JPS6345417A - 排気タ−ビン過給機付エンジンの軽負荷時過給休止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は排気タービン過給機を備えたエンジンに関し、
特に機関負荷が比較的低い軽負荷時に過給を休止させる
ようにした過給休止装置に関するもので、その特徴は燃
料消費率を改善することにある。

〈従来技術〉 この種の過給休止装置としては従来より例えば実公昭５
３−４６４０４号公報に開示されたものが知られている
（第５図参照）。

それはエンジン１０１の排気マニホールド１０５内を流
れる排気の温度を排気温度検出器１１８で検出し、その
検出温度が高いときには高負荷運転状態であると判別し
て、作動装置１１４・１１５で方向切換弁１０８・１０
９を実線矢印で示すように過給側に投入することにより
、過給機１１０を作動させ、逆に検出温度が低いときに
は、経負荷運転状態であると判別して方向切換弁１０８
・１０９を破線矢印で示すようにバイパス１０６・１０
７側に切換えることにより過給機１１０か燃焼室に背圧
を与えないようにして、吸排気弁のオーバーラツプ期間
江排気ガスが燃焼室へ吹き返さないようにする構造にな
っている。

この構造においては、排気温度検出器１１８力）方向切
換弁１０８・１０９を切換えるための設定温度が特定さ
れていない。

〈先行技術〉 上記従来構造において、排気温度検出器１１８か方向切
換弁１０８・１０９を切換えるための設定温度を特定す
るに当り、本発明者は本発明に先行する技術として、第
４図に示すようにその設定温度をＴ。の値に設定するこ
とを考え出した。

即ち、第４図において、エンジン１０１の負荷の変化に
伴なう燃料消費率の変化曲線す。のうち排気タービン過
給機１１０を作動させた状態での変化曲線を過給側燃費
曲線ｂ２、逆に休止させた状態での変化曲線を無過給側
燃費曲線ｂ１と呼び、過給側燃費曲線ｂ２と無過給側燃
費曲線ｂ１とか交差するエンジン負荷の地点を燃費曲線
交差負荷地点Ｐ。と呼び、エンジンの負荷の変化に伴な
う排気温度の変化曲線ｔ。のうち排気タービン過給器１
１０を作動させた状態での変化曲線を過給側排気温度曲
線ｔ２、逆π休止させた状褥での変化曲線を無過給側排
気温度曲線ｔπと呼ぶ。

そして排気温度検出器１１８か方向ｔ７Ｉ換弁１０８・
１０９を切換えるための設定γ温度を燃費曲線交差負荷
地点Ｐ。付近での排気温度曲線ｔ。上の温度Ｔｏに設定
したものである。

〈発明が解決しようとする問題点〉 第５図に示す上記従来構造においては、軽負荷時に排気
ガスの吹返しによる燃焼の悪化を改善できる点ですぐれ
ているが、燃料消費率を充分に改善できるのかどうか不
明である。

また、第４図に示す先行技術においては、燃費曲線交差
負荷地点Ｐ。付近よりも高い高負荷領域においては、過
給を行って過給側燃費曲線ｂ２で運転しながらも、その
交差負荷地点Ｐ。付近よりも低い軽負荷領域においては
、過給を休止させて無過給側燃費曲線ｂ１で運転するこ
とにより、燃料消費率を可成り低減できる点で優れてい
るが、実検の結果から見ると、無過給運転状態から過、
袷運伝状態に切換わる過給開始側負荷地点とその逆の方
向知切換わる過給中止側負荷地点との間で誤差が生ずる
ことから、交差負荷地点Ｐ。付近での無過給側燃費曲線
ｂ１と過給側燃費曲線ｂ２との間の乗り移りシて誤差が
生じるため、この点で燃料消費率の改善の余地が残され
ている。

そこで本発明は過給・無過給の両燃費曲線ｂ１・ｂ２間
の乗り移りの誤差を実害がない程度に無くすことにより
、燃料消費率を更に十分に低減できるようにすることを
目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 か＼る技術課題を解決するために、本発明者は機関負荷
の変化に伴なう燃料消費率の変化特性及び排気温度の変
化特性について実験により次のような知見を得た（％３
図、第４図参照）。

即ち、無過給状姐での燃費曲線ｂ工と過給状態での燃費
曲線ｂ２とが一点で交差し、この交差する機関負荷の地
点Ｐよりも軽負荷領域では無過給の方が過給した場合よ
りも燃料消費率が低く、地点Ｐより高負荷領域では過給
した方が無過給の場合よりも燃料消費率が低い。

そして排気温度曲線ｔ。は負荷の増加に伴ない上昇曲線
を描く。

従って交差負荷地点Ｐの付近での排気温度曲線ｔｏ上の
排気温度Ｔ。を過給・無過給切換用の設定温度とするこ
とにより、この他点Ｐ。付近よりも軽負荷領域では過給
を休止させ、他方この他点Ｐ。よりも高負荷領域では過
給を行って燃費の改善を図ることができる。

なお無過給状態での排気温度曲線ｔ１は過給状（忌での
排気温度曲線ｔ２に対して、交差負荷地点Ｐ。に対応す
る近傍で分岐急上昇する。

そしてこの排気温度曲線ｔ０についてさらに詳しく実験
したところ、次のような知見が得られた。

即ち、第３図に示すように無過給時の排気温度曲線ｔ１
は、過給時の排気温度曲線ｔ２に対して高温倶１４へわ
ずかに分離しており、前記設定温度Ｔ。を画一的に設定
せずに、無過給状態から過給状態へ切換える場合と、過
給状励から無過給状態へ切換える場合と別々に設定する
ことにより、無過給側燃費曲線ｂ１と過給側燃費曲線ｂ
１との間の乗り移りを正確に行うことができる。

本発明はか＼る知見に基づいてなされたもので第１図〜
第３図を参照してその要旨を記すと次のように構成され
る。

即ち、その基本構成は排気タービン過給機付エンジン１
の排気ポート３から排気クーピン過給機１０の排気ター
ビン入口室１２ａまでの間にバイパス７を分岐状に設け
、バイパス７にバイパス弁９を開閉可能に設け、エンジ
ン１の排気系統５に排気温度検出器１８を設け、排気温
度検出器１８は排気温度が設定温度Ｔ。以下であること
を検出することば基づきバイパス弁９を開けて排気ター
ビン過給機１０を休止させるが、設定温度Ｔ以上である
ことを検出することに基づきバイパス弁９を閉じて排気
タービン過給機１０を作動させるように構成したもので
ある。

また過給・無過給の切換えのだめの特？Ｉｚ的構成はエ
ンジン１の負荷の変化に伴なう燃料消費率の変化曲線ｂ
ｏのうち排気タービン過給機１０を作動させた状態での
ｙ化曲線を過給側燃費曲線ｂ２、逆に休止させた軟毛で
の変化曲線を無過給側燃費曲線ｂ１と呼び、過給側燃費
曲線ｂ２と無過給側燃費曲線す、とか交差するエンジン
負荷の地点を燃費曲線交差負荷地、αＰｏと呼び、エン
ジンの負荷の変化に伴なう排気温度の変化曲線ｔ。のう
ち排気タービン過給器１０を作動させた状態での変化曲
線を過１袷側排気温度曲線ｔ２、逆に休止させた状態で
の又化曲線を無過給側排気温度曲線ｔ１と呼び、排気温
度検出器１８がバイパス弁９の開閉を指令する設定温度
Ｔ。のうち、閉弁を指令するものを閉弁用役定温度Ｔい
開弁を指令するものを開弁用設定温度Ｔ２と呼び、閉弁
用設定温度Ｔ１は燃費曲線交差負荷地点Ｐ付近での無過
給側排気温度曲線ｔ１上の温度に設定し、開弁用設定温
度Ｔ２は燃費曲線交差負荷地点Ｐ付近での過給側排気温
度曲線ｔ２上の温度疋設定し、排気タービン過給機１０
のプロフ吐出室１１ａからエンジン１の給気ポート２ま
での間に、給気圧力検出器１７を設け、給気圧力検出器
１７か負圧を検出している状態で排気温度検出器１８か
閉弁用設定温度Ｔ１を検出することに基づきバイパス弁
９を閉じて排気タービン過給機１０を作ｕ７させるよう
に構成し、給気圧力検出器１７が正圧を検出している状
態で排気温度検出器１８か開弁用設定温度Ｔ２を検出す
ることに基づきバイパス、７Ｔ−９を開いて排気タービ
ン過給機１ｏを休止させるように構成したものである。

〈作用〉 本発明によればバイパス弁９の閉・開切換のための設定
温度Ｔ１・Ｔ２を無過給状焉から過給状態へ切換える場
合と、過給状態から無過給状再へ切換える場合とで別々
の値Ｔ１・Ｔ２を設定するようにし、しかも、これらの
設定温度ＴＬ−Ｔ２はそれぞれ燃費曲線が交差する負荷
地点Ｐを標準とする温度であって、前者が無過給側排気
温度曲線ｔ１上に、後者が過給側排気温度曲線ｔ２上に
あることから次のように作用する。

給気圧力検出器１７が負圧を検出している状態において
排気温度検出器１８が閉弁用設定温度Ｔ１を検出するこ
とに基づき、バイパス弁９を閉じて過給機１０を作動さ
せる。これにより無過給側燃費曲線ｂ１から過給側燃費
曲線ｂ２へ乗り移る。一方袷気圧力検出器１７か正圧を
検出している状態において、排気温度検出器１８が開弁
用設定温度Ｔ２を検出することに基づきバイパス弁９を
開き、過給機１０の作動を休止させる。これにより過給
側燃費曲線ｂ２から無過給側燃費曲線ｂ工への乗り移り
が正確に行われる。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す概要図、第２図はその
要部の概要図である。これらの図江おいて符号１はディ
ーゼルエンジンを示し、エンジン１の給気ポート２と排
気タービン過給機１０のブロワ羽根車１１のプロワ吐出
室１１ａとを給気管４で連通し、給気管４の途中に吸気
用のバイパス６を分岐状に設け、その他端はプロワ吐出
室１１ａを迂回してプロア入口室１１ｂに接続しである
。

同様にエンジン１の排気ポート３と過給機１０の排気タ
ービン１２の入口室１２ａとを排気管５で連通し、排気
管５の途中に排気用のバイパス７を分岐状に設けその他
端は過給機１０の排気タービン入口室１２ａを迂回して
排気タービン出口室１２ｂに接続しである。

吸気用バイパス６及び排気用バイパスにはそれぞれバイ
パス弁８・９が内装され、後述する駆動制御回路１６に
よって、ソレノイド等のアクチエータ１４・１５を介し
てバイパス弁８・９を開閉操作するようになっている。

給気管４の給気ポート２寄り部に給気圧力検出器１７を
設は給気が正圧か負圧かを識別する信号Ｊを出力するよ
うにし、排気管５の排気ポート３寄り部に排気温度検出
器１８を設け、バイパス弁８・９を開閉操作するための
閉弁用設定温度Ｔ１及び開弁用設定温度Ｔ２を検出する
ことに基づき検知信号Ｋを出力するようにしである。な
お閉弁用設定温度Ｔ１及び開弁用設定温度Ｔ２は第３図
に示すように所定のエンジン回転数でのそれぞれ無過給
側燃費曲線ｂ１と過給側燃費曲線ｂ２とが交差する負荷
地点Ｐの付近での排気温度であって、前者Ｔ１が無過給
側排気温度曲線ｔ１上に、後者Ｔ２が過給側排気温度曲
線ｔ２上にある温度値が設定される。

駆動制御回路１６は上記検知信号Ｊ及びＫを受けてアク
チエータ１４・１５を；動制御する駆動信号りを出力す
る。即ち、給気圧力検出器１７が負圧を検出している無
過給状態で排気温度検出器１８が閉弁用設定温度Ｔ工を
検出した場合にはバイパス弁８・９を閉じて過給機１０
を作動させ、逆に給気圧力検出器１７が正圧を検出して
いる過給状態で排気温度検出器１８が開弁用設定温度Ｔ
２を検出した場合にはバイパス弁８・９を開いて過給機
１ｏを休止させるように駆動信号を出力するようになっ
ている。なおこの駆動制御回路１６はエンジン１の回転
数の変化に伴なう前記燃費曲線交差負荷地点Ｐ１開閉弁
用設定温度Ｔ１・Ｔ２をデータテーブルとして内部に記
憶しておき、エンジンの回転数の変化に対応させてバイ
パス弁の開閉を自動的に制御するようになっている。

〈発明の効果〉 本発明によれば機関負荷の変化に伴なう排気温度からバ
イパス弁の開閉切換用の設定温度を特定するに際し、機
関負荷の変化に伴なう無過給側燃費曲線と過給側燃費曲
線とが交差する負荷地点に対応させた温度で特定するよ
うにしたから、この交差負荷地点Ｐの付近で無過給側燃
費曲線と過給側燃費曲線との間の乗り移りか行われ、燃
費の改善を図ることができる。さらに、ノくイパス弁の
開閉切換用設定温度を過給状態か無過給状態かによって
別々のｍＫ段設定て検出するようにしたから両燃費曲線
への乗り移りの誤差をなくし、一層燃費の改善を高める
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概要図、第２図はその
要部概要図、第３図は本発明に係る設定温度を特定する
ための説明図であって機関負荷の変化に伴なう燃費曲線
及び排気温度曲線を表わすグラフ、第ｉ図は先発引例に
係る第３図対応図、第ゲ図は従来例を示す概要図である
。 １・・・エンジン、２・・・給気ポート、３・・・排気
ポート、４・・・給気管、５・・・排気管、６・・・吸
気用バイパス、７・・・排％、　用バイパス、８・９・
・・バイパス弁、１０・・・排気タービン過給器、１１
・・・プロワ羽根車、１１ａ・・・プロワ吐出室、１２
・・・排気タービン、１２ａ・・・排気タービン入口室
、１４・１５・・・アクチエータ、１６・・・制御回路
、１７・・・給気圧力検出器、１８・・・排気温度検出
器。 特許出願人　　久保田鉄工株式会社 第２［′Ｊ １′２ａ 第３図 ビ。 シ椅（ＰＳ）−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、排気タービン過給機付エンジン１の排気ポート３か
   ら排気タービン過給機１０の排気タービン入口室１２ａ
   までの間にバイパス７を分岐状に設け、バイパス７にバ
   イパス弁９を開閉可能に設け、エンジン１の排気系統５
   に排気温度検出器１８を設け、排気温度検出器１８は排
   気温度が設定温度Ｔ＿０以下であることを検出すること
   に基づきバイパス弁９を開けて排気タービン過給機１０
   を休止させるが、設定温度Ｔ以上であることを検出する
   ことに基づきバイパス弁９を閉じて排気タービン過給機
   １０を作動させるように構成した排気タービン過給機付
   エンジンの軽負荷時過給休止装置において、 エンジン１の負荷の変化に伴なう燃料消費率の変化曲線
   ｂ＿０のうち排気タービン過給機１０を作動させた状態
   での変化曲線を過給側燃費曲線ｂ＿２、逆に休止させた
   状態での変化曲線を無過給側燃費曲線ｂ＿１と呼び、過
   給側燃費曲線ｂ＿２と無過給側燃費曲線ｂ＿１とが交差
   するエンジン負荷の地点を燃費曲線交差負荷地点Ｐ＿０
   と呼び、 エンジンの負荷の変化に伴なう排気温度の変化曲線ｔ＿
   ０のうち排気タービン過給器１０を作動させた状態での
   変化曲線を過給側排気温度曲線ｔ＿２、逆に休止させた
   状態での変化曲線を無過給側排気温度曲線ｔ＿１と呼び
   、 排気温度検出器１８がバイパス弁９の開閉を指令する設
   定温度Ｔ＿０のうち、閉弁を指令するものを閉弁用設定
   温度Ｔ＿１、開弁を指令するものを開弁用設定温度Ｔ＿
   ２と呼び、閉弁用設定温度Ｔ＿１は燃費曲線交差負荷地
   点Ｐ付近での無過給側排気温度曲線ｔ＿１上の温度に設
   定し、開弁用設定温度Ｔ＿２は燃費曲線交差負荷地点Ｐ
   付近での過給側排気温度曲線ｔ＿２上の温度に設定し、
   排気タービン過給機１０のブロワ吐出室１１ａからエン
   ジン１の給気ポート２までの間に給気圧力検出器１７を
   設け、給気圧力検出器１７が負圧を検出している状態で
   排気温度検出器１８が閉弁用設定温度Ｔ＿１を検出する
   ことに基づきバイパス弁９を閉じて排気タービン過給機
   １０を作動させるように構成し、給気圧力検出器１７が
   正圧を検出している状態で排気温度検出器１８が開弁用
   設定温度Ｔ＿２を検出することに基づきバイパス弁９を
   開いて排気タービン過給機１０を休止させるように構成
   したことを特徴とする排気タービン過給機付エンジンの
   軽負荷時過給休止装置