be obtained.

吸気圧PBの取扱いについても実施例では直接的に作用
させているが、他の手段を介在させることも当然に可能
である。
In the embodiment, the intake pressure PB is also handled directly, but it is naturally possible to use other means.

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

第1図は本考案の実施例を示す概要図、第2図は負荷と
バネ力との関係を示すグラフ、第3図は従来の装置にお
ける速度と負荷と吸気圧との関係を示すグラフ、第4図
は本考案における第3図と同様のグラフ、第5図は本考
案の効果を従来装置と対比して示すグラフである。 2・・・・・・吸気管、3・・・・・・排気管、4・・
・・・・排気ターボチャージャー、5・・・・・・吸気
コンプレッサー、6・・・・・・排気タービン、7・・
・・・・排気バイパス管、8・・・・・・制御弁、9・
・・・・・ダイヤフラム、10・・・・・・上室、11
・・・・・・下室、12・・・・・・バネ、16・・・
・・・弁。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a graph showing the relationship between load and spring force, and FIG. 3 is a graph showing the relationship between speed, load, and intake pressure in a conventional device. FIG. 4 is a graph similar to FIG. 3 according to the present invention, and FIG. 5 is a graph showing the effects of the present invention in comparison with a conventional device. 2...Intake pipe, 3...Exhaust pipe, 4...
...Exhaust turbocharger, 5...Intake compressor, 6...Exhaust turbine, 7...
...Exhaust bypass pipe, 8...Control valve, 9.
...Diaphragm, 10...Upper chamber, 11
...Lower chamber, 12...Spring, 16...
···valve.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 内燃機関の排気ターボチャージャー装置において、排気
タボチャージ1ヤのタービンをバイパスする通路を殴け
るとともに、そのバイパス通路の途中に機関の負荷に応
じて排気をバイパスする制御弁を設け1.その制御弁は
ダイヤフラムを備え、そのダイヤフラムの上室1には負
荷に応じた作用力を有するバネをみけ、その下室には吸
気圧が作用する吸気圧連通管を接続したことを特徴とる
内燃機関の排気ター書、チャージャー装置。
In an exhaust turbocharger device for an internal combustion engine, a passage that bypasses the turbine of the exhaust turbocharger is provided, and a control valve is provided in the middle of the bypass passage to bypass the exhaust according to the load of the engine.1. The control valve is equipped with a diaphragm, and the upper chamber 1 of the diaphragm has a spring having an acting force according to the load, and the lower chamber is connected to an intake pressure communication pipe on which the intake pressure acts. Internal combustion engine exhaust gas, charger device.
JP9674179U 1979-07-16 1979-07-16 Internal combustion engine exhaust turbo charger Expired JPS601227Y2 (en)

Priority Applications (1)

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JP9674179U JPS601227Y2 (en) 1979-07-16 1979-07-16 Internal combustion engine exhaust turbo charger

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JP9674179U JPS601227Y2 (en) 1979-07-16 1979-07-16 Internal combustion engine exhaust turbo charger

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JPS5615427U JPS5615427U (en) 1981-02-10
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ID=29329553

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JPH0720389Y2 (en) * 1987-07-17 1995-05-15 株式会社丸山製作所 Reciprocating pump valve structure

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JPS5615427U (en) 1981-02-10

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