JPS6246819Y2 - - 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、前記給気バイパ
ス路に設けたポペツト形の弁体と、この弁体をそ
の前後差圧が設定圧を上まわつた場合に開弁し得
るように保持する弾性支持機構と、エンジンの部
分負荷域で前記弁体に開成方向の一定の力を付与
して該部分負荷域における開弁設定圧を全負荷域
における開弁設定圧よりも低くするダイヤフラム
機構とを具備してなることを特徴とする。

(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
気ガスを排気系路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中に配設した
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中に配設したポペツト形の弁体１５と、この
弁体１５をその前後差圧が後述する設定圧を上ま
わつた場合に開弁し得るように保持する弾性支持
機構１６と、エンジンの部分負荷域で前記弁体１
５に開成方向の力を付与するダイヤフラム機構１
７とを具備してなる。具体的に説明すれば、弾性
支持機構１６は、前記弁体１５の弁軸１８を弁箱
１９の底壁１９ａにスライド可能に貫通させると
ともに、その貫通端にフランジ２１を固着し、こ
のフランジ２１と前記底壁１９ａとの間に介設し
たスプリング２２で前記弁体１５を所定の力で閉
成方向に付勢するようにしたものである。また、
ダイヤフラム機構１７は、前記弁軸１８の外方端
を当接支持するダイヤフラム２３の背面側に負圧
導入室２４を形成するとともに、この負圧導入室
２４内に前記ダイヤフラム２３の背面を押圧する
スプリング２５を収容してなるもので、このスプ
リング２５によつて前記弁体１５を前記スプリン
グ２２よりも弱い一定の力で開成方向に付勢する
ようにしている。そして、前記負圧導入室２４を
負圧案内路２６を介して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に接続
し、、この負圧案内路２６の途中にASV（空気切
換弁）２８を介設している。ASV２８は、イン
ジエクシヨンポンプ２９のコントロールレバー３
１の作動位置を検出する検出器３２から電気信号
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２６を遮断し
て前記負圧導入室２４を大気に開放する一方、全
負荷域では、前記負圧案内路２６を開路させて前
記負圧導入室２４を前記バキユームポンプ２７に
接続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
２６が遮断されダイヤフラム機構１７に大気が導
入されるため、該ダイヤフラム機構１７のダイヤ
フラム２３がスプリング２５の付勢力によつて第
１図に示すように弁軸１８の外方端に当接し、開
成方向に押圧することになる。その結果、コント
ロールバルブ１４の開弁設定圧が後述する全負荷
域における開弁設定圧よりも低くなる。そのた
め、例えば、前記弁体１５の前後差圧が0.2Kg／
cm²以上になると該弁体１５が開き始め、給気系路
１中の空気の一部が給気バイパス路１３を通して
排気系路６へ放出される。そして、前記弁体１５
の前後差圧が0.2Kg／cm²に保たれる状態で過給圧
が安定する。

一方、全負荷域では、負圧案内路１６が開路状
態になるため、前記ダイヤフラム機構１７の負圧
導入室２４に負圧が導びかれる。その結果、第２
図に示すように、ダイヤフラム２３がスプリング
２５の付勢力に抗して偏位し、前記弁軸１８から
離れる。そのため、前記スプリング２５による開
弁助勢力が断たれて、開弁設定圧が高くなり、例
えば、前記弁体１５の前後差圧が0.5Kg／cm²以上
にならないと該弁体１５が開かなくなる。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１２の設定圧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、過給圧が高くな
ると、前記コントロールバルブ１４が開いて安全
性を確保することになる。

(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値に
安定保持することができ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】

第１図は本考案の一実施例を示すシステム説明
図、第２図は作用説明図である。 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……弾性支持機
構、１７……ダイヤフラム機構。

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に
   設けたポペツト形の弁体と、この弁体をその前後
   差圧が設定圧を上まわつた場合に開弁し得るよう
   に保持する弾性支持機構と、エンジンの部分負荷
   域で前記弁体に開成方向の力を付与して該部分負
   荷域における開弁設定圧を全負荷域における開弁
   設定圧よりも低くするダイヤフラム機構とを具備
   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。