JPS6246817Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本考案は、自動車等に搭載される過給機付デイ
ーゼルエンジンに関するものである。

(ロ) 従来技術 近時、出力の向上を図るために、デイーゼルエ
ンジンにも過給機を装着したものが種々開発され
ている。ところが、格別なインタークーラ等を備
えない過給機付デイーゼルエンジンにおいては過
給機で断熱圧縮した高温の給気をエンジン本体に
供給することになるため、燃焼室内の温度が高温
化し、排気ガス中のNOxの含有量が高くなると
いう問題がある。そのため、この種のデイーゼル
エンジンでは、全負荷時にのみ正常な過給を行な
い、部分負荷時には過給をひかえて前述しNOx
の多量発生を抑制するとともに、エンジンのポン
ピングロスや過給機の翼車の応力、熱負荷等を低
減させるようにしている。

しかして、かかる過給機付デイーゼルエンジン
に関する先行技術として、実開昭55−35325号に
示されるように、コンプレツサを駆動する排気タ
ービンの入口側と出口側とを排気側路によつてバ
イパスし、この排気側路の途中にコントロールバ
ルブを介設し、このコントロールバルブの弁軸を
リンク機構を介して燃料噴射ポンプの噴射量制御
レバーに接続し、エンジンの全負荷域では前記コ
ントロールバルブを全閉させておく一方、部分負
荷域では前記バルブを負荷に応じた量だけ開成さ
せ得るようにしたものがある。ところが、このよ
うな構成のものは、部分負荷域における過給圧が
負荷変動に応じて逐次変化するため、NOxの発
生量を予測することが難しく、該発生量を規制値
等に対応させて設定するのが困難である。また、
かかるコントロールバルブには、通常のウエスト
ゲートバルブとしての機能をも具備させることが
可能であるが、このようにすると該コントロール
バルブが閉止位置で故障した場合、部分負荷域で
の過給圧の制御が不能になるだけでなく、全負荷
域において過給圧が異常に高くなるという危険性
がある。

(ハ) 考案の目的 本考案は、このような事情に着目してなされた
もので、過給圧をエンジンの負荷に応じて制御し
てNOxの発生を抑制することができるとともに
部分負荷域におけるエンジンのポンピングロスや
過給機の翼車の応力、熱負荷等を有効に低減させ
ることができ、しかも、簡単な構成により部分負
荷域での過給圧を正確に規定することができると
ともに、ウエストゲートバルブ等の故障に起因す
る全負荷域での過給圧の異常上昇をも防止するこ
とができる過給機付デイーゼルエンジンを提供す
ることを目的とする。

(ニ) 考案の構成 本考案は、かかる目的を達成するために、給気
系路の過給機よりも下流部分を給気バイパス路を
介して排気系路に接続し、この給気バイパス路を
コントロールバルブによつて開閉するように構成
し、このコントロールバルブを、弁体と、この弁
体を支持するメインダイヤフラムを有しこのメイ
ンダイヤフラムの一面側に作用する過給圧力が他
面側に作用するメインスプリングの付勢力に打勝
つた場合に該メインダイヤフラムが偏位して前記
弁体を閉成位置から開成位置へ移行させるメイン
ダイヤフラム機構と、前記メインダイヤフラムと
の間に前記メインスプリングを挾持するサブダイ
ヤフラムを有しこのサブダイヤフラムの背面側に
負圧導入室を設けるとともにこの負圧導入室に前
記サブダイヤフラムを前記メインスプリングが縮
小する方向に押圧するサブスプリングを設けてな
るサブダイヤフラム機構と、エンジンの部分負荷
域で前記負圧導入室に負圧を導いて前記サブダイ
ヤフラムを前記メインスプリングが伸長する方向
に引戻す負圧供給手段とを具備してなるものにし
たことを特徴とするものである。

(ホ) 実施例 以下、本考案の一実施例を図面を参照して説明
する。

図示しないエアクリーナから取り入れた空気
を、給気系路１に介設した排気タービン形過給機
２のコンプレツサ３とサージタンク４とを順次に
介してデイーゼルエンジン本体５の燃焼室に導く
とともに、このエンジン本体５から排出される排
出ガスを排気系路６に介設した前記過給機２のタ
ービン７および図示しないマフラー等を介して大
気中へ放出するようにしている。また、前記ター
ビン７の入口側と出口側とを排気側路８を介して
バイパスし、この排気側路８を、ウエストゲート
バルブ９により開閉するようにしている。ウエス
トゲートバルブ９は、前記排気側路８中に配設し
て弁体１１を過給圧により作動するダイヤフラム
機構１２で駆動するようにした通常のものであり
前記過給圧が設定値を上まわつた場合に開成する
ようになつている。

このような過給機付デイーゼルエンジンにおい
て、前記給気系路１の過給機２よりも下流部分例
えば、サージタンク４部分を給気バイパス路１３
を介して排気系路６のタービン７よりも下流部分
に接続し、この給気バイパス路１３をコントロー
ルバルブ１４によつて開閉するようにしている。
コントロールバルブ１４は、前記給気バイパス路
１３中に配設した弁体１５と、この弁体１５を開
閉動作させるメインダイヤフラム機構１６と、こ
のメインダイヤフラム機構１６に隣設したサブダ
イヤフラム機構１７と、このサブダイヤフラム機
構１７を負圧により作動させる負圧供給手段１８
とを具備してなる。メインダイヤフラム機構１６
は、前記弁体１５の弁軸１５ａを支持するメイン
ダイヤフラム１９と、このメインダイヤフラム１
９の一面側に形成した過給圧導入室２１と、前記
メインダイヤフラム１６の他面側に一端を当接さ
せたメインスプリング２２とを具備してなるもの
で前記メインスプリング２２の付勢力によつて前
記弁体１５を弁座２３に押付けるようにしてい
る。また、サブダイヤフラム機構１７は、前記メ
インスプリング２２の他端を当接支持するサブダ
イヤフラム２４と、このサブダイヤフラム２４の
背面側に形成した負圧導入室２５と、この負圧導
入室２５内に収容され前記サブダイヤフラム２４
を前記メインスプリング２２が縮小する方向に押
圧するサブスプリング２６とを具備してなる。ま
た、負圧供給手段１８は、図示しないオルタネー
タの背部に装着したバキユームポンプ２７の吸込
口２７ａを負圧案内路２８を介して前記サブダイ
ヤフラム機構１７の負圧導入室２５に連通させ、
この負圧案内路２８の途中にASV（空気切換
弁）２９を介設してなる。ASV２９は、インジ
エクシヨンポンプ３１のコントロールレバー３２
の作動位置を検出する検出器３３からの電気信号
ａに基いて切換わるようになつており、エンジン
の部分負荷域では、前記負圧案内路２８を開路さ
せて前記負圧導入室２５を前記バキユームポンプ
２７に接続する一方、全負荷域では前記負圧案内
路２８を遮断して前記負圧導入室２５を大気に開
放するようにしている。

次いで、この実施例の作動を説明する。

まず、エンジンの部分負荷域では、負圧案内路
２８が開路状態に維持されるため、サブダイヤフ
ラム機構１７の負圧導入室２５に負圧が導びかれ
る。その結果、サブダイヤフラム２４がサブスプ
リング２６の付勢力に抗して負圧導入室２５側へ
引戻され、メインスプリング２２が一定量だけ伸
長する。そのため、このメインスプリング２２の
メインダイヤフラム１９に対する付勢力が小さな
ものとなり、メインダイヤフラム機構１６の過給
圧導入室２１に導びかれるサージタンク４内の過
給圧が、例えば、0.3Kg／cm²程度の低い設定圧を
上まわると、前記メインダイヤフラム１９が前記
メインスプリング２２の付勢力に抗して該スプリ
ング２２方向に偏位し弁体１５が閉成位置から開
成位置へ移行させられる。それによつて、給気バ
イパス路１３が開路し、給気系路１内の空気の一
部が排気系路６に放出され、過給圧が下がつて前
記弁体１５が再び閉成位置へ戻される。以上の繰
り返しにより、部分負荷域では、過給圧が前述し
た0.3Kg／cm²という低い設定値を基準にして制御
されることになる。

一方、全負荷域では、負圧案内路が遮断され前
記負圧導入室２５に大気が導びかれるため、サブ
ダイヤフラム２４はサブスプリング２６の付勢力
によつてメインスプリング２２方向へ偏位し、該
メインスプリング２２が一定量だけ縮小する。そ
のため、このメインスプリング２２のメインダイ
ヤフラム１９に対する付勢力が増大し、前記過給
圧導入室２１に導びかれる過給圧が、例えば、
0.7Kg／cm²を越えないと前記弁体１５が閉成位置
から開成位置へ移行し得なくなる。したがつて、
全負荷域では、通常通りウエストゲートバルブ９
の設定圧、例えば0.6Kg／cm²を基準にして過給圧
が制御されることになる。この場合、前記ウエス
トゲートバルブ９が故障して開かなくなり、過給
圧が前述した0.7Kg／cm²を上まわると、前記コン
トロールバルブ１４のメインダイヤフラム１９が
前記メインスプリング２２の付勢力に抗して押下
げられ該コントロールバルブ１４が開いて過給圧
を所定の圧力、つまり、0.7Kg／cm²まで低下させ
る。

(ヘ) 考案の効果 本考案は、以上のような構成であるから、次の
ような効果がある。

まず、エンジンの全負荷域でのみ正常な過給を
行ない、部分負荷域では過給圧の制御設定値を低
下させて運転するようにしているので、NOxの
多量発生を有効に抑制することができるとともに
エンジンのポンピングロスや過給機の翼車の応力
熱負荷等を低減させることができる。

また、部分負荷域における過給圧を所定の設定
値を基準にして制御するようにしているので、
NOxの発生量を比較的正確に予測することがで
きるという利点もある。

さらに、給気バイパス路をコントロールバルブ
で開閉することによつて過給圧を制御するように
しているので、ウエストゲートバルブとの併用が
容易である。そして、このようにすれば、ウエス
トゲートバルブの故障による過給圧の異常上昇と
いう不都合を防止することができ高い安全性を確
保することができる。

また、余剰の空気を排気系路へ放出するように
しているので、排気ガス中のHCやCO等の含有量
を低減させることができるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示すシステム説明図
である。 １……給気系路、２……過給機、６……排気系
路、１３……給気バイパス路、１４……コントロ
ールバルブ、１５……弁体、１６……メインダイ
ヤフラム機構、１７……サブダイヤフラム機構、
１８……負圧供給手段、１９……メインダイヤフ
ラム、２２……メインスプリング、２４……サブ
ダイヤフラム、２５……負圧導入室、２６……サ
ブスプリング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 給気系路の過給機よりも下流部分を給気バイパ
   ス路を介して排気系路に接続し、この給気バイパ
   ス路をコントロールバルブによつて開閉するよう
   にした過給機付のデイーゼルエンジンであつて前
   記コントロールバルブが、前記給気バイパス路中
   に設けた弁体と、この弁体を支持するメインダイ
   ヤフラムを有しこのメインダイヤフラムの一面側
   に作用する過給圧力が他面側に作用するメインス
   プリングの付勢力に打勝つた場合に該メインダイ
   ヤフラムが偏位して前記弁体を閉成位置から開成
   位置へ移行させるメインダイヤフラム機構と、前
   記メインダイヤフラムとの間に前記メインスプリ
   ングを挾持するサブダイヤフラムを有しこのサブ
   ダイヤフラムの背面側に負圧導入室を設けるとと
   もにこの負圧導入室に前記サブダイヤフラムを前
   記メインスプリングが縮小する方向に押圧するサ
   ブスプリングを設けてなるサブダイヤフラム機構
   と、エンジンの部分負荷域で前記負圧導入室に負
   圧を導いて前記サブダイヤフラムを前記メインス
   プリングが伸長する方向に引戻す負圧供給手段と
   を具備してなることを特徴とする過給機付デイー
   ゼルエンジン。