JPH0724588Y2 - 過給機付エンジンの吸気リリーフバルブ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本考案は、ブロワ下流側に接続された吸気導入路から導
入される吸気の圧力で開作動されて当該吸気をリリーフ
させる過給機付エンジンの吸気リリーフバルブ装置に関
するものである。

《従来の技術》 従来、エンジンの排気通路にタービンを介設し、かつそ
のタービンに連動して回転されるブロワを吸気通路に介
設し、エンジンの排気ガスによりタービンを回転駆動す
ると共に、そのタービンに連動回転されるブロワにより
吸気の過給を行なう過給機付エンジンにおいては、例え
ば特開昭58-30418号公報などに開示されているように、
ブロワの下流側に吸気を逃すリリーフ弁が設けられてお
り、ブロワ下流の吸気圧力（過給圧力）ガ所定値以上の
ときそのリリーフ弁を開弁させ、吸気のリリーフを行っ
ている。

そして、通常は、タービンをバイパスする系路のウェス
トゲート弁をブロワ側の吸気圧力に応じて開閉制御する
ことで過給圧力を所定値以下に制御しており、上記リリ
ーフ弁はそうしたウェストゲート弁の開閉制御によって
も減圧しきれないような異常な過給圧力の上昇を抑止す
るためのものである。

またリリーフ弁は、所定圧力にて開弁された後、その所
定圧力よりも低い圧力値にても開弁状態を保持できる動
特性とするために、その受圧面積が閉弁時に比して開弁
時に増大される構造、具体的には受圧面の一部が着座面
を成すように構成されており、これにより開弁作動時に
おけるサージングを防止している。

《考案が解決しようとする課題》 しかしながら、そうしたリリーフ弁およびウェストゲー
ト弁を備えた過給機付エンジンでは、急加速などの際、
排気ガスがエンジンから勢い良く排出されることから、
たとえウェストゲート弁を開弁制御していたとしてもタ
ービンが自己の慣性力のために一時的に過回転され、ブ
ロワ側で過給圧力の一時的な急上昇すなわちオーバシュ
ートが引起こされる傾向にある。そして、そうした過給
圧力のオーバシュートによりリリーフ弁が開弁され、そ
の開弁状態がリリーフ弁事態の動特性のためにオーバシ
ュート後も低い圧力値でありながら引続き保持されてな
かなか閉じられないことから、必要とする正常なエンジ
ン出力が得られないという問題があった。

これを解決するために、リリーフ弁への吸気導入路にオ
リフィスを設け、このオリフィスにより開弁作動の応答
を遅らせ、オーバシュート時におけるリリーフ弁の開弁
を規制することが考えられるが、そうした場合、吸気導
入路が常時オリフィスで狭められることから、通常要求
される開作動時にリリーフ弁の応答が遅れて素早く吸気
をリリーフさせることができず、問題であった。

この考案は、上記のような背景に鑑みてなされたもので
あり、過給圧力のオーバシュート時における開弁を規制
できると共に、過給圧力の異常上昇時には確実に吸気を
リリーフできる過給機付エンジンの吸気リリーフバルブ
装置を提供することをその目的とする。

《課題を解決するための手段》 上記目的を達成するため、この考案は、受圧面の一部が
着座面を成して閉弁時よりも開弁時により大きな受圧面
積を有し、ブロワ下流側に接続された吸気導入路から導
入される吸気の圧力で開作動されて当該吸気をリリーフ
させる過給機付エンジンの吸気リリーフバルブ装置にお
いて、上記吸気導入路に導入される吸気圧力を緩衝させ
て開弁初期の弁応答を緩かにするとともに、開弁ストロ
ークの増大に従って開作動の弁応答を速やかにするため
に、該吸気導入路にその流路径を増減変更する応答調整
手段を設けたことを特徴とする。

《作用》 以上のように構成すると、応答調整手段により開弁作動
の初期応答が遅らせられるので、過給圧力の瞬間的な急
上昇（オーバシュート）に対しては反応を規制でき、過
給圧力のオーバシュート時における開弁を防止できる。
また、開弁ストロークに応じて受圧面への吸気導入路の
流路径が増大されるので、過給圧力の異常上昇時には充
分な流路径とでき、異常に過給された吸気を確実にかつ
すばやくリリーフできる。

《実施例》 以下、この考案の実施例を、添付図面を参照しながら説
明する。

第１図は、本考案の好適な一実施例の適用を示す概略的
な構成図である。

本考案は基本的には、受圧面の一部が着座面を成して閉
弁時よりも開弁時により大きな受圧面積を有し、ブロワ
２下流側に接続された吸気導入路12から導入される吸気
の圧力で開作動されて吸気をリリーフさせる過給機付エ
ンジンの吸気リリーフバルブ装置において、吸気導入路
12に導入される吸気圧力を緩衝させて開弁初期の弁応答
を緩かにするとともに、開弁ストロークの増大に従って
開作動の弁応答を速やかにするために、吸気導入路12に
その流路を増減変更する応答調整手段21b,24を設けて構
成される。

同図に示すエンジン１は、ディーゼルエンジンであっ
て、その燃焼室２に吸気系３および排気系４が各々連結
されており、吸気系３には吸気を過給するブロワ５が、
排気系４にはブロワ５の駆動源であって、排気ガスのガ
ス流により回転されるタービン６が各々備えられ、いわ
ゆる過給機付のものに構成されている。

吸気系３は、燃焼室２とエアクリーナ７とを吸気通路８
により連通して構成されるが、吸気通路８には、その途
中にブロワ５が介設され、ブロワ５の下流側にスロット
ル弁９が配設される。なお、燃焼室２には、燃料を噴射
する噴射ノズル10が配設される。また、給気通路８のブ
ロワ５とスロットル弁９との間には、リリーフポート11
が形成されており、このリリーフオート11は給気導入路
たるリリーフ通路12によりブロワ５上流側の吸気通路８
に連通され、そのリリーフ通路12の途中には過給圧力が
所定値以上となったとき開弁されるリリーフ弁13が配設
される。

排気系４は、燃焼室２とマフラー14とを排気通路15によ
り連通して構成されるが、排気通路15には、その途中に
ウェストゲート16が形成される。そして、このウェスト
ゲート16はウェスト通路17によりタービン６下流側の排
気通路15に連通され、タービン６をバイパスするバイパ
ス通路が構成されると共に、そのウェスト通路17の途中
にはブロワ５側の過給圧力が所定値以上となったとき開
弁されるウェストゲート弁18が配設される。このウェス
トゲート弁18は、アクチュエータ19により開閉される
が、その開閉は前述したリリーフ弁13よりも低い過給圧
力値で行なわれ、通常ウェストゲート弁18を開閉制御す
ることで過給圧力を所定値以下に保っている。

なお、ブロワ５とタービン６とは、回転軸20を介して同
軸に連結され、これによりタービン６に連動してブロワ
５が回転される。

第２図は、第１図に示すリリーフ弁13の詳細な拡大断面
図である。

このリリーフ弁13は、その本体21にリリーフポート11か
ら導かれる過給された給気の流路21aが形成され、流路2
1aの下流側端面に、その流路21aの流路径よりも大径な
弁体22が着脱自在に当接される構成となっており、開弁
作動時におけるサージングを防止するため、受圧面の一
部が着座面が成して閉弁時よりも開弁時に、より大きな
受圧面積を有し、弁体22の受圧面積が閉弁時に比して開
弁時に増大されるものである。

本体21の弁体22側には、円筒状のカバー23がその弁体22
を内装して固着される。このカバー23の底面には、その
中央部に後述するシャフト24を軸支する支軸25が固着さ
れると共に、吸気の流通孔23aが支軸25の固着部位を取
囲んで複数形成される。

一方、弁体22は、その中央部にシャフト24が貫通して嵌
着されており、その押しや24はカバー23の底面に固着さ
れた支軸25に摺動自在に軸支される。カバー23内には、
スプリング26がシャフト24に同軸に設けられて、弁体22
を本体21が輪に付勢しており、その受圧面に所定の過給
圧力が作用するまでは本体21に弁体22が当接され、閉弁
状態とされる。

なお、シャフト24のカバー23底面側先端つまり支軸25を
貫通してカバー23から突出されるシャフト24の先端部位
には、カバー23外周を覆う防塵のためのカバー26と、シ
ャフト24の摺動移動時における回動を防止するストッパ
27とが固着される。

一方、シャフト24の本体21側先端は、弁体22を貫通して
流路21a内に突入される構成となっており、シャフト24
先端近傍となる流路21aには、その内周壁をリング状に
突出させて凸部21bが形成される。そしてこれらシャフ
ト24と凸部21bとによって応答調整手段が構成されるよ
うになっている。

したがって、弁体22の受圧面に連通する流路21aは、そ
の流路断面積が凸部21bでは嵌められ断面積S0となり、
この断面積S0はシャフト24の断面積S1よりも若干大径に
設定され、弁体22が本体21から離間されるリリーフ弁13
の開弁時において、リリーフすべき過給吸気のすばやい
流通が可能な大きさとなっている。

また、シャフト24の本体21側先端は、弁体22の離間移動
（開弁）に伴ない凸部21b部位から離間する方向に移動
されるが、閉弁時においては、その先端部位は凸部21b
の断面積S0部位に僅かに挿入される構成となっており、
同図に示すL0がシャフト24の凸部21bから離脱されるス
トローク量である。

なお、凸部21bの弁体22側となる側面は、流路21a内周壁
になだらかに連なるテーパ状となっており、断面積S0か
ら徐々にもとの断面積に戻される構成となっている。

第３図は、リリーフ弁13の開弁ストロークＬと流路断面
積Ｓとの関係を示すグラフである。

リリーフ弁13が閉弁状態つまり弁体22が本体21に当接状
態にあるときは、流路21a内においてシャフト24の先端
部位が前述したように凸部21bに挿入されるので、弁体2
2の受圧面に連通する流路断面積Ｓは、当該凸部21b部位
においてより狭められ、凸部21bの断面積S0からシャフ
ト24の断面積S1を減じた面積に削減されることとなり、
流路21aにオリフィスを設けた状態と同様となる。

しかし、リリーフ弁13が開弁つまり、弁体22が本体21か
ら離間されはじめると、シャフト24が凸部21b部位から
離間する方向に移動されはじめるので、流路断面積Ｓ
は、開弁ストロークＬがストロークL0を越えるところか
ら徐々に増大され、ついにはシャフト24先端部位の影響
が無くなり凸部12bの断面積S0となる。

すなわち、このような構成によれば、リリーフ弁13は、
その閉弁時においては弁体22の受圧面に連通する流路断
面積Ｓがシャフト24の先端部位と凸部21bとにより狭め
られ、流路21aにオリフィスを設けた状態と同様とな
り、一方開弁しはじめれば第３図に示すように開弁スト
ロークＬに応じて流路断面積Ｓが徐々に増大されるの
で、開弁作動の初期の応答のみを遅らせることができ、
リリーフ弁13を過給圧力の瞬間的な急上昇（オーバシュ
ート）に対しては反応しないものとできる。したがっ
て、急加速などの際発生しがちな過給圧力のオーバシュ
ート時において、リリーフ弁13の開弁を防止でき、エン
ジン１の加速レスポンス悪化を防げる。

その一方、開弁時における最狭流路である凸部21bの断
面積S0がその開弁圧力値にてリリーフすべき過給吸気の
すばやい流通が可能な大きさに設定されていることか
ら、リリーフ弁13が開弁される過給圧力の異常上昇時に
おいては充分な大きさの流路（断面積）にて異常に過給
された吸気を確実にかつすばやくリリーフできる。

なお、上記実施例では、エンジン１をディーゼルエンジ
ンとしたが、これに限定されるものではなく、過給機付
の２サイクルエンジン,4サイクルエンジン，ロータリエ
ンジンなどに同様に適用できることは言うまでもない。

《考案の効果》 以上、実施例で詳細に説明したように、この考案にかか
る過給機付エンジンの吸気リリーフバルブ装置によれ
ば、応答調整手段により開弁作動の初期応答が遅らせら
れるので、過給圧力の瞬間的な急上昇（オーバシュー
ト）に対しては反応を規制でき、急加速などの際発生し
がちな過給圧力のオーバシュート時における開弁を防止
できる。したがって、これを装備した過給機付エンジン
の加速レスポンスを防止できる。また、バルブの開弁ス
トロークに応じて受圧面への流路径が増大されるので、
過給圧力の異常上昇時には充分な流路径とでき、異常に
過給された吸気を確実にかつすばやくリリーフできる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本考案の好適な一実施例の適用を示す概略的な
構成図、第２図は第１図に示すリリーフ弁の詳細な拡大
断面図、第３図はリリーフ弁の開弁ストロークＬと流路
断面積Ｓとの関係を示すグラフである。 ２……ブロワ 12……吸気導入路（リリーフ通路） 21b,24……応答調整手段（凸部，シャフト）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】受圧面の一部が着座面を成して閉弁時より
   も開弁時により大きな受圧面積を有し、ブロワ下流側に
   接続された吸気導入路から導入される吸気の圧力で開作
   動されて当該吸気をリリーフさせる過給機付エンジンの
   吸気リリーフバルブ装置において、上記吸気導入路に導
   入される吸気圧力を緩衝させて開弁初期の弁応答を緩か
   にするとともに、開弁ストロークの増大に従って開作動
   の弁応答を速やかにするために、該吸気導入路にその流
   路径を増減変更する応答調整手段を設けたことを特徴と
   する過給機付エンジンの吸気リリーフバルブ装置。