JPS61237831A - Variable capacity supercharger - Google Patents

Variable capacity supercharger

Info

Publication number
JPS61237831A
JPS61237831A JP60078296A JP7829685A JPS61237831A JP S61237831 A JPS61237831 A JP S61237831A JP 60078296 A JP60078296 A JP 60078296A JP 7829685 A JP7829685 A JP 7829685A JP S61237831 A JPS61237831 A JP S61237831A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
turbine
nozzle vane
valve
supercharger
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.)
Pending
Application number
JP60078296A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiko Yokota
克彦 横田
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.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu 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 Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
Priority to JP60078296A priority Critical patent/JPS61237831A/en
Publication of JPS61237831A publication Critical patent/JPS61237831A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Supercharger (AREA)

Abstract

PURPOSE:To suppress excessive back pressure rise at low loads by equipping a supercharger having movable-nozzle-vane-operated, variable cross-sectional area of turbine exhaust intake port, with a waist gate valve and by regulating the opening of said valve according to specified conditions. CONSTITUTION:To a nozzle vane drive unit 10 abutting on a turbine housing 2, an actuator 17 is connected which drives a nozzle vane equipped in a turbine 4 in multiple steps by means of control signals from a control unit 20. In the above construction, an exhaust passage 7 is equipped with an exhaust relief passage 8 bypassing the turbine 4. In the middle of the passage 8, a waist gate 21 is equipped. The said valve 21, as an example, is so constructed that a valve piece 22 is usually forced with a spring 23 to close said passage 8 and that the opening of the valve piece 22 can be changed in multiple steps through a rod 24 operated with an actuator 25 according to operating conditions of an engine.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はタービンハウジング内に設けられた可動ノズル
ベーンを回転させることにより、過給機の特性を向上さ
せるようにした可変容量型過給機の、低負荷域における
特性を更に向上させるように改良した可変容量型過給機
に関する。
Detailed Description of the Invention [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a variable displacement supercharger that improves the characteristics of the supercharger by rotating a movable nozzle vane provided in a turbine housing. This invention relates to a variable capacity supercharger that has been improved to further improve its characteristics in a low load range.

〔従来技術〕[Prior art]

一般に、排気ガスを利用して排気タービンを回転させ、
この動力でコンプレッサを駆動することにより吸気圧力
(ブースト圧)を高めてエンジンの出力を増大させる過
給装置は、エンジンの低回転時にはタービン回転数が低
く、有効なブースト圧が得られない。また、エンジン高
回転時にタービンの過回転を防ぐために排気バイパス路
(ウェストゲート)を設けている過給機にあっては、高
速時における燃費が悪い。
Generally, exhaust gas is used to rotate an exhaust turbine,
A supercharging device uses this power to drive a compressor to increase intake pressure (boost pressure) and increase engine output, but when the engine is running at low speeds, the turbine speed is low and effective boost pressure cannot be obtained. Additionally, superchargers that are provided with an exhaust bypass passage (wastegate) to prevent overspeeding of the turbine when the engine rotates at high speeds have poor fuel efficiency at high speeds.

そこで、第3図に示すように過給機のタービンハウジン
グ2内に可動ノズルベーン1を設け、エンジン5の低回
転時にはこのノズルベーン1を閉鎖方向に回転させてタ
ービン4の容量を絞り、タービンホイール3が良く回る
ようにして低速トルクを向上させ、エンジン5の高回転
時には前記ノズルベーンを全開方向に回転させてタービ
ンの容量を増大させ、タービンホイール3の回転を落し
て高速時の燃費が向上させるようにした可変容量型過給
機がある。
Therefore, as shown in FIG. 3, a movable nozzle vane 1 is provided in the turbine housing 2 of the supercharger, and when the engine 5 is running at low speeds, the nozzle vane 1 is rotated in the closing direction to reduce the capacity of the turbine 4. rotates well to improve low-speed torque, and when the engine 5 rotates at high speeds, the nozzle vane is rotated in the fully open direction to increase the capacity of the turbine, and the rotation of the turbine wheel 3 is reduced to improve fuel efficiency at high speeds. There is a variable capacity supercharger with

この可変容量型過給機は第4図(A) 、 (B)に示
すように、タービンハウジング2のノズル部2aに設け
られたノズルベーン1を、タービンハウジング2の外部
に設置した駆動装置10によって回転させることにより
、前記ノズル部2aからタービンホイール3に流出する
排気ガスの流速が変更できるように構成されている。駆
動装置10のケーシング10a内には、タービンハウジ
ング2内を貫通して前記ノズルベーン】に接続する回転
軸11と、この回転軸11の他端に固着された制御レバ
ー12と、この自由端12aに内周部に設けられた凹部
13aにより係合する制御リング13と、この制御リン
グ13を回動させる作動レバー14とが設けられている
。そして、前記作動レバー14はケーシング10aを貫
通する作動軸15によリケーシング10aの外部で作動
リンクエ6に連結されており、図示しないアクチュエー
タによりこの作動リンク16が回転させられると、ター
ビンハウジング2内でノズルベーン1が回転するように
なっている。
As shown in FIGS. 4(A) and 4(B), this variable capacity supercharger drives a nozzle vane 1 provided in a nozzle portion 2a of a turbine housing 2 by a drive device 10 installed outside the turbine housing 2. By rotating it, the flow velocity of exhaust gas flowing out from the nozzle portion 2a to the turbine wheel 3 can be changed. Inside the casing 10a of the drive device 10, there is a rotating shaft 11 that passes through the turbine housing 2 and connects to the nozzle vane, a control lever 12 fixed to the other end of the rotating shaft 11, and a control lever 12 fixed to the free end 12a. A control ring 13 that engages with a recess 13a provided on the inner circumference and an actuation lever 14 that rotates the control ring 13 are provided. The actuating lever 14 is connected to the actuating link 6 outside the casing 10a by an actuating shaft 15 passing through the casing 10a, and when the actuating link 16 is rotated by an actuator (not shown), the inside of the turbine housing 2 The nozzle vane 1 is designed to rotate.

以上のように構成された可動ノズルベーンの駆動装置で
は、前記作動レバーをエンジンの運転状況に応じて連続
的に回転させるのが理想的であるが、駆動装置をそのよ
うに構成するとコストが高くなり、実用的でないので、
前記作動レバーはエンジン負荷と回転数によって2〜4
段階に切り換えるのが一般的である。
Ideally, in the movable nozzle vane drive device configured as described above, the operating lever should be rotated continuously according to the operating conditions of the engine, but if the drive device is configured in this way, the cost will be high. , since it is not practical,
The operating lever may be 2 to 4 depending on the engine load and rotation speed.
It is common to switch in stages.

そして、このような可変容量型過給機では、可動ノズル
ベーンの調節によりタービンの回転数を変化させること
ができるので、通常の過給機のようにブースト圧が設定
値を越えた時に排気ガスの一部をタービンを通さずに逃
がすウェストゲート弁による排圧コントロールは行なっ
ていないのが現状である。
In such a variable capacity supercharger, the rotation speed of the turbine can be changed by adjusting the movable nozzle vane, so unlike a normal supercharger, when the boost pressure exceeds the set value, the exhaust gas is Currently, there is no exhaust pressure control using a wastegate valve, which allows some of the waste to escape without passing through the turbine.

ところが、前記従来の可変容量型過給機における可動ノ
ズルベーンによる排圧のコントロールは、エンジン負荷
が高い時(高負荷時)にはブースト圧が十分得られるの
で良いが、エンジン負荷が低い時(低負荷時)は逆にブ
ースト圧が増大しすぎる傾向にあり、かえってロス(ボ
ンピングロスやフリクションロス)が増よるという欠点
がある。
However, controlling the exhaust pressure using movable nozzle vanes in the conventional variable displacement supercharger is good because sufficient boost pressure can be obtained when the engine load is high (high load), but when the engine load is low (low On the other hand, under load), the boost pressure tends to increase too much, which has the disadvantage of increasing losses (bumping loss and friction loss).

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

この発明の目的は、前記従来の可変容量型過給機の有す
る欠点を解消し、低負荷時の排圧の余計な上昇を抑え、
ポンピング損失やフリクションを減らしてエンジンの低
負荷域における過給機の特性を向上させることができ、
燃費を改善することができる。ウェストゲート弁を備え
た新規な可変容量型過給機を提供することである。
The purpose of the present invention is to eliminate the drawbacks of the conventional variable displacement supercharger, suppress unnecessary increases in exhaust pressure at low loads,
It can reduce pumping loss and friction and improve the characteristics of the supercharger in the low load range of the engine.
Fuel efficiency can be improved. An object of the present invention is to provide a new variable displacement supercharger equipped with a wastegate valve.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

前記目的を達成するこの発明の可変容量型過給機は、可
動ノズルベーンによりタービンの排気ガス導入口面積を
可変する過給機にウェストゲート弁を設け、エンジン回
転数、負荷およびノズルベーン開度によってこのウェス
トゲート弁の開度を定めたことを特徴としている。
The variable capacity supercharger of the present invention that achieves the above object is provided with a wastegate valve in the supercharger that changes the exhaust gas inlet area of the turbine using a movable nozzle vane, and the wastegate valve is adjusted according to the engine speed, load, and nozzle vane opening. The feature is that the opening degree of the wastegate valve is determined.

〔実施例〕〔Example〕

以下添付図面を用いてこの発明の詳細な説明する。 The present invention will be described in detail below using the accompanying drawings.

第1図はこの発明の可変容量型過給機の一実施例の構成
を示すものである。
FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of a variable capacity supercharger of the present invention.

図において5はエンジン、4はタービン、6はコンプレ
ッサを示しており、第3図、第4図に示したようなノズ
ルベーン駆動装置10がタービンハウジング2に隣接し
て設けられている。
In the figure, 5 is an engine, 4 is a turbine, and 6 is a compressor. A nozzle vane drive device 10 as shown in FIGS. 3 and 4 is provided adjacent to the turbine housing 2.

そして、このノズルベーン駆動装置10にはアクチュエ
ータ17が接続しており、例えばこのアクチュエータ1
7はタービン4内に設置されたノズルベーンを、コント
ロールユニット20からの制御信号により4段階に回転
することができるようになっているものとする。
An actuator 17 is connected to this nozzle vane drive device 10, and for example, this actuator 1
Reference numeral 7 assumes that a nozzle vane installed in the turbine 4 can be rotated in four stages according to a control signal from the control unit 20.

マタ、前記コントロールユニット20には、エンジン回
転数、負荷等のエンジン運転情報が入力されており、第
3図のエンジン回転数〜トルク特性に示される4つのゾ
ーン■〜■に従って前記アクチュエータ17に制御信号
を送るようになっている。即ち、エンジンの運転状態が
ゾーン■内にある時は、コントロールユニット20はア
クチュエータ17によりノズルベーンを全開状態近く保
つようにし、ゾーン■内にある時はノズルベーンをやや
閉じるように移動し、ゾーン■内にある時はノズルベー
ンの開度をさらに小さくし、ゾーン■内にある時はノズ
ルベーンを全閉状前辺(保つよ:・に制御するようにな
っているものとする。この場合、排圧はゾーン■〉ゾー
ン■〉ゾーン■〉ゾーン■〉である。
Engine operating information such as engine speed and load is input to the control unit 20, and the actuator 17 is controlled according to the four zones ■ to ■ shown in the engine speed to torque characteristics in FIG. It is supposed to send a signal. That is, when the operating state of the engine is within zone ■, the control unit 20 uses the actuator 17 to keep the nozzle vane close to the fully open state, and when it is within zone ■, the control unit 20 moves the nozzle vane so as to close it slightly. When the nozzle vane is in the zone, the nozzle vane opening degree is further reduced, and when the nozzle vane is in the zone ■〉Zone■〉Zone■〉Zone■〉.

以上のように構成された可変容量型過給機の排気経路7
に、この発明では前記タービン4をバイパスする排気逃
し通路8が設けられており、この排気逃し通路8の途中
にウェストゲート弁21が設置されている。
Exhaust path 7 of the variable displacement supercharger configured as above
In addition, in this invention, an exhaust gas relief passage 8 is provided that bypasses the turbine 4, and a wastegate valve 21 is installed in the middle of this exhaust gas relief passage 8.

このウェストゲート弁21は例えばその弁体22が常時
はばね23に付勢されて排気逃し通路8を閉止するよう
になっており、この弁体22にロッド24を介して接続
するアクチュエータ25によってこの弁体22はその開
度が大、中、小の3段階に変化するようになっている。
For example, the wastegate valve 21 has a valve body 22 that is normally biased by a spring 23 to close the exhaust relief passage 8, and is operated by an actuator 25 connected to the valve body 22 via a rod 24. The opening degree of the valve body 22 changes in three stages: large, medium, and small.

ここで、ゾーン■はブースト圧も高いが排圧も高い領域
である。しかしながら、負荷が大きい時は高いブースト
圧が必要であるが負荷が中、低負荷になると、それほど
ブースト圧は必要でなくなる。ところが、この状態でも
排圧が高いのが難点で、この排圧は前述のようにゾーン
■の方が高くなる。従。て、ゾーン■、■、■の領域に
なったらウェストゲート弁21をゾーン■では大きく、
ゾーン■では小さく開き、排気ガスの一部を排気逃し通
路8を通じて逃してやれば、排圧が下がりブースト圧は
なすがままの値になるが、余り下がらずに排圧が下がっ
てフリクションが減ることになる。
Here, zone (2) is a region where boost pressure is high but exhaust pressure is also high. However, when the load is large, a high boost pressure is required, but when the load becomes medium or low, the boost pressure is not needed as much. However, the problem is that the exhaust pressure is high even in this state, and as mentioned above, this exhaust pressure is higher in zone ①. Follow. When the zone ■, ■, ■ is reached, the waste gate valve 21 should be made larger in zone ■.
If the zone ■ is opened slightly and a part of the exhaust gas is released through the exhaust relief passage 8, the exhaust pressure will drop and the boost pressure will remain at its desired value, but the exhaust pressure will drop without dropping too much and the friction will be reduced. Become.

そこで、この発明ではゾーン■、■、■の中に、負荷が
小さい時の領域A、B、C(ゾーン■、■、■の中の破
線りよりトルクが小さい部分)を設定し、これをコント
ロールユニット20に記憶させる。そして、このコント
ロールユニット20に、エンジンの運転状態が領域Aに
入ったらウェストゲート弁22の開度を大とし、領域B
に入ったらウェストゲート弁22の開度を中とし、領域
Cに入ったらウェストゲート弁22の開度を小とするよ
うにアクチュエータ25を作動させるようにする。
Therefore, in this invention, areas A, B, and C (areas where the torque is smaller than the broken line in zones ■, ■, and ■) when the load is small are set in zones ■, ■, and ■. It is stored in the control unit 20. The control unit 20 then increases the opening degree of the wastegate valve 22 when the operating state of the engine enters region A, and
The actuator 25 is operated so that the opening degree of the waste gate valve 22 is set to medium when the area C is entered, and the opening degree of the waste gate valve 22 is made small when the area C is entered.

よって、以上のように構成されたこの発明の可変容量型
過給機では、エンジンの運転状態がゾーン■、■、■の
中にあってノズルベーン開度が絞られ、排圧が高くなる
状態であっても、負荷が下がってエンジンの運転状態が
領域A。
Therefore, in the variable displacement supercharger of the present invention configured as described above, when the engine is operating in zones ■, ■, and ■, the nozzle vane opening is throttled and the exhaust pressure is high. Even if there is, the load is reduced and the engine operating state is in region A.

B、Cに入った時は、コントロールユニット20によっ
てウェストゲート弁22が、領域Aではその開度が大、
領域Bではその開度が中、領域Cではその開度が小とな
るように開くので、排圧がエンジンの運転状態に応じて
下がるので、ブースト圧特性がエンジンの運転状態に応
じた適正なものとなり、ポンピングロスやフリクション
ロスが減ってエンジンの低、中負荷域における燃費が向
上する。
When entering B or C, the control unit 20 controls the wastegate valve 22 to open to a large degree in area A.
In region B, the opening degree is medium, and in region C, the opening degree is small, so the exhaust pressure decreases depending on the engine operating condition, so the boost pressure characteristics are adjusted to the appropriate level according to the engine operating condition. This reduces pumping loss and friction loss, improving fuel efficiency in the low and medium load range of the engine.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したようにこの発明の可変容量型過給機は、可
動ノズルベーンによりタービンの排気ガス導入口面積を
可変する過給機にウェストゲート弁を設け、エンジン回
転数、負荷およびノズルベーン開度によってこのウェス
トゲート弁の開度を定めたことにより、低負荷時の排圧
の余計な、E昇が抑えられ、ボンピング損失やフリクシ
ョンを減らしてエンジンの低負荷域における過給機の特
性を向上させることができ、この領域における燃費を向
上させることができるという効果がある。
As explained above, in the variable capacity supercharger of the present invention, a wastegate valve is installed in the supercharger that changes the area of the exhaust gas inlet of the turbine using a movable nozzle vane, and the wastegate valve is adjusted according to the engine speed, load, and nozzle vane opening. By setting the opening degree of the wastegate valve, the unnecessary rise in exhaust pressure (E) at low loads is suppressed, reducing pumping loss and friction and improving the characteristics of the supercharger in the low load range of the engine. This has the effect of improving fuel efficiency in this region.

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

第1図はこの発明の可変容量型過給機の一実施例の構成
を示す概略図、第2図は第1図のコントロールユニット
に記憶させるノズルベーンおよびウェストゲート弁の制
御特性を示す線図、第3図はタービンハウジング内に可
動ノズルベーンを有する従来の可変容量型過給機の概略
図、第4図(A)は第1図に示した可変容量型過給機の
可動ノズルベーン駆動装置の構成を説明するためのター
ビンハウジングの要部断面図、第4図(B)は同(A)
図のX−X線における断面図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an embodiment of the variable displacement supercharger of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing control characteristics of the nozzle vane and wastegate valve stored in the control unit of FIG. 1, Fig. 3 is a schematic diagram of a conventional variable displacement supercharger having a movable nozzle vane in the turbine housing, and Fig. 4 (A) is a configuration of the movable nozzle vane drive device of the variable displacement supercharger shown in Fig. 1. 4(B) is a cross-sectional view of the main part of the turbine housing for explaining the same as (A).
It is a sectional view taken along the line XX of the figure.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 可動ノズルベーンによりタービンの排気ガス導入口面積
を可変する過給機にウェストゲート弁を設け、エンジン
回転数、負荷およびノズルベーン開度によってこのウェ
ストゲート弁の開度を定めた可変容量型過給機。
A variable capacity supercharger that uses a movable nozzle vane to vary the area of the turbine's exhaust gas inlet and is equipped with a wastegate valve, and the opening degree of the wastegate valve is determined by the engine speed, load, and nozzle vane opening degree.
JP60078296A 1985-04-15 1985-04-15 Variable capacity supercharger Pending JPS61237831A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60078296A JPS61237831A (en) 1985-04-15 1985-04-15 Variable capacity supercharger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60078296A JPS61237831A (en) 1985-04-15 1985-04-15 Variable capacity supercharger

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61237831A true JPS61237831A (en) 1986-10-23

Family

ID=13657962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60078296A Pending JPS61237831A (en) 1985-04-15 1985-04-15 Variable capacity supercharger

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61237831A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016098654A (en) * 2014-11-18 2016-05-30 三菱自動車工業株式会社 Engine with variable capacity supercharger
JP2016098653A (en) * 2014-11-18 2016-05-30 三菱自動車工業株式会社 Engine with variable capacity supercharger

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016098654A (en) * 2014-11-18 2016-05-30 三菱自動車工業株式会社 Engine with variable capacity supercharger
JP2016098653A (en) * 2014-11-18 2016-05-30 三菱自動車工業株式会社 Engine with variable capacity supercharger

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5092126A (en) Twin scroll turbine
US4776168A (en) Variable geometry turbocharger turbine
US5867987A (en) Method and apparatus for combined improved engine operation, warm-up and braking
US20050056016A1 (en) Variable exhaust gas turbocharger
JPS6353364B2 (en)
JPS60128931A (en) Exhaust turbine supercharger
JPS58138222A (en) Supercharger of exhaust turbine
JPS63302134A (en) Exhaust gas turbine supercharger
JPH1182036A (en) Exhaust turbo-charger
JPS61265331A (en) Control device for supercharging pressure of internal combustion engine
JPS61237831A (en) Variable capacity supercharger
JPH0751897B2 (en) Control device for turbocharger
JPS5937228A (en) Variable capacity type turbosupercharger
JPS61160526A (en) Variable capacity turbocharger
JPS6229723A (en) Turbosupercharger
JPS6329025A (en) Supercharge pressure controller for internal combustion engine equipped with variable capacity type exhaust turbocharger
JPS5985426A (en) Exhaust turbo supercharger device for internal- combustion engine
JPH0563615B2 (en)
JPS6278433A (en) Control device for supercharger
JPS6019918A (en) Exhaust turbine in turbo-supercharger
JPS61190124A (en) Supercharger of engine
JPS63183225A (en) Method of operating diesel engine with power turbine
JPS61255220A (en) Variable nozzle device of exhaust gas turbine supercharger
JPS5846654B2 (en) Boost pressure control device for supercharged engines
JPS61277820A (en) Engine equipped with exhaust turbosupercharger