JPS6030424Y2 - Exhaust turbo supercharging device - Google Patents

Exhaust turbo supercharging device

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JPS6030424Y2
JPS6030424Y2 JP18343279U JP18343279U JPS6030424Y2 JP S6030424 Y2 JPS6030424 Y2 JP S6030424Y2 JP 18343279 U JP18343279 U JP 18343279U JP 18343279 U JP18343279 U JP 18343279U JP S6030424 Y2 JPS6030424 Y2 JP S6030424Y2
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JP
Japan
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exhaust
boost pressure
engine
turbine
pressure
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JP18343279U
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JPS56101427U (en
Inventor
靖平 荒井
Original Assignee
いすゞ自動車株式会社
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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は排気ターボ過給装置に関するものであり、殊に
排気バイパス装置あるいは排気切換装置を備える排気タ
ーボ過給装置に係るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an exhaust turbocharging device, and more particularly to an exhaust turbocharging device equipped with an exhaust bypass device or an exhaust switching device.

エンジンに排気ターボ過給装置を組み合せる場合の最大
の問題点は、エンジンが低速回転している状況では排圧
が上らず、従ってタービンが高速で回転できないために
コンプレッサの回転も上昇し得す、十分なるブースト圧
が発生しないことである。
The biggest problem when combining an exhaust turbo supercharging device with an engine is that the exhaust pressure does not increase when the engine is rotating at low speed, so the compressor rotation may also increase because the turbine cannot rotate at high speed. However, sufficient boost pressure is not generated.

そして、この場合更に都合の悪いことは、上記排気ター
ボ過給装置を組み合せたエンジンでは必然的に吸・排気
抵抗が大となっているために、これを備えていないエン
ジンより一層出力が低下する点である。
What is even more inconvenient in this case is that engines equipped with the above-mentioned exhaust turbo supercharging system inevitably have greater intake and exhaust resistance, resulting in even lower output than engines without this. It is a point.

そこで、エンジンの低速回転時でも高い回転をすること
ができる様なタービンを選択してこの問題を解決せんと
試みると、エンジンの高速回転時には排圧が上がりすぎ
てブースト圧が異常に高くなってエンジンの許容最大爆
発圧力を越えてしまう様な事態が生じ、エンジンが破壊
されかねない。
Therefore, we tried to solve this problem by selecting a turbine that could rotate at high speeds even when the engine was running at low speeds, but when the engine was running at high speeds, the exhaust pressure rose too much and the boost pressure became abnormally high. A situation may occur in which the maximum allowable explosion pressure of the engine is exceeded and the engine may be destroyed.

この様な問題を解決するために、排気バイパス装置なる
ものが開発されて来ている。
In order to solve such problems, exhaust bypass devices have been developed.

これは上述に如く、エンジンの低速回転時にあっても高
いブースト圧が得られる様なタービンを選定した排気タ
ーボ過給装置に於て、エンジンが高速回転して該ブース
ト圧が設定値以下とならんとした時、排気ガスが該ター
ビンに供給することなく迂回放出させんとするもので、
第1図に示す如く、タービン10の入口11に連なる排
気ダクト12と同出口13とを連結する迂回路14を備
えると共にその間に制御弁15を配していて吸気ダクト
16に於けるブースト圧Pが設定値以上となったときア
クチュエータ17が応動して上記制御弁を開放し、排気
ガスをタービン10からバイパスさせんとするものであ
る。
As mentioned above, in an exhaust turbo supercharging system that uses a turbine that can obtain high boost pressure even when the engine rotates at low speed, the boost pressure does not fall below the set value when the engine rotates at high speed. In this case, the exhaust gas is to be released in a detour without being supplied to the turbine.
As shown in FIG. 1, the exhaust duct 12 connected to the inlet 11 of the turbine 10 and the outlet 13 are provided with a detour 14 connecting the exhaust duct 12 and the outlet 13, and a control valve 15 is disposed therebetween to control the boost pressure P in the intake duct 16. When the value exceeds a set value, the actuator 17 responds and opens the control valve to bypass the exhaust gas from the turbine 10.

尚、図に於て18は上記タービン10に直結したコンプ
レッサ、19はエアクリーナ、20はエンジンで、21
はその吸気弁、22は排気弁、23はピストン、24は
燃焼室である。
In the figure, 18 is a compressor directly connected to the turbine 10, 19 is an air cleaner, 20 is an engine, and 21 is a compressor directly connected to the turbine 10.
22 is an exhaust valve, 23 is a piston, and 24 is a combustion chamber.

所で、上記排気バイパス装置に於ける制御弁15は常閉
弁であって且つ排気ガスに晒されることから、その熱や
その中に含まれているカーボン粒子のためにステックし
、開動作ができなくなるおそれがある。
By the way, since the control valve 15 in the exhaust bypass device is a normally closed valve and is exposed to exhaust gas, it may become stuck due to the heat and carbon particles contained therein, and the opening operation may be prevented. There is a possibility that it will not be possible.

この様に該制御弁15が開かれなくなるとブースト圧が
異常に上昇したとき、排気ガスをバイパスさせることが
できなくなるから、ブースト圧の上昇を防止し得す、エ
ンジンの破壊に発展しかねない。
If the control valve 15 is not opened in this way, when the boost pressure rises abnormally, it will not be possible to bypass the exhaust gas, which may prevent the boost pressure from rising, which may lead to engine destruction. .

従ってこの様なことは絶対に回避せねばならないのであ
る。
Therefore, this kind of thing must be avoided at all costs.

また、特開昭54−137514号公報には、コンプレ
ッサの下流側と上流側とを開閉弁を有するリターン通路
で連結してなる内燃機関用排気ターボチャージャの出力
制御装置が開示されているが、これでは排気ターボチャ
ージャを装着し、且つ排気バイパス通路を設け、更にそ
の上に上述のようなリターン通路を設けることは、過給
装置も大規模なものばかりでなく、機関回りの構造を複
雑化してしまうおそれがある。
Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-137514 discloses an output control device for an exhaust turbocharger for an internal combustion engine in which the downstream side and upstream side of a compressor are connected by a return passage having an on-off valve. In this case, installing an exhaust turbocharger, providing an exhaust bypass passage, and furthermore providing the above-mentioned return passage would not only require a large-scale supercharging device but also complicate the structure around the engine. There is a risk that the product may become damaged.

更に、実開昭54−37721号公報には、排気ブレー
キ弁に連動してEGR流路を開閉する弁機構が開示され
ているが、上記両弁が同時に閉又は開の作動を行うので
、ブースト圧の異常上昇を防止する手段としては使用で
き得るものではない。
Further, Japanese Utility Model Publication No. 54-37721 discloses a valve mechanism that opens and closes the EGR passage in conjunction with the exhaust brake valve, but since both valves close or open at the same time, the boost It cannot be used as a means to prevent an abnormal rise in pressure.

本考案は上述の点に鑑み案出したものであり、第一のブ
ースト圧異常防止装置としての排気バイパス装置を備え
た排気ターボ過給装置において、過給装置を大規模なも
のとせず、また機関回りの構造を複雑化させることのな
い第二のブースト圧異常防止装置を提供せんとするもの
で、その要旨は排気バイパス装置中に設定ブースト圧を
検出して作動する制御弁を配設すると共に、前記設定ブ
ースト圧よりも高いブースト圧の発生時にタービンの出
口側排気管を閉じる排気シャッタを備えてなる排気ター
ボ過給装置にある。
The present invention was devised in view of the above-mentioned points, and is an exhaust turbo supercharging system equipped with an exhaust bypass device as a first boost pressure abnormality prevention device, without making the supercharging system large-scale. The purpose is to provide a second boost pressure abnormality prevention device that does not complicate the structure around the engine, and its gist is to install a control valve that detects the set boost pressure and operates in the exhaust bypass device. The present invention also provides an exhaust turbo supercharging device comprising an exhaust shutter that closes an exhaust pipe on the outlet side of the turbine when a boost pressure higher than the set boost pressure is generated.

以下図示せる本考案の排気ターボ過給装置の一実施例に
ついて説明するに、第2図に於て、10はタービン、1
1はその入口、13は同出口、12は排気ダクト、14
は該入口と出口とを連絡する迂回路、15はその間に配
設された排気バイパス装置の制御弁、16は吸気ダクト
、17は上記制御弁を動作せしめるアクチュエータ、1
8はコンプレッサ、19はエアクリーナ、20はエンジ
ン、21はその吸気弁、22は同排気弁、24は同燃焼
室であって、前記第1図の排気ターボ過給装置と同様に
吸気ダクト16に於けるブースト圧Pに応動して制御弁
15が迂回路14を開く排気バイパス装置を備えた排気
ターボ過給装置付エンジンを示している。
An embodiment of the exhaust turbocharging device of the present invention will be described below. In FIG. 2, reference numeral 10 is a turbine;
1 is the inlet, 13 is the outlet, 12 is the exhaust duct, 14
1 is a detour connecting the inlet and the outlet; 15 is a control valve for an exhaust bypass device disposed therebetween; 16 is an intake duct; 17 is an actuator for operating the control valve;
8 is a compressor, 19 is an air cleaner, 20 is an engine, 21 is an intake valve, 22 is an exhaust valve, and 24 is a combustion chamber, which is connected to the intake duct 16 in the same way as the exhaust turbocharger shown in FIG. 1 shows an engine with an exhaust turbo supercharging device equipped with an exhaust bypass device in which a control valve 15 opens a detour 14 in response to boost pressure P in the engine.

またBEは排気ブレーキ装置であって、前記タービン1
0の出口13に連なる排気管25に配設された排気シャ
ッタES、該シャッタの開閉を司どるパワシリンダPC
1バキュームタンクvT内のパワーソースとしての負圧
のパワーシリンダへの伝達を制御する電磁弁MV、更に
該電磁弁の開閉をコントロールするための減速検出系と
しての手動スイッチMS、アクセルスイッチAS及びク
ラッチスイッチC3等を備えていて、直列に配線された
これらスイッチMS、 AS、 C3のいずれもがオン
したときを減速時と判定して電源Bと上記電磁弁MVが
連結されてそれが開かれ、上記タンクVT内の負圧がパ
ワーシリンダPCに導入されて排気シャッタESが排気
管25を閉じる様になっている。
Further, BE is an exhaust brake device, and the turbine 1
Exhaust shutter ES disposed on the exhaust pipe 25 connected to the exit 13 of 0, and a power cylinder PC that controls opening and closing of the shutter.
1 A solenoid valve MV that controls the transmission of negative pressure as a power source in the vacuum tank vT to the power cylinder, a manual switch MS as a deceleration detection system, an accelerator switch AS, and a clutch for controlling the opening and closing of the solenoid valve. It is equipped with switches C3, etc., and when all of these switches MS, AS, and C3, which are wired in series, are turned on, it is determined that deceleration is occurring, and the power supply B and the above-mentioned solenoid valve MV are connected and opened. The negative pressure in the tank VT is introduced into the power cylinder PC, and the exhaust shutter ES closes the exhaust pipe 25.

尚、この排気ブレーキ装置BEの構成は、従来公知のも
のと変る所がない。
The configuration of this exhaust brake device BE is the same as that of conventionally known devices.

そして、本考案に於ては特に、上記排気ブレーキ装置B
Eに於ける減速検出系の3つのスイッチMS、 AS、
C3の系とは別途に、しかもこの系と並列に、圧力ス
イッチ円を介して前記電源Bと電磁弁MV間を連結する
ことができる様にすると共に、該スイッチは前記ブース
ト圧Pが異常上昇したときにオンする様に構威しである
In the present invention, in particular, the exhaust brake device B
The three switches MS, AS, of the deceleration detection system in E
Separately from the C3 system and in parallel with this system, the power source B and the solenoid valve MV can be connected via a pressure switch circle, and the switch is configured to prevent the boost pressure P from increasing abnormally. It is designed to turn on when the

尚、前記制御弁15が開かれるブースト圧P1よりも上
記圧カスイツヂ円がオンするブースト圧P2の方が大と
しである。
Incidentally, the boost pressure P2 at which the pressure switch is turned on is greater than the boost pressure P1 at which the control valve 15 is opened.

以上の如き構成の本考案の排気ターボ過給装置にあって
は、ブースト圧Pが上記P1以下の状態では、排気バイ
パス装置を圧力スイッチPSも働かない故、制御弁15
は迂回路14を閉じて排気ガスの全量をタービン10に
供給すると共に、排気ブレーキ装置BEも従来公知の排
気ブレーキとしての機能を発揮する以外の仕事をする様
なことはない。
In the exhaust turbocharging device of the present invention having the above configuration, when the boost pressure P is below P1, the exhaust bypass device and the pressure switch PS do not operate, so the control valve 15
The detour 14 is closed and the entire amount of exhaust gas is supplied to the turbine 10, and the exhaust brake device BE does not perform any other work than to function as a conventionally known exhaust brake.

そして、このブースト圧PがPlに達すると、アクチュ
エータ17が作動して制御弁15が開かれ、一部の排気
ガスは迂回路14にバイパスされてタービン10の回転
を制限する故、コンプレッサ18の回転が抑えられ、ブ
ースト圧の上昇を防止する。
When this boost pressure P reaches Pl, the actuator 17 is actuated to open the control valve 15, and part of the exhaust gas is bypassed to the detour path 14 to limit the rotation of the turbine 10. Rotation is suppressed and boost pressure is prevented from increasing.

この状態では圧力スイッチPSはオンしないから、排気
ブレーキ装置BEは前記状態と同様に作動する。
In this state, the pressure switch PS is not turned on, so the exhaust brake device BE operates in the same manner as in the above state.

この状態で上記制御弁15がステックなどの原因で十分
開かれなかったりして、ブースト圧Pが12以上となる
と、これを圧力スイッチPSが感知してオンし、各スイ
ッチMS、 AS、 C3等の状態とは全く関係なく電
磁弁MVを開いて排気シャッタESをもって前記排気管
25を閉じる。
In this state, if the control valve 15 is not opened sufficiently due to a stick or the like and the boost pressure P becomes 12 or higher, the pressure switch PS senses this and turns on, and each switch MS, AS, C3, etc. The solenoid valve MV is opened and the exhaust pipe 25 is closed with the exhaust shutter ES, regardless of the state of the exhaust pipe 25.

その結果、タービン10の入口11と出口13との間の
圧力差(排圧)がなくなり、タービンの回転が制限され
、ブースト圧の上昇を防止することになる。
As a result, the pressure difference (exhaust pressure) between the inlet 11 and outlet 13 of the turbine 10 is eliminated, the rotation of the turbine is restricted, and an increase in boost pressure is prevented.

以上のように、本考案の排気ターボ過給装置は、排気バ
イパス装置中の設定ブースト圧を検出して作動する制御
弁を配設すると共に、前記設定ブースト圧よりも高いブ
ースト圧の発生時にタービンの出口側排気管を閉じる排
気シャッタを備えてなり、第一のブースト圧異常上昇防
止装置としての排気バイパス装置に対して更に第二のブ
ースト圧異常防止装置として排気シャッタを加えること
ができたので、より信頼性のある排気ターボ過給装置が
得られると共に、排気管に排気シャッタを設け、それを
アクチュエータで作動させるだけなので、装置が簡単で
あり、前述の従来のりターン通路を設けるものに比較し
て、過給装置に大規模にすることもなく、また機関回り
の構造を複雑化することもない。
As described above, the exhaust turbo supercharging device of the present invention is provided with a control valve that detects the set boost pressure in the exhaust bypass device and operates, and when a boost pressure higher than the set boost pressure is generated, the The exhaust bypass device is equipped with an exhaust shutter that closes the exhaust pipe on the exit side of the engine, and an exhaust shutter can be added as a second boost pressure abnormality prevention device to the exhaust bypass device, which is the first boost pressure abnormal rise prevention device. In addition to providing a more reliable exhaust turbo supercharging device, the device is simpler as it only requires installing an exhaust shutter on the exhaust pipe and operating it with an actuator, compared to the conventional system with a re-turn passage described above. Therefore, there is no need to increase the scale of the supercharging device, and there is no need to complicate the structure around the engine.

そして本考案は、従来公知の排気ブレーキシステムBE
に対して圧力スイッチPSを追加装着するだけで上記効
果を得ることができる故、極めて実用的であると言える
The present invention is based on the conventionally known exhaust brake system BE.
The above effect can be obtained by simply adding a pressure switch PS to the system, so it can be said that it is extremely practical.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来公知の排気ターボ過給装置の概略を示す系
統図、第2図は本考案による排気ターボ過給装置の概略
を示す系統図である。 10:タービン、12:排気ダクト、14:迂回路、1
5:制御弁、16:吸気ダクト、17:アクチュエータ
、18:コンプレッサ、20:エンジン、25:排気管
、BE:排気ブレーキ装置、MV:電磁弁、PS:圧力
スイッチ、ES:排気シャッタ、B:電源。
FIG. 1 is a system diagram showing an outline of a conventionally known exhaust turbo supercharging device, and FIG. 2 is a system diagram showing an outline of an exhaust turbo supercharging device according to the present invention. 10: Turbine, 12: Exhaust duct, 14: Detour, 1
5: Control valve, 16: Intake duct, 17: Actuator, 18: Compressor, 20: Engine, 25: Exhaust pipe, BE: Exhaust brake device, MV: Solenoid valve, PS: Pressure switch, ES: Exhaust shutter, B: power supply.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 排気バイパス装置中に設定ブースト圧を検出して作動す
る制御弁を配設すると共に、前記設定ブースト圧よりも
高いブースト圧の発生時にタービンの出口側排気管を閉
じる排気シャッタを備えてなる排気ターボ過給装置。
An exhaust turbo comprising a control valve that detects and operates a set boost pressure in an exhaust bypass device, and an exhaust shutter that closes an exhaust pipe on the outlet side of the turbine when a boost pressure higher than the set boost pressure is generated. Supercharging device.
JP18343279U 1979-12-29 1979-12-29 Exhaust turbo supercharging device Expired JPS6030424Y2 (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18343279U JPS6030424Y2 (en) 1979-12-29 1979-12-29 Exhaust turbo supercharging device

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JP18343279U JPS6030424Y2 (en) 1979-12-29 1979-12-29 Exhaust turbo supercharging device

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Publication Number Publication Date
JPS56101427U JPS56101427U (en) 1981-08-10
JPS6030424Y2 true JPS6030424Y2 (en) 1985-09-12

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