JPH0953470A - Exhaust brake device of diesel engine with turbocharger - Google Patents

Exhaust brake device of diesel engine with turbocharger

Info

Publication number
JPH0953470A
JPH0953470A JP8150004A JP15000496A JPH0953470A JP H0953470 A JPH0953470 A JP H0953470A JP 8150004 A JP8150004 A JP 8150004A JP 15000496 A JP15000496 A JP 15000496A JP H0953470 A JPH0953470 A JP H0953470A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust
valve
passage
exhaust brake
diesel engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP8150004A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3468989B2 (en
Inventor
Masaji Kumo
雅二 雲
Takefumi Ishizuka
武文 石塚
Ikumaro Kominato
郁麿 小湊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino Motors Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hino Motors Ltd filed Critical Hino Motors Ltd
Priority to JP15000496A priority Critical patent/JP3468989B2/en
Publication of JPH0953470A publication Critical patent/JPH0953470A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3468989B2 publication Critical patent/JP3468989B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Supercharger (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the braking force in a medium low speed rotation region while avoiding the abnormal behavior which is a matter of concern in a high speed rotation region. SOLUTION: An exhaust brake valve 4 is disposed in an exhaust passage 2 on the downstream side of a turbine 3a of a turbocharger 3. A waste gate valve 6 is disposed in an exhaust by-pass passage 5 extending from an exhaust passage 3 on the upstream side of the turbine 3a to the exhaust passage 2 on the downstream side of the exhaust brake valve 4. A controller 14 controls the opening and closing of the exhaust brake valve 4 and the waste gate valve 6 in response to the operating condition of an engine, whereby while the closing degree of the exhaust passage 2 when the exhaust brake is operated in the medium low speed rotation region of the engine 1 is made high, the closing degree of the exhaust passage 2 when the exhaust brake is operated in the high speed rotation region of the engine is made low.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はターボチャージャ付
ディーゼルエンジンの排気ブレーキ装置に係り、特に、
常用回転域でのブレーキ力を増強できるようにした排気
ブレーキ装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust brake device for a turbocharged diesel engine, and more particularly,
The present invention relates to an exhaust brake device capable of increasing a braking force in a normal rotation range.

【0002】[0002]

【従来の技術】ターボチャージャ付ディーゼルエンジン
に排気ブレーキ装置を適用するに際して、従来では図7
に示したようにディーゼルエンジン1の排気通路2にタ
ーボチャージャ3のタービン3aを設け、このタービン
3aより下流の排気通路2に排気ブレーキバルブ4を設
けていた。そして、タービン3aより上流の排気通路2
から分岐させた排気バイパス通路5の下流端をタービン
3aより下流で排気ブレーキバルブ4より上流の排気通
路2に合流させたうえで、この排気バイパス通路5にウ
ェイストゲートバルブ6を取り付けていた。
2. Description of the Related Art When applying an exhaust brake device to a diesel engine equipped with a turbocharger, the conventional brake system shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the turbine 3a of the turbocharger 3 is provided in the exhaust passage 2 of the diesel engine 1, and the exhaust brake valve 4 is provided in the exhaust passage 2 downstream of the turbine 3a. Then, the exhaust passage 2 upstream of the turbine 3a
The downstream end of the exhaust bypass passage 5 branched from the above is joined to the exhaust passage 2 upstream of the exhaust brake valve 4 downstream of the turbine 3a, and then the waste gate valve 6 is attached to the exhaust bypass passage 5.

【0003】7はコントローラ、8はエアタンク、9は
排気ブレーキ制御用の電磁弁、10は排気ブレーキバル
ブ4のアクチュエータとして設けたエアシリンダ、11
はターボチャージャ3のコンプレッサ3bを設けた吸気
通路、12はブースト圧センサ、13は減圧弁、14は
ウェイストゲートバルブ制御用の電磁弁、15は減圧弁
13および電磁弁14を介してエアタンク8に接続した
ダイアフラムアクチュエータであり、前記ウェイストゲ
ートバルブ6を開閉作動させる。
Reference numeral 7 is a controller, 8 is an air tank, 9 is an electromagnetic valve for controlling the exhaust brake, 10 is an air cylinder provided as an actuator of the exhaust brake valve 4, 11
Is an intake passage provided with the compressor 3b of the turbocharger 3, 12 is a boost pressure sensor, 13 is a pressure reducing valve, 14 is a solenoid valve for controlling a waste gate valve, and 15 is an air tank 8 via the pressure reducing valve 13 and the solenoid valve 14. It is a connected diaphragm actuator that opens and closes the waste gate valve 6.

【0004】なお、コントローラ7には図示しない回転
センサおよび負荷センサから出力されたディーゼルエン
ジン1の回転信号、負荷信号およびブースト圧センサ1
2の出力信号などを制御情報として供給しており、これ
らの制御情報に基づいて排気ブレーキバルブ4およびウ
ェイストゲートバルブ6が開閉制御される。
The controller 7 outputs the rotation signal, load signal and boost pressure sensor 1 of the diesel engine 1 output from a rotation sensor and a load sensor (not shown).
2 is supplied as control information, and the exhaust brake valve 4 and the waste gate valve 6 are controlled to open and close based on these control information.

【0005】このような従来の排気ブレーキ装置におい
ては、コントローラ7から出力された制御信号に基づい
て排気ブレーキバルブ4が閉弁作動すると、排気通路2
が閉ざされて排気ポート内の圧力が上昇するために、エ
ンジンブレーキの効きが増大してブレーキ力が得られ
る。また、このようなブレーキ力の大きさは、排気ポー
ト内の圧力が上昇するにつれて大きくなり、排気ポート
内の圧力はディーゼルエンジン1の回転数が高くなるに
ともなって上昇し、このときの上昇率は排気ブレーキバ
ルブ4による排気通路2の密閉度が高くなるにともなっ
て大きくなる。
In such a conventional exhaust brake device, when the exhaust brake valve 4 is closed based on the control signal output from the controller 7, the exhaust passage 2 is opened.
Is closed and the pressure in the exhaust port rises, so that the effectiveness of engine braking is increased and braking force is obtained. Moreover, the magnitude of such a braking force increases as the pressure in the exhaust port increases, and the pressure in the exhaust port increases as the rotational speed of the diesel engine 1 increases. Becomes larger as the degree of sealing of the exhaust passage 2 by the exhaust brake valve 4 becomes higher.

【0006】従って、ディーゼルエンジン1の常用回転
域である中低速回転域でのブレーキ力を大きくすべく排
気ブレーキバルブ4による排気通路2の密閉度を高くし
た場合は、図8に一点鎖線で示したように高速回転域で
の排気ポート内の圧力が排気バルブの異常挙動限界より
も高くなって排気バルブの異常振動を招く可能性があ
る。また、高速回転域での運転時における排気ブレーキ
の作動時の排気ポート内の圧力を排気バルブの異常挙動
限界より低く抑えるべく排気ブレーキバルブ4による排
気通路2の密閉度を低くすると、同図に二点鎖線で示し
たように中低速回転域での排気ポート内の圧力も低くな
って充分なブレーキ力が得られないという不具合があっ
た。
Therefore, in the case where the degree of sealing of the exhaust passage 2 by the exhaust brake valve 4 is increased in order to increase the braking force in the medium-low speed rotation range which is the normal rotation range of the diesel engine 1, it is shown by a chain line in FIG. As described above, the pressure in the exhaust port in the high-speed rotation range may become higher than the abnormal behavior limit of the exhaust valve, which may cause abnormal vibration of the exhaust valve. Further, when the degree of sealing of the exhaust passage 2 by the exhaust brake valve 4 is lowered in order to keep the pressure in the exhaust port at the time of operation of the exhaust brake during operation in the high speed range below the abnormal behavior limit of the exhaust valve, As indicated by the chain double-dashed line, the pressure in the exhaust port in the medium to low speed rotation range was also low, and there was the problem that sufficient braking force could not be obtained.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情に鑑
みてなされたものであって、高速回転域で懸念される排
気バルブの異常挙動を回避しつつ、中低速回転域のブレ
ーキ力を高くできるターボチャージャ付ディーゼルエン
ジンの排気ブレーキ装置を提供することを課題としてい
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to avoid the abnormal behavior of the exhaust valve, which is a concern in the high speed rotation range, and to increase the braking force in the middle and low speed rotation range. An object of the present invention is to provide an exhaust brake device for a diesel engine with a turbocharger that can be used.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、ターボチャージャのタービンより下流の排
気通路に排気ブレーキバルブを設ける一方、前記タービ
ンより上流の排気通路から分岐して排気ブレーキバルブ
より下流の排気通路に合流する排気バイパス通路を設け
ている。そして、排気バイパス通路にウェイストゲート
バルブを取り付けるとともに、ディーゼルエンジンの運
転状態に応答して前記排気ブレーキバルブおよびウェイ
ストゲートバルブを開閉制御するコントローラを設けた
ことを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention provides an exhaust brake valve in an exhaust passage downstream of a turbine of a turbocharger while branching from an exhaust passage upstream of the turbine. An exhaust bypass passage is provided that joins the exhaust passage downstream of the valve. A waste gate valve is attached to the exhaust bypass passage, and a controller for opening / closing the exhaust brake valve and the waste gate valve in response to an operating state of the diesel engine is provided.

【0009】また本発明は、タービンより上流の排気通
路から分岐して排気ブレーキバルブより下流の排気通路
に合流する第1バイパス通路と、前記タービンより上流
の排気通路から分岐してタービンより下流で排気ブレー
キバルブより上流の排気通路に合流する第2バイパス通
路で排気バイパス通路を構成するとともに、両バイパス
通路にそれぞれウェイストゲートバルブを設けたことを
特徴としている。
According to the present invention, a first bypass passage branched from an exhaust passage upstream of the turbine and joined to an exhaust passage downstream of the exhaust brake valve, and a first bypass passage branched from the exhaust passage upstream of the turbine and downstream of the turbine. The exhaust bypass passage is configured by a second bypass passage that joins the exhaust passage upstream of the exhaust brake valve, and a waste gate valve is provided in each of the bypass passages.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図に基
づいて詳細に説明する。図1は本発明に係るターボチャ
ージャ付ディーゼルエンジンの排気ブレーキ装置の第1
実施形態を示すシステム図である。なお、図7に示した
従来例と同一機能を有する部分には同一の符号を付して
いる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of an exhaust brake device for a diesel engine with a turbocharger according to the present invention.
It is a system diagram which shows embodiment. The parts having the same functions as those of the conventional example shown in FIG. 7 are designated by the same reference numerals.

【0011】図1において、ターボチャージャ3のター
ビン3aより下流の排気通路2に排気ブレーキバルブ4
を設けている。また、タービン3aより上流の排気通路
2から分岐して排気ブレーキバルブ4より下流の排気通
路2に合流する排気バイパス通路5を設け、この排気バ
イパス通路5にウェイストゲートバルブ6を取り付けて
いる。
In FIG. 1, an exhaust brake valve 4 is provided in an exhaust passage 2 downstream of a turbine 3a of a turbocharger 3.
Is provided. Further, an exhaust bypass passage 5 that branches from the exhaust passage 2 upstream of the turbine 3a and joins the exhaust passage 2 downstream of the exhaust brake valve 4 is provided, and a waste gate valve 6 is attached to the exhaust bypass passage 5.

【0012】7はコントローラ、8はエアタンク、9は
排気ブレーキ制御用の電磁弁、10は排気ブレーキバル
ブ4のアクチュエータとして設けたエアシリンダ、11
はターボチャージャ3のコンプレッサ3bを設けた吸気
通路、12はブースト圧センサ、13は減圧弁、14は
ウェイストゲートバルブ制御用の電磁弁、15は減圧弁
13および電磁弁14を介してエアタンク8に接続した
ダイアフラムアクチュエータであり、前記ウェイストゲ
ートバルブ6を開閉作動させる。
Reference numeral 7 is a controller, 8 is an air tank, 9 is an electromagnetic valve for controlling the exhaust brake, 10 is an air cylinder provided as an actuator of the exhaust brake valve 4, 11
Is an intake passage provided with the compressor 3b of the turbocharger 3, 12 is a boost pressure sensor, 13 is a pressure reducing valve, 14 is a solenoid valve for controlling a waste gate valve, and 15 is an air tank 8 via the pressure reducing valve 13 and the solenoid valve 14. It is a connected diaphragm actuator that opens and closes the waste gate valve 6.

【0013】なお、コントローラ7には図示しない回転
センサおよび負荷センサから出力されたディーゼルエン
ジン1の回転信号、負荷信号およびブースト圧センサ1
2の出力信号などを制御情報として供給しており、これ
らの制御情報に基づいて排気ブレーキバルブ4およびウ
ェイストゲートバルブ6が開閉制御される。
The controller 7 outputs the rotation signal, load signal and boost pressure sensor 1 of the diesel engine 1 output from a rotation sensor and a load sensor (not shown).
2 is supplied as control information, and the exhaust brake valve 4 and the waste gate valve 6 are controlled to open and close based on these control information.

【0014】上記のような構成になるターボチャージャ
付ディーゼルエンジンの排気ブレーキ装置において、デ
ィーゼルエンジン1が通常の状態で運転されているとき
は、コントローラ7は、排気ブレーキバルブ4を開弁保
持させて排圧の上昇を予防しつつ、ウェイストゲートバ
ルブ6を閉弁保持させて排気の全量をタービン3aに供
給することにより、ターボチャージャ3を稼働させて従
来公知の過給作用を行なわせる。
In the exhaust brake device for a turbocharged diesel engine having the above-described structure, when the diesel engine 1 is operating in a normal state, the controller 7 keeps the exhaust brake valve 4 open. While preventing the exhaust pressure from rising, the waste gate valve 6 is kept closed and the entire amount of exhaust gas is supplied to the turbine 3a, whereby the turbocharger 3 is operated and the conventionally known supercharging action is performed.

【0015】なお、このような過給作用を行なわせるに
際して、ディーゼルエンジン1が高速回転域で運転され
てブースト圧が予め定めた値より高くなると、コントロ
ーラ7から出力された制御信号でウェイストゲートバル
ブ6を開弁させて排気をバイパスさせることにより、タ
ービン3aに供給される排気の流量を減少補正してブー
スト圧が必要以上に上昇することを防止する。
When the diesel engine 1 is operated in the high speed rotation range and the boost pressure becomes higher than a predetermined value when performing such supercharging action, the waste gate valve is output by the control signal output from the controller 7. By opening 6 to bypass the exhaust gas, the flow rate of the exhaust gas supplied to the turbine 3a is corrected to be reduced, and the boost pressure is prevented from rising more than necessary.

【0016】一方、排気ブレーキの作動時はコントロー
ラ7から排気ブレーキ作動信号が出力されると、電磁弁
14は閉弁状態を維持してウェイストゲートバルブ6を
閉弁保持させるものの、電磁弁9が開いてエアタンク8
のエアをエアシリンダ10に供給して排気ブレーキバル
ブ4を閉弁作動させる。すると、排気通路2が閉ざされ
て排気ポート内の圧力が上昇するために、エンジンブレ
ーキの効きが増大して所定のブレーキ力が得られる。
On the other hand, when the exhaust brake operating signal is output from the controller 7 during the operation of the exhaust brake, the solenoid valve 14 maintains the valve closed state and keeps the wastegate valve 6 closed, but the solenoid valve 9 operates. Open and air tank 8
Is supplied to the air cylinder 10 to close the exhaust brake valve 4. Then, the exhaust passage 2 is closed and the pressure in the exhaust port rises, so that the effectiveness of engine braking is increased and a predetermined braking force is obtained.

【0017】ところで、このようにして得られるブレー
キ力の大きさは、排気ポート内の圧力が上昇するにつれ
て大きくなる。また、排気ポート内の圧力はディーゼル
エンジン1の回転数が高くなるにともなって上昇し、こ
のときの上昇率は排気ブレーキバルブ4による排気通路
2の密閉度が高くなるにともなって大きくなる。
By the way, the magnitude of the braking force thus obtained increases as the pressure in the exhaust port increases. Further, the pressure in the exhaust port rises as the rotational speed of the diesel engine 1 increases, and the rate of rise at this time increases as the degree of sealing of the exhaust passage 2 by the exhaust brake valve 4 increases.

【0018】従って、このようにして得られるブレーキ
力を大きくすべく排気ブレーキバルブ4に設ける逃し孔
などを小さくして排気通路2の密閉度を高くすると、デ
ィーゼルエンジン1の常用回転域である中低速回転域で
のブレーキ力を大きくすることができる。ところが、こ
の場合は排気の流量が増加する高速回転域において排気
ポート内の圧力が排気バルブの異常挙動限界よりも高く
なってしまうために、排気バルブの異常振動を招く可能
性がある。
Therefore, if the exhaust hole provided in the exhaust brake valve 4 is made small in order to increase the braking force obtained in this way and the degree of sealing of the exhaust passage 2 is increased, the diesel engine 1 is in the normal rotation range. It is possible to increase the braking force in the low speed rotation range. However, in this case, the pressure in the exhaust port becomes higher than the abnormal behavior limit of the exhaust valve in the high speed rotation region where the flow rate of the exhaust gas increases, which may cause abnormal vibration of the exhaust valve.

【0019】しかしながら、このようにディーゼルエン
ジン1が高速回転域で運転されているときは、電磁弁1
4を開弁させる旨の制御信号がコントローラ7から出力
される。すると、電磁弁14が開弁作動してエアタンク
8のエアをダイアフラムアクチュエータ15に供給す
る。従って、排気ブレーキの作動時においてディーゼル
エンジン1が高速回転域で運転されている場合は、ウェ
イストゲートバルブ6が同図に二点鎖線で示したように
開弁作動するために排気バイパス通路5が開かれる。
However, when the diesel engine 1 is operated in the high speed rotation range as described above, the solenoid valve 1
A control signal for opening the valve 4 is output from the controller 7. Then, the solenoid valve 14 is operated to supply the air in the air tank 8 to the diaphragm actuator 15. Therefore, when the diesel engine 1 is operating in the high-speed rotation range when the exhaust brake is operated, the waste gate valve 6 is opened as shown by the chain double-dashed line in FIG. be opened.

【0020】このようにして排気バイパス通路5が開か
れると、タービン3aより上流の排気が排気バイパス通
路5を通って排気ブレーキバルブ4の下流にバイパスさ
れるために、排気通路2の密閉度が低下して排気ポート
内の圧力の上昇が抑制されることになり、排気バルブの
異常挙動が予防される。
When the exhaust bypass passage 5 is opened in this manner, the exhaust gas upstream of the turbine 3a is bypassed to the downstream side of the exhaust brake valve 4 through the exhaust bypass passage 5, so that the exhaust passage 2 is closed. The decrease in pressure suppresses the increase in the pressure in the exhaust port, and abnormal behavior of the exhaust valve is prevented.

【0021】このように本実施形態によれば、排気ブレ
ーキバルブ4による排気通路2の密閉度を高くして中低
速回転域での排気ポート内の圧力の上昇率を図2に示し
たように大きくして充分なブレーキ力を得ることができ
るにも拘らず、排気の流量が多くなる高速回転域での排
気ブレーキの作動時にウェイストゲートバルブ6を開弁
作動させて排気ポート内の圧力の異常上昇を回避するこ
とができるために、高速回転域での排気ブレーキの作動
時に懸念されていた排気バルブの異常挙動が予防され
る。
As described above, according to the present embodiment, the degree of increase in the pressure in the exhaust port in the medium and low speed rotation range is increased by increasing the degree of sealing of the exhaust passage 2 by the exhaust brake valve 4 as shown in FIG. Although the brake force can be increased to obtain a sufficient braking force, the waste gate valve 6 is opened during the operation of the exhaust brake in the high-speed rotation range where the flow rate of exhaust gas is large, and the pressure in the exhaust port is abnormal. Since the rise can be avoided, the abnormal behavior of the exhaust valve, which has been a concern during the operation of the exhaust brake in the high speed rotation range, is prevented.

【0022】図2はエンジン回転数と排気ポート内の圧
力との関係を示した特性図である。なお、図中細い実線
は理想的な排気ポート内の圧力の変化を示し、太い実線
は上記実施形態による排気ポート内の圧力の特性を示し
ている。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the engine speed and the pressure in the exhaust port. In the figure, a thin solid line shows an ideal change in the pressure in the exhaust port, and a thick solid line shows the characteristic of the pressure in the exhaust port according to the above embodiment.

【0023】すなわち、従来はターボチャージャ3のブ
ースト圧の異常上昇を予防するために設けられていた排
気バイパス通路5およびウェイストゲートバルブ6を、
本実施形態では排気ブレーキの作動時における排気ポー
ト内の圧力の制御にも有効利用して排気ブレーキの作動
時における排気通路2の密閉度を実質的に変更できるよ
うにして高速回転域で懸念されていた排気ポート内の圧
力の異常上昇を回避するようにしたものである。従って
本実施形態によれば、排気の流量が比較的少ない中低速
回転域での排気ブレーキの効きを高くすることができる
にも拘らず、高速回転域での排気ブレーキの作動時に懸
念されていた排気ポート内の圧力の異常上昇を回避する
ことができるために、排気バルブの異常挙動を予防する
ことができる。
That is, the exhaust bypass passage 5 and the waste gate valve 6, which are conventionally provided to prevent the boost pressure of the turbocharger 3 from abnormally increasing,
In the present embodiment, the sealing degree of the exhaust passage 2 during the operation of the exhaust brake can be substantially changed by effectively utilizing the control of the pressure in the exhaust port during the operation of the exhaust brake. This is to avoid the abnormal increase in pressure inside the exhaust port. Therefore, according to the present embodiment, although the effect of the exhaust brake can be enhanced in the medium and low speed rotation range where the flow rate of the exhaust gas is relatively small, there is a concern during the operation of the exhaust brake in the high speed rotation range. Since it is possible to avoid an abnormal rise in the pressure inside the exhaust port, it is possible to prevent abnormal behavior of the exhaust valve.

【0024】図3は本発明に係るターボチャージャ付デ
ィーゼルエンジンの排気ブレーキ装置の第2実施形態を
示すシステム図である。この実施形態においてはコンプ
レッサ3bより下流の吸気通路11から供給されるブー
スト圧とエアタンク8から供給されるエアをダイアフラ
ムアクチュエータ15に切換供給する電磁弁16を設け
ている。
FIG. 3 is a system diagram showing a second embodiment of the exhaust brake device for a turbocharged diesel engine according to the present invention. In this embodiment, an electromagnetic valve 16 is provided to switch and supply boost pressure supplied from the intake passage 11 downstream of the compressor 3b and air supplied from the air tank 8 to the diaphragm actuator 15.

【0025】そして、ディーゼルエンジン1が低速回転
域で運転されている状態での排気ブレーキの作動時はウ
ェイストゲートバルブ6を閉弁保持させて排気ポート内
の圧力の上昇率を大きくしつつ、ディーゼルエンジン1
が中速回転域で運転されているときにダイアフラムアク
チュエータ15にブースト圧を供給することにより、ブ
ースト圧が高くなるとウェイストゲートバルブ6を半開
作動させて排気ポート内の圧力の上昇率を減少補正する
ようにしている。
When the exhaust brake is operated while the diesel engine 1 is operating in the low speed rotation range, the waste gate valve 6 is kept closed to increase the rate of increase in pressure in the exhaust port, Engine 1
By supplying boost pressure to the diaphragm actuator 15 when the engine is operating in the medium speed rotation range, the waste gate valve 6 is half-opened when the boost pressure becomes high, and the increase rate of the pressure in the exhaust port is corrected to decrease. I am trying.

【0026】また、ディーゼルエンジン1が高速回転域
で運転されている状態での排気ブレーキの作動時はダイ
アフラムアクチュエータ15にエアを供給してウェイス
トゲートバルブ6を全開作動させてタービン3aをバイ
パスする排気の流量を増加させることにより、排気ポー
ト内の圧力の減少補正率を大きくして排気ポート内の圧
力が排気バルブの異常挙動限界を超えないようにしたも
のである。
Further, when the exhaust brake is operating while the diesel engine 1 is operating in the high speed rotation range, air is supplied to the diaphragm actuator 15 to fully open the wastegate valve 6 and bypass the turbine 3a. By increasing the flow rate of, the reduction correction rate of the pressure in the exhaust port is increased so that the pressure in the exhaust port does not exceed the abnormal behavior limit of the exhaust valve.

【0027】従って、本実施形態による場合は、ウェイ
ストゲートバルブ6の開閉作動にともなう排気ポート内
の圧力の変動を図4に示したように小さくすることがで
きるために、ウェイストゲートバルブ6の作動にともな
う排気ブレーキの効きの急激な変化を防止することがで
きる。
Therefore, according to the present embodiment, since the fluctuation of the pressure in the exhaust port due to the opening / closing operation of the wastegate valve 6 can be reduced as shown in FIG. 4, the operation of the wastegate valve 6 is performed. It is possible to prevent a sudden change in the effect of the exhaust brake that accompanies the change.

【0028】なお、上記第2実施形態では排気バイパス
通路5に設けたウェイストゲートバルブ6の開度を段階
的に変化させる場合について説明しているが、例えばダ
イアフラムアクチュエータ15の戻しバネを非線形特性
を有するバネで構成し、このバネとウェイストゲートバ
ルブ6に作用する排気圧力のバランス作用を利用してウ
ェイストゲートバルブ6の開度を無段階に変化させ、あ
るいは、複数のウェイストゲートバルブを並設して排気
バイパス通路5の開度を段階的もしくは連続的に変化さ
せることもできる。
In the second embodiment described above, the opening of the waste gate valve 6 provided in the exhaust bypass passage 5 is changed stepwise. For example, the return spring of the diaphragm actuator 15 has a nonlinear characteristic. It is composed of a spring, and the opening of the wastegate valve 6 is changed steplessly by utilizing the balance action of this spring and the exhaust pressure acting on the wastegate valve 6, or a plurality of wastegate valves are installed side by side. It is also possible to change the opening degree of the exhaust bypass passage 5 stepwise or continuously.

【0029】図5は本発明に係るターボチャージャ付デ
ィーゼルエンジンの排気ブレーキ装置の第3実施形態を
示すシステム図である。この実施形態においてはタービ
ン3aより上流の排気通路2から分岐して排気ブレーキ
バルブ4より下流の排気通路2に合流する第1バイパス
通路5aと、前記タービン3aより上流の排気通路2か
ら分岐してタービン3aより下流で排気ブレーキバルブ
4より上流の排気通路2に合流する第2バイパス通路5
bで排気バイパス通路を構成している。そして、両バイ
パス通路5a、5bの上流端をそれぞれウェイストゲー
トバルブ6で開閉できるようにした点で上記両実施形態
と構成を異にしている。
FIG. 5 is a system diagram showing a third embodiment of an exhaust brake device for a turbocharged diesel engine according to the present invention. In this embodiment, the first bypass passage 5a is branched from the exhaust passage 2 upstream of the turbine 3a and merges with the exhaust passage 2 downstream of the exhaust brake valve 4, and the first bypass passage 5a is branched from the exhaust passage 2 upstream of the turbine 3a. A second bypass passage 5 that joins the exhaust passage 2 downstream of the turbine 3a and upstream of the exhaust brake valve 4.
The exhaust bypass passage is formed by b. The configuration is different from the above-described embodiments in that the upstream ends of the bypass passages 5a and 5b can be opened and closed by the waste gate valve 6, respectively.

【0030】なお、本実施形態においてもディーゼルエ
ンジン1が中低速回転域で運転されている状態での排気
ブレーキの作動時はウェイストゲートバルブ6を閉弁保
持させつつ、ディーゼルエンジン1が高速回転域で運転
されている状態での排気ブレーキの作動時にウェイスト
ゲートバルブ6を開くようにしているのであり、ウェイ
ストゲートバルブ6および排気ブレーキバルブ4をコン
トローラ7で制御するようにした点は前記両実施形態と
実質的に同一である。
Also in this embodiment, when the exhaust brake operates while the diesel engine 1 is operating in the medium to low speed rotation range, the diesel engine 1 keeps the waste gate valve 6 closed while the diesel engine 1 operates in the high speed rotation range. The waste gate valve 6 is opened during the operation of the exhaust brake in the state of being operated in the above condition, and the waste gate valve 6 and the exhaust brake valve 4 are controlled by the controller 7. Is substantially the same as

【0031】従って、本実施形態においてもディーゼル
エンジン1が中低速回転域で運転されている状態での排
気ブレーキの作動時は、コントローラ7から出力された
制御信号に基づいて排気ブレーキバルブ4およびウェイ
ストゲートバルブ6がともに閉弁作動して排気通路2を
閉塞するために、排気ポート内の圧力が上昇し、エンジ
ンブレーキの効きが増大して所定のブレーキ力が得られ
る。
Therefore, in the present embodiment as well, when the exhaust brake is operating while the diesel engine 1 is operating in the medium to low speed rotation range, the exhaust brake valve 4 and the waste brake valve 4 and the waste brake valve 4 are controlled based on the control signal output from the controller 7. Since the gate valves 6 are both closed to close the exhaust passage 2, the pressure in the exhaust port rises, the effectiveness of engine braking increases, and a predetermined braking force is obtained.

【0032】また、ディーゼルエンジン1が高速回転域
で運転されている状態での排気ブレーキの作動時は、ウ
ェイストゲートバルブ6が同図に二点鎖線で示したよう
に開弁作動するために両バイパス通路5a、5bが開か
れる。
Further, when the exhaust brake is operating while the diesel engine 1 is operating in the high speed rotation range, the waste gate valve 6 is opened as shown by the chain double-dashed line in FIG. The bypass passages 5a and 5b are opened.

【0033】ところが、このようにウェイストゲートバ
ルブ6が開かれた場合においても第1バイパス通路5a
が排気ブレーキバルブ4の上下流間をバイパス接続する
のみであって第2バイパス通路5bはバイパス作用をし
ない。このために、排気ブレーキの作動時における排気
通路2の密閉度が必要以上に低下することがなく、排気
ブレーキの効きが確保される。
However, even when the waste gate valve 6 is opened in this way, the first bypass passage 5a is also formed.
Only makes a bypass connection between the upstream and downstream of the exhaust brake valve 4, and the second bypass passage 5b does not act as a bypass. For this reason, the degree of sealing of the exhaust passage 2 does not lower more than necessary when the exhaust brake operates, and the effect of the exhaust brake is secured.

【0034】すなわち、排気ブレーキの効き性能は、排
気ブレーキバルブ4による排気通路2の密閉度により左
右されるものであり、排気ブレーキバルブ4に設ける逃
し孔を小さくすることで低速回転域での排気ブレーキ力
を大きくすることができることは前述したとおりであ
る。また、排気バイパス通路の断面積は、ターボチャー
ジャの性能により定まるものである。従って、ディーゼ
ルエンジン1が高速回転域で運転されている状態での排
気ブレーキの作動時にこの排気バイパス通路を開いて排
気ポート内の圧力の異常上昇を回避するようにした場合
は、排気のバイパス流量が必要以上に多くなって排気ブ
レーキの効きが必ずしも充分に高くならない場合があ
る。
That is, the effectiveness of the exhaust brake depends on the degree of sealing of the exhaust passage 2 by the exhaust brake valve 4, and by reducing the escape hole provided in the exhaust brake valve 4, exhaust gas in the low speed rotation range is exhausted. As described above, the braking force can be increased. The cross-sectional area of the exhaust bypass passage is determined by the performance of the turbocharger. Therefore, when the exhaust bypass passage is opened during the operation of the exhaust brake while the diesel engine 1 is operating in the high speed rotation range to avoid an abnormal rise in the pressure in the exhaust port, the bypass flow rate of the exhaust gas is increased. There is a case where the exhaust brake becomes more effective than necessary and the effect of the exhaust brake is not always sufficiently high.

【0035】ところが、上記第3実施形態のようにター
ビン3aおよび排気ブレーキバルブ4をバイパスする第
1バイパス通路5aとタービン3aのみをバイパスして
排気ブレーキバルブ4をバイパスしない第2バイパス通
路5bで排気バイパス通路を構成した場合は、両バイパ
ス通路5a、5bの総断面積をターボチャージャの性能
に基づいて定めてブースト圧が過剰に上昇することを防
止するようにした場合においても、排気ブレーキの作動
時にバイパスさせる排気の流量を必要最小限に制限する
ことができるために、充分なブレーキ力を得ることがで
きる。
However, as in the third embodiment, the first bypass passage 5a bypassing the turbine 3a and the exhaust brake valve 4 and the second bypass passage 5b bypassing only the turbine 3a and not the exhaust brake valve 4 are exhausted. When the bypass passage is configured, the exhaust brake operates even when the total cross-sectional area of both bypass passages 5a and 5b is determined based on the performance of the turbocharger to prevent the boost pressure from rising excessively. Since the flow rate of exhaust gas bypassed at times can be limited to a necessary minimum, a sufficient braking force can be obtained.

【0036】なお、このときのブレーキ力は第1バイパ
ス通路5aの断面積によって定まるものであるから、デ
ィーゼルエンジン1およびターボチャージャ3の特性、
ならびに排気ブレーキバルブ4に設ける逃し孔の大きさ
などに応じて両バイパス通路5a、5bの断面積比を設
定すればよい。
Since the braking force at this time is determined by the cross-sectional area of the first bypass passage 5a, the characteristics of the diesel engine 1 and the turbocharger 3,
In addition, the cross-sectional area ratio of the bypass passages 5a and 5b may be set according to the size of the relief hole provided in the exhaust brake valve 4.

【0037】また、上記実施形態ではいずれも排気ブレ
ーキバルブ4のアクチュエータをエアシリンダ10で構
成するとともに、ウェイストゲートバルブ6のアクチュ
エータをダイアフラムアクチュエータ15で構成してい
るが、これらのアクチュエータは実施形態に限定される
ものではない。
In each of the above-described embodiments, the actuator of the exhaust brake valve 4 is composed of the air cylinder 10 and the actuator of the waste gate valve 6 is composed of the diaphragm actuator 15. It is not limited.

【0038】さらに、上記実施形態では排気ブレーキを
作動させない通常の運転時は、ディーゼルエンジン1の
回転数、負荷およびブースト圧などで代表される各種の
制御情報に基づいてコントローラ7で最適ブースト圧を
算出し、この最適ブースト圧を具現すべく制御弁14、
16をコントローラ7で制御してウェイストゲートバル
ブ6を開閉制御するようにしているが、例えばブースト
圧をダイアフラムアクチュエータ15に供給することに
より、ウェイストゲートバルブ6の開度を変化させてブ
ースト圧を最適制御することもできる。
Further, in the above embodiment, during normal operation without operating the exhaust brake, the controller 7 determines the optimum boost pressure based on various control information represented by the number of revolutions of the diesel engine 1, load and boost pressure. The control valve 14, which is calculated to realize this optimum boost pressure,
16 is controlled by the controller 7 to control the opening and closing of the waste gate valve 6. However, by supplying boost pressure to the diaphragm actuator 15, for example, the opening degree of the waste gate valve 6 is changed to optimize the boost pressure. It can also be controlled.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、ディーゼルエンジンの常用回転域である中低速
回転域での排気ブレーキの作動時には排気ブレーキバル
ブおよびウェイストゲートバルブをともに閉弁作動させ
て排気通路の密閉度を高くしつつ、ディーゼルエンジン
の高速回転域での排気ブレーキの作動時はウェイストゲ
ートバルブを開弁作動させて排気通路の密閉度を低くし
て排気ポート内の圧力の上昇を抑制することができるた
めに、排気の流量が比較的少ない中低速回転域での排気
ブレーキの効きを高くしつつ、高速回転域での排気ポー
ト内の圧力の異常上昇を回避して排気バルブの異常挙動
を予防することができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, both the exhaust brake valve and the waste gate valve are closed when the exhaust brake is operated in the medium and low speed rotation range which is the normal rotation range of the diesel engine. While increasing the airtightness of the exhaust passage, when the exhaust brake operates in the high speed range of the diesel engine, the wastegate valve is opened to lower the airtightness of the exhaust passage and reduce the pressure in the exhaust port. Since the rise can be suppressed, the effectiveness of the exhaust brake is enhanced in the medium to low speed rotation range where the flow rate of exhaust gas is relatively small, while avoiding an abnormal rise in the pressure in the exhaust port in the high speed rotation range. It is possible to prevent abnormal behavior of the valve.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係るターボチャージャ付ディーゼルエ
ンジンの排気ブレーキ装置の第1実施形態を示すシステ
ム図である。
FIG. 1 is a system diagram showing a first embodiment of an exhaust brake device for a turbocharged diesel engine according to the present invention.

【図2】図1に示した実施形態によるエンジン回転数と
排気ポート内の圧力の関係を示す特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the engine speed and the pressure in the exhaust port according to the embodiment shown in FIG.

【図3】本発明に係るターボチャージャ付ディーゼルエ
ンジンの排気ブレーキ装置の第2実施形態を示すシステ
ム図である。
FIG. 3 is a system diagram showing a second embodiment of an exhaust brake device for a turbocharged diesel engine according to the present invention.

【図4】図3に示した実施形態によるエンジン回転数と
排気ポート内の圧力の関係を示す特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the engine speed and the pressure in the exhaust port according to the embodiment shown in FIG.

【図5】本発明に係るターボチャージャ付ディーゼルエ
ンジンの排気ブレーキ装置の第3実施形態を示すシステ
ム図である。
FIG. 5 is a system diagram showing a third embodiment of an exhaust brake device for a turbocharged diesel engine according to the present invention.

【図6】図5に示した実施形態によるエンジン回転数と
排気ポート内の圧力の関係を示す特性図である。
6 is a characteristic diagram showing the relationship between the engine speed and the pressure in the exhaust port according to the embodiment shown in FIG.

【図7】ターボチャージャ付ディーゼルエンジンの排気
ブレーキ装置の従来例を示すシステム図である。
FIG. 7 is a system diagram showing a conventional example of an exhaust brake device for a turbocharged diesel engine.

【図8】図7に示した従来例によるエンジン回転数と排
気ポート内の圧力の関係を示す特性図である。
8 is a characteristic diagram showing the relationship between the engine speed and the pressure in the exhaust port according to the conventional example shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ディーゼルエンジン 2 排気通路 3 ターボチャージャ 3a タービン 3b コンプレッサ 4 排気ブレーキバルブ 5 排気バイパス通路 5a 第1バイパス通路 5b 第2バイパス通路 6 ウェイストゲートバルブ 7 コントローラ 8 エアタンク 9、14、16 電磁弁 10 エアシリンダ 11 吸気通路 12 ブースト圧センサ 13 減圧弁 15 ダイアフラムアクチュエータ 1 Diesel Engine 2 Exhaust Passage 3 Turbocharger 3a Turbine 3b Compressor 4 Exhaust Brake Valve 5 Exhaust Bypass Passage 5a First Bypass Passage 5b Second Bypass Passage 6 Wastegate Valve 7 Controller 8 Air Tank 9, 14, 16 Solenoid Valve 10 Air Cylinder 11 Intake passage 12 Boost pressure sensor 13 Pressure reducing valve 15 Diaphragm actuator

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ウェイストゲートバルブを備えたターボ
チャージャ付ディーゼルエンジンの排気ブレーキ装置で
あって、ターボチャージャのタービンより下流の排気通
路に設けた排気ブレーキバルブと、前記タービンより上
流の排気通路から分岐して排気ブレーキバルブより下流
の排気通路に合流する排気バイパス通路と、該排気バイ
パス通路に設けたウェイストゲートバルブと、ディーゼ
ルエンジンの運転状態に応答して前記排気ブレーキバル
ブおよびウェイストゲートバルブを開閉制御するコント
ローラを備えてなるターボチャージャ付ディーゼルエン
ジンの排気ブレーキ装置。
1. An exhaust brake device for a turbocharged diesel engine having a wastegate valve, the exhaust brake valve being provided in an exhaust passage downstream of a turbine of the turbocharger, and branched from an exhaust passage upstream of the turbine. And an exhaust bypass passage that joins the exhaust passage downstream of the exhaust brake valve, a wastegate valve provided in the exhaust bypass passage, and opening / closing control of the exhaust brake valve and the wastegate valve in response to the operating state of the diesel engine. Exhaust brake system for turbocharged diesel engines equipped with a controller that
【請求項2】 タービンより上流の排気通路から分岐し
て排気ブレーキバルブより下流の排気通路に合流する第
1バイパス通路と、前記タービンより上流の排気通路か
ら分岐してタービンより下流で排気ブレーキバルブより
上流の排気通路に合流する第2バイパス通路で排気バイ
パス通路を構成するとともに、両バイパス通路にそれぞ
れウェイストゲートバルブを設けたことを特徴とする請
求項1に記載のターボチャージャ付ディーゼルエンジン
の排気ブレーキ装置。
2. A first bypass passage branched from an exhaust passage upstream of the turbine and joined to an exhaust passage downstream of the exhaust brake valve, and an exhaust brake valve branched from an exhaust passage upstream of the turbine and downstream of the turbine. The exhaust gas of a diesel engine with a turbocharger according to claim 1, wherein an exhaust bypass passage is constituted by a second bypass passage that joins with an exhaust passage at a more upstream side, and waste gate valves are provided in both bypass passages. Brake device.
JP15000496A 1995-06-06 1996-05-21 Exhaust brake system for turbocharged diesel engine Expired - Fee Related JP3468989B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15000496A JP3468989B2 (en) 1995-06-06 1996-05-21 Exhaust brake system for turbocharged diesel engine

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16290995 1995-06-06
JP7-162909 1995-06-06
JP15000496A JP3468989B2 (en) 1995-06-06 1996-05-21 Exhaust brake system for turbocharged diesel engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0953470A true JPH0953470A (en) 1997-02-25
JP3468989B2 JP3468989B2 (en) 2003-11-25

Family

ID=26479733

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15000496A Expired - Fee Related JP3468989B2 (en) 1995-06-06 1996-05-21 Exhaust brake system for turbocharged diesel engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3468989B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009509080A (en) * 2005-09-15 2009-03-05 ボルボ ラストバグナー アーベー Method for an internal combustion engine with exhaust recirculation
CN102182562A (en) * 2011-02-01 2011-09-14 潍柴动力股份有限公司 Diesel engine slippage protecting equipment, method and system
JP2012097629A (en) * 2010-11-01 2012-05-24 Isuzu Motors Ltd Engine brake system of internal combustion engine and method of controlling the same
CN110332054A (en) * 2019-06-28 2019-10-15 潍柴动力股份有限公司 Brake control method, device, equipment and storage medium

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT510236B1 (en) * 2010-07-26 2015-12-15 MAN Truck & Bus Österreich AG METHOD FOR MOTOR BRAKING
AT510237B1 (en) * 2010-07-26 2015-12-15 MAN Truck & Bus Österreich AG METHOD FOR MOTOR BRAKING
DE102017115599A1 (en) * 2017-07-12 2019-01-17 Man Truck & Bus Ag Internal combustion engine, in particular as a drive motor for a vehicle

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009509080A (en) * 2005-09-15 2009-03-05 ボルボ ラストバグナー アーベー Method for an internal combustion engine with exhaust recirculation
JP2012097629A (en) * 2010-11-01 2012-05-24 Isuzu Motors Ltd Engine brake system of internal combustion engine and method of controlling the same
CN102182562A (en) * 2011-02-01 2011-09-14 潍柴动力股份有限公司 Diesel engine slippage protecting equipment, method and system
CN110332054A (en) * 2019-06-28 2019-10-15 潍柴动力股份有限公司 Brake control method, device, equipment and storage medium

Also Published As

Publication number Publication date
JP3468989B2 (en) 2003-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0192525A (en) Composite supercharger for engine
JP3975894B2 (en) Turbocharger over-rotation prevention device
JPH0953470A (en) Exhaust brake device of diesel engine with turbocharger
JPH0543860B2 (en)
JPH10169455A (en) Turbo charger engine
JP3772489B2 (en) Intake negative pressure control device for variable cylinder internal combustion engine
JP2513496B2 (en) Control device for turbocharger
JPH02119627A (en) Air intake device of engine with supercharger
JPS61277820A (en) Engine equipped with exhaust turbosupercharger
JPH0352986Y2 (en)
JP2605053B2 (en) Engine boost pressure control device
JPH0329547Y2 (en)
JP3908435B2 (en) Supercharging prevention device for supercharged engine
JP2789848B2 (en) Turbocharger supercharging pressure controller
JPH0242131A (en) Exhaust structure for engine with exhaust turbosupercharger
JP2710951B2 (en) Exhaust system structure of turbocharged engine
JP2675838B2 (en) Control device for engine with exhaust turbocharger
JPH09112285A (en) Boost pressure control device for internal combustion engine
JPS6385220A (en) Suction air device for engine provided with supercharger
JPH04370324A (en) Deceleration air bypass valve control device for engine having supercharger
JPH02191817A (en) Control device for engine with supercharger
JPS5882030A (en) Suction device for engine with supercharger
JPH0424535B2 (en)
JPS60252123A (en) Control device of waste gate
JPH0598980A (en) Supercharging pressure controller for engine with supercharger

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080905

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080905

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090905

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees