JP2001280142A - Turbo supercharging system - Google Patents

Turbo supercharging system

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JP2001280142A
JP2001280142A JP2000098163A JP2000098163A JP2001280142A JP 2001280142 A JP2001280142 A JP 2001280142A JP 2000098163 A JP2000098163 A JP 2000098163A JP 2000098163 A JP2000098163 A JP 2000098163A JP 2001280142 A JP2001280142 A JP 2001280142A
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JP
Japan
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compressor
air supply
turbine
supercharger
cooler
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Application number
JP2000098163A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Tokumaru
武志 徳丸
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Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Publication date
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    • 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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a turbo supercharging system of a series two-stage supercharging capable of avoiding failure caused by raising the temperature of a compressor of a high pressure stage by effectively cooling air supplied from a compressor of a low pressure stage without using surplus power by carrying out wasteful cooling. SOLUTION: In the turbo supercharging system of a series two-stage supercharging wherein a first turbine 31 of a first supercharger 30 and a second turbine 41 of a second supercharger 40 are disposed in an exhaust passage 22 of an internal combustion engine 10 and a second compressor 42 of the second supercharger 40 and the first supercharger 30 of an intermediate air supply cooler 50 are disposed in order from an upstream side of an intake passage 12, cooling performance of the intermediate air supply cooler 50 is changeably constituted, and a control device 60 is disposed so as to cool a cooling performance of the intermediate air supply cooler 50 according to a value detected by a temperature sensor 61 disposed on a downstream side of the first compressor 32.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンやガソリンエンジン等の内燃機関において、コンプレ
ッサーが2段直列に配置された直列2段式のターボ過給
システムに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an in-line two-stage turbocharging system in an internal combustion engine such as a diesel engine or a gasoline engine, in which compressors are arranged in two stages in series.

【0002】[0002]

【従来の技術】過給機付きエンジンにおいては、吸入空
気を十分にシリンダに供給し充填するために、コンプレ
ッサで昇温された給気の冷却用に吸気通路のコンプレッ
サ下流側にインタークーラやチャージャクーラと呼ばれ
る給気冷却器を設けて、圧縮昇温した給気を冷却してい
る。
2. Description of the Related Art In a supercharged engine, an intercooler or a charger is provided downstream of a compressor in an intake passage for cooling supply air heated by a compressor in order to sufficiently supply and charge intake air to a cylinder. An air-supply cooler called a cooler is provided to cool the air-supply air whose temperature has been increased by compression.

【0003】また、給気と熱交換するこの給気冷却器を
冷却するために、走行風を当てたり、エンジンにより直
接駆動されるファンや電動ファンで送風したりしてい
る。この走行風による冷却以外の前記手段では駆動損失
が生じ、燃費が悪化する。
In order to cool the air supply cooler which exchanges heat with the air supply, running air is blown or air is blown by a fan directly driven by an engine or an electric fan. In the above-described means other than the cooling by the traveling wind, a driving loss occurs, and fuel efficiency is deteriorated.

【0004】また、大型のエンジンにおいては、負荷や
回転数の大きい時に大容量のタービンを駆動し、負荷や
回転数の小さい時に小容量のタービンに切り替えて、こ
れを駆動して過給する、切替え方式の2段過給システム
がある。
In a large engine, a large-capacity turbine is driven when the load or the number of revolutions is large, and the turbine is switched to a small-capacity turbine when the load or the number of revolutions is small, and the turbine is driven and supercharged. There is a switching type two-stage supercharging system.

【0005】一方、一段の排気ガスタービンから排出さ
れる排気ガスには、なお利用可能な排気エネルギーが十
分にあるので、第2段の排気ガスタービンを設けて第2
段のコンプレッサを駆動して、更に、給気を圧縮して高
過給でエンジンに供給して、充填効率を向上させた直列
二段過給システムが提案されている。
On the other hand, since the exhaust gas discharged from the first-stage exhaust gas turbine still has sufficient exhaust energy available, the second-stage exhaust gas turbine is provided to provide the second-stage exhaust gas turbine.
There has been proposed an in-line two-stage supercharging system in which a stage compressor is driven, the air supply is further compressed, and the air is supplied to the engine at high supercharging to improve the charging efficiency.

【0006】このように、コンプレッサを直列2段に配
置した場合は、上流側の低圧段のコンプレッサで給気が
圧縮されて昇温し、更に、下流側の高圧段のコンプレッ
サで昇温するので、特に、この間に冷却装置を設けない
場合には、高圧段のコンプレッサーの出口において最大
200℃以上にもなり、高圧段のコンプレッサの耐熱及
び耐久性が問題となる。また、給気温度が高くなると、
高圧段のコンプレッサの圧縮能力も低下するので、この
高圧段のコンプレッサに入る前に中間給気冷却装置で給
気を冷却する必要が生じる。
As described above, when the compressors are arranged in two stages in series, the supply air is compressed by the compressor at the low pressure stage on the upstream side and the temperature is increased, and further the temperature is increased by the compressor at the high pressure stage on the downstream side. In particular, when a cooling device is not provided during this period, the temperature at the outlet of the high-pressure stage compressor becomes 200 ° C. or more at maximum, and the heat resistance and durability of the high-pressure stage compressor are problematic. Also, when the supply air temperature increases,
Since the compression capacity of the high-pressure stage compressor is also reduced, it is necessary to cool the supply air with an intermediate air supply cooling device before entering the high-pressure stage compressor.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、2つの
コンプレッサの間に設けられる中間給気冷却装置を、高
圧段のコンプレッサと給気マニホールドの間に設けられ
ている通常の給気冷却装置(インタークーラ)と同じ構
造にして、エンジン前方又は後方の同じ位置に配置しよ
うとすると、エンジンの前後方向のスペースの関係や配
管の複雑化や配管の流通抵抗の増加の問題が生じ、エン
ジンのレイアウト上からみて、実際上配置が困難である
という問題がある。
However, the intermediate air supply cooling device provided between the two compressors is replaced by a normal air supply cooling device (intercooler) provided between the high-pressure stage compressor and the air supply manifold. ), The same structure at the front or rear of the engine will cause problems in the front-rear space of the engine, complicated pipes and increased flow resistance of the pipes. Thus, there is a problem that the arrangement is actually difficult.

【0008】一方、直列2段過給システムの場合には、
エンジンの運転領域によっては、低圧段のコンプレッサ
の出口の給気温度が高くならないので、この中間給気冷
却装置は、常に高い冷却性能を有している必要は無く、
高負荷高回転等の場合のみに、高圧段のコンプレッサが
耐熱温度以下になるように、給気を冷却できればよい。
On the other hand, in the case of a series two-stage supercharging system,
Depending on the operating region of the engine, the supply air temperature at the outlet of the compressor in the low-pressure stage does not increase, so this intermediate supply cooling device does not need to always have high cooling performance,
Only in the case of high load and high rotation, etc., it is sufficient that the supply air can be cooled such that the compressor in the high pressure stage is at or below the allowable temperature limit.

【0009】また、この直列2段過給システムの場合に
は、1段の過給システムに比べて、給気を冷却するため
に使用される動力が大きくなり、そのため、駆動損失が
大きくなって燃費が悪化する傾向があるので、この駆動
損失を減少し、給気の冷却に使用する動力を必要最小限
にする必要がある。
In addition, in the case of the in-line two-stage supercharging system, the power used for cooling the air supply is larger than that of the one-stage supercharging system, so that the driving loss is increased. Since fuel efficiency tends to deteriorate, it is necessary to reduce the drive loss and minimize the power used for cooling the supply air.

【0010】本発明は、上述の問題を解決するためにな
されたものであり、その目的は、排気エネルギーを効率
よく過給機のエネルギーに変換して高過給を可能とする
直列2段過給のターボ過給システムにおいて、低圧段の
コンプレッサから出る給気を効率良く冷却して、高圧段
のコンプレッサの昇温による故障を回避することがで
き、しかも、無駄な冷却を行って余分な動力を使用する
ことなく、燃費を向上できる直列2段のターボ過給シス
テムを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and an object of the present invention is to provide an in-line two-stage supercharger capable of efficiently converting exhaust energy into turbocharger energy to enable high supercharging. In a turbocharged turbocharger system, the air supply from the low-pressure stage compressor can be efficiently cooled to avoid a failure due to the temperature rise of the high-pressure stage compressor. An object of the present invention is to provide a two-stage turbocharger system that can improve fuel efficiency without using a turbocharger.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するためのターボ過給システムは、内燃機関の排気通路
に、排気ガスにより駆動される第1の過給機の第1ター
ビンと第2の過給機の第2タービンを設けると共に、前
記第2タービンにより駆動される第2コンプレッサと前
記第1タービンにより駆動される第1コンプレッサを吸
気通路の上流側から直列に2段配置したターボ過給シス
テムにおいて、前記第1コンプレッサと前記第2コンプ
レッサの間に、前記第2コンプレッサで圧縮され昇温し
た給気を冷却する中間給気冷却器を設け、該中間給気冷
却器の冷却能力を変更可能に構成すると共に、前記第1
コンプレッサの下流側に設けた温度センサの検出値に応
じて、前記中間給気冷却器の冷却能力を制御する制御装
置を設けて構成される。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, a turbocharger system includes a first turbine and a first turbine of a first supercharger driven by exhaust gas in an exhaust passage of an internal combustion engine. A turbocharger having a second turbocharger and a second compressor driven by the second turbine and a first compressor driven by the first turbine arranged in two stages in series from the upstream side of an intake passage. In the supercharging system, an intermediate air supply cooler is provided between the first compressor and the second compressor for cooling the air supply compressed and heated by the second compressor, and a cooling capacity of the intermediate air cooler is provided. Is configured to be changeable, and the first
A control device is provided for controlling the cooling capacity of the intermediate air supply cooler in accordance with a detection value of a temperature sensor provided downstream of the compressor.

【0012】そして、上記のターボ過給システムにおい
て、前記中間給気冷却器の冷却能力の変更を、前記中間
給気冷却器を冷却する電動ファンにより行う。
In the above turbocharger system, the cooling capacity of the intermediate supply cooler is changed by an electric fan that cools the intermediate supply cooler.

【0013】つまり、高圧段(第1)と低圧段(第2)
の2つのコンプレッサの間に電動ファンで冷却される給
気冷却器を設けて、この電動ファンの駆動を高圧段の第
1コンプレッサの下流側に設けた温度センサの検出値に
応じて制御し、中間給気冷却器の冷却能力を変更する。
この「変更」には、連続的な変化のみならず、ON/O
FFの2段切替えや複数段及び多段の切替えも含むもの
とする。
That is, the high pressure stage (first) and the low pressure stage (second)
An air supply cooler cooled by an electric fan is provided between the two compressors, and the drive of the electric fan is controlled in accordance with a detection value of a temperature sensor provided downstream of the first compressor in the high-pressure stage, Change the cooling capacity of the intermediate supply cooler.
This “change” includes not only continuous changes but also ON / O
It also includes two-stage switching of the FF and switching of a plurality of stages and multi-stages.

【0014】この冷却能力は、電動ファンを駆動する場
合と、駆動しない場合のON/OFFに切替えとしても
よく、電動ファンの回転数の制御で変更してもよい。
The cooling capacity may be switched between ON / OFF when the electric fan is driven and when it is not driven, or may be changed by controlling the number of revolutions of the electric fan.

【0015】以上の構成のターボ過給システムにおいて
は、保護すべき高圧段の第1コンプレッサの出口で給気
温度を検出し、この検出値に応じて中間給気冷却器の冷
却能力を変更又は切り替えるので、無駄な冷却を行うこ
と無く、効率良く給気の冷却が行なわれる。また、高圧
段の第1コンプレッサの出口の給気温度が所定の値以下
になるように、入口側の給気温度を下げるので、第1コ
ンプレッサが高温状態になるのが避けられる。
In the turbocharger system having the above configuration, the supply air temperature is detected at the outlet of the first compressor of the high pressure stage to be protected, and the cooling capacity of the intermediate air supply cooler is changed or changed according to the detected value. Since the switching is performed, the supply air is efficiently cooled without performing unnecessary cooling. Further, since the supply air temperature at the inlet side is reduced so that the supply air temperature at the outlet of the first compressor of the high-pressure stage becomes equal to or lower than a predetermined value, it is possible to prevent the first compressor from becoming hot.

【0016】また、高圧段と低圧段の2つのコンプレッ
サ間の吸気通路には、中間給気冷却器だけが配置される
極めてシンプルな構成になり、しかも電動ファンを用い
ると配置上の自由度も増す。
Further, the intake passage between the two compressors of the high pressure stage and the low pressure stage has a very simple structure in which only the intermediate air supply cooler is arranged. Increase.

【0017】そして、無駄な冷却のために電動ファンを
駆動することが無くなるので、冷却用の駆動エネルギー
の損失が減少し、燃費が向上する。
Since the electric fan is not driven for useless cooling, the loss of cooling driving energy is reduced and fuel efficiency is improved.

【0018】なお、この中間給気冷却器の冷却能力の変
更及び制御は、電動ファンによる駆動と制御がシステム
が簡便化し、最適であるが、その他にも次のような構成
が考えられる。
The change and control of the cooling capacity of the intermediate air supply cooler are optimally driven and controlled by an electric fan, and the system is simplified, but the following configuration is also conceivable.

【0019】例えば、第2タービンの下流側に排気ター
ビンを設け、この排気タービンで中間給気冷却器を冷却
する冷却ファンを回転駆動し、この回転を例えば第2コ
ンプレッサの下流側に設けた温度センサの検出値に応じ
てクラッチをON/OFFすることにより制御するよう
に構成してもよい。
For example, an exhaust turbine is provided on the downstream side of the second turbine, and a cooling fan for cooling the intermediate air supply cooler is rotationally driven by the exhaust turbine, and this rotation is performed, for example, on the downstream side of the second compressor. The control may be performed by turning on / off the clutch according to the detection value of the sensor.

【0020】また、エンジンのクランク軸からベルト駆
動等により機械的に駆動される冷却ファンの回転を、上
記と同じく、第2コンプレッサの下流側に設けた温度セ
ンサの検出値に応じてクラッチをON/OFFすること
により制御するように構成してもよい。
The rotation of the cooling fan mechanically driven by a belt drive or the like from the crankshaft of the engine is controlled by turning on the clutch in accordance with a detection value of a temperature sensor provided downstream of the second compressor, as described above. The control may be performed by turning on / off.

【0021】あるいは、中間給気冷却器の一部にバイパ
ス通路を設け、このバイパス通路の入口のバルブを開閉
制御して、冷却能力を変更することも考えられる。但
し、この場合には給気をバイパスさせて冷却性能を低下
させても冷却用のエネルギーの節約にはならない。
Alternatively, it is conceivable to provide a bypass passage in a part of the intermediate air supply cooler and control the opening and closing of the valve at the entrance of the bypass passage to change the cooling capacity. However, in this case, even if the cooling performance is reduced by bypassing the air supply, energy for cooling is not saved.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るターボ過給シ
ステムについて、図面を参照しながら説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a turbocharging system according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0023】このターボ過給システム1は、エンジン1
0の排気マニホールド21に接続された排気通路22
に、上流側から順に、高圧段の第1の過給機30の第1
タービン31、低圧段の第2の過給機40の第2タービ
ン41及びマフラー(サイレンサー)23を設ける。
The turbocharger system 1 includes an engine 1
Exhaust passage 22 connected to exhaust manifold 21
In the order from the upstream side, the first supercharger 30 of the high pressure stage
A turbine 31, a second turbine 41 of a second supercharger 40 at a low pressure stage, and a muffler (silencer) 23 are provided.

【0024】また、吸気マニホールド11に接続された
吸気通路12に、上流側から順に、エアクリーナ13、
低圧段の第2の過給機(ターボチャージャ)40の第1
コンプレッサ42、中間給気冷却器50、高圧段の第1
の過給機30の第1コンプレッサ32、給気冷却器(イ
ンタークーラ:チャージクーラ)15を設ける。
An air cleaner 13 and an air cleaner 13 are arranged in the intake passage 12 connected to the intake manifold 11 in order from the upstream side.
First of the second supercharger (turbocharger) 40 of the low pressure stage
Compressor 42, intermediate charge cooler 50, first high pressure stage
The first compressor 32 and the supply air cooler (intercooler: charge cooler) 15 of the supercharger 30 are provided.

【0025】そして、中間給気冷却器50の直近に電動
ファン51を設け、低圧段の第2の過給機40の第2コ
ンプレッサ42で圧縮されて昇温した給気Aを冷却する
構成とし、この電動ファン51を、第1コンプレッサ3
2の下流側で、給気冷却器15の上流側に設けた温度セ
ンサ61の検出値に応じて制御する制御装置60を設け
る。
An electric fan 51 is provided immediately adjacent to the intermediate supply air cooler 50 to cool the supply air A which has been heated by being compressed by the second compressor 42 of the second supercharger 40 at the low pressure stage. The electric fan 51 is connected to the first compressor 3
A control device 60 is provided on the downstream side of the apparatus 2 for controlling according to the detection value of the temperature sensor 61 provided on the upstream side of the air supply cooler 15.

【0026】この制御装置60により、温度センサ61
の検出値である給気Aの温度が所定の値以上になった場
合に、電動ファン51をONする制御を行い、中間給気
冷却器50を冷却して給気Aに対する冷却性能を上げ、
第1コンプレッサ32に入る給気Aの温度を下げて、第
1コンプレッサ32を保護する。
The control device 60 controls the temperature sensor 61
When the temperature of the air supply A, which is the detected value of the air supply A, becomes equal to or higher than a predetermined value, the control to turn on the electric fan 51 is performed, and the cooling performance for the air supply A is improved by cooling the intermediate air supply cooler 50,
The temperature of the air supply A entering the first compressor 32 is reduced to protect the first compressor 32.

【0027】また、温度センサ61の検出値が所定の値
未満になった場合には、中間給気冷却器50の冷却性能
を下げても、給気Aの温度は高くないので、第1コンプ
レッサ32を保護できる。従って、電動ファン51をO
FFする制御を行い、エネルギーの浪費を避ける。
When the detected value of the temperature sensor 61 is less than a predetermined value, the temperature of the air supply A is not high even if the cooling performance of the intermediate air supply cooler 50 is lowered. 32 can be protected. Therefore, the electric fan 51 is
Perform FF control to avoid wasting energy.

【0028】また、第1の過給機30の第1コンプレッ
サ32の下流側の給気冷却器15の冷却は周知の技術と
同様に、エンジン直動の冷却ファン(図示しない)や走
行風等によって冷却できるようにエンジン10の前方又
は後方に配置する。
The cooling of the air supply cooler 15 downstream of the first compressor 32 of the first supercharger 30 is performed by a cooling fan (not shown) driven directly by the engine, running air, etc., similarly to the known technique. It is arranged in front of or behind the engine 10 so that it can be cooled.

【0029】そして、更に、高圧段の第1の過給機30
の第1タービン31を迂回する排気バイパス通路24を
設けると共に、この排気バイパス通路24の入口に調整
バルブ25を設けて構成し、この調整バルブ25をエン
ジンの回転数等に基づいて開閉制御することにより、第
1の過給機30の第1タービン31と第2の過給機40
の第2タービン41の駆動量を調整する。この調整によ
り、高圧段の第1コンプレッサ32と低圧段の第2コン
プレッサ42による給気の圧縮比の割合等を調整する。
Further, the first supercharger 30 of the high pressure stage
An exhaust bypass passage 24 bypassing the first turbine 31 and an adjusting valve 25 provided at the inlet of the exhaust bypass passage 24, and the opening and closing of the adjusting valve 25 is controlled based on the engine speed and the like. Thereby, the first turbine 31 of the first supercharger 30 and the second supercharger 40
Of the second turbine 41 is adjusted. By this adjustment, the ratio of the compression ratio of the supply air by the first compressor 32 in the high-pressure stage and the second compressor 42 in the low-pressure stage is adjusted.

【0030】この構成によれば、エンジン10の排気マ
ニホールド21より排出される排気ガスGは、高圧段の
第1の過給機30に送られ第1タービン31を駆動し、
同軸上の第1コンプレッサ32を回転させ、吸入空気の
過給を行い、この第1タービン31を通過したガスは、
更に、低圧段の第2の過給機40に送られ第2タービン
41を駆動し、マフラー23を経て大気に放出される。
According to this configuration, the exhaust gas G discharged from the exhaust manifold 21 of the engine 10 is sent to the first supercharger 30 at the high pressure stage to drive the first turbine 31,
The first compressor 32 on the same axis is rotated to supercharge the intake air, and the gas that has passed through the first turbine 31 is
Further, the air is sent to the second supercharger 40 at the low pressure stage, drives the second turbine 41, and is discharged to the atmosphere via the muffler 23.

【0031】一方、給気Aは、エアクリーナ13を通過
後、低圧段の第2の過給機40の第2コンプレッサ42
によって圧縮され昇温し、その後、制御装置60によっ
て制御される電動ファン51で冷却される中間給気冷却
器50を通過して冷却され、次に、高圧段の第1の過給
機30の第1コンプレッサ32によって、更に圧縮され
て昇温し、給気冷却器15で冷却された後に吸気マニホ
ールド11に供給される。
On the other hand, after passing through the air cleaner 13, the supply air A is supplied to the second compressor 42 of the second supercharger 40 at the low pressure stage.
And then cooled by an intermediate fan cooler 50 cooled by an electric fan 51 controlled by a control device 60, and then cooled by a first supercharger 30 of a high pressure stage. The temperature is further compressed by the first compressor 32 to increase the temperature, and is cooled by the air supply cooler 15 and then supplied to the intake manifold 11.

【0032】以上の構成のターボ過給システムによれ
ば、制御装置60によって高圧段の第1コンプレッサ3
1の下流側に設けた温度センサ61の検出値に応じて制
御される電動ファン51により、中間給気冷却器50を
冷却するので、確実に第1コンプレッサ31に入る給気
Aの温度を下げて第1コンプレッサ31を保護すること
ができる。
According to the turbocharger system having the above configuration, the controller 60 controls the first compressor 3 in the high-pressure stage.
The intermediate fan cooler 50 is cooled by the electric fan 51 controlled according to the detection value of the temperature sensor 61 provided downstream of the first compressor 31, so that the temperature of the supply air A entering the first compressor 31 is surely lowered. Thus, the first compressor 31 can be protected.

【0033】また、第1コンプレッサ31の出口の給気
Aの温度が低く、高温の給気による第1コンプレッサ3
1の損傷の心配が無い場合には、電動ファン51をOF
Fして、エネルギー損失を避けることができるので、燃
費の向上とエンジンの出力アップを図ることができる。
The temperature of the supply air A at the outlet of the first compressor 31 is low, and the temperature of the first compressor 3
If there is no fear of damage to the motor, turn off the electric fan 51
F, energy loss can be avoided, so that fuel efficiency can be improved and engine output can be increased.

【0034】また、電動ファン51をエンジン10のク
ランク軸から直接駆動しないので設置場所の選択の範囲
が広がり、レイアウト上の自由度が大きくなる。
Further, since the electric fan 51 is not driven directly from the crankshaft of the engine 10, the range of installation locations can be widened and the degree of freedom in layout can be increased.

【0035】なお、この中間給気冷却器50冷却能力
は、電動ファン51を駆動する場合と、駆動しない場合
のON/OFFの切替えとしたが、電動ファン51の回
転数の制御で第1コンプレッサ32の下流側の給気Aの
温度が所定の値以上にならないように制御すると、より
エネルギー損失を減少できる。
The cooling capacity of the intermediate air supply cooler 50 is switched between ON and OFF when the electric fan 51 is driven and when it is not driven. The first compressor is controlled by controlling the rotation speed of the electric fan 51. Controlling the temperature of the supply air A downstream of 32 to not exceed a predetermined value can further reduce energy loss.

【0036】ちなみに、一例を上げれば、中速回転で過
給機30,40が最も働く場合には、低圧段の第2コン
プレッサ42の出口では、給気温度は約100℃で、給
気圧力は約170kPa程度である。そして、電動ファ
ン51を駆動しない場合には、第1コンプレッサ32の
出口では、給気温度は約200℃で、給気圧力は約29
0kPa程度であるが、電動ファン51を駆動する場合
には、第1コンプレッサ32の出口では、給気温度は約
170℃で、給気圧力は約300kPa程度になる。
Incidentally, for example, when the superchargers 30 and 40 operate most at medium speed, the supply air temperature is about 100 ° C. at the outlet of the second compressor 42 in the low pressure stage, and the supply pressure is Is about 170 kPa. When the electric fan 51 is not driven, at the outlet of the first compressor 32, the supply air temperature is about 200 ° C. and the supply air pressure is about 29 ° C.
Although it is about 0 kPa, when the electric fan 51 is driven, the supply air temperature at the outlet of the first compressor 32 is about 170 ° C. and the supply air pressure is about 300 kPa.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上の説明したように、本発明に係るタ
ーボ過給システムによれば、保護すべき高圧段の第1コ
ンプレッサの出口で給気温度を検出し、この検出値に応
じて中間給気冷却器の冷却能力を変更又は切り替えるの
で、高圧段の第1コンプレッサの出口の給気温度を所定
の値以下にするように、入る給気温度を下げることがで
き、第1コンプレッサを高温から保護することができ
る。
As described above, according to the turbocharger system according to the present invention, the supply air temperature is detected at the outlet of the first compressor of the high pressure stage to be protected, and the intermediate temperature is determined in accordance with the detected value. Since the cooling capacity of the supply air cooler is changed or switched, the supply air temperature at the outlet of the first compressor at the high pressure stage can be lowered so as to be equal to or lower than a predetermined value. Can be protected from

【0038】また、入口の給気温度の上昇を抑えること
ができるので、高圧段の第1コンプレッサの圧縮性能を
良好に維持することができる。
Further, since the rise in the supply air temperature at the inlet can be suppressed, the compression performance of the first compressor in the high-pressure stage can be favorably maintained.

【0039】そして、必要な場合のみ、中間給気冷却器
の冷却能力を高めるので、無駄な冷却を行うこと無く、
冷却用の駆動エネルギーの損失を減少でき、燃費とエン
ジン出力を向上できる。また、効率良く給気の冷却と再
圧縮を行うことができるので、給気の充填効率を良好な
状態に維持できる。
Then, only when necessary, the cooling capacity of the intermediate air supply cooler is increased, so that unnecessary cooling is not performed.
The loss of driving energy for cooling can be reduced, and fuel efficiency and engine output can be improved. Further, since the cooling and recompression of the air supply can be performed efficiently, the charging efficiency of the air supply can be maintained in a good state.

【0040】その上、高圧段と低圧段の2つのコンプレ
ッサ間の吸気通路には、中間給気冷却器だけが配置され
るので、極めてシンプルな構成となり、しかも、電動フ
ァンを用いることにより、エンジンのレイアウト上にお
ける自由度を増すことができ、配管も単純化するので設
計が容易となる。
In addition, since only the intermediate air supply cooler is arranged in the intake passage between the two compressors of the high pressure stage and the low pressure stage, the structure becomes extremely simple. The degree of freedom in the layout can be increased, and the piping can be simplified, so that the design becomes easy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る実施の形態のターボ過給システム
を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a turbocharging system according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ターボ過給システム 12 吸気通路 22 排気通路 30 第1の過給機 31 第1タービン 32 第2コンプレッサ 40 第2の過給機 41 第2タービン 42 第2コンプレッサ 50 中間給気冷却器 51 電動ファン 60 制御装置 61 温度センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Turbocharger system 12 Intake passage 22 Exhaust passage 30 First supercharger 31 First turbine 32 Second compressor 40 Second supercharger 41 Second turbine 42 Second compressor 50 Intermediate supply cooler 51 Electric fan 60 control device 61 temperature sensor

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関の排気通路に、排気ガスにより
駆動される第1の過給機の第1タービンと第2の過給機
の第2タービンを設けると共に、前記第2タービンによ
り駆動される第2コンプレッサと前記第1タービンによ
り駆動される第1コンプレッサを吸気通路の上流側から
直列に2段配置したターボ過給システムにおいて、 前記第1コンプレッサと前記第2コンプレッサの間に、
前記第2コンプレッサで圧縮され昇温した給気を冷却す
る中間給気冷却器を設け、該中間給気冷却器の冷却能力
を変更可能に構成すると共に、前記第1コンプレッサの
下流側に設けた温度センサの検出値に応じて、前記中間
給気冷却器の冷却能力を制御する制御装置を設けたこと
を特徴とするターボ過給システム。
An exhaust passage of an internal combustion engine includes a first turbine of a first supercharger driven by exhaust gas and a second turbine of a second supercharger, and is driven by the second turbine. In a turbocharger system in which a second compressor and a first compressor driven by the first turbine are arranged in two stages in series from the upstream side of an intake passage, a turbocharger is provided between the first compressor and the second compressor.
An intermediate air supply cooler that cools the air supply that has been compressed and heated by the second compressor is provided, and the cooling capacity of the intermediate air supply cooler is configured to be changeable, and is provided downstream of the first compressor. A turbocharger system, comprising: a control device that controls a cooling capacity of the intermediate air supply cooler according to a value detected by a temperature sensor.
【請求項2】 前記中間給気冷却器の冷却能力の変更
を、前記中間給気冷却器を冷却する電動ファンにより行
うことを特徴とする請求項1記載のターボ過給システ
ム。
2. The turbocharger system according to claim 1, wherein the cooling capacity of the intermediate charge air cooler is changed by an electric fan that cools the intermediate charge air cooler.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008513671A (en) * 2004-09-21 2008-05-01 ボルボ ラストバグナー アーベー Pipeline for turbocharger system of internal combustion engine
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