JPH0683924U - バリアブルノズルターボ付エンジンの構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンプレッサホイールのオーバースピンによ
る破損の防止を目的とする。 【構成】 ブースト圧を検知するブーストセンサ（８）
を備え、ブースト圧が上昇したときにリリーフ弁（９）
が開く制御装置（１２）を有し、エキゾースト排気マニ
フォルド（６）にタービン（１）をバイパスするバイパ
ス管（１０）を設け、そのバイパス管（１０）にバイパ
スバルブ（１１）を設け、前記制御装置（１２）は前記
リリーフ弁（９）が開いたときに前記バイパスバルブ
（１１）を開く機能を有している。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、バリアブルノズルターボ付エンジンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

バリアブルノズルターボの利点は、全ての走行時に必要なブースト圧を得られ るが、反面欠点としてエンジン回転数に対するターボチャージャの追従性が良い ために、ブースト圧が高くなった時にこれを大気に開放すると、タービンの回転 が急に上昇し、ノズル開度を制御するＣＰＵは追従しきれずそのためにコンプレ ッサホイールの破損の原因となる場合がある。

【０００３】 従来例として、ブースト圧が高くなった時にサージング防止としてこれを大気 に開放するバルブをエアインテークダクトに設けた例としては、本出願人による 実願平５−１０６７６号公報が知られている。

【０００４】 また、エンジンの高回転域でのターボチャージャの回転を押さえブースト圧の 異常上昇を抑制するものとして、エキゾーストマニフォルドにタービンをバイパ スするバイパス管を設け、そのバイパス管にバイパスバルブを設けた公知例とし ては、本出願人による実開昭６１−５３３４号公報がある。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、コンプレッサホイールのオーバースピンによる破損の防止を目的と する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案によれば、ブースト圧を検知するブーストセンサを備え、ブースト圧が 上昇したときにリリーフ弁が開く制御装置を有し、排気マニフォルドにタービン をバイパスするバイパス管を設け、そのバイパス管にバイパスバルブを設け、前 記制御装置は前記リリーフ弁が開いたときに前記バイパスバルブを開く機能を有 している。

【０００７】

【作用】

本考案では、ブースト圧が上昇してリリーフされると、ターボチャージャの回 転が急激に上昇しようとするが、同時にバイパスバルブが開いてタービンの背圧 を上昇させてブレーキ作用する。またエキゾーストマニホールド内の圧力が下が るからタービンの速度が落ち、その結果コンプレッサホイールの損傷を生じない 。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案の実施例を添付図面によって説明する。図１において、吸入空気 はエアインレット３からコンプレッサホイール２に吸い込まれ、排気ガスで回転 させられるタービン１と同軸で接続された該コンプレッサホイール２で、回転、 圧縮されエアインテークダクト４を通過し、エアインテークマニホールド５に導 かれ図示しない各燃焼室に送り込まれる。

【０００９】 一方、各燃焼室に送り込まれたエアは、爆発、燃焼後排気ガスとなり、エキゾ ーストマニホールド６を通り、タービン１を回した後エキゾーストアウトレット ７から図示しない排気管に排出される。尚、排気ガスがエキゾーストマニホール ド６からタービン１をバイパスするバイパス管１０とこのバイパス管１０の途中 にバイパス管を開閉するバイパス電磁弁11が設けられている。

【００１０】 更に、前記エアインテークダクト４の途中には、ブースト圧を検知するための ブーストセンサ８と、この検知されたブースト圧を判定し、制御するためのＣＰ Ｕ12から制御信号を受け、ブースト圧を大気に開放するエアリリーフ電磁弁９が 設けられている。次に、本実施例の作動時のブースト圧ＰB とターボチャージャ 回転数ＮT の変化の様子を図２により説明する。

【００１１】 図２は横軸にエンジン回転数ＮE 、縦軸にブースト圧ＰB とターボチャージャ 回転数ＮT とを採る。先ずエアリリース電磁弁９とバイパス電磁弁11が共に閉の 場合は、エンジン回転数の増加（ＮE141からＮE242を経てＮE343に）にともない 、ブースト圧ＰB はＰB131からＰB232を経てＰBa33に至たる。ここでブースト圧 ＰBa33は許容の最大ブースト圧ＰBmax36を遥かに超えている。また、ターボチャ ージャ回転数ＮT はＮT121からＮT222を経てＮT323に変化している。

【００１２】 次にエアリリース電磁弁９のみＰB232の時点で開とすれば、ブースト圧線図は エアリリース電磁弁９開後、少し上昇したのち次第に下がるのでＰB131からＰB2 32を経てＰBb34に至たる。しかしターボチャージャ回転数ＮT はＮT121からＮT2 22を経てＮTb24に変化している。

【００１３】 すなわちブースト圧という抵抗が減るのでターボチャージャ回転数ＮT はエア リリース電磁弁９開後ややあって、急激に上昇する。最後に本実施例のごとく、 エアリリース電磁弁９とバイパス電磁弁11が共に開の場合は、バイパス管が開か れタービンに与えられる運動エネルギが減少するのでブースト圧はＰB131からＰ B232を経てＰBc35に、ターボチャージャ回転数ＮT はＮT121からＮT222を経てＮ Tc25に理想的に下げらる。

【００１４】 また本実施例の制御フローを図３により説明すると、まずスタートし、エンジ ン回転数が上がり、インテークダクト４に連通して設けられたブーストセンサ８ がブースト圧を検知する（ステップＳ１）。

【００１５】 次にブーストセンサ８からの信号によってＣＰＵ12がブースト圧が許容最大圧 Ｐmax よりも大きな値か否かを判定し、例えば大きな値であれば（ステップＳ２ ）、エアリリーフ電磁弁９が作動して開き（ステップＳ３）、ブースト圧を下げ ると同時にバイパス電磁弁１１も作動して開き（ステップＳ４）、タービン１内 を流れる排気ガス流量が減るのでその結果タービン１は減速される。

【００１６】 そしてあらためてブーストセンサ８がブースト圧を検知するステップＳ１に戻 る。また例えばブースト圧が許容最大圧Ｐmax よりも小さな場合、次にブースト 圧が保証最低圧以下であるか否かを判定し（ステップＳ５）、小さい場合は、エ アリリーフ電磁弁９が作動して閉じ（ステップＳ６）、ブースト圧を上げると同 時にバイパス電磁弁１１も作動して閉じ（ステップＳ７）、タービン１の回転を 高める。

【００１７】 そしてあらためてブーストセンサ８がブースト圧を検知するステップＳ１に戻 る。尚ステップＳ５でブースト圧が保証最低圧を上回れば、あらためてブースト センサ８がブースト圧を検知するステップＳ１に戻り、これらのステップを順次 繰り返す。

【００１８】

【考案の効果】

以上のように、本考案によると、ブースト圧が上昇してリリーフされると、タ ーボチャージャの回転が急激に上昇しようとするが、同時にバイパスバルブが開 いてタービンの背圧を上昇させてブレーキ作用する。またエキゾーストマニホー ルド内の圧力が下がるからタービンの速度が落ち、その結果コンプレッサホイー ルの損傷を生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の全体構成模式図。

【図２】エンジン回転数対ターボチャージャ回転数線図
及びブースト圧線図。

【図３】実施例の制御フロー図。

【符号の説明】

１・・・タービン ２・・・コンプレッサホイール ３・・・エアインレット ４・・・エアインテークダクト ５・・・エアインテークマニホールド ６・・・エキゾーストマニホールド ７・・・エキゾーストアウトレット ８・・・ブーストセンサ ９・・・エアリリーフ電磁弁 １０・・・バイパス管 １１・・・バイパス電磁弁 １２・・・ＣＰＵ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ブースト圧を検知するブーストセンサを備
   え、ブースト圧が上昇したときにリリーフ弁が開く制御
   装置を有し、排気マニフォルドにタービンをバイパスす
   るバイパス管を設け、そのバイパス管にバイパスバルブ
   を設け、前記制御装置は前記リリーフ弁が開いたときに
   前記バイパスバルブを開く機能を有していることを特徴
   とするバリアブルノズルターボ付エンジンの構造