JPH0326268Y2 - - Google Patents

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JPH0326268Y2
JPH0326268Y2 JP1984117816U JP11781684U JPH0326268Y2 JP H0326268 Y2 JPH0326268 Y2 JP H0326268Y2 JP 1984117816 U JP1984117816 U JP 1984117816U JP 11781684 U JP11781684 U JP 11781684U JP H0326268 Y2 JPH0326268 Y2 JP H0326268Y2
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exhaust
exhaust gas
pressure
control mechanism
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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、エンジンのターボ過給装置に関す
る。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an engine turbocharging device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

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幅に変動する。した
がつて単一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。そこ
で、タービンハウジング内に隔壁を設けて同ハウ
ジング内の排気ガス導入路を2つ以上の流量特性
を異にする排気ガス導入路に区分するとともに、
上記分割された排気ガス導入路の1つ以上に弁装
置を設け、エンジンの回転数や負荷等の稼働条件
に応じて上記弁装置を開閉し、排気ガスタービン
の運転効率を向上させるようにした可変容量ター
ボ過給機がすでに提案されている。
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 significantly. Therefore, an exhaust gas turbine having a single flow rate characteristic cannot sufficiently recover and utilize the exhaust gas energy discharged from the engine. Therefore, a partition wall is provided in the turbine housing to divide the exhaust gas introduction path in the same housing into two or more exhaust gas introduction paths with different flow characteristics, and
A valve device is provided in one or more of the divided exhaust gas introduction passages, and the valve device is opened and closed according to operating conditions such as engine speed and load, thereby improving the operating efficiency of the exhaust gas turbine. Variable displacement turbochargers have already been proposed.

そして、この種の可変容量ターボ過給機におけ
る排気ガスタービンでは、上記2以上の分割排気
ガス導入路を開閉する弁装置が装備される。
The exhaust gas turbine in this type of variable capacity turbocharger is equipped with a valve device that opens and closes the two or more divided exhaust gas introduction passages.

一方、エンジンの排気側にエキゾーストブレー
キ弁を設けて、その閉鎖時における排気圧により
車両のブレーキ効果を得ることが従来から行なわ
れている。
On the other hand, it has been conventional practice to provide an exhaust brake valve on the exhaust side of the engine and obtain a braking effect on the vehicle by the exhaust pressure when the valve is closed.

〔考案が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention attempts to solve]

ところで、このような従来のエキゾーストブレ
ーキ弁においては、動弁系への悪影響を防止する
ため、その閉鎖時にあつても所要の圧力以上に排
気圧が上昇しないように、エキゾーストブレーキ
弁に小穴をあけている。
By the way, in such conventional exhaust brake valves, in order to prevent adverse effects on the valve train system, a small hole is drilled in the exhaust brake valve so that the exhaust pressure does not rise above the required pressure even when the exhaust brake valve is closed. ing.

このため、エンジンの低回転時には、十分なエ
キゾーストブレーキ効果を得ることのできる排圧
に達しないにもかかわらず、上記の小穴から排気
が漏れ、排圧が下降してエキゾーストブレーキ効
果を十分に得ることができないという不具合があ
つた。
For this reason, when the engine is running at low speeds, even though the exhaust pressure has not reached the level required to obtain a sufficient exhaust braking effect, the exhaust gas leaks from the small hole mentioned above, and the exhaust pressure decreases to obtain a sufficient exhaust braking effect. There was a problem that I couldn't do it.

本考案は、このような問題点の解消をはかろう
とするもので、エキゾーストブレーキ効果をエン
ジンの全回転数域にわたり十分に得られるように
するとともに、通常運転時には排気ガスがタービ
ンハウジング内へスムーズに送られてエンジン運
転状態に応じた過給を行なえるようにした、可変
容量ターボ過給装置を提供することを目的とす
る。
The present invention aims to solve these problems by ensuring that sufficient exhaust braking effect is achieved over the entire engine speed range, and also ensuring that exhaust gas flows smoothly into the turbine housing during normal operation. It is an object of the present invention to provide a variable capacity turbo supercharging device which can perform supercharging according to engine operating conditions by sending the supercharger to the engine.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

このため、本考案の可変容量ターボ過給装置
は、流量特性を異にする2つの排気ガス導入路を
そなえたタービンハウジングと、該タービンハウ
ジングおよび排気マニホールド間に介装される弁
ケーシングと、該弁ケーシング内に設けられ上記
タービンハウジング端部から上記排気マニホール
ド側中間部まで延在するとともに上記排気ガス導
入路に各々連通させる2つの流通路を形成した隔
壁と、上記中間部側の隔壁の縁部に沿つて交叉す
る2つの平面でかつ上記一方の平面が他方の流通
路への排気ガス通路壁となるように形成される上
記2つの平面内にそれぞれ開口を有するように形
成された弁座と、該両弁座を各々開閉するととも
に上記弁ケーシングに各々枢支された2つの揺動
腕を介して排気ガス流通方向下流側に開きかつ
各々上記流通路に沿うように形成された2つの弁
部材と、上記2つの弁部材をそれぞれ開閉させる
弁制御機構と、上記排気マニホールド内の排気圧
を検知する排気圧センサと、上記排気圧センサの
検出信号に基づき上記弁部材の開閉信号を上記弁
制御機構へ出力するコントローラとをそなえ、上
記コントローラは排気ブレーキ作動時、上記排気
圧が所定圧以上を検出した時には、上記2つの弁
部材のいずれか一方を開くよう上記弁制御機構に
信号を送信するとともに上記所定圧以下を検出し
た時には、該2つの弁部材の開閉状態を検知して
開状態の上記弁部材を閉にするように上記弁制御
機構に信号を送信することを特徴としている。
Therefore, the variable capacity turbocharging device of the present invention includes a turbine housing provided with two exhaust gas introduction passages having different flow characteristics, a valve casing interposed between the turbine housing and the exhaust manifold, and a valve casing interposed between the turbine housing and the exhaust manifold. A partition wall provided in the valve casing and extending from the end of the turbine housing to the middle part on the exhaust manifold side and forming two flow passages each communicating with the exhaust gas introduction passage, and an edge of the partition wall on the middle part side. a valve seat formed to have an opening in each of the two planes that intersect along the two planes, and one of the planes is formed as an exhaust gas passage wall to the other flow passage; and two valves, each of which opens and closes the valve seats and opens downstream in the exhaust gas flow direction via two swing arms each pivotally supported on the valve casing, and which are each formed along the flow path. a valve member; a valve control mechanism that opens and closes the two valve members; an exhaust pressure sensor that detects the exhaust pressure in the exhaust manifold; and a controller that outputs output to the valve control mechanism, and the controller sends a signal to the valve control mechanism to open either one of the two valve members when the exhaust pressure is detected to be higher than a predetermined pressure when the exhaust brake is activated. It is characterized by transmitting a signal to the valve control mechanism to detect the open and closed states of the two valve members and to close the valve member that is in the open state when the above-mentioned predetermined pressure or lower is detected. .

〔作用〕[Effect]

上述の構成により、通常運転時には、2個以上
の入口の一部が、弁装置により開閉されるように
なり、弁装置の開放状態において閉鎖状態におい
てもなだらかな排気ガス通路が形成されるととも
に、エキゾーストブレーキを作動させる際には、
弁装置の上流側における排圧が所要圧以上になる
までは閉鎖状態が保たれ、他の動弁系へ悪影響を
及ぼす所要圧以上になつとき、弁装置が開作動さ
れて、弁装置の上流側は所要圧以下の最高圧に保
たれる。
With the above configuration, during normal operation, part of the two or more inlets are opened and closed by the valve device, and a gentle exhaust gas passage is formed even when the valve device is in the open state and in the closed state. When operating the exhaust brake,
The closed state is maintained until the exhaust pressure on the upstream side of the valve device exceeds the required pressure, and when the pressure exceeds the required pressure, which has an adverse effect on other valve systems, the valve device is opened and the upstream side of the valve device is opened. side is maintained at a maximum pressure below the required pressure.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面により本考案の実施例について説明
すると、第1〜5図は本考案の一実施例としての
可変容量ターボ過給装置を示すもので、第1図は
その全体構成を示す模式図、第2図はその作動を
示すフローチヤート、第3〜5図はそれぞれの特
性を示すグラフである。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Figs. 1 to 5 show a variable capacity turbocharger as an embodiment of the invention, and Fig. 1 is a schematic diagram showing its overall configuration; FIG. 2 is a flowchart showing the operation, and FIGS. 3 to 5 are graphs showing the respective characteristics.

第1図に示すように、ターボ過給装置10に、
排気ガスタービン12および排気ガスタービン1
2によつて駆動されるコンプレツサ14が設けら
れている。排気ガスタービン12は、タービンロ
ータ16を収容するタービンハウジング18をそ
なえており、同タービンハウジング18の内部に
は半径方向に延在する隔壁20によつてロータ軸
線方向に区分されたそれぞれ流量特性を異にする
排気ガス導入路すなわちスクロールA,Bが設け
られている。
As shown in FIG. 1, in the turbocharger 10,
Exhaust gas turbine 12 and exhaust gas turbine 1
A compressor 14 is provided which is driven by 2. The exhaust gas turbine 12 includes a turbine housing 18 that accommodates a turbine rotor 16. Inside the turbine housing 18, there are flow rate characteristics divided in the rotor axial direction by partition walls 20 extending in the radial direction. Different exhaust gas introduction passages, namely scrolls A and B, are provided.

また、上記タービンハウジング18の排気ガス
入口22には、後に詳述する弁ケーシング24が
連結され、同弁ケーシング24は更に図示しない
エンジンの排気装置すなわちこの実施例では排気
マニホルド26に連結されている。
Further, a valve casing 24, which will be described in detail later, is connected to the exhaust gas inlet 22 of the turbine housing 18, and the valve casing 24 is further connected to an engine exhaust system (not shown), that is, an exhaust manifold 26 in this embodiment. .

なお、上記排気ガス入口22には、前記隔壁2
0の延長部分によつて区分され上記排気ガス導入
路A,Bのそれぞれに連続する入口22a,22
bが設けられている。
Note that the exhaust gas inlet 22 is provided with the partition wall 2.
Inlets 22a, 22 are separated by an extended portion of 0 and are continuous to the exhaust gas introduction paths A, B, respectively.
b is provided.

次に上記弁ケーシング24は、外形がほぼ箱形
をなし、図面において上方の壁面には、上記排気
マニホルド26に連通する上流開口28が設けら
れ、また下方の壁面には入口22a,22bにそ
れぞれ接続する下流開口30a,30bが設けら
れている。
Next, the valve casing 24 has an approximately box-shaped outer shape, and an upstream opening 28 communicating with the exhaust manifold 26 is provided on the upper wall surface in the drawing, and inlets 22a and 22b are provided on the lower wall surface, respectively. Connecting downstream openings 30a, 30b are provided.

また、上流開口28と下流開口30a,30b
との間には、90度の角度をなしてV字状に交叉す
る二つの平面内にシート面を有する弁座32a,
32bが設けられ、これら弁座の弁開口は、それ
ぞれ弁部材34a,34bによつて開閉される。
Moreover, the upstream opening 28 and the downstream openings 30a, 30b
A valve seat 32a, which has a seat surface in two planes intersecting in a V-shape at a 90 degree angle;
32b are provided, and the valve openings of these valve seats are opened and closed by valve members 34a and 34b, respectively.

弁部材34a,34bはそれぞれその背面に突
軸36a,36bをそなえており、突軸36a,
36bはそれぞれ半径方向に十分な遊隙を存して
揺動腕38a,38bの自由端部に支持され、さ
らに各揺動腕38a,38bの他端は弁ケーシン
グ24の比較的上流側の側壁上に枢支された支持
軸40a,40bに固着されている。そして、弁
ケーシング24は、上記弁部材34a,34bの
取り付け、取り外し、点検等のために、図におい
て左方および右方に開口をそなえており、通常時
これらの開口は着脱自在の蓋42によつて閉鎖さ
れている。
The valve members 34a, 34b have protruding shafts 36a, 36b on their back surfaces, respectively.
36b is supported by the free ends of the swinging arms 38a, 38b with sufficient play in the radial direction, and the other end of each swinging arm 38a, 38b is connected to the relatively upstream side wall of the valve casing 24. It is fixed to support shafts 40a and 40b pivotally supported above. The valve casing 24 has openings on the left and right sides in the figure for attachment, removal, inspection, etc. of the valve members 34a and 34b, and normally these openings are provided with a removable lid 42. It has since been closed.

なお、本実施例では、弁部材34が球面座によ
つて揺動腕38aの自由端部に支持されている
が、必ずしも球面座である必要はなく、平面座に
よつて支持されるようにすることもでき、この場
合には両者間に突軸36aの軸線方向にも適当な
遊隙を与えることが望ましい。
In this embodiment, the valve member 34 is supported on the free end of the swinging arm 38a by a spherical seat, but it does not necessarily have to be a spherical seat, and may be supported by a flat seat. In this case, it is desirable to provide an appropriate clearance between the two in the axial direction of the protruding shaft 36a.

また、上記の上流開口28、弁座32aの弁開
口、同弁開口から下流の入口22a,22bに至
る排気ガス導入路の断面形状は、四隅を丸めた長
方形、長円形、楕円、円形のいずれでもよく、ま
たこれらの組み合わせでもよい。さらに、弁部材
34の形状は、上記弁座32aの弁開口の形状と
大体相似の形状であることが望ましい。
The cross-sectional shape of the upstream opening 28, the valve opening of the valve seat 32a, and the exhaust gas introduction passage from the valve opening to the downstream inlets 22a and 22b may be any of a rectangle with rounded corners, an oval, an ellipse, and a circle. Alternatively, a combination of these may be used. Furthermore, it is desirable that the shape of the valve member 34 is approximately similar to the shape of the valve opening of the valve seat 32a.

そして、揺動腕38aには、弁制御機構Cが付
設されている。
A valve control mechanism C is attached to the swing arm 38a.

弁制御機構Cは、アクチユエータ50と、アク
チユエータ50に作動圧を供給する流体圧源51
とにより構成されている。
The valve control mechanism C includes an actuator 50 and a fluid pressure source 51 that supplies operating pressure to the actuator 50.
It is composed of.

また、アクチユエータ50には、弁制御機構C
のフイードバツク制御を行なうべく、排気マニホ
ルド26内に装備された排気圧センサ53に接続
されたコントローラ52が付設されている。
The actuator 50 also includes a valve control mechanism C.
A controller 52 is provided which is connected to an exhaust pressure sensor 53 installed in the exhaust manifold 26 for feedback control.

なお、揺動腕38bにも上述の弁制御機構Cと
同様にアクチユエータ、流体圧源とにより構成さ
れる弁制御機構(図示せず)が付設されていて、
それにはコントローラ52が付設されている。
Note that the swing arm 38b is also provided with a valve control mechanism (not shown) composed of an actuator and a fluid pressure source, similar to the above-mentioned valve control mechanism C.
A controller 52 is attached to it.

コントローラ52は、第2図に示すフローチヤ
ートの作動を行ない得るように構成されている。
The controller 52 is configured to perform the operations shown in the flow chart shown in FIG.

すなわち、このようなコントローラ52から出
力された弁装置の開閉信号にもとづきアクチユエ
ータ50が作動し揺動腕38aが駆動されて、弁
部材34aが開閉され、弁部材34aの上流側で
ある排気マニホルド26内が所要の圧力Peo以下
の最大圧に保持されるようになつている。
That is, the actuator 50 is actuated based on the opening/closing signal of the valve device outputted from the controller 52, the swinging arm 38a is driven, the valve member 34a is opened and closed, and the exhaust manifold 26 on the upstream side of the valve member 34a is opened and closed. The internal pressure is maintained at the maximum pressure below the required pressure Peo.

本考案の一実施例としての可変容量ターボ過給
装置は、上述のごとく構成されているので、エン
ジンの低速、高負荷運転時(第4図のB1領域)
には、弁部材34aが閉鎖され且つ弁部材34b
は開かれて、排気マニホルド26からの排気ガス
が、上流開口28、弁座32bの弁開口、対応す
る下流開口30b、タービンハウジングの入口2
2bから排気ガス導入路Bを通つてタービンロー
タ16の羽根に作用し、第5図のB1で示す流量
特性により、排気ガスタービン12を効率的に運
転する。この状態で、開いている弁部材34bが
隔壁44と協働して弁座32bから下流側の弁ケ
ーシング24内において、大体なだらかに屈曲し
た抵抗の少ない排気ガス導入路を形成し、一方、
弁座32bを含む平面と約90度の角度をなして交
わる平面内に含まれている弁座32aに着座して
いる弁部材34aが、上記弁座32bより上流側
の導入路壁の一部を構成してなだらかな抵抗の少
ない排気導入路を形成する。
Since the variable capacity turbocharger as an embodiment of the present invention is configured as described above, it is possible to operate the engine at low speed and high load (region B1 in Fig. 4).
, valve member 34a is closed and valve member 34b is closed.
is opened to allow exhaust gas from the exhaust manifold 26 to pass through the upstream opening 28, the valve opening in the valve seat 32b, the corresponding downstream opening 30b, and the inlet 2 of the turbine housing.
2b passes through the exhaust gas introduction path B and acts on the blades of the turbine rotor 16, and the exhaust gas turbine 12 is operated efficiently due to the flow rate characteristics shown by B1 in FIG. In this state, the open valve member 34b cooperates with the partition wall 44 to form a generally gently curved exhaust gas introduction path with low resistance within the valve casing 24 on the downstream side from the valve seat 32b;
The valve member 34a seated on the valve seat 32a, which is included in a plane that intersects the plane containing the valve seat 32b at an angle of approximately 90 degrees, is a part of the introduction passage wall upstream from the valve seat 32b. to form a gentle exhaust introduction path with low resistance.

また、エンジンが高速、高負荷状態(第4図の
B2領域)で運転しているときは、弁部材34a
が開き弁部材34bで閉じられて、上記と全く同
様の態様で、流量特性が大きい排気ガス導入路A
からタービンロータ16に排気ガスが供給され
る。すなわち、流量特性B2により運転される。
Also, the engine is in a high speed, high load state (see Figure 4).
When operating in B2 area), the valve member 34a
is opened and closed by the valve member 34b, and in exactly the same manner as described above, the exhaust gas introduction path A has a large flow rate characteristic.
Exhaust gas is supplied to the turbine rotor 16 from. That is, it is operated with flow rate characteristic B2 .

この場合にも、図示のとおり、弁ケーシング2
4内で隔壁44の両側にほぼ対称的に弁座および
排気ガス導入路が形成されていることから、上記
と全く同様に流通抵抗が小さいなだらかな導入路
が形成されることとなる。
In this case as well, as shown, the valve casing 2
Since the valve seat and the exhaust gas introduction path are formed almost symmetrically on both sides of the partition wall 44 in the exhaust gas chamber 4, a gentle introduction path with low flow resistance is formed in exactly the same manner as described above.

さらに、エンジンの低負荷運転時(第4図の
B3領域)には、その回転数の如何にかかわりな
く上記二つの弁部材34a,34bがともに開か
れ、上流開口28から弁ケーシング24内に流入
した排気ガスは、中央の隔壁44によつて左右に
分割された導入路を通り、下流開口30a,30
bからそれぞれタービンハウジングの入口22
a,22bに流入し、排気ガス導入路A,Bの両
方から流量特性B3によりタービンロータ16に
供給される。
Furthermore, when the engine is operating at low load (see Figure 4),
In region B3 ), the two valve members 34a and 34b are both opened regardless of the rotation speed, and the exhaust gas flowing into the valve casing 24 from the upstream opening 28 is blocked by the central partition wall 44. The downstream openings 30a, 30 pass through the introduction path divided into left and right sides.
b respectively to the inlet 22 of the turbine housing.
a, 22b, and is supplied to the turbine rotor 16 from both exhaust gas introduction paths A and B according to the flow rate characteristic B3 .

この場合にも開かれた弁部材34a,34bが
上記隔壁44と協働して排気ガス導入路の一側壁
としての役目を果たすこととなる。
In this case as well, the opened valve members 34a and 34b cooperate with the partition wall 44 to serve as one side wall of the exhaust gas introduction path.

上述したように、ターボ過給機の排気ガスター
ビンとエンジンの排気装置例えば排気マニホルド
との間に、弁座および弁部材を特殊な態様で配置
することによつて、エンジンの運転状態に応じそ
の排気ガスを適切な、そして流通抵抗が小さい選
択された導入路を経て排気ガスタービンに供給す
ることができる。
As mentioned above, by arranging the valve seat and valve member in a special manner between the exhaust gas turbine of the turbocharger and the engine exhaust system, such as the exhaust manifold, the valve seat and valve member can be arranged in a special manner depending on the operating state of the engine. The exhaust gas can be supplied to the exhaust gas turbine via a suitable and selected introduction path with low flow resistance.

一方、エンジンに、エキゾーストブレーキを作
動させる場合には、第2図のステツブS1に示す
ように、エキゾーストブレーキスイツチ(図示せ
ず)をON状態にする。
On the other hand, when operating the exhaust brake on the engine, the exhaust brake switch (not shown) is turned on as shown in step S1 in FIG.

これにより、コントローラ52においてステツ
プS2が実行され、弁部材34aおよび34bが
全閉状態となるようにアクチユエータ50が駆動
される。なおこの実施例では、エキーストブレー
キの作動時、弁部材34bは全閉状態に保持され
る。
As a result, step S2 is executed in the controller 52, and the actuator 50 is driven so that the valve members 34a and 34b are fully closed. In this embodiment, the valve member 34b is maintained in a fully closed state when the exhaust brake is activated.

ついで、ステツプS3が実行されて、排気マニ
ホルド26内の排気圧Peが排気圧センサ53に
より検出され、コントローラ52に伝達される。
Next, step S3 is executed, and the exhaust pressure Pe in the exhaust manifold 26 is detected by the exhaust pressure sensor 53 and transmitted to the controller 52.

コントローラ52においては、排気圧Peが、
コントローラ52内にあらかじめ設定されている
所要の圧力Peo以下であるかどうかを判断され、
イエスの場合はステツプS5が実行される。
In the controller 52, the exhaust pressure Pe is
It is determined whether the pressure is below the required pressure Peo set in advance in the controller 52,
If yes, step S5 is executed.

ステツプS5においては、弁部材34aが閉じ
ているかどうかが判断され、イエスの場合そのま
まの状態が保持される。
In step S5, it is determined whether the valve member 34a is closed, and if YES, the state is maintained.

また、ノーの場合は、アクチユエータ50を作
動させて弁部材34aを閉作動させ、この後、ス
テツプS3からステツプS6が繰り返される。
If the answer is NO, the actuator 50 is operated to close the valve member 34a, and then steps S3 to S6 are repeated.

一方、ステツプS4において、排気マニホルド
26の排気圧Peが圧力Peoより大きいと判断され
た場合には、ノールートをとり、ステツプS7が
実行されて、アクチユエータ50を作動させるこ
とにより、弁部材34aを開作動させることが行
なわれる。
On the other hand, if it is determined in step S4 that the exhaust pressure Pe of the exhaust manifold 26 is greater than the pressure Peo, the no route is taken, step S7 is executed, and the actuator 50 is actuated to open the valve member 34a. Activation is performed.

このように、排気圧Peが圧力Peo以下になるま
で、ステツプS4、ステツプS7、ステツプS3
が繰り返され、排気圧Peが圧力Peo以下になるよ
うに弁部材34aの開度が調整される。
In this way, steps S4, S7, and S3 are repeated until the exhaust pressure Pe becomes less than or equal to the pressure Peo.
is repeated, and the opening degree of the valve member 34a is adjusted so that the exhaust pressure Pe becomes equal to or less than the pressure Peo.

このようにして、以下のようなエキゾーストブ
レーキ効果が得られる。
In this way, the following exhaust braking effect can be obtained.

すなわち、エンジンが低回転域で運転されてい
る場合、排気圧Peが動弁系に悪影響を及ぼす所
要の圧力以上に達しないため、弁部材34aがア
クチユエータ50内のエア圧に抗して開作動する
ことがなく、排気圧Peが完全にシールされて、
その回転速度における最高の排気圧Peによるブ
レーキ効果が得られる。
That is, when the engine is operated in a low rotation range, the exhaust pressure Pe does not reach the required pressure that adversely affects the valve train, so the valve member 34a opens against the air pressure in the actuator 50. The exhaust pressure Pe is completely sealed without any
A braking effect can be obtained by the highest exhaust pressure Pe at that rotation speed.

また、エンジンが、中高回転域で運転されてい
る場合において、弁部材34a,34bの閉作動
の結果、排気圧Peが所要の圧力Peo以上になつた
場合、弁部材34aは、コントローラ52の指示
信号にもとづきアクチユエータ50内のエア圧に
抗して開作動される。
Further, when the engine is operated in a medium to high speed range, if the exhaust pressure Pe becomes equal to or higher than the required pressure Peo as a result of the closing operation of the valve members 34a and 34b, the valve member 34a Based on the signal, the actuator 50 is opened against the air pressure inside it.

そして、ステツプS3からステツプS7に至る
フイードバツク制御により、アクチユエータ50
による押圧力と排気圧Peとが釣合う位置に弁部
材34aは開かれ、排気マニホルド26内の排気
圧Peは圧力Peoに保持される。
Then, by feedback control from step S3 to step S7, the actuator 50
The valve member 34a is opened at a position where the pressing force and the exhaust pressure Pe are balanced, and the exhaust pressure Pe in the exhaust manifold 26 is maintained at the pressure Peo.

すなわち、第3図において、点線で示すよう
に、従来は、エキゾーストブレーキ効果を得るこ
とのできる排気圧Peが、エンジン回転速度にし
たがい変化し、エンジン回転速度が高いときに所
要の圧力Peoを得られるように小穴もエキゾース
トブレーキにあけられていたため、エンジン回転
速度が低いときには、著しく排気圧Peが低下す
る特性を有していた。
That is, as shown by the dotted line in Fig. 3, conventionally, the exhaust pressure Pe at which the exhaust braking effect can be obtained changes according to the engine rotation speed, and it is difficult to obtain the required pressure Peo when the engine rotation speed is high. Because a small hole was also drilled in the exhaust brake to ensure this, the exhaust pressure Pe significantly decreased when the engine speed was low.

しかしながら、本実施例の装置によれば、排気
マニホルド26内の排気圧Peが所要の圧力Peo以
下のときには閉状態が保たれ、排気圧Peが所要
の圧力Peo以上になつたときには、PeをPeoとす
るようにコントローラ52を介し弁部材34aの
開度が自動調整されるため、エンジン回転速度に
かかわらず、所要の圧力Peoを限度としてそのエ
ンジン回転速度における最高の排気圧Peがエキ
ゾーストブレーキの排気圧Peとして作用する。
However, according to the device of this embodiment, when the exhaust pressure Pe in the exhaust manifold 26 is below the required pressure Peo, the closed state is maintained, and when the exhaust pressure Pe exceeds the required pressure Peo, Pe is Since the opening degree of the valve member 34a is automatically adjusted via the controller 52 as shown in FIG. Acts as atmospheric pressure Pe.

すなわち、エンジン回転数全域にわたり、十分
なエキゾーストブレーキ効果が得られるのであ
る。
In other words, a sufficient exhaust braking effect can be obtained over the entire engine speed range.

このようにして、ターボ過給装置10により、
効率のよい過給が行なわれるとともに、エキゾー
ストブレーキ効果も適確に得られるようになる。
In this way, the turbocharger 10 allows
Not only is efficient supercharging performed, but the exhaust braking effect can also be properly achieved.

なお、弁座32は、大体鉛直面に対し、45度の
角度で交叉する面(必ずしも平面でなくてもよ
い)内に配置されることが最も好ましいが、その
角度は約30度から60度まで幅広く変更することが
可能であり、概ね同様の効果が得られる。
The valve seat 32 is most preferably arranged in a plane (not necessarily a plane) that intersects the vertical plane at an angle of 45 degrees, but the angle is approximately 30 degrees to 60 degrees. It is possible to make a wide range of changes, and generally the same effect can be obtained.

さらに本考案の応用例として、排気ガスタービ
ンハウジング内に実施例における導入路A,Bの
他に第3の排気ガス導入路を設けることができ、
この場合第3導入路は弁を有しない導入路とする
こともできるし、上記弁部材34,34とは別の
第3の弁によつて開閉されるようにすることもで
きる。
Further, as an application example of the present invention, a third exhaust gas introduction path can be provided in the exhaust gas turbine housing in addition to the introduction paths A and B in the embodiment,
In this case, the third introduction passage may be an introduction passage without a valve, or may be opened and closed by a third valve separate from the valve members 34, 34.

〔考案の効果〕[Effect of idea]

以上詳述したように、本考案の可変容量ターボ
過給装置では、弁座に着座したときに弁部材がそ
れぞれ他方の流通路に沿うように配設されかつ弁
座を開にしたときに弁部材が開側の流通路に沿う
ように配設されるため、閉状態時の同弁部材は他
方の流通路へ流通する排気ガスの抵抗になり難
く、また開状態の上記弁部材が開側流通路へ流通
する排気ガスの抵抗になり難く、その結果排気ガ
スがタービンハウジング内へスムーズに送られ機
関の出力を向上することができるという効果が奏
される。
As described in detail above, in the variable displacement turbocharging device of the present invention, the valve members are arranged so as to follow the flow path of the other when seated on the valve seat, and when the valve seat is opened, the valve members Since the valve member is arranged along the flow path on the open side, the same valve member in the closed state is less likely to create resistance to the exhaust gas flowing to the other flow path, and the valve member in the open state is arranged along the flow path on the open side. This is less likely to create resistance to the exhaust gas flowing into the flow path, and as a result, the exhaust gas is smoothly sent into the turbine housing, resulting in the effect that the output of the engine can be improved.

また弁部材は揺動腕に揺動されるスウイング式
であるため、弁部材が開いた際、同弁部材は開口
を全くふさがず、排気ガスはスムーズに開口を通
過し、タービンハウジングに送られ、機関の出力
が向上する効果が奏される。
In addition, since the valve member is a swing type that is swung by a swinging arm, when the valve member opens, it does not block the opening at all, and the exhaust gas smoothly passes through the opening and is sent to the turbine housing. , the effect of improving the output of the engine is achieved.

さらに弁部材が揺動腕により揺動されて同弁部
材が開口まわりの弁座に当接することで開口を閉
にするスウイング式の弁装置であるため、当接面
積が大きいことから弁部材の摩耗が少なく、弁部
材の耐久性が向上するという効果が奏される。
Furthermore, since it is a swing-type valve device in which the valve member is swung by a swinging arm and closes the opening by contacting the valve seat around the opening, the contact area is large, so the valve member The effect is that there is less wear and the durability of the valve member is improved.

さらにまた、エキゾーストブレーキを作動させ
る場合には、エンジンの回転速度にかかわらず、
排気圧が動弁系に悪影響を与える前の所定圧をコ
ントローラにより検出して弁部材を開動させてい
るため、排気弁が急激な高圧力により押し開けら
れることが少なく、排気圧が十分にエキゾースト
ブレーキに利用されるとともにエンジンの耐久性
が向上しかつ吸気系の騒音を防止できるという効
果が奏され。
Furthermore, when operating the exhaust brake, regardless of the engine speed,
Since the controller detects a predetermined pressure before the exhaust pressure adversely affects the valve train system and opens the valve member, the exhaust valve is less likely to be pushed open by sudden high pressure, and the exhaust pressure is sufficient to exhaust the exhaust valve. It is used for brakes, improves engine durability, and prevents noise from the intake system.

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

第1〜5図は本考案の一実施例としての可変容
量ターボ過給装置を示すもので、第1図はその全
体構成を示す模式図、第2図はその作動を示すフ
ローチヤート、第3〜5図はそれぞれの特性を示
すグラフである。 10……ターボ過給装置、12……排気ガスタ
ービン、14……コンプレツサ、16……タービ
ンロータ、18……タービンハウジング、20…
…隔壁、22……排気ガス入口、22a,22b
……入口、24……弁ケーシング、26……排気
マニホルド、28……上流開口、30a,30b
……下流開口、32a,32b……弁座、34
a,34b……弁部材、36a,36b……突
軸、38a,38b……揺動腕、40a,40b
……支持軸、42……蓋、44……隔壁、50…
…アクチユエータ、50a……リターンスプリン
グ、51……流体圧源、52……コントローラ、
53……排気圧センサ、A,B……排気ガス導入
路、C……弁制御機構、Pe……排気圧、Peo……
…圧力、S1〜S7……ステツプ、V……弁装
置。
Figures 1 to 5 show a variable capacity turbocharger as an embodiment of the present invention. Figure 1 is a schematic diagram showing its overall configuration, Figure 2 is a flow chart showing its operation, and Figure 3 is a flowchart showing its operation. Figures 5 to 5 are graphs showing the respective characteristics. 10... Turbo supercharger, 12... Exhaust gas turbine, 14... Compressor, 16... Turbine rotor, 18... Turbine housing, 20...
...Partition wall, 22...Exhaust gas inlet, 22a, 22b
...Inlet, 24...Valve casing, 26...Exhaust manifold, 28...Upstream opening, 30a, 30b
...Downstream opening, 32a, 32b...Valve seat, 34
a, 34b... Valve member, 36a, 36b... Protruding shaft, 38a, 38b... Swinging arm, 40a, 40b
... Support shaft, 42 ... Lid, 44 ... Partition wall, 50 ...
... actuator, 50a ... return spring, 51 ... fluid pressure source, 52 ... controller,
53...Exhaust pressure sensor, A, B...Exhaust gas introduction path, C...Valve control mechanism, Pe...Exhaust pressure, Peo...
...Pressure, S1-S7...Step, V...Valve device.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 流量特性を異にする2つの排気ガス導入路をそ
なえたタービンハウジングと、該タービンハウジ
ングおよび排気マニホールド間に介装される弁ケ
ーシングと、該弁ケーシング内に設けられ上記タ
ービンハウジング端部から上記排気マニホールド
側中間部まで延在するとともに上記排気ガス導入
路に各々連通させる2つの流通路を形成した隔壁
と、上記中間部側の隔壁の縁部に沿つて交叉する
2つの平面でかつ上記一方の平面が他方の流通路
への排気ガス通路壁となるように形成される上記
2つの平面内にそれぞれ開口を有するように形成
された弁座と、該両弁座を各々開閉するとともに
上記弁ケーシングに各々枢支された2つの揺動腕
を介して排気ガス流通方向下流側に開きかつ各々
上記流通路に沿うように形成された2つの弁部材
と、上記2つの弁部材をそれぞれ開閉させる弁制
御機構と、上記排気マニホールド内の排気圧を検
知する排気圧センサと、上記排気圧センサの検出
信号に基づき上記弁部材の開閉信号を上記弁制御
機構へ出力するコントローラとをそなえ、上記コ
ントローラは排気ブレーキ作動時、上記排気圧が
所定圧以上を検出した時には、上記2つの弁部材
のいずれか一方を開くよう上記弁制御機構に信号
を送信するとともに上記所定圧以下を検出した時
には、該2つの弁部材の開閉状態を検知して開状
態の上記弁部材を閉にするように上記弁制御機構
に信号を送信することを特徴とする、可変容量タ
ーボ過給装置。
a turbine housing provided with two exhaust gas introduction passages having different flow characteristics; a valve casing interposed between the turbine housing and the exhaust manifold; A partition wall extending to the middle part on the manifold side and forming two flow passages each communicating with the exhaust gas introduction passage, and two planes intersecting along the edge of the partition wall on the middle part side and one of the above-mentioned planes. A valve seat formed to have openings in each of the two planes, the plane of which is formed as an exhaust gas passage wall to the other flow passage, and the valve casing that opens and closes both valve seats, respectively. two valve members that open downstream in the exhaust gas flow direction and are each formed along the flow path through two swinging arms that are each pivotally supported by the valve; and a valve that opens and closes the two valve members, respectively. The controller includes a control mechanism, an exhaust pressure sensor that detects exhaust pressure in the exhaust manifold, and a controller that outputs an opening/closing signal for the valve member to the valve control mechanism based on a detection signal of the exhaust pressure sensor. When the exhaust brake is activated, when the exhaust pressure is detected to be above a predetermined pressure, a signal is sent to the valve control mechanism to open either one of the two valve members, and when the exhaust pressure is detected to be below the predetermined pressure, the two valve members are sent to the valve control mechanism. A variable displacement turbo supercharging device, characterized in that the open/close state of two valve members is detected and a signal is sent to the valve control mechanism to close the open valve member.
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US06/801,698 US4719757A (en) 1984-03-15 1985-03-15 Variable-volume turbocharger
PCT/JP1985/000129 WO1993013304A1 (en) 1984-03-15 1985-03-15 Variable capacity turbo-supercharger
US07/079,122 US4825523A (en) 1984-03-15 1987-07-27 Method for manufacturing a housing
US07/079,121 US4794758A (en) 1984-03-15 1987-07-27 Method of controlling a turbocharger

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