JPS61112735A

JPS61112735A - タ−ボ過給機の吸気制御装置

Info

Publication number: JPS61112735A
Application number: JP59232407A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yamane; 健山根
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1984-11-06
Filing date: 1984-11-06
Publication date: 1986-05-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕本発明はターボ過給機の吸気制御装置に関し、詳しくは
、ターボ過給機の圧Ｉｋｉ機入日入口側気絞り装置を具
え、内燃機関の出力制御に係わる吸気制御装置に関する
。

〔従来技術〕

従来のこの種の吸気制御装置としては１例えば５ｏ（ｄ
ＥＴＹ　　ＯＦ　　ＡＵＴＯＭＯＴＩＶＥ　　ＥＮＧＩ
ＮＥＥＲ５，ＩＮＧ（ＳＡＥ）のテクニカルペーパシリ
ーズ７９０３１２号にフォード社が公表したもの、およ
び同シリーズの８４０２５２号にフライスラー社が公表
したもの等がある。

このような吸気制御装置は、最も一般的に普及されてい
る形式の、圧縮機出口側に絞り装置を具えたものに比べ
て、機関の低回転、領域ならびに部分負荷運転領域で過
給機の回転を比較的高く保持することができるため、特
に部分負荷の状態からの加速時に、ターボ過給機の回転
の上昇遅れが少なく、応答性が良いとされている。

第５図は内燃機関のこのような吸気制御装置の一例を示
す、ここで、１はエンジン本体、２および３はその吸気
マニホールドおよび排気マニホールドであり、排気マニ
ホールド３から過給機のタービン４に導かれた排気によ
って、タービン４を駆動させ、タービン４に直結された
圧ＷＪ機５の回転により吸気マニホールド２に送出する
空気に過給圧を発生させるが、圧縮機５の吸気側には絞
り弁６が設けられていて、この絞り弁６の開度が操作さ
れることによって運転状態に対応した過給気がエンジン
１に送り込まれるように構成されている。７は空気取入
口に設けられたエアクリーナ、８はタービン４からのガ
ス排出管である。

しかしながら、このような従来のターボ過給機の吸気制
御装置では、蝶弁式の吸気絞り弁６が使用されているの
で、絞り弁が全開の状態では圧縮［５に流入される空気
の流れに偏流がないが、絞られた状態では圧ｍａ５の動
翼入口部で流れに偏りが生じ、その結果圧縮効率が低下
する。

しかして、このように部分負荷時の圧縮効率が低下した
状態にあってターボ過給機の回転数も低下しているとき
に、急速に絞り弁６の開度を高めてエンジンｌの急加速
を行おうとすると、ターボ過給機の回転上昇の遅れのた
めにエンジン１の加速にも遅れが生じてしまう。

更にまた、上述したような空気の偏った流れが、ターボ
過給機に振動を誘発させる原因となり、軸受を偏摩耗さ
せるという問題点があった。

〔目　的〕

本発明の目的は、このような問題点に着目して、その解
決を図るべく、圧ｗＪａ入口に均等な空気の流れを予旋
回させて供給することができ、しかもその供給空気量を
変化させることのできるターボ過給機の吸気制御装置を
提供することにある。

〔構　成〕

かかる目的を達成するために、本発明では、圧縮機イン
ペラ入口部の上流にスクロール形の吸気導入ダクトをイ
ンペラと同心に設け、このスクロール形導入ダクトの圧
縮機インペラ入口部に通じる環状通路に、翼角を変化さ
せることのできる複数の空気案内翼を周方向等間隔の位
置に配列させて、この案内翼の翼角を一斉に変化させる
ことにより、翼間に・形成される空気通路の断面積を変
化させ、以て、常に均等に空気の旋回流がこの空気通路
を介して圧縮機入口部に導かれるようにする。

〔実施例〕

以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例を示す、ここで、１１はスク
ロール形状をなす吸気導入ダクト（以下で吸気ダクトと
いう）であり、このような吸気ダク）１１を圧縮機ハウ
ジング５Ａの空気取入口５Ｂ側に接続することによって
、ダクト１１の吸気取入口１１Ａから流入する空気をそ
のスクロール部ｌＩＢに導き、更にスクロール部１１Ｂ
から環状空気通路１１Ｃを介して空気取入口５Ｂに導く
ようにする。

１２は吸気ダク［１の環状空気通路１１Ｇに設けた吸気
導入用の案内翼であり、複数の案内Ｅ１２を第２図に示
すように周方向等分の位置に配列することによって、隣
り合った翼１２の翼間に均等な翼間導入通路１２Ａを形
成させるようにする。

また１個々の案内翼１２には回動軸１３および回動レバ
１４が取付けてあり、レバ１４に付設したビン１４Ａを
案内翼角変角部材１５に設けたリンク溝１５Ａに摺動自
在に妓め合わすことにより、この変角部材１５を支持軸
１６の周りに回動させたときに、これらのインク機構を
介して案内翼１２を一斉に同一方向同角度回動させるこ
とができる。ここで支持軸１Ｂは圧縮機インペラ５Ｃと
同心上に配設されている。

なお、変角部材１５は例えば図示しないアクセルペダル
で直接駆動するようにするか、若しくはアクチュエータ
を介して間接的に駆動させるようにすればよい。

このように構成した吸気制御装置にあっては、゛通常の
吸気の場合１個々の案内翼１２は第２図に示したように
スクロール部１１Ｂにおける空気の流入方向に対して正
の仰角が得られる向きを保っており、したがって、吸気
取入口１１Ａからスクロール部１１Ｂに流入してきた空
気は、旋回させられながら環状空気通路１１Ｃを通過す
るときに、案内翼１２によって一斉にその方向が整えら
れて各々の翼間通路１２Ａを介し均等な旋回流をインペ
ラ５Ｃに導くことができる。

更にまた、低速、低負荷の運転条件では吸気は絞られる
必要がある。そこで、案内３１２を配列させるにあたっ
ては、ｉ３Ａ図および第３Ｂ図に示すように、翼間通路
を全閉した状態としたときに、案内ｌＫ１２の回動軸１
３より後縁側の負圧面１２Ｂおよび回動軸１３より前縁
側の正圧面１２Ｃのそｎぞれ端縁部が環状通路１１Ｃの
両側壁部に形成した段付き部１７に当接し、更に、個々
の案内Ｎ１２の後縁部１２０が上流側の隣接案内ｆｉ１
２の前縁部１２Ｅに当接するようにする。

このように案内翼１２を配列することによって、全開状
態における密封性を高めることができ、全開に近い状態
での吸気量の微量の制御が可能となり、低速、低負荷領
域では翼端間に形成される僅かな隙間を介して空気の供
給を行わせることができる。

ついで、部分負荷領域では翼間通路１２Ａは閉じ気味の
状態に保持され、エンジンｌの運転状態に応じて、空気
流量が多く要求されるにしたがい、案内翼１２を一斉回
動させて翼間通路１２Ａを広げ均一な空気の流れをイン
ペラ５Ｃに供給することができる。また、開度が中間程
度の状態では、翼間通路１２Ａを介して適切な予旋回流
が得られるので、圧縮４２５のインデューサ部での損失
を抑制し、圧縮効率が高められることによって、ターボ
過給機自体の回転を上昇させる効果がある。

第４Ａ図および第４Ｂ図は本発明の他の実施例を示す０
本例は、案内ｉ１２が全閉状態若しくは全開状８に近い
状態に保たれるような低速低負荷領域において、特定の
１枚の案内翼のみを先行させて回動可能とし、他の案内
翼１２を閉成状態に保ったまま、この特定案内翼のみで
吸気量の微調整を可能とするものである。

したがって、本例では、案内翼の個々の位置を設定する
にあたり、特定の案内翼２２を除く他の案内ｉ１２を全
開の状態としたときに、この特定案内翼２２のみは第４
Ｂ図に示すように他の案内翼１２より更に閉の方向に回
動させた状態で隣接する案内ｇ１２との間に閉成状態が
保たれるようにする。なおここで２２Ａは特定案内翼２
２を他の案内翼１２の閉成状態における翼角に保たせた
ときの状態を示す、また１本例の場合、特定案内翼２２
は上述したように他の案内ｆｉ１２より余分に回動させ
られた閉成状態で環状通路壁の段付部１７Ａに当接する
ようにする。

しかして、このように設定した案内３１２および２２の
うちで、案内翼２２は、第４Ａ図に示すようにそのレバ
２４を直接コントロールレバ２６に連結し。

このレバ２Ｂを図示しないアクセルペダルにヨリ直接ま
たは間接に駆動可能となし、アクセルペダルが所定の開
度以下のような運転領域では、このコントロールレバ２
６によって案内翼２２のみを独立して回動可能なように
する。

更にまた、アクセルペダルが所定の開度に達したあとは
、第２図の例と同様に、変角部材１５が駆動され始め、
以て、他の案内翼１２を一斉回動させて翼間通路１２Ａ
のスロート面積を変化させることができる。

本実施例は第２図の例の変形形態であり、均等な空気の
流れが得られないかの如き感があるが、上述したように
特定案内翼を動作させる運転領域は低速低負荷領域に限
られており、したがって空気の流量も極めて小さい、し
かして、その流れも近似的には案内翼回動軸１３の中心
が配置される円２８に沿っての旋回流であり、圧縮機性
能を阻害するほどの部分流入現象とはならない。

一般に、この種の内燃機関を搭載した乗用車等にあって
は、低速低負荷領域においてのアクセルペダルの微妙な
操作に良好な運転フィーリングを必要とするが、このよ
うな操作のためにも、アクセルの微小操作に対して確実
な応答性を以て吸気流量を変化させることが望ましく、
本例によればこのような運転領域では特定の案内翼のみ
が単一に駆動されるので、このような微調整を一層容易
かつ確実にするものである。

なお、本例では１枚の特定質のみを所定の運転領域で駆
動させるようにしたが、１枚の特定質に限らず、例えば
変角部材支持軸に対する軸対象の位置に２枚若しくは３
枚等の特定質を設けるようにして、所定の運転領域では
これらの特定質のみを駆動させるようにすることもでき
る。ただし。

特定質の枚数を余りに多くすることは機構的にも遊び等
の好ましくない条件がともなわれるので、微妙な応答性
と確実性を欠くことになる。

〔効　果〕

以上説明してきたように、本発明によれば、インペラ入
口部の上流にスクロール形の吸気導入ダクトを取付け、
この導入ダクトのインペラと同心に形成され、導入空気
をインペラ入口部に導く環状空気通路に、翼角を変化さ
せることのできる複数の空気案内翼を周方向等分の位置
に配置して、これらの案内翼の翼角を一斉に変化させる
ことにより翼間の空気通路のスロート面精を変化させる
ようにしたので、スクロール形の吸気導入ダクトおよび
案内翼間の空気通路を介して、常に偏りのない均等な空
気の旋回流をインペラに向けて供給することができ、全
運転領域にわたって良好な圧縮効率を維持し、ターボ過
給機の回転数を高く保つことができる。

更にまた、案内翼による吸気制御装置が閉成された状態
にあって、アクセルの踏み初めによる低速低負荷状態で
特定の案内翼のみが他の案内翼に先行して駆動され、翼
間通路を形成するように構成すれば、このような運転領
域における吸気制御の応答性を更に良好に保つことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ターボ過給機の吸気制御装置の構成の一
例を示す断面図、第２図はその一部を破砕して示す正面図。第３Ａ図はその案内翼の閉成状態を示す線図、第３Ｂ図
は第３Ａ図のＡ−Ａ線断面図、第４Ａ図は本発明の他の
実施例の構成を一部破砕して示す正面図、第４Ｂ図はその特定案内翼とその他の案内翼との閉成状
態における相対関係を示す線図、第５図は従来の内燃機
関におけるターボ過給機とその吸気制御装置の概要を示
す模型図である。ｌ・・・エンジン、２．３・・・マニホールド、４・・・タービン、５・・・圧Ｎ機、５Ａ・・・圧縮機ハウジング、５Ｂ・・・空気取入口、５Ｃ・・・インペラ、６・・・絞り弁。７・・・エアクリーナ、８・・・ガス排出管、１１・・・吸気導入ダクト、１１Ａ・・・吸気取入口、１１Ｂ・・・スクロール部、１１Ｃ・・・環状空気通路、１２・・・案内翼、１２Ａ・・・翼間通路。１２Ｂ・・・負圧面、１２Ｃ・・・正圧面、１２Ｄ・・・後綾部、１２Ｅ・・−曲縁部、１３・・・回動軸、１４・・・回動レバ、１４Ａ・・・ビン、１５・・・χ角変角部材、１５Ａ・・・リンク溝、１６・・・支持軸、１７．１７Ａ・・・段付部、２２）２２Ａ・・・特定案内翼。２４・・・レバ、２６…コントロールレバ、２８・・・円。

Claims

【特許請求の範囲】１）圧縮機のインペラ入口部に接続され、流入空気をス
クロール部で旋回流となして前記インペラと同心の環状
空気通路を介し前記インペラ入口部に導く吸気導入ダク
トと、前記環状空気通路の周方向等分の位置に配置され
、翼角を変化させることにより翼間空気通路のスロート
部を全閉状態から全開状態まで変化可能な複数の吸気案
内翼と、該吸気案内翼の翼角を一斉に変化可能な駆動手
段とを具え、前記吸気導入ダクトおよび前記翼間空気通
路を介して前記インペラ入口部に常に均等な空気の流れ
を供給するようにしたことを特徴とするターボ過給機の
吸気制御装置。２）特許請求の範囲第１項に記載のターボ過給機の吸気
制御装置において、前記複数の吸気案内翼のうちの少な
くとも１つの案内翼は、前記翼間空気通路のスロート部
を全閉とした状態から所定の翼角まで個別に可変可能で
あることを特徴とするターボ過給機の吸気制御装置。