JPS6347625Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、内燃機関用ターボ過給機、特に排気
ターボ過給機の温度を制御する装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 従来、排気圧力を利用した排気ターボ過給機が
付設された内燃機関においては、高い過給圧によ
つて燃焼室内の混合気が異常燃焼を起こす、いわ
ゆるノツキング現象が生じ、機関の破損にもつな
がる原因ともなつていた。このノツキング現象を
防止するには、排気ガス回路に設けたウエイスト
ゲート弁から排気ガスをバイパスさせ、ターボ過
給機を通過させずに逃がして過給圧力を下げた
り、点火時期を遅らせて制御することが行われて
いた。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、過給圧力をあまり下げることは
過給機の効率を低下させることになるため、一般
に例えばノツキングセンサーを機関に付設し、ノ
ツキングを検知して点火時期を遅らせる手段が採
用されているが、この点火時期を遅らせる手段
は、機関の出力や燃料消費性能を著しく低下させ
るとともに排気温度の過度の上昇をもたらし、タ
ーボ過給機を破損させてしまうことにもなるとい
つた問題点があつた。

また、通常運転中に、排気ガス中に残存する可
燃成分が再燃焼することによる排気温度の上昇に
よりターボ過給機に破損を与えるといつた問題点
もあつた。

本考案は、これら従来の問題点を解消し、ター
ボ過給機を駆動する排気温度を低下させ、もつて
過給機の熱による損傷からの保護をはかることを
目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、内燃機関排気ポートと排気管によつ
て連通されたタービンホイールと、該タービンホ
イールと同軸に連結され内燃機関給気ポートと給
気管によつて連通されたコンプレツサーホイール
にて構成され、前記排気管にウエイストゲート弁
を配備したバイパス路を設けたターボ過給機にお
いて、排気ガスの大気への排出端部付近の低温排
気ガスを前記排気管中に圧送還流せしめる排気還
流管を設け、該排気還流管に前記ウエイストゲー
ト弁と逆作動するように関連させた排気還流弁を
配備したことを特徴とする内燃機関用ターボ過給
機の制御装置である。

［実施例］ さらに本考案の実施例を図面を参照しながら説
明すれば、第１図示例において、ターボ過給機Ｔ
はタービンホイール１とコンプレツサーホイール
２とを同軸に連結して構成されている。タービン
ホイール１は排気管３によつて内燃機関４の排気
ポートに連通され、コンプレツサーホイール２は
給気管５によつて内燃機関４の給気ポートに連通
されている。また、コンプレツサーホイール２に
連なる吸気管６には、空気流量計７と空気清浄器
８が接続されているが、空気流量計７が密閉式耐
圧型であるときはコンプレツサーホイール２の下
流の給気管５内に設けられることもある。

さらに、タービンホイール１の下流の排気ガス
の排出端部付近の適当個所、例えば排気消音器９
と排気管３とはポンプ１０を備えた排気還流管１
１で連結され、排気還流管１１の排気消音器９と
の連結部付近には逆止弁１２が、また、排気還流
管１１の排気管３との連結部付近には排気還流弁
１３が設けられている。なお、ポンプ１０はベー
ン式、往復動式、軸流式、渦流式のいずれも使用
可能であり、その駆動力は内燃機関４に求めると
よい。

また、１４は給気管５に連なるアクチユエータ
で、その設定圧力にまで給気管５内の圧力が上昇
したときに、排気管３内バイパス路を開放するウ
エイストゲート弁１５に連絡され、また、排気還
流弁１３はウエイストゲート弁１５とは逆作動を
するようにアクチユエータ１４に連絡されてい
る。

図中、１６は燃料噴射弁であつて、内燃機関４
の燃焼室、給気ポート又はその近くの給気管５内
に設けられており、１７は触媒コンバータ、２１
はスロツトバルブ、２２は給気管５とアクチユエ
ータ１４間を連通する連通管を示す。

いま、コンプレツサーホイール２の駆動によつ
て空気清浄器８、空気流量計７、吸気管６を経て
吸い込まれた空気は、コンプレツサーホイール２
で圧縮され、給気管５を通り、燃料噴射弁１６よ
り燃料が供給されて混合気となり、内燃機関４に
送られ燃焼が行われる。。内燃機関４において燃
焼を終えて排出された排気ガスは、排気管３を経
てタービンホイール１に至り、タービンホイール
１とこれと同軸のコンプレツサーホイール２を駆
動したのち、触媒コンバータ１７、排気消音器９
を経て大気中に排出される。

しかして通常運転では、排気還流弁１３が開い
てウエイストゲート弁１５は閉じており、排気管
３を経てタービンホイール１を駆動したのち排気
消音器９に至るまでに低温となつた排気ガスの一
部は、ポンプ１０により排気還流管１１から排気
還流弁１３を経て排気管３内に圧入され、排気管
３内に排気された高温の排気ガスと混合され、全
体的に温度を低下させ、排気ガス中の可燃成分が
タービンホイール１の上流側で再燃焼するのを防
止し、タービンホイール１の部分の温度上昇を防
止する。

また、給気管５内の圧力が上昇し、アクチユエ
ータ１４の設定圧力に達すると、ウエイストゲー
ト弁１５が開いて排気ガスの一部をタービンホイ
ール１を通過させないでバイパス路から逃がし、
結果的に給気管５内の過給圧力の異常上昇を阻止
してノツキングを防止するが、ウエイストゲート
弁１５が開くと同時に排気還流弁１３が閉じて排
気ガスの排気管３への還流を停止し、排気管３内
の排気ガスをバイパス路から逃げやすくする。し
かして、給気管５内の圧力が設定圧力以下になる
と、同時に又は多少の時間的差、あるいは機関回
転数差をもつてウエイストゲート弁１５が閉じ、
排気還流弁１３が開いて再び低温排気ガスによつ
て排気管３内の温度を低下させる。

さらに、過給圧力を下げすぎて過給機の効率の
低下につながるおそれがあり、ノツキング防止の
ために機関の点火時期を遅らせる手段をとる時に
は、ウエイストゲート弁１５を閉じたまま排気還
流弁１３を開いておき、排気還流管１１から低温
排気ガスを還流させて排気管３内に排気される排
気ガス温度の上昇を阻止する。

このようにして、低温排気ガスの還流によつて
常にタービンホイール１を駆動する排気温度を低
下させ過給機の保護をはかる。

第２図示例においては、第１図示例における空
気流量計７及び燃料噴射弁１６の代わりに気化器
１８を設置したもので、空気清浄器８を通過した
空気は、気化器１８で燃料が供給されて混合気と
なり、コンプレツサーホイール２で圧縮されて給
気管５を通り内燃機関４に送られるが、その他の
作用は第１図示例と全く同一である。

なお、前記気化器１８が密閉耐圧型であれば、
給気管５中に設けられることもある。

第３図示例は、第１図示例におけるアクチユエ
ータ１４を分け、過給圧力により排気ガスをバイ
パスさせるウエイストゲート弁１５を作動させて
過給圧力を制御するアクチユエータ１４ａと、過
給圧力により排気還流弁１３を作動させるアクチ
ユエータ１４ｂとにして制御するようにしたもの
であつて、その他の作用もまた上記第１図示例の
ものと変わるところがない。

さらに第４図示例では、排気還流弁１３の作動
を、空気流量計７の出力又は機関回転数などによ
つて電気的に制御装置１９によつて、ソレノイド
２０を介して行うようにしたものであり、また図
示を省略したが、排気還流弁１３の制御を機関の
油圧を利用して電気的に行うようにするのもよ
い。

その他この第４図示例の作用もまた第１図示例
の作用と変わるところはない。

［考案の効果］ 以上述べたように本考案によれば、ウエイスト
ゲート弁の閉鎖時に排気ガスの大気への排出端付
近の温度の低下した排気ガスを過給機のタービン
ホイール上流側の排気管内に圧送還流し、タービ
ンホイールを駆動する排気ガス温度を低下させる
ことができ、しかも還流される低温排気ガスは不
活性であるために排気ガスはタービンホイール上
流で後燃焼又は再燃焼することがなく、過度の温
度上昇を防ぎ、また過給機の過給圧力を低下させ
ること、すなわち過給機の効率を低下させること
なくその熱による損傷からの保護をも確実にし、
機関の出力や燃料消費性能をも高め安定した運転
保障をはかることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図はそれぞれ本考案の各実施例
を示す系統説明図である。 １……タービンホイール、２……コンプレツサ
ーホイール、３……排気管、４……内燃機関、５
……給気管、６……吸気管、７……空気流量計、
８……空気清浄器、９……排気消音器、１０……
ポンプ、１１……排気還流管、１２……逆止弁、
１３……排気還流弁、１４，１４ａ，１４ｂ……
アクチユエータ、１５……ウエイストゲート弁、
１６……燃料噴射弁、１７……触媒コンバータ、
１８……気化器、１９……制御装置、２０……ソ
レノイド、２１……スロツトルバルブ、２２……
連通管、Ｔ……過給機。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 内燃機関排気ポートと排気管によつて連通さ
   れたタービンイホールと、該タービンイホール
   と同軸に連結され内燃機関給気ポートと給気管
   によつて連通されたコンプレツサーホイールに
   て構成され、前記排気管にウエイストゲート弁
   を配備したバイパス路を設けたターボ過給機に
   おいて、排気ガスの大気への排出端部付近の低
   温排気ガスを前記排気管中に圧送還流せしめる
   排気還流管を設け、該排気還流管に前記ウエイ
   ストゲート弁と逆作動するように関連させた排
   気還流弁を配備したことを特徴とする内燃機関
   用ターボ過給機の制御装置。 (2) 前記排気管が、排気還流管を介して排気消音
   器に連結されたものである実用新案登録請求の
   範囲第１項記載の内燃機関用ターボ過給機の制
   御装置。