JPS61164039A - 多段タ−ボ過給機関 - Google Patents
多段タ−ボ過給機関Info
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- JPS61164039A JPS61164039A JP60002673A JP267385A JPS61164039A JP S61164039 A JPS61164039 A JP S61164039A JP 60002673 A JP60002673 A JP 60002673A JP 267385 A JP267385 A JP 267385A JP S61164039 A JPS61164039 A JP S61164039A
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
- F02B29/04—Cooling of air intake supply
- F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
- F02B29/0412—Multiple heat exchangers arranged in parallel or in series
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
- F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
- F01N13/10—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
- F01N13/107—More than one exhaust manifold or exhaust collector
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- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
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- F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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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。
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)
この発明は、内燃8!関の排気圧力を動力源として吸気
を加圧供給するターボ過給機を複数個設けた8!閏に関
する。
を加圧供給するターボ過給機を複数個設けた8!閏に関
する。
(従来の技術)
機関出力や燃費の向上を目積してターボ過給機を備えた
車両用内燃機関が増えつつあるが、車両用機関ではター
ボ過給機の動力源となる排気の流量変動幅が大きいため
、単一のターボ過給機では機関とのマツチングが難しく
、例えば低速回転域からの加速時など、過渡的な運転状
態で十分にその能力を発揮させるのが困難になる場合が
ある。
車両用内燃機関が増えつつあるが、車両用機関ではター
ボ過給機の動力源となる排気の流量変動幅が大きいため
、単一のターボ過給機では機関とのマツチングが難しく
、例えば低速回転域からの加速時など、過渡的な運転状
態で十分にその能力を発揮させるのが困難になる場合が
ある。
また、実用上1!1ffiを生じない程度のマツチング
に成功したとしてら、運転状態によってはターボ過給機
の排気タービンを通過した排気に依然として多量の熱エ
ネルギが保有されていることが多く、従って熱エネルギ
の回収という面から見れば単一の過給機では必ずしも十
分ではない。
に成功したとしてら、運転状態によってはターボ過給機
の排気タービンを通過した排気に依然として多量の熱エ
ネルギが保有されていることが多く、従って熱エネルギ
の回収という面から見れば単一の過給機では必ずしも十
分ではない。
このような観、ばから、内燃機関に互いに直列的に2個
のターボ過給機を設けた2段過給方式と呼ばれるものが
提案されている。
のターボ過給機を設けた2段過給方式と呼ばれるものが
提案されている。
これを第7図に基づいて説明すると、図中第1のターボ
過給機(高圧段ターボ過給機)5は機関1からの排気通
路3に介装される高圧段タービン5Aと、吸気通路4に
介装される高圧段コンプレッサ5Bと、これらを直結す
る回転軸5Cとから構成され、また第2のターボ過給8
!(低圧段ターボ過給機)6は高圧段タービン5Aの下
流側にて排気通路3に介装される低圧段タービン6Aと
、高圧段フンプレフサ5Bの上流側にて吸気通路4に介
装される低圧段コンプレッサ6Bと、これらを直結する
回転軸6Cとから構成されている。
過給機(高圧段ターボ過給機)5は機関1からの排気通
路3に介装される高圧段タービン5Aと、吸気通路4に
介装される高圧段コンプレッサ5Bと、これらを直結す
る回転軸5Cとから構成され、また第2のターボ過給8
!(低圧段ターボ過給機)6は高圧段タービン5Aの下
流側にて排気通路3に介装される低圧段タービン6Aと
、高圧段フンプレフサ5Bの上流側にて吸気通路4に介
装される低圧段コンプレッサ6Bと、これらを直結する
回転軸6Cとから構成されている。
排気通路3と吸気通路4には、それぞれ高圧段タービン
5A、高圧段コンプレフサ5Bを迂回するようにして排
気バイパス通路7と吸気バイパス通路8が設けられてお
り、タービン5Aとコンプレッサ5Bの前後に位置して
介装されたパルプ9A〜9Hを運転状態に応じて切り換
えることにより、高圧段ターボ過給機5と低圧段ターボ
過給機6の双方、または低圧段ターボ過給機6のみを作
動させられるようになっている。なお、図において10
.11はそれぞれ低圧段コンプレッサ6B。
5A、高圧段コンプレフサ5Bを迂回するようにして排
気バイパス通路7と吸気バイパス通路8が設けられてお
り、タービン5Aとコンプレッサ5Bの前後に位置して
介装されたパルプ9A〜9Hを運転状態に応じて切り換
えることにより、高圧段ターボ過給機5と低圧段ターボ
過給機6の双方、または低圧段ターボ過給機6のみを作
動させられるようになっている。なお、図において10
.11はそれぞれ低圧段コンプレッサ6B。
高圧段コンプレッサ5Bの吐出空気を冷却するインタク
ーラを表している。
ーラを表している。
この種の過給装置によると、高圧段ターボ過給8!5と
して比較的小型のものを設けることにより排気流量の少
ない低回転域からの加速時における過給圧の立ち上がり
を早くでき、一方低圧段ターボ過給R6は比較的大容量
のものを適用することにより排気流量の増加に対応した
充分な過給を行うことができ、即ち加速性能を改善しつ
つ比出力の大幅な向上が可能である。また、高圧段ター
ボ過給機5が作動している運転条件においては、そのタ
ービン5Aを通過した排気により低圧段ターボ過給機6
が駆動され、低圧段コンプレッサ6Bを介して予備的に
加圧された空気が高圧段コンプレッサ5Bへと供給され
ることになるので、排気エネルギを有効利用した非常に
効率の良い過給がなされることになる。(稲葉興作者「
過給機の知識」成山堂出版社刊参照) (発明が解決しようとする問題点) しかしながらその反面、高圧段ターボ過給機5を作動さ
せる運転条件では機関排気はまず小容量の高圧段タービ
ン5Aを駆動し、その後さらに低圧段タービン6Aを通
過することになるので、どうしても排気抵抗が大きくな
り、高圧段タービン5Aの入口側圧力が上昇する傾向が
生じる。このため、気筒内残留がスが多くなりがちで、
その分だけ吸気充填率が悪化するので多段過給による大
幅な過給圧の増加を達成してもそれに見合うほどの比出
力の向上効果が得られない。また、がソリンを主燃料と
する火花点火機関の場合は、高温の残留ガスにより燃焼
室温度が上昇するため/ツキ゛ングを起こしやす(なる
という問題を生じる。
して比較的小型のものを設けることにより排気流量の少
ない低回転域からの加速時における過給圧の立ち上がり
を早くでき、一方低圧段ターボ過給R6は比較的大容量
のものを適用することにより排気流量の増加に対応した
充分な過給を行うことができ、即ち加速性能を改善しつ
つ比出力の大幅な向上が可能である。また、高圧段ター
ボ過給機5が作動している運転条件においては、そのタ
ービン5Aを通過した排気により低圧段ターボ過給機6
が駆動され、低圧段コンプレッサ6Bを介して予備的に
加圧された空気が高圧段コンプレッサ5Bへと供給され
ることになるので、排気エネルギを有効利用した非常に
効率の良い過給がなされることになる。(稲葉興作者「
過給機の知識」成山堂出版社刊参照) (発明が解決しようとする問題点) しかしながらその反面、高圧段ターボ過給機5を作動さ
せる運転条件では機関排気はまず小容量の高圧段タービ
ン5Aを駆動し、その後さらに低圧段タービン6Aを通
過することになるので、どうしても排気抵抗が大きくな
り、高圧段タービン5Aの入口側圧力が上昇する傾向が
生じる。このため、気筒内残留がスが多くなりがちで、
その分だけ吸気充填率が悪化するので多段過給による大
幅な過給圧の増加を達成してもそれに見合うほどの比出
力の向上効果が得られない。また、がソリンを主燃料と
する火花点火機関の場合は、高温の残留ガスにより燃焼
室温度が上昇するため/ツキ゛ングを起こしやす(なる
という問題を生じる。
この発明は、このような従来の問題点を解消した多段タ
ーボ過給機関を提供することを目的としている。
ーボ過給機関を提供することを目的としている。
(問題点を解決するための手段)
上記目的を達成するためにこの発明では、比較的商工の
排気に適合する高圧段ターボ過給機と比較的低圧の排気
に適合する低圧段ターボ過給機とを備えた内燃機関にお
いで、前記複数のターボ過給機に対応する複数の排気弁
と、各排気弁からその対応するターボ過給機の排気ター
ビンに至る互いに独立した複数の排気通路とを設ける一
方、高圧段ターボ過給機に対応する高圧段側排気弁は排
気行程の当初よ’)l$!l弁するとともに低圧段ター
ボ過給機に対応する低圧段側排気弁は前記高圧段側排気
弁よりも遅れで開弁するように各排気弁の作動時期を設
定した。
排気に適合する高圧段ターボ過給機と比較的低圧の排気
に適合する低圧段ターボ過給機とを備えた内燃機関にお
いで、前記複数のターボ過給機に対応する複数の排気弁
と、各排気弁からその対応するターボ過給機の排気ター
ビンに至る互いに独立した複数の排気通路とを設ける一
方、高圧段ターボ過給機に対応する高圧段側排気弁は排
気行程の当初よ’)l$!l弁するとともに低圧段ター
ボ過給機に対応する低圧段側排気弁は前記高圧段側排気
弁よりも遅れで開弁するように各排気弁の作動時期を設
定した。
(作用)
上記構成によれば、まず排気行程の当初は高圧段側排気
弁が開いて高温高圧の排気が高圧段タービンに供給され
るため、低負荷運転状態からの加速時における速やかな
過給圧上昇効果が確保される。
弁が開いて高温高圧の排気が高圧段タービンに供給され
るため、低負荷運転状態からの加速時における速やかな
過給圧上昇効果が確保される。
ただし、排気行程の途中で低圧段側排気弁が開いて比較
的排気通路抵抗の少ない低圧段タービンへと燃ffi、
fスが逃されることになるので、筒内燃焼ガスの残留量
が減少するとともに後続する吸気行程の開始時までには
筒内圧力が充分に低下する。
的排気通路抵抗の少ない低圧段タービンへと燃ffi、
fスが逃されることになるので、筒内燃焼ガスの残留量
が減少するとともに後続する吸気行程の開始時までには
筒内圧力が充分に低下する。
従って、高圧段と低圧段のコンプレッサを介して得られ
る高い過給圧が生かされ、充分な充填効率が確保される
。また、残留ガスが減少することから燃焼室温度の過上
昇が抑えられる。
る高い過給圧が生かされ、充分な充填効率が確保される
。また、残留ガスが減少することから燃焼室温度の過上
昇が抑えられる。
なお、言うまでもないが、上記「排気行程」とは博学上
便宜的に定義されるピストンの上下死点を基準としたも
のではなく、機関が実際に排気作動を行う期間を意味し
ている。また、高圧段と低圧段の各タービンに至る複数
の排気通路は互いに恒常的に独立していることを要求す
るものではなく、例えば第7図について説明したように
排気流量が極めて多いときなど運松条件によりでは高圧
段タービンに向かう排気を低圧段タービンの入口側に逃
がすために排気バイパス通路を介して各段の排気通路を
相互に連通すること等は妨げない。
便宜的に定義されるピストンの上下死点を基準としたも
のではなく、機関が実際に排気作動を行う期間を意味し
ている。また、高圧段と低圧段の各タービンに至る複数
の排気通路は互いに恒常的に独立していることを要求す
るものではなく、例えば第7図について説明したように
排気流量が極めて多いときなど運松条件によりでは高圧
段タービンに向かう排気を低圧段タービンの入口側に逃
がすために排気バイパス通路を介して各段の排気通路を
相互に連通すること等は妨げない。
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。な
お、第7図と対応する部分には同一の符号を付して示す
ことにする。
お、第7図と対応する部分には同一の符号を付して示す
ことにする。
(実施例)
第1図または第2図において、機関1は気筒あたり各々
2個の吸気弁20.21と排気弁22.23を設けた4
バルブ形式で、この場合排気弁22が高圧段側、同23
が低圧段側に割り当てられている。
2個の吸気弁20.21と排気弁22.23を設けた4
バルブ形式で、この場合排気弁22が高圧段側、同23
が低圧段側に割り当てられている。
24は高圧段側排気弁22が開いたときに燃焼室2から
の排気を高圧段ターボ過給Ifi5のタービン5Aに導
入する第1排気通路、25は低圧段側排気弁23が開い
たときに排気を低圧段ターボ過給R6のタービン6Aに
導入する第2排気通路で、これら第1、第2排気通路2
4.25は各々のタービン5A、6Aに至るまでは互い
に独立している。ただし、この場合高圧段タービン5A
よりも上流側でmigP気通路24から分岐した排気バ
イパス通路7が低圧段タービン6Aの上流側にて第2排
気通路25に接続し、また高圧段タービン5Aの出口部
も前記排気バイパス通路7とほぼ同一の位置にて第2排
気通路25に接続している。なお、9は排気バイパス通
路7をR閑する排気バイパス弁で、この排気バイパス弁
7は図示しないダイヤ7ラムアクチエエータ等を介して
駆動され、常時は排気バイパス通路7を閉ざして第1、
第2排気通路24.25を互いに独立させているが、コ
ンプレッサ5Bを介しての過給圧がある所定値を越える
と開弁じてバイパス通路7を開き第1排気通路24の排
気の一部を低圧段タービン5Aの方向へ逃がすようにな
っている。これは、高圧段ターボ過給1fi5の過回転
を防止して最大過給圧を抑えるためであり、従ってこの
高圧段ターボ過給機5の容量ないし機関1とのマツチン
グによっては排気バイパス通路7及V俳気バイパス弁9
を要しない構成とすることもできる。また、第1排気通
路24は、後述するように排気行程前期における高圧段
側排気弁22の開弁によって比較的高圧の燃焼ガスが導
入されるが、この開弁当初に高圧で排出される燃焼〃ス
(ブローダウンガス)のエネルギをできるだけ損なわず
に高圧段コンプレッサ5Bまで導くために、第1排気通
路24の容積は可及的に小さくするのが望ましい。
の排気を高圧段ターボ過給Ifi5のタービン5Aに導
入する第1排気通路、25は低圧段側排気弁23が開い
たときに排気を低圧段ターボ過給R6のタービン6Aに
導入する第2排気通路で、これら第1、第2排気通路2
4.25は各々のタービン5A、6Aに至るまでは互い
に独立している。ただし、この場合高圧段タービン5A
よりも上流側でmigP気通路24から分岐した排気バ
イパス通路7が低圧段タービン6Aの上流側にて第2排
気通路25に接続し、また高圧段タービン5Aの出口部
も前記排気バイパス通路7とほぼ同一の位置にて第2排
気通路25に接続している。なお、9は排気バイパス通
路7をR閑する排気バイパス弁で、この排気バイパス弁
7は図示しないダイヤ7ラムアクチエエータ等を介して
駆動され、常時は排気バイパス通路7を閉ざして第1、
第2排気通路24.25を互いに独立させているが、コ
ンプレッサ5Bを介しての過給圧がある所定値を越える
と開弁じてバイパス通路7を開き第1排気通路24の排
気の一部を低圧段タービン5Aの方向へ逃がすようにな
っている。これは、高圧段ターボ過給1fi5の過回転
を防止して最大過給圧を抑えるためであり、従ってこの
高圧段ターボ過給機5の容量ないし機関1とのマツチン
グによっては排気バイパス通路7及V俳気バイパス弁9
を要しない構成とすることもできる。また、第1排気通
路24は、後述するように排気行程前期における高圧段
側排気弁22の開弁によって比較的高圧の燃焼ガスが導
入されるが、この開弁当初に高圧で排出される燃焼〃ス
(ブローダウンガス)のエネルギをできるだけ損なわず
に高圧段コンプレッサ5Bまで導くために、第1排気通
路24の容積は可及的に小さくするのが望ましい。
一方、吸気系の構成は第7図と同様であり、単一の吸気
通路4の途中に、低圧段ターボ過給機6のコンプレフサ
6Bと、その下流側に位置する高圧段側ターボ過給機5
のコンプレッサ5Bとがそれぞれ介装されている。
通路4の途中に、低圧段ターボ過給機6のコンプレフサ
6Bと、その下流側に位置する高圧段側ターボ過給機5
のコンプレッサ5Bとがそれぞれ介装されている。
第3図は吸排気弁の開閉時期を表したもので、El、E
2、■はそれぞれ高圧段側排気弁22、低圧段側排気弁
23、吸気弁20,21のリフトカーブを示している。
2、■はそれぞれ高圧段側排気弁22、低圧段側排気弁
23、吸気弁20,21のリフトカーブを示している。
図示したように排気行程はまず高圧段側排気弁22の開
弁により開始され、所定期間だけ排気行程が経過したと
ころで低圧段側排気弁23が開き始める。低圧段側排気
弁23の閉時期は上死点(TDC)を所定期間経過した
後であり、吸気弁20.21の開弁開始時期よりも遅い
ためオーバラップ期間がある。これに対して高圧段側排
気弁22の閉時期は、この場合吸気弁20.21の開弁
開始時期よりも早いため吸気行程とのオーバラップはな
く、低圧段側排気弁23の開弁期間と幾らかオーバラッ
プする程度の設定である。
弁により開始され、所定期間だけ排気行程が経過したと
ころで低圧段側排気弁23が開き始める。低圧段側排気
弁23の閉時期は上死点(TDC)を所定期間経過した
後であり、吸気弁20.21の開弁開始時期よりも遅い
ためオーバラップ期間がある。これに対して高圧段側排
気弁22の閉時期は、この場合吸気弁20.21の開弁
開始時期よりも早いため吸気行程とのオーバラップはな
く、低圧段側排気弁23の開弁期間と幾らかオーバラッ
プする程度の設定である。
上記バルブタイミングによれば、まず排気行程の概ね前
半の期間で高圧段側排気弁22が開くため、比較的高圧
の燃焼〃スが燃焼室2から第1排気通路24を介して高
圧段タービン5Aへと導入される。そのまま吸気行程を
迎えたとすると第1排気通路24の高圧が燃焼室2ない
し気筒内に作用する結果、筒内に多量の燃焼ガスが残留
して吸気充填率の低下を引き起こすことになるが、この
場合排気行程の途中で低圧段側排気弁23が開いて燃焼
室2から第2排気通路25を介して比較的抵抗の少ない
低圧段コンプレッサ6Bへと燃焼がスを導入するため、
排気行程の後半において筒内の圧力は速やかに低下する
。従って、吸気行程の開始時には2段のコンプレッサ5
B、6Bにより充分に加圧された吸気が吸気通路4を介
して円滑に筒内へと供給される。このとき、筒内に残留
ガスがあっても、この残留ガスは低圧段側排気弁23が
開いているオーバ2ツブ期間の間に前記加圧吸気により
第241!−電通路25へと押し出されるので、確実に
掃気される。
半の期間で高圧段側排気弁22が開くため、比較的高圧
の燃焼〃スが燃焼室2から第1排気通路24を介して高
圧段タービン5Aへと導入される。そのまま吸気行程を
迎えたとすると第1排気通路24の高圧が燃焼室2ない
し気筒内に作用する結果、筒内に多量の燃焼ガスが残留
して吸気充填率の低下を引き起こすことになるが、この
場合排気行程の途中で低圧段側排気弁23が開いて燃焼
室2から第2排気通路25を介して比較的抵抗の少ない
低圧段コンプレッサ6Bへと燃焼がスを導入するため、
排気行程の後半において筒内の圧力は速やかに低下する
。従って、吸気行程の開始時には2段のコンプレッサ5
B、6Bにより充分に加圧された吸気が吸気通路4を介
して円滑に筒内へと供給される。このとき、筒内に残留
ガスがあっても、この残留ガスは低圧段側排気弁23が
開いているオーバ2ツブ期間の間に前記加圧吸気により
第241!−電通路25へと押し出されるので、確実に
掃気される。
なお、上記バルブタイミングにおいて高圧段側排気弁2
2の閉時期を吸気弁20.21の開弁開始時期よりも早
(したのは、上述の掃気作用時に第1排気通路24の圧
力が悪影響を及ぼすのを回避するためであり、従って吸
排気オーバラップ期間に至るまでに前記第1排気通路2
4の圧力を充分に下げうる限りにおいて高圧段側排気弁
22の閉時期をさらに遅らせてもよい。
2の閉時期を吸気弁20.21の開弁開始時期よりも早
(したのは、上述の掃気作用時に第1排気通路24の圧
力が悪影響を及ぼすのを回避するためであり、従って吸
排気オーバラップ期間に至るまでに前記第1排気通路2
4の圧力を充分に下げうる限りにおいて高圧段側排気弁
22の閉時期をさらに遅らせてもよい。
第4図にこの発明の第2の実施例を示す。これは第1図
の構成に加えて、第1吸気弁20を高圧段側に割り当て
でその開弁期間(工1)を吸気行程の後半にとり、第2
吸気弁21を低圧段側に割り当ててその開弁J91Jf
lfJ(I2>を吸気行程の前半に設定するとともに(
第5図参照)、高圧段・低圧段の各コンプレフサ5B、
6Bの出口部からそれぞれに対応する第1、第2吸気弁
20.21に至る2個の吸気通路28.29を形成し、
機関に対して吸気行程の前半では低圧段コンプレフサ6
Bからの比較的低圧の加圧空気を、同じく後半では高圧
段コンプレフサ5Bからの比較的高圧の加圧空気を供給
するようにしたものである。この実施例によれば、前述
したように吸気行程の当初に比較的低圧の加圧吸気が供
給されるので、排圧がそれほど発達しない条件下でのオ
ーバラップ期間における加圧吸気の吹き抜は現象を回避
することができる。
の構成に加えて、第1吸気弁20を高圧段側に割り当て
でその開弁期間(工1)を吸気行程の後半にとり、第2
吸気弁21を低圧段側に割り当ててその開弁J91Jf
lfJ(I2>を吸気行程の前半に設定するとともに(
第5図参照)、高圧段・低圧段の各コンプレフサ5B、
6Bの出口部からそれぞれに対応する第1、第2吸気弁
20.21に至る2個の吸気通路28.29を形成し、
機関に対して吸気行程の前半では低圧段コンプレフサ6
Bからの比較的低圧の加圧空気を、同じく後半では高圧
段コンプレフサ5Bからの比較的高圧の加圧空気を供給
するようにしたものである。この実施例によれば、前述
したように吸気行程の当初に比較的低圧の加圧吸気が供
給されるので、排圧がそれほど発達しない条件下でのオ
ーバラップ期間における加圧吸気の吹き抜は現象を回避
することができる。
第6図はこの発明の第3の実施例である。これは直列6
気筒機関IAを#1、#2、#3気筒からなる第1気筒
群41と、#4、#5、#6気筒からなる第2気#I#
42とに分け、各気前群41.42毎に高圧段ターボ過
給機51.52を設けたものである。排気行程前期での
高圧段側排気弁22の開弁に伴い、第1気筒群41の排
気は排気通路43を介して第1の高圧段ターボ過給機5
・1の排気タービン51Aに、また第2気筒群42の排
気は排気通路44を介して第2の高圧段ターボ過給機5
2の排気タービン52Aに導入され、それぞれのコンプ
レッサ51B、52Bを駆動する。
気筒機関IAを#1、#2、#3気筒からなる第1気筒
群41と、#4、#5、#6気筒からなる第2気#I#
42とに分け、各気前群41.42毎に高圧段ターボ過
給機51.52を設けたものである。排気行程前期での
高圧段側排気弁22の開弁に伴い、第1気筒群41の排
気は排気通路43を介して第1の高圧段ターボ過給機5
・1の排気タービン51Aに、また第2気筒群42の排
気は排気通路44を介して第2の高圧段ターボ過給機5
2の排気タービン52Aに導入され、それぞれのコンプ
レッサ51B、52Bを駆動する。
各タービン51A、52Aを通過した排気は排気通路4
5及び集合管状の1#気通路46を介して合流し、低圧
段ターボ過給fi6の排気タービン6Aに導入される。
5及び集合管状の1#気通路46を介して合流し、低圧
段ターボ過給fi6の排気タービン6Aに導入される。
一方、排気行程後期で低圧段側排気弁23が開(と、排
気は排気通路46を介して直、接的に低圧段タービン6
Aに導入される。また、@気はまず低圧段ターボ過給機
6のコンプレフサ6Bを介して加圧されたのち吸気通路
47を介して分流され、高圧段側の各コンプレッサ51
. B、528m’さらに加圧されたのち各気筒群41
.42に共通の分岐管状吸気通路48を介して#1〜#
6気前へと供給される。
気は排気通路46を介して直、接的に低圧段タービン6
Aに導入される。また、@気はまず低圧段ターボ過給機
6のコンプレフサ6Bを介して加圧されたのち吸気通路
47を介して分流され、高圧段側の各コンプレッサ51
. B、528m’さらに加圧されたのち各気筒群41
.42に共通の分岐管状吸気通路48を介して#1〜#
6気前へと供給される。
多気筒機関では排気脈動波が干渉し合わないようにして
排気タービンに導入するとタービン効率を可及的に高め
ることができるが、点火順序が例えば# 1−# 5−
# 3−$ 6−# 2−$ 4の直列6気筒機関では
、上述したように#1、#2、#3気筒からなる第1気
筒群41と#4、#5、#6気筒からなる第2気筒群4
2がそれぞれ排気干渉を起こさないグループを構成する
。このことから、この実施例によれば多段ターボ過給8
!関としての効率を着しく高めることができる。
排気タービンに導入するとタービン効率を可及的に高め
ることができるが、点火順序が例えば# 1−# 5−
# 3−$ 6−# 2−$ 4の直列6気筒機関では
、上述したように#1、#2、#3気筒からなる第1気
筒群41と#4、#5、#6気筒からなる第2気筒群4
2がそれぞれ排気干渉を起こさないグループを構成する
。このことから、この実施例によれば多段ターボ過給8
!関としての効率を着しく高めることができる。
(発明の効果)
以上を要するに、この発明によれば多段ターボ過給機関
に顕著な排圧の上昇を抑えて筒内残留ガスを低減するこ
とができるので、高圧段ターボ過給磯による優れた過渡
特性を確保しつつ、低圧段ターボ過給機の作動に伴う段
階的な吸気加圧による高率過給を生かして機関の比出力
を確実に向上できる。
に顕著な排圧の上昇を抑えて筒内残留ガスを低減するこ
とができるので、高圧段ターボ過給磯による優れた過渡
特性を確保しつつ、低圧段ターボ過給機の作動に伴う段
階的な吸気加圧による高率過給を生かして機関の比出力
を確実に向上できる。
また、残留〃スの減少により燃焼室温度が低下するので
、火花点火機関の/ツキング限界を高められるという効
果も得られる。
、火花点火機関の/ツキング限界を高められるという効
果も得られる。
第1図はこの発明の第1実施例の概略構成図、$2図、
第3図は各々その要部断面図、吸排気弁の開閉タイミン
グ図である。第4図は同じく第2実施例の概略構成図、
第5図はその吸排気弁の開閉タイミング図である。第6
図は同じく第3実施例の概略構成図である。第7図は従
来例の概略構成図である。 1・・・内燃機関、2・・・燃焼室、4・・・吸気通路
、5・・・高圧段ターボ過給機、5A・・・高圧段ター
ビン、5B・・・高圧段コンプレッサ、6・・・低圧段
ターボ過給機、6A・・・低圧段タービン、6B・・・
低圧段コンプレッサ、7・・・排気バイパス通路、9・
・・排気バイパス弁、10.11・・・インタクーラ、
20.21・・・吸気弁、22・・・高圧段側排気弁、
23・・・低圧段側排気弁、24・・・第1排気通路(
高圧段側)、25・・・第2排気通路(低圧段gIII
)。 特許出願人 日産自動車株式会社 第3図 第4図 第5図 第6図
第3図は各々その要部断面図、吸排気弁の開閉タイミン
グ図である。第4図は同じく第2実施例の概略構成図、
第5図はその吸排気弁の開閉タイミング図である。第6
図は同じく第3実施例の概略構成図である。第7図は従
来例の概略構成図である。 1・・・内燃機関、2・・・燃焼室、4・・・吸気通路
、5・・・高圧段ターボ過給機、5A・・・高圧段ター
ビン、5B・・・高圧段コンプレッサ、6・・・低圧段
ターボ過給機、6A・・・低圧段タービン、6B・・・
低圧段コンプレッサ、7・・・排気バイパス通路、9・
・・排気バイパス弁、10.11・・・インタクーラ、
20.21・・・吸気弁、22・・・高圧段側排気弁、
23・・・低圧段側排気弁、24・・・第1排気通路(
高圧段側)、25・・・第2排気通路(低圧段gIII
)。 特許出願人 日産自動車株式会社 第3図 第4図 第5図 第6図
Claims (1)
- 比較的高圧の排気に適合する高圧段ターボ過給機と比較
的低圧の排気に適合する低圧段ターボ過給機とを備えた
内燃機関において、前記複数のターボ過給機に対応する
複数の排気弁と、各排気弁からその対応するターボ過給
機の排気タービンに至る互いに独立した複数の排気通路
とを設ける一方、高圧段ターボ過給機に対応する高圧段
側排気弁は排気行程の当初より開弁するとともに低圧段
ターボ過給機に対応する低圧段側排気弁は前記高圧段側
排気弁よりも遅れて開弁するように各排気弁の作動時期
を設定したことを特徴とする多段ターボ過給機関。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60002673A JPS61164039A (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 多段タ−ボ過給機関 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60002673A JPS61164039A (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 多段タ−ボ過給機関 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61164039A true JPS61164039A (ja) | 1986-07-24 |
Family
ID=11535828
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60002673A Pending JPS61164039A (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 多段タ−ボ過給機関 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61164039A (ja) |
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- 1985-01-11 JP JP60002673A patent/JPS61164039A/ja active Pending
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