JP2002201951A - ターボ過給装置 - Google Patents
ターボ過給装置Info
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- JP2002201951A JP2002201951A JP2000402681A JP2000402681A JP2002201951A JP 2002201951 A JP2002201951 A JP 2002201951A JP 2000402681 A JP2000402681 A JP 2000402681A JP 2000402681 A JP2000402681 A JP 2000402681A JP 2002201951 A JP2002201951 A JP 2002201951A
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- Japan
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- intake
- control valve
- turbocharger
- intake control
- compressor
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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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- Supercharger (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ターボ過給機の低速域での過給効率を高める。
【解決手段】ターボ過給機１１に設けたコンプレッサイ
ンペラ１８の上流に連通する吸気通路６に、吸気通路６
の内径よりも小径の吸気制御弁１９を介装する。この吸
気制御弁１９はターボ過給機１１が低速域にあるとき閉
弁動作するように設定されており、吸気制御弁１９を閉
弁させることで、吸入空気は、吸気制御弁１９を通過す
る際に増速されて、コンプレッサインペラ１８に吸引さ
れるため過給効率が向上する。
ンペラ１８の上流に連通する吸気通路６に、吸気通路６
の内径よりも小径の吸気制御弁１９を介装する。この吸
気制御弁１９はターボ過給機１１が低速域にあるとき閉
弁動作するように設定されており、吸気制御弁１９を閉
弁させることで、吸入空気は、吸気制御弁１９を通過す
る際に増速されて、コンプレッサインペラ１８に吸引さ
れるため過給効率が向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低速域での過給効
率を向上させることの可能なターボ過給装置に関する。
率を向上させることの可能なターボ過給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、この種のターボ過給機は、高速
域の性能に優る反面、低速域での過給効率が低いため、
低速トルクが低く、十分な発進加速性等を得ることが困
難である。
域の性能に優る反面、低速域での過給効率が低いため、
低速トルクが低く、十分な発進加速性等を得ることが困
難である。
【０００３】例えば実開平５−３２７３１号公報には、
ターボ過給機の応答遅れによる加速の悪化を改善するた
めに、ターボ過給機のコンプレッサハウジングにエアイ
ンジェクションを設け、このエアインジェクションから
噴出される高圧空気をコンプレッサインペラに吹き付け
ることで、ターボ過給機の回転トルクを増加させ、低速
時の過給圧を上昇させて加速性能を改善する技術が開示
されている。
ターボ過給機の応答遅れによる加速の悪化を改善するた
めに、ターボ過給機のコンプレッサハウジングにエアイ
ンジェクションを設け、このエアインジェクションから
噴出される高圧空気をコンプレッサインペラに吹き付け
ることで、ターボ過給機の回転トルクを増加させ、低速
時の過給圧を上昇させて加速性能を改善する技術が開示
されている。
【０００４】又、再公表第９８／４８１５７号公報に
は、ターボ過給機のコンプレッサハウジングとコンプレ
ッサインペラとのクリアランスを可能な限り小さくし
て、このクリアランスからの新気の漏れを防止し、低速
域での加速性能の向上を図る技術が開示されている。
は、ターボ過給機のコンプレッサハウジングとコンプレ
ッサインペラとのクリアランスを可能な限り小さくし
て、このクリアランスからの新気の漏れを防止し、低速
域での加速性能の向上を図る技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した各公
報に開示されている技術は、低速域での過給効率を高め
るために、前者ではターボ過給機自体に部品を追加する
必要があり、後者では、高度な加工精度が要求されるた
め、製造コストの高騰を招く問題がある。
報に開示されている技術は、低速域での過給効率を高め
るために、前者ではターボ過給機自体に部品を追加する
必要があり、後者では、高度な加工精度が要求されるた
め、製造コストの高騰を招く問題がある。
【０００６】又、これらの公報に開示されている技術で
は、従来のターボ過給をそのまま採用することができな
いため、汎用性に欠ける問題がある。
は、従来のターボ過給をそのまま採用することができな
いため、汎用性に欠ける問題がある。
【０００７】本発明は、上記事情に鑑み、簡単な構造
で、低速域の過給効率を高めることができるばかりでな
く、従来のターボ過給機をそのまま採用することがで
き、汎用性に優れたターボ過給装置を提供することを目
的とする。
で、低速域の過給効率を高めることができるばかりでな
く、従来のターボ過給機をそのまま採用することがで
き、汎用性に優れたターボ過給装置を提供することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明によるターボ過給装置は、コンプレッサとタービ
ンとを有するターボ過給機を備え、上記コンプレッサ直
上流に通路内径よりも小径の吸気制御弁を配設したこと
を特徴とする。
本発明によるターボ過給装置は、コンプレッサとタービ
ンとを有するターボ過給機を備え、上記コンプレッサ直
上流に通路内径よりも小径の吸気制御弁を配設したこと
を特徴とする。
【０００９】このような構成では、低速域では、ターボ
過給機のコンプレッサ直上流に配設した吸気制御弁を閉
弁させることで、この吸気制御弁を通過する吸入空気の
流速が速められるため、過給効率及び加速応答性が向上
する。そして、高速域へ移行したときは、吸気制御弁を
全開させることで、吸気抵抗が低減し、吸入空気量が増
大する。
過給機のコンプレッサ直上流に配設した吸気制御弁を閉
弁させることで、この吸気制御弁を通過する吸入空気の
流速が速められるため、過給効率及び加速応答性が向上
する。そして、高速域へ移行したときは、吸気制御弁を
全開させることで、吸気抵抗が低減し、吸入空気量が増
大する。
【００１０】この場合、好ましくは、上記吸気制御弁を
タービンハウジングの上流に連通する吸気通路に配設す
ることで、ターボ過給機を改変することなく、低速域の
過給効率を向上させることができる。
タービンハウジングの上流に連通する吸気通路に配設す
ることで、ターボ過給機を改変することなく、低速域の
過給効率を向上させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施の形態を説明する。図１にターボ過給機付エンジン
の概略構成図を示す。同図の符号１はエンジンで、本実
施の形態では水平対向エンジンを示す。このエンジン１
の両バンクに設けられたシリンダヘッド２に形成されて
いる吸気ポートと排気ポート（何れも図示せず）に吸気
マニホルド３と排気マニホルド４が各々接続されてい
る。
実施の形態を説明する。図１にターボ過給機付エンジン
の概略構成図を示す。同図の符号１はエンジンで、本実
施の形態では水平対向エンジンを示す。このエンジン１
の両バンクに設けられたシリンダヘッド２に形成されて
いる吸気ポートと排気ポート（何れも図示せず）に吸気
マニホルド３と排気マニホルド４が各々接続されてい
る。
【００１２】吸気マニホルド３はエアーチャンバ５に集
合されており、このエアーチャンバ５の上流に吸気通路
６が連通され、この吸気通路６の空気取入れ口にエアク
リーナ（図示せず）が装着されている。更に、吸気通路
６のエアーチャンバ５の上流にスロットル弁７が介装さ
れており、このスロットル弁７の上流にインタークーラ
９が介装されている。一方、排気マニホルド４に排気通
路８が連通され、この排気通路８に触媒１０が介装され
ている。
合されており、このエアーチャンバ５の上流に吸気通路
６が連通され、この吸気通路６の空気取入れ口にエアク
リーナ（図示せず）が装着されている。更に、吸気通路
６のエアーチャンバ５の上流にスロットル弁７が介装さ
れており、このスロットル弁７の上流にインタークーラ
９が介装されている。一方、排気マニホルド４に排気通
路８が連通され、この排気通路８に触媒１０が介装され
ている。
【００１３】又、符号１１はターボ過給機で、図２、図
４に示すように、このターボ過給機１１の本体１１ａ
が、排気通路８の排気マニホルド４と触媒１０との間に
介装されるタービンハウジング１２と、吸気通路６のイ
ンタークーラ９の上流に介装されるコンプレッサハウジ
ング１３と、この両ハウジング１２，１３を連設するセ
ンタハウジング１４とで構成されている。
４に示すように、このターボ過給機１１の本体１１ａ
が、排気通路８の排気マニホルド４と触媒１０との間に
介装されるタービンハウジング１２と、吸気通路６のイ
ンタークーラ９の上流に介装されるコンプレッサハウジ
ング１３と、この両ハウジング１２，１３を連設するセ
ンタハウジング１４とで構成されている。
【００１４】センタハウジング１４にはロータ軸１６が
回動自在に支持されており、このロータ軸１６の一端
に、タービンハウジング１２に収容されるタービンホイ
ール１５が連結され、他端に、コンプレッサハウジング
１３に収容されるコンプレッサインペラ１８が連結され
ている。
回動自在に支持されており、このロータ軸１６の一端
に、タービンハウジング１２に収容されるタービンホイ
ール１５が連結され、他端に、コンプレッサハウジング
１３に収容されるコンプレッサインペラ１８が連結され
ている。
【００１５】タービンホイール１５は、タービンハウジ
ング１２に導かれる排気圧によって回転駆動され、この
回転駆動によりコンプレッサインペラ１８を回転させ
て、過給された吸入空気をエンジン１へ供給する。
ング１２に導かれる排気圧によって回転駆動され、この
回転駆動によりコンプレッサインペラ１８を回転させ
て、過給された吸入空気をエンジン１へ供給する。
【００１６】又、コンプレッサハウジング１３の直上流
に連通する吸気通路６に、バタフライ式吸気制御弁１９
が配設されている。この吸気制御弁１９のほぼ中央が弁
軸１９ａに固定されており、この弁軸１９ａが吸気通路
６に回動自在に支持されている。この弁軸１９ａは電磁
弁、モータ等の吸気制御弁用アクチュエータ（図示せ
ず）に連設されており、吸気制御弁用アクチュエータは
図示しない制御装置からの駆動信号に基づいて動作され
る。
に連通する吸気通路６に、バタフライ式吸気制御弁１９
が配設されている。この吸気制御弁１９のほぼ中央が弁
軸１９ａに固定されており、この弁軸１９ａが吸気通路
６に回動自在に支持されている。この弁軸１９ａは電磁
弁、モータ等の吸気制御弁用アクチュエータ（図示せ
ず）に連設されており、吸気制御弁用アクチュエータは
図示しない制御装置からの駆動信号に基づいて動作され
る。
【００１７】図２、図３に示すように、この吸気制御弁
１９の外径は、その外周に対設する吸気通路６の内径よ
りも小さく形成されている。従って、同図に示すよう
に、吸気制御弁１９が閉弁状態にあるとき、吸入空気
は、吸気制御弁１９の外周と吸気通路６の内周との間に
形成されたリング状の空隙部２０を経てコンプレッサイ
ンペラ１８側へ吸い込まれる。
１９の外径は、その外周に対設する吸気通路６の内径よ
りも小さく形成されている。従って、同図に示すよう
に、吸気制御弁１９が閉弁状態にあるとき、吸入空気
は、吸気制御弁１９の外周と吸気通路６の内周との間に
形成されたリング状の空隙部２０を経てコンプレッサイ
ンペラ１８側へ吸い込まれる。
【００１８】尚、吸気制御弁１９の外径（換言すれば、
空隙部２０の幅）は、搭載されているターボ過給機１１
のコンプレッサインペラ１８の形状等で相違するため、
一律に設定することが困難であり、実験等から最適な値
を求める。
空隙部２０の幅）は、搭載されているターボ過給機１１
のコンプレッサインペラ１８の形状等で相違するため、
一律に設定することが困難であり、実験等から最適な値
を求める。
【００１９】制御装置では、エンジン回転数、吸入空気
量、スロットル開度等のエンジン運転状態を検出するパ
ラメータに基づき、ターボ過給機１１の回転が低速域に
あるか、高速域にあるかを判定する。
量、スロットル開度等のエンジン運転状態を検出するパ
ラメータに基づき、ターボ過給機１１の回転が低速域に
あるか、高速域にあるかを判定する。
【００２０】そして、ターボ過給機１１の過給圧が所定
圧未満となる、低速域では、吸気制御弁用アクチュエー
タに閉弁信号を出力し、吸気制御弁１９を閉弁動作させ
る。又、過給圧が所定値以上となる、高速域では、吸気
制御弁用アクチュエータに開弁信号を出力し、吸気制御
弁１９を開弁動作させる。
圧未満となる、低速域では、吸気制御弁用アクチュエー
タに閉弁信号を出力し、吸気制御弁１９を閉弁動作させ
る。又、過給圧が所定値以上となる、高速域では、吸気
制御弁用アクチュエータに開弁信号を出力し、吸気制御
弁１９を開弁動作させる。
【００２１】次に、このような構成によるターボ過給装
置の動作について説明する。エンジン１が運転中は、タ
ーボ過給機１１のタービンホイール１５が排気圧を受け
て回転し、このタービンホイール１５にロータ軸１６を
介して連設するコンプレッサインペラ１８が同方向へ回
転し、エンジン１へ供給する吸入空気を過給する。
置の動作について説明する。エンジン１が運転中は、タ
ーボ過給機１１のタービンホイール１５が排気圧を受け
て回転し、このタービンホイール１５にロータ軸１６を
介して連設するコンプレッサインペラ１８が同方向へ回
転し、エンジン１へ供給する吸入空気を過給する。
【００２２】一方、制御装置では、エンジン回転数、吸
入空気量、スロットル開度等のエンジン運転状態を検出
するパラメータに基づき、ターボ過給機１１の運転領域
が、過給圧が設定値以上となる高速域にあるか、過給圧
が設定値未満となる低速域にあるかを調べる。
入空気量、スロットル開度等のエンジン運転状態を検出
するパラメータに基づき、ターボ過給機１１の運転領域
が、過給圧が設定値以上となる高速域にあるか、過給圧
が設定値未満となる低速域にあるかを調べる。
【００２３】そして、高速域にあると判定したときは、
吸気制御弁用アクチュエータに対して開弁信号を出力す
る。すると、吸気制御弁用アクチュエータが吸気制御弁
１９を開弁動作させる。その結果、図４、図５に示すよ
うに、吸気制御弁１９の表面が吸入空気の流れに沿った
方向へ開き、この吸気制御弁１９による吸気抵抗が最小
となる。
吸気制御弁用アクチュエータに対して開弁信号を出力す
る。すると、吸気制御弁用アクチュエータが吸気制御弁
１９を開弁動作させる。その結果、図４、図５に示すよ
うに、吸気制御弁１９の表面が吸入空気の流れに沿った
方向へ開き、この吸気制御弁１９による吸気抵抗が最小
となる。
【００２４】図４に、このときのコンプレッサインペラ
１８に吸い込まれる吸入空気の流速特性を矢印で示す。
同図に示すように、吸入空気は、その中心軸から外周方
向へ向かう程流速が速くなる特性を示す。
１８に吸い込まれる吸入空気の流速特性を矢印で示す。
同図に示すように、吸入空気は、その中心軸から外周方
向へ向かう程流速が速くなる特性を示す。
【００２５】一方、制御装置において、ターボ過給機１
１の運転領域が低速域にあると判定したときは、吸気制
御弁用アクチュエータに閉弁信号を出力する。すると、
吸気制御弁用アクチュエータが吸気制御弁１９を回転さ
せて吸気通路８を閉弁する。
１の運転領域が低速域にあると判定したときは、吸気制
御弁用アクチュエータに閉弁信号を出力する。すると、
吸気制御弁用アクチュエータが吸気制御弁１９を回転さ
せて吸気通路８を閉弁する。
【００２６】その結果、図２、図３に示すように、吸気
制御弁１９は吸入空気流に対してほぼ直交する方向へ回
転し、吸入空気は、吸気制御弁１９の外周と吸気通路６
の内周との間に形成されたリング状の空隙部２０を通過
し、流速が速められた状態でターボ過給機１１のコンプ
レッサインペラ１８に吸い込まれる。このとき、吸入空
気は空隙部２０を通り、吸気通路６の内壁に沿ってコン
プレッサインペラ１８の外縁方向へ流れる。
制御弁１９は吸入空気流に対してほぼ直交する方向へ回
転し、吸入空気は、吸気制御弁１９の外周と吸気通路６
の内周との間に形成されたリング状の空隙部２０を通過
し、流速が速められた状態でターボ過給機１１のコンプ
レッサインペラ１８に吸い込まれる。このとき、吸入空
気は空隙部２０を通り、吸気通路６の内壁に沿ってコン
プレッサインペラ１８の外縁方向へ流れる。
【００２７】上述したように、コンプレッサインペラ１
８の流速特性は外周方向へ向かうほど増速される特性を
示しているため、コンプレッサインペラ１８の流速が増
速される側に、吸入空気を供給することで、本来、コン
プレッサインペラ１８の有する流速特性が増強され、過
給効率が向上し、従って、低速域での加速応答性が向上
する。
８の流速特性は外周方向へ向かうほど増速される特性を
示しているため、コンプレッサインペラ１８の流速が増
速される側に、吸入空気を供給することで、本来、コン
プレッサインペラ１８の有する流速特性が増強され、過
給効率が向上し、従って、低速域での加速応答性が向上
する。
【００２８】このように、本実施の形態によれば、ター
ボ過給機１１が低速域にあるときは、吸気制御弁１９を
閉弁させて、その周囲に形成された空隙部２０から吸入
空気を増速させた状態でコンプレッサインペラ１８の外
縁方向へ導くようにしたので、本来、コンプレッサイン
ペラ１８の有する流速特性が増強され、低速域での過給
効率が向上する。
ボ過給機１１が低速域にあるときは、吸気制御弁１９を
閉弁させて、その周囲に形成された空隙部２０から吸入
空気を増速させた状態でコンプレッサインペラ１８の外
縁方向へ導くようにしたので、本来、コンプレッサイン
ペラ１８の有する流速特性が増強され、低速域での過給
効率が向上する。
【００２９】又、吸気制御弁１９をコンプレッサハウジ
ング１３に連設する吸気通路６側に配設したので、ター
ボ過給機１１は従来のものをそのまま採用することが可
能となり、優れた汎用性を得ることができる。
ング１３に連設する吸気通路６側に配設したので、ター
ボ過給機１１は従来のものをそのまま採用することが可
能となり、優れた汎用性を得ることができる。
【００３０】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
コンプレッサ直上流に通路内径よりも小径の吸気制御弁
を配設したので、低速域では、吸気制御弁を閉弁させる
ことで、コンプレッサに流入する吸入空気の流速が増速
され、過給効率が向上し、良好な加速応答性を得ること
ができる。
コンプレッサ直上流に通路内径よりも小径の吸気制御弁
を配設したので、低速域では、吸気制御弁を閉弁させる
ことで、コンプレッサに流入する吸入空気の流速が増速
され、過給効率が向上し、良好な加速応答性を得ること
ができる。
【００３１】この場合、吸気制御弁をコンプレッサ直上
流に連通する吸気通路に配設することで、既存のターボ
過給機をそのまま採用することが可能となり、優れた汎
用性を得ることができる。
流に連通する吸気通路に配設することで、既存のターボ
過給機をそのまま採用することが可能となり、優れた汎
用性を得ることができる。
【図１】ターボ過給機付エンジンの概略構成図
【図２】吸気制御弁閉弁時のターボ過給機の縦断面図
【図３】図２のIII矢視図
【図４】吸気制御弁開弁時のターボ過給機の縦断面図
【図５】図４のV矢視図
６ 吸気通路 １１ ターボ過給機 １２ タービンハウジング １３ コンプレッサハウジング １５ タービンホイール １８ コンプレッサインペラ １９ 吸気制御弁
Claims (2)
- 【請求項１】コンプレッサとタービンとを有するターボ
過給機を備え、 上記コンプレッサ直上流に通路内径よりも小径の吸気制
御弁を配設したことを特徴とするターボ過給装置。 - 【請求項２】上記吸気制御弁をタービンハウジングの上
流に連通する吸気通路に配設したことを特徴とする請求
項１記載のターボ過給装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000402681A JP2002201951A (ja) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | ターボ過給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000402681A JP2002201951A (ja) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | ターボ過給装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002201951A true JP2002201951A (ja) | 2002-07-19 |
Family
ID=18866926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000402681A Pending JP2002201951A (ja) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | ターボ過給装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002201951A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2904375A1 (fr) * | 2006-07-26 | 2008-02-01 | Renault Sas | Dispositif pour l'admission d'air en entree d'un compresseur, notamment d'un turbocompresseur |
| JP2015105644A (ja) * | 2013-12-02 | 2015-06-08 | 株式会社豊田中央研究所 | 過給機用圧縮機 |
| JP2016000999A (ja) * | 2009-12-29 | 2016-01-07 | 川崎重工業株式会社 | 自動二輪車 |
-
2000
- 2000-12-28 JP JP2000402681A patent/JP2002201951A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2904375A1 (fr) * | 2006-07-26 | 2008-02-01 | Renault Sas | Dispositif pour l'admission d'air en entree d'un compresseur, notamment d'un turbocompresseur |
| JP2016000999A (ja) * | 2009-12-29 | 2016-01-07 | 川崎重工業株式会社 | 自動二輪車 |
| JP2015105644A (ja) * | 2013-12-02 | 2015-06-08 | 株式会社豊田中央研究所 | 過給機用圧縮機 |
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