JPS6256329B2 - - Google Patents

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JPS6256329B2
JPS6256329B2 JP60269023A JP26902385A JPS6256329B2 JP S6256329 B2 JPS6256329 B2 JP S6256329B2 JP 60269023 A JP60269023 A JP 60269023A JP 26902385 A JP26902385 A JP 26902385A JP S6256329 B2 JPS6256329 B2 JP S6256329B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
variable nozzle
exhaust
nozzle
opening
control
Prior art date
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Expired
Application number
JP60269023A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS61283726A (en
Inventor
Kimio Uehara
Kazuhito Tanaka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Motors Corp filed Critical Mitsubishi Motors Corp
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Publication of JPS61283726A publication Critical patent/JPS61283726A/en
Publication of JPS6256329B2 publication Critical patent/JPS6256329B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/24Control of the pumps by using pumps or turbines with adjustable guide vanes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は主として自動車に使用される排気ター
ボ過給機の可変ノズル制御装置に関するものであ
る。可変ノズル機構を設けた排気ターボ過給機に
は、第1図に示すようにブースト圧が不必要に上
昇するのを回避するためにノズル開度をブースト
圧上昇に比例して大きくして燃費の向上を計るよ
うにする特性と、第2図に示すようにアクセルの
踏込量に逆比例してノズル開度を小さくすること
により部分負荷時における機関のポンプ仕事量を
小さくする特性とが要求される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a variable nozzle control device for an exhaust turbocharger mainly used in automobiles. As shown in Figure 1, exhaust turbo superchargers equipped with a variable nozzle mechanism increase fuel efficiency by increasing the nozzle opening in proportion to the increase in boost pressure to avoid unnecessary increases in boost pressure. As shown in Fig. 2, the nozzle opening is reduced in inverse proportion to the amount of accelerator depression, thereby reducing the amount of pumping work of the engine during partial load. be done.

本発明は第1,2図に示された両特性を組合せ
た特性、すなわちエンジン回転速度とエンジント
ルクとの関係が第3図に示す特性となるようにノ
ズル機構を最適制御することを目的としてなされ
たものである。
The purpose of the present invention is to optimally control the nozzle mechanism so that the relationship between the engine rotation speed and the engine torque has the characteristics shown in FIG. 3, which is a combination of both characteristics shown in FIGS. 1 and 2. It has been done.

以下本発明を第4,5図に示す第1実施例にも
とづいて具体的に説明すると、符号1は図示され
ないデイーゼル機関用の排気過給機のタービン入
口の排気通路内に設けた可変ノズル機構で、2は
可動リング、3は一端を同可動リングのピン4に
係止され他端をピン5を介して排気通路壁に枢着
した揺動アーム、6は同揺動アームの他端に一体
的に取付けられたベーンである。これら揺動アー
ム3、ベーン6は可動リング2の円周に沿つて多
数配置され、各ベーン6間によつてノズルが形成
される。7はリング8,9を介して可動リング2
に連結されピン10の回りに回動する作動杆で、
同作動杆が時計方向に回動するとき上記ノズルの
開度が大となり、反時計方向に回動するときはノ
ズル開度が小となるものである。11はエアシリ
ンダで形成されるアクチユエータであつて、ピス
トン12とシリンダ13との間にスプリング14
が設けられ、ロツド15の右端は作動杆7に枢着
され、エアシリンダ13の左室は排気過給機の吸
気通路11′側に連通されてブースト圧が導かれ
ている。16は燃料噴射ポンプ、17はガバナ、
18はコントロールロツド19を介して負荷コン
トロールレバー20に連結されたアクセルペダ
ル、21はピン22の回りに回動する負荷検知レ
バーでその一端をシリンダ13に他端をリンク2
3にそれぞれ枢着している。
The present invention will be described in detail below based on a first embodiment shown in FIGS. 4 and 5. Reference numeral 1 denotes a variable nozzle mechanism provided in the exhaust passage at the turbine inlet of an exhaust supercharger for a diesel engine (not shown). 2 is a movable ring, 3 is a swinging arm whose one end is locked to a pin 4 of the movable ring and the other end is pivotally connected to the exhaust passage wall via a pin 5, and 6 is the other end of the swinging arm. It is an integrally mounted vane. A large number of these swing arms 3 and vanes 6 are arranged along the circumference of the movable ring 2, and a nozzle is formed between each vane 6. 7 is a movable ring 2 via rings 8 and 9.
an operating rod connected to and rotating around a pin 10;
When the operating rod rotates clockwise, the opening of the nozzle increases, and when the rod rotates counterclockwise, the opening of the nozzle decreases. 11 is an actuator formed by an air cylinder, and a spring 14 is installed between the piston 12 and the cylinder 13.
The right end of the rod 15 is pivotally connected to the operating rod 7, and the left chamber of the air cylinder 13 is communicated with the intake passage 11' side of the exhaust supercharger to introduce boost pressure. 16 is a fuel injection pump, 17 is a governor,
18 is an accelerator pedal connected to a load control lever 20 via a control rod 19; 21 is a load detection lever that rotates around a pin 22; one end thereof is connected to the cylinder 13; the other end is linked 2
They are each pivoted to 3.

上記ピストン12、シリンダ13、スプリング
14、ロツド15、負荷検知レバー21及びエア
シリンダ11の左室に連通された排気過給機の吸
気通路11′によつて制御手段を形成している。
The piston 12, the cylinder 13, the spring 14, the rod 15, the load detection lever 21, and the intake passage 11' of the exhaust supercharger communicating with the left chamber of the air cylinder 11 form a control means.

次に本実施例の作動について説明するが、第4
図に示した矢印は各部材の運動方向を示すことに
する。アクセルペダル18が二点鎖線の状態すな
わち、アイドリング運転のような低負荷時におい
てはピストン12、シリンダ13、負荷検知レバ
ー21、および負荷コントロールレバー20が二
点鎖線に示す位置にある。すると、作動杆7は図
示の状態から時計方向に回動し、可動リング2も
時計方向に回動し、ノズル開度は大きくなる。こ
のため、排気通路内での排気流通抵抗が小さく、
ポンプ仕事を少なくできる。次に、アクセルペダ
ル18を実線に示すように踏込んで全負荷状態に
すると、コントロールロツド19を介して負荷コ
ントロールレバー20が時計方向に回動する。す
ると負荷検知レバー21はピン22の回りに反時
計方向に回動し、シリンダ13は実線に示すよう
に距離Bだけ左方に変位し、ノズル開度が小さく
なるように制御される。すなわち、第2図に示す
特性が得られる。一方、燃料噴射ポンプ16から
の燃料噴射量が増加するためブースト圧は大きく
なつて、それが検知信号としてシリンダ13の左
室に作用する結果、ピストン12はスプリング1
4のばね力に抗して右方に押され、ロツド15は
第5図に示すように距離Aだけ右方変位する。す
なわち第1図に示すようにブースト圧が高まると
それに比例してノズル開度が大きくなつて機関の
過回転を抑制するという特性を得ることができ
る。本実施例によれば、制御手段によつてアクセ
ルペダル18の踏込量が検知されて制御量Bが、
またブースト圧が検知されて制御量Aがそれぞれ
コントロールされ、その結果目標値Sが得られる
ようにしているため、ノズル開度調整を円滑に行
なうことができる。
Next, the operation of this embodiment will be explained.
The arrows shown in the figure indicate the direction of movement of each member. When the accelerator pedal 18 is in the state shown by the two-dot chain line, that is, when the load is low such as idling, the piston 12, cylinder 13, load detection lever 21, and load control lever 20 are in the position shown by the two-dot chain line. Then, the operating rod 7 rotates clockwise from the illustrated state, the movable ring 2 also rotates clockwise, and the nozzle opening degree increases. Therefore, the exhaust flow resistance in the exhaust passage is small,
Pump work can be reduced. Next, when the accelerator pedal 18 is depressed as shown by the solid line to achieve a full load condition, the load control lever 20 is rotated clockwise via the control rod 19. Then, the load detection lever 21 rotates counterclockwise around the pin 22, the cylinder 13 is displaced to the left by a distance B as shown by the solid line, and the nozzle opening degree is controlled to become smaller. That is, the characteristics shown in FIG. 2 are obtained. On the other hand, as the amount of fuel injected from the fuel injection pump 16 increases, the boost pressure increases, which acts on the left chamber of the cylinder 13 as a detection signal, and as a result, the piston 12 is moved by the spring 1.
4, the rod 15 is displaced to the right by a distance A as shown in FIG. In other words, as shown in FIG. 1, when the boost pressure increases, the nozzle opening increases in proportion to the increase, thereby suppressing engine overspeed. According to this embodiment, the amount of depression of the accelerator pedal 18 is detected by the control means, and the control amount B is
Further, since the boost pressure is detected and the control amount A is controlled, so that the target value S is obtained as a result, the nozzle opening degree can be adjusted smoothly.

これによつて、アクセルペダル18の踏込量の
増大に応じてノズル開度が小さくなり、また、ブ
ースト圧の増大に応じてノズル開度が大きくなる
ように全運転領域にわたつてなめらかに制御され
る。さらに、アクセルペダルの踏込量が大きく、
ブースト圧が小さい低速高負荷時に最もノズル開
度が小さくなり、過給効果が向上して空気過剰率
が高くなり、燃焼効率の向上が行なわれる効果を
奏する。
As a result, the nozzle opening becomes smaller as the amount of depression of the accelerator pedal 18 increases, and the nozzle opening becomes larger as the boost pressure increases, so that control is performed smoothly over the entire operating range. Ru. Furthermore, the amount of depression of the accelerator pedal is large,
The nozzle opening is the smallest at low speed and high load when the boost pressure is low, improving the supercharging effect, increasing the excess air ratio, and improving combustion efficiency.

上記第1実施例ではデイーゼル機関に適用した
場合であつたが、第6図に示す本発明の第2実施
例のように、ガソリン機関に適用してもよい。す
なわち、制御手段を構成する負荷検知レバー21
をキヤブレタ24のスロツトル弁25にリンク結
合し、アクセルペダル18の踏込量を負荷コント
ロールロツド19から中間リンク26を介して負
荷検知レバー21に伝達するように構成するもの
であり、その作動、作用は上記第1実施例と同様
である。なお、27は燃料メインノズルである。
Although the first embodiment described above was applied to a diesel engine, it may also be applied to a gasoline engine as in the second embodiment of the present invention shown in FIG. That is, the load detection lever 21 constituting the control means
is linked to the throttle valve 25 of the carburetor 24, and is configured to transmit the amount of depression of the accelerator pedal 18 from the load control rod 19 to the load detection lever 21 via the intermediate link 26. is the same as in the first embodiment. Note that 27 is a fuel main nozzle.

上記第1、2両実施例ではアクチユエータ11
としてエアシリンダを使用したが、この代りに第
7図に示すダイヤフラム式のアクチユエータ28
でもよく、さらには可変ノズル機構1を排気通路
側ではなく、吸気通路側に設けたものにも適宜応
用できることはいうまでもない。
In both the first and second embodiments, the actuator 11
Although an air cylinder was used as an air cylinder, a diaphragm type actuator 28 shown in FIG.
Furthermore, it goes without saying that the variable nozzle mechanism 1 can be appropriately applied to a structure in which the variable nozzle mechanism 1 is provided not on the exhaust passage side but on the intake passage side.

本発明は上記した如く、排気ターボ過給機の排
気通路又は吸気通路のいずれか一方に設けられ排
気又は吸気の流量を制御する可変ノズル機構を設
けたものにおいて、上記可変ノズル機構に接続さ
れ可変ノズルを開閉作動させるアクチユエータ、
同アクチユエータをアクセルの踏込量の増大に応
じて上記可変ノズルの開度を閉じる方向にまた上
記排気ターボ過給機のブースト圧の増大に応じて
上記可変ノズルの開度を開く方向に作動せしめる
制御手段を備え、第3図に示すエンジン出力トル
ク特性を得ることができ、ひいては低速高負荷域
におけるタービン効率を高めることができ、空気
過剰率が高くなり、燃焼効率の向上が行なわる作
用効果を有するものである。
As described above, the present invention provides a variable nozzle mechanism that is provided in either the exhaust passage or the intake passage of an exhaust turbo supercharger and controls the flow rate of exhaust or intake air. Actuator that opens and closes the nozzle,
Control to operate the actuator in the direction of closing the opening of the variable nozzle in response to an increase in the amount of accelerator depression and in the direction of opening the opening of the variable nozzle in response to an increase in boost pressure of the exhaust turbo supercharger. The engine output torque characteristics shown in Fig. 3 can be obtained, and the turbine efficiency in the low speed and high load range can be increased, the excess air ratio can be increased, and the combustion efficiency can be improved. It is something that you have.

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

第1図は可変ノズル機構付きの排気過給機にお
けるブースト圧とノズル開度との関係曲線図、第
2図は負荷コントロールレバー位置とノズル開度
との関係曲線図、第3図はノズル等開度曲線図、
第4図は本発明の第1実施例におけるシステム
図、第5図は同実施例における制御量と目標値と
の関係図、第6図は本発明の第2実施例における
部分システム図、第7図はアクチユエータの変形
例における断面図である。 1:可変ノズル機構、11:アクチユエータ、
11′:吸気通路、18:アクセルペダル、2
1:負荷検知レバー。
Figure 1 is a curve diagram of the relationship between boost pressure and nozzle opening in an exhaust supercharger with a variable nozzle mechanism, Figure 2 is a diagram of the relationship between load control lever position and nozzle opening, and Figure 3 is a diagram of the relationship between the nozzle, etc. Opening curve diagram,
FIG. 4 is a system diagram in the first embodiment of the present invention, FIG. 5 is a relationship diagram between the control amount and target value in the same embodiment, and FIG. 6 is a partial system diagram in the second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a sectional view of a modified example of the actuator. 1: variable nozzle mechanism, 11: actuator,
11': Intake passage, 18: Accelerator pedal, 2
1: Load detection lever.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 排気ターボ過給機の排気通路又は吸気通路の
いずれか一方に設けられ排気又は吸気の流量を制
御する可変ノズル機構を設けたものにおいて、上
記可変ノズル機構に接続されて可変ノズルを開閉
作動させるアクチユエータ、同アクチユエータを
アクセルの踏込量の増大に応じて上記可変ノズル
の開度を閉じる方向にまた上記排気ターボ過給機
のブースト圧の増大に応じて上記可変ノズルの開
度を開く方向に作動せしめる制御手段を備えたこ
とを特徴とする排気ターボ過給機の可変ノズル制
御装置。
1 In an exhaust turbo supercharger equipped with a variable nozzle mechanism installed in either the exhaust passage or the intake passage to control the flow rate of exhaust or intake air, the variable nozzle is connected to the variable nozzle mechanism to open and close the variable nozzle. an actuator, the actuator is operated in a direction to close the opening of the variable nozzle in response to an increase in the amount of depression of the accelerator, and in a direction to open the opening of the variable nozzle in response to an increase in boost pressure of the exhaust turbo supercharger; 1. A variable nozzle control device for an exhaust turbo supercharger, characterized by comprising a control means for controlling the exhaust gas.
JP60269023A 1985-11-29 1985-11-29 Variable nozzle controller for exhaust turbosupercharger Granted JPS61283726A (en)

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DE19715236B4 (en) * 1997-04-12 2005-03-03 Daimlerchrysler Ag Method for controlling the charge air mass flow of an internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger with adjustable turbine geometry

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JPS61283726A (en) 1986-12-13

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