JPS6158923A - タ−ボチヤ−ジヤのサ−ジ防止装置 - Google Patents

タ−ボチヤ−ジヤのサ−ジ防止装置

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JPS6158923A
JPS6158923A JP59179352A JP17935284A JPS6158923A JP S6158923 A JPS6158923 A JP S6158923A JP 59179352 A JP59179352 A JP 59179352A JP 17935284 A JP17935284 A JP 17935284A JP S6158923 A JPS6158923 A JP S6158923A
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JP
Japan
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pressure
valve
bypass valve
intake
throttle valve
Prior art date
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Pending
Application number
JP59179352A
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English (en)
Inventor
Katsunori Miyamura
宮村 克則
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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    • 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
    • F02B37/18Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F02B37/183Arrangements of bypass valves or actuators therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/18Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
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    • F02B37/186Arrangements of actuators or linkage for bypass valves
    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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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] この゛発明は、ターボチャージャのサージ防止装置、特
に自動車用ターボチャージャ付きエンジンの減速過渡時
におけるサージ防止装置に関する。
[従来技術] ターボチャージャはエンジンの排気エネルギを利用して
タービンを回転し、これと同軸のコンプレッサの回転に
より吸気を加圧しエンジンに供給するので、エンジンの
出力トルクを増大することができ自動車の加速性能等を
高めうるちのである。
しかし、このターボチャージャの作動運転中、例えば、
定常運転状態から車両を減速するため、吸気量を減らす
べくコンプレッサ下流の絞弁を全開にすると、高速回転
しているコンプレッサは急には低回転にならないため空
気を圧縮し、絞弁閉により逃げ場のない空気はコンプレ
ッサに!!撃を与える、いわゆるサージング現象を生ず
る事がある。 このため、従来、減速過渡時にコンプレ
ッサのバイパス通路を開き、その圧縮空気を再びコンプ
レッサ入口部に戻してサージングを防止する例が提案さ
れている(MTZ1979年3月号107〜111頁参
照)。
これは、コンプレッサの入口部と出口部との間を短絡す
るバイパス通路に円筒状のピストン型バイパス弁を設け
、この弁を作動するアクチュエータとして吸気マニホル
ド、即ち、絞弁下流の吸気負圧を用い、この負圧が一定
直以上になるとこの圧力を弁の背面に尋くことによりス
プリングに抗して弁を引上げるように構成したものであ
る。このような構成により、従来のものは、絞弁閉時に
はバイパス弁が開弁じ、コンプレッサの出口部加圧空気
を入口部に逃がしサージングを防止するのである。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、このような従来のサージ防止装置にあっ
ては、バイパス弁を吸気系統側に設けたものであるため
、空気量計測装置や燃料計測又は供給装置等によりスペ
ース上の制約が吸気系統側にある場合は、バイパス弁又
はアクチュエータの大きさに制限を受け、前述のサージ
ングの防止が不充分になるという問題点があった。
即ち、サージングが発生した場合には、これが大きい場
合は勿論のこと、軽微な場合でも、コンプレッサが衝撃
に基づき振動し、ターボチャージV軸受部やインペラ部
の破損、+m傷をta <ことがあるので、軽微なサー
ジングでも石型なると小大事故となりうるものであり、
従って、ターボチャージャの性能をより向上するために
は、このようなサージングを確実に回避する必要がある
従来装置において、吸気系統側のスペース上の制約から
吸気バイパス弁及びその関連装置を全く設けられない場
合、或いは、従来装置のものに加えて、より応答性良く
ナージングを防止しようとする場合、どうしても、従来
の吸気系統によらない解決法が望まれるものであった。
この発明は、このような問題点にかんがみ、排気系統側
に着目しその過給圧調整用バイパス弁を利用できる点に
着目してなされたもので、絞弁閉時にこのバイパス弁の
アクチュエータに絞弁下流−の圧力を導くことにより、
排気タービンを迂回して流し、もって、タービン、従っ
て、コンプレッサの回転を低下させてサージングを防止
するターボチャージャのサージ防止装置を提供すること
を目的とする。
[問題点を解決するための手段] この発明はターボチャージャ装置において、タービンの
入口部から出口部へ連通するバイパス通路と、バイパス
弁と、該バイパス弁を作動するアクチュエータとを設け
、該アクチュエータは絞弁下流の圧力が伝達される圧力
卒を備えるものである。[作用] 減速時に、アクチュエータは圧力室に絞弁下流の負圧が
導かれバイパス弁を開作動するので、タービンは排気エ
ネルギの減少により回転が低下しこれと同軸のコンプレ
ッサを回転低下せしめる。
従って、絞弁全閉による圧力上昇が回避され、サージン
グの発生が防止される。
この場合、バイパス弁は過給圧が尋かれる別の圧力室を
伽え過給圧を一定にするようになっているが、ここに導
かれる過給圧は時間的に短がいビーク圧で必るため、バ
イパス弁の実質的量作動を行なわず、専ら、吸入負圧を
導く圧力室によりバイパス弁の開作動を確実に、かつ、
応答性良く行なうものである。
以下、実施例を図面に塁づいて説明する。
[実施例] 第1図及び第2図はこの発明の一実施例を示す図である
まず構成を説明すると、吸入空気はエアクリーナ1から
エア70−メータ2で計量された後、吸気通路3a 、
3bを経て、ターボチャージャ18にコンプレッサ4に
より加圧され、吸気通路5a(出口部)、5bを介して
絞弁6で吸気流瓜を調整された状態で吸気マニホルド7
(吸気通路)からエンジン8に供給される。一方、燃料
は図示しない燃料噴射弁により吸気マニボルド7内に噴
射される。
エンジン8から出た排気は排気マニホルド9によりター
ビン10に導かれ、これを駆動した後に排気通路11か
ら排気浄化装置(触媒)12、及びマフラ13を経て大
気中に放出される。タービン10の回転力は同軸のコン
プレッサ4に伝えられるが、この駆動力を調整するため
、排気マニホルド9からタービン10を迂回して排気通
路11に排気を逃がす排気バイパス弁14が排気マニホ
ルド9のタービン入口部15に設けられる。
即ち、バイパス弁14が開作動すると、排気はタービン
10を迂回してバイパス通路16を経てタービンの出口
部17に至りタービン10の回転を減少させる。
アクチュエータ20はバイパス弁14に連絡され、かつ
、それらの圧力室には通路19及び49により絞弁6の
上流の吸気通路5b及び絞弁6の下流の吸気マニホルド
7から吸気圧力が夫々導かれる。
第2図によりアクチュエータ20の詳細を説明する。
第1ダイヤフラム21はゴム等の弾性体で製作され、上
方に第1圧力室22を、下方に第2圧力蛮23を画成す
る。第1圧力至22はバイブ24に接続する通路19で
過給圧が導入され、第2圧力至23はバイブ25を大気
に解放して大気圧としており、過給圧に対抗するように
セットスプリング26を設置している。
ロッド28は上端を第1ダイA7フラム21に固定し、
ケース2つとブラケット30に挟持されたゴム製のシム
27を貫通して、下端をレバー19の左端に連結する。
レバー1つは中央が軸に支持され、右端が排気バイパス
弁14の軸端に適宜に連結される。
第2ダイヤフラム32はゴム等の弾性体で製作され上方
に第3圧力室34を下方に第4圧力至33を画成し、夫
々の室に通路49を介して吸気マニホルド7の圧力を導
入するが、第3圧力v34にはディレィバルブ35を介
して導入するようにしである。
上方のケース31は下方のケース29に、夫々一体に設
けた補強材をボルト結合することにより組付けられ、そ
の間にシール材36を介装する。
第2ダイヤフラム32には第20ツド37の上端が結合
され、第20ツド37の下端はロッド28の上端に当接
すると共に、両ケース31と29の貫通部よりの圧力洩
れを防止りるため、Oリング等のシール部材38と摺動
自在に接する。
ディレィバルブ35はチェックバルブ39とオリフィス
4oとからなり、第3圧力室34への負圧の伝達速度を
遅らせると共に、正圧の導入時には瞬時にこれを行なう
ようチェックバルブ39を左側に具備する。第4圧力v
33には第20ツド37が自由振動をしないよう、ばね
定数の小さいスプリング41を設置している。
なお、ディレィバルブ35は単なるオリフィスでも可能
であり、また、スプリング41を省略してもサージ防止
には差支かえない。
次に上記実施例の作用を説明する。
定常又は加速走行時は、絞弁6が半開又は全開の状態で
あり、タービン10は排気により高速回転し、これと同
軸のコンプレッサ4を回転して吸気を加圧し所定のエン
ジントルクを1qざしめる。
この場合、過給圧はエンジン及びターボチr −ジャ等
の破損防止上規定されており、これが規定値以上になる
と、通路19から第2圧力至22に及んで第1ダイヤフ
ラム21をスプリング26に抗して下げ、ロッド28の
下降によりレバー19を介して排気バイパス弁14を引
上げ、排気をバイパスさせてタービンの回転を低下させ
ることで常時規定値以内に保持する。
このような定常、加速運転時は、上方の第3圧力室34
及び第4圧力室33に同一の吸気圧力が及んでいるので
、第20ツド37になんらの力も動かない。
次に、絞弁6が全開となる急減速時には、絞弁6の下流
の吸気マニホルド7はエンジンピストンのサクションで
負圧となり、この負圧は直ちに、第4圧力至33に及び
、ディレィバルブ35を介装した第3圧力至34には遅
れて及ぶため、前状態の過給圧(正圧)の残留している
第3圧力至34と負圧のすぐ及んだ第4圧力苗33との
間に大きな差圧が発生する。この差圧は下向きの力であ
るため、第2ダイヤフラム37は下降し、これと一体の
第20ツド37により、第1ダイヤフラム21と一体の
ロッド28を下降さぜ、レバー1つを介して排気バイパ
ス弁14を聞く。
従って、タービン10はその入口部15の託ノjが低下
するので回転が下り、これと同軸のコンプレッサ4の回
転も下るので、コンプレッサ4の出口部の圧力を低下さ
せる。よって、絞弁6の開時のコンプレッサ4の出口圧
力の急上昇が防止され、サージングの発生を回避づる。
なお、絞弁6の開時に6いて、その前段階の過給圧が高
いほど、差圧が大きいため、排気バイパス弁14は動き
が速くなり応答性良く作動する。
上記の場合、下方の過給圧の及んでいる第2圧力窄22
も規定値以上の圧力が瞬間的に及ぶが、この圧力上昇時
間はごく短時間であるため、この第2圧力至22による
バイパス弁14の開作動、及びサージング防止はほとん
ど期待されず、専ら、サージング防止は上方の第3及び
第4圧力室34と33の動きによる。
なお、上記実施例は既存の排気バイパス弁及びそのアク
チュエータを利用して構成したが、別個のバイパス弁を
新たに附加し、これを、別のアクチュエータで作動する
ように構成してもよい。
また、ディレィバルブを介して吸入負圧を導入する圧力
室(第3圧力室34)はディレィバルブを廃し、これを
常時大気に開放するように構成してもよい。
更に、吸気バイパス弁を設けたサージ防止装置にこの発
明を適用すると、吸気バイパス弁の有効流路面積を小さ
くできる、吸気バイパス弁のアクチュエータを小型にで
きる等のスペース上の制約を減らすことができ、また、
サージ防止効果をより向上させることもできる。
[発明の効果] 以上説明してきたように、この発明によれば、その構成
を排気バイパス弁作動用アクチュエータに絞弁下流の圧
力を導くような構成としたため、車両減速時等の絞弁閉
時において、排気バイパス弁が開作動してターごン入口
の圧力を下げ、タービン及びコンプレッサの回転を低下
し、これによりコンプレッサ出口圧力を下げ、サージン
グの発生を防止できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す全体図、第2図は同
じく要部断面図である。 (図面に表わした゛符号の説明) 2・・・エアフローメータ 3a 、3b 15a5b
・・・吸気通路 4・・・コンプレッサ 6・・・絞弁 7・・・吸気マニホルド(吸気通路) 8・・・エンジン   9・・・排気マニホルド10・
・・タービン   14・・・排気バイパス弁16・・
・バイパス通路 18・・・ターボチャージャ19.4
9・・・圧力伝達通路 20・・・アクチュエータ 21・・・第1ダイヤフラム 22・・・第1圧力室  23・・・第2圧力室(大気
)34・・・第3圧力苗  33・・・第4圧力室35
・・・ディレィバルブ 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  エンジンの排気により駆動されるタービンで吸気通路
    に介装したコンプレッサを回転させ、該コンプレッサ下
    流の吸気通路に介装した絞弁により吸気を制御してエン
    ジンに供給するターボチャージャ装置において、タービ
    ンの入口部から出口部へ連通するバイパス通路と、バイ
    パス弁と、該バイパスを弁を作動するアクチュエータと
    を設け、該アクチュエータは絞弁下流の圧力が伝達され
    る圧力室を備えることを特徴とするターボチャージャの
    サージ防止装置
JP59179352A 1984-08-30 1984-08-30 タ−ボチヤ−ジヤのサ−ジ防止装置 Pending JPS6158923A (ja)

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Cited By (5)

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