〔1〕.過給圧制御の仕組み


 

1.目的

BNR32に搭載されているターボエンジンRB26DETTの過給圧制御は、一般的なスイングバルブ方式を採用している。基本となる最大過給圧はスイングバルブを開閉するアクチュエーター(ダイアフラム)の開弁圧に制御されるが、RB26DETTはオリフィスの設定、及びソレノイドバルブの制御により最大過給圧を可変制御している。これらの仕組みを調べ、作動原理を理解する。

 

2.制御システム及び作動原理

制御システムの配管図を下に示す。

(1)ソレノイドバルブが閉じている場合

青色で示した配管のみが作用し、最大過給圧はアクチュエーターの開弁圧(460mmHg)に制御される。配管の途中にオリフィス@があるが、アクチュエーターにはコレクタータンクの圧力が伝わるだけなので、ここではオリフィス@の影響は考えなくて良い。

(2)ソレノイドバルブが開いている場合

青色で示した配管に加え赤色で示した配管が作用し、アクチュエーターの圧力がオリフィスAとソレノイドバルブを経由して大気(実際にはインテークチューブに接続)に開放される。この時、青色の配管内の圧力が100%全て大気に開放された場合は、アクチュエーターに圧力が伝達しないため過給圧は抑止されずに上昇しつづけるが、オリフィスAにより流量を制限することでアクチュエーターにはコレクタータンクの圧力が減圧されて伝達する。したがって、減圧して伝達する差圧分だけコレクタータンク内の圧力が上昇し、アクチュエーターが作動する。(オリフィスAを取り外しても配管自体の抵抗があるため100%大気開放にはならない)

最大過給圧はオリフィス@とオリフィスAの絞り量のバランスで決定されるが、圧力伝達の遅れに起因するオーバーシュートやハンチングを考慮し、それぞれのオリフィスの寸法が決定されるものと考える。(BNR32の最大過給圧は570mmHg)

オリフィス@の絞り量を増やすと最大過給圧は上昇する。対して、オリフィスAの絞り量を増やすと最大過給圧は下降する。

 

3.過給圧制御の条件

通常の運転状況ではアクセルを踏み込んだ時にソレノイドバルブが開き、最大過給圧は570mmHgに制御される。燃料にハイオクガソリンを使用しなかった場合、あるいは気象条件やその他の運転状況などにより、最大過給圧はソレノイドバルブによって目標値に制御される。それらはセンサーからの情報をもとにECCSが判断及び制御を行う。

 

4.デューティー比制御

整備資料の記述によれば、ソレノイドバルブはデューティー比制御が行われ、バルブの開閉量を連続的に制御している。ソレノイドのコイルに流れる電流に比例してプランジャーが推移する、いわゆる比例ソレノイドでは、パルス電流によるデューティー比制御が可能だ。それにより、最大過給圧は460〜570mmHgの間で連続的な制御が可能となる訳だが、実車ではそのような制御が行われている様子はない。更に調べたところ、ソレノイドバルブの特性も比例ソレノイドではなく、通常のON/OFF制御しかできないタイプのように思われる。整備資料の記述が誤りである可能性もある。

 

5.フェイルセーフ

過給圧の異常な上昇により、エアフローメーターをはじめ各センサーからの信号によって決まる燃料噴射量が規定量を超えると、フューエルカット(ブーストリミッター)が作動する。吸排気系を含めてエンジンがノーマルの場合、過給圧が1.2キロ付近でフューエルカットが作動すると言われている。正常時の最大過給圧が0.775キロ(570mmHg)であるから約1.5倍ものゆとりがある。RB26DETTは、とんでもないエンジンなのである。

 


2000/12/31

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