JPS591059Y2 - 過給機付内燃機関の吸気管内圧制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は過給機付内燃機関の負荷が急激に増大した場合
、例えばこの種過給機付内燃機関を装備した船舶の急速
操船時或いは荒天時の波浪抵抗増大時に、過給機の過給
空気圧が上昇するが、この上昇が内燃機関をサージング
域へ持たらしてしまうのを防止するための過給機付内燃
機関の吸気管内圧制御装置に関する。

船舶等において過給機を設けたディーゼル機関が用いら
れている。

この種ディーゼル機関の過給機は高効率で使用し得るよ
うノズル、デフユーザの仕様を決めているが、このよう
なディーゼル機関を装備した船舶を急速に操船し、又荒
天に遭遇すると波浪抵抗が増大し過給機から吐出される
過給空気の圧力が異状に上昇するため機関はサージング
域へ入ってその円滑な運転に支障を来す。

このような機関のサージング域への移行を過給機のマツ
チングを最良なマツチングからずらせて防ぐことも可能
であるが、このようなサージング域への移行が防げる代
りに、通常運転時の機関の性能も上記マツチングのずれ
と共に劣化するという望ましくない結果を招来してしま
う。

このサージング域への移行を防止するための手段として
、吸気管へ連結された、過給空気を放出するための手動
弁が採用されている。

しかしながら、操縦者は機関から離れた操縦室にいるた
め、上記手動弁を操縦者臼らにより操作し得ない上に、
このような手動操作では運転状態に適合した開閉制御を
行うことは極めて困難である。

このような困難性は例えば機関がサージング域から脱出
し通常運転へ移行してもその運転状態の確認までに時間
的遅れを取るため必要以上に手動弁を開放したよ・に放
置した状態にあり、これがため空気量の不足を来たし排
気ガス温度を上昇させ、ひいては機関の熱負荷を増大さ
せ、その結果として部品の寿命を短縮させる因となる。

本考案は上述した如き従来技術の欠点に鑑み案出された
ものであり、その目的は異状に−Ｌ昇した過給空気を放
出するための制御可能な弁を、その異状空気圧に関係付
けられる検出量に応動して該弁を制御し、以って機関の
サージング域への移行を防止している過給機付内燃機関
の吸気管内圧制御装置を提供するにある。

本考案の目的は異状に上昇した過給空気を放出する弁を
、機関の回転数が予定の設定回転数域にあること及び燃
焼のための供給量に関連付けられる値が予定の設定値以
上にあることに応答して前記弁を制御し、以って機関の
サージング域への移行を防止している過給機付内燃機関
の吸気管内圧制御装置を提供するにある。

本考案によれば、本来給気されるべき過給空気の圧力か
ら異状に上昇した過給空気の圧力を低下せしめて機関に
サージング状態を生ぜしめないための放出弁制御量は時
々刻々の機関運転状態において過給されるべき空気圧に
関連せしめられた量の下に発生されるから、従来の如き
手動操作では実現するのには不可能に近かった運転状態
に適合した制御を可能にすることが出来る。

以下、添付図面を参照しながら本考案の好適実施例を説
明する。

第１図に示す本考案を実施した排気タービン過給機付内
燃機関１ （以下、排気タービン過給機付ディーゼル機
関について説明する。

）は吸気管２、吸気管２へ夫々接続される複数個のシリ
ンダ３、シリンダ３の各々へ接続される排気管４、過給
機５ 〔排気管４の排出端へ連結された排気タービン５
ａ及び排気タービン５ａの回転軸５ｂへ結合されたブロ
ワ５Ｃから構成される〕、並びに過給機５の吐出口へ連
結され吸気管へ連結されたエアクーラー６から構成され
る従来の排気タービン過給機付ディーゼル機関の吸気管
へ制御可能な放出弁７が連結される一方、吸気管内圧の
異状上昇時に後述する如き所定量の空気を吸気管内から
放出するよう放出弁１の開閉制御をなすための放出量決
定装置８が設けられて構成されている。

尚、９は消音装置である。

第２図に示すように、機関１の回転数が設定回転数域（
例えばＱ−Ｎｒ、ｐ、ｍ、）にあるとき接点を閉じてい
る回転数検出器８−２Ｎの出力信号と、燃焼のための供
給量に関連付けられる値を示す信号例えば吸気管２の内
圧が予定の設定値以上に上昇したとき接点を閉じる圧力
スイッチ８−２Ｐの出力信号とに応答して出力信号を発
生し、上記２つの出力信号のいづれか１方が喪失したと
き出力信号を発生しない放出量決定装置８−２がある。

上述の如きディーゼル機関１を装備した船舶の急速操船
時或いは荒天時の波浪抵抗増大時に、これに対処すべく
機関１が運転されるのにも拘らず機関１の回転数が一時
的に低下している一方、機関１から排出される排気ガス
量の増大に伴ってのタービン５ａの回転数上昇又は供給
量とシリンダ内の消費量とのアンバランスの発生等のた
め吸気管２の内圧が一時的に異状に上昇することとなる
。

このような状態に至ったとき、後述する如くして吸気管
内の空気の放出量を決める装置８−２からの信号に応答
して放出弁７の開閉制御をなすことにより、吸気管２内
の空気を放出する。

この空気の放出によって、高効率に仕様を選定した過給
機の効率をそのま・維持しつ・、然も一時的に上昇した
過給空気圧によって生ゼしぬられる機関のサージング域
への移行を未然に防止しうる。

このような作用効果は操縦者の判断を持つことなく自動
的に生ぜしめられるものであるから、この種作用効果は
機関操縦者を要することなしに得られるものであり、従
って機関室の無人化に適用しうる。

上述した放出量決定装置８−２の詳細な構成は第３図及
び第４図に示されている。

第３図はリレーで構成された場合を示し、第４図は半導
体素子で構成された場合を示す。

第３図の放出量決定装置８−２１において、機関１が予
定の回転数域で回転していると、回転数検出器８−２Ｎ
の接点ＭＲが閉じており、接点ＭＲが閉じてからタイマ
リレーＴ１の設定時間経過後にタイマリレーＴ１の接点
ｒｔ１が閉じる。

タイマリレーＴ１は放出弁７のバイティングを防止する
ためのものである。

このような機関１の運転状態において、サージング状態
が発生して吸気管２の内圧が異状に上昇し、内圧の上昇
が圧力スイッチ８２Ｐの設定値以上になると、圧力スイ
ッチ８゜２Ｐが作動してその接点ＰＳが閉じる。

接点ＰＳが閉じてからタイマリレーＴ２の設定時間経過
後にタイマリレーＴ２の接点ｒｔ２が閉じる。

タイマリレーＴ２も放出弁７のハンティングを防止する
ためのものである。

機関１が設定回転数域で運転されている場合に接点ｒｔ
２が閉じると、電源線Ａ及びＢ（例えば、Ａ 、 Ｃ、
１００ボルト又はり、Ｃ２４ボルト）へ空気放出弁７の
コイルを接続しこれを附勢して放出弁７を開く。

すると、吸気管２の空気が放出されてその内圧は設定値
以下へ持たらされ、機関１のサージング域への移行は未
然に防止される。

尚、放出弁７は手動釦ＰＢによっても緊急時等の場合に
手動で操作しうる。

第４図に示す放出量決定装置８−２２において、第３図
のタイマリレーＴ１の代りにクロックパルス源ＣＰから
クロックパルスを受けるゲート回路Ｇ１□、ゲート回路
Ｇ１２、反転器■１□及び１１２、並びに時間々隔が設
定されクロックパルスで減らされ設定値が零になること
に応答して出力信号を発生する形式の可変時間々隔設定
器Ｃ１が用いられ、第３図のタイマリレーＴ２の代りに
クロックパルス源ＣＰからクロックパルスを受けるゲー
ト回路Ｇ２１及びＧ２２、反転器■２□、及びＩ２２、
並びに設定器Ｃ１と同一形式の可変時間々隔設定器Ｃ２
が用いられる。

第３図において電源線Ａ及びＢへ放出弁７を接続する接
点ｒｔ１及びｒｔ２の代りに、アンド回路Ａ、 （可変
時間々隔設定器Ｃ１の出力信号を受けるＤｌ及び可変時
間々隔設定器Ｃ２の出力信号を受けるＤ２並び゛にトラ
ンジスタＴ〕及び゛サイリスタＳＣＲが用いられる。

尚、図中のＲはリセット信号である。

第４図の回路の動作を概説すると、機関１が予定の回転
数域で運転されていると、接点ＭＲが閉じ、タイマであ
る可変時間々隔設定器Ｃ工に設定された時間々隔の経過
後に設定器Ｃ１から出力信号が発生する。

この運転状態において、機関１がサージング域へ入ろう
とすると、接点ＰＳが閉じ、この閉或後可変時間々隔設
定器Ｃ２に設定された時間々隔後に設定器Ｃ２から出力
信号が発生する。

すると、アンド回路Ａ１の入力条件が満されるからアン
ド回路Ａ１から出力信号が発生し、この出力信号によっ
てサイリスタＳＣＲがオンとなり放出弁７が開かれるこ
ととなる。

かくして、第３図の装置と全く同一の作用効果を生ヒさ
せ得る。

尚、手動釦ＰＢの押圧によってもアンド回路Ａ１がら出
力信号を発生させ得る。

上記の実施例の説明において、燃焼のための供給量に関
連付けられる値を、吸気管の内圧を例にとって説明した
が、過給機の回転数、燃料ポンプラックの移動量を用い
てもよい。

そして、上記実施例の説明では圧力、回転数の設定値を
固定とし、成る運転領域について説明したが、各運転領
域毎に夫々のメータリレ、圧力スイッチを設けるか又は
夫々１個の検出手段がらの連続的な信号を各運転領域毎
の設定値と比較し、それらの出力信号に応答する手段を
設けて放出量決定装置を構成すれば上述の如き作用効果
を機関の全運転領域について生じさせることが可能であ
る。

以上の説明から理解されるように、本考案によれば次の
ような優れた効果を発揮する。

（１）機関のサージング域への移行がこれに関連付けら
れる機関の量に応答して自動的に然も適正に、速やかに
検出されて空気放出弁の開閉制御をなすから、過給機の
効率を落すことなく選定された仕様の高効率で過給機を
使用しつつ、機関のサージング域への移行を未然に防止
しもってその円滑な運転を続行させ得る。

（２）上述の如くこのような円滑な運転は機関操縦者の
判断を要しないから、機関室の無人化に資する。

（３）タイマの遅延作用により、放出弁が頻繁に開放す
ることなく安定して開閉制御されるから、放出弁のハン
ティングを防止し、もってその寿命の向上をはかること
ができる。

（４）機関のサージング域への移行の基準となる燃焼の
ための供給量に関連付けられる値を、機関の回転数に対
する相対値ではなく、回転数域に対する絶対値としたこ
とにより、制御が容易になり、装置の簡素化が図れる。

（５）予定の回転数域の機関の全運転領域について検出
することにより、全運転領域に亙って機関のサージング
域への移行を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を実施した排気タービン過給機付内燃機
関を示す図、第２図は放出量決定装置を、圧力スイッチ
及び回転数検出機を用いて構成した、排気タービン過給
機付内燃機関を示す図、第３図は第２図で用いる放出量
決定装置の第１の詳細図、第４図は第２図で用いる放出
量決定装置の第２の詳細図である。 図中、１は内燃機関、２は吸気管、５は過給機、７は空
気放出弁、８は放出量決定装置である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 過給機からの過給空気を吸入管を通してシリンダ内へ給
   気する形式の過給機付内燃機関の吸気管内圧を制御する
   装置において、前記吸気管の過給機吐出側から離れた位
   置に連結した制御可能な放出弁と、前記吸気管内の放出
   すべき空気量を決定する放出量決定手段と、該放出量決
   定手段からの信号に応答して前記放出弁を開放させる装
   置とを設け、前記放出量決定手段が過給機付内燃機関の
   回転数が予定の設定回転数域にあることを検出する第１
   の手段と、該第１の手段の検出信号を遅延させる第１タ
   イマと、前記過給機付内燃機関のシリンダ内へ供給され
   る燃焼のための供給量に関連付けられる値が予定の設定
   値以上にあることを検出する第２の手段と、該第２の手
   段の検出信号を遅延させる第２のタイマと、前記第１及
   び第２のタイマ出力が前記第１及び第２の手段の作動時
   より遅延して共に作動するとき放出弁を開放させる信号
   を発生する装置とから構成されたことを特徴とする過給
   機付内燃機関の吸気管内圧制御装置。