JPH0121147Y2 - - Google Patents
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- JPH0121147Y2 JPH0121147Y2 JP1984003646U JP364684U JPH0121147Y2 JP H0121147 Y2 JPH0121147 Y2 JP H0121147Y2 JP 1984003646 U JP1984003646 U JP 1984003646U JP 364684 U JP364684 U JP 364684U JP H0121147 Y2 JPH0121147 Y2 JP H0121147Y2
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- Japan
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- exhaust gas
- engine
- valve device
- valve
- load
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- Supercharger (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、エンジンの排気ガスによつて排気ガ
スタービンを駆動し、同タービンによりコンプレ
ツサを駆動するようにしたターボチヤージヤに関
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a turbocharger in which an exhaust gas turbine is driven by engine exhaust gas, and a compressor is driven by the turbine.
自動車等車両用のエンジンは、アイドル回転数
から最高回転数までの極めて広い回転数域に亘つ
て、しかも大きく変動する負荷範囲内で運転され
るので、その排気ガス量も大巾に変動する。従つ
て一定の流量特性を有する排気ガスタービンで
は、エンジンから排出される排気ガスエネルギを
十分に回収し利用することができない。 Engines for vehicles such as automobiles are operated over an extremely wide rotational speed range from idle rotational speed to maximum rotational speed, and within a load range that fluctuates widely, so the amount of exhaust gas also fluctuates widely. Therefore, with an exhaust gas turbine having a constant flow rate characteristic, it is not possible to sufficiently recover and utilize the exhaust gas energy discharged from the engine.
本考案は、上記に鑑み創案されたもので、ター
ビンハウジング内に隔壁を設けて、ロータ軸線方
向に分割され大小異なる流量特性を有する第１及
び第２の排気ガス通路を形成すると共に、第１及
び第２排気ガス通路内に夫々別個のアクチユエー
タによつて各独立に開閉される第１及び第２の弁
装置を設け、エンジンの低速高負荷時には、上記
流量特性が小さい方の第２排気ガス通路に設けら
れた第２の弁装置を開くと共に第１排気ガス通路
内の第１弁装置を閉じ、エンジンの中速高負荷時
及び低速中負荷時には、夫々第１弁装置を開くと
共に第２弁装置を閉じ、又エンジンの高速高負荷
時及びエンジンの回転速度如何に拘わらず低負荷
時には、第１及び第２弁装置を開き、更にエンジ
ンブレーキ時に上記第１及び第２弁装置を閉じる
ように構成したことを特徴とする可変容量ターボ
チヤージヤを要旨とするものである。 The present invention was devised in view of the above, and includes providing a partition wall in the turbine housing to form first and second exhaust gas passages that are divided in the rotor axial direction and have different flow characteristics. and first and second valve devices which are independently opened and closed by separate actuators are provided in the second exhaust gas passage, and when the engine is at low speed and under high load, the second exhaust gas having the smaller flow rate characteristic is provided. A second valve device provided in the passage is opened and a first valve device in the first exhaust gas passage is closed, and when the engine is at medium speed and high load and at low speed and medium load, the first valve device is opened and the second valve device is closed. The valve device is closed, and the first and second valve devices are opened when the engine is at high speed and under high load, and when the load is low regardless of the rotational speed of the engine, and the first and second valve devices are closed when the engine is braked. The gist of the invention is a variable displacement turbocharger characterized in that it is configured as follows.
以下本考案の実施例を添付図面について具体的
に説明する。図中１０はターボチヤージヤの排気
ガスタービン部分を総括的に示し、１２はタービ
ンハウジング、１４は図示しないエンジンの排気
ガスをタービンロータ１６に導くセンタマニホー
ルドである。タービンハウジング１２内には、タ
ービンロータ１６の軸線Ｏ−Ｏに対して略垂直な
方向に延び同ロータを囲む隔壁１８が設けられ、
この隔壁によつてハウジング１２内に第１及び第
２の排気ガス通路Ａ，Ｂが形成されている。上記
排気ガス通路Ａ，Ｂは、ハウジング１２のスクロ
ール入口端で通路面積に差異が与えられ、同入口
端からタービンロータ１６の外周部分末端までの
排気ガス通路の全長が大体同じ割合の面積比で形
成されている。そして、この実施例の場合、第４
図の流量特性図（縦軸に修正流量をとり、横軸に
膨張比をとつて示した）に示すように、第１通路
Ａの流量特性Ａは、第２通路Ｂの流量特性Ｂより
大きく設定されている。なお、第４図の特性図に
関し、修正流量＝Ｇ√1／P1、膨張比＝P2／P1
であつて、Ｇは排気ガス流量、T1はタービン入
口における排気ガス温度、P1は同じくタービン
入口における排気ガス圧力、P2はタービン出口
圧力である。次に、第１図及び第２図に示されて
いるように、タービンハウジング１２のスクロー
ル入口端において、排気ガス通路Ａ及びＢの夫々
入口端部に、第１及び第２弁装置２０ａ，２０ｂ
が設けられている。第１図では、第１及び第２弁
装置が夫々摺動弁として示され、第２図では、バ
タフライ弁として示されている。そして、これら
弁装置２０ａ，２０ｂは夫々空気圧応動式のアク
チユエータ装置２２ａ，２２ｂによつて開閉さ
れ、更にこれらのアクチユエータ装置は各々電磁
弁２４ａ，２４ｂを介して車両内の圧縮空気タン
ク２６に連結されている。そして上記電磁弁２４
ａ，２４ｂはコントローラ２８の制御信号に応動
して開閉され、同コントローラ２８は、エンジン
の回転数を検知する回転数センサ３０、エンジン
の負荷を検知する負荷センサ３２及びエキゾース
トブレーキセンサ３４の入力信号をうけて作動す
るようになつている。エンジンの回転数センサ４
０は、例えばクランク軸或いはカム軸等と同期し
て回転する部材に設けたスリツトを有する回転子
と、上記スリツトを通る光をフオトトランジスタ
で検知して電気的出力を得る装置等が広く実用さ
れており、一方、エンジンの負荷センサ３２は、
アクセルの踏込み量をポテンシオメータ等により
電気信号に変換する装置等が広く利用されていて
何れも公知に属する。更に上記エキゾーストブレ
ーキセンサ３４は、例えば、エキゾーストブレー
キ効果を欲する運転者作動のスイツチと、変速装
置がニユートラルにあることを検出するスイツチ
と、アクセルペダルが釈放されていることを検出
するスイツチを直列に接続した回路等が用いら
れ、これ又周知である。なお、第２図において
は、アクチユエータ装置２２ａ，２２ｂの制御装
置が省略されているが、第１図と同様のものでよ
い。又第２図では、バタフライ弁２０ａ，２０ｂ
が回転運動を行なうので、略図的に示したリンク
装置３６ａ，３６ｂがアクチユエータ装置と各弁
との間に介装されている。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the figure, 10 generally indicates an exhaust gas turbine portion of the turbocharger, 12 is a turbine housing, and 14 is a center manifold that guides the exhaust gas of an engine (not shown) to a turbine rotor 16. A partition wall 18 is provided within the turbine housing 12 and extends in a direction substantially perpendicular to the axis O-O of the turbine rotor 16 and surrounds the rotor.
First and second exhaust gas passages A and B are formed within the housing 12 by this partition wall. The exhaust gas passages A and B have different passage areas at the scroll inlet end of the housing 12, and the total length of the exhaust gas passages from the inlet end to the end of the outer peripheral portion of the turbine rotor 16 have approximately the same area ratio. It is formed. In this example, the fourth
As shown in the flow rate characteristic diagram (with the corrected flow rate on the vertical axis and the expansion ratio on the horizontal axis), the flow rate characteristic A of the first passage A is larger than the flow rate characteristic B of the second passage B. It is set. Regarding the characteristic diagram in Fig. 4, corrected flow rate = G√ 1 /P 1 , expansion ratio = P 2 /P 1
where G is the exhaust gas flow rate, T 1 is the exhaust gas temperature at the turbine inlet, P 1 is the exhaust gas pressure at the turbine inlet, and P 2 is the turbine outlet pressure. Next, as shown in FIGS. 1 and 2, first and second valve devices 20a and 20b are installed at the inlet ends of the exhaust gas passages A and B at the scroll inlet end of the turbine housing 12, respectively.
is provided. In FIG. 1 the first and second valve arrangements are each shown as a slide valve, and in FIG. 2 as a butterfly valve. These valve devices 20a and 20b are opened and closed by pneumatic actuator devices 22a and 22b, respectively, and these actuator devices are connected to a compressed air tank 26 in the vehicle via electromagnetic valves 24a and 24b, respectively. ing. and the solenoid valve 24
a and 24b are opened and closed in response to control signals from the controller 28, which receives input signals from a rotation speed sensor 30 that detects the engine rotation speed, a load sensor 32 that detects the engine load, and an exhaust brake sensor 34. It has started to operate in response to this. Engine speed sensor 4
For example, a rotor having a slit provided in a member that rotates in synchronization with a crankshaft or camshaft, and a device that detects light passing through the slit with a phototransistor to obtain an electrical output are widely used. On the other hand, the engine load sensor 32 is
2. Description of the Related Art Devices that convert the amount of depression of an accelerator pedal into an electrical signal using a potentiometer or the like are widely used, and all of them are well known. Furthermore, the exhaust brake sensor 34 is configured by connecting in series a driver-operated switch that desires an exhaust braking effect, a switch that detects that the transmission is in neutral, and a switch that detects that the accelerator pedal is released. Connected circuits and the like are used and are also well known. Although the control devices for the actuator devices 22a and 22b are omitted in FIG. 2, they may be the same as in FIG. 1. Also, in FIG. 2, butterfly valves 20a, 20b
Because of the rotary movement, a schematically shown linkage 36a, 36b is interposed between the actuator arrangement and each valve.
上述のように構成された装置の作動態様は次の
とおりである。即ち
エンジンが低速回転し、高負荷状態で運転し
ているとき、即ち縦軸に負荷Ｌをとり横軸に回
転数Neをとつて示した第５図において領域Ｂ
で示す範囲；
回転数センサ３０、負荷センサ３２の出力をう
けたコントローラ２８によつて、電磁弁２４ａが
開き、電磁弁２４ｂが閉止される。従つてアクチ
ユエータ装置２２ａによつて第１弁装置２０ａが
閉じられ、又アクチユエータ装置２２ｂによつて
第２弁装置２０ｂが開かれる。このため排気ガス
タービン１０は、第４図の流量特性小の曲線Ｂに
沿つて効率的に運転される。 The operation of the device configured as described above is as follows. That is, when the engine rotates at low speed and is operating under high load, in other words, in FIG. 5, where the vertical axis is the load L and the horizontal axis is the rotational speed Ne, the area B is
Range indicated by: The controller 28 receives the outputs of the rotation speed sensor 30 and the load sensor 32, and the solenoid valve 24a is opened and the solenoid valve 24b is closed. The actuator device 22a thus closes the first valve device 20a, and the actuator device 22b opens the second valve device 20b. Therefore, the exhaust gas turbine 10 is efficiently operated along the curve B with the small flow rate characteristic in FIG.
エンジンが中速回転し、高負荷状態で運転し
ているとき、即ち第５図において領域Ａで示す
範囲並びにエンジンが低速回転し中負荷状態で
運転しているとき、即ち第５図の領域A′で示
す範囲；
この運転状態では、上記とは逆に電磁弁２４ａ
が閉じ、電磁弁２４ｂが開いて、第１弁装置２０
ａが開き、第２弁装置２０ｂが閉じる。従つて、
排気ガスタービン１０は、第４図の流量特性中の
曲線Ａに沿つて効率的に運転される。 When the engine is running at a medium speed and under a high load, that is, the range shown in area A in FIG. 5, and when the engine is running at a low speed and operating under a medium load, that is, the area A in FIG. Range indicated by '; In this operating state, contrary to the above, the solenoid valve 24a
closes, the solenoid valve 24b opens, and the first valve device 20
a opens and the second valve device 20b closes. Therefore,
The exhaust gas turbine 10 is efficiently operated along curve A in the flow rate characteristic of FIG.
エンジンが高速回転を行ない、高負荷状態で
運転しているとき、及びエンジンの回転数とは
無関係に低負荷状態で運転しているとき。即ち
第５図において領域Ａ，Ｂ及び領域A′を除く
領域Ｃで示す運転範囲；
このとき、電磁弁２４ａ，２４ｂが共に閉じ、
第１及び第２弁装置２０ａ，２０ｂが共に開く。
従つて排気ガスタービン１０は、第４図の流量特
性大の曲線Ｃに沿つて効率的に運転される。 When the engine rotates at high speed and is operating under a high load, and when the engine is operating under a low load regardless of the engine speed. That is, in FIG. 5, the operating range is indicated by region C excluding regions A , B , and region A'; at this time, both solenoid valves 24a and 24b are closed;
Both the first and second valve devices 20a, 20b open.
Therefore, the exhaust gas turbine 10 is efficiently operated along the curve C having the large flow rate characteristic in FIG.
エンジンブレーキ状態；
この場合、電磁弁２４ａ，２４ｂが共に開き、
第１及び第２弁装置２０ａ，２０ｂが共に閉じる
ので、エンジンの排気系が閉塞されることとな
り、エキゾーストブレーキ効果が生起される。 Engine brake state: In this case, both solenoid valves 24a and 24b open,
Since the first and second valve devices 20a, 20b are both closed, the exhaust system of the engine is closed, and an exhaust braking effect is generated.
上述した構成によれば、エンジンの回転数、負
荷状態、エンジンブレーキ状態に夫々適応して排
気ガスタービン１０を極めて効率良く運転するこ
とができ、従つてエンジンの出力、燃費、排気ガ
ス性能を改善することができるのである。なお、
上記実施例におけるアクチユエータ装置２２ａ，
２２ｂは勿論空気圧応動式のものに限られず、電
磁式、電気−機械式アクチユエータ等を任意に採
用することができる。 According to the above-described configuration, the exhaust gas turbine 10 can be operated extremely efficiently by adapting to the engine speed, load condition, and engine braking condition, respectively, thereby improving engine output, fuel efficiency, and exhaust gas performance. It is possible. In addition,
Actuator device 22a in the above embodiment,
Of course, the actuator 22b is not limited to a pneumatic actuator, and any electromagnetic or electromechanical actuator may be used.
叙上のように本考案に係る可変容量ターボチヤ
ージヤは、タービンハウジング内に隔壁を設け
て、ロータ軸線方向に分割され大小異なる流量特
性を有する第１及び第２の排気ガス通路を形成す
ると共に、第１及び第２排気ガス通路内に夫々別
個のアクチユエータによつて各独立に開閉される
第１及び第２の弁装置を設け、エンジンの低速高
負荷時には、上記流量特性が小さい方の第２排気
ガス通路に設けられた第２の弁装置を開くと共に
第１排気ガス通路内の第１弁装置を閉じ、エンジ
ンの中速高負荷時及び低速中負荷時には、夫々第
１弁装置を開くと共に第２弁装置を閉じ、又エン
ジンの高速高負荷時及びエンジンの回転速度如何
に拘わらず低負荷時には、第１及び第２弁装置を
開き、更にエンジンブレーキ時に上記第１及び第
２弁装置を閉じるように構成したことを特徴と
し、回転数及び負荷が大巾に変動する車両用エン
ジンと協働して同エンジンの運転状態の実質的に
全範囲に亘り効率的な運転を行ない、特にエンジ
ンの低速トルクを改善することができるので、極
めて有益である。 As described above, the variable displacement turbocharger according to the present invention includes a partition wall in the turbine housing to form first and second exhaust gas passages which are divided in the rotor axial direction and have flow characteristics different in size. First and second valve devices are provided in the first and second exhaust gas passages, respectively, which are opened and closed independently by separate actuators, and when the engine is at low speed and under high load, the second exhaust gas passage has the smaller flow rate characteristic. A second valve device provided in the gas passage is opened and a first valve device in the first exhaust gas passage is closed, and when the engine is at medium speed and high load and at low speed and medium load, the first valve device is opened and the first valve device is closed. The two valve devices are closed, and the first and second valve devices are opened when the engine is at high speed and under high load, and when the load is low regardless of the engine speed, and the first and second valve devices are closed when the engine is braked. It is characterized by a structure that works with a vehicle engine whose rotational speed and load fluctuate widely to perform efficient operation over substantially the entire range of the engine's operating conditions. This is extremely beneficial as low speed torque can be improved.
第１図は本考案の第１実施例を示す正面図、第
２図は本考案の第２実施例の第１図同様の正面
図、第３図は第１図及び第２図のタービンロータ
軸線に沿う部分的断面図、第４図は本考案に係る
ターボチヤージヤにおける排気ガスタービンの特
性図、第５図は本考案ターボチヤージヤと協働す
るエンジンの負荷−回転数特性図である。
１０……排気ガスタービン、Ａ，Ｂ……第１、
第２の排気ガス通路、１２……ハウジング、１６
……ロータ、２０ａ，２０ｂ……第１、第２弁装
置、１８……隔壁、２２ａ，２２ｂ……アクチユ
エータ装置。
Fig. 1 is a front view showing the first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a front view similar to Fig. 1 of the second embodiment of the present invention, and Fig. 3 is the turbine rotor shown in Figs. 1 and 2. FIG. 4 is a partial sectional view taken along the axis, FIG. 4 is a characteristic diagram of an exhaust gas turbine in the turbocharger according to the present invention, and FIG. 5 is a load-revolution characteristic diagram of an engine that cooperates with the turbocharger according to the present invention. 10...exhaust gas turbine, A, B...first,
Second exhaust gas passage, 12...Housing, 16
... Rotor, 20a, 20b... First and second valve devices, 18... Partition wall, 22a, 22b... Actuator device.
Claims (1)
軸線方向に分割され大小異なる流量特性を有する
第１及び第２の排気ガス通路を形成すると共に、
第１及び第２排気ガス通路内に夫々別個のアクチ
ユエータによつて各独立に開閉される第１及び第
２の弁装置を設け、エンジンの低速高負荷時に
は、上記流量特性が小さい方の第２排気ガス通路
に設けられた第２の弁装置を開くと共に第１排気
ガス通路内の第１弁装置を閉じ、エンジンの中速
高負荷時及び低速中負荷時には、夫々第１弁装置
を開くと共に第２弁装置を閉じ、又エンジンの高
速高負荷時及びエンジンの回転速度如何に拘わら
ず低負荷時には、第１及び第２弁装置を開き、更
にエンジンブレーキ時に上記第１及び第２弁装置
を閉じるように構成したことを特徴とする可変容
量ターボチヤージヤ。 A partition is provided in the turbine housing to form first and second exhaust gas passages that are divided in the rotor axial direction and have flow characteristics that differ in size;
First and second valve devices are provided in the first and second exhaust gas passages to be opened and closed independently by separate actuators, respectively, and when the engine is at low speed and under high load, the second valve device having the smaller flow rate characteristic is provided. Opening the second valve device provided in the exhaust gas passage and closing the first valve device in the first exhaust gas passage, and opening the first valve device and closing the first valve device in the first exhaust gas passage, and opening the first valve device and closing the first valve device in the first exhaust gas passage. The second valve device is closed, and the first and second valve devices are opened when the engine is at high speed and under high load, and when the load is low regardless of the engine speed, and the first and second valve devices are opened during engine braking. A variable displacement turbocharger characterized in that it is configured to close.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP364684U JPS60114239U (en) | 1984-01-12 | 1984-01-12 | Variable capacity turbo charger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP364684U JPS60114239U (en) | 1984-01-12 | 1984-01-12 | Variable capacity turbo charger |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60114239U JPS60114239U (en) | 1985-08-02 |
| JPH0121147Y2 true JPH0121147Y2 (en) | 1989-06-23 |
Family
ID=30478471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP364684U Granted JPS60114239U (en) | 1984-01-12 | 1984-01-12 | Variable capacity turbo charger |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60114239U (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS592934B2 (en) * | 1975-11-10 | 1984-01-21 | 株式会社日立製作所 | Niyuuriyokusouchi |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58114844U (en) * | 1982-01-30 | 1983-08-05 | いすゞ自動車株式会社 | supercharging device |
| JPS592934U (en) * | 1982-06-30 | 1984-01-10 | 三菱自動車工業株式会社 | Variable nozzle control device for turbocharger |
-
1984
- 1984-01-12 JP JP364684U patent/JPS60114239U/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS592934B2 (en) * | 1975-11-10 | 1984-01-21 | 株式会社日立製作所 | Niyuuriyokusouchi |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60114239U (en) | 1985-08-02 |
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