JP2010209688A - Turbocharger device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a parallel supercharging type turbocharger device improving work efficiency in mounting an engine. <P>SOLUTION: This device includes a first and a second turbocharger 10, 20. Exhaust gas introduction passages 15, 25 formed on each turbine housing 11, 21 are composed as one unit and are connected to a common exhaust manifold communication port 5, and exhaust gas discharge passages 16, 26 formed on each turbine housing 11, 21 are composed as one unit and are connected to a common gas discharge port 8. Air introduction passages 18, 28 formed on each compressor housing 12, 22 of both turbochargers 10, 20 are composed as one unit and are connected to a common air intake port 33, and air discharge passages 19, 29 formed on each compressor housing 12, 22 are composed as one unit and are connected to a common air intake manifold communication port 31. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数個のターボチャージャを備えたターボチャージャ装置に係り、特に、これらのターボチャージャをエンジンに対して並列に接続した、所謂パラレル過給式のターボチャージャ装置に関する。   The present invention relates to a turbocharger device including a plurality of turbochargers, and more particularly to a so-called parallel supercharged turbocharger device in which these turbochargers are connected in parallel to an engine.

従来、上記したパラレル過給式のターボチャージャ装置としては、例えば、互いに大きさの同じ２個のターボチャージャを備えたものがある。
このターボチャージャ装置において、第１のターボチャージャ及び第２のターボチャージャは互いに独立して配置され、両ターボチャージャの各タービンの排気ガス入口側はエンジンの排気マニホルドに個々に接続されていると共に、各タービンの排気ガス出口側はいずれも配管を介して触媒側に接続されている。 Conventionally, as the above-described parallel supercharged turbocharger device, for example, there is one provided with two turbochargers having the same size.
In this turbocharger device, the first turbocharger and the second turbocharger are arranged independently of each other, and the exhaust gas inlet side of each turbine of both turbochargers is individually connected to the exhaust manifold of the engine, The exhaust gas outlet side of each turbine is connected to the catalyst side via a pipe.

一方、両ターボチャージャの各コンプレッサの空気入口側は配管を介してそれぞれ吸気口側に接続されていると共に、各コンプレッサの空気出口側はいずれも配管を介してエンジンのサージタンク側に接続されている。
このターボチャージャ装置では、作動範囲の拡大を図るべくガスバイパスバルブを制御して、吸入空気量が少ないエンジンの低速域において、二個のターボチャージャのうちの第１のターボチャージャのみを作動させ、一方、吸入空気量が多いエンジンの高速域において、第１のターボチャージャ及び第２のターボチャージャの双方を作動させるようになっている（例えば、特許文献１参照）。 On the other hand, the air inlet side of each compressor of both turbochargers is connected to the intake port side via piping, and the air outlet side of each compressor is connected to the engine surge tank side via piping. Yes.
In this turbocharger device, the gas bypass valve is controlled in order to expand the operating range, and only the first turbocharger of the two turbochargers is operated in the low speed region of the engine with a small intake air amount, On the other hand, both the first turbocharger and the second turbocharger are operated in a high speed range of an engine having a large intake air amount (see, for example, Patent Document 1).

特許第2785439号Patent No. 2785439

ところが、上記した従来のターボチャージャ装置にあっては、互いに独立して配置された第１のターボチャージャ及び第２のターボチャージャの各排気ガス入口側をエンジンの排気マニホルドに個々に接続させている都合上、両ターボチャージャの各タービンや各コンプレッサ周りに多数のそして長い寸法の配管をめぐらせる必要があることから、この配管の取り回しが煩雑で且つ困難なものとなっていて、エンジンに対する搭載作業性が良いとは言えず、特に、２段過給式又はシリーズ過給式と呼ばれる、２台のターボチャージャを直列に接続したものと比較すると、搭載作業性がかなり劣っているという問題を有しており、この問題を解決することが従来の課題となっていた。   However, in the conventional turbocharger device described above, the exhaust gas inlet sides of the first turbocharger and the second turbocharger that are arranged independently of each other are individually connected to the exhaust manifold of the engine. For convenience, it is necessary to route a large number of long pipes around the turbines and compressors of both turbochargers. This makes it difficult and difficult to handle the pipes. In particular, it has a problem that the mounting workability is considerably inferior to that of two turbochargers connected in series, which is called a two-stage supercharging type or a series supercharging type. It has been a conventional problem to solve this problem.

本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、エンジンに対する搭載作業性を向上させることが可能であるターボチャージャ装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made paying attention to the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a turbocharger device capable of improving the mounting workability with respect to the engine.

本発明の請求項１に係る発明は、タービンハウジング及びコンプレッサハウジングを有するターボチャージャを複数備え、これらのターボチャージャをエンジンに対して並列に接続したパラレル過給式のターボチャージャ装置において、前記複数のターボチャージャの各タービンハウジングに形成された排気ガス導入路を一体に構成して共通の一つの排気マニホルド連通口を介してエンジンの排気マニホルドに連通させると共に、前記各タービンハウジングに形成された排気ガス排出路を一体に構成して共通の一つのガス排出口に連通させ、前記複数のターボチャージャの各コンプレッサハウジングに形成された空気導入路を一体に構成して共通の一つの空気取入口に連通させると共に、前記各コンプレッサハウジングに形成された空気排出路を一体に構成して共通の一つの吸気マニホルド連通口を介してエンジンの吸気マニホルドに連通させた構成としたことを特徴としており、このターボチャージャ装置の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。   The invention according to claim 1 of the present invention comprises a plurality of turbochargers each having a turbine housing and a compressor housing, and a plurality of turbocharger devices connected in parallel to the engine. An exhaust gas introduction path formed in each turbine housing of the turbocharger is integrally configured to communicate with the engine exhaust manifold through a common exhaust manifold communication port, and the exhaust gas formed in each turbine housing. The exhaust passage is configured integrally to communicate with one common gas exhaust port, and the air introduction passage formed in each compressor housing of the plurality of turbochargers is integrally configured to communicate with one common air intake port. And an air discharge formed in each compressor housing. In order to solve the above-described conventional problems, the turbocharger device is configured to be integrated with the intake manifold of the engine through a common intake manifold communication port. As a means of.

このような構成のターボチャージャ装置では、従来のパラレル過給式のターボチャージャ装置と比べて、配管の取り回しが少なくなるので、搭載作業性の向上が図られることとなる。
また、本発明の請求項２に係るターボチャージャ装置において、一つのターボチャージャを構成するタービン及びコンプレッサの間に、他のターボチャージャを構成するタービン又はコンプレッサが配置されている構成としており、具体的には、一つのターボチャージャと他のターボチャージャとを互いに軸方向にずらした状態で隣接させたり、一つのターボチャージャと他のターボチャージャとを互いに交差させた状態で隣接させたりする構成とすることができる。 In the turbocharger device having such a configuration, the piping work is reduced as compared with the conventional parallel supercharging turbocharger device, so that the mounting workability can be improved.
Further, in the turbocharger device according to claim 2 of the present invention, a turbine or a compressor constituting another turbocharger is disposed between a turbine and a compressor constituting one turbocharger. Is configured such that one turbocharger and another turbocharger are adjacent to each other while being shifted in the axial direction, or one turbocharger and another turbocharger are adjacent to each other while crossing each other. be able to.

この構成を採用すると、一つのターボチャージャに対して他のターボチャージャが密に重なり合うこととなって、近年におけるエンジンやその周辺機器の小型軽量化に伴うコンパクト化の要求に対応し得ることとなる。
さらに、本発明の請求項３に係るターボチャージャ装置において、前記排気ガス導入路は、一つの排気ガス導入路が前記排気マニホルド連通口に連通されると共に該一つの排気ガス導入路に他の排気ガス導入路が接続されて一体に構成され、前記排気ガス排出路は、一つの排気ガス排出路が前記ガス排出口に連通されると共に該一つの排気ガス排出路に他の排気ガス排出路が接続されて一体に構成されている構成としている。 When this configuration is adopted, other turbochargers overlap closely with one turbocharger, which can meet the demands for compactness associated with the recent reduction in size and weight of engines and peripheral devices. .
Furthermore, in the turbocharger device according to claim 3 of the present invention, the exhaust gas introduction path has one exhaust gas introduction path communicating with the exhaust manifold communication port and another exhaust gas introduced into the one exhaust gas introduction path. A gas introduction path is connected to be integrated, and the exhaust gas discharge path has one exhaust gas discharge path communicating with the gas discharge port and another exhaust gas discharge path connected to the one exhaust gas discharge path. It is set as the structure connected and integrated.

この構成を有するターボチャージャ装置では、複数のターボチャージャの各タービンハウジング同士が、配管を用いることなく接続することになり、一層のコンパクト化が図られることとなる。
さらにまた、本発明の請求項４に係るターボチャージャ装置は、一つのターボチャージャの排気ガス導入路及び排気ガス排出路が同一のフランジに形成され、他のターボチャージャの排気ガス導入路及び排気ガス排出路が同一のフランジに形成され、これらのフランジを接続することで前記排気ガス導入路同士及び排気ガス排出路同士が接続される構成としている。 In the turbocharger device having this configuration, the turbine housings of the plurality of turbochargers are connected without using a pipe, so that further downsizing can be achieved.
Furthermore, in the turbocharger device according to claim 4 of the present invention, the exhaust gas introduction path and the exhaust gas discharge path of one turbocharger are formed in the same flange, and the exhaust gas introduction path and the exhaust gas of the other turbocharger are formed. The exhaust passages are formed in the same flange, and the exhaust gas introduction passages and the exhaust gas discharge passages are connected by connecting these flanges.

この場合には、一つのターボチャージャ及び他のターボチャージャの各フランジ同士を連結すれば、両ターボチャージャの各排気ガス導入路同士及び排気ガス排出路同士の接続が成されるので、一層のコンパクト化に加えて、一層の搭載作業性の向上が図られることとなる。
さらにまた、本発明の請求項５に係るターボチャージャ装置において、前記空気導入路は、一つの空気導入路が前記空気取入口に連通されると共に該一つの空気導入路に他の空気導入路が接続されて一体に構成され、前記空気排出路は、一つの空気排出路が前記吸気マニホルド連通口に連通されると共に該一つの空気排出路に他の空気排出路が接続されて一体に構成されている構成としている。 In this case, if the flanges of one turbocharger and the other turbocharger are connected to each other, the exhaust gas introduction paths and the exhaust gas discharge paths of both turbochargers are connected to each other. In addition to the improvement, the mounting workability is further improved.
Furthermore, in the turbocharger device according to claim 5 of the present invention, the air introduction path has one air introduction path communicated with the air intake and another air introduction path in the one air introduction path. The air discharge path is integrally formed by connecting one air discharge path to the intake manifold communication port and connecting another air discharge path to the one air discharge path. It has a configuration.

この構成を有するターボチャージャ装置では、複数のターボチャージャの各コンプレッサハウジング同士が、配管を用いることなく接続することになり、より一層のコンパクト化が図られることとなる。
さらにまた、本発明の請求項６に係るターボチャージャ装置では、互いに接続するタービンハウジング同士をエンジンに固定した際の熱膨張による伸縮を考慮して、前記空気導入路及び前記空気排出路の両方が、各々の中間にダンパ機構をそれぞれ有している構成としている。 In the turbocharger device having this configuration, the compressor housings of the plurality of turbochargers are connected to each other without using pipes, so that further downsizing can be achieved.
Furthermore, in the turbocharger device according to claim 6 of the present invention, in consideration of expansion and contraction due to thermal expansion when the turbine housings connected to each other are fixed to the engine, both the air introduction path and the air discharge path are provided. The damper mechanism is provided in the middle of each.

この構成を採用すると、タービンハウジングをエンジンに固定した場合に、ターボチャージャのコンプレッサハウジング側において、Ｘ方向，Ｙ方向及びＺ方向の三方向の熱膨張による伸び縮みや製造組立時における誤差を吸収し得ることとなる。
なお、ダンパ機構を用いない場合には、コンプレッサハウジングとエンジンとの間に、熱膨張による伸び縮みや製造組立時における誤差を吸収し得るフレキシブルな配管や機構を介在させることが望ましい。 When this configuration is adopted, when the turbine housing is fixed to the engine, the compressor housing side of the turbocharger absorbs expansion / contraction due to thermal expansion in the X direction, Y direction, and Z direction, and errors during manufacturing and assembly. Will get.
When the damper mechanism is not used, it is desirable to interpose a flexible pipe or mechanism that can absorb expansion / contraction due to thermal expansion and errors during manufacturing / assembly between the compressor housing and the engine.

本発明に係るターボチャージャ装置において、ターボチャージャの個数に決まりはなく、２個に限定されないほか、複数のターボチャージャの大小にもとくに決まりはなく、大きさがそれぞれ異なっていてもよいし、互いに同じ大きさであってもよい。
また、本発明に係るターボチャージャ装置が、例えば、２個のターボチャージャを備えている場合において、エンジンの低速域で副ターボチャージャを停止させて主ターボチャージャのみを作動させる制御用のガスバイパスバルブは、副ターボチャージャのタービンの後流側に配置することができるほか、タービンの前流側に配置してもよい。 In the turbocharger device according to the present invention, the number of turbochargers is not determined and is not limited to two. In addition, there is no particular determination as to the size of the plurality of turbochargers, and the sizes may be different from each other. It may be the same size.
In addition, when the turbocharger device according to the present invention includes, for example, two turbochargers, a gas bypass valve for control that operates only the main turbocharger by stopping the auxiliary turbocharger in the low speed region of the engine. May be arranged on the downstream side of the turbine of the auxiliary turbocharger, or may be arranged on the upstream side of the turbine.

さらに、本発明に係るターボチャージャ装置が、例えば、２個のターボチャージャを備えている場合において、副ターボチャージャのタービンの後流側には、圧力微調整用のガスバイパス及びバルブを必要に応じて配置することができるほか、コンプレッサ側に、エアバイパスバルブやリリーフバルブを必要に応じて配置することができる。   Furthermore, when the turbocharger device according to the present invention includes, for example, two turbochargers, a gas bypass and a valve for fine pressure adjustment are provided on the downstream side of the turbine of the auxiliary turbocharger as necessary. In addition, an air bypass valve and a relief valve can be arranged on the compressor side as necessary.

本発明の請求項１に係るターボチャージャ装置では、上記した構成としているので、エンジンに対する搭載作業性を向上させることが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
また、本発明の請求項２に係るターボチャージャ装置では、上記した構成としたため、コンパクト化の実現が可能であり、したがって、エンジンに搭載する際の配置の自由度を拡大することができる。 Since the turbocharger device according to claim 1 of the present invention has the above-described configuration, a very excellent effect that it is possible to improve the mounting workability with respect to the engine is brought about.
In addition, since the turbocharger device according to claim 2 of the present invention has the above-described configuration, it is possible to realize a compact design, and therefore, it is possible to increase the degree of freedom of arrangement when mounted on the engine.

さらに、本発明の請求項３に係るターボチャージャ装置では、上記した構成としているので、さらなるコンパクト化の実現が可能であり、本発明の請求項４に係るターボチャージャ装置では、上記した構成としたため、コンパクト化に加えて、より一層の搭載作業性の向上を実現することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
さらにまた、本発明の請求項５に係るターボチャージャ装置では、上記した構成としているので、より一層のコンパクト化を実現することができ、本発明の請求項６に係るターボチャージャ装置では、上記した構成としたため、ターボチャージャのタービンハウジングをエンジンに固定する場合に、熱膨張による伸び縮みや製造組立時における誤差をターボチャージャのコンプレッサハウジング側で吸収することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。 Furthermore, since the turbocharger device according to claim 3 of the present invention has the above-described configuration, it is possible to realize further compactness, and the turbocharger device according to claim 4 of the present invention has the above-described configuration. In addition to downsizing, there is an excellent effect that it is possible to further improve the mounting workability.
Furthermore, since the turbocharger device according to claim 5 of the present invention has the above-described configuration, further downsizing can be realized, and the turbocharger device according to claim 6 of the present invention is configured as described above. Due to this configuration, when the turbocharger turbine housing is fixed to the engine, the turbocharger compressor housing side can absorb the expansion and contraction due to thermal expansion and errors during manufacturing and assembly. Brought about.

さらにまた、本発明に係るターボチャージャ装置では、２台のターボチャージャを直列に接続した、所謂過給方式の異なる２段過給式又はシリーズ過給式と呼ばれるものと比較しても、搭載作業性が遜色のないものとなる。   Furthermore, in the turbocharger device according to the present invention, the mounting work is compared with what is called a two-stage supercharging system or a series supercharging system in which two turbochargers are connected in series, which are different from the so-called supercharging system. Sex will not be inferior.

本発明に係るターボチャージャ装置の一実施形態を示す系統説明図である。It is a system explanatory view showing one embodiment of a turbocharger device concerning the present invention. 図１におけるターボチャージャ装置の排気ガスの流れを示す全体斜視説明図である。FIG. 2 is an overall perspective view illustrating the flow of exhaust gas in the turbocharger device in FIG. 1. 図１におけるターボチャージャ装置の空気の流れを示す全体斜視説明図である。It is a whole perspective explanatory view which shows the flow of the air of the turbocharger apparatus in FIG. 本発明に係るターボチャージャ装置の他の実施形態を示す部分系統説明図である。It is partial system explanatory drawing which shows other embodiment of the turbocharger apparatus which concerns on this invention.

以下、本発明に係るターボチャージャ装置を図面に基づいて説明する。
図１〜図３は、本発明に係るターボチャージャ装置の一実施形態を示しており、この実施形態では、本発明に係るターボチャージャ装置が、ターボチャージャをエンジンに対して並列に接続したパラレル過給式のツインターボチャージャ装置である場合を示す。
図１に示すように、このツインターボチャージャ装置１は、タービンハウジング１１及びコンプレッサハウジング１２を有する第１のターボチャージャ１０と、タービンハウジング２１及びコンプレッサハウジング２２を有する第２のターボチャージャ２０を備えている。 Hereinafter, a turbocharger device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 3 show an embodiment of a turbocharger device according to the present invention. In this embodiment, the turbocharger device according to the present invention has a parallel overload in which a turbocharger is connected in parallel to an engine. A case of a feed type twin turbocharger device is shown.
As shown in FIG. 1, the twin turbocharger device 1 includes a first turbocharger 10 having a turbine housing 11 and a compressor housing 12, and a second turbocharger 20 having a turbine housing 21 and a compressor housing 22. Yes.

これらのターボチャージャ１０，２０は、互いに軸方向にずらした状態で隣接させてあり、第１のターボチャージャ１０を構成するタービン及びコンプレッサの間に、第２のターボチャージャ２０を構成するタービン又はコンプレッサが位置している。
両ターボチャージャ１０，２０の各タービンハウジング１１，２１には、排気ガス導入路１５，２５がそれぞれ形成してあると共に、排気ガス排出路１６，２６がそれぞれ形成してある。 These turbochargers 10 and 20 are adjacent to each other while being shifted in the axial direction, and the turbine or compressor constituting the second turbocharger 20 is interposed between the turbine and compressor constituting the first turbocharger 10. Is located.
Exhaust gas introduction passages 15 and 25 are formed in the turbine housings 11 and 21 of both turbochargers 10 and 20, respectively, and exhaust gas discharge passages 16 and 26 are formed respectively.

この場合、図２にも示すように、第１のターボチャージャ１０のタービンハウジング１１には、排気ガス導入路１５及び排気ガス排出路１６が開口するフランジ１７が一体で設けてあり、一方、第２のターボチャージャ２０のタービンハウジング２１にも、排気ガス導入路２５及び排気ガス排出路２６が開口するフランジ２７が一体で設けてある。
そして、これらのフランジ１７，２７同士を互いに連結することで、排気ガス導入路１５，２５同士及び排気ガス排出路１６，２６同士の連通が同時になされるようにしてある。 In this case, as also shown in FIG. 2, the turbine housing 11 of the first turbocharger 10 is integrally provided with a flange 17 in which the exhaust gas introduction path 15 and the exhaust gas discharge path 16 open, The turbine housing 21 of the second turbocharger 20 is also integrally provided with a flange 27 through which the exhaust gas introduction passage 25 and the exhaust gas discharge passage 26 open.
The flanges 17 and 27 are connected to each other so that the exhaust gas introduction passages 15 and 25 and the exhaust gas discharge passages 16 and 26 communicate with each other at the same time.

この実施例において、互いに接続する排気ガス導入路１５，２５のうちの第２のターボチャージャ２０の排気ガス導入路２５を排気マニホルド連通口５にフランジ２３を介して連通させている、すなわち、両タービンハウジング１１，２１の排気ガス導入路１５，２５を一体に構成して、共通の一つの排気マニホルド連通口５を介してエンジンＥの排気マニホルドＥＭに連通させている。   In this embodiment, the exhaust gas introduction path 25 of the second turbocharger 20 of the exhaust gas introduction paths 15 and 25 connected to each other is communicated with the exhaust manifold communication port 5 via the flange 23. The exhaust gas introduction passages 15 and 25 of the turbine housings 11 and 21 are integrally formed and communicated with the exhaust manifold EM of the engine E through one common exhaust manifold communication port 5.

一方、互いに接続する排気ガス排出路１６，２６のうちの第１のターボチャージャ１０の排気ガス排出路１６をガス排出口８にフランジ１３を介して連通させている、すなわち、両タービンハウジング１１，２１の排気ガス排出路１６，２６を一体に構成して、共通の一つのガス排出口８を介して図外の触媒側に連通させている。
また、両ターボチャージャ１０，２０の各コンプレッサハウジング１２，２２には、図３にも示すように、空気導入路１８，２８がそれぞれ形成してあると共に、空気排出路１９，２９がそれぞれ形成してあり、これらの空気導入路１８，２８同士及び空気排出路１９，２９同士は、いずれもダンパ機構２を介して連通させてある。 On the other hand, of the exhaust gas discharge paths 16 and 26 connected to each other, the exhaust gas discharge path 16 of the first turbocharger 10 is communicated with the gas discharge port 8 via the flange 13, that is, both the turbine housings 11, 21 exhaust gas discharge passages 16 and 26 are integrally formed and communicated with a catalyst side (not shown) through a common gas discharge port 8.
Further, as shown in FIG. 3, air introduction paths 18 and 28 are formed in the compressor housings 12 and 22 of both turbochargers 10 and 20, respectively, and air discharge paths 19 and 29 are formed. The air introduction paths 18 and 28 and the air discharge paths 19 and 29 are communicated with each other via the damper mechanism 2.

この実施例において、互いに接続する空気排出路１９，２９のうちの第２のターボチャージャ２０の空気排出路２９を吸気マニホルド連通口３１にフランジ３０を介して連通させている、すなわち、両コンプレッサハウジング１２，２２の空気排出路１９，２９を一体に構成して、共通の一つの吸気マニホルド連通口３１を介してエンジンＥの吸気マニホルドＩＭに連通させている。   In this embodiment, the air discharge passage 29 of the second turbocharger 20 of the air discharge passages 19 and 29 connected to each other is communicated with the intake manifold communication port 31 via the flange 30, that is, both compressor housings. The air discharge passages 19 and 29 of 12 and 22 are integrally formed and communicated with the intake manifold IM of the engine E through one common intake manifold communication port 31.

一方、互いに接続する空気導入路１８，２８のうちの第１のターボチャージャ１０の空気導入路１８を空気取入口３３にフランジ３２を介して連通させている、すなわち、両コンプレッサハウジング１２，２２の空気導入路１８，２８を一体に構成して、共通の一つの空気取入口３３を介して図外のエアクリーナ側に連通させている。
図１における符号３はガスバイパスバルブであり、エンジンＥの低速域で第２のターボチャージャ２０を停止させて第１のターボチャージャ１０のみを作動させるべく制御するバルブである。また、符号４はウエストゲートバルブ、符号６はエアバイパスバルブ、符号７はリリーフバルブであり、図１において、各種バルブを駆動するアクチュエータは、いずれも図示を省略している。 On the other hand, it is communicated via the flange 32 to the first inlet 33 air intake air introduction passage 18 of the turbocharger 10 of the air introduction passage 18, 28 connected to each other, i.e., both the compressor housing 12, 22 The air introduction paths 18 and 28 are integrally formed and communicated to the air cleaner side (not shown) through a common air intake port 33.
Reference numeral 3 in FIG. 1 denotes a gas bypass valve, which is a valve that is controlled so that the second turbocharger 20 is stopped and only the first turbocharger 10 is operated in the low speed region of the engine E. Reference numeral 4 denotes a waste gate valve, reference numeral 6 denotes an air bypass valve, and reference numeral 7 denotes a relief valve. In FIG. 1, the actuators that drive the various valves are not shown.

このツインターボチャージャ装置１では、ガスバイパスバルブ３の切換により、吸入空気量が少ないエンジンＥの低速域では、第２のターボチャージャ２０が停止して第１のターボチャージャ１０のみが作動し、一方、吸入空気量が多いエンジンＥの高速域では、第１のターボチャージャ１０及び第２のターボチャージャ２０の双方が作動する。
この第１のターボチャージャ１０及び第２のターボチャージャ２０の双方が作動する場合において、排気マニホルドＥＭからの排気ガスは、図２に実線の矢印で示すように、排気マニホルド連通口５及び両ターボチャージャ１０，２０の各排気ガス導入路１５，２５を順次通って、両ターボチャージャ１０，２０の各タービンに流入する。 In this twin turbocharger device 1, by switching the gas bypass valve 3, the second turbocharger 20 stops and only the first turbocharger 10 operates in the low speed region of the engine E where the intake air amount is small. In the high speed range of the engine E where the intake air amount is large, both the first turbocharger 10 and the second turbocharger 20 operate.
When both the first turbocharger 10 and the second turbocharger 20 are operated, the exhaust gas from the exhaust manifold EM is exhausted from the exhaust manifold communication port 5 and both turbo as shown by solid arrows in FIG. The exhaust gas introduction passages 15 and 25 of the chargers 10 and 20 sequentially pass through the turbines of both turbochargers 10 and 20.

次いで、両ターボチャージャ１０，２０の各タービンに流入した排気ガスは、図２に破線の矢印で示すように、両ターボチャージャ１０，２０の各排気ガス排出路１６，２６及びガス排出口８を順次通って、触媒側に流れる。
ここで、各々のエンジン回転数に対応したガス量のコントロールを行うときや、過給圧が所定値を越えそうなときには、第１のターボチャージャ１０のウエストゲートバルブ４が開くので、図２に破線の矢印で示すように、排気ガスがタービンをバイパスして排気ガス排出路１６側に流れる。 Next, the exhaust gas flowing into the turbines of both turbochargers 10 and 20 passes through the exhaust gas discharge passages 16 and 26 and the gas discharge ports 8 of both turbochargers 10 and 20 as shown by broken arrows in FIG. It flows sequentially and flows to the catalyst side.
Here, when the gas amount corresponding to each engine speed is controlled, or when the supercharging pressure is likely to exceed a predetermined value, the wastegate valve 4 of the first turbocharger 10 is opened. As indicated by the broken arrow, the exhaust gas bypasses the turbine and flows to the exhaust gas discharge path 16 side.

一方、エアクリーナ側からの空気は、図３に実線の矢印で示すように、空気取入口３３及び両ターボチャージャ１０，２０の各空気導入路１８，２８を順次通って、両ターボチャージャ１０，２０の各コンプレッサに流入する。
次いで、両ターボチャージャ１０，２０の各コンプレッサに流入した空気は、図３に破線の矢印で示すように、両ターボチャージャ１０，２０の各空気排出路１９，２９及び吸気マニホルド連通口３１を順次通って、吸気マニホルドＩＭ側に流れる。 On the other hand, the air from the air cleaner side sequentially passes through the air inlet 33 and the air introduction passages 18 and 28 of both the turbochargers 10 and 20 as shown by solid arrows in FIG. Flows into each compressor.
Next, the air flowing into the compressors of both turbochargers 10 and 20 sequentially passes through the air discharge passages 19 and 29 and the intake manifold communication ports 31 of both turbochargers 10 and 20 as indicated by broken arrows in FIG. And flows to the intake manifold IM side.

このように、上記したツインターボチャージャ装置１では、作動範囲の拡大を実現するパラレル過給式のターボチャージャ装置でありながら、従来のパラレル過給式のターボチャージャ装置と比べて、配管の取り回しが少なくなるので、エンジン搭載作業性の向上が図られることとなる。
加えて、これらのターボチャージャ１０，２０は、第１のターボチャージャ１０を構成するタービン及びコンプレッサの間に、第２のターボチャージャ２０を構成するタービン又はコンプレッサを位置させた状態で隣接させてあるので、両ターボチャージャ１０，２０が互いに密に重なり合うこととなって、コンパクト化が図られることとなる。 As described above, the twin turbocharger device 1 described above is a parallel supercharged turbocharger device that realizes an expansion of the operating range, but has a piping arrangement as compared with a conventional parallel supercharged turbocharger device. As a result, the engine mounting workability can be improved.
In addition, the turbochargers 10 and 20 are adjacent to each other between the turbine and the compressor constituting the first turbocharger 10 with the turbine or the compressor constituting the second turbocharger 20 positioned. Therefore, the turbochargers 10 and 20 are closely overlapped with each other, so that the compactness is achieved.

また、この実施形態に係るターボチャージャ装置１では、従来のパラレル過給式のターボチャージャ装置で必要であったガス排出口同士を結ぶエキスパンションジョイントが不要になるので、その分だけ、コストの低減が図られることとなる。
さらに、この実施形態に係るターボチャージャ装置１では、排気マニホルドＥＭからの排気ガスを、第１のターボチャージャ１０のタービンハウジング１１に設けたウエストゲート４を通して、同じくこのタービンハウジング１１に設けた排気ガス排出路１６に直行させることができるので、エンジンＥのスタート時において、触媒を作動温度にまで急速加熱し得ることとなる。 Further, in the turbocharger device 1 according to this embodiment, the expansion joint that connects the gas discharge ports, which was necessary in the conventional parallel supercharged turbocharger device, becomes unnecessary, and therefore the cost can be reduced accordingly. Will be illustrated.
Furthermore, in the turbocharger device 1 according to this embodiment, the exhaust gas from the exhaust manifold EM passes through the wastegate 4 provided in the turbine housing 11 of the first turbocharger 10 and is also provided in the turbine housing 11. Since it can be made to go straight to the discharge path 16, when the engine E is started, the catalyst can be rapidly heated to the operating temperature.

さらにまた、この実施形態に係るターボチャージャ装置１では、第１のターボチャージャ１０及び第２のターボチャージャ２０の各コンプレッサハウジング１２，２２の空気導入路１８，２８同士及び空気排出路１９，２９同士をいずれもダンパ機構２を介して接続するようにしているので、タービンハウジング１１，２１をエンジンＥに固定した場合には、第１のターボチャージャ１０及び第２のターボチャージャ２０の各コンプレッサハウジング１２，２２側において、Ｘ方向，Ｙ方向及びＺ方向の三方向の熱膨張による伸び縮みや製造組立時における誤差を吸収し得ることとなる。   Furthermore, in the turbocharger device 1 according to this embodiment, the air introduction paths 18 and 28 and the air discharge paths 19 and 29 of the compressor housings 12 and 22 of the first turbocharger 10 and the second turbocharger 20 are communicated. Are connected to each other via the damper mechanism 2. When the turbine housings 11 and 21 are fixed to the engine E, the compressor housings 12 of the first turbocharger 10 and the second turbocharger 20 are connected. , 22 side can absorb the expansion and contraction due to the thermal expansion in the X direction, the Y direction and the Z direction and the error during the manufacturing and assembly.

なお、この実施形態に係るターボチャージャ装置１では、エンジンＥの低速域で第２のターボチャージャ２０を停止させて第１のターボチャージャ１０のみを作動させる制御用のガスバイパスバルブ３を第２のターボチャージャ２０のタービンの後流側に配置するようにしているが、これに限定されるものではなく、ガスバイパスバルブ３を第２のターボチャージャ２０のタービンの前流側に配置するようにしてもよい。   In the turbocharger device 1 according to this embodiment, the control gas bypass valve 3 for operating only the first turbocharger 10 by stopping the second turbocharger 20 in the low speed region of the engine E is provided in the second mode. However, the present invention is not limited to this, and the gas bypass valve 3 is disposed on the upstream side of the turbine of the second turbocharger 20. Also good.

また、この実施形態に係るターボチャージャ装置１では、第２のターボチャージャ２０のタービンハウジング２１の排気ガス導入路２５を排気マニホルド連通口５に接続させて、排気ガスがまず第２のターボチャージャ２０のタービンハウジング２１に入るようにしているが、図４に部分的に示すように、第１のターボチャージャ１０のタービンハウジング１１の排気ガス導入路１５を排気マニホルド連通口５に接続させて、排気ガスが先に第１のターボチャージャ１０のタービンハウジング１１に入るようにしてもよい。この際、第２のターボチャージャ２０のタービンの後流側に、ガスバイパスバルブ３に加えて、圧力微調整用のガスバイパス３４及びバルブ３５を必要に応じて配置することができる。   Further, in the turbocharger device 1 according to this embodiment, the exhaust gas introduction path 25 of the turbine housing 21 of the second turbocharger 20 is connected to the exhaust manifold communication port 5 so that the exhaust gas is first supplied to the second turbocharger 20. 4, the exhaust gas introduction passage 15 of the turbine housing 11 of the first turbocharger 10 is connected to the exhaust manifold communication port 5 so as to be exhausted. The gas may enter the turbine housing 11 of the first turbocharger 10 first. At this time, in addition to the gas bypass valve 3, a gas bypass 34 and a valve 35 for fine pressure adjustment can be arranged on the downstream side of the turbine of the second turbocharger 20 as necessary.

さらに、本発明に係るターボチャージャ装置の構成は、上記した実施形態に係るターボチャージャ装置１の構成に限定されるものではない。   Furthermore, the configuration of the turbocharger device according to the present invention is not limited to the configuration of the turbocharger device 1 according to the above-described embodiment.

１ ツインターボチャージャ装置（ターボチャージャ装置）
２ ダンパ機構
５ 排気マニホルド連通口
８ ガス排出口
１０ 第１のターボチャージャ（一つのターボチャージャ）
１１ 第１のターボチャージャのタービンハウジング
１２ 第１のターボチャージャのコンプレッサハウジング
１５，２５ 排気ガス導入路
１６，２６ 排気ガス排出路
１７，２７ フランジ
１８，２８ 空気導入路
１９，２９ 空気排出路
２０ 第２のターボチャージャ（他のターボチャージャ）
２１ 第２のターボチャージャのタービンハウジング
２２ 第２のターボチャージャのコンプレッサハウジング
３１ 吸気マニホルド連通口
３３ 空気取入口
Ｅ エンジン
ＥＭ 排気マニホルド
ＩＭ 吸気マニホルド 1 Twin turbocharger device (turbocharger device)
2 Damper mechanism 5 Exhaust manifold communication port 8 Gas exhaust port 10 First turbocharger (single turbocharger)
11 Turbine housing of first turbocharger 12 Compressor housing of first turbocharger 15, 25 Exhaust gas introduction path 16, 26 Exhaust gas discharge path 17, 27 Flange 18, 28 Air introduction path 19, 29 Air exhaust path 20 2 turbochargers (other turbochargers)
21 Turbine housing of second turbocharger 22 Compressor housing of second turbocharger 31 Intake manifold communication port 33 Air intake E Engine EM Exhaust manifold IM Intake manifold

Claims (6)

タービンハウジング及びコンプレッサハウジングを有するターボチャージャを複数備え、これらのターボチャージャをエンジンに対して並列に接続したパラレル過給式のターボチャージャ装置において、
前記複数のターボチャージャの各タービンハウジングに形成された排気ガス導入路を一体に構成して共通の一つの排気マニホルド連通口を介してエンジンの排気マニホルドに連通させると共に、前記各タービンハウジングに形成された排気ガス排出路を一体に構成して共通の一つのガス排出口に連通させ、
前記複数のターボチャージャの各コンプレッサハウジングに形成された空気導入路を一体に構成して共通の一つの空気取入口に連通させると共に、前記各コンプレッサハウジングに形成された空気排出路を一体に構成して共通の一つの吸気マニホルド連通口を介してエンジンの吸気マニホルドに連通させた、
ことを特徴とするターボチャージャ装置。 In a turbocharger device of a parallel supercharging type comprising a plurality of turbochargers having a turbine housing and a compressor housing, and connecting these turbochargers in parallel to the engine.
An exhaust gas introduction path formed in each turbine housing of the plurality of turbochargers is integrally configured to communicate with an engine exhaust manifold through a common exhaust manifold communication port, and is formed in each turbine housing. The exhaust gas discharge path is integrated into one common gas discharge port,
An air introduction path formed in each compressor housing of the plurality of turbochargers is integrally configured to communicate with a common air intake, and an air discharge path formed in each compressor housing is integrally configured. Connected to the intake manifold of the engine through one common intake manifold communication port.
A turbocharger device characterized by that. 一つのターボチャージャを構成するタービン及びコンプレッサの間に、他のターボチャージャを構成するタービン又はコンプレッサが配置されている、請求項１に記載のターボチャージャ装置。   The turbocharger device according to claim 1, wherein a turbine or a compressor constituting another turbocharger is arranged between a turbine and a compressor constituting one turbocharger. 前記排気ガス導入路は、一つの排気ガス導入路が前記排気マニホルド連通口に連通されると共に該一つの排気ガス導入路に他の排気ガス導入路が接続されて一体に構成され、前記排気ガス排出路は、一つの排気ガス排出路が前記ガス排出口に連通されると共に該一つの排気ガス排出路に他の排気ガス排出路が接続されて一体に構成されている、請求項１に記載のターボチャージャ装置。   The exhaust gas introduction path is configured integrally by connecting one exhaust gas introduction path to the exhaust manifold communication port and connecting another exhaust gas introduction path to the one exhaust gas introduction path. 2. The exhaust path is configured integrally with one exhaust gas exhaust path communicating with the gas exhaust port and another exhaust gas exhaust path connected to the one exhaust gas exhaust path. Turbocharger equipment. 一つのターボチャージャの排気ガス導入路及び排気ガス排出路が同一のフランジに形成され、他のターボチャージャの排気ガス導入路及び排気ガス排出路が同一のフランジに形成され、これらのフランジを接続することで前記排気ガス導入路同士及び排気ガス排出路同士が接続される、請求項１に記載のターボチャージャ装置。   The exhaust gas introduction path and the exhaust gas discharge path of one turbocharger are formed on the same flange, and the exhaust gas introduction path and the exhaust gas discharge path of the other turbocharger are formed on the same flange, and these flanges are connected. The turbocharger device according to claim 1, wherein the exhaust gas introduction paths and the exhaust gas discharge paths are connected to each other. 前記空気導入路は、一つの空気導入路が前記空気取入口に連通されると共に該一つの空気導入路に他の空気導入路が接続されて一体に構成され、前記空気排出路は、一つの空気排出路が前記吸気マニホルド連通口に連通されると共に該一つの空気排出路に他の空気排出路が接続されて一体に構成されている、請求項１に記載のターボチャージャ装置。   The air introduction path is configured integrally with one air introduction path connected to the air intake port and the other air introduction path connected to the one air introduction path. 2. The turbocharger device according to claim 1, wherein an air discharge path communicates with the intake manifold communication port, and another air discharge path is connected to the one air discharge path, and is configured integrally. 前記空気導入路及び前記空気排出路の両方が、各々の中間にダンパ機構をそれぞれ有している、請求項１に記載のターボチャージャ装置。   The turbocharger device according to claim 1, wherein both the air introduction path and the air discharge path have a damper mechanism in the middle thereof.
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