JP5682163B2 - Supercharging device with supercharging assistance and discharge control valve - Google Patents
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Description
本発明は、ターボチャージャ付きエンジンにおけるターボラグを緩和する過給補助のために蓄圧タンクを用いる過給補助付き過給装置に係り、燃焼室内に導入される空気量が調節できる過給補助付き過給装置及びそれに用いる放出調節バルブに関する。 The present invention relates to a supercharging device with supercharging assistance that uses a pressure accumulating tank for supercharging assistance to alleviate turbo lag in a turbocharged engine, and is equipped with supercharging assistance that can adjust the amount of air introduced into a combustion chamber. The present invention relates to a device and a discharge control valve used therefor.
ターボチャージャ(過給器)を用いたエンジンでは、ターボチャージャの働きにより、より多くの空気を燃焼室内に吸入できるので、トルク性能の向上、排気ガス中の汚染物質の低減を図ることができる。 In an engine using a turbocharger (supercharger), more air can be sucked into the combustion chamber by the action of the turbocharger, so that it is possible to improve torque performance and reduce pollutants in the exhaust gas.
ターボチャージャは、一本の軸の両端にそれぞれ羽根車が取り付けられ、一方の羽根車(タービン)に排気を流してタービンを回転させ、これによって回転するもう一方の羽根車(コンプレッサ)で空気を圧縮する。このように、ターボチャージャは、排気から取り出した仕事で空気を圧縮するシステムである。ターボチャージャを用いたエンジンは、ターボチャージャで圧縮された空気を燃焼室に送り込む過給を行い、エンジンからの排気でさらにタービンを回転させるというサイクルを繰り返すことで燃焼室内に導入する空気量を増加させていくことになる。 A turbocharger has an impeller attached to each end of a single shaft. The turbocharger rotates the turbine by flowing exhaust through one impeller (turbine), and the other impeller (compressor) that rotates thereby causes air to flow. Compress. As described above, the turbocharger is a system that compresses air by work extracted from exhaust gas. Engines using a turbocharger increase the amount of air introduced into the combustion chamber by repeating the cycle of supercharging the air compressed by the turbocharger into the combustion chamber and further rotating the turbine with exhaust from the engine I will let you.
ターボチャージャには、ターボラグという問題点がある。ターボラグは、ターボチャージャが空気量を要求されてからその空気量を燃焼室内に吸入できるまでの時間差のことである。ターボラグは、ターボチャージャの原理上、必ず起きる現象である。特に、エンジン状態が変わった過渡運転時にはターボラグが起きやすい。 Turbochargers have the problem of turbo lag. The turbo lag is a time difference from when the turbocharger is requested for the amount of air until the amount of air can be taken into the combustion chamber. Turbo lag is a phenomenon that always occurs on the principle of turbocharger. In particular, turbo lag is likely to occur during transient operation where the engine condition has changed.
ターボラグが起きていると、推移するエンジン回転数及びアクセル開度から決まる燃料量に対して燃焼室に吸入される空気量が少ないため、出力トルク性能及び排気性能が悪化する。 When the turbo lag occurs, the output torque performance and the exhaust performance deteriorate because the amount of air sucked into the combustion chamber is small with respect to the fuel amount determined from the changing engine speed and accelerator opening.
ターボラグによる出力トルク性能及び排気性能の悪化を改善する過給補助装置として、スーパーチャージャや蓄圧用コンプレッサを用いてあらかじめ圧縮した空気を蓄圧タンクに溜めておき、ターボラグ時に蓄圧タンクからの空気を吸気経路に放出することで、空気量を補うものがある。 As a supercharging assist device that improves the deterioration of output torque performance and exhaust performance due to turbo lag, air that has been compressed in advance using a supercharger or compressor for accumulating pressure is stored in the accumulator tank, and air from the accumulator tank is taken into the intake path during turbo lag There is something that supplements the amount of air by releasing it.
従来の過給補助付き過給装置を図8に示す。 A conventional supercharging device with supercharging assistance is shown in FIG.
図8に示された過給補助付き過給装置は、エンジン801の排気で回転されるタービン802と大気から吸気管803を経て得られる空気を圧縮して吸気マニホールド804に送るコンプレッサ805とが連結された低圧ターボチャージャ806と、過給補助時に低圧ターボチャージャ806の上流で吸気管803を遮断する逆流防止バルブ807と、過給補助用の圧縮空気が蓄えられた蓄圧タンク808と、過給補助時に蓄圧タンク808からの空気放出を行う蓄圧開放バルブ809と、蓄圧開放バルブ809の出口に一端が接続され、低圧ターボチャージャ806と逆流防止バルブ807との間の吸気管803に他端が接続された放出用配管810とを備える。
The supercharging device with supercharging assistance shown in FIG. 8 is connected to a
詳しく説明すると、排気マニホールド811から排気ガスを大気に導く排気管812には、高圧ターボチャージャ813のタービン814を経た排気流路と排気マニホールド811からの直接の排気流路とを切り替えてタービン802に排気ガスを流す排気切替バルブ815が設けられる。排気マニホールド811から排気ガスをタービン814に導く高圧ターボ用排気管816には排気ガスを排気切替バルブ815へ分流するウエイストゲートバルブ817が設けられる。
More specifically, an
低圧ターボチャージャ806のコンプレッサ805より下流の吸気管803は、高圧ターボチャージャ813のコンプレッサ818の入口と、吸気流路を切り替える吸気切替バルブ819の一方の入口に接続されている。コンプレッサ818の出口からの高圧ターボ用吸気管820は吸気切替バルブ819の他方の入口に接続されている。吸気切替バルブ819より下流の吸気管803は、インタークーラ821を経て吸気マニホールド804に接続される。インタークーラ821の下流には吸気スロットル822が設けられる。吸気管803の逆流防止バルブ807より上流にはエアクリーナ823が設けられる。コンプレッサ805の入口の直ぐ上流に空気量センサ824が設けられる。
An
低圧ターボチャージャ806のタービン802の出口より下流には、酸化触媒(Diesel Oxidation Catalyst;DOC)825と、ディーゼルパティキュレートフィルタ(Diesel Particulate FilterまたはDefuser;DPFまたはDPD)826とが設けられる。
An oxidation catalyst (Diesel Oxidation Catalyst; DOC) 825 and a diesel particulate filter (Diesel Particulate Filter or Defuser; DPF or DPD) 826 are provided downstream from the outlet of the
蓄圧タンク808には、圧縮空気を取り入れるための蓄圧用コンプレッサ827が接続される。
A
図9に示されるように、通常時、すなわちエンジン回転速度、出力トルクが大きく変わらず、アクセル開度がほぼ一定な定常運転であるため、ターボラグが起きにくく過給補助を行っていない。このとき、逆流防止バルブ807を開放して大気からの空気が低圧ターボチャージャ806のコンプレッサ805に吸気できるようにしておく。蓄圧開放バルブ809は閉塞する。このような弁制御により、放出用配管810には圧縮空気が放出されず、大気からの空気のみが低圧ターボチャージャ806に導入されてエンジン801に過給される。このとき蓄圧用コンプレッサ827を運転して蓄圧タンク808に圧縮空気を蓄えておく。
As shown in FIG. 9, in normal operation, that is, because the engine rotation speed and output torque do not change significantly and the accelerator opening is a steady operation, the turbo lag hardly occurs and supercharging assistance is not performed. At this time, the
図10に示されるように、過給補助時、すなわちエンジン回転速度、出力トルクが大きく変わり、アクセル開度が一気に大きく開く過渡運転となると、ターボラグが起きやすいため過給補助を行う。このときには、逆流防止バルブ807を閉塞して吸気管803の上流のエアクリーナ823に圧縮空気が逆流しないようにしておき、蓄圧開放バルブ809を開放する。このような弁制御により、蓄圧タンク808の圧縮空気がコンプレッサ805に供給される。
As shown in FIG. 10, at the time of supercharging assistance, that is, when the engine rotation speed and the output torque change greatly, and in a transient operation where the accelerator opening greatly increases at a stretch, turbo lag is likely to occur, so supercharging assistance is performed. At this time, the
ここで、蓄圧開放バルブ809の構造を説明すると、図11に示されるように、蓄圧開放バルブ809は、圧縮空気供給源と圧縮空気消費先とを繋ぐための放出用配管1101と、前記放出用配管1101に傾斜して固定されたシリンダ1102と、シリンダ1102内に固定され互いに対向する第一固定隔壁1103及び第二固定隔壁1104と、第一固定隔壁1103と第二固定隔壁1104との間に配置されてシリンダ1102内を油圧により移動可能な油圧可動隔壁1105と、第一固定隔壁1103と油圧可動隔壁1105との間に作動流体を導入するためにシリンダ1102に開けられた注油口1106と、油圧可動隔壁1105と第二固定隔壁1104との間に配置されて油圧可動隔壁1105を第一固定隔壁1103方向に付勢するスプリング1107と、シリンダ1102の一端側外部となる放出用配管1101内から第一固定隔壁1103及び第二固定隔壁1104を貫通してシリンダ1102の他端側に抜けており、油圧可動隔壁1105と一体化された弁体駆動用ロッド1108と、弁体駆動用ロッド1108の一端に固定され、放出用配管1101を開放した状態から閉塞した状態まで移動可能に放出用配管1101内に収容された弁体1109とを備える。
Here, the structure of the pressure
注油口1106には油圧管1110が接続され、油圧管1110には電磁弁1111を介して作動流体が供給されるようになっている。
A
図12(a)に示されるように、過給補助時は、電磁弁1111が作動して注油口1106から第一固定隔壁1103と油圧可動隔壁1105との間に作動流体が導入されるため、油圧可動隔壁1105がシリンダ1102の他端側(図示右上方向)に移動する。これに伴い弁体駆動用ロッド1108がシリンダ1102の他端側に移動し、弁体1109が放出用配管1101を開放した状態となるので、圧縮空気が放出用配管1101を通って放出される。
As shown in FIG. 12A, at the time of supercharging assistance, the
図12(b)に示されるように、過給補助が終了して通常時に戻ると、電磁弁1111の作動が停止され、スプリング1107の力により油圧可動隔壁1105がシリンダ1102の一端側(図示左下方向)に移動し、注油口1106から作動流体が排出される。弁体駆動用ロッド1108がシリンダ1102の一端側に移動し、弁体1109が放出用配管1101を閉塞した状態となる。
As shown in FIG. 12B, when the supercharging assistance is completed and the normal operation returns, the operation of the
ここで作動流体の圧力は常に一定であるので、蓄圧開放バルブ809は、全開か全閉かの制御しかできない。
Here, since the pressure of the working fluid is always constant, the pressure
このため、従来の過給補助付き過給装置は、あらかじめ蓄圧タンク808に溜めた圧縮空気の空気量がエンジンの状態による必要な空気量より多い場合、過給補助で圧縮空気を放出するとエンジン801の燃焼室内に導入される空気量が必要量より多くなる。このため、エンジン回転速度が目標より大きくなるオーバーシュートが生じる。すなわち、図13(a)に示されるように、逆流防止バルブ807を閉塞し蓄圧開放バルブ809を開放した過給補助開始後、エンジン801の燃焼室内に導入される空気量が過給補助なしの場合に比べて早く増加するため、出力トルクの立ち上がりも早いが、空気量が超過となって、出力トルクが目標を大きく上回る。このとき、図13(b)に示されるように、エンジン回転速度が目標より大きくなるオーバーシュートが生じる。
For this reason, in the conventional supercharging device with supercharging assistance, when the amount of compressed air stored in the
また、エンジン状態によっては、蓄圧タンク808から放出された圧縮空気が燃焼室内に導入されたために、燃焼室内圧がエンジン801に規定されている制限値以上になる可能性がある。図13(c)に示されるように、過給補助開始後の空気量が超過した状態では、燃焼室内圧の最大値が過給補助なしの場合に比べて非常に大きい。
Further, depending on the engine state, the compressed air released from the
また、燃焼室内に導入される空気量の増加に伴う着火遅れ期間の短縮が、排気ガス性能に悪影響を与える。 In addition, the shortening of the ignition delay period accompanying the increase in the amount of air introduced into the combustion chamber adversely affects the exhaust gas performance.
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、燃焼室内に導入される空気量が調節できる過給補助付き過給装置及び放出調節バルブを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems and provide a supercharging device with supercharging assistance and a discharge regulating valve capable of adjusting the amount of air introduced into the combustion chamber.
上記目的を達成するための本発明は、エンジンの排気で回転されるタービンと大気から吸気管を経て得られる空気を圧縮して吸気マニホールドに送るコンプレッサとが連結されたターボチャージャと、過給補助時に前記ターボチャージャの上流で前記吸気管を遮断する逆流防止バルブと、過給補助用の圧縮空気が蓄えられた蓄圧タンクと、前記ターボチャージャから前記逆流防止バルブまでの吸気管と前記蓄圧タンクの間に設けられ、油圧で閉塞開放駆動されて、閉塞時には前記蓄圧タンクの圧縮空気の放出をさせず、開放時には前記蓄圧タンクの圧縮空気を前記コンプレッサに放出させ、かつ、油圧による開放時に前記吸気マニホールドからの空気圧で駆動されて、前記吸気マニホールドの内圧が高くなると開度が小さくなる放出調節バルブと、前記吸気マニホールドと前記放出調節バルブとを接続して前記吸気マニホールドから前記放出調節バルブに空気を導く駆動空気用配管と、を備えた過給補助装置である。 To achieve the above object, the present invention provides a turbocharger in which a turbine rotated by engine exhaust and a compressor that compresses air obtained from the atmosphere through an intake pipe and sends the compressed air to an intake manifold, and supercharging assistance A backflow prevention valve that sometimes shuts off the intake pipe upstream of the turbocharger, a pressure accumulation tank in which compressed air for supercharging assistance is stored, an intake pipe from the turbocharger to the backflow prevention valve, and the pressure accumulation tank It is provided between them and is driven to open and close by hydraulic pressure. When closed, the compressed air from the pressure accumulating tank is not released, and when opened, the compressed air from the pressure accumulating tank is released to the compressor, and the intake air is released when hydraulic pressure is released. When the internal pressure of the intake manifold is increased by the air pressure from the manifold, the release adjustment valve decreases as the opening degree decreases. When a supercharger assisting device equipped with a pipe drive air directing air to the discharge control valve from the intake manifold and connecting the discharge control valve and the intake manifold.
また、本発明は、配管と、前記配管に固定されたシリンダと、前記シリンダ内に固定され互いに対向する第一固定隔壁及び第二固定隔壁と、前記第一固定隔壁と前記第二固定隔壁との間に配置されて前記シリンダ内を油圧により移動可能な油圧可動隔壁と、前記第一固定隔壁と前記油圧可動隔壁との間に作動流体を導入するために前記シリンダに開けられた注油口と、前記油圧可動隔壁と前記第二固定隔壁との間に配置されて前記油圧可動隔壁を前記第一固定隔壁方向に付勢するスプリングと、前記シリンダの一端側外部となる前記配管内から前記第一固定隔壁及び第二固定隔壁を貫通して前記シリンダの他端側外部に抜けており、前記油圧可動隔壁と一体化された弁体駆動用ロッドと、前記弁体駆動用ロッドの一端に固定され、前記配管を開放した状態から閉塞した状態まで移動可能に前記配管内に収容された弁体と、前記シリンダに隣接する空気室と、前記弁体駆動用ロッドの他端に固定され、空気圧により移動可能に前記空気室内に収容された空気圧可動隔壁と、前記空気圧可動隔壁を前記シリンダ方向へ付勢するように前記空気室内に空気を導入する、前記空気室に開けられた空気口と、を備え、開放時に前記空気室内の内圧が高くなると開度が小さくなる放出調節バルブである。 The present invention also includes a pipe, a cylinder fixed to the pipe, a first fixed partition and a second fixed partition fixed in the cylinder and facing each other, the first fixed partition and the second fixed partition. A hydraulic movable partition wall disposed between the hydraulic movable partition wall and hydraulically movable in the cylinder, and an oil filler port opened in the cylinder for introducing a working fluid between the first fixed partition wall and the hydraulic movable partition wall; A spring disposed between the hydraulic movable partition and the second fixed partition and biasing the hydraulic movable partition in the direction of the first fixed partition; A valve body driving rod integrated with the hydraulic movable partition wall and fixed to one end of the valve body driving rod, passing through one fixed partition wall and the second fixed partition wall and coming out of the other end side of the cylinder. And the piping A valve body state is movably accommodated in the inside of the pipe to which is closed from the state released, an air chamber adjacent the leading Symbol cylinder, fixed to the other end of said valve body drive rod, movably pneumatically said air chamber housed pneumatic moving partition, introducing air the pneumatic moving partition within the air chamber so as to urge the said cylinder direction, and an air inlet opened in the air chamber, When the internal pressure in the air chamber increases when the air chamber is opened, the release control valve decreases in opening.
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。 The present invention exhibits the following excellent effects.
(1)燃焼室内に導入される空気量が調節できる。 (1) The amount of air introduced into the combustion chamber can be adjusted.
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1に示されるように、本発明に係る過給補助付き過給装置は、エンジン801の排気で回転されるタービン802と大気から吸気管803を経て得られる空気を圧縮して吸気マニホールド804に送るコンプレッサ805とが連結されたターボチャージャ(以下、低圧ターボチャージャ)806と、過給補助時に低圧ターボチャージャ806の上流で吸気管803を遮断する逆流防止バルブ807と、過給補助用の圧縮空気が蓄えられた蓄圧タンク808と、低圧ターボチャージャ806から逆流防止バルブ807までの吸気管803と蓄圧タンク808の間に設けられ、油圧で閉塞開放駆動されて、閉塞時には蓄圧タンク808の圧縮空気の放出をさせず、開放時には蓄圧タンク808の圧縮空気をコンプレッサ805に放出させ、かつ、油圧による開放時に吸気マニホールド804からの空気圧で駆動されて、吸気マニホールド804の内圧が高くなると開度が小さくなる放出調節バルブ101と、吸気マニホール804と放出調節バルブ101とを接続して吸気マニホールド804から放出調節バルブ101に空気を導く駆動空気用配管102とを備える。
As shown in FIG. 1, the supercharging device with supercharging assistance according to the present invention compresses air obtained from an atmosphere through an
このように、本発明の過給補助付き過給装置は、図8の従来の過給補助付き過給装置に対して、蓄圧開放バルブ809に替えて放出調節バルブ101を設け、放出調節バルブ101が吸気マニホールド804の内圧に応じて開度調節されるようにしたものである。吸気マニホールド804の内圧と放出調節バルブ101の開度の関係は、あらかじめ実験により設定する。
As described above, the supercharging device with supercharging assistance of the present invention is provided with the
以下、本発明の過給補助付き過給装置の動作を説明する。 The operation of the supercharging device with supercharging assistance according to the present invention will be described below.
図2に示されるように、通常時、すなわちターボラグが起きにくい定常運転であるため過給補助を行っていないときには、逆流防止バルブ807を開放して大気からの空気が低圧ターボチャージャ806のコンプレッサ805に吸気できるようにしておく。放出調節バルブ101は閉塞する。このような弁制御により、圧縮空気が放出されず、大気からの空気のみが低圧ターボチャージャ806に導入されてエンジン801に過給される。このとき蓄圧用コンプレッサ827を運転して蓄圧タンク808に圧縮空気を蓄えておく。
As shown in FIG. 2, during normal operation, that is, when there is no supercharging assistance because of a steady operation in which turbo lag is unlikely to occur, the
図3に示されるように、過給補助時(過給補助調節が始まる以前)、すなわちターボラグが起きやすい過渡運転であるため過給補助を行っているときには、逆流防止バルブ807を閉塞して吸気管803の上流のエアクリーナ823に圧縮空気が逆流しないようにしておき、放出調節バルブ101を開放する。このような弁制御により、蓄圧タンク808の圧縮空気がコンプレッサ805に供給される。
As shown in FIG. 3, at the time of supercharging assistance (before supercharging assistance adjustment starts), that is, when the supercharging assistance is being performed because of the transient operation in which turbo lag is likely to occur, the
図4に示されるように、過給補助調節時、すなわち過給補助の効果によって吸気マニホールド804の内圧が高まると、放出調節バルブ101の開度が小さくなる。この結果、低圧ターボチャージャ806のコンプレッサ805に導入される圧縮空気量が絞られ、エンジン801の燃焼室内に導入される空気量が超過にならない。
As shown in FIG. 4, at the time of supercharging assistance adjustment, that is, when the internal pressure of the
次に、図5により、放出調節バルブ101の詳細構造を説明する。
Next, the detailed structure of the
放出調節バルブ101は、図示しない圧縮空気供給源(例えば、図1の蓄圧タンク808)と図示しない圧縮空気消費先(例えば、図1の低圧ターボチャージャ806のコンプレッサ805)とを繋ぐための放出用配管111と、放出用配管111に傾斜して固定されたシリンダ112と、シリンダ112内に固定され互いに対向する第一固定隔壁113及び第二固定隔壁114と、第一固定隔壁113と第二固定隔壁114との間に配置されてシリンダ112内を油圧により移動可能な油圧可動隔壁115と、第一固定隔壁113と油圧可動隔壁115との間に作動流体を導入するためにシリンダ112に開けられた注油口116と、油圧可動隔壁115と第二固定隔壁114との間に配置されて油圧可動隔壁115を第一固定隔壁113方向に付勢するスプリング117と、シリンダ112の一端側外部となる放出用配管111内から第一固定隔壁113及び第二固定隔壁114を貫通してシリンダ112の他端側外部に抜けており、油圧可動隔壁115と一体化された弁体駆動用ロッド118と、弁体駆動用ロッド118の一端に固定され、放出用配管111を開放した状態から閉塞した状態まで移動可能に放出用配管111内に収容された弁体119と、弁体駆動用ロッド118の他端側に固定され、シリンダ112に隣接する空気室120と、空気室120内を空気圧により移動可能に空気室120内に収容された空気圧可動隔壁121と、空気室120内の空気圧可動隔壁121より他端側に高圧空気を導入するために空気室120に開けられた高圧空気口122とを備える。
The
注油口116には油圧管123が接続され、油圧管123には電磁弁124を介して作動流体が供給されるようになっている。また、高圧空気口122には吸気マニホールド804からの駆動空気用配管102が接続される。
A
図6(a)に示されるように、通常時、電磁弁124は非作動であるため、作動流体はシリンダ112に供給されず、放出調節バルブ101は全開となっている。
As shown in FIG. 6A, since the
図6(b)に示されるように、過給補助時、吸気マニホールド804の内圧が所定値よりも低い時点では、電磁弁124が作動して作動流体がシリンダ112の第一固定隔壁113と油圧可動隔壁115との間に導入されるので、油圧可動隔壁115がシリンダ112の他端側(図示右上方向)に移動する。これに伴い弁体駆動用ロッド118がシリンダ112の他端側に移動し、弁体119が放出用配管111を開放した状態、すなわち放出調節バルブ101は全開となるので、圧縮空気が放出用配管111を通って放出される。
As shown in FIG. 6B, at the time of supercharging assistance, at the time when the internal pressure of the
図6(c)に示されるように、過給補助によって吸気マニホールド804の内圧が所定値に達すると、空気圧可動隔壁121がシリンダ112の一端側(図示左下方向)に押し込まれ、放出調節バルブ101の開度が全開よりやや小さくなる。これにより、放出用配管111を流れる圧縮空気量が減少する。
As shown in FIG. 6C, when the internal pressure of the
図6(d)に示されるように、過給補助が終了して通常時に戻ると、電磁弁124の作動が停止され、スプリング117の力により油圧可動隔壁115がシリンダ112の一端側(図示左下方向)に移動し、注油口116から作動流体が排出される。弁体駆動用ロッド118がシリンダ112の一端側に移動し、弁体119が放出用配管111を閉塞した状態となる。このとき、空気室120には依然として吸気マニホールド804の内圧が加わっているので、弁体119の移動が円滑となる。
As shown in FIG. 6D, when the supercharging assistance is finished and the normal operation returns, the operation of the
次に、本発明の過給補助付き過給装置の作用効果を説明する。 Next, the effect of the supercharging device with supercharging assistance of the present invention will be described.
図7(a)に示されるように、本発明の過給補助付き過給装置では、過給補助を行うことにより、エンジン801の燃焼室に導入される空気量が過給補助なしの場合に比べて早く増加するため、出力トルクの立ち上がりが早く、しかも、吸気マニホールド804の内圧が高まると放出調節バルブ101の開度が調節されるため、空気量が超過となることがない。よって、出力トルクはほぼ目標値で安定すると共に、従来の図13(b)に示したような、エンジン回転速度のオーバーシュートがなくなる。
As shown in FIG. 7A, in the supercharging device with supercharging assistance of the present invention, when supercharging assistance is performed, the amount of air introduced into the combustion chamber of the
図7(b)に示されるように、本発明の過給補助付き過給装置では、 吸気マニホールド804の内圧に応じて放出調節バルブ101の開度が調節されるため、燃焼室内圧の最大値が高まるのが抑制され、燃焼室内圧がエンジン801に規定されている制限値(図示せず)以上になることがない。
As shown in FIG. 7 (b), in the supercharging device with supercharging assistance according to the present invention, the opening degree of the
以上説明したように、本発明に係る過給補助付き過給装置によれば、放出用配管810に、吸気マニホールド804からの空気圧で駆動され、吸気マニホールド804の内圧が高くなると開度が小さくなる放出調節バルブ101を備えるので、過給補助によってターボラグを解消しつつ、過給補助時に吸気マニホールド804の内圧が高まってくると、燃焼室内に導入される空気量が少なくなるよう調節されるので、エンジン回転速度のオーバーシュートがなくなると共に、燃焼室内圧が制限値以上になることがない。
As described above, according to the supercharging device with supercharging assistance according to the present invention, the
空気量の調節は、例えば、従来の過給補助付き過給装置の吸気マニホールド804内に空気圧センサを設け、放出用配管810に開度制御可能な電磁弁を取り付け、電磁弁を電子制御して放出調節してもよいが、制御遅れが生じる。その点、本発明に係る過給補助付き過給装置によれば、吸気マニホールド804内に空気圧センサを設ける必要がなく、また、吸気マニホールド804の内圧で放出調節バルブ101が駆動されるため、制御遅れが生じない。
The air amount is adjusted by, for example, providing an air pressure sensor in the
なお、本実施形態では、低圧ターボチャージャ806の他に高圧ターボチャージャ813を備えた構成としたが、低圧ターボチャージャ806のみの構成でも本発明は有効である。
In the present embodiment, the high-
また、本実施形態では、低圧ターボチャージャ806のコンプレッサ805の入口に圧縮空気を放出して過給補助したが、コンプレッサ805の出口より下流の高圧側に放出してもよい。この場合、ターボラグはいっそう小さくできる。ただし、蓄圧タンク808の圧縮空気圧をより高くする必要があると共に、逆流防止にも工夫が必要となる。
In this embodiment, compressed air is discharged to the inlet of the
101 放出調節バルブ
102 駆動空気用配管
111 放出用配管
112 シリンダ
113 第一固定隔壁
114 第二固定隔壁
115 油圧可動隔壁
116 注油口
117 スプリング
118 弁体駆動用ロッド
119 弁体
120 空気室
121 空気圧可動隔壁
122 高圧空気口
801 エンジン
804 吸気マニホールド
806 ターボチャージャ
807 逆流防止バルブ
808 蓄圧タンク
DESCRIPTION OF
Claims (2)
過給補助時に前記ターボチャージャの上流で前記吸気管を遮断する逆流防止バルブと、
過給補助用の圧縮空気が蓄えられた蓄圧タンクと、
前記ターボチャージャから前記逆流防止バルブまでの吸気管と前記蓄圧タンクの間に設けられ、油圧で閉塞開放駆動されて、閉塞時には前記蓄圧タンクの圧縮空気の放出をさせず、開放時には前記蓄圧タンクの圧縮空気を前記コンプレッサに放出させ、かつ、油圧による開放時に前記吸気マニホールドからの空気圧で駆動されて、前記吸気マニホールドの内圧が高くなると開度が小さくなる放出調節バルブと、
前記吸気マニホールドと前記放出調節バルブとを接続して前記吸気マニホールドから前記放出調節バルブに空気を導く駆動空気用配管と、
を備えたことを特徴とする過給補助装置。 A turbocharger in which a turbine rotated by the exhaust of the engine and a compressor that compresses air obtained from the atmosphere via the intake pipe and sends it to the intake manifold; and
A backflow prevention valve that shuts off the intake pipe upstream of the turbocharger during supercharging assistance;
A pressure accumulation tank in which compressed air for supercharging assistance is stored;
It is provided between the intake pipe from the turbocharger to the backflow prevention valve and the accumulator tank, and is driven to open and close by hydraulic pressure, and when it is closed, the compressed air of the accumulator tank is not released, and when it is opened, A release control valve that releases compressed air to the compressor and is driven by air pressure from the intake manifold when released by hydraulic pressure, and the opening degree decreases when the internal pressure of the intake manifold increases;
A drive air pipe for connecting the intake manifold and the release control valve to guide air from the intake manifold to the release control valve;
A supercharging assistance device comprising:
前記配管に固定されたシリンダと、
前記シリンダ内に固定され互いに対向する第一固定隔壁及び第二固定隔壁と、
前記第一固定隔壁と前記第二固定隔壁との間に配置されて前記シリンダ内を油圧により移動可能な油圧可動隔壁と、
前記第一固定隔壁と前記油圧可動隔壁との間に作動流体を導入するために前記シリンダに開けられた注油口と、
前記油圧可動隔壁と前記第二固定隔壁との間に配置されて前記油圧可動隔壁を前記第一固定隔壁方向に付勢するスプリングと、
前記シリンダの一端側外部となる前記配管内から前記第一固定隔壁及び第二固定隔壁を貫通して前記シリンダの他端側外部に抜けており、前記油圧可動隔壁と一体化された弁体駆動用ロッドと、
前記弁体駆動用ロッドの一端に固定され、前記配管を開放した状態から閉塞した状態まで移動可能に前記配管内に収容された弁体と、
前記シリンダに隣接する空気室と、
前記弁体駆動用ロッドの他端に固定され、空気圧により移動可能に前記空気室内に収容された空気圧可動隔壁と、
前記空気圧可動隔壁を前記シリンダ方向へ付勢するように前記空気室内に空気を導入する、前記空気室に開けられた空気口と、
を備え、
開放時に前記空気室内の内圧が高くなると開度が小さくなることを特徴とする放出調節バルブ。 Piping,
A cylinder fixed to the pipe;
A first fixed partition and a second fixed partition fixed in the cylinder and facing each other;
A hydraulic movable partition disposed between the first fixed partition and the second fixed partition and movable in the cylinder by hydraulic pressure;
An oil filling port opened in the cylinder to introduce a working fluid between the first fixed partition and the hydraulic movable partition;
A spring disposed between the hydraulic movable partition and the second fixed partition and biasing the hydraulic movable partition toward the first fixed partition;
Valve body drive integrated with the hydraulic movable partition wall, passing through the first fixed partition wall and the second fixed partition wall from the pipe on the outside of one end side of the cylinder and exiting to the outside of the other end side of the cylinder Rod for
A valve body fixed to one end of the valve body driving rod and housed in the pipe so as to be movable from an open state to a closed state;
An air chamber adjacent the leading Symbol cylinder,
A pneumatic movable partition fixed to the other end of the valve element driving rod and housed in the air chamber so as to be movable by air pressure;
Introducing air into the pneumatic moving partition the air chamber so as to urge the said cylinder direction, and the air inlet opened in the air chamber,
With
A release control valve characterized in that when the internal pressure in the air chamber increases during opening, the opening degree decreases.
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