JPH0214529B2 - - Google Patents

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JPH0214529B2
JPH0214529B2 JP56211681A JP21168181A JPH0214529B2 JP H0214529 B2 JPH0214529 B2 JP H0214529B2 JP 56211681 A JP56211681 A JP 56211681A JP 21168181 A JP21168181 A JP 21168181A JP H0214529 B2 JPH0214529 B2 JP H0214529B2
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JP
Japan
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chamber
passage
valve
actuator
turbocharger
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JP56211681A
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Yasuhiro Kawabata
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Aisin Corp
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Aisin Seiki Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/18Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F02B37/183Arrangements of bypass valves or actuators therefor
    • F02B37/186Arrangements of actuators or linkage for bypass valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/42Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4214Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F2001/244Arrangement of valve stems in cylinder heads
    • F02F2001/245Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車におけるターボチヤージヤの作
動を制御しうるようなターボチヤージヤ制御装置
に関する。
従来のこの種ターボチヤージヤ制御装置におい
ては、コンプレツサからスロツトルバルブに至る
吸入前通路内の空気圧が異常に上昇した場合、前
記吸入前通路内の圧力を別途設けたアクチユエー
タで感知してウエイストゲートバルブを開作動せ
しめ、もつてターボチヤージヤが作動しないよう
にすることによつて前記吸入前通路を形成してい
るパイプの破損などを防止していた。しかしなが
ら、かかる従来装置の場合前記ウエイストゲート
バルブが常閉タイプすなわちターボチヤージヤ作
動中にアクチユエータや該アクチユエータに連結
されているバルブその他の機構に何らかの故障が
生じた場合ウエイストゲートバルブが閉状態にな
りつ放しとなつてしまうタイプであつた。このた
め前記故障が生じたときにターボチヤージヤは作
動するけれども必要に応じて該作動を解除すると
いうことができなくなり、これがために異常に圧
力上昇した部分、特にコンプレツサからスロツト
ルバルブに至る吸入前通路部分のパイプを破損せ
しめるという事態が生じていた。
本発明は上記欠点に鑑み、アクチユエータ及び
ウエイストゲートバルブをメカニカル式にし、前
記アクチユエータもしくは該アクチユエータに付
属する装置に故障が生じた場合ウエイストゲート
バルブを常時開放する(いわゆる常開タイプ)構
成とすることにより異常に高圧となつた吸入前通
路のバイパス破損を防止することを目的とするも
のである。
さらに吸入前通路内の圧力が異常に大となつた
とき前記ウエイストゲートバルブを開にしてター
ボチヤージヤを不作動とする正圧感知弁を有する
連通路を設けることをも目的とするものである。
すなわち本発明は、ターボチヤージヤを有する
内燃機関において、燃焼室からターボチヤージヤ
に至るまでの第1通路とターボチヤージヤ以降の
第2通路とを結ぶバイパス通路を設け、該バイパ
ス通路を遮断しうるウエイストゲートバルブをリ
ンク機構でアクチユエータに連結し、該アクチユ
エータは第1の室と第2の室と第3の室とから構
成されて前記第1の室は常時大気と連通して付設
した第1のバネ手段が前記ウエイストゲートバル
ブを閉方向に付勢し、前記第2の室はコンプレツ
サからスロツトルバルブに至る間の吸入前通路と
連通し、前記第2の室と前記吸入前通路とを連通
する連通路は前記吸入前通路が一定圧力以上とな
つたときに開となる正圧感知弁を有し、前記第3
の室はスロツトルバルブからエンジンの前記燃焼
室に至る間の吸入管に連結され、かつ第3の室は
前記第1のバネ手段よりも付勢力が大であつて前
記ウエイストゲートバルブを開方向に付勢する第
2のバネ手段を有するように構成されている。
以下本発明の実施例につき添付図面を参照して
説明する。第1図は本発明の一実施例を示す説明
図で、エアクリーナ1に近接した位置に空気の流
量を計測するためのエアフローメータ2が設置さ
れ、通路3を介してコンプレツサ4が取付けられ
ている。該コンプレツサ4はターボチヤージヤT
の一部を形成しており、このコンプレツサ4によ
つて前記通路3から送られる空気は圧縮され吸入
前通路5に圧送される。吸入前通路5と吸気通路
8との間には送られてくる空気の量を調節するた
めのスロツトルバルブ6が設置され、該スロツト
ルバルブ6に近接した後方の位置に脈動圧を吸収
するためのサージタンク7が取付られている。該
サージタンク7は吸気通路8を介してエンジン燃
焼室10に連結され、該燃焼室10は往復動する
ピストン11と吸気弁9と排気弁12とによつて
形成される。前記燃焼室10は排気弁12の開作
動によつて第1通路13と通じ、該第1通路13
の延長上に上述のターボチヤージヤTの一部を形
成するタービン14が設置されている。このター
ビン14は上述のコンプレツサ4に軸15をもつ
て固定されている。また、タービン14を通過し
た排ガスは第2通路16を介して外部に排出され
るわけであるが、この第2通路16と前記第1通
路13との間には両通路13,16が連通させう
るようなバイパス通路17が設置されている。該
バイパス通路17の一端部には孔18を閉じたり
開いたりさせるためのウエイストゲートバルブ1
9が設置されている。このバルブ19は、リンク
20がピン21を支点として枢軸運動することに
より開閉作動するものであつて、前記リンク20
は別のリンク22に連結されている。そして、リ
ンク22はアクチユエータAの軸31(第2図参
照)に孔31aを介して枢着されている。
アクチユエータAは、外周がハウジング32,
33によつて囲まれ、該ハウジング32,33と
環状の固定部材34とによつて外周が固定された
2個のゴム製ダイアグラム35,36により、ア
クチユエータAの内部は3つの室37,38,3
9に分けられている。室37内には、一端が前記
ハウジング32に係止し他端が前記ダイアフラム
35を図示左方に付勢しているスプリング40が
設けられており、該室37は孔32aを介して常
時大気と連通している。前記スプリング40を支
持している支持体41は別の支持体42と共に軸
31にカシメ固着31bされることによつて前記
ダイアフラム35の内周部を支持しており、同時
に端部41aがハウジング32に当接することに
よつてダイアフラム35の右方向への動きを規制
するストツパの役目をしている。
室38は、前記固定部材34に穿設された孔3
4a及び連通路43を介して既述の吸入前通路5
と常時連通している。前記連通路43の途中に連
結されている公知の正圧感知弁43Aは、吸入前
通路5内の圧力が一定値、例えば+50mmHg以上
になつたときにのみ吸入前通路5内の圧力を前記
室38に導く働きをする。
室39は、ハウジング33とダイアフラム36
と該ダイアフラム36の内周部を支持している支
持体44とによつて形成されている。支持体44
は、一端が前記ハウジング33に係止したスプリ
ング45により図示右方に付勢されている。当該
第2図はスプリング45の付勢力によつて支持体
44の右端面44aが軸31の左端面に当接した
状態を示している。ここで、スプリング45の付
勢力は他のスプリング40の付勢力よりも大であ
る。室39はパイプ46内の通路47と常時連通
しており、通路47は第1図のように電磁弁4
8、通路49、温度感知弁50、通路51、負圧
感知弁52、通路53、チエツクバルブ54、通
路55の順に直列的に連結されサージタンク7に
接続されている。これらの各種弁48、50、5
2、54はエンジンの吸気管(インテークマニホ
ールド)の状況を感知して、必要に応じ負圧を室
39に導いてアクチユエータAを作動させウエイ
ストゲートバルブ19を閉状態にする役目をす
る。電磁弁48は運転席のイグニツシヨンスイツ
チに連動し該スイツチをONにしたときに前記吸
気管から通路49にまで到達している負圧をアク
チユエータA内の室39に導く働きをし、OFF
にしたときは前記室39に負圧を入れない働きを
する。温度感知弁50はラジエータの冷却水温度
が50℃以上になつたときにのみ吸気管から通路5
1に到達している負圧を通路49に導く働きをす
る。又、負圧感知弁52は吸気管内の負圧度合が
−500mmHgよりも大となつたときに通路53にま
で到達している負圧を通路51に導く働きをす
る。又、チエツクバルブ54は通路55から通路
53の方向にのみ負圧を通過させるものである。
このような4固のバルブ48,50,52,54
の全てが開状態となつたときのみ負圧が室39に
導かれるように構成されている。
次に作用について述べる。先ず、運転席のイグ
ニツシヨンスイツチがON、すなわちエンジンが
回転している状態において、該回転数が低い場合
は吸入前通路5内の圧力が低いので連通路43及
びアクチユエータAの室38内の圧力も低い。こ
のため、スプリング40のバネ力よりも大きなバ
ネ力を有するスプリング45の付勢力により軸3
1は右方に押され最右端位置である第2図の状態
となる。この最右端位置となるときにリンク20
が第1図において反時計方向に回動しウエイスト
ゲートバルブ19は開状態となる。(この場合、
アクチユエータA内の室39には負圧が導入され
ていないものとする)。
次に、高速運転時ではあるが吸入前通路5内の
圧力が一定値を越えない程度の場合は、3個のバ
ルブ48,50,52が全て開となつて室39に
負圧が導かれたときにスプリング40の付勢力で
軸31が左方に動きウエイストゲートバルブ19
は閉状態となる。このため、燃焼室10から第1
通路13に排出される排ガスがタービンに回転力
を与える。これによりターボチヤージヤTが作動
することになりコンプレツサ4が駆動増幅され
る。
次に、高速運転時においてアクセルペダルを急
に離したような場合はスロツトルバルブ6が急閉
され吸入前通路5内の圧力が急上昇する。また高
速運転時においてはターボチヤージヤTがいわゆ
る“効き過ぎ”の状態となる場合もあり、この場
合にも吸入前通路5内の圧力が異常に大となる。
このため前記吸入前通路5内の圧力がバルブ43
Aの開作用と相まつてアクチユエータA内の室3
8に侵入しスプリング40,45のバネ力に打勝
つため軸31は右方向に押されウエイストゲート
バルブ19が開状態となり、排ガスがタービン1
4に回転力を付与しない。このため、ターボチヤ
ージヤTが不作動となり吸入前通路5を形成する
パイプの破損などが防止される。ただし、ウエイ
ストゲートバルブ19は全開状態と全閉状態だけ
ではなく、両状態の中途状態もありうる。これは
吸入前通路5の圧力次第であつて、中途状態の場
合はターボチヤージヤTの効き具合も中途状態と
なる。
運転席のイグニツシヨンスイツチをOFFにし
たとき、いわゆるエンジンをとめたときは電磁弁
48が作動せず、これがため室39内に負圧が導
入されない。当然に、吸入前通路5内の圧力は大
気圧に等しくなるのでアクチユエータAは第2図
図示の状態となり、ウエイストゲートバルブ19
は開状態となる。
又、4個のバルブ48,50,52,54のい
ずれかが故障してアクチユエータAの室39内に
負圧が導入されなくなつた場合でも、アクチユエ
ータA及びウエイストゲートバルブ19のメカニ
カル作動が可能である限り、スプリング45の付
勢力で軸31が最右端位置に移動しウエイストゲ
ートバルブ19は常時開状態となる。
このように本発明は、ターボチヤージヤを有す
る内燃機関において、燃焼室からターボチヤージ
ヤのタービンに至るまでの第1通路とタービン以
降の第2通路とを結ぶバイパス通路を設け、該バ
イパス通路を遮断しうるウエイストゲートバルブ
をリンク機構でアクチユエータに連結し、該アク
チユエータは第1の室と第2の室と第3の室とか
ら構成されて前記第1の室は常時大気と連通して
付設した第1のバネ手段が前記ウエイストゲート
バルブを閉方向に付勢し、前記第2の室は空気を
圧送するコンプレツサからスロツトルバルブに至
る間の吸入前通路と連通し、前記第2の室と前記
吸入前通路とを連通する連通路は前記吸入前通路
が一定圧力以上となつたときに開となる正圧感知
弁を有し、前記第3の室は前記スロツトルバルブ
から前記燃焼室に至る間の吸気管に連結され、か
つ第3の室は前記第1のバネ手段よりも付勢力が
大であつて前記ウエイストゲートバルブを開方向
に付勢する第2のバネ手段を有する構成としたた
め、前記アクチユエータの第3の室に通じる各種
バルブ系に何らかの故障が生じて吸気管からの負
圧が供給されなくなつたとしても、アクチユエー
タ内とウエイストゲートバルブのメカニカル作動
が保障される限り第2のバネ手段の付勢力でウエ
イストゲートバルブは開状態となる。このため、
上記故障時にはターボチヤージヤを不作動とする
ことができ、故障時にターボチヤージヤが作動し
てしまうような従来装置に比べコンプレツサから
スロツトルバルブに至るパイプの破損などを大幅
に減らすことができる。
さらに第2の室と吸入前通路とを連通する正圧
感知弁を有した連通路を設けることによつてもタ
ーボチヤージヤがいわゆる“効き過ぎ”の状態の
ときなど吸入前通路の圧力が異常に大となつたと
きウエイストゲートバルブを開にしてターボチヤ
ージヤを不作動とし前記吸入前通路のパイプの破
損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す説明図、第2図
は第1図のアクチユエータAの詳細を示す拡大縦
断面図である。 T……ターボチヤージヤ、A……アクチユエー
タ、4……コンプレツサ、14……タービン、1
8……ウエイストゲートバルブ、37,38,3
9……室。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ターボチヤージヤを有する内燃機関におい
    て、燃焼室からターボチヤージヤのタービンに至
    るまでの第1通路と前記タービン以降の第2通路
    とを結ぶバイパス通路を設け、該バイパス通路を
    遮断しうるウエイストゲートバルブをリンク機構
    でアクチユエータに連結し、該アクチユエータは
    第1の室と第2の室と第3の室とから構成されて
    前記第1の室は常時大気と連通して付設した第1
    のバネ手段が前記ウエイストゲートバルブを閉方
    向に付勢し、前記第2の室はコンプレツサからス
    ロツトルバルブに至る間の吸入前通路と連通し、
    前記第2の室と前記吸入前通路とを連通する連通
    路は前記吸入前通路が一定圧力以上となつたとき
    に開となる正圧感知弁を有し、前記第3の室は前
    記スロツトルバルブから前記燃焼室に至る間の吸
    気管に連結され、かつ第3の室は前記第1のバネ
    手段よりも付勢力が大であつて前記ウエイストゲ
    ートバルブを開方向に付勢する第2のバネ手段を
    有することを特徴とするターボチヤージヤ制御装
    置。
JP56211681A 1981-12-30 1981-12-30 ターボチャージャ制御装置 Granted JPS58117320A (ja)

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JPS58117320A JPS58117320A (ja) 1983-07-12
JPH0214529B2 true JPH0214529B2 (ja) 1990-04-09

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