JPS6246815Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案はターボチヤージヤ付内燃機関における
応答性向上を意図した吸気装置に関する。

従来技術 ターボチヤージヤ付内燃機関ではアイドリング
からの加速時、又は加減速を繰り返すような運転
時に応答性が不良となる問題点がある（いわゆる
ターボラグ）。これは、次の理由による。即ちア
イドリング時には、絞り弁が全閉で燃焼室へ入る
混合気量が少く、燃焼の結果としての排気エネル
ギが小さく、タービン回転数が上がらず、過給圧
が上がらない。過給圧が小さいことから絞り弁を
開放した後十分な過給圧に高まるまで遅れが伴う
のである。また、加減速を繰り返すような場合に
ついていえば、加速から減速に移る際絞り弁は急
閉となる。このとき、コンプレツサの上流と下流
との間に大きな差圧が生じ、これはコンプレツサ
を減速せしめる抵抗力となり、そのためコンプレ
ツサ回転数は低下する。従つて、再び加速に移つ
ても過給圧はすぐには高まらず、そこに遅れが伴
うのである。

考案の目的 本考案の目的はターボチヤージヤ付内燃機関に
おけるアイドリングからの加速時又は加減速の繰
り返し時におけるそのような遅れを解消し、応答
性を向上することができる装置を提供することを
目的とする。

考案の構成 本考案によれば、コンプレツサの下流に設置さ
れる通常の第１の絞り弁に加えて、その上流に第
２の絞り弁を設け、第１の絞り弁の上流と第２の
絞り弁の下流との間でコンプレツサをバイパスす
るバイパス通路を設け、バイパス通路に制御弁を
設けている。制御弁はスロツトル弁のアイドリン
グ位置においてバイパス通路を開、アイドリング
位置からのスロツトル弁の開放に伴つて閉とされ
る。アイドリング時に制御弁が開とされ、一方、
第２の絞り弁は閉であることから、コンプレツサ
の上流と下流の差圧はなくなり、かつ密度の低い
空気が充満する。そのためアイドリングでのコン
プレツサの回転が高まり、加速を開始した後の過
給圧の迅速上昇が達成され、ターボラグを押える
ことができる。

実施例 以下図面を参照しながら実施例について説明す
ると、第１図において、１０はターボチヤージヤ
であり、コンプレツサハウジング１２と、軸受ハ
ウジング１３とタービンハウジング１４とを持
つ。コンプレツサハウジング１２の入口管１２Ａ
は吸気通路１８を介してエアクリーナ２０に結合
される。コンプレツサハウジング１２の出口管１
２Ｂは吸気通路２４を介しエンジン本体２６の図
示しない燃焼室に接続される。タービンハウジン
グ１４の入口管１４Ａは排気通路２８を介して燃
焼室からの排気ガスエネルギを受け取るようにな
つている。出口管１４Ｂは排気管を介して車外ま
で延びている。

３０は通常のターボチヤージヤ付内燃機関にも
設けられる第１の絞り弁であつて、コンプレツサ
ハウジング１２の下流の吸気通路２４に設置され
ている。絞り弁３０の弁軸３２はリンクを介して
図示しないアクセルペダルに連結されている。本
考案によればこの通常の絞り弁３０に加えて第２
の絞り弁３４が、コンプレツサハウジング１２の
上流の吸気通路１８に設置されている。この実施
例では第２の絞り弁３４は第１の絞り弁３０と弁
軸３２を共通している。しかし、第２の絞り弁３
４は第１の絞り弁３０と一体的に連動する構造を
とる必要はなく、ダイヤフラムアクチユエータに
より第１の絞り弁下流の吸気管圧力が一定以上の
負圧の場合、第２の絞り弁３４が閉位置側に駆動
されるような間接的連動構造をとつてもよい。第
１の絞り弁３０より上流と第２の絞り弁３４より
下流との間にバイパス通路４０がコンプレツサハ
ウジングの出口管１２Ｂから吐出された空気をコ
ンプレツサハウジングの入口管１２Ａへバイパス
するように設けられる。このバイパス通路４０内
に制御弁４２が設けられる。第２図に示すよう
に、制御弁４２は、アイドリング時にその弁４２
を全開とし（実線）、アイドリングからの開放に
連動してその弁４２を閉鎖せしめる（２点鎖線）
駆動は機構に連結される。この実施例ではこの駆
動機構ダイヤフラムアクチユエータ５０を備え
る。アクチユエータ５０はダイヤフラムケース５
２，５４を有し、その中にダイヤフラム５６が張
設される。ダイヤフラム５６にロツド５８が固定
され、このロツド５８にワイヤ６０の一端が連結
される。制御弁４２の弁軸４２′上に半円板状の
レバ６２が固定され、前記ワイヤ６０の他端はこ
のレバー６２の周上を回らされて、係止孔６２ａ
のところに連結されている。ばね６４はレバー６
２に反時計方向の回動力を加えている。ダイヤフ
ラム５６の一側に負圧室７０が形成され、この室
７０内にばね７２が配され、ロツド５８を図の左
方に付勢している。また負圧室７０は負圧管７６
を介して、第１絞り弁３０の全閉アイドリング位
置においてその少し下流で吸気通路２４に開口す
る負圧ポート８０に連結される。

以下本考案の作動を述べると、アイドリング時
には通常の第１の絞り弁３０及びこれに連動する
第２の絞り弁３４は全閉位置にある。第２の絞り
弁３４が全閉となることからその下流の吸気通路
１８は負圧となる。一方、負圧ポート８０はこの
ときは第１の絞り弁３０の下流に位置し、アクチ
ユエータ５０の負圧室７０は負圧となる。従つ
て、ばね７２に抗しダイヤフラム５６は図の右方
に変形さればね６４の力でレバー６２は制御弁４
２が図の実線の全開位置をとるに至るまで反時計
方向に回動する。

一方、このアイドリング状態から加速に移ると
アクセルペダルの踏み込み開始と共に、第１の絞
り弁３０及び第２の絞り弁３４は一緒に回動され
る。負圧ポート８０は絞り弁３０の開放によつて
その上流に位置し、ここはほぼ大気圧となり、こ
れに準じて負圧室７０もほぼ大気圧となる。その
ためダイヤフラム５６はばね７２の働きで左方に
変形し、レバー６２はばね６４の働きで図の反時
計方向に回動し、制御弁４２は２点鎖線の如くバ
イパス通路４０を全閉とするに至る。

以上述べた本考案の作動において、第１絞り弁
３０をアイドリング位置に戻したとき第２の絞り
弁３４も全閉に戻ることから、その第２の絞り弁
３４より下流が負圧域となる。また、絞り弁３
０，３４の閉鎖と同時に制御弁４２は実線の全開
となることから、コンプレツサハウジング１２内
のコンプレツサの上流、下流の圧力は均等化され
低密度の空気が、第１の絞り弁３０と第２の絞り
弁３４との間を充満し、コンプレツサハウジング
１２の上流、下流に圧力差がない。そのためコン
プレツサの仕事が減り、もし、タービンに加わる
排気エネルギが一定であるとすればコンプレツサ
の回転数は高まる。そのためアイドリングから加
速に移行するときの過給圧の上昇が急速に行われ
る。このことは加速と減速を繰り返す運転につい
ても同様である。

本考案においては、エンジンブレーキ状態とな
つたとき、第１絞り弁３０の下流のみならず上流
も、絞り弁３４の閉によつてすぐ負圧となる。絞
つて、第１の絞り弁３０の前後の圧力差が、エン
ジンブレーキの開始の直後から存在しない。その
ため、エンジンブレーキの開始直後から第１の絞
り弁を通り抜ける空気量は押えられ、これはエン
ジンブレーキ性能の向上につながる。尚、実施例
では、第１絞り弁３０と第２の絞り弁３４とを共
通軸３２上に設けたが、エンジンブレーキ性能の
面では第１絞り弁３０の閉鎖に遅れて第２の絞り
弁３４を閉鎖するようにリンク系で連結すること
が好ましい。この場合、エンジンブレーキの開始
によつて第１の絞り弁３０が閉じた直後では第２
の絞り弁３４は未だ開放であるため、これらの弁
３０と３４との間の空気はエアクリーナ２０側へ
逆流することができる。従つて、その後の第２の
絞り弁３４の閉鎖による第１の絞り弁３０の上流
の圧力低下は、より短時間で生ずることになる。

考案の効果 アイドリング時及びエンジンブレーキ時にコン
プレツサ前後を低密度の空気でかつ圧力差のない
状態とすることで加速応答性が良好となり、また
エンジンブレーキ性能が高くなる。無負荷時にお
けるコンプレツサの仕事量が減少しその分だけタ
ービンの負の仕事量が減少するので背圧が低下
し、機械効率及び燃料消費率が改善される。ま
た、背圧低下により安定な燃焼が実現し、より低
いアイドリング回転が可能となり、アイドリング
時の燃料消費率を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の構成全体図、第２図は第１図
の部分詳細図。 １０……ターボチヤージヤ、１２……コンプレ
ツサハウジング、１８，２４……吸気通路、３０
……第１絞り弁、３４……第２絞り弁、４０……
バイパス通路、４２……制御弁、５０……アクチ
ユエータ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ターボチヤージヤ付内燃機関において、機関の
   吸気系におけるコンプレツサの下流に設けられる
   通常の第１の絞り弁に加え、コンプレツサの上流
   に第２の絞り弁が第１の絞り弁と実質的に連動す
   るように設けられ、第１の絞り弁の上流と第２の
   絞り弁の下流との間でコンプレツサをバイパスす
   る通路が吸気系に連結され、該バイパス通路を絞
   り弁の全閉時に開、絞り弁の開放に応じて閉とす
   る制御弁が具備されるターボチヤージヤ付内燃機
   関の吸気装置。