JP4323488B2 - Engine supercharging pressure control device - Google Patents
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Description
本発明は過給機付きエンジンの過給圧制御装置に関する。 The present invention relates to a supercharging pressure control device for an engine with a supercharger.
過給機付きの自動車搭載エンジンにおいて、ウエストゲートバルブ開閉作動用アクチュエーターの圧力室へ導入される過給圧制御用の空気を、過給圧逃がし通路の途中に設置したウエストゲートバルブ制御弁（デューティソレノイドバルブ）を用いてデューティ制御することにより、ウエストゲートバルブの開度を調整する過給圧制御装置は、例えば特開平６−２２１１７４号や特開２００１−１５２８６４号、特開２００２−３３２８８０号、特開２００３−５６３５３号等々に見られるとおり、既に周知であると言える。
ところが、周知の上記過給圧制御装置ではアクチュエーターがダイヤフラム式として、その圧力室を区画しているダイヤフラムと、ウエストゲートバルブとがリンク機構を介して連動連結されており、しかもそのウエストゲートバルブを常時閉弁方向へ弾圧するリターンバネが、上記ダイヤフラムに付勢されている。 However, in the known supercharging pressure control device, the actuator is a diaphragm type, and the diaphragm partitioning the pressure chamber and the wastegate valve are interlocked and connected via a link mechanism. A return spring that normally presses in the valve closing direction is urged by the diaphragm.
他方、コンプレッサーの上流側に位置する吸気通路と、上記アクチュエーターの圧力室とを連通接続する過給圧逃がし通路には、ウエストゲートバルブ制御弁（デューティソレノイドバルブ）だけが設置されているに過ぎない。 On the other hand, only the waste gate valve control valve (duty solenoid valve) is installed in the supercharging pressure relief passage that connects the intake passage located upstream of the compressor and the pressure chamber of the actuator. .
茲に、ウエストゲートバルブ制御弁は大気開放されたＶＳＶ（バキュームスイッチングバルブ）として、上記過給圧逃がし通路を周期的に開閉運動するため、その運動特性により過給圧制御用空気の流れや圧力にムラが生ずることを避けられず、これがアクチュエーターにおけるダイヤフラムの脈動と、延いてはこれと機械的に連結されているウエストゲートバルブの踊り（バタツキ）現象を招来し、その踊り現象は自動車の運転者に聴覚上の不快感を与えることすらもある。 Furthermore, the waste gate valve control valve is a VSV (vacuum switching valve) that is open to the atmosphere, and periodically opens and closes the supercharging pressure relief passage. It is inevitable that unevenness occurs in the actuator, and this causes the pulsation of the diaphragm in the actuator and, in turn, the phenomenon of fluttering of the wastegate valve that is mechanically connected to this. It can even cause hearing discomfort to the person.
そうすると、タービンに作用する排気の流れや圧力が乱れ、そのタービンと同じくコンプレッサーも回転ムラを起生する結果となり、一定の安定な目標過給圧や滑らかな加速（過給圧の立ち上がり特性）などを得ることができない。過給機自体の耐久性にも重大な影響を及ぼすことは必至である。 If this happens, the flow and pressure of the exhaust gas acting on the turbine will be disturbed, and the compressor will cause uneven rotation as well as the turbine, and a certain stable target boost pressure and smooth acceleration (rising characteristic of the boost pressure), etc. Can't get. It is inevitable to have a significant impact on the durability of the turbocharger itself.
本発明はこのような課題の改良を企図としており、その目的を達成するために、請求項１では排気通路がタービンを迂回する部位に、排気バイパス通路とその開閉用ウエストゲートバルブとを設ける一方、 The present invention is intended to improve such a problem, and in order to achieve the object, according to the first aspect of the present invention, an exhaust bypass passage and an opening / closing wastegate valve are provided at a portion where the exhaust passage bypasses the turbine. ,
コンプレッサーの下流側から吸気通路の過給圧導入通路へ導入される過給圧を受けて、上記ウエストゲートバルブを開閉作動することになるアクチュエーターを設置すると共に、 In response to the supercharging pressure introduced from the downstream side of the compressor to the supercharging pressure introduction passage of the intake passage, an actuator that opens and closes the wastegate valve is installed,
デューティ値によりフィードバック制御されて、上記過給圧導入通路からアクチュエーターの加圧室へ導入される過給圧制御用空気をコンプレッサーの上流側へ逃がす過給圧逃がし通路の途中に、上記ウエストゲートバルブの開度調整用ウエストゲートバルブ制御弁と、そのウエストゲートバルブ制御弁の上流側に上記過給圧制御用空気の脈動防止用拡張器とを各々設置したエンジンの過給圧制御装置において、 The wastegate valve is provided in the middle of the supercharging pressure relief passage that releases the supercharging pressure control air that is feedback-controlled by the duty value and is introduced from the supercharging pressure introduction passage into the pressurizing chamber of the actuator to the upstream side of the compressor. In the supercharging pressure control device for an engine, each of which is provided with a wastegate valve control valve for adjusting the opening degree, and a pulsation prevention dilator for the supercharging pressure control air on the upstream side of the wastegate valve control valve .
上記脈動防止用拡張器を円筒状の胴体と、その開口両端部を密閉する前後一対のキャップとから形作り、 The pulsation-preventing dilator is formed from a cylindrical body and a pair of front and rear caps that seals both ends of the opening,
その胴体の内部をアクチュエーター側に位置する前拡張室と、ウエストゲートバルブ制御弁側に位置する後拡張室との２室として仕切り区分する隔壁へ、空気導通管を圧入一体化することにより、その前拡張室と後拡張室とを連通させると共に、By press-fitting and integrating an air conduction pipe into a partition wall that partitions and divides the interior of the fuselage into two chambers, a front expansion chamber located on the actuator side and a rear expansion chamber located on the wastegate valve control valve side, While connecting the front and rear expansion rooms,
上記前拡張室を密閉した前キャップに、その前拡張室への空気導入管を圧入一体化する一方、上記後拡張室を密閉した後キャップに、その後拡張室からの空気導出管を圧入一体化して、The air inlet pipe to the front expansion chamber is press-fitted and integrated with the front cap that seals the front expansion chamber, while the air outlet pipe from the expansion chamber is press-fitted and integrated to the cap after the rear expansion chamber is sealed. And
過給圧制御用空気を上記前拡張室から後拡張室へ蛇行する如く、迂回流通させるように定めたことを特徴とする。The supercharging pressure control air is defined to be detoured so as to meander from the front expansion chamber to the rear expansion chamber.
請求項２では請求項１に従属する構成として、前拡張室への空気導入管と後拡張室からの空気導出管とを、隔壁の空気導通管を中心として相反する偏心位置関係に振り分け並列させると共に、In the second aspect, as a configuration dependent on the first aspect, the air introduction pipe to the front expansion chamber and the air lead-out pipe from the rear expansion chamber are distributed and arranged in parallel with each other in an opposite eccentric position centering on the air conduction pipe of the partition wall. With
上記空気導通管の後端部を閉塞して、その空気導通管が後拡張室内へ臨む約後半部の円周面に複数の絞り整流孔を、上記空気導出管の存在方向と逆方向へ開口するように点在分布させる一方、The rear end portion of the air conduction pipe is closed, and a plurality of throttle rectifying holes are opened in a direction opposite to the direction in which the air outlet pipe exists on the circumferential surface of the latter half portion where the air conduction pipe faces the rear expansion chamber. While being distributed as
上記空気導入管の後端部を閉塞して、その空気導入管が前拡張室内へ臨む約後半部の円周面にやはり複数の絞り整流孔を、上記空気導通管の存在方向と逆方向へ開口するように点在分布させて、The rear end portion of the air introduction pipe is closed, and a plurality of restricting rectification holes are formed in a direction opposite to the direction in which the air conduction pipe exists on the circumferential surface of the latter half of the air introduction pipe facing the front expansion chamber. Dot and distribute so as to open,
上記前拡張室から後拡張室へ迂回流通する過程の過給圧制御用空気を、上記絞り整流孔により整流させるように定めたことを特徴とする。The supercharging pressure control air in the process of detouring from the front expansion chamber to the rear expansion chamber is rectified by the restriction rectification hole.
更に、請求項３では請求項１又は２に従属する構成として、前拡張室を密閉した前キャップに、プラグ植込み孔とこれからの分岐状態に連通する大気開放孔とを穿設して、Furthermore, in
上記プラグ植込み孔へ螺合締結した針状のパイロットプラグを外部から進退操作することにより、上記大気開放孔の開度を調整セットできるように定めたことを特徴とする。It is defined that the opening degree of the air opening hole can be adjusted and set by operating the needle-shaped pilot plug screwed and fastened to the plug implantation hole from the outside.
請求項１の上記構成ではデューティ値によりフィードバック制御されて、吸気通路の過給圧導入通路からアクチュエーターの加圧室へ導入される過給圧制御用空気を、コンプレッサーの上流側へ逃がす過給圧逃がし通路の途中に、ウエストゲートバルブの開度調整用ウエストゲートバルブ制御弁（デューティソレノイドバルブ）を設置して、過給圧を目標過給圧に制御する過給機付きエンジンの過給圧制御装置において、その過給圧制御用空気の脈動圧を拡散し得る容積の拡張器を、上記過給圧逃がし通路におけるウエストゲートバルブ制御弁の上流側へ介挿設置して、コンプレッサーによる過給圧の空気を直接アクチュエーターの圧力室に働く制御用空気として導入せず、その拡張器の室内へ目標過給気よりも低い制御圧の空気として迂回流通させるようになっているため、その空気の拡散作用によりアクチュエーターを形作っているダイヤフラムの脈動と、これに起因するウエストゲートバルブの踊り（バタツキ）現象を抑制することができ、一定の安定な目標過給圧と滑らかな加速性能を得られる効果がある。In the above configuration of the first aspect, the boost pressure that is feedback-controlled by the duty value and releases the boost pressure control air introduced from the boost pressure introduction passage of the intake passage to the pressurizing chamber of the actuator to the upstream side of the compressor. In the middle of the escape passage, a wastegate valve control valve (duty solenoid valve) for adjusting the opening of the wastegate valve is installed to control the supercharging pressure to the target supercharging pressure. In the apparatus, an expander having a volume capable of diffusing the pulsation pressure of the supercharging pressure control air is inserted upstream of the wastegate valve control valve in the supercharging pressure relief passage, and the supercharging pressure by the compressor is installed. Air is not introduced directly into the actuator's pressure chamber as control air, but bypassed into the expander's chamber as air with a control pressure lower than the target supercharged air Because the air is allowed to pass through, it is possible to suppress the pulsation of the diaphragm that forms the actuator by the diffusion action of the air, and the phenomenon of fluttering of the wastegate valve caused by this, and a certain stable target It has the effect of obtaining supercharging pressure and smooth acceleration performance.
しかも、上記脈動防止用拡張器を円筒状の胴体と、その開口両端部を密閉する前後一対のキャップとから形作り、Moreover, the pulsation-preventing dilator is formed from a cylindrical body and a pair of front and rear caps that seals both ends of the opening.
その胴体の内部をアクチュエーター側に位置する前拡張室と、ウエストゲートバルブ制御弁側に位置する後拡張室との２室として仕切り区分する隔壁へ、空気導通管を圧入一体化することにより、その前拡張室と後拡張室とを連通させると共に、By press-fitting and integrating an air conduction pipe into a partition wall that partitions and divides the interior of the fuselage into two chambers, a front expansion chamber located on the actuator side and a rear expansion chamber located on the wastegate valve control valve side, While connecting the front and rear expansion rooms,
上記前拡張室を密閉した前キャップに、その前拡張室への空気導入管を圧入一体化する一方、上記後拡張室を密閉した後キャップに、その後拡張室からの空気導出管を圧入一体化して、The air inlet pipe to the front expansion chamber is press-fitted and integrated with the front cap that seals the front expansion chamber, while the air outlet pipe from the expansion chamber is press-fitted and integrated to the cap after the rear expansion chamber is sealed. And
過給圧制御用空気を上記前拡張室から後拡張室へ蛇行する如く、迂回流通させるように定めてあるため、上記過給圧逃がし通路へ複数の拡張器を直列状態に接続使用する必要がなく、その１個の拡張器における胴体の内部を前後一対の拡張室として仕切り区分すれば足り、しかもそのための隔壁へ貫通状態に圧入一体化された空気導通管と、前拡張室への空気導入管並びに後拡張室からの空気導出管によって、上記過給圧制御用の空気を蛇行する如く、全体的に迂回・拡散させることができ、その過程において空気の脈動圧を吸収・消去し得るのである。Since the supercharging pressure control air is determined to be detoured so as to meander from the front expansion chamber to the rear expansion chamber, it is necessary to use a plurality of expanders connected in series to the supercharging pressure relief passage. It is only necessary to partition the inside of the fuselage in the one dilator as a pair of front and rear expansion chambers, and an air conduction pipe that is press-fitted and integrated into the partition wall for that purpose, and air introduction into the front expansion chamber By using the pipe and the air outlet pipe from the rear expansion chamber, the air for supercharging pressure control can be bypassed and diffused as if meandering, and the pulsating pressure of air can be absorbed and eliminated in the process. is there.
特に、請求項２の構成を採用するならば、空気導通管に開口分布する複数の絞り整流孔と、空気導入管に開口分布する複数の絞り整流孔が、上記過給圧制御用空気の整流作用を果すことになるため、上記脈動圧の吸収効果をますます昂めることができる。In particular, if the configuration of
更に、請求項３の構成を採用するならば、脈動防止用拡張器のアクチュエーター側へ接近位置する前拡張室に、大気開放孔とその開度調整用のパイロットプラグが設置されているため、上記過給圧制御用空気の脈動圧を吸収しつつも、その大気開放孔の開度調整操作により、エンジンの出力アップを得られる効果がある。Furthermore, if the configuration of
以下、図面に基いて本発明の具体的構成を説明すると、図１は自動車に搭載された過給機付きエンジン（Ｅ）の全体構成を示す模式図であり、これはシリンダー（１）に対する吸気通路（２）と排気通路（３）のほか、その吸気通路（２）の途中に介挿設置されたコンプレッサー（４）と、排気通路（３）の途中に対応設置されたタービン（５）とから成る過給機（Ｔ）を具備している。Hereinafter, a specific configuration of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a supercharged engine (E) mounted on an automobile, which is an intake air to the cylinder (1). In addition to the passage (2) and the exhaust passage (3), a compressor (4) installed in the middle of the intake passage (2), and a turbine (5) installed in the middle of the exhaust passage (3) A supercharger (T) consisting of
上記吸気通路（２）はエアークリーナー（６）から吸入した空気を、シリンダー（１）の吸気弁（７）まで供給する通路であり、その途中には上流側から順次コンプレッサー（４）と、そのコンプレッサー（４）により圧縮（過給）された空気を冷却するインタークーラー（８）と、スロットルバルブ（９）並びにサージタンク（１０）とが設置されていると共に、そのサージタンク（１０）を経て上記吸気弁（７）へ接近する位置には、インジェクター（１１）が臨まされている。The intake passage (2) is a passage for supplying the air sucked from the air cleaner (6) to the intake valve (7) of the cylinder (1). An intercooler (8) for cooling the air compressed (supercharged) by the compressor (4), a throttle valve (9), and a surge tank (10) are installed, and the above-mentioned via the surge tank (10) An injector (11) is exposed at a position approaching the intake valve (7).
他方、排気通路（３）は燃焼後の排気をシリンダー（１）の排気弁（１２）から外部へ放出する通路であり、その途中には上記タービン（５）とその下流側に排気マフラー（１３）とが設置されている。On the other hand, the exhaust passage (3) is a passage through which the exhaust after combustion is discharged from the exhaust valve (12) of the cylinder (1) to the outside, and in the middle of the exhaust passage (3), an exhaust muffler (13 ) And are installed.
そして、上記過給機（Ｔ）のタービン（５）とコンプレッサー（４）とは共通のシャフト（１４）を介して連結一体化されており、そのタービン（５）が排気圧によって回転駆動されると、その回転力を受けたコンプレッサー（４）も回転し、上記エアークリーナー（６）からの吸気を圧縮（過給）して、エンジン（Ｅ）のシリンダー（１）へ供給するようになっている。The turbine (5) and the compressor (4) of the supercharger (T) are connected and integrated through a common shaft (14), and the turbine (5) is rotationally driven by the exhaust pressure. The compressor (4) that receives the rotational force also rotates, compresses (supercharges) the intake air from the air cleaner (6), and supplies it to the cylinder (1) of the engine (E). Yes.
（１５）は上記タービン（５）へ流入する排気の一部をそのタービン（５）に沿って迂回する如く、下流側の排気マフラー（１３）へ放出するための排気バイパス通路であり、その内部にはこれを開閉するウエストゲートバルブ（１６）が設置されている。(15) is an exhaust bypass passage for discharging a part of the exhaust gas flowing into the turbine (5) to the exhaust muffler (13) on the downstream side so as to detour along the turbine (5). Is provided with a wastegate valve (16) for opening and closing it.
又、（Ａ）はダイヤフラム式のウエストゲート用アクチュエーターであって、ダイヤフラム（１７）とこれにより区画形成された加圧室（１８）並びにバネ収納室（１９）とを備え、その加圧室（１８）の一端部が過給圧導入通路（２０）を介して、上記吸気通路（２）におけるコンプレッサー（４）の下流側と連通されており、そのコンプレッサー（４）の過給圧を受けた吸気によって、上記ウエストゲートバルブ（１６）を開閉作動するようになっている。Further, (A) is a diaphragm type wastegate actuator, which includes a diaphragm (17), a pressurizing chamber (18) and a spring storage chamber (19) defined by the diaphragm (17), and the pressurizing chamber ( 18) is connected to the downstream side of the compressor (4) in the intake passage (2) through the supercharging pressure introduction passage (20), and receives the supercharging pressure of the compressor (4). The wastegate valve (16) is opened and closed by intake air.
そのために、アクチュエーター（Ａ）のダイヤフラム（１７）と上記ウエストゲートバルブ（１６）とは、リンク機構（２１）を介して連動連結されていると共に、そのダイヤフラム（１７）に付勢されたリターンバネ（２２）の弾圧力により、ウエストゲートバルブ（１６）が上記排気バイパス通路（１５）を常時閉鎖する状態に保つ。For this purpose, the diaphragm (17) of the actuator (A) and the wastegate valve (16) are linked and linked via a link mechanism (21), and the return spring biased by the diaphragm (17). Due to the elastic pressure of (22), the waste gate valve (16) keeps the exhaust bypass passage (15) closed at all times.
更に、上記加圧室（１８）の他端部は過給圧逃がし通路（２３）を介して、同じく吸気通路（２）におけるコンプレッサー（４）の上流側と連通されており、その途中にはウエストゲートバルブ制御弁（デューティソレノイドバルブ）（２４）が介挿設置されている。Further, the other end portion of the pressurizing chamber (18) communicates with the upstream side of the compressor (4) in the intake passage (2) through the supercharging pressure relief passage (23). A wastegate valve control valve (duty solenoid valve) (24) is installed.
茲に、ウエストゲートバルブ制御弁（２４）はデューティ値（オン・オフ時間のオン時間比率）によりフィードバック制御されて、上記過給圧導入通路（２０）からアクチュエーター（Ａ）の加圧室（１８）へ導入される過給圧制御用の空気を、コンプレッサー（４）の上流側へ逃がすことにより、ウエストゲートバルブ（１６）を開閉作動させ、過給圧を一定の目標過給圧に調整制御する。（２５）はその過給圧の制御を行なうエンジンコントロールコンピューターであり、これにはスロットルバルブ（９）の開度検出信号やエンジン（Ｅ）の回転数検出信号、自動車に搭載されたバッテリーの電圧検出信号などが入力されていることは言うまでもない。Furthermore, the wastegate valve control valve (24) is feedback-controlled by a duty value (on / off time ratio of on / off time), and the pressurizing chamber (18) of the actuator (A) from the supercharging pressure introduction passage (20). The air for controlling the supercharging pressure introduced to) is released to the upstream side of the compressor (4), so that the wastegate valve (16) is opened and closed to adjust the supercharging pressure to a constant target supercharging pressure. To do. (25) is an engine control computer for controlling the supercharging pressure, which includes a throttle valve (9) opening detection signal, an engine (E) rotation speed detection signal, and a voltage of a battery mounted on the vehicle. Needless to say, a detection signal is input.
尚、上記デューティ値はその大きくなる程、アクチュエーター（Ａ）に働く制御用空気の圧力が大きくなり、ウエストゲートバルブ（１６）の開度は小さくなる。そして、最大のデューティ値を出力した時には、ウエストゲートバルブ（１６）が全閉状態となる一方、最小のデューティ値を出力した時には、同じくウエストゲートバルブ（１６）が全開状態となるように設定されている。As the duty value increases, the pressure of control air acting on the actuator (A) increases, and the opening degree of the wastegate valve (16) decreases. When the maximum duty value is output, the wastegate valve (16) is fully closed, while when the minimum duty value is output, the wastegate valve (16) is also set to be fully open. ing.
何れにしても、上記過給圧逃がし通路（２３）の途中に介在するウエストゲートバルブ制御弁（２４）は、大気に開放されたノーマルクローズドタイプのＶＳＶ（バキュームスイッチングバルブ）として、その過給圧逃がし通路（２３）を周期的に開閉運動する特性上、コンプレッサー（４）の下流側から過給圧導入通路（２０）を経て、上記アクチュエーター（Ａ）の加圧室（１８）へ導入される過給圧制御用空気の流れや圧力にムラ（乱れ）を生じ、そのムラ（乱れ）がダイヤフラム（１７）の脈動と、延いてはウエストゲートバルブ（１６）の踊り（バタツキ）現象を起生することになる結果、一定の安定な目標過給圧や滑らかな加速性能（過給圧の立ち上がり特性）などを得られず、過給機（Ｔ）の耐久性にも重大な影響を与える。In any case, the wastegate valve control valve (24) interposed in the middle of the supercharging pressure relief passage (23) is a normal closed type VSV (vacuum switching valve) opened to the atmosphere, and its supercharging pressure Due to the characteristic of periodically opening and closing the relief passage (23), it is introduced from the downstream side of the compressor (4) into the pressurizing chamber (18) of the actuator (A) through the supercharging pressure introduction passage (20). Unevenness (disturbance) is generated in the flow and pressure of the supercharging pressure control, and the unevenness (disturbance) causes the pulsation of the diaphragm (17) and the dance phenomenon (flutter) of the wastegate valve (16). As a result, a certain stable target supercharging pressure and smooth acceleration performance (supercharging pressure rising characteristic) cannot be obtained, and the durability of the supercharger (T) is seriously affected.
そこで、本発明では上記過給圧逃がし通路（２３）におけるウエストゲートバルブ制御弁（２４）の上流側へ、図１のように脈動防止用拡張器（Ｃ）を介挿設置して、コンプレッサー（４）による過給圧の空気を直接アクチュエーター（Ａ）の圧力室（１８）に働く制御用空気として供給せず、その拡張器（Ｃ）の室内へ目標過給圧よりも低い制御圧の空気として迂回・拡散させると共に、その室内を迂回流通する過程での絞り整流作用により、上記ダイヤフラム（１７）の脈動とこれに起因するウエストゲートバルブ（１６）の踊り（バタツキ）現象を抑制し得るようになっている。Therefore, in the present invention, a pulsation prevention dilator (C) is inserted and installed upstream of the wastegate valve control valve (24) in the supercharging pressure relief passage (23) as shown in FIG. The air at the supercharging pressure of 4) is not directly supplied as the control air acting on the pressure chamber (18) of the actuator (A), and the air at the control pressure lower than the target supercharging pressure is supplied into the chamber of the expander (C). As a result, the pulsation of the diaphragm (17) and the swaying phenomenon of the wastegate valve (16) caused by this can be suppressed by detouring and diffusing as well as rectifying and rectifying in the process of detouring through the room. It has become.
即ち、そのために採用された脈動防止用拡張器（Ｃ）は図２〜１１に抽出して示す如く、アルミ合金やその他の軽合金から一定な長さ（Ｌ１）（例えば約６０mm）と太さ（Ｄ１）（例えば約３５mm）の円筒状に造形された胴体（２６）と、その開口両端部を密閉する前後一対の円盤状キャップ（２７）（２８）とから成り、しかも胴体（２６）の内部が隔壁（２９）を介して、上記過給圧逃がし通路（２３）におけるアクチュエーター（Ａ）側に位置する前拡張室（ｆ）と、同じくウエストゲートバルブ制御弁（２４）側に位置する後拡張室（ｒ）との２室に仕切り区分されている。That is, the pulsation-preventing dilator (C) employed for this purpose is extracted from an aluminum alloy or other light alloy with a certain length (L1) (for example, about 60 mm) and thickness as shown in FIGS. (D1) The body (26) formed in a cylindrical shape (for example, about 35 mm) and a pair of front and rear disk caps (27) and (28) for sealing both ends of the opening, and the body (26) Inside the front expansion chamber (f) located on the actuator (A) side in the supercharging pressure relief passage (23) via the partition wall (29) and the rear located on the waste gate valve control valve (24) side. It is divided into two rooms with an expansion room (r).
この点、図例では前拡張室（ｆ）と後拡張室（ｒ）とを互いに同じ容積として２等分しているが、上記過給機（Ｔ）の回転ムラにより過給圧導入通路（２０）や過給圧逃がし通路（２３）におけるウエストゲートバルブ制御弁（２４）の上流側に生ずる脈動を防止するに足る容積である限り、必らずしも２等分せずに、その前拡張室（ｆ）と後拡張室（ｒ）との容積差を与えても良く、又その全体的な１個や３個以上の拡張室を形作ってもさしつかえない。In this regard, in the illustrated example, the front expansion chamber (f) and the rear expansion chamber (r) are divided into two equal parts with the same volume, but the supercharging pressure introduction passage ( 20) or the supercharging pressure relief passage (23), as long as the volume is sufficient to prevent the pulsation generated upstream of the wastegate valve control valve (24), it is not necessarily divided into two equal parts. A volume difference between the expansion chamber (f) and the rear expansion chamber (r) may be given, and the entire expansion chamber or one or more expansion chambers may be formed.
更に、図例の場合前キャップ（２７）の厚み（Ｔ１）を約１３mmとし、後キャップ（２８）の厚み（Ｔ２）を約１０mmとして、その内面の中心部に各々凹溝（３０）（３１）を切り欠くと共に、その前後一対のキャップ（２７）（２８）を何れも上記胴体（２６）へ螺合締結しているが、その胴体（２６）の開口両端部を密閉できる限りでは、このようなネジ締結手段に代る各種の固定手段を採用しても良く、又上記胴体（２６）を断面コ字型に造形して、その開口一端部を前キャップ（２７）若しくは後キャップ（２８）により密閉してもさしつかえない。Further, in the case of the illustrated example, the thickness (T1) of the front cap (27) is set to about 13 mm, and the thickness (T2) of the rear cap (28) is set to about 10 mm. ) And a pair of front and rear caps (27), (28) are screwed and fastened to the body (26). As long as both ends of the opening of the body (26) can be sealed, Various fixing means in place of such screw fastening means may be adopted, and the body (26) is shaped in a U-shaped cross section, and one end of the opening is formed in the front cap (27) or the rear cap (28). ) Can be sealed.
（３２）は上記胴体（２６）の隔壁（２９）を貫通するように圧入一体化された一定な長さ（Ｌ２）（例えば約５０mm）と太さ（Ｄ２）（例えば約６mm）の空気導通管であり、その前端部が胴体（２６）の前拡張室（ｆ）内へ開放されているに比し、残る後端部は閉塞されているが、その胴体（２６）の後拡張室（ｒ）内へ臨む約後半部の円周面には、複数の絞り整流孔（３３）が開口分布されることによって、前後一対の拡張室（ｆ）（ｒ）を連通状態に保っている。(32) is an air conduction having a constant length (L2) (for example, about 50 mm) and a thickness (D2) (for example, about 6 mm) that is press-fitted and integrated so as to penetrate the partition wall (29) of the body (26). It is a tube, and the remaining rear end is closed as compared with the front end being opened into the front expansion chamber (f) of the fuselage (26), but the rear expansion chamber ( r) A plurality of throttle rectifying holes (33) are distributed on the circumferential surface of the latter half portion facing inward, so that the pair of front and rear expansion chambers (f) and (r) are kept in communication.
（３４）はこのような空気導通管（３２）と平行する空気導入管であって、上記胴体（２６）の前キャップ（２７）を貫通する状態に圧入一体化されており、その前端部がフレキシブルホース（３５）などを介して、上記過給圧逃がし通路（２３）へ連通接続されている一方、残る後端部は閉塞されているが、その胴体（２６）の前拡張室（ｆ）内へ臨む約後半部の円周面には、上記空気導通管（３２）の存在方向と逆方向へ開口する複数の絞り整流孔（３６）が点在分布されており、過給圧制御用の空気を空気導入管（３４）とその絞り整流孔（３６）から図４〜７のように、前拡張室（ｆ）内を極力迂回して空気導通管（３２）へ導入させるようになっている。(34) is an air introduction pipe parallel to such an air conduction pipe (32), which is press-fitted and integrated so as to penetrate the front cap (27) of the body (26), and its front end is While being connected to the supercharging pressure relief passage (23) through a flexible hose (35) or the like, the remaining rear end portion is closed, but the front expansion chamber (f) of the trunk (26). A plurality of throttle rectifying holes (36) opening in a direction opposite to the direction in which the air conducting pipe (32) is present are scattered on the circumferential surface of the latter half portion facing inward, for supercharging pressure control. As shown in FIGS. 4 to 7, the air in the front expansion chamber (f) is bypassed as much as possible from the air introduction pipe (34) and its restricting rectifying hole (36) to be introduced into the air conduction pipe (32). ing.
他方、（３７）は同じく空気導通管（３２）と平行な空気導出管であって、上記胴体（２６）の後キャップ（２８）を貫通するように圧入一体化されており、その前端部が胴体（２６）の後拡張室（ｒ）内へ開放されていると共に、残る後端部は別個なフレキシブルホース（３８）などを介して、やはり過給圧逃がし通路（２３）へ連通接続されている。つまり、上記拡張器（Ｃ）は過給圧逃がし通路（２３）との別体物として予じめ製作準備され、その過給圧逃がし通路（２３）の途中へ着脱自在に後付け使用できるようになっているのである。On the other hand, (37) is an air outlet pipe which is also parallel to the air conduction pipe (32), and is press-fitted and integrated so as to penetrate the rear cap (28) of the body (26). The body (26) is opened into the rear expansion chamber (r), and the remaining rear end is also connected to the supercharging pressure relief passage (23) via a separate flexible hose (38). Yes. That is, the dilator (C) is prepared and prepared in advance as a separate body from the supercharging pressure relief passage (23) so that it can be detachably attached in the middle of the supercharging pressure relief passage (23). It has become.
しかも、上記空気導通管（３２）の約後半部に点在分布する複数の絞り整流孔（３３）は、このような空気導出管（３７）の存在方向と逆方向へ開口形成されており、過給圧制御用の空気を上記空気導通管（３２）とその絞り整流孔（３３）から図４〜７のように、後拡張室（ｒ）内をやはり極力迂回して空気導出管（３７）へ導出させるようになっている。尚、上記空気導通管（３２）の絞り整流孔（３３）と空気導入管（３４）の絞り整流孔（３６）とは互いにほぼ同一の口径として、例えば約１mmに寸法化されている。上記空気導入管（３４）と空気導出管（３７）は互いに同じ一定の太さ並びに長さとして、空気導通管（３２）よりも若干細く寸法化することが好ましい。In addition, the plurality of throttle rectifying holes (33) scattered in about the second half of the air conducting pipe (32) are formed in the direction opposite to the direction in which the air outlet pipe (37) exists, As shown in FIGS. 4 to 7, the air for supercharging pressure control is bypassed as much as possible from the air conduction pipe (32) and its throttle flow straightening hole (33) in the rear expansion chamber (r), and the air outlet pipe (37 ). The restriction rectification hole (33) of the air conduction pipe (32) and the restriction rectification hole (36) of the air introduction pipe (34) have a diameter substantially the same as each other, for example, approximately 1 mm. It is preferable that the air introduction pipe (34) and the air outlet pipe (37) have the same constant thickness and length as those of the air conduction pipe (32).
その場合、図例では上記空気導入管（３４）と空気導出管（３７）とが空気導通管（３２）を中心として、相反する偏心位置関係に振り分け並列されているが、これらの干渉し合うおそれがなく、しかもその絞り整流孔（３３）（３６）の開口指向性と相俟って、過給圧制御用空気を上記拡張室（ｆ）（ｒ）内での蛇行状に迂回流通させ、その過程において上記空気の脈動圧を拡散・消去し得る限り、図１２の変形実施例に示すような振り分け配列形態を採用しても良い。In that case, in the example shown in the figure, the air introduction pipe (34) and the air outlet pipe (37) are distributed and arranged in parallel with each other in the opposite eccentric position relationship around the air conduction pipe (32), but they interfere with each other. There is no fear, and coupled with the opening directivity of the throttle flow straightening holes (33), (36), the supercharging pressure control air is circulated in a meandering manner in the expansion chambers (f), (r). As long as the pulsation pressure of the air can be diffused and eliminated in the process, a distribution arrangement form as shown in the modified embodiment of FIG. 12 may be adopted.
又、（３９）は上記胴体（２６）の前キャップ（２７）に貫通形成された段付き形態のプラグ植込み孔であり、その途中からは前キャップ（２７）の径方向に沿う分岐状態として、一定な口径（例えば約１．５mm）の大気開放孔（４０）が連通開口されている。（４１）はその大気開放孔（４０）の針状パイロットプラグ（圧力リリーフバルブ）であって、上記前キャップ（２７）のプラグ植込み孔（３９）へ螺合締結されており、これを前方から進退操作することによって、上記大気開放孔（４０）の開閉とその開度の調整セットを行なえるようになっている。In addition, (39) is a stepped plug insertion hole formed through the front cap (27) of the body (26), and from the middle, the branch state along the radial direction of the front cap (27) An air opening hole (40) having a constant diameter (for example, about 1.5 mm) is opened in communication. (41) is a needle-like pilot plug (pressure relief valve) of the air release hole (40), which is screwed and fastened to the plug implantation hole (39) of the front cap (27). By moving forward and backward, the air opening hole (40) can be opened and closed and its opening degree can be adjusted.
つまり、このようなパイロットプラグ（４１）を外部から進退操作して、大気開放孔（４０）から放出する空気量を加減することにより、その過給圧制御用空気の一部を大気に放出すれば、過給圧逃がし通路（２３）内の圧力が低下し、目標過給圧よりも更に一段と低くなるため、ウエストゲートバルブ制御弁（２４）は働かず、延いてはアクチュエーター（Ａ）のダイヤフラム（１７）も作動しない結果、排気バイパス通路（１５）が閉鎖されたままの状態となり、エンジン（Ｅ）の出力を向上させることができる。That is, by operating the pilot plug (41) forward and backward from the outside to increase or decrease the amount of air discharged from the atmosphere opening hole (40), a part of the supercharging pressure control air is released to the atmosphere. For example, the pressure in the supercharging pressure relief passage (23) decreases and becomes further lower than the target supercharging pressure. Therefore, the wastegate valve control valve (24) does not work, and the diaphragm of the actuator (A) is extended. As a result of not operating (17), the exhaust bypass passage (15) remains closed, and the output of the engine (E) can be improved.
但し、その大気開放孔（４０）の口径は先に例示した約１．５mmとして、これを全開させたとしても、一定の時間中アクチュエーター（Ａ）がそのウエストゲートバルブ（１６）を全閉状態のままで、依然過給圧制御用の空気を目標過給圧よりも低い圧力に維持することができるようになっている。（４２）はそのパイロットプラグ（４１）の頭部に切り欠かれた回動操作工具用の係止凹溝、（４３）は同じくプラグ（４１）の緩み止め用コイルバネを示している。However, the diameter of the air opening hole (40) is about 1.5 mm as exemplified above, and even if the opening is fully opened, the actuator (A) will fully close the wastegate valve (16) for a certain period of time. In this state, the air for controlling the supercharging pressure can still be maintained at a pressure lower than the target supercharging pressure. (42) is a locking groove for a turning operation tool cut out at the head of the pilot plug (41), and (43) is a coil spring for preventing the plug (41) from loosening.
尚、上記脈動防止用拡張器（Ｃ）は例えば図１３のように、その胴体（２６）を抱持する鉄板などのクランプバンド（４４）と、その締付けボルト（４５）並びに取付ボルト（４６）によって、自動車のエンジンルーム（Ｍ）へ安定良く固定使用される。The pulsation-preventing dilator (C) is, for example, as shown in FIG. 13, a clamp band (44) such as an iron plate holding the body (26), its tightening bolt (45), and a mounting bolt (46). Therefore, it can be stably fixed to the engine room (M) of the automobile.
本発明の上記構成によれば、過給圧逃がし通路（２３）におけるウエストゲートバルブ制御弁（２４）の上流側に、ウエストゲート用アクチュエーター（Ａ）に対する過給圧制御用空気の脈動圧を拡散するに足る容積の拡張器（Ｃ）が介挿設置されているため、その拡張器（Ｃ）内を流通する過程での拡散作用に基いて、上記空気の脈動を自づと抑制することができ、一定の安定した目標過給圧を得られることになる。According to the above configuration of the present invention, the pulsation pressure of the supercharging pressure control air for the wastegate actuator (A) is diffused upstream of the wastegate valve control valve (24) in the supercharging pressure relief passage (23). Since the expander (C) having a sufficient volume is interposed, it is possible to suppress the pulsation of the air by itself based on the diffusion action in the process of flowing through the expander (C). It is possible to obtain a certain stable target boost pressure.
又、アクチュエーター（Ａ）の加圧室（１８）にはその過給圧制御用空気の脈動が伝達されず、その加圧室（１８）に働く制御用空気の圧力は、吸気通路（２）内の圧力よりも低圧であるため、上記ダイヤフラム（１７）に付勢されるリターンバネ（２２）の弾圧力を弱小化できることとも相俟って、ウエストゲートバルブ（１６）の開閉動作が鋭敏となり、その踊り（バタツキ）現象を防止することができ、滑らかな加速性能も得られるのである。Further, the pulsation of the supercharging pressure control air is not transmitted to the pressurizing chamber (18) of the actuator (A), and the pressure of the control air acting on the pressurizing chamber (18) is the intake passage (2). Since the pressure of the return spring (22) biased by the diaphragm (17) can be reduced because the pressure is lower than the internal pressure, the opening and closing operation of the wastegate valve (16) becomes sharp. Therefore, the dance phenomenon can be prevented, and smooth acceleration performance can be obtained.
更に、上記脈動防止用拡張器（Ｃ）の前拡張室（ｆ）に大気開放孔（４０）と、その開度調整用のパイロットプラグ（４１）とを設置するならば、アクチュエーター（Ａ）の加圧室（１８）に働く制御用空気の圧力を、更に一層低下させることも可能となるため、エンジン（Ｅ）の出力向上と高トルクを得られる利点がある。Furthermore, if an air release hole (40) and a pilot plug (41) for opening adjustment are installed in the front expansion chamber (f) of the pulsation prevention dilator (C), the actuator (A) Since the pressure of the control air acting on the pressurizing chamber (18) can be further reduced, there is an advantage that the output of the engine (E) can be improved and high torque can be obtained.
（１）・シリンダー
（２）・吸気通路
（３）・排気通路
（４）・コンプレッサー
（５）・タービン
（６）・エアークリーナー
（７）・吸気弁
（８）・インタークーラー
（９）・スロットルバルブ
（１０）・サージタンク
（１１）・インジェクター
（１２）・排気弁
（１３）・排気マフラー
（１４）・シャフト
（１５）・排気バイパス通路
（１６）・ウエストゲートバルブ
（１７）・ダイヤフラム
（１８）・加圧室
（１９）・バネ収納室
（２０）・過給圧導入通路
（２１）・リンク機構
（２１）・リターンバネ
（２２）・過給圧逃がし通路
（２３）・ウエストゲートバルブ制御弁
（２５）・エンジンコントロールコンピューター
（２６）・胴体
（２７）・前キャップ
（２８）・後キャップ
（２９）・隔壁
（３０）（３１）・凹溝
（３２）・空気導通管
（３３）（３６）・絞り整流孔
（３４）・空気導入管
（３５）（３８）・フレキシブルホース
（３７）・空気導出管
（３９）・プラグ植込み孔
（４０）・大気開放孔
（４１）・パイロットプラグ
（４２）・係止凹溝
（４３）・コイルバネ
（４４）・クランプバンド
（４５）・締付けボルト
（４６）・取付ボルト
（Ａ）・アクチュエーター
（Ｅ）・エンジン
（Ｃ）・脈動防止用拡張器
（Ｍ）・エンジンルーム
（Ｔ）・過給機
（ｆ）・前拡張室
（ｒ）・後拡張室
(1) Cylinder (2) Intake passage (3) Exhaust passage (4) Compressor (5) Turbine (6) Air cleaner (7) Intake valve (8) Intercooler (9) Throttle valve (10) · Surge tank (11) · Injector (12) · Exhaust valve (13) · Exhaust muffler (14) · Shaft (15) · Exhaust bypass passage (16) · Wastegate valve (17) · Diaphragm (18)・ Pressurizing chamber (19) ・ Spring storage chamber (20) ・ Supercharging pressure introduction passage (21) ・ Link mechanism (21) ・ Return spring (22) ・ Supercharging pressure relief passage (23) ・ Wastegate valve control valve (25) Engine control computer (26) Body (27) Front cap (28) Rear cap (29) Bulkhead (30) (31) Concave groove (32), Air conduction pipe (33) (36), Restriction rectifying hole (34), Air inlet pipe (35) (38), Flexible hose (37), Air outlet pipe (39), Plug implantation hole ( 40) ・ Air opening hole (41) ・ Pilot plug (42) ・ Locking groove (43) ・ Coil spring (44) ・ Clamp band (45) ・ Tightening bolt (46) ・ Mounting bolt (A) ・ Actuator (E ) ・ Engine (C) ・ Pulsation prevention dilator (M) ・ Engine room (T) ・ Supercharger (f) ・ Front expansion room (r) ・ Rear expansion room
Claims (3)
コンプレッサー（４）の下流側から吸気通路（２）の過給圧導入通路（２０）へ導入される過給圧を受けて、上記ウエストゲートバルブ（１６）を開閉作動することになるアクチュエーター（Ａ）を設置すると共に、
デューティ値によりフィードバック制御されて、上記過給圧導入通路（２０）からアクチュエーター（Ａ）の加圧室（１８）へ導入される過給圧制御用空気をコンプレッサー（４）の上流側へ逃がす過給圧逃がし通路（２３）の途中に、上記ウエストゲートバルブ（１６）の開度調整用ウエストゲートバルブ制御弁（２４）と、そのウエストゲートバルブ制御弁（２４）の上流側に上記過給圧制御用空気の脈動防止用拡張器（Ｃ）とを各々設置したエンジンの過給圧制御装置において、
上記脈動防止用拡張器（Ｃ）を円筒状の胴体（２６）と、その開口両端部を密閉する前後一対のキャップ（２７）（２８）とから形作り、
その胴体（２６）の内部をアクチュエーター（Ａ）側に位置する前拡張室（ｆ）と、ウエストゲートバルブ制御弁（２４）側に位置する後拡張室（ｒ）との２室として仕切り区分する隔壁（２９）へ、空気導通管（３２）を圧入一体化することにより、その前拡張室（ｆ）と後拡張室（ｒ）とを連通させると共に、
上記前拡張室（ｆ）を密閉した前キャップ（２７）に、その前拡張室（ｆ）への空気導入管（３４）を圧入一体化する一方、上記後拡張室（ｒ）を密閉した後キャップ（２８）に、その後拡張室（ｒ）からの空気導出管（３７）を圧入一体化して、
過給圧制御用空気を上記前拡張室（ｆ）から後拡張室（ｒ）へ蛇行する如く、迂回流通させるように定めたことを特徴とするエンジンの過給圧制御装置。 While providing an exhaust bypass passage (15) and its opening / closing wastegate valve (16) at a site where the exhaust passage (3) bypasses the turbine (5),
An actuator (A) that opens and closes the wastegate valve (16) in response to a boost pressure introduced from the downstream side of the compressor (4) into the boost pressure introduction passage (20) of the intake passage (2). )
The supercharging pressure control air that is feedback-controlled by the duty value and is introduced from the supercharging pressure introduction passage (20) into the pressurizing chamber (18) of the actuator (A) is released to the upstream side of the compressor (4). In the middle of the supply pressure relief passage (23), the opening pressure adjusting wastegate valve control valve (24) of the wastegate valve (16) and the boost pressure upstream of the wastegate valve control valve (24). In the supercharging pressure control device for the engine, in which each of the control air pulsation prevention dilators (C) is installed,
The pulsation-preventing dilator (C) is formed from a cylindrical body (26) and a pair of front and rear caps (27) (28) that seals both ends of the opening,
The interior of the body (26) is partitioned and divided into two chambers, a front expansion chamber (f) located on the actuator (A) side and a rear expansion chamber (r) located on the wastegate valve control valve (24) side. By integrating the air conduction pipe (32) into the partition wall (29), the front expansion chamber (f) and the rear expansion chamber (r) are communicated with each other,
After the air inlet pipe (34) to the front expansion chamber (f) is press-fitted and integrated into the front cap (27) that seals the front expansion chamber (f), while the rear expansion chamber (r) is sealed An air outlet pipe (37) from the expansion chamber (r) is then press-fitted and integrated into the cap (28),
A supercharging pressure control device for an engine, wherein the supercharging pressure control air is determined to be detoured so as to meander from the front expansion chamber (f) to the rear expansion chamber (r) .
上記空気導通管（３２）の後端部を閉塞して、その空気導通管（３２）が後拡張室（ｒ）内へ臨む約後半部の円周面に複数の絞り整流孔（３３）を、上記空気導出管（３７）の存在方向と逆方向へ開口するように点在分布させる一方、
上記空気導入管（３４）の後端部を閉塞して、その空気導入管（３４）が前拡張室（ｆ）内へ臨む約後半部の円周面にやはり複数の絞り整流孔（３６）を、上記空気導通管（３２）の存在方向と逆方向へ開口するように点在分布させて、
上記前拡張室（ｆ）から後拡張室（ｒ）へ迂回流通する過程の過給圧制御用空気を、上記絞り整流孔（３３）（３６）により整流させるように定めたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの過給圧制御装置。 The eccentric position where the air introduction pipe (34) to the front expansion chamber (f) and the air outlet pipe (37) from the rear expansion chamber (r) conflict with each other centering on the air conduction pipe (32) of the partition wall (29). As well as being distributed in parallel,
The rear end portion of the air conduction pipe (32) is closed, and a plurality of restriction rectification holes (33) are formed on the circumferential surface of the latter half of the air conduction pipe (32) facing the rear expansion chamber (r). , While being scattered and distributed so as to open in the direction opposite to the direction in which the air outlet pipe (37) exists,
The rear end portion of the air introduction pipe (34) is closed, and the plurality of restriction rectification holes (36) are also formed on the circumferential surface of the latter half portion where the air introduction pipe (34) faces the front expansion chamber (f). Are distributed so as to open in the direction opposite to the direction in which the air conduction pipes (32) exist,
The boost pressure control air in the process of detouring from the front expansion chamber (f) to the rear expansion chamber (r) is rectified by the restriction rectification holes (33) (36). The supercharging pressure control device for an engine according to claim 1 .
上記プラグ植込み孔（３９）へ螺合締結した針状のパイロットプラグ（４１）を外部から進退操作することにより、上記大気開放孔（４０）の開度を調整セットできるように定めたことを特徴とする請求項１又は２記載のエンジンの過給圧制御装置。 A front cap (27 ) that seals the front expansion chamber (f) is provided with a plug implantation hole (39) and an air release hole (40) communicating with a branched state from now on,
The opening degree of the air release hole (40) can be adjusted and set by operating the needle-like pilot plug (41) screwed and fastened to the plug implantation hole (39) from the outside. The supercharging pressure control device for an engine according to claim 1 or 2.
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