JPS61190124A - エンジンの過給装置 - Google Patents

エンジンの過給装置

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Publication number
JPS61190124A
JPS61190124A JP60030090A JP3009085A JPS61190124A JP S61190124 A JPS61190124 A JP S61190124A JP 60030090 A JP60030090 A JP 60030090A JP 3009085 A JP3009085 A JP 3009085A JP S61190124 A JPS61190124 A JP S61190124A
Authority
JP
Japan
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exhaust
valve
pressure
turbine
pipe
Prior art date
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Pending
Application number
JP60030090A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshinori Okino
沖野 芳則
Masatoshi Tanigawa
谷川 政年
Shigeki Imazu
今津 茂樹
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.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP60030090A priority Critical patent/JPS61190124A/ja
Publication of JPS61190124A publication Critical patent/JPS61190124A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/22Control of the pumps by varying cross-section of exhaust passages or air passages, e.g. by throttling turbine inlets or outlets or by varying effective number of guide conduits
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)

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】 「産業上の利用分野」 本発明は、排気ターボ過給機のタービン入口の通路面積
を排気ガス量に応じて制御するようにしたエンジンの過
給装置に関するものである。
「従来技術、発明が解決しようとする問題点」排気ター
ボ過給機を備えたエンジンの過給装置には、タービン入
口部に該タービン入口の通路面積を制御する制御弁を設
け、排気ガス量が少なくガ、1スボリユームにふる過給
効果があまり期待できないような低速・低負荷運転時に
はタービン入口の通路面積を絞ってタービン側に導入さ
れる排気ガス流の流速を高めてガス動圧により過給効果
を向上させ、これに対して排気ガス量が多くガスボリュ
ームによる過、給効果が十分に期待できる高速・高負荷
運転時にはタービン入口の通路面積を太きくして排気ガ
、ス流の流動抵抗によるエンジンの出力ダウンを防止し
て高水準の過給効果を維持するようにしたいわゆるツイ
ンエントリー屋排気ターボ過給機を備えたものが知られ
ている(例えば、  ・特開昭Sg−/3ざ222号公
報)。
また、同様な装置として、実開昭Sクー127322号
公報に示されるものがあり、この装置においては、排気
通路のタービン入口部を、互いに並列的な渦巻通路に分
割して形成し、一方の渦巻通路にエンジンの回転速度に
応じて開閉する制御弁を備えたものが示されている。そ
して、低速・低負荷運転時には、制御弁を閉じて通路面
積を小さくし、一方、高速・高負荷運転時には、制御弁
を開いて通路面積を大きくしており、これにより、低速
・低負荷運転時から高速・高負荷運転時にわたって、高
水準の過給効果を得ることができる。
従って、上記従来装置によれば、低速・低負荷側の常用
運転領域から、高水準の過給効果を得ることができる。
そして、低速・低負荷運転時から高速・高負荷運転時に
なった場合には、制御弁が開いて通路面積を大きくしな
ければならないが、もし装置の故障により制御弁が開か
ないと、排気圧(過給圧]の異常上昇によるエンジンの
損傷を引き起こす可能性を伴いこのような状態を防ぐた
めに、保護装置が要求される。
本発明は、制御弁の故障時に過給圧・排気ガス圧が異常
に上昇することを利用した簡単な保護装置を提供する。
本発明の目的は、排気圧の異常上昇による損傷を簡易な
構成で防止することができるエンジンの過給装置を提供
することにある。
「問題点を解決するだめの手段、作用」本発明は、排気
ガスにより回転する排気タービンを内部に有するタービ
ン室と、該タービン室に排気ガスを導く排気通路と、前
記排気タービンにより回転される吸気コンプレッサを内
部に有するコンプレッサ室と、該コンプレッサ室から吸
気が導かれる吸気通路と、エンジンの運転状態に応じて
、排気タービンへの排気通路面積を変化させる可変装置
と、を含むエンジンの過給装置において、過給圧又は排
気圧が設定値以上になったことを検知したと自に前記可
変装置を作動して排気通路面積を大きくする保護装置が
設けられていることを特徴とする。
「実施例」 以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。
第1図には、本発明の実施例によるエンジンの過給装置
が示されている。
タービンケーシング10内には、排気タービン12が回
転自在に設けられ、一方、ブロアケーシング14内には
、吸気コンプレッサ16が設けられておシ、該吸気コン
プレッサ16は、軸18により、前記排気タービン12
と一体回転するように固定されている。タービンケーシ
ング10内には、排気タービン12を排気ガスにより回
転させるように、タービン室20が形成され、タービン
室20は排気管22に接続されており、一方、ブロアケ
ーシング14内には、吸気コンプレッサ16により吸気
を圧縮して供給するように、コンプレッサ室24が形成
され、コンプレッサ室24は、吸気管26に接続されて
いる。
また、工ンジ/28は、ピストン30・シリンダ32、
吸気バルブ34、排気バルブ3Bを含み、エンジン28
と前記プロアケーシング14とは、吸気管26により接
続され、また、エンジン28と前記タービンケーシング
10とは、排気管22により接続されている。
また、タービンケーシング10には、排気管38が接続
され、プロアケーシング14には、吸気管40が接続さ
れている。
そして、エンジン28の排気ガスは、排気管22を通シ
、タービン室20で排気タービン12を回転させた後、
排気管38を通って排出される。排気タービン120回
転により、ブロアケーシング14内の吸気コンプレッサ
16が回転するので、吸気管40からの空気は、圧縮さ
れて、吸気管26を通ってエンジン28に供給される。
吸気管26の一部26aは、管42を介してアクチュエ
ータ44に接続されており、アクチュエータ44は、ス
プリング(図示せず)及びロッド46を含み、ロッド4
6は、ウェストゲートバルブ48に固定されている。そ
して、過給圧が所定値以下のときには、スプリングによ
)、ウェストケートバルブ48が閉じておシ、一方、過
給圧が所定値以上のときには、ロッド46がスプリング
に抗して作動し、ウェストゲートバルブ48は開く。
タービン室20は、第11第2タービン室50.52に
分割されておシ、第コタービン室52への排気ガスの流
入を制御するために、制御弁54が設けられている。ま
た、吸気管26の一部28bは、管56、三方向弁58
、管60を介して、アクチュエータ62に接続されてお
り、アクチュエータ62は、スプリング(図示せず)及
びロッド64を言み、ロッド64には、前記制御弁54
が固定されている。なお、三方向弁58は、コントロー
ルユニット66からのバルブ切換信号10Gによシ、制
御されており、また、コントロールユニット66には、
AFM(エアフローメータ)信号102及びエンジンr
pm信号104が供給されている。
そして、エンジンの低回転、低負荷運転時に、スロット
ル弁27を閉じていると、吸気管26内のスロットル弁
2Tの下流では、負圧になっておシ、三方向弁58にお
いては、大気側を閉じて管56と管60とt連通させて
いる。スロットル弁27の下流の負圧は、一方向弁(ワ
ンウニイノくルブ)57を介してアクチュエータ62内
のダイアフラム空間に導かれ、すなわち、アクチュエー
タ62のダイアフラム内の正圧は、管60、三方向弁5
8、管56を介して管26に流れ、このため、アクチュ
エータ62のダイヤフラム内では、圧力が低くなってこ
の低圧力が保持される。従って、ロッド64は、アクチ
ュエータ62内ノスフリングに抗して作動し、これによ
り、制御弁54は、閉作動している。
そして、吸入空気量が一定値になると、三方向弁58を
大気側にし、管60を大気側と連通させ、アクチュエー
タ62のダイヤスラム内に大気を入れ、これにより、ロ
ッド64は、アクチュエータ62内のスプリングの付勢
力によυ作動し、制御弁54は、開作動する。このため
、第コタービン室52に排気ガスが流入される。
従って、制御弁54により、エンジン28の運転状態に
応じて、排気タービン12への排気通路面積が調整され
る。
管60と吸気コンプレッサ16下流の吸気管26とは、
弁装置68を備えた連通管70によシ、連通されており
、この弁装置68は、過給圧が設定値以上になったこと
を検知したときに、開作動する。
従って、故障により、三方向弁が作動せず、制御弁54
が動かず開かない場合でも、過給圧が設定値以上になる
と、弁装置68は、管60と吸気管26とを連通させて
、吸気ガスをアクチュエータ62に導き、アクチュエー
タ62を作動して制御弁54を開くので、排気圧が異常
に上昇することがない。
他の実施例 次に、第2図には、本発明の他の実施例によるエンジン
の過給装置が示され、第3図には、制御弁を作動する機
構が拡大して示されている。
第3図において、制御弁54は、レバー72に固定され
、レバー12は、軸74に軸支されている。アクチュエ
ータ82は、ロッド64とスプリングT6を含み、ロッ
ド64は、レバーT2のピン78に軸支されている。排
気管22の一部22a(第2図参照)は、管80を介し
てアクチュエータ82に接続され、アクチュエータ82
は、ロッド84及びスプリング86を含み、ロッド84
の先端の輪部88は、前記レバー12のピンsOに係合
している。
そして、前記の説明と同様にして、ニンジンの低回転、
低負荷運転時に、スロットル弁27を閉じていると、吸
気管26内のスロットル弁21の下流では、負圧になっ
ており、三方向弁58においては、大気側を閉じて管5
6と管60とを連通させている。スロットル弁27の下
流の負圧は、一方向弁(ワンウェイバルブ)51t−介
してアクチュエータ62内のダイアフラム空間に導かれ
、すなわち、アクチュエータ62のダイアフラム内の正
圧は、管60、三方向弁58、管56t−介して管26
に流れ、このため、アクチュエータ62のダイアフラム
内では、圧力が低くなってこの低圧力が保持される。従
って、ロッド64は、アクチェエータ62内のスプリン
グに抗して作動し、これにより、制御弁54は、閉作動
している。
そして、吸入空気量が一定値になると、三方向弁58を
大気側にし、管60を大気側と連通させ、アクチュエー
タ62のダイヤフラム内に大気を入れ、これにより、ロ
ッド64は、アクチュエータ62内のスプリングの付勢
力により作動し、制御弁54は、開作動する。このため
、第1タービン室52に排気ガスが流入される。
このとき、故障により、三方向弁58が作動せず、ある
いは、アクチュエータ62が作動しないで、制御弁5,
4が動かずに開かない場合でも、排気圧が役作値以上に
なると(排気圧は過給圧と同様の傾向で変化する)、排
気ガスがアクチュエータ82に導かれ、アクチュエータ
82が作動して、ロッド84がスプリング86に抗して
作動し、制御弁54を開くので、排気圧が異常に上昇す
ることがない。
回転数と過給圧との関係 第9図には、第7.−図のエンジンの過給装置における
回転数(rpm lと過給圧(Pl)との関係が示され
ておシ、以下、この第9図及び前記第1.2図を参照し
ながら説明する。なお、PSは、保護装置(第1図の弁
装置68、第2図のアクチュエータ82)のセット圧で
あり、PWは、ウェストゲートバルブ48のセット圧で
ある。
第9図において、回転数がOから上昇すると、過給圧も
高まシ、回転数がrpma になると、過給圧は、ウェ
ストゲートバルブ48の設定圧Pwになるので、ウェス
トゲートバルブ4Bが開き始める。そして、回転数がr
pr′rla から更に上昇していくと、ウェストゲー
トバルブ48は開いているので、排気ガスの一部は、ウ
ェストゲートパルプ朝により排出され、過給圧は、一定
値Pwを維持する。なお、回転数が0 = rpma 
 では、制御弁54は閉じている。
そして、回転数がr pm bになると、「pI′rI
bテは(すなわち、吸入空気量Q=一定の曲線との交点
では)、制御弁5騙が開き始め、それまでウェストゲー
トバルブ48によル排出されていた排気ガスは、両ター
ビン室50.52を通って排気タービン12に導入され
る。そして、回転数がr町。
よりも上昇していくと、排気ガスは、両タービン室50
,52によシ、排気タービン12に供給される。なお、
回転数が「prrlb  よりも上昇したところでも、
ウェストゲートバルブ48の作動により、過給圧は、一
定値Pwに保たれている。
なお、第9図においては、制御弁54が故障によp開か
ない場合の曲線が示されておシ、過給圧がPwよりも大
きくなってしまうことが示されている。そして、保護装
置のセット圧Psはウェストゲートバルブのセット圧p
wよりも高い値に設定されておシ、これによシ、保護装
置(弁装置68あるいはアクチュエータ82)は、通常
の運転状態では作動せず、異常状態で作動するようにな
っている。すなわち、異常状態で過給圧が上昇しても、
セット圧Psで保護装置が作動するので・、過給圧(排
圧)の上昇を押さえ、過給圧がセット圧psよりも高く
ならないようにしている。
「発明の効果」 以上説明したように、本発明によれば、排気圧の異常止
弁による損傷を簡易な構成で防止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例によるエンジンの過給装置の構
成説明図、 第一図は本発明の他の実施例によるエンジンの過給装置
の構成説明図、 第3図は制御弁を作動する機構を拡大して示す図、 第9図は回転数と過給圧との関係を示すグラフ図である
。 10・・・タービンケーシング、 12・・・排気タービン、 14・・・プロアケーシング、 16・・・吸気コンプレッサ、 22・・・排気管、 26・・・吸気管、 50・・・第1タービン室、 52・・・第1タービン室、 54・・・制御弁、 68・・・弁装置、 10・・・連通管、 82・・・アクチュエータ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 排気ガスにより回転する排気タービンを内部に有するタ
    ービン室と、 該タービン室に排気ガスを導く排気通路と、前記排気タ
    ービンにより回転される吸気コンプレッサを内部に有す
    るコンプレッサ室と、 該コンプレッサ室から吸気が導かれる吸気通路と、 エンジンの運転状態に応じて、排気タービンへの排気通
    路面積を変化させる可変装置と、 を含むエンジンの過給装置において、 過給圧又は排気圧が設定値以上になったことを検知した
    ときに前記可変装置を作動して排気通路面積を大きくす
    る保護装置が設けられていることを特徴とするエンジン
    の過給装置。
JP60030090A 1985-02-18 1985-02-18 エンジンの過給装置 Pending JPS61190124A (ja)

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