JPS6212829Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はターボチヤージヤ付デイーゼルエンジ
ンの低、中負荷時における燃費向上と負荷増大時
の過渡応答性向上を図つたターボチヤージヤ付デ
イーゼルエンジンの吸排気制御装置に関する。

〔従来技術〕

内燃機関を搭載した一部の車両には、排気ガス
中の熱エネルギーをタービンによつて回収し、該
タービンに連結されたコンプレツサで圧縮した空
気を燃焼室に送つてエンジンパワーを向上させる
ターボチヤージヤが採用されている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで、同一排気量のエンジンにおける無過
給と過給と比べた場合、ターボチヤージヤの燃料
費率特性は高負荷側は良いが、部分負荷側では悪
くなる傾向にある。この原因は、中・低速域で、 (i) ターボチヤージヤ装着に伴なう排圧の増大に
よるポンピング損失の増大、 (ii) 吸気圧の増大に伴なう圧縮仕事の増大、 が生じるためであり、これらはエンジンの摩擦損
失が増大する方向に作用する。

このように、従来におけるターボチヤージヤ
は、必らずしも作動させる必要のないエンジンの
低・中負荷時にも作動させていたため、無過給時
に比べ燃費特性が悪いという問題があつた。ま
た、加速時等エンジン負荷が増大する際の過渡応
答性にも問題があつた。

本考案の目的は、エンジンの低・中負荷におけ
る燃費の向上を図ると共に、加速時等エンジン負
荷が増大した際の過渡応答性の向上を図つたター
ボチヤージヤ付デイーゼルエンジンの吸排気制御
装置を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、上記目的を達成するために、ターボ
チヤージヤ付デイーゼルエンジンの吸排気制御装
置を、エンジンの排気ガス中の熱エネルギーをタ
ービンによつて回収してコンプレツサを駆動し、
該コンプレツサで圧縮した吸入空気をエンジンの
燃焼室に送るターボチヤージヤを備えたデイーゼ
ルエンジンにおいて、前記コンプレツサをバイパ
ス可能に設置された第１の通路と、前記タービン
をバイパス可能に設置された第２の通路と、前記
エンジンの高負荷時にのみ前記第１の通路を閉塞
する第１の切換弁と、前記エンジンの高負荷時に
のみ前記第２の通路を閉塞する第２の切換弁と、
前記エンジン負荷の増大にともなつて順次オンと
なる開度の異なる２個のアクセルスイツチと、前
記第２の切換弁と第１の切換弁とを、これらアク
セルスイツチの２段のオン動作でエンジン負荷の
増大にともなつて第２の通路を閉塞し次いで第１
の通路を閉塞するように順次作動せしめる弁制御
機構と、を具備する機構としたものである。

〔作用〕

このような構成とすれば、エンジンの低・中負
荷時には、排気流がタービンをバイパスすると共
に、吸気流がコンプレツサをバイパスし、過給エ
ンジンの低・中負荷時の排圧および吸入圧が無過
給並に保たれる。また、加速時等エンジン負荷が
増大したときには、その負荷が２段に検知され、
これにもとづいて切換弁も２段に制御され、過渡
応答性の向上が図られる。即ち、エンジン負荷の
増大によつてまず第２の切換弁が閉状態となりタ
ービンに排気ガスの総てが供給されると共に、こ
の状態で更に負荷が増大すると第１の切換弁が閉
状態となつて過給圧が急速に上昇し、過渡応答性
が向上する。

〔実施例〕

第１図は本考案の実施例を示す構成図である。

デイーゼルエンジン１に装着されるターボチヤ
ージヤ２は、エンジンの排気ガスによつて駆動さ
れるタービン３と吸入空気をエンジン１の高負荷
時に過給された空気をチヤンバに送り込むコンプ
レツサ４とより構成される。コンプレツサ４に対
する空気の導入は、通路Ｄを介してエアクリーナ
５より取り込まれ、過給された空気は通路Ｂを介
してエンジン１に送り込まれる。また、コンプレ
ツサ４をバイパス可能に通路Ｂとエアクリーナ５
の間に通路Ａが配設され、該通路Ａ内には所定時
に通路を閉塞する切換弁６が設けられる。エンジ
ン１の排気マニホールドとタービン３とは、通路
ＥとＦによつて連結され、タービン３の排気用と
して通路Ｈが該タービン３に接続される。通路Ｈ
にはマフラーに至る通路Ｉが接続されると共に、
両通路の接続部と通路ＥとＦの接続部との間に通
路Ｇが接続され、該通路Ｇ内に切換弁７が設けら
れる。

以上の構成において、エンジン１の低・中負荷
時には切換弁６が破線位置にあり、高負荷時には
実線位置にある。また、切換弁７は、エンジン
低・中負荷時には破線位置にあり、高負荷時には
通路Ｃ内の過給圧が所定値以下である場合に実線
位置、所定値以上である場合に実線位置と破線位
置の間にある。従つて、エンジン低・中負荷時は
通路ＡおよびＧが開となり、コンプレツサ側にお
いては通路Ａおよび通路Ｄ〜Ｂを吸入空気が経由
してエンジン１に送られ、通路Ｃの圧力は大気圧
近くに保たれる。また、通路Ｇが開となるためタ
ービン３には排気ガスが殆んど流れず、通路Ｅの
圧力は低く保たれるのであるが、コンプレツサ４
が殆んど圧縮仕事をしない（切換弁６が開いてい
るため）ので、タービン３自体は無負荷状態であ
るために高回転に保たれる。

エンジン高負荷時であつて通路Ｃの圧力（過給
圧）が所定値以下の場合には、通路ＡおよびＧが
閉じ、吸入空気の全部がコンプレツサ４を経由す
ると共に、排気ガスの全部がタービン３を経由す
るため、ターボチヤージヤが完全に機能し、通常
のターボエンジンと同様な作動をする。

また、エンジン高負荷であつて通路Ｃの圧力
（過給圧）が所定値以上の場合には、通路Ａが全
閉状態のままで通路Ｇが若干開かれるため、過給
圧は一定に保たれる。

第２図は本考案の第２の実施例を示す構成図で
ある。

本実施例は、第１図に示した実施例における切
換弁６を、通路ＢとＣの接続部に設けたもので、
他の構成は第１図に示したと同一であるので構成
ならびに動作の説明を省略する。本実施例におい
ては、低・中負荷時の吸気が総て通路Ａを経由
し、コンプレツサ４を経由しないようにしたもの
であり、その効果は第１図の実施例と同様であ
る。

次に、前記第１および第２の実施例における切
換弁６および７の制御機構について第３図を参照
しながら説明する。

第３図は制御機構の実施例を示す回路図であ
り、アクセルスイツチを２個用いて制御するもの
である。切換弁６はダイヤフラム６０により駆動
され、切換弁７はダイヤフラム７０により駆動さ
れる。バツテリ２５にはアクセルスイツチ３１を
介して電磁弁３３を制御する電磁コイル３２が接
続されると共に、アクセルスイツチ３４を介して
電磁弁３６を制御する電磁コイル３５が接続され
る。電磁弁３３および３６の負圧ポートはバキユ
ームポンプ２２に接続され、電磁弁３３の負荷側
ポートはダイヤフラム７０のダイヤフラム室７１
に接続されると共に、電磁弁３６の負線側ポート
はダイヤフラム６０のダイヤフラム室６１に接続
される。また、ダイヤフラム７０のダイヤフラム
７２は通路Ｂ又はＣに接続される。前記アクセル
スイツチ３１のオン作動は、アクセルスイツチ３
４に比べ小開度でオンになるように設定される。

以上の構成において、加速時等エンジンの負荷
が増大すると最初にアクセルスイツチ３１がオン
となり、電磁弁３３が切換えられ、ダイヤフラム
７０に加えられていた負圧の代りに大気がかか
り、切換弁７は開状態（破線位置）から閉状態
（実線位置）に変わる。この結果、通路Ｇは閉塞
され、タービン３に排気ガスの総てが供給され
る。この状態で更に負荷が増大すると、アクセル
スイツチ３４がオンとなり、電磁弁３６が切換え
られ、ダイヤフラム６０に加えられていた負圧の
代りに大気がかかり、切換弁６は開状態（破線位
置）から閉状態（実線位置）に変わる。従つて、
通路Ａが閉塞され、吸入空気の総てがコンプレツ
サ４に送り込まれる結果、過給圧は急速に上昇す
る。従つて、本実施例によれば、過渡応答性を向
上させることができる。また、コンプレツサ４の
出側（通路Ｂ又はＣ）の圧力（過給圧）が所定値
以上の場合には、ダイヤフラム室７２にかかる過
給圧のためにダイヤフラムが押し戻され、切換弁
７が若干開いて過給圧は所定値に保たれる。

〔考案の効果〕

本考案によれば、エンジンの低・中負荷時に
は、排気流がタービンをバイパスすると共に、吸
気流がコンプレツサをバイパスするようにしたの
で、ターボデイーゼルエンジンの低・中負荷時に
おける排圧および吸入圧をターボ無しの場合と同
程度にできるため、摩擦損失をターボ無しと同程
度にすることができる。この結果、ターボデイー
ゼルエンジンの低・中負荷時の燃費をターボ無し
と同程度にすることができる。また、エンジン負
荷の増大時には、その負荷を２段に検知し、これ
にもとづいて第２の切換弁と第１の切換弁とが順
次閉状態となるように２段に切換弁を制御するよ
うにしたので、エンジン負荷の増大時における過
渡応答性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す構成図、第２図
は本考案の第２の実施例を示す構成図、第３図は
本考案に係る制御機構の実例を示す回路図であ
る。 １……デイーゼルエンジン、２……ターボチヤ
ージヤ、３……タービン、４……コンプレツサ、
６，７……切換弁、２２……バキユームポンプ、
２５……バツテリ、３１，３４……アクセルスイ
ツチ、３２，３５……電磁コイル、３３，３６…
…電磁弁、６０，７０……ダイヤフラム、Ａ，
Ｂ，Ｃ，D.E.F.G，Ｈ，Ｉ……通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. エンジンの排気ガス中の熱エネルギーをタービ
   ンによつて回収してコンプレツサを駆動し、該コ
   ンプレツサで圧縮した吸入空気をエンジンの燃焼
   室に送るターボチヤージヤを備えたデイーゼルエ
   ンジンにおいて、前記コンプレツサをバイパス可
   能に設置された第１の通路と、前記タービンをバ
   イパス可能に設置された第２の通路と、前記エン
   ジンの高負荷時にのみ前記第１の通路を閉塞する
   第１の切換弁と、前記エンジンの高負荷時にのみ
   前記第２の通路を閉塞する第２の切換弁と、前記
   エンジン負荷の増大にともなつて順次オンとなる
   開度の異なる２個のアクセルスイツチと、前記第
   ２の切換弁と第１の切換弁とを、これらアクセル
   スイツチの２段のオン動作でエンジン負荷の増大
   にともなつて第２の通路を閉塞し次いで第１の通
   路を閉塞するように順次作動せしめる弁制御機構
   と、を具備するターボチヤージヤ付デイーゼルエ
   ンジンの吸排気制御装置。