JPH053715Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は可変容量ターボ過給機の冷却装置に係
り、特に可動ノズルベーンの作動用リンク機構を
過給後の圧縮空気で冷却させるようにしたものに
おいて、その過給空気の供給を機関の運転状態に
応じて制御するようにした可変容量ターボ過給機
の冷却装置に関する。

［従来の技術］ 可変容量ターボ過給機としては、第５図と第６
図とに示すように、タービンハウジング１内にそ
のノズル口２に沿つて複数の可動ノズルベーン３
を設け、それの翼角度をリンク機構４によつて可
変制御できるようにしたものが知られている。こ
のリンク機構４は、タービンハウジング１を貫通
してこれに回転自在に軸支される各ノズルベーン
３の回転軸５の端部にその翼角度を可変制御させ
るための制御レバー６を放射状に配設し、それら
の外側に各制御レバー６に係合してその各制御レ
バー６を上記回転軸５廻りに一様に回動させるた
めの駆動リング７を設け、更にこの駆動リング７
に係合させてこれを周方向に沿つて回転させるた
の駆動レバー８を設けてなるもので、これらから
なるリンク機構４はタービンハウジング１の側方
に設けられたケース９内に収容されると共に駆動
レバー８はケース９外でアクチユエータ（図示せ
ず）に接続されるようになつている。

また、第５図に示すようにケース９には実開昭
59−192630号公報の「可変容量ターボ過給機」等
に示されるように、リンク機構４の排熱の影響に
よる固着を防止するための冷却装置１０が設けら
れている。この冷却装置１０は、可変容量ターボ
過給機で圧縮した後の圧縮空気の一部を冷却用空
気としてケース９内に導入するもので、ターボ過
給機のブロワ（図示せず）下流側の吸気管（図示
せず）と上記ケース９とを枝管１１で連通させ、
かつケース９内とタービン１２の排出口１３側と
を連通孔１４で結んで、ブロワで過給した後の圧
縮空気をケース９内に流して、上記リンク機構４
の冷却を図つている。

［考案が解決しようとする問題点］ ところで、上記従来の冷却装置１０の場合、ケ
ース９内には常時吸気管内の圧縮空気を供給して
いるが、リンク機構４が冷却を必要とするのは高
負荷運転時等のように排気ガス温度が所定値を超
えたときである。このため従来の冷却装置１０で
は、吸気管内の圧縮空気を無駄に消費してしまう
問題があり、またこのことは特に低負荷・低回転
運転時のように十分な過給圧が得られない場合に
おいて、機関の排気ガス中のスモーク濃度の上昇
を助長させてしまう要因となつていた。

本考案は上記の問題点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、吸気管内の圧縮空気の無駄な
消費を防止することができる可変容量ターボ過給
機の冷却装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は上記の目的を達成するために、可変容
量ターボ過給機の作動用リンク機構を収容するケ
ースと、該ケースに接続され過給機のブロワ部で
圧縮された圧縮空気の一部を導く導入路と、該導
入路にこれを開閉すべく設けられた開閉機構と、
過給機のタービン部に流入する排気ガス温度およ
びエンジン回転数を検出するセンサと、該センサ
から得られる排気ガス温度が所定温度以上で且つ
エンジン回転数が設定回転数以上のときのみ上記
開閉機構を開く制御器とを備えて構成されてい
る。

［作用］ 上記構成によれば、センサで検出された排気ガ
ス温度が所定温度以上で且つエンジン回転数が設
定回転数以上のときのみ、制御器が導入路の開閉
機構を開放して過給後の圧縮空気の一部をケース
内に供給し、作動用リンク機構を空気冷却する。

すなわち、タービン部に流入する排気ガス温度
が作動用リンク機構を冷却する必要の生じる高温
域にあるとき吸気管内の圧縮空気を冷却空気とし
てリンク機構のケース内に供給することができ、
さらにスモークの悪化を生じる虞れのある低速回
転域では吸気管からの圧縮空気の取り出しを停止
できるので、スモークの悪化と圧縮空気の無駄な
消費とを可及的に防止できる。

［実施例］ 以下に本考案に係る可変容量ターボ過給機の冷
却装置の好適一実施例を添付図面に基づき詳述す
る。

第１図において、２１は内燃機関であり、２２
はその吸気管、２３は排気管である。吸気管２２
と排気管２３とには、それらに掛け渡されて可変
容量ターボ過給機２４が装着されている。この可
変容量ターボ過給機２４には第４図及び第５図に
て説明した従来のものが採用されており、タービ
ンハウジング１の側方に設けられて可動ノズルベ
ーン３の作動用リンク機構４を収容するケース９
には、このケース９内に、ブロワ側２５で過給さ
れた後の吸気管２２内の圧縮空気を上記リンク機
構４の冷却用空気として供給する冷却装置２６が
設けられている。

冷却装置２６は、吸気管２２と上記ケース９と
を接続して吸気管２２内の圧縮空気の一部をケー
ス９内に導く枝管１１と、この枝管１１によつて
形成される圧縮空気の導入路１１ａを開閉する開
閉機構２７とからなる。開閉機構２７は具体的に
は枝管１１に介設された電磁弁２８と、この電磁
弁２８の開閉作動を機関２１の運転状態に応じて
作動制御する制御器２９とからなり、この制御器
２９には機関２１の運転状態を検出するための機
関負荷センサ３０と回転数センサ３１とが接続さ
れている。また制御器２９には第２図に示すよう
な機関負荷Ｌと回転数Ｎとの関係でなるリンク機
構４の要冷却領域Ａが予めマツプとして記憶され
ており、制御器２９は負荷センサ３０と回転数セ
ンサ３１とからの入力値La，Naが上記要冷却領
域Ａ内にあると、電磁弁２８を開放させてケース
９内に圧縮空気を供給し、要冷却領域Ａ外にある
場合には電磁弁２８を閉塞させて圧縮空気の供給
を停止させるようになつている。

また上記マツプの要冷却領域Ａは、機関２１か
らの排気ガス温度がリンク機構４を冷却する必要
を生じさせる下限の温度（例えば500℃）になる
ときの機関負荷Ｌと回転数Ｎとの関係を示す線分
イと、全負荷時（アクセル全開時）の機関負荷Ｌ
と回転数Ｎとの関係を示す線分ロ、及び圧縮空気
の供給を停止させるための機関の最低回転数
Nminを示す線分ハとで囲まれて設定される。

具体的にこの設定条件をある特定の内燃機関を
例にして説明すると、第３図に示すようになる。
つまり、この第３図のグラフは、横軸に機関回転
速度の百分率（許容最高回転数が100）をとり、
縦軸に筒内平均圧力Pme（負荷Ｌに相当する）と
車両走行時における機関の使用回転速度頻度とを
とつているが、このグラフ中の線分ａ，ｂ，ｃが
それぞれ第２図のマツプのイ，ロ，ハに対応して
いる。

即ち、リンク機構４が高熱によつて固着してし
まう虞れが生じるのは、排気温度が500℃以上と
なるときで、グラフ中の線分ａ以上（全負荷時性
能を示す線分ｂ以下）の領域となる。一方、グラ
フ中の破線ｄは、吸気管２２内から圧縮空気の一
部を取り出して冷却空気として消費してしまう
と、排気ガス中のスモーク濃度が４（単位；ボツ
シユ）以上になつてしまう許容限界ラインを示し
ており、この許容限界ラインの左側では吸気管２
２内から圧縮空気を取出すことは好ましくないこ
とを示している。他方、グラフ中の下部に示され
る線分ｅは車両走行中における機関運転速度の使
用頻度（％）を示しており、この線分ｅで囲まれ
た総面積分がいわば全走行時間の総和となつてい
る。

従つて、この特定の内燃機関の場合では、圧縮
空気の供給を許容する機関の最低回転数Nmin
（線分ｃで表わしている）をその機関の最高許容
回転数Nmaxの45％に設定し、この最低回転数
Nminを上廻り、かつ負荷と回転数との関係を示
す線分ａ以上となる機関の運転状態の領域を要冷
却領域Ａとしてマツプに記憶させておけば、低速
運転時におけるスモークの悪化を防止しつつその
全走行時間の略90％以上において、必要に応じて
リンク機構４を冷却でき、かつ圧縮空気の無駄な
消費を可及的に抑えられるようになる。

また、本実施例の冷却装置の制御をフローチヤ
ートに示すと第４図に示すようになる。図示する
ように、イグニツシヨンがONされると、先ずイ
ニシヤル設定として、電磁弁２８がOFFされて
導入路１１ａは閉塞されると共にリンク機構４の
要冷却領域Ａのマツプが読み込まれる。次に機関
が始動されると、負荷センサ３０及び回転数セン
サ３１とで検出した機関運転状態の実負荷Laと
実回転数Naとが読込まれ、その実負荷Laと実回
転数Naとが要冷却領域Ａ内にあるか否かが判断
される。

実負荷Laと実回転数Naとが要冷却領域Ａ内に
あれば電磁弁２８はONされ、吸気管２２内の圧
縮空気の一部が開放された導入路１１ａを通じて
ケース９内に供給されてリンク機構４が冷却され
る。また要冷却領域Ａ外にあれば電磁弁２８は
OFFされ、導入路１１ａが閉塞されて吸気管２
２内からケース９内への圧縮空気の供給は停止さ
れる。

爾後、機関が停止されたか否かが判断され、機
関が継続して運転されている場合には、実負荷の
読込み段の上段に戻されて新たに読込まれる実負
荷と実回転数とに応じて、機関が停止されるまで
上記の制御が繰返して行なわれる。

尚、本実施例では機関の負荷と回転数との運転
状態から排気ガスの温度を間接的に検知して電磁
弁２８の開閉作動を制御するようにしているが、
タービン入口側の排気ガス温度を温度センサで直
接検知して電磁弁２８を開閉作動制御するように
しても良い。但しこの場合にも機関回転数Naが
設定した最低回転数Nminを下廻るときには、検
知した排気ガス温度の値に関わらず電磁弁２８は
OFFにして導入路１１ａは閉塞させるようにす
る。

また、吸気管２２にはインタークーラ（図示せ
ず）を介設しても良く、この場合には枝管１１は
そのインタークーラよりも下流側に接続する。

［考案の効果］ 以上要するに本考案によれば、機関の運転状態
に応じてその排気ガスの温度が可変容量ターボ過
給機の作動用リンク機構部を冷却する必要の生じ
る高温域にあるときに、吸気管内から圧縮空気を
冷却空気としてリンク機構のケース内に供給する
ことができ、かつスモークの悪化を生じる虞れの
ある低速回転域では吸気管内からの圧縮空気の取
出しを停止することができるので、スモークの悪
化と圧縮空気の無駄な消費とを可及的に防止しつ
つ有効に可変容量ターボ過給機の作動用リンク機
構を冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の好適一実施例を示す概略構成
図、第２図は制御器に記憶される要冷却領域のマ
ツプを示す図、第３図はマツプとして記憶される
要冷却領域の設定条件の一例を説明するためのグ
ラフ、第４図は実施例の制御を説明するフローチ
ヤート図、第５図と第６図は本実施例にも採用さ
れている従来からの可変容量ターボ過給機の作動
用リンク機構部を示す図である。 図中、４は作動用リンク機構、９はケース、１
１は枝管、１１ａは導入路、２２は吸気管、２４
は可変容量ターボ過給機、２７は開閉機構、２８
は電磁弁、２９は制御器である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 可変容量ターボ過給機の作動用リンク機構を収
   容するケースと、該ケースに接続され過給機のブ
   ロワ部で圧縮された圧縮空気の一部を導く導入路
   と、該導入路にこれを開閉すべく設けられた開閉
   機構と、過給機のタービン部に流入する排気ガス
   温度およびエンジン回転数を検出するセンサと、
   該センサから得られる排気ガス温度が所定温度以
   上で且つエンジン回転数が設定回転数以上のとき
   のみ上記開閉機構を開く制御器とを備えたことを
   特徴とする可変容量ターボ過給機の冷却装置。