JPS6218735B2 - - Google Patents

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JPS6218735B2
JPS6218735B2 JP54132445A JP13244579A JPS6218735B2 JP S6218735 B2 JPS6218735 B2 JP S6218735B2 JP 54132445 A JP54132445 A JP 54132445A JP 13244579 A JP13244579 A JP 13244579A JP S6218735 B2 JPS6218735 B2 JP S6218735B2
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JP
Japan
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pressure
compressor
engine
pressure chamber
valve
Prior art date
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Application number
JP54132445A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS5656929A (en
Inventor
Takeshi Yamane
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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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Priority to US06/192,164 priority patent/US4391184A/en
Priority to DE3037490A priority patent/DE3037490C2/en
Publication of JPS5656929A publication Critical patent/JPS5656929A/en
Publication of JPS6218735B2 publication Critical patent/JPS6218735B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ダイアフラムアクチユエータを利用
したターボチヤージヤの排気バイパス弁制御装置
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an exhaust bypass valve control device for a turbocharger using a diaphragm actuator.

コンプレツサの上流部に吸気絞り弁を設けたタ
ーボチヤージヤ付内燃機関にあつては、機関の吸
入空気量を的確に制御するために、コンプレツサ
の上下流間の圧力差を所定値以下に保持される必
要がある。
For turbocharged internal combustion engines with an intake throttle valve installed upstream of the compressor, the pressure difference between upstream and downstream of the compressor must be maintained below a predetermined value in order to accurately control the intake air amount of the engine. There is.

従つて、従来では例えば第1図に示すように、
ターボチヤージヤ1のコンプレツサ1aの上流部
に吸気絞り弁2を設け、この吸気絞り弁2とコン
プレツサ1aとを結ぶ上流の吸気管3a内の圧力
をダイアフラム4で画成された一方の圧力室4a
に導くと共にコンプレツサ1aの出口部と機関5
の吸気マニホールド5aとを結ぶ下流吸気管3b
内の圧力を他方の圧力室4bに導いている。ま
た、機関5の排気マニホールド5bとターボチヤ
ージヤ1のタービン1bの入口とを上流排気管6
aで接続すると共に、タービン1bから排出され
た排気を図示しないマフラー等に導く下流排気管
6bと前記上流排気管6aとをタービン1bをバ
イパスする排気バイパス管7で接続する。そし
て、この排気バイパス管7の上流端に設けた排気
パイバス弁8と前記ダイアフラム4とを、コンプ
レツサ1aの入口圧力、即ち、上流吸気管3a内
の圧力が導入される圧力室4aを貫通するロツド
9を介して結合することにより、コンプレツサ1
aの入口圧力と出口圧力との差が所定値に達する
とダイアフラム4が図中右側に移動してロツド9
を介して排気バイパス弁8を開くようにしてい
る。
Therefore, conventionally, for example, as shown in Figure 1,
An intake throttle valve 2 is provided upstream of the compressor 1a of the turbocharger 1, and the pressure in the upstream intake pipe 3a connecting the intake throttle valve 2 and the compressor 1a is transferred to one pressure chamber 4a defined by a diaphragm 4.
and the outlet of the compressor 1a and the engine 5.
A downstream intake pipe 3b connecting the intake manifold 5a of
The pressure inside is guided to the other pressure chamber 4b. Further, the exhaust manifold 5b of the engine 5 and the inlet of the turbine 1b of the turbocharger 1 are connected to an upstream exhaust pipe 6.
The upstream exhaust pipe 6a is connected to the downstream exhaust pipe 6b, which guides the exhaust gas discharged from the turbine 1b to a muffler (not shown), etc., by an exhaust bypass pipe 7 that bypasses the turbine 1b. The exhaust pipe bus valve 8 provided at the upstream end of the exhaust bypass pipe 7 and the diaphragm 4 are connected to a rod passing through the pressure chamber 4a into which the inlet pressure of the compressor 1a, that is, the pressure inside the upstream intake pipe 3a, is introduced. By coupling via 9, compressor 1
When the difference between the inlet pressure and the outlet pressure of a reaches a predetermined value, the diaphragm 4 moves to the right in the figure and the rod 9
The exhaust bypass valve 8 is opened via the exhaust bypass valve 8.

従つて、機関5には、吸気絞り弁2の開度に比
例した量の空気(混合気)が送りこまれているの
であるが、機関5がアイドリング又は極低負荷運
転される時には、コンプレツサ1aの入口圧力が
負圧になる。すると、これにともなつて前記圧力
室4aも負圧になるのであるが、一般には、ロツ
ド9の摺動抵抗及び排気バイパス弁8の開閉感度
等を考慮して、極僅かではあるが間隙を有する軸
シール10をロツド9の貫通部に装着するので、
前記圧力室4aの密閉度が低下し、機関5の運転
性が悪化することがある。
Therefore, an amount of air (air mixture) is fed into the engine 5 in proportion to the opening degree of the intake throttle valve 2, but when the engine 5 is idling or operating at an extremely low load, the compressor 1a is Inlet pressure becomes negative. As a result, the pressure chamber 4a also becomes negative pressure, but in general, taking into consideration the sliding resistance of the rod 9, the opening/closing sensitivity of the exhaust bypass valve 8, etc., the gap is reduced, although it is very small. Since the shaft seal 10 having the shaft seal 10 is attached to the penetration part of the rod 9,
The degree of sealing of the pressure chamber 4a may decrease, and the operability of the engine 5 may deteriorate.

即ち、機関5の低速、低負荷運転時には、圧力
室4aに導入されるコンプレツサ1aの入口圧力
が強い負圧になると同時に、機関5の吸入空気量
も極めて少ない。従つて、このような状態でロツ
ド9の貫通部から軸シール10を通して圧力室4
aに大気を漏れ込むと、吸気絞り弁2を通らない
空気が機関5に供給される。また、この種の機関
では、第1図に示したように、吸気絞り弁2の上
流に燃料供給装置としての気化器等を設け、この
気化器では、吸気絞り弁2を通過する空気の流量
に対応して燃料を供給するものであるから、前記
のようにして吸気絞り弁2を通らない空気が機関
に供給されると、空燃比が変わつて機関の安定性
が悪化するのである。
That is, when the engine 5 is operated at low speed and under low load, the inlet pressure of the compressor 1a introduced into the pressure chamber 4a becomes a strong negative pressure, and at the same time, the amount of intake air of the engine 5 is also extremely small. Therefore, in this state, the pressure chamber 4 is leaked from the penetration part of the rod 9 through the shaft seal 10.
When air leaks into the air outlet a, air that does not pass through the intake throttle valve 2 is supplied to the engine 5. In addition, in this type of engine, as shown in FIG. 1, a carburetor or the like is provided as a fuel supply device upstream of the intake throttle valve 2. Therefore, if air that does not pass through the intake throttle valve 2 is supplied to the engine as described above, the air-fuel ratio changes and the stability of the engine deteriorates.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであつ
て、機関が低速、低負荷運転されていることを感
知した時は、コンプレツサの入口圧力を圧力室に
導入する空気配管等を遮断することにより、ロツ
ドの軸シール部から圧力室に漏れ込んだ空気が、
吸気絞り弁を通らないで吸気系に流入することを
防止して機関の低速、低負荷運転時の運転性を向
上させることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above, and when it is detected that the engine is being operated at low speed and low load, the present invention shuts off the air piping etc. that introduces the inlet pressure of the compressor into the pressure chamber. , the air that leaked into the pressure chamber from the shaft seal of the rod,
The purpose is to prevent air from flowing into the intake system without passing through the intake throttle valve, thereby improving operability during low-speed, low-load operation of the engine.

以下に本発明を図示された実施例について従来
と同一部分に同一の符号を付して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments, in which the same parts as those in the prior art are denoted by the same reference numerals.

第2図に示す実施例では、コンプレツサ1aの
入口圧力を一方の圧力室4aに導入する空気配管
1の途中にシヤツトオフ弁12を設け、このシヤ
ツトオフ弁12をコンプレツサ1aの出口圧力に
基づいて開閉制御するものである。ここで、前記
シヤツトオフ弁12は、機関運転状態検出手段及
びコンプレツサ入口圧力の導入遮断手段を構成す
る。
In the embodiment shown in FIG. 2, a shutoff valve 12 is provided in the middle of the air pipe 1 that introduces the inlet pressure of the compressor 1a into one pressure chamber 4a, and the opening and closing of the shutoff valve 12 is controlled based on the outlet pressure of the compressor 1a. It is something to do. Here, the shut-off valve 12 constitutes an engine operating state detection means and a compressor inlet pressure introduction/blocking means.

即ち、機関が低速、低負荷で運転される時は、
吸気絞り弁2が全閉に近い状態に保持されている
ので、コンプレツサ1aに流入する空気量が低減
する。すると、コンプレツサ1aがたとえ高速で
運転されていようとも、その出口圧力、即ち、下
流吸気管3b内の圧力が低下するので、この下流
吸気管3b内の圧力が所定値以下となつた時にシ
ヤツトオフ弁12を閉止させ、空気配管11を遮
閉して上流吸気管3aと圧力室4aとの間を遮断
するのである。
In other words, when the engine is operated at low speed and low load,
Since the intake throttle valve 2 is maintained in a nearly fully closed state, the amount of air flowing into the compressor 1a is reduced. Then, even if the compressor 1a is operated at high speed, the outlet pressure, that is, the pressure in the downstream intake pipe 3b, decreases, so when the pressure in the downstream intake pipe 3b falls below a predetermined value, the shut-off valve is activated. 12 is closed, the air pipe 11 is closed, and the upstream intake pipe 3a and the pressure chamber 4a are cut off.

このシヤツトオフ弁12としては、第3図及び
第4図に示したものを使用できる。
As this shut-off valve 12, those shown in FIGS. 3 and 4 can be used.

即ち、第3図に示すシヤツトオフ弁12は、下
流吸気管3b内の圧力をダイアフラムアクチユエ
ータの圧力室4bに導く空気配管13とダイアフ
ラム12aで画成された圧力室12bとを信号配
管14で連通形成し、前記ダイアフラム12aで
画成された他方の圧力室12cの中間部に弁座1
2dを設ける。そして、この弁座12dに対向す
る弁体12eを前記ダイアフラム12aに装着
し、弁座12dで画成された一方の圧力室12c
を上流吸気管3aに連通させると共に、他方の圧
力室12cをダイアフラムアクチユエータの圧力
室4aに連通させることにより、下流吸気管3b
内の圧力が所定値以上に保持されている間は弁体
12eを開いて空気配管11を連通させ、下流吸
気管3b内の圧力が所定値以下になると空気配管
11を遮閉するようにしている。12fはスプリ
ングである。なお、信号配管14、ダイアフラム
12a、圧力室12b及びスプリング12fは機
関運転状態検出手段として機能し、弁座12d及
び弁体12eはコンプレツサ入口圧力の導入遮断
手段として機能する。
That is, the shutoff valve 12 shown in FIG. 3 connects the pressure chamber 12b defined by the diaphragm 12a and the air pipe 13 that leads the pressure in the downstream intake pipe 3b to the pressure chamber 4b of the diaphragm actuator using the signal pipe 14. A valve seat 1 is provided in an intermediate portion of the other pressure chamber 12c which is in communication with each other and defined by the diaphragm 12a.
2d is provided. Then, a valve body 12e facing the valve seat 12d is attached to the diaphragm 12a, and one pressure chamber 12c defined by the valve seat 12d is
is communicated with the upstream intake pipe 3a, and the other pressure chamber 12c is communicated with the pressure chamber 4a of the diaphragm actuator.
While the pressure inside the downstream intake pipe 3b is maintained at a predetermined value or higher, the valve body 12e is opened to communicate the air pipe 11, and when the pressure inside the downstream intake pipe 3b becomes below a predetermined value, the air pipe 11 is closed. There is. 12f is a spring. The signal pipe 14, the diaphragm 12a, the pressure chamber 12b, and the spring 12f function as means for detecting the engine operating state, and the valve seat 12d and the valve body 12e function as means for blocking the introduction of compressor inlet pressure.

第4図に示されたシヤツトオフ弁12は、いわ
ゆるピストン弁で構成され、上流吸気管3a内の
圧力と下流吸気管3b内の圧力との差圧に応じて
摺動する弁体12gに弁孔12hを設けたもので
ある。12iはスプリングである。なお、信号配
管14、弁体12g及びスプリング12iは機関
運転状態検出手段として機能し、弁体12gはコ
ンプレツサ入口圧力の導入遮断手段として機能す
る。
The shut-off valve 12 shown in FIG. 4 is composed of a so-called piston valve, and has a valve hole in a valve body 12g that slides depending on the pressure difference between the upstream intake pipe 3a and the downstream intake pipe 3b. 12h. 12i is a spring. The signal pipe 14, the valve body 12g, and the spring 12i function as means for detecting the engine operating state, and the valve body 12g functions as a means for blocking introduction of compressor inlet pressure.

また、第5図はダイアラムアクチユエータ内に
シヤツトオフ弁12を組み込んだものであつて、
ダイヤフラム4とロツド9との端部との間に遊び
を設けると共に、両者間にシヤツトオフ弁制御用
のスプリング12jを張設する。そして、空気配
管11の接続金具15の先端に円筒状の弁座12
kを設け、ダイアフラム4に結合した弁体121
を前記弁座12k内に挿着する。なお、空気配管
13、ダイアフラム4、圧力室4b及びスプリン
グ12jは機関運転状態検出手段として機能し、
弁座12k及び弁体121はコンプレツサ入口圧
力の導入遮断手段として機能する。
Furthermore, FIG. 5 shows a diagram in which a shut-off valve 12 is incorporated into the dial actuator.
A play is provided between the end of the diaphragm 4 and the rod 9, and a spring 12j for controlling the shut-off valve is stretched between the two. A cylindrical valve seat 12 is attached to the tip of the connecting fitting 15 of the air pipe 11.
A valve body 121 connected to the diaphragm 4 and provided with a
is inserted into the valve seat 12k. Note that the air pipe 13, diaphragm 4, pressure chamber 4b, and spring 12j function as engine operating state detection means,
The valve seat 12k and the valve body 121 function as means for introducing and blocking compressor inlet pressure.

従つて、下流吸気管3bから圧力室4bに導入
される圧力が所定値以上である時は、スプリング
12jに抗してダイアフラム4とロツド9との間
の遊び(間隙)がゼロとなるので、弁体121が
図中右側に移動して弁座12kから突出して上流
吸気管3aと圧力室4aとを連通させる。また、
下流吸気管3b内の圧力が所定値以下になると、
スプリング12jの張力にてダイアフラム4がロ
ツド9の先端から離間する。すると、ダイアフラ
ム4に結合された弁体121が弁座12k内に収
容されるので、上流吸気管3aと圧力室4aとの
連通が遮断される。
Therefore, when the pressure introduced into the pressure chamber 4b from the downstream intake pipe 3b is above a predetermined value, the play (gap) between the diaphragm 4 and the rod 9 against the spring 12j becomes zero. The valve body 121 moves to the right in the figure and protrudes from the valve seat 12k, thereby communicating the upstream intake pipe 3a and the pressure chamber 4a. Also,
When the pressure inside the downstream intake pipe 3b becomes below a predetermined value,
The diaphragm 4 is separated from the tip of the rod 9 by the tension of the spring 12j. Then, the valve body 121 coupled to the diaphragm 4 is accommodated in the valve seat 12k, so communication between the upstream intake pipe 3a and the pressure chamber 4a is cut off.

なお、上記実施例では、機関運転状態検出手段
として、下流吸気管内の圧力、即ち、コンプレツ
サの出口圧力を介して機関が低速、低負荷運転さ
れたことを検出するようにしたものであるが、機
関運転状態検出手段として、タービン1bの入口
圧力または出口圧力、あるいは、機関本体内又は
ターボチヤージヤ内のメインギヤラリの潤滑油圧
等を介して機関の低速、低負荷を検出し、もしく
は機関の回転速度を直接に検出し、又は吸気絞り
弁の開度等から低速、低負荷運転を検出するよう
にしたものでも良い。
In the above embodiment, the engine operating state detecting means detects that the engine is operated at low speed and low load via the pressure in the downstream intake pipe, that is, the outlet pressure of the compressor. As an engine operating state detection means, low speed or low load of the engine is detected through the inlet pressure or outlet pressure of the turbine 1b, or the lubricating oil pressure of the main gear rally in the engine body or in the turbocharger, or the rotational speed of the engine is detected. It may be directly detected, or low-speed, low-load operation may be detected from the opening degree of the intake throttle valve, etc.

以上説明してように、本発明によれば、コンプ
レツサの入口圧力が強い負圧になると共に機関の
吸入空気量が減少する低速、低負荷運転時には、
コンプレツサの入口部とダイアフラムアクチユエ
ータの圧力室との連通を遮断するようにしたもの
であるから、前記圧力室を貫通するロツドの軸シ
ール精度が悪くとも、吸気絞り弁を通らない空気
が機関に供給されることがない。従つて、低速、
低負荷運転時の空燃比を安定させ、機関を安定化
させ得る。
As explained above, according to the present invention, during low-speed, low-load operation when the inlet pressure of the compressor becomes a strong negative pressure and the intake air amount of the engine decreases,
Since communication between the compressor inlet and the pressure chamber of the diaphragm actuator is cut off, even if the accuracy of the shaft seal of the rod that passes through the pressure chamber is poor, air that does not pass through the intake throttle valve will still flow into the engine. It is never supplied to Therefore, low speed,
It is possible to stabilize the air-fuel ratio during low-load operation and stabilize the engine.

また、軸シールに隙間が形成されていようと
も、実質的に空気漏れが生じないので、ロツドの
摺動抵抗を最小限にしてその移動を円滑化させる
ことができる。
Further, even if a gap is formed in the shaft seal, there is virtually no air leakage, so the sliding resistance of the rod can be minimized and its movement can be made smoother.

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

第1図は従来の一例を示すシステム図、第2図
は本発明の一実施例を示す要部のシステム図、第
3図はシヤツトオフ弁の一例を示す断面図、第4
図は同上の他の例を示す断面図、第5図はシヤツ
トオフ弁をダイアフラムアクチユエータ内に組み
込んだ例を示す断面図である。 1……ターボチヤージヤ、1a……コンプレツ
サ、1b……タービン、2……吸気絞り弁、4…
…ダイアフラム、4a,4b……圧力室、7……
排気バイパス管、8……排気バイパス弁、9……
ロツド、10……軸シール、11……空気配管、
12……シヤツトオフ弁、14……信号配管。
Fig. 1 is a system diagram showing a conventional example, Fig. 2 is a system diagram of main parts showing an embodiment of the present invention, Fig. 3 is a sectional view showing an example of a shut-off valve, and Fig. 4 is a sectional view showing an example of a shut-off valve.
This figure is a cross-sectional view showing another example similar to the above, and FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example in which a shut-off valve is incorporated into a diaphragm actuator. 1...Turbocharger, 1a...Compressor, 1b...Turbine, 2...Intake throttle valve, 4...
...Diaphragm, 4a, 4b...Pressure chamber, 7...
Exhaust bypass pipe, 8... Exhaust bypass valve, 9...
Rod, 10... Shaft seal, 11... Air piping,
12...Shutoff valve, 14...Signal piping.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 ダイアフラムで画成された一方の圧力室に吸
気絞り弁の下流に配設されたコンプレツサの入口
圧力を導入すると共に、他方の圧力室にコンプレ
ツサの出口圧力を導入し、前記コンプレツサの入
口圧力が導入される圧力室を貫通するロツドでダ
イアフラムとタービンをバイパスする通路に設け
た排気バイパス弁とを結合してコンプレツサの入
口圧力と出口圧力との圧力差が所定値以上に増大
しないようにしたターボチヤージヤにおいて、機
関の運転状態を検出する手段と、該手段を介して
機関が低速低負荷運転されていることを感知した
時にコンプレツサの入口圧力が圧力室に導入され
ることを遮断する手段と、を備えてなるターボチ
ヤージヤの排気バイパス弁制御装置。
1 The inlet pressure of a compressor disposed downstream of the intake throttle valve is introduced into one pressure chamber defined by a diaphragm, and the outlet pressure of the compressor is introduced into the other pressure chamber, so that the inlet pressure of the compressor is A turbocharger that connects a diaphragm and an exhaust bypass valve provided in a passage that bypasses the turbine with a rod that penetrates the introduced pressure chamber to prevent the pressure difference between the inlet pressure and the outlet pressure of the compressor from increasing beyond a predetermined value. means for detecting the operating state of the engine; and means for blocking the inlet pressure of the compressor from being introduced into the pressure chamber when it is detected through the means that the engine is being operated at low speed and low load. A turbocharger exhaust bypass valve control device.
JP13244579A 1979-10-06 1979-10-16 Apparatus for controlling exhaust-gas by-pass valve for turbocharger Granted JPS5656929A (en)

Priority Applications (3)

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JP13244579A JPS5656929A (en) 1979-10-16 1979-10-16 Apparatus for controlling exhaust-gas by-pass valve for turbocharger
US06/192,164 US4391184A (en) 1979-10-06 1980-09-30 Diaphragm actuator
DE3037490A DE3037490C2 (en) 1979-10-06 1980-10-03 Diaphragm actuator

Applications Claiming Priority (1)

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JPS5656929A JPS5656929A (en) 1981-05-19
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