JP2010281308A - Supercharging device and internal combustion engine equipped with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、第1コンプレッサ室を有する第1過給機と第2コンプレッサ室を有する第2過給機とを備える過給装置に関する。 The present invention relates to a supercharging device including a first supercharger having a first compressor chamber and a second supercharger having a second compressor chamber.
内燃機関には、吸気の過給特性の向上を図る目的として、吸気通路において高圧段及び低圧段のコンプレッサホイールが吸気の流れ方向に対して直列に設けられるとともに排気通路において高圧段及び低圧段のタービンホイールが排気の流れ方向に対して直列に設けられた、いわゆる多段式過給装置を備えるものが知られている。このような多段式過給装置を備えた内燃機関としては、特許文献1のものが挙げられる。 In the internal combustion engine, for the purpose of improving the supercharging characteristics of the intake air, a high-pressure stage and a low-pressure stage compressor wheel are provided in series in the intake passage, and the high-pressure stage and the low-pressure stage are provided in the exhaust passage. A turbine wheel having a so-called multistage supercharging device in which the turbine wheel is provided in series with respect to the flow direction of exhaust gas is known. An example of an internal combustion engine provided with such a multistage supercharging device is that disclosed in Patent Document 1.
図12を参照して、従来構造の多段式過給装置を備えた内燃機関について説明する。
図12に示すように、内燃機関100は、吸気通路110に設けられたインテークマニホールド111を介して内燃機関本体120に空気を供給される。そして内燃機関本体120にて燃焼された排気がエキゾーストマニホールド112を介して排気通路130に排出される。
With reference to FIG. 12, an internal combustion engine provided with a multistage supercharging device having a conventional structure will be described.
As shown in FIG. 12, the
吸気通路110には、第1接続配管140により低圧過給機150の低圧側コンプレッサ室151が接続され、同コンプレッサ室151の吸気下流側には、第2接続配管141により高圧過給機160の高圧側コンプレッサ室161が接続されている。第1接続配管140には、同第1接続配管140から分岐するとともに高圧側コンプレッサ室161を迂回して第2接続配管141に接続する迂回配管である第3接続配管142が設けられている。第3接続配管142には、第1接続配管140に供給された吸気を高圧側コンプレッサ室161へ供給する状態と、第3接続配管142に供給する状態とを切り替える切替バルブ170が設けられている。また、高圧側コンプレッサ室161の吸気下流側には、インテークマニホールド111と接続するための第4接続配管143が設けられている。
A low-
排気通路130には、エキゾーストマニホールド112が第1接続配管180により接続され、第1接続配管180の排気下流側には、第2接続配管181により高圧過給機160の高圧側タービン室162が接続され、第3接続配管182により低圧過給機150の低圧側タービン室152が接続されている。この第3接続配管182には、切替バルブ190が設けられている。この切替バルブ190は、第1接続配管180に供給された排気を高圧側タービン室162へ供給する状態と、低圧側タービン室152へ供給する状態とを切り替えている。また、高圧側タービン室162と低圧側タービン室152とは、第4接続配管183が第3接続配管182に接続することにより接続されている。
An
ところで、上記過給装置においては、第1接続配管140〜第4接続配管143の複数の配管により高圧過給機160と低圧過給機150とが接続されるため、その接続構造が複雑化しており、配管同士が干渉してしまう可能性があった。これは排気側の接続構造においても同様である。なお、このような問題は多段式過給装置に限らず、複数の過給機を備える過給装置の構造であれば同様に生じ得るものといえる。
By the way, in the said supercharging device, since the high pressure supercharger 160 and the
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の過給機に接続される配管の配置構造を簡単化した過給装置、及びこれを備えた内燃機関を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a supercharging device that simplifies the arrangement structure of pipes connected to a plurality of superchargers, and an internal combustion engine including the same. There is.
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
(1)請求項1に記載の発明は、第1コンプレッサ室を有する第1過給機と第2コンプレッサ室を有する第2過給機とを備える過給装置において、当該過給装置には、前記第1コンプレッサ室へ空気を供給する入口側吸気通路と前記第2コンプレッサ室からの空気を排出する出口側吸気通路とを有する吸気側接続装置が設けられ、前記吸気側接続装置は、ブロック体として構成されることを要旨とする。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
(1) The invention described in claim 1 is a supercharging device including a first supercharger having a first compressor chamber and a second supercharger having a second compressor chamber. An intake-side connecting device having an inlet-side intake passage for supplying air to the first compressor chamber and an outlet-side intake passage for discharging air from the second compressor chamber is provided, and the intake-side connecting device includes a block body The gist is to be configured as.
この発明によれば、ブロック体として構成された吸気側接続装置が入口側吸気通路及び出口側吸気通路を形成するため、入口側吸気通路及び出口側吸気通路を各別の配管として設けられた場合と比較して、第1過給機及び第2過給機に接続される配管の配置構造を簡単化することができるようになる。 According to the present invention, when the intake side connecting device configured as a block body forms the inlet side intake passage and the outlet side intake passage, the inlet side intake passage and the outlet side intake passage are provided as separate pipes. As compared with the above, the arrangement structure of the pipes connected to the first supercharger and the second supercharger can be simplified.
(2)請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の過給装置において、前記吸気側接続装置には、前記第1コンプレッサ室と前記第2コンプレッサ室とを連通する連通用吸気通路が設けられることを要旨とする。 (2) The invention according to claim 2 is the supercharging device according to claim 1, wherein the intake side connecting device is connected to the intake air passage for communication between the first compressor chamber and the second compressor chamber. Is provided.
この発明によれば、吸気側接続装置が連通用吸気通路を形成するため、連通用吸気通路と吸気側接続装置とが各別の配管として設けられた場合と比較して、第1過給機及び第2過給機に接続される配管の配置構造を簡単化するとともに、同配管数を削減することができるようになる。 According to the present invention, since the intake side connection device forms the communication intake passage, the first supercharger is compared with the case where the communication intake passage and the intake side connection device are provided as separate pipes. And the arrangement structure of the pipes connected to the second supercharger can be simplified and the number of the pipes can be reduced.
(3)請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の過給装置において、前記吸気側接続装置には、前記第1コンプレッサ室からの空気を排出する低圧側吸気通路が設けられることを要旨とする。 (3) According to a third aspect of the present invention, in the supercharging device according to the second aspect, the intake side connecting device is provided with a low pressure side intake passage for discharging air from the first compressor chamber. Is the gist.
この発明によれば、吸気側接続装置が低圧側吸気通路を形成するため、低圧側吸気通路と吸気側接続装置とが各別に設けた場合と比較して、第1過給機及び第2過給機に接続される配管の配置構造を簡単化することができるようになる。 According to the present invention, since the intake side connection device forms the low pressure side intake passage, the first supercharger and the second supercharger are compared with the case where the low pressure side intake passage and the intake side connection device are provided separately. The arrangement structure of the pipes connected to the feeder can be simplified.
(4)請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の過給装置において、前記低圧側吸気通路には、前記低圧側吸気通路内を流れる空気の通路の開閉状態を切り替える切替バルブが設けられることを要旨とする。 (4) According to a fourth aspect of the present invention, in the supercharging device according to the third aspect, the low pressure side intake passage is provided with a switching valve for switching an open / close state of a passage of the air flowing in the low pressure side intake passage. The gist is to be provided.
この発明によれば、切替バルブが低圧側吸気通路に設けられるため、切替バルブが低圧側吸気通路の外部の通路に設けられる場合と比較して、吸気側接続装置の大型化を抑制することができるようになる。 According to the present invention, since the switching valve is provided in the low-pressure side intake passage, it is possible to suppress an increase in the size of the intake-side connection device compared to the case where the switching valve is provided in the passage outside the low-pressure side intake passage. become able to.
(5)請求項5に記載の発明は、請求項3または請求項4に記載の過給装置において、前記吸気側接続装置において、前記出口側吸気通路の吐出口と前記低圧側吸気通路の吐出口とは同じ面に設けられ、前記出口側吸気通路の吐出口と前記低圧側吸気通路の吐出口とは、共通の接続配管により接続されることを要旨とする。
(5) The invention according to
出口側吸気通路内の吸気と低圧側吸気通路内の吸気とを合流させる場合において、出口側吸気通路の吐出口と低圧側吸気通路の吐出口とが互いに異なる面に設けられる構造においては、各別に配管を設けた上で、これら配管を合流させる構成とする必要がある。その点において、本発明では、出口側吸気通路の吐出口と低圧側吸気通路の吐出口とが吸気側接続装置における同じ面に設けられ、共通の配管により接続されるため、上記各別の配管を省略することができる。したがって、第1過給機及び第2過給機に接続される配管数を削減することができるようになる。 In the case where the intake air in the outlet side intake passage and the intake air in the low pressure side intake passage are merged, in the structure where the discharge port of the outlet side intake passage and the discharge port of the low pressure side intake passage are provided on different surfaces, It is necessary to make it the structure which joins these piping, after providing piping separately. In that respect, in the present invention, the discharge port of the outlet side intake passage and the discharge port of the low pressure side intake passage are provided on the same surface in the intake side connection device and are connected by a common pipe. Can be omitted. Therefore, the number of pipes connected to the first supercharger and the second supercharger can be reduced.
(6)請求項6に記載の発明は、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の過給装置において、前記入口側吸気通路の吸入口は、前記吸気側接続装置における前記第1過給機が配置される側の面、及び前記第2過給機が配置される側の面とは異なる面に設けられることを要旨とする。
(6) The invention according to
この発明によれば、入口側吸気通路の吸入口が吸気側接続装置における第1過給機が配置される側の面、及び第2過給機が配置される側の面とは異なる面となることにより、この吸入口と接続する配管が第1過給機及び第2過給機とは離れたスペースに上記配管を配置することができる。したがって、上記配管と第1過給機及び第2過給機との干渉を回避することが容易なレイアウトを容易に設定することができる。 According to this invention, the suction port of the inlet side intake passage is different from the surface on the side where the first supercharger is disposed in the intake side connection device and the surface on the side where the second supercharger is disposed. Accordingly, the pipe connected to the suction port can be arranged in a space away from the first supercharger and the second supercharger. Therefore, it is possible to easily set a layout that can easily avoid interference between the pipe and the first and second superchargers.
(7)請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の過給装置において、前記出口側吸気通路の吐出口は、前記吸気側接続装置における前記第1過給機が配置される側の面、前記第2過給機が配置される側の面、及び前記入口側吸気通路の吸入口が設けられる面とは異なる面に設けられることを要旨とする。
(7) The invention according to
この発明によれば、出口側吸気通路の吐出口が吸気側接続装置における第1過給機が配置される側の面、第2過給機が配置される側の面、及び入口側吸気通路の吸入口が設けられる面とは異なる面となることにより、この吐出口と接続する配管が第1過給機及び第2過給機との干渉を回避する配管のレイアウトを容易に設定することができる。さらにこの吐出口が吸入口とも異なる面に設けられることにより、吐出口に接続される配管と吸入口に接続される配管との干渉を回避する配管のレイアウトを容易に設定することができる。 According to the present invention, the discharge port of the outlet side intake passage has a surface on the side where the first supercharger is disposed in the intake side connection device, a surface on the side where the second supercharger is disposed, and the inlet side intake passage. By making the surface different from the surface on which the suction port is provided, the piping connected to the discharge port can easily set the layout of the piping that avoids interference with the first supercharger and the second supercharger. Can do. Furthermore, by providing the discharge port on a different surface from the suction port, it is possible to easily set a layout of the pipe that avoids interference between the pipe connected to the discharge port and the pipe connected to the suction port.
(8)請求項8に記載の発明は、請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の過給装置において、前記吸気側接続装置には、ブローバイガス還元装置の連通路に接続されるブローバイガス連通路が設けられることを要旨とする。
(8) The invention according to
この発明によれば、吸気側接続装置がブローバイガス連通路を形成するため、吸気側接続装置とブローバイガス連通路とを各別の配管として設けられる構造と比較して、第1過給機及び第2過給機に接続される配管の配置構造を簡単化することができるようになる。 According to the present invention, since the intake side connection device forms the blow-by gas communication passage, the first supercharger and the structure in which the intake side connection device and the blow-by gas communication passage are provided as separate pipes are provided. The arrangement structure of piping connected to the second supercharger can be simplified.
(9)請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の過給装置において、前記ブローバイガス連通路は、前記入口側吸気通路に接続されることを要旨とする。
この発明によれば、ブローバイガス連通路と入口側吸気通路とが吸気側接続装置の外部にて接続される場合と比較して、過給装置の装置全体としての大型化を抑制することができるようになる。
(9) The invention according to
According to this invention, compared with the case where the blow-by gas communication passage and the inlet-side intake passage are connected outside the intake-side connection device, it is possible to suppress an increase in the size of the entire supercharging device. It becomes like this.
(10)請求項10に記載の発明は、請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の過給装置において、前記吸気側接続装置には、排気還流装置の排気還流通路に接続される排気還流連通路が設けられることを要旨とする。
(10) The invention according to
この発明によれば、吸気側接続装置が排気還流連通路を形成するため、吸気側接続装置と排気還流連通路とを各別の配管として設けられる構造と比較して、第1過給機及び第2過給機に接続される配管の配置構造を簡単化することができるようになる。 According to the present invention, since the intake side connection device forms the exhaust gas recirculation communication passage, the first supercharger and the exhaust gas recirculation communication passage are compared with the structure in which the intake side connection device and the exhaust gas recirculation communication passage are provided as separate pipes. The arrangement structure of piping connected to the second supercharger can be simplified.
(11)請求項11に記載の発明は、請求項10に記載の過給装置において、前記排気還流連通路は、前記入口側吸気通路に接続されることを要旨とする。
この発明によれば、排気還流連通路と入口側吸気通路とが吸気側接続装置の外部にて接続される場合と比較して、過給装置の装置全体としての大型化を抑制することができるようになる。
(11) The invention according to
According to this invention, compared with the case where the exhaust gas recirculation communication passage and the inlet side intake passage are connected outside the intake side connection device, it is possible to suppress an increase in the size of the entire supercharging device. It becomes like this.
(12)請求項12に記載の発明は、請求項10または請求項11に記載の過給装置において、前記排気還流通路と接続される前記排気還流連通路の接続口は、前記第1過給機が配置される側の面、前記第2過給機が配置される側の面、前記入口側吸気通路の吸入口が設けられる面、及び前記出口側吸気通路の吐出口が設けられる面とは異なる面に設けられることを要旨とする。 (12) The invention according to claim 12 is the supercharging device according to claim 10 or 11, wherein a connection port of the exhaust gas recirculation passage connected to the exhaust gas recirculation passage is the first supercharger. A surface on which the engine is disposed, a surface on which the second supercharger is disposed, a surface on which the suction port of the inlet side intake passage is provided, and a surface on which the discharge port of the outlet side intake passage is provided. The gist is that they are provided on different surfaces.
この発明によれば、排気還流通路の接続口が吸気側接続装置における第1過給機が配置される側の面、及び第2過給機が配置される側の面とは異なる面に設けられるため、排気還流装置の連通路と第1過給機及び第2過給機との干渉を回避する連通路のレイアウトを容易に設定することができるようになる。さらに、入口側吸気通路の吸入口が設けられる面、及び出口側吸気通路の吸入口が設けられる面と上記接続口とが異なる面に設けられるため、連通路と吸入口に接続される配管及び吐出口に接続される配管との干渉を回避する連通路のレイアウトを容易に設定することができるようになる。 According to this invention, the connection port of the exhaust gas recirculation passage is provided on a surface different from the surface on the side where the first supercharger is disposed in the intake side connection device and the surface on the side where the second supercharger is disposed. Therefore, the layout of the communication path that avoids interference between the communication path of the exhaust gas recirculation device and the first supercharger and the second supercharger can be easily set. Furthermore, since the inlet side intake passage is provided on the surface where the inlet port is provided and the surface where the inlet side of the outlet side intake passage is provided and the connection port are different from each other, piping connected to the communication passage and the inlet port, and It becomes possible to easily set the layout of the communication path that avoids interference with the pipe connected to the discharge port.
(13)請求項13に記載の発明は、請求項1〜請求項12のいずれか一項に記載の過給装置において、前記第1コンプレッサ室の吸入口は、前記第2コンプレッサ室の吸入口に対向して配置されることを要旨とする。
(13) The invention according to
(14)請求項14に記載の発明は、請求項13に記載の過給装置において、前記吸気側接続装置は、前記第1コンプレッサ室と前記第2コンプレッサ室との間に設けられることを要旨とする。
(14) The invention according to claim 14 is the supercharging device according to
この発明によれば、第1コンプレッサ室と第2コンプレッサ室とが互いに離間した過給機の配置構造に吸気側接続装置を設ける構造と比較して、吸気側接続装置の装置全体としての大型化を抑制することができるようになる。 According to the present invention, the overall size of the intake side connection device is increased as compared with the structure in which the intake side connection device is provided in the supercharger arrangement structure in which the first compressor chamber and the second compressor chamber are separated from each other. Can be suppressed.
(15)請求項15に記載の発明は、請求項14に記載の過給装置において、前記第1過給機の体格は、前記第2過給機の体格よりも小さく構成され、前記吸気側接続装置と前記第2過給機とは、ボルトにより互いに固定され、前記ボルトは、前記吸気側接続装置における前記第2過給機が配置される側の面とは反対側の面から挿入されることを要旨とする。 (15) The invention according to claim 15 is the supercharging device according to claim 14, wherein the physique of the first supercharger is configured to be smaller than the physique of the second supercharger, and the intake side The connecting device and the second supercharger are fixed to each other by bolts, and the bolts are inserted from a surface of the intake side connecting device opposite to the surface on which the second supercharger is disposed. This is the gist.
この発明によれば、体格の小さい第1過給機から体格の大きい第2過給機に向かいボルトを挿入することにより、第2過給機から第1過給機に向かいボルトを挿入する場合と比較して、吸気側接続装置の大型化を抑制することができるようになる。 According to the present invention, the bolt is inserted from the second supercharger to the first supercharger by inserting the bolt from the first supercharger having the small physique to the second supercharger having the large physique. Compared to the above, the increase in size of the intake side connection device can be suppressed.
(16)請求項16に記載の発明は、請求項1〜請求項15のいずれか一項に記載の過給装置において、前記第1コンプレッサ室の吐出口、及び前記第1コンプレッサ室の吸入口、及び前記第2コンプレッサ室の吐出口、及び前記第2コンプレッサ室の吸入口は、前記吸気側接続装置の対応する開口部に挿入され、前記第1コンプレッサ室の吐出口、及び前記第1コンプレッサ室の吸入口、及び前記第2コンプレッサ室の吐出口、及び前記第2コンプレッサ室の吸入口の少なくとも一箇所と前記開口部との間には、弾性部材が設けられることを要旨とする。 (16) The invention according to claim 16 is the supercharging device according to any one of claims 1 to 15, wherein the discharge port of the first compressor chamber and the suction port of the first compressor chamber The discharge port of the second compressor chamber and the suction port of the second compressor chamber are inserted into corresponding openings of the intake side connection device, and the discharge port of the first compressor chamber and the first compressor The gist is that an elastic member is provided between at least one of the suction port of the chamber, the discharge port of the second compressor chamber, and the suction port of the second compressor chamber and the opening.
この発明によれば、第1コンプレッサ室または第2コンプレッサ室と吸気側接続装置との間に弾性部材が介在するため、第1過給機及び第2過給機が高温になるに伴い熱膨張したとしても、弾性部材の弾性変形によりその熱膨張によるずれを吸収することができるようになる。 According to the present invention, since the elastic member is interposed between the first compressor chamber or the second compressor chamber and the intake side connection device, thermal expansion occurs as the first supercharger and the second supercharger become high temperature. Even if it does, the shift | offset | difference by the thermal expansion can be absorbed now by the elastic deformation of an elastic member.
(17)請求項17に記載の発明は、請求項13〜請求項16のいずれか一項に記載の過給装置を備える内燃機関において、前記第1過給機には、第1タービン室が設けられ、前記第2過給機には、第2タービン室が設けられ、前記第1タービン室と前記第2タービン室との間には、前記第1タービン室と前記第2タービン室とを互いに連通する連通用排気通路が設けられ、前記連通用排気通路は、エキゾーストマニホールドと一体に設けられることを要旨とする。
(17) The invention according to claim 17 is the internal combustion engine including the supercharging device according to any one of
この発明によれば、連通用排気通路がエキゾーストマニホールドと一体に設けられるため、連通用排気通路とエキゾーストマニホールドとが各別の部材として互いに離間して設けられる場合と比較して、過給装置の装置全体としての大型化を抑制することができるようになる。 According to the present invention, since the communication exhaust passage is provided integrally with the exhaust manifold, compared to the case where the communication exhaust passage and the exhaust manifold are provided separately from each other as separate members, An increase in the size of the entire apparatus can be suppressed.
(18)請求項18に記載の発明は、請求項1〜請求項17のいずれか一項に記載の過給装置において、前記第1過給機及び前記第2過給機は、空気の流れ方向において直列に接続され、前記第1過給機は、前記第2過給機と比較して圧縮比が高く、前記第2過給機は、前記第1過給機と比較して体格が大きいことを要旨とする。 (18) The invention according to claim 18 is the supercharging device according to any one of claims 1 to 17, wherein the first supercharger and the second supercharger are configured to flow air. Connected in series in the direction, the first supercharger has a higher compression ratio than the second supercharger, and the second supercharger is more compact than the first supercharger. The main point is that it is large.
図1〜図9を参照して、本発明の多段式過給装置をディーゼルエンジン(以下、「エンジン1」)に搭載された多段式過給装置として具体化した一実施形態について説明する。本実施形態のエンジン1は4つのシリンダが直列に配列される直列4気筒の構成である。 With reference to FIGS. 1 to 9, an embodiment in which the multistage supercharging device of the present invention is embodied as a multistage supercharging device mounted on a diesel engine (hereinafter, “engine 1”) will be described. The engine 1 of this embodiment has a configuration of in-line four cylinders in which four cylinders are arranged in series.
図1に示すように、エンジン1のエンジン本体10には、外部からエンジン1内に取り込まれた空気(以下、「吸気」)をエンジン本体10へ供給する吸気装置20と、エンジン本体10から排出されたガス(以下、「排気」)を外部へ排出する排気装置30とがそれぞれ接続されている。エンジン本体10の燃焼室11には吸気と燃料との混合気が供給され、燃焼室11内にて同混合気が燃料されることによりエンジン1は駆動力を得る。
As shown in FIG. 1, an
また、エンジン1には、排気装置30内を流通する排気により吸気装置20内の吸気を過給する多段式過給装置4と、排気装置30と吸気装置20との間において排気装置30内の排気を吸気装置20に還流する排気還流装置9とが設けられている。また、エンジン本体10内のピストンとシリンダとの間から漏れるブローバイガスを吸気装置20に還元するブローバイガス還元装置5が設けられている。
The engine 1 includes a multistage supercharger 4 that supercharges intake air in the
吸気装置20には、吸気が流通するための吸気管21と、吸気管21の吸気をエンジン本体10の各気筒に供給するインテークマニホールド22とが設けられている。そして、吸気管21の入口からインテークマニホールド22の出口までに亘り吸気通路23が構成されている。吸気管21には、吸気上流側から順に外気に含有される塵埃等の異物を捕捉するエアクリーナ24と、吸気通路23内の吸気を冷却するインタークーラ25と、吸気管21内に供給する吸気量を調節するディーゼルスロットル26とが設けられている。
The
排気装置30には、排気が流通するための排気管31と、燃焼室11からの排気を排気管31に供給するエキゾーストマニホールド32とが設けられている。そして、排気管31の入口からエキゾーストマニホールド32の出口までに亘り排気通路33が構成されている。排気管31には、排気を浄化する排気浄化装置34が設けられている。
The
多段式過給装置4は、高圧過給機40及び低圧過給機50と、高圧過給機40及び低圧過給機50を互いに接続する接続装置6とにより構成されている。高圧過給機40は低圧過給機50よりも体格が小さく設定されるとともに膨張比及び圧縮比が大きく設定されている。
The multistage supercharger 4 includes a
高圧過給機40のハウジング41内には、高圧側タービン室42及び高圧側コンプレッサ室43が形成されている。高圧側タービン室42には、排気により回転するタービンホイール45が設けられている。高圧側コンプレッサ室43には、吸気を過給するコンプレッサホイール46が設けられている。これらホイールは、ロータシャフト47により接続されている。
A high-
低圧過給機50のハウジング51内には、低圧側タービン室52及び低圧側コンプレッサ室53が形成されている。低圧側タービン室52には、排気により回転するタービンホイール55が設けられている。低圧側コンプレッサ室53には、吸気を過給するコンプレッサホイール56が設けられている。これらホイールは、ロータシャフト57により接続されている。
A low pressure
接続装置6は、多段式過給装置4の吸気側の通路を構成する吸気側過給通路70を有する吸気側接続装置7と、同装置4の排気側の通路を構成する排気側過給通路80を有する排気側接続装置8とにより構成されている。吸気側過給通路70は、吸気通路23のうちのエアクリーナ24とインタークーラ25との間の吸気通路を兼ねており、排気側過給通路80は、排気通路33のうちのエキゾーストマニホールド32と排気浄化装置34との間の排気通路33を兼ねている。
The connecting
吸気側過給通路70には、エアクリーナ24と低圧側コンプレッサ室53とを接続する通路である入口側吸気通路71と、インタークーラ25と高圧側コンプレッサ室43とを接続する通路である出口側吸気通路72と、インタークーラ25と低圧側コンプレッサ室53とを接続する通路である低圧側吸気通路73と、低圧側コンプレッサ室53と高圧側コンプレッサ室43とを互いに接続する通路である連通用吸気通路74とが設けられている。この低圧側吸気通路73には、連通用吸気通路74内の吸気を高圧側コンプレッサ室43へ供給する状態と同コンプレッサ室43を経ることなくインタークーラ25へ直接供給する状態とを切り替える吸気側切替バルブ75が設けられている。
The intake-
排気側過給通路80には、エキゾーストマニホールド32に接続される通路である入口側排気通路81と、入口側排気通路81に接続されるとともに高圧側タービン室42に接続する通路である高圧側排気通路82と、入口側排気通路81に接続されるとともに低圧側タービン室52に接続する通路である低圧側排気通路83とが設けられている。また、高圧側タービン室42には、同タービン室42に接続されるとともに、低圧側排気通路83に接続する連通用排気通路84が設けられている。また、低圧側排気通路83には、入口側排気通路81内の排気を高圧側タービン室42へ供給する状態と同タービン室42を経ることなく低圧側タービン室52へ直接供給する状態とを切り替える排気側切替バルブ85が設けられている。
The exhaust-
排気還流装置9には、エキゾーストマニホールド32及び吸気管21を互いに接続する連通する連通管9aが設けられている。この連通管9a内の排気還流通路を介して排気通路33と吸気通路23とは互いに連通している。この連通管9aには、燃焼室11からの排気を冷却するEGRクーラ9bと、連通管9a内の通路の連通及び遮断を切り替えるEGR弁9cとが設けられている。この排気還流装置9により、排気通路33の排気の一部は、EGRクーラ9bを介して冷却された状態にて吸気通路23内の吸気と混合された上で燃焼室11内に再び供給されるようになる。
The exhaust
ブローバイガス還元装置5には、エンジン本体10のクランク室と吸気通路23とを互いに接続する連通管5aが設けられている。この連通管5aは、吸気通路23のうちの吸気側接続装置7に接続されている。これにより、エンジン本体10の燃焼室11から漏れるブローバイガスが連通管5aを介して吸気通路23に還流されるようになる。
The blow-by
図2を参照して、高圧過給機40及び低圧過給機50とエキゾーストマニホールド32との配置態様について説明する。
図2に示すように、エキゾーストマニホールド32は、エンジン本体10(図1参照)にボルトを介して取り付けられている。そしてエキゾーストマニホールド32には、その外枠を構成するハウジング本体部32aが設けられている。このハウジング本体部32aには、エンジン本体10に取り付けられるための本体取付部32bと、高圧過給機40及び低圧過給機50がそれぞれ取り付けられるためのマニホールド側取付部32cとが設けられている。以降では、シリンダの軸線方向を「機関高さ方向X1」とし、シリンダの配列方向を「機関長さ方向X2」とする。
With reference to FIG. 2, the arrangement | positioning aspect of the
As shown in FIG. 2, the
高圧過給機40及び低圧過給機50は、エキゾーストマニホールド32の機関高さ方向X1よりも上方に設けられている。機関高さ方向X1において、高圧過給機40は低圧過給機50よりも僅かに下方に設けられている。また、エキゾーストマニホールド32の機関高さ方向X1よりも下方には、排気浄化装置34が取り付けられている。即ち、機関高さ方向X1において、エキゾーストマニホールド32に対して高圧過給機40及び低圧過給機50と排気浄化装置34とは互いに反対側に設けられている。
The
また、機関長さ方向X2において、高圧過給機40と低圧過給機50とは、高圧側コンプレッサ室43の吸入口43aと低圧側コンプレッサ室53の吸入口53aとが互いに対向している。また、高圧過給機40のロータシャフト47の軸線方向と低圧過給機50のロータシャフト47の軸線方向とは、互いに平行となるとともに機関長さ方向X2に対しても平行となる態様にて設けられている。
In the engine length direction X2, the high-
高圧過給機40のハウジング41における高圧側タービン室42の吐出側には、ロータシャフト47の軸線方向に沿って延びる第1吐出側接続部41aと、第1吐出側接続部41aからエキゾーストマニホールド32に向かい屈曲する第2吐出側接続部41bとが設けられている。この第2吐出側接続部41bの先端には、マニホールド側取付部32cに取り付けられる過給機側取付部41cが設けられている。この過給機側取付部41cに設けられた開口部が高圧側タービン室42の吐出口を形成している。マニホールド側取付部32cに過給機側取付部41cを接触させた上でボルトにて互いに固定することにより、高圧過給機40はエキゾーストマニホールド32に固定されている。
On the discharge side of the high-
低圧過給機50の低圧側タービン室52の吐出側には、ロータシャフト57の軸線方向に沿って延びる第1吐出側接続部51aと、第1吐出側接続部51aからエキゾーストマニホールド32に向かい屈曲する第2吐出側接続部51bとが設けられている。この第2吐出側接続部51bの先端には、マニホールド側取付部32cに取り付けられる過給機側取付部51cが設けられている。この過給機側取付部51cに設けられた開口部が低圧側タービン室52の吐出口を形成している。マニホールド側取付部32cに過給機側取付部51cを接触させた上でボルトにて互いに固定することにより、低圧過給機50はエキゾーストマニホールド32に固定されている。
On the discharge side of the low-
機関長さ方向X2において、高圧側コンプレッサ室43と低圧側コンプレッサ室53との間には、吸気側接続装置7が設けられている。この吸気側接続装置7は、直方体にて形成されたブロック体にて構成されている。吸気側接続装置7は、機関長さ方向X2に沿った辺の大きさよりも機関高さ方向X1に沿った辺の大きさが大きくなるように構成されている。
An intake
図3〜図6を参照して、多段式過給装置4の吸気側接続装置7について説明する。なお、図3の断面構造は、吸気側接続装置7と高圧過給機40との接続部分の断面構造を拡大して示している。
The intake
図3に示すように、吸気側接続装置7は、ブロック体の接続本体部70aと、接続本体部70aの外部に一体となるとともに吸気通路23(図1参照)から吸気を吸気側接続装置7に供給する入口配管76と、吸気側接続装置7内の吸気を吸気通路23に供給する出口配管77とにより構成されている。接続本体部70aには、同本体部70aの内部を連通する連通路である吸気側接続部60が形成されている。
As shown in FIG. 3, the intake
接続本体部70aは、アルミニウムまたはアルミニウム合金を材料として鋳造(好ましくは重力鋳造)によって直方体に成形されている。この接続本体部70aを構成する面において、入口配管76は、機関高さ方向X1の上方の面(以下、「入口面7a」)に設けられている。また、出口配管77は、機関高さ方向X1の下方の面(以下、「出口面7d」)に設けられている。以降では、接続本体部70aの面において、低圧過給機50が配置される側の面を「低圧過給機面7b」とし、高圧過給機40が配置される側の面を「高圧過給機面7c」とする。
The connection
吸気側接続部60は、入口側接続通路61、低圧側接続通路62、高圧側接続通路63、及び連通用接続通路64により構成されている。
入口側接続通路61には、接続本体部70aの入口面7aに吸入口61a及び低圧過給機面7bに吐出口61bがそれぞれ設けられている。そして、吸入口61aが入口配管76の出口に接続され、吐出口61bが低圧側コンプレッサ室53の吸入口53aに接続されている。この入口側接続通路61は、入口面7aから機関高さ方向X1の下方に向かい延びる第1接続通路61cと、第1接続通路61cから低圧過給機面7bに向かい略垂直に屈曲する第2接続通路61dとにより構成される略L字状の貫通孔である。
The intake
The inlet
低圧側接続通路62には、低圧過給機面7bに吸入口62aが設けられ、出口面7dに吐出口62bが設けられている。低圧側接続通路62の吸入口62aは、低圧側コンプレッサ室53の吐出口に接続され、吐出口62bは出口配管77の入口に接続されている。この低圧側接続通路62は、低圧過給機面7bから機関長さ方向X2の高圧過給機40側に向かい延びる第1接続通路62cと、第1接続通路62cから出口面7dに向かい略垂直に屈曲する第2接続通路62dとにより構成される略L字条の貫通孔である。
In the low pressure
低圧側接続通路62の途中には、同接続通路62から分岐する連通用接続通路64が設けられている。この連通用接続通路64は、高圧過給機面7cに吐出口64aが設けられている。そして、この吐出口64aは、高圧側コンプレッサ室43の吸入口43aに接続されている。これにより、連通用接続通路64は、低圧側コンプレッサ室53と高圧側コンプレッサ室43とを互いに連通することになる。
In the middle of the low-pressure
また、低圧側接続通路62内の第2接続通路62dには、吸気側切替バルブ75が設けられている。この吸気側切替バルブ75により、低圧側コンプレッサ室53の吐出口53bからの吸気が連通用接続通路64を介して高圧側コンプレッサ室43に供給される状態と、吸気が低圧側接続通路62を介して出口配管77に供給される状態とに切り替えられる。具体的には、吸気側切替バルブ75が閉弁状態となるときには、同吸気は、連通用接続通路64を介して高圧側コンプレッサ室43に供給される。一方吸気側切替バルブ75が開弁状態となるときには、同吸気は低圧側接続通路62を介して出口配管77に供給される。
An intake
高圧側接続通路63には、高圧過給機面7cに吸入口63aが設けられ、出口面7dに吐出口63bが設けられている。吸入口63aは、高圧側コンプレッサ室43の吐出口に接続され、吐出口63bは出口配管77の入口に接続されている。この高圧側接続通路63は、高圧過給機面7cから機関長さ方向X2の低圧過給機50側に向かい延びる第1通路63cと、第1通路63cから出口面7dに向かい略垂直に屈曲する第2通路63dとにより構成されている。以上により、出口配管77は、低圧側接続通路62の吐出口62bと高圧側接続通路63の吐出口63bとの両方と接続している。機関長さ方向X2において、低圧側接続通路62の吐出口62bと高圧側接続通路63の吐出口63bは、互いに隣接している。そして、低圧側接続通路62の吐出口62bは、高圧側接続通路63の吐出口63bよりも低圧過給機50側に設けられている。また機関長さ方向X2において、低圧側接続通路62は高圧側接続通路63よりも低圧過給機50側に設けられている。
In the high-pressure
ここで、吸気側過給通路70と吸気側接続装置7に設けられた各接続部との関係とは次のような関係となる。
即ち、入口側吸気通路71は、入口配管76内の通路と入口側接続通路61とにより構成されている。また低圧側吸気通路73は、低圧側接続通路62と出口配管77内の通路により構成されている。また連通用吸気通路74は、連通用接続通路64により構成されている。また出口側吸気通路72は、高圧側接続通路63と出口配管77内の通路とにより構成されている。以上の構成により、入口側吸気通路71〜連通用吸気通路74は、吸気側接続装置7に一体に形成されている。
Here, the relationship between the intake
That is, the inlet
また、高圧過給機40及び低圧過給機50と吸気側接続装置7との接続態様について説明する。
図3の拡大断面図に示すように、高圧側コンプレッサ室43の吸入口43aを有する円筒形状の吸入側接続部43cとこの吸入側接続部43cに接続される連通用接続通路64の吐出口64aとの間、及び高圧側コンプレッサ室43の吐出口43bを有する円筒形状の吐出側接続部43dとこの吐出側接続部43dに接続される高圧側接続通路63の吸入口63aとの間には、弾性部材であるゴムシート48が設けられている。具体的には、吸入側接続部43c及び吐出側接続部43dのそれぞれの外周面に円筒形状に形成されたゴムシート48が取り付けられる。そして、この状態において、吸入側接続部43c及び吐出側接続部43dが連通用接続通路64の吐出口64a及び高圧側接続通路63の吸入口63aにそれぞれ圧入して取り付けられている。これにより、高圧過給機40は吸気側接続装置7に対して固定されている。
Further, a connection mode between the
As shown in the enlarged sectional view of FIG. 3, a cylindrical suction
低圧側コンプレッサ室53は、接続本体部70aに対して固定部材であるボルトBによって固定されている。具体的には、低圧側コンプレッサ室53には、接続本体部70aの低圧過給機面7bに直接接触する取付部53cが設けられている。この取付部53cには、ボルトBを固定するねじ穴53dが設けられている。また、接続本体部70aには、ボルトBを挿入する機関長さ方向X2において高圧過給機面7cから低圧過給機面7bに向かい貫通した貫通孔である挿入部78が設けられている。そして、ボルトBを高圧過給機面7cから低圧過給機面7bに向かい挿入部78に挿入した上で、取付部53cのねじ穴53dにて固定している。即ちボルトBのボルト頭B1は高圧過給機面7c側に配置されている。
The low-pressure
図4に示すように、吸気側接続装置7の接続本体部70aには、ブローバイガス還元装置5の連通管5aと接続するブローバイガス接続通路65と、排気還流装置9の連通管9aと接続する排気還流接続通路66とが設けられている。これらブローバイガス接続通路65及び排気還流接続通路66のそれぞれは、入口側接続通路61に接続されている。
As shown in FIG. 4, the connection
ブローバイガス接続通路65には、入口面7aに吸入口65aが設けられている。この吸入口65aは、同じ入口面7aに設けられた入口側接続通路61の吸入口61aよりも機関奥行き方向X3のエンジン本体10が配置される側(以下、「エンジン本体側」)に設けられている。このブローバイガス接続通路65は、入口面7aから機関高さ方向X1の下方に向かい延びる第1接続通路65bと第1接続通路65bから入口側接続通路61に向かい屈曲する第2接続通路65cとにより構成される貫通孔として設けられている。
The blow-by
排気還流接続通路66は、接続本体部70aの面における機関奥行き方向X3のエンジン本体方向とは反対側(以下、「エンジン本体離間側」)の面(以下、「エンジン本体離間面7e」)に設けられている。この排気還流接続通路66は、エンジン本体離間面7eから機関奥行き方向X3に沿って入口側接続通路61に向かい延びる貫通孔として設けられている。
The exhaust gas
また、ブローバイガス接続通路65と排気還流接続通路66とは、機関奥行き方向X3において入口側接続通路61に対して互いに反対側に位置する態様にて設けられている。具体的には、ブローバイガス接続通路65は、入口側接続通路61に対して機関奥行き方向X3のエンジン本体方向に設けられ、排気還流接続通路66は、入口側接続通路61に対して機関奥行き方向X3のエンジン本体離間方向に設けられている。
Further, the blow-by
図5に示すように、各通路の流路断面積の関係は以下のようになる。即ち、入口側接続通路61、低圧側接続通路62及び連通用接続通路64が同じ流路断面積にて形成されるとともに、接続本体部70aに形成された各接続通路のうち最も流路断面積が大きくなるように形成されている。ブローバイガス接続通路65及び排気還流接続通路66が同じ流路断面積にて形成されるとともに、接続本体部70aに形成された各接続通路のうち最も流路断面積が小さくなるように形成されている。また、高圧側接続通路63は、入口側接続通路61、低圧側接続通路62及び連通用接続通路64よりも流路断面積が小さく、ブローバイガス接続通路65及び排気還流接続通路66よりも流路断面積が大きくなるように形成されている。
As shown in FIG. 5, the relationship between the channel cross-sectional areas of the passages is as follows. That is, the inlet-
図6に示すように、接続本体部70aには、ウォータジャケット部79が設けられている。このウォータジャケット部79は、第1ジャケット部79a〜第3ジャケット部79cにより構成されている。具体的には、図6(a)に示すように、第1ジャケット部79aは入口側接続通路61と連通用接続通路64との間に設けられている。第2ジャケット部79bは、連通用接続通路64と高圧側接続通路63との間に設けられている。図6(b)に示すように、第3ジャケット部79cは、入口側接続通路61とブローバイガス接続通路65との間に設けられている。これら第1ジャケット部79a及び第2ジャケット部79bにより、入口側接続通路61、連通用接続通路64及び高圧側接続通路63内を流通する吸気の温度を低下させることができる。一方、外気が低温状態のときには、第3ジャケット部79cによりブローバイガス接続通路65を暖めて、ブローバイガス接続通路65内の凍結を抑制するようにしている。
As shown in FIG. 6, the connection
図7を参照して、多段式過給装置4の排気側接続装置8について説明する。
図7に示すように、排気側接続装置8は、エキゾーストマニホールド32と一体となる態様にて設けられている。特に、エキゾーストマニホールド32のハウジング本体部32a内には、連通用排気部90が設けられている。
With reference to FIG. 7, the exhaust-
As shown in FIG. 7, the exhaust
図7(a)に示すように、ハウジング本体部32aには、エンジン本体10(図1参照)の各気筒から排出された排気を導入する複数の排気導入部32dが設けられている。これら排気導入部32dの排気下流側には、これら排気導入部32d内の排気が合流する合流部32eが設けられている。この合流部32eには、高圧過給機40の高圧側タービン室42の吸入口に接続する第1高圧側接続部32fと低圧過給機50の低圧側タービン室52の吸入口に接続する第1低圧側接続部32gとがそれぞれ設けられている。この第1低圧側接続部32g内には、排気側切替バルブ85が設けられている。
As shown in FIG. 7A, the housing
排気側切替バルブ85は、エキゾーストマニホールド32の合流部32eの排気を第1低圧側接続部32gを介して低圧過給機50に供給する排気の状態と、同合流部32eの排気を第1高圧側接続部32fを介して高圧過給機40に供給する排気の状態とを切り替える。
The exhaust
連通用排気部90は、合流部32eに対して機関奥行き方向X3のエンジン本体離間側に設けられている。この連通用排気部90の機関長さ方向X2における通路長さは、合流部32eの機関長さ方向X2における通路長さと同一に設けられている。連通用排気部90と合流部32eとの間には、これらを区画する区画壁32hがエキゾーストマニホールド32の機関長さ方向X2の全体に亘り設けられている。
The communicating
また、連通用排気部90には、高圧側タービン室42の吐出口に接続する第2高圧側接続部91と低圧側タービン室52の吐出口に接続する第2低圧側接続部92とがそれぞれ設けられている。
Further, the
連通用排気部90には、多段式過給装置4の排気下流側(即ち、排気浄化装置34側)の排気通路33の排気管31を構成する排気通路接続部93が設けられている。この排気接通路続部93と連通用排気部90とは、機関長さ方向X2において、第2高圧側接続部91と第2低圧側接続部92との間に設けられた開口部93aにおいて互いに接続されている。
The
ここで、排気側過給通路80(図1参照)と排気側接続装置8に設けられた各接続部との関係とは次のような関係となる。
即ち、入口側排気通路81は、第1高圧側接続部32f内における合流部32eと接続する入口から高圧側タービン室42の吸入口と接続する出口までの通路により構成されている。また低圧側排気通路83は、第1低圧側接続部32g内における合流部32eと接続する入口から低圧側タービン室52の吸入口と接続する出口までの通路により構成されている。連通用排気通路84は、連通用排気部90内における第2高圧側接続部91の入口から排気通路接続部93の開口部93aまでの通路と、第2低圧側接続部92の入口から排気通路接続部93の開口部93aまでの通路とにより構成されている。
Here, the relationship between the exhaust side supercharging passage 80 (see FIG. 1) and each connection portion provided in the exhaust
That is, the inlet-
図7(b)に示すように、第1低圧側接続部32gは合流部32eの機関高さ方向X1の上方に設けられ、第2低圧側接続部92は連通用排気部90の機関高さ方向X1の上方に設けられている。図示しないが、第1高圧側接続部32f及び第2高圧側接続部91も同様に合流部32eの機関高さ方向X1の上方及び連通用排気部90の機関高さ方向X1の上方にそれぞれ設けられている。一方、排気通路接続部93は連通用排気部90の機関高さ方向X1の下方に設けられている。
As shown in FIG. 7B, the first low-pressure side connection portion 32g is provided above the
上述のように構成された多段式過給装置4は、高圧過給機40及び低圧過給機50と吸気側接続装置7の接続本体部70aに取り付けて形成するアッセンブリをエキゾーストマニホールド32に取り付けることにより組み立てられる。
The multi-stage supercharger 4 configured as described above has an assembly formed on the
具体的には、高圧過給機40にゴムシート48を取り付けた状態にて接続本体部70aに取り付ける。次いで、低圧過給機50の取付部53cと接続本体部70aとを互いに接触させた状態にてボルトBにより互いに固定する。以上により上記アッセンブリが形成される。
Specifically, the
次いで、このアッセンブリにおいて、高圧過給機40の過給機側取付部41c及び低圧過給機50の過給機側取付部51cのそれぞれがエキゾーストマニホールド32のマニホールド側取付部32cに直接接触した状態にてボルトにより互いに固定する。以上により、従来必要であった接続配管を省略した状態にて多段式過給装置4を組み立てることができるようになる。
Next, in this assembly, the supercharger
図8及び図9を参照して、機関負荷に伴う多段式過給装置4の吸気及び排気の状態について説明する。
図8に示すように、機関負荷が低負荷のとき、排気側切替バルブ85及び吸気側切替バルブ75はそれぞれ閉弁状態に維持されている。これにより、多段式過給装置4内においては次のように排気及び吸気が流れる。
With reference to FIG.8 and FIG.9, the state of the intake and exhaust of the multistage supercharger 4 accompanying an engine load is demonstrated.
As shown in FIG. 8, when the engine load is low, the exhaust
図8(b)に示すように、排気導入部32dから合流部32eに供給された排気は、図中の矢印にて示すように第1高圧側接続部32fを介して高圧側タービン室42に供給される。そして、高圧側タービン室42からの排気は、第2高圧側接続部91を介して連通用排気部90に供給される。そして、連通用排気部90の排気は、開口部93a及び排気通路接続部93を介して多段式過給装置4の排気下流側(即ち、排気浄化装置)に流出する。
As shown in FIG. 8 (b), the exhaust gas supplied from the exhaust
図8(a)に示すように、多段式過給装置4の吸気上流側(即ち、エアクリーナ24側)からの吸気は、図中の矢印に示すように、入口配管76及び入口側接続通路61を介して低圧側コンプレッサ室53に供給される。低圧側コンプレッサ室53から吐出された吸気は、低圧側接続通路62及び連通用接続通路64を介して高圧側コンプレッサ室43に供給される。そして高圧側コンプレッサ室43から吐出された吸気は、高圧側接続通路63及び出口配管77を介してインタークーラ25に供給される。
As shown in FIG. 8A, the intake air from the intake upstream side (that is, the
機関負荷が低負荷のときには、排気が低圧過給機50に供給されていないため、低圧過給機50のタービンホイール55は停止した状態となる。一方、高圧過給機40には排気が供給されるため、タービンホイール45を通過する排気により駆動される。特に、高圧過給機40はその体格が小さいため、低負荷時の排気の流量が少ない場合であってもタービンホイール45は駆動される。したがって、機関負荷が低負荷のときには、高圧過給機40のタービンホイール45のみが駆動している。これにより、ロータシャフト47にて接続されたコンプレッサホイール46がタービンホイール45の駆動に伴い駆動するため、高圧過給機40のみにて過給が行われる。
When the engine load is low, exhaust gas is not supplied to the low-
図9に示すように、機関負荷が中負荷及び高負荷のとき、排気側切替バルブ85及び吸気側切替バルブ75はそれぞれ閉弁状態に維持されている。これにより、多段式過給装置4内において次のように排気及び吸気が流れる。
As shown in FIG. 9, when the engine load is a medium load and a high load, the exhaust
図9(b)に示すように、排気導入部32dから合流部32eに供給された排気は、図中の矢印に示すように第1高圧側接続部32fを介して低圧側タービン室52に供給される。低圧側タービン室52から吐出された排気は、第2高圧側接続部91を介して多段式過給装置4の排気下流側(即ち、排気浄化装置34側)の排気通路33に流出する。
As shown in FIG. 9B, the exhaust gas supplied from the exhaust
図9(a)に示すように、多段式過給装置4の吸気上流側(即ち、エアクリーナ24側)の吸気は、図中の矢印に示すように、入口配管76及び入口側接続通路61を介して低圧側コンプレッサ室53に供給される。低圧側コンプレッサ室53から吐出された吸気は、低圧側接続通路62及び出口配管77を介してインタークーラ25に供給される。
As shown in FIG. 9A, the intake air on the upstream side of the multistage turbocharger 4 (that is, the
機関負荷が中負荷及び高負荷のときには、排気が低圧過給機50に供給されるため、低圧過給機50のタービンホイール55は駆動する。したがって、機関負荷が中負荷及び高負荷のときには、低圧過給機50による過給が行われる。以上により、エンジン1は、機関負荷状態に応じた多段式過給装置4の過給特性を得ることができるようになる。
When the engine load is a medium load and a high load, exhaust gas is supplied to the low-
本実施形態のエンジン1によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)本実施形態では、吸気側接続装置7において、接続本体部70aがブロック体にて形成されるとともに、接続本体部70a内に入口側接続通路61と高圧側接続通路63が設けられている。したがって、吸気側接続装置7により入口側接続通路61と高圧側接続通路63とが一体に形成されるため、入口側接続通路61と高圧側接続通路63とを各別の配管として設けられた場合と比較して、高圧過給機40及び低圧過給機50に接続される配管の配置構造を簡単化することができるようになる。
According to the engine 1 of the present embodiment, the following effects can be achieved.
(1) In the present embodiment, in the intake
特に従来の多段式過給装置の吸気側接続装置においては、入口側吸気通路、出口側吸気通路、低圧側吸気通路及び連通用吸気通路を形成するための接続配管がそれぞれ必要であった。そのため、接続配管の部品点数が増加するとともに、各接続配管を互いに干渉させないように高圧過給機及び低圧過給機に組み付ける作業が煩雑であった。 Particularly, in the intake side connection device of the conventional multistage supercharging device, connection pipes for forming the inlet side intake passage, the outlet side intake passage, the low pressure side intake passage, and the communication intake passage are required. For this reason, the number of parts of the connection pipes increases, and the work of assembling the connection pipes to the high-pressure supercharger and the low-pressure supercharger so as not to interfere with each other is complicated.
その点において、本実施形態では、入口側吸気通路71〜連通用吸気通路74を形成した単一のアッセンブリである吸気側接続装置7とするため、接続配管の部品点数の増加及び各接続配管の接続の煩雑さの両方を抑制することができるようになる。
In that respect, in this embodiment, in order to obtain the intake
(2)本実施形態では、接続本体部70a内に連通用接続通路64が設けられている。これにより、吸気側接続装置7により連通用接続通路64が入口側接続通路61及び高圧側接続通路63と一体に形成されるため、連通用接続通路64と入口側接続通路61及び高圧側接続通路63とを各別の配管として設けられた場合と比較して、高圧過給機40及び低圧過給機50に接続される配管の配置構造を簡単化するとともに同配管の数を削減することができるようになる。
(2) In the present embodiment, the
(3)本実施形態では、接続本体部70a内に低圧側接続通路62が設けられている。これにより、吸気側接続装置7により低圧側接続通路62が入口側接続通路61及び高圧側接続通路63と一体に形成されるため、低圧側接続通路62と入口側接続通路61及び高圧側接続通路63とを各別の配管として設けられた場合と比較して、高圧過給機40及び低圧過給機50に接続される配管の配置構造を簡単化するとともに同配管の数を削減することができるようになる。さらに、吸気側接続装置7により低圧側吸気通路73と連通用吸気通路74とが一体に形成されるため、三又配管等の複雑な配管を省略することができる。
(3) In the present embodiment, the low-pressure
(4)本実施形態では、低圧側接続通路62には、吸気側切替バルブ75が設けられる構成である。この構成によれば、低圧側接続通路62より外部に設けられた通路に吸気側切替バルブ75が設けられる場合と比較して、吸気側接続装置7の大型化を抑制することができるようになる。
(4) In this embodiment, the low pressure
(5)本実施形態では、入口側接続通路61の吸入口61aは、接続本体部70aの低圧過給機面7bとは異なる面に設けられる。したがって、吸入口61aに接続される配管(エアクリーナ24側の吸気管21)と低圧過給機50との干渉を回避する上記配管のレイアウトを容易に設定することができるようになる。
(5) In the present embodiment, the
また、上記吸入口61aは、接続本体部70aの高圧過給機面7cとも異なる面に設けられるため、上記配管と高圧過給機40との干渉を回避する上記配管のレイアウトを容易に設定することができるようになる。
In addition, since the
特に低圧過給機50は高圧過給機40よりも体格が大きいため、この吸入口61aが吸気側接続装置7における低圧過給機50が配置される面に設けられた場合には、上記配管と低圧過給機50とが干渉する可能性が高くなってしまう。上記配管と低圧過給機50との干渉を回避するため、上記配管における低圧過給機50付近の配管構造を複雑に屈曲させたものにしなければならない場合があった。その点において、本実施形態では、吸入口61aが低圧過給機面7bとは異なる入口面7aに設けられるため、上記配管を複雑な配管構造とすることを抑制することができるようになる。
In particular, since the low-
(6)本実施形態では、高圧側接続通路63の吐出口63bが接続本体部70aの低圧過給機面7bとは異なる面に設けられている。したがって、この吐出口63bと接続する配管(インタークーラ側の吸気管21)と低圧過給機50との干渉を回避する上記配管のレイアウトを容易に設定することができるようになる。その上、同吐出口63bが接続本体部70aの高圧過給機面7cとも異なる面に設けられるため、上記配管と高圧過給機40との干渉を回避する上記配管のレイアウトを容易に設定することができるようになる。
(6) In the present embodiment, the
(7)本実施形態では、高圧側接続通路63内の吸気と低圧側接続通路62内の吸気とを合流させる場合において、高圧側接続通路63の吐出口63bと低圧側接続通路62の吐出口62bとが吸気側接続装置7における互いに異なる面に設けられる構造においては、各別に配管を設けた上で、これら配管を合流させる構成とする必要がある。その点において、本実施形態では、高圧側接続通路63の吐出口63bと低圧側接続通路62の吐出口62bとが吸気側接続装置7における同じ面である出口面7dに設けられ、共通の配管である出口配管77により接続されるため、上記各別の配管を省略することができる。したがって、高圧過給機40及び低圧過給機50に接続される配管数を削減することができるようになる。
(7) In the present embodiment, when the intake air in the high pressure
(8)本実施形態では、接続本体部70aには、ブローバイガス還元装置5の連通管5aと接続するブローバイガス接続通路65が設けられている。したがって、接続本体部70aにより入口側接続通路61及び高圧側接続通路63とブローバイガス接続通路65とが一体に形成されるため、ブローバイガス接続通路65と入口側接続通路61及び高圧側接続通路63とを各別の配管として設けた場合と比較して、高圧過給機40及び低圧過給機50に接続される配管の配置構造を簡単化することができるようになる。
(8) In the present embodiment, the connection
(9)本実施形態では、接続本体部70aにおいてブローバイガス接続通路65と入口側接続通路61とは互いに接続されている。したがって、ブローバイガス接続通路65と入口側接続通路61とが接続本体部70aの外部にて接続される構造と比較して、三叉配管等の複雑な配管を省略することができる。
(9) In the present embodiment, the blow-by
(10)このブローバイガス接続通路65の吸入口65aは、接続本体部70aの低圧過給機面7bとは異なる面にて形成されている。したがって、この吸入口65aと接続する連通管5aと低圧過給機50との干渉を抑制する連通管5aのレイアウトを容易に設定することができるようになる。
(10) The
また、この吸入口65aは、接続本体部70aの高圧過給機面7cとは異なる面にて形成されている。したがって、この吸入口65aと接続する連通管5aと高圧過給機40との干渉を抑制する連通管5aのレイアウトを容易に設定することができるようになる。
The
(11)本実施形態では、接続本体部70aには、排気還流装置9の連通管9aと接続する排気還流接続通路66が設けられている。したがって、接続本体部70aにより入口側接続通路61及び高圧側接続通路63と排気還流接続通路66とが一体に形成されるため、排気還流接続通路66と入口側接続通路61及び高圧側接続通路63とを各別の配管として設けた場合と比較して、高圧過給機40及び低圧過給機50に接続される配管の配置構造を簡単化することができるようになる。
(11) In the present embodiment, the connection
(12)本実施形態では、接続本体部70aにおいて排気還流接続通路66と入口側接続通路61とは互いに接続されている。したがって、排気還流接続通路66と入口側接続通路61とが接続本体部70aの外部にて接続される構造と比較して、三叉配管等の複雑な配管を省略することができる。
(12) In the present embodiment, the exhaust gas
(13)本実施形態では、接続本体部70aにおいて排気還流接続通路66と入口側接続通路61とは互いに接続されている。したがって、排気還流接続通路66と入口側接続通路61とが接続本体部70aの外部にて接続される構造と比較して、多段式過給装置4の装置全体としての大型化を抑制することができるようになる。
(13) In the present embodiment, the exhaust gas
(14)この排気還流接続通路66の吸入口66aは、接続本体部70aの低圧過給機面7bとは異なる面にて形成されている。したがって、この吸入口66aと接続する連通管9aと低圧過給機50との干渉を抑制する連通管9aのレイアウトを容易に設定することができるようになる。
(14) The
また、この吸入口66aは、接続本体部70aの高圧過給機面7cとは異なる面にて形成されている。したがって、この吸入口66aと接続する連通管9aと高圧過給機40との干渉を抑制する連通管9aのレイアウトを容易に設定することができるようになる。
The
(15)また、排気還流接続通路66の吸入口66aは、入口側接続通路61の吸入口61aが設けられる入口面7aとは異なる面にて形成されている。したがって、連通管9aが入口側接続通路61に接続される接続配管(即ち、エアクリーナ24と吸気側接続装置7とを接続する吸気管21)との干渉を抑制する接続配管のレイアウトを容易に設定することができるようになる。
(15) Further, the
(16)また、排気還流接続通路66の吸入口66aは、高圧側接続通路63の吐出口63bが設けられる出口面7dとは異なる面にて形成されている。したがって、連通管9aが高圧側接続通路63に接続される接続配管(即ち、吸気側接続装置7とインタークーラ25とを接続する吸気管21)との干渉を抑制する接続配管のレイアウトを容易に設定することができるようになる。
(16) Further, the
(17)本実施形態では、機関長さ方向X2において、高圧側コンプレッサ室43の吸入口43aと低圧側コンプレッサ室53の吸入口53aとが互いに対向している。そして、吸気側接続装置7はこれら吸入口43aと吸入口53aとの機関長さ方向X2の間に設けられている。したがって、高圧側タービン室42と低圧側タービン室52とが互いに対向するような高圧過給機40及び低圧過給機50の配置構造と比較して、吸気側接続装置7の装置全体としての大型化を抑制することができるようになる。
(17) In the present embodiment, the
特に、このような高圧側コンプレッサ室43と低圧側コンプレッサ室53とを対向させた上で、これらの間に高圧側コンプレッサ室43と低圧側コンプレッサ室53に接続される複数の配管を配置する構成では、これら配管を互いに干渉せずに配置することが困難である。その点において、これら配管に代えてブロック体の吸気側接続装置7とすることにより、高圧側コンプレッサ室43及び低圧側コンプレッサ室53との間に配管を配置することが回避されるため、上述のような配管の干渉の問題を防止することができるようになる。
Particularly, the high pressure
(18)本実施形態では、接続本体部70aに高圧過給機40及び低圧過給機50が直接接触している。即ち、接続本体部70aに高圧過給機40及び低圧過給機50が直接取り付けられている。したがって、吸気側接続装置7と高圧過給機40及び低圧過給機50とを互いに接続するための接続配管が省略でき、多段式過給装置4の装置全体としての大型化を抑制と多段式過給装置4の装置全体としての部品点数の削減との両立を図ることができるようになる。
(18) In the present embodiment, the
また、接続本体部70aに高圧過給機40及び低圧過給機50を直接取り付けるのみにて、高圧過給機40及び低圧過給機50を接続する吸気側過給通路70を形成することができるため、多段式過給装置4の組立性を向上させることができるようになる。
Moreover, the intake
(19)本実施形態では、低圧過給機50のコンプレッサ室53には、接続本体部70aの低圧過給機面7bに接触する取付部53cが設けられ、接続本体部70aの高圧過給機面7cからボルトBを挿入して、ボルトBと取付部53cとを螺着している。したがって、ボルトBのボルト頭B1は、高圧過給機面7c側に位置するようになる。ここで、高圧過給機面7cの高圧過給機40以外のスペースは、低圧過給機面7bの低圧過給機50以外のスペースよりも大きいため、ボルト頭B1が低圧過給機面7bに位置する構造と比較して、吸気側接続装置7の大型化を抑制することができるようになる。
(19) In the present embodiment, the
(20)本実施形態では、高圧過給機40のコンプレッサ室43の吸入側接続部43c及び吐出側接続部43dと連通用接続通路64及び高圧側接続通路63との間にはゴムシート48が介在している。したがって、高圧過給機40及び低圧過給機50が高温になるに伴い熱膨張したとしても、ゴムシート48の弾性変形によりその熱膨張によるずれを吸収することができるようになる。
(20) In the present embodiment, the
(21)本実施形態では、エキゾーストマニホールド32に連通用排気部90が設けられている。即ち、エキゾーストマニホールド32には連通用排気通路84が一体に設けられている。したがって、エキゾーストマニホールド32と連通用排気部90とが各別に設けられる構造と比較して、多段式過給装置4の装置全体としての大型化を抑制することができるようになる。
(21) In the present embodiment, the
特に従来の多段式過給装置は、吸気側接続装置における接続配管の接続の煩雑さに加え、排気側接続装置においても同様に入口側排気通路、高圧側排気通路、低圧側排気通路及び連通用排気通路を形成するための接続配管がそれぞれ必要であった。そのため、接続配管の部品点数が増加するとともに各接続配管を互いに干渉させないように高圧過給機及び低圧過給機に組み付ける作業が煩雑であった。 In particular, the conventional multi-stage supercharging device is not only complicated in connection of the connection pipe in the intake side connection device, but also in the exhaust side connection device, similarly for the inlet side exhaust passage, high pressure side exhaust passage, low pressure side exhaust passage and communication Each of the connecting pipes for forming the exhaust passage was necessary. For this reason, the number of parts of the connecting pipe increases, and the work of assembling the connecting pipe to the high-pressure supercharger and the low-pressure supercharger so as not to interfere with each other is complicated.
その点において、本実施形態では、排気側接続装置8が連通用排気通路84がエキゾーストマニホールド32と一体に形成されるため、接続配管の部品点数の増加及び各接続配管の接続の煩雑さを抑制することができるようになる。
In this respect, in the present embodiment, the exhaust-
(22)本実施形態では、連通用排気部90と合流部32eとが区画壁32hを介して互いに隣り合う構造である。したがって、連通用排気部90と合流部32eとが互いに離間した構造と比較して、多段式過給装置4とエキゾーストマニホールド32との組立体としての大型化を抑制することができるようになる。
(22) In the present embodiment, the
(23)本実施形態では、連通用排気部90が高圧側タービン室42と対向するところから低圧側タービン室52と対向するところまでに亘り設けられる構造である。したがって、高圧側タービン室42と連通用排気部90とを接続する接続通路と、低圧側タービン室52と連通用排気部90とを接続する接続通路とをそれぞれ短くすることができるようになる。
(23) In the present embodiment, the
(24)本実施形態では、合流部32eに設けられた第1高圧側接続部32f及び高圧側タービン室42の吸入口と、連通用排気部90に設けられた第2高圧側接続部91及び高圧側タービン室42の吐出口とがそれぞれ互いに直接接続される構成である。これにより、エキゾーストマニホールド32と高圧過給機40とを接続する接続配管を省略することができるようになり、多段式過給装置4の装置全体としての大型化を抑制することができるようになる。
(24) In the present embodiment, the first high pressure
同様に、合流部32eに設けられた第1低圧側接続部32g及び低圧側タービン室52の吸入口と、連通用排気部90に設けられた第2低圧側接続部92及び高圧側タービン室42の吐出口とがそれぞれ互いに直接接続される構成である。これにより、エキゾーストマニホールド32と低圧過給機50とを接続する接続配管を省略することができるようになり、多段式過給装置4の装置全体としての大型化を抑制することができるようになる。
Similarly, the suction port of the first low-pressure side connection portion 32g and the low-pressure
これにより、エキゾーストマニホールド32に高圧過給機40及び低圧過給機50を直接取り付けるのみにて、排気側過給通路80を構成することができるため、多段式過給装置4の組立性を向上させることができるようになる。
As a result, the exhaust-
(25)本実施形態では、排気通路接続部93の開口部93aが第2高圧側接続部91と第2低圧側接続部92との機関長さ方向X2の間に設けられている。したがって、排気通路接続部が第2高圧側接続部及び第2低圧側接続部より機関長さ方向X2の一方側に設けられる構造と比較して、排気通路接続部93が設けられるためのスペースを省略することができるようになる。その結果、多段式過給装置4を装置全体として小型化できるようになる。
(25) In the present embodiment, the
(26)本実施形態では、吸気側接続装置7の接続本体部70aに高圧過給機40及び低圧過給機50を取り付けたアッセンブリを製造した後に、エキゾーストマニホールド32に取り付けることにより、多段式過給装置4が製造されている。したがって、従来の接続配管を複数用いた構造と比較して、多段式過給装置4の組み立て性及びエキゾーストマニホールド32への組み付け性の両方を向上させることができる。
(26) In this embodiment, an assembly in which the high-
(その他の実施形態)
本発明の多段式過給装置及びこれを備える内燃機関の具体的な構成は、上記実施形態に例示した構成に限定されることなく、例えば以下のように変更することもできる。また以下の変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
(Other embodiments)
The specific configuration of the multistage supercharging device of the present invention and the internal combustion engine including the same is not limited to the configuration illustrated in the above embodiment, and may be modified as follows, for example. The following modifications are not applied only to the above-described embodiment, and different modifications can be combined with each other.
・本実施形態では、第1低圧側接続部32gに排気側切替バルブ85が設けられる構造(図7(a)参照)であったが、排気側切替バルブ85が設けられる位置はこれに限定されることはない。例えば、第1低圧側接続部32gと低圧側タービン室52との間に接続配管を設け、その接続配管に排気側切替バルブ85を設ける構成とすることもできる。
In the present embodiment, the exhaust
・本実施形態では、エキゾーストマニホールド32の合流部32eが低圧側タービン室52及び高圧側タービン室42の両方に接続する構造(図7(a)参照)であったが、合流部32eと低圧側タービン室52及び高圧側タービン室42との接続構造はこれに限定されることはない。例えば、第1高圧側接続部32fから分岐する接続配管を設けることにより、第1高圧側接続部32fと低圧側タービン室52とを接続する構造とすることもできる。
In the present embodiment, the merging
・本実施形態では、エキゾーストマニホールド32の一部として連通用排気部90が設けられる構造(図7(a)参照)であったが、エキゾーストマニホールド32と各別に形成された連通用排気部90をハウジング本体部32aに取り付ける構造とすることもできる。また、ハウジング本体部32aと連通用排気部90とは互いに離間した構造とすることもできる。
In the present embodiment, the
・本実施形態では、接続本体部70aと高圧過給機40及び低圧過給機50とが直接接触する構成(図3参照)であったが、接続本体部70aと高圧過給機40及び低圧過給機50との間に他の部材が介在してもよい。
In the present embodiment, the connection
・本実施形態では、接続本体部70aにおいて、排気還流接続通路66の吸入口66aが高圧過給機面7c及び低圧過給機面7bとは異なる面に設けられる構造(図4参照)であったが、この吸入口66aの設けられる面は、高圧過給機面7cまたは低圧過給機面7bとなる構造とすることもできる。
In the present embodiment, the connection
・本実施形態では、接続本体部70aにおいて、ブローバイガス接続通路65の吸入口65aが高圧過給機面7c及び低圧過給機面7bとは異なる面に設けられる構造(図4参照)であったが、この吸入口65aの設けられる面は、高圧過給機面7cまたは低圧過給機面7bとなる構造とすることもできる。
In the present embodiment, the connection
・本実施形態では、接続本体部70aにおいて、高圧側接続通路63の吐出口63bが高圧過給機面7c及び低圧過給機面7bとは異なる面に設けられる構造(図4参照)であったが、この吐出口63bの設けられる面は、高圧過給機面7cまたは低圧過給機面7bとなる構造とすることもできる。
In the present embodiment, the connection
・本実施形態では、接続本体部70aにおいて、低圧側接続通路62の吐出口62bが高圧過給機面7c及び低圧過給機面7bとは異なる面に設けられる構造(図4参照)であったが、この吐出口62bの設けられる面は、高圧過給機面7cまたは低圧過給機面7bとなる構造とすることもできる。
In the present embodiment, the connection
・本実施形態では、接続本体部70aにおいて、入口側接続通路61の吸入口61aが高圧過給機面7c及び低圧過給機面7bとは異なる面に設けられる構造(図4参照)であったが、この吸入口61aの設けられる面は、高圧過給機面7cまたは低圧過給機面7bとなる構造とすることもできる。
In the present embodiment, the connection
・本実施形態では、接続本体部70aにおいて、入口側接続通路61の吸入口61aとブローバイガス接続通路65の吸入口65aとは同じ入口面7aに設けられる構造(図4参照)であったが、これら吸入口61a及び吸入口65aは互いに異なる面に設けられる構造とすることができる。
In the present embodiment, in the connection
・本実施形態では、接続本体部70aにおいて、高圧側接続通路63の吐出口63bと低圧側接続通路62の吐出口62bとは同じ出口面7dに設けられる構造(図4参照)であったが、これら吐出口63b及び吐出口62bは互いに異なる面に設けられる構造とすることができる。
In the present embodiment, in the connection
・本実施形態では、排気還流接続通路66が入口側接続通路61に接続される構造(図4参照)であったが、連通管9aは、接続本体部70a以外の吸気管21と接続する構造とすることができる。
In the present embodiment, the exhaust gas
・本実施形態では、ブローバイガス接続通路65が入口側接続通路61に接続される構造(図4参照)であったが、連通管5aは、接続本体部70a以外の吸気管21と接続する構造とすることができる。
In the present embodiment, the blow-by
・本実施形態では、接続本体部70aに低圧側接続通路62が設けられることにより低圧側吸気通路73を構成する構造(図3参照)であったが、接続本体部70aの外部に低圧側接続通路62となる接続配管を用いて、低圧側吸気通路73を構成する構造とすることもできる。
In the present embodiment, the low pressure side intake passage 73 is configured by providing the low pressure
・本実施形態では、接続本体部70aの低圧側接続通路62内に吸気側切替バルブ75を設ける構造(図3参照)であったが、低圧側接続通路62の外部の接続配管に吸気側切替バルブ75を設ける構造とすることもできる。
In the present embodiment, the intake
・本実施形態では、接続本体部70aに連通用接続通路64が設けられることにより連通用吸気通路74が設けられる構造(図3参照)であったが、接続本体部70aの外部に連通用接続通路64として接続配管を用いることにより、連通用吸気通路74を構成する構造とすることもできる。
In the present embodiment, the connection
・本実施形態では、高圧過給機40の体格が低圧過給機50の体格よりも小さく形成されたが、高圧過給機40及び低圧過給機50の体格は同等の構成とすることもできる。また、多段式過給装置4としたが、同一の過給機を複数用いる過給装置の構成とすることもできる。
-In this embodiment, although the physique of the high-
・本実施形態では、高圧側コンプレッサ室43の吸入口43aと低圧側コンプレッサ室53の吸入口53aとが機関長さ方向X2において互いに対向し、吸気側接続装置7の接続本体部70aがその間に配置される構造(図3参照)であったが、接続本体部70aの配置構造はこれに限定されることはない。
In this embodiment, the
・本実施形態では、高圧側コンプレッサ室43及び低圧側コンプレッサ室53は、機関長さ方向X2において互いに対向して配置される構成(図3参照)であったが、高圧側コンプレッサ室43及び低圧側コンプレッサ室53の配置態様はこれに限定されることはない。例えば、図10(b)に示すように、高圧側コンプレッサ室43の吸入口43aと低圧側コンプレッサ室53の吸入口53aとは互いに平行に開口する態様であってもよい。これは、図11(b)に示すように、同一の過給機を複数用いる過給装置の構成についても同様である。
In the present embodiment, the high-pressure
例えば、図10(a)に示すように、接続本体部70aが高圧過給機40及び低圧過給機50の一方側に配置される構造とすることもできる。また、図10(b)に示すように、高圧過給機40の高圧側コンプレッサ室43の吸入口43a及び低圧過給機50の低圧側コンプレッサ室53の吸入口53aを互いに平行となるとともに、高圧側コンプレッサ室43と低圧側コンプレッサ室53との間に接続本体部70aを配置することもできる。
For example, as shown to Fig.10 (a), it can also be set as the structure where the connection main-
同様に、図11(a)に示すように、同一の過給機を複数用いる過給装置においても、接続本体部70aが第1過給機40A及び第2過給機50Aの一方側に配置される構造とすることもできる。また、図11(b)に示すように、第1過給機40Aの第1コンプレッサ室43Aの吸入口43Bと第2過給機50Aの第2コンプレッサ室53Aの吸入口53Bとが互いに平行となるとともに、第1コンプレッサ室43Aと第2コンプレッサ室53Aとの間に接続本体部70aを配置することもできる。
Similarly, as shown in FIG. 11 (a), also in a supercharger using a plurality of the same superchargers, the connection
・本実施形態では、接続本体部70aとして直方体を用いたが、接続本体部70aの形状はこれに限定されることはない。複数の面を有するブロック体であればよい。接続本体部70aの形状として、例えば立方体とすることもできる。
-In this embodiment, although the rectangular parallelepiped was used as the connection main-
・本実施形態では、接続本体部70aとして単一部材としてのブロック体にて設けられたが、接続本体部70aの構成はこれに限定されることはない。例えば、接続本体部70aとして複数のブロック体を互いに接合することにより設けることもできる。
In the present embodiment, the
・本実施形態では、吸気側接続装置7として、接続本体部70aと入口配管76と出口配管77とにより構成したが、吸気側接続装置7の構成はこれに限定されることはない。例えば、吸気側接続装置7は、入口配管76及び出口配管77の少なくともどちらか一方が省略された構成とすることもできる。
In the present embodiment, the intake
・上記実施形態では、内燃機関としてディーゼルエンジンを用いたが、例えば内燃機関としてガソリンエンジンを用いてもよい。 In the above embodiment, a diesel engine is used as the internal combustion engine. However, for example, a gasoline engine may be used as the internal combustion engine.
1…エンジン、5…ブローバイガス還元装置、5a…連通管(連通路)、6…接続装置、7…吸気側接続装置、7a…入口面、7b…低圧過給機面、7c…高圧過給機面、7d…出口面、7e…エンジン本体離間面、8…排気側接続装置、9…排気還流装置、9a…連通管(排気還流路)、9b…EGRクーラ、9c…EGR弁、10…エンジン本体、11…燃焼室、20…吸気装置、21…吸気管、22…インテークマニホールド、23…吸気通路、24…エアクリーナ、25…インタークーラ、26…ディーゼルスロットル、30…排気装置、31…排気管、32…エキゾーストマニホールド、32a…ハウジング本体、32b…本体取付部、32c…マニホールド側取付部、32d…排気導入部、32e…合流部、32f…高圧側接続部、32g…低圧側接続部、32h…区画壁、33…排気通路、33A…連通用排気部、34…排気浄化装置、4…多段式過給装置、40…高圧過給機、41…ハウジング、41a…第1吐出側接続部、41b…第2吐出側接続部、41c…過給機側取付部、42…高圧側タービン室、43…高圧側コンプレッサ室、43a…吸入口、43b…吐出口、43c…吸入側接続部、43d…吐出側接続部、45…タービンホイール、46…コンプレッサホイール、47…ロータシャフト、48…ゴムシート、50…低圧過給機、51…ハウジング、51a…第1吐出側接続部、51b…第2吐出側接続部、51c…過給機側取付部、52…低圧側タービン室、53…低圧側コンプレッサ室、53a…吸入口、53b…吐出口、53c…取付部、53d…ねじ穴、55…タービンホイール、56…コンプレッサホイール、57…ロータシャフト、60…吸気側接続通路、61…入口側接続通路、61a…吸入口、61b…吐出口、61c…第1接続通路、61d…第2接続通路、62…低圧側接続通路、62a…吸入口、62b…吐出口、63…高圧側接続通路、63a…吸入口、63b…吐出口、63c…第1通路、63d…第2通路、64…連通用接続通路、64a…吐出口、65…ブローバイガス接続通路(ブローバイガス連通路)、65a…吸入口、65b…第1接続通路、65c…第2接続通路、66…排気還流接続通路(排気還流連通路)、66a…吸入口(接続口)、70…吸気側過給通路、70a…接続本体部、71…入口側吸気通路、72…出口側吸気通路、73…低圧側吸気通路、74…連通用吸気通路、75…吸気側切替バルブ、76…入口配管、77…出口配管、78…挿通部、79…ウォータジャケット部、79a…第1ジャケット部、79b…第2ジャケット部、79c…第3ジャケット部、80…排気側過給通路、81…入口側排気通路、82…高圧側排気通路、83…低圧側排気通路、84…連通用排気通路、85…排気側切替バルブ、90…連通用排気部、91…第2高圧側接続部、92…第2低圧側接続部、93…排気通路接続部、93a…開口部、B…ボルト、B1…ボルト頭。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 5 ... Blow-by gas reduction device, 5a ... Communication pipe (communication path), 6 ... Connection device, 7 ... Intake side connection device, 7a ... Inlet surface, 7b ... Low pressure supercharger surface, 7c ... High pressure supercharge Machine surface, 7d ... exit surface, 7e ... engine body separating surface, 8 ... exhaust side connection device, 9 ... exhaust recirculation device, 9a ... communication pipe (exhaust recirculation passage), 9b ... EGR cooler, 9c ... EGR valve, 10 ...
Claims (18)
当該過給装置には、前記第1コンプレッサ室へ空気を供給する入口側吸気通路と前記第2コンプレッサ室からの空気を排出する出口側吸気通路とを有する吸気側接続装置が設けられ、
前記吸気側接続装置は、ブロック体として構成される
ことを特徴とする過給装置。 In a supercharging device comprising a first supercharger having a first compressor chamber and a second supercharger having a second compressor chamber,
The supercharging device is provided with an intake side connection device having an inlet side intake passage for supplying air to the first compressor chamber and an outlet side intake passage for discharging air from the second compressor chamber,
The supercharging device, wherein the intake side connecting device is configured as a block body.
前記吸気側接続装置には、前記第1コンプレッサ室と前記第2コンプレッサ室とを連通する連通用吸気通路が設けられる
ことを特徴とする過給装置。 The supercharging device according to claim 1,
The supercharging device, wherein the intake side connection device is provided with a communication intake passage that communicates the first compressor chamber and the second compressor chamber.
前記吸気側接続装置には、前記第1コンプレッサ室からの空気を排出する低圧側吸気通路が設けられる
ことを特徴とする過給装置。 The supercharging device according to claim 2,
The supercharging device, wherein the intake side connection device is provided with a low pressure side intake passage for discharging air from the first compressor chamber.
前記低圧側吸気通路には、前記低圧側吸気通路内を流れる空気の通路の開閉状態を切り替える切替バルブが設けられる
ことを特徴とする過給装置。 The supercharging device according to claim 3,
The supercharging device, wherein the low pressure side intake passage is provided with a switching valve for switching an open / close state of a passage of the air flowing through the low pressure side intake passage.
前記吸気側接続装置において、前記出口側吸気通路の吐出口と前記低圧側吸気通路の吐出口とは同じ面に設けられ、
前記出口側吸気通路の吐出口と前記低圧側吸気通路の吐出口とは、共通の接続配管により接続される
ことを特徴とする過給装置。 In the supercharging device according to claim 3 or claim 4,
In the intake side connection device, the discharge port of the outlet side intake passage and the discharge port of the low pressure side intake passage are provided on the same surface,
The supercharging device, wherein a discharge port of the outlet side intake passage and a discharge port of the low pressure side intake passage are connected by a common connection pipe.
前記入口側吸気通路の吸入口は、前記吸気側接続装置における前記第1過給機が配置される側の面、及び前記第2過給機が配置される側の面とは異なる面に設けられる
ことを特徴とする過給装置。 In the supercharging device as described in any one of Claims 1-5,
The inlet port of the inlet side intake passage is provided on a surface different from the surface on the side where the first supercharger is disposed in the intake side connection device and the surface on the side where the second supercharger is disposed. A supercharging device characterized in that
前記出口側吸気通路の吐出口は、前記吸気側接続装置における前記第1過給機が配置される側の面、前記第2過給機が配置される側の面、及び前記入口側吸気通路の吸入口が設けられる面とは異なる面に設けられる
ことを特徴とする過給装置。 The supercharging device according to claim 6,
A discharge port of the outlet side intake passage includes a surface on the side where the first supercharger is disposed in the intake side connection device, a surface on the side where the second supercharger is disposed, and the inlet side intake passage. A supercharging device characterized in that the supercharging device is provided on a surface different from a surface on which the suction port is provided.
前記吸気側接続装置には、ブローバイガス還元装置の連通路に接続されるブローバイガス連通路が設けられる
ことを特徴とする過給装置。 In the supercharging device as described in any one of Claims 1-7,
The supercharging device, wherein the intake side connection device is provided with a blow-by gas communication passage connected to a communication passage of a blow-by gas reduction device.
前記ブローバイガス連通路は、前記入口側吸気通路に接続される
ことを特徴とする過給装置。 The supercharging device according to claim 8,
The supercharger, wherein the blow-by gas communication passage is connected to the inlet side intake passage.
前記吸気側接続装置には、排気還流装置の排気還流通路に接続される排気還流連通路が設けられる
ことを特徴とする過給装置。 In the supercharging device as described in any one of Claims 1-9,
The supercharging device, wherein the intake side connection device is provided with an exhaust gas recirculation passage connected to an exhaust gas recirculation passage of the exhaust gas recirculation device.
前記排気還流連通路は、前記入口側吸気通路に接続される
ことを特徴とする過給装置。 The supercharging device according to claim 10,
The supercharging device, wherein the exhaust gas recirculation communication path is connected to the inlet side intake path.
前記排気還流通路と接続される前記排気還流連通路の接続口は、前記第1過給機が配置される側の面、前記第2過給機が配置される側の面、前記入口側吸気通路の吸入口が設けられる面、及び前記出口側吸気通路の吐出口が設けられる面とは異なる面に設けられる
ことを特徴とする過給装置。 The supercharging device according to claim 10 or 11,
A connection port of the exhaust gas recirculation passage connected to the exhaust gas recirculation passage includes a surface on the side where the first supercharger is disposed, a surface on the side where the second supercharger is disposed, and the inlet side intake air A supercharging device, wherein the supercharging device is provided on a surface different from a surface where a suction port of the passage is provided and a surface where a discharge port of the outlet side intake passage is provided.
前記第1コンプレッサ室の吸入口は、前記第2コンプレッサ室の吸入口に対向して配置される
ことを特徴とする過給装置。 In the supercharging device as described in any one of Claims 1-12,
The supercharging device, wherein the suction port of the first compressor chamber is disposed to face the suction port of the second compressor chamber.
前記吸気側接続装置は、前記第1コンプレッサ室と前記第2コンプレッサ室との間に設けられる
ことを特徴とする過給装置。 The supercharging device according to claim 13,
The supercharging device, wherein the intake side connection device is provided between the first compressor chamber and the second compressor chamber.
前記第1過給機の体格は、前記第2過給機の体格よりも小さく構成され、
前記吸気側接続装置と前記第2過給機とは、ボルトにより互いに固定され、
前記ボルトは、前記吸気側接続装置における前記第2過給機が配置される側の面とは反対側の面から挿入される
ことを特徴とする過給装置。 The supercharging device according to claim 14,
The physique of the first supercharger is configured to be smaller than the physique of the second supercharger,
The intake side connection device and the second supercharger are fixed to each other by bolts,
The supercharging device, wherein the bolt is inserted from a surface opposite to a surface on the side where the second supercharger is arranged in the intake side connection device.
前記第1コンプレッサ室の吐出口、及び前記第1コンプレッサ室の吸入口、及び前記第2コンプレッサ室の吐出口、及び前記第2コンプレッサ室の吸入口は、前記吸気側接続装置の対応する開口部に挿入され、
前記第1コンプレッサ室の吐出口、及び前記第1コンプレッサ室の吸入口、及び前記第2コンプレッサ室の吐出口、及び前記第2コンプレッサ室の吸入口の少なくとも一箇所と前記開口部との間には、弾性部材が設けられる
ことを特徴とする過給装置。 In the supercharging device as described in any one of Claims 1-15,
The discharge port of the first compressor chamber, the suction port of the first compressor chamber, the discharge port of the second compressor chamber, and the suction port of the second compressor chamber are corresponding openings of the intake side connection device. Inserted into
Between the opening and at least one of the discharge port of the first compressor chamber, the suction port of the first compressor chamber, the discharge port of the second compressor chamber, and the suction port of the second compressor chamber Is provided with an elastic member.
前記第1過給機には、第1タービン室が設けられ、前記第2過給機には、第2タービン室が設けられ、
前記第1タービン室と前記第2タービン室との間には、前記第1タービン室と前記第2タービン室とを互いに連通する連通用排気通路が設けられ、
前記連通用排気通路は、エキゾーストマニホールドと一体に設けられる
ことを特徴とする内燃機関。 An internal combustion engine comprising the supercharging device according to any one of claims 13 to 16.
The first supercharger is provided with a first turbine chamber, the second supercharger is provided with a second turbine chamber,
Between the first turbine chamber and the second turbine chamber, there is provided a communication exhaust passage that allows the first turbine chamber and the second turbine chamber to communicate with each other.
The internal combustion engine, wherein the communication exhaust passage is provided integrally with an exhaust manifold.
前記第1過給機及び前記第2過給機は、空気の流れ方向において直列に接続され、
前記第1過給機は、前記第2過給機と比較して圧縮比が高く、
前記第2過給機は、前記第1過給機と比較して体格が大きい
ことを特徴とする過給装置。 In the supercharging device as described in any one of Claims 1-17,
The first supercharger and the second supercharger are connected in series in the air flow direction,
The first supercharger has a higher compression ratio than the second supercharger,
The supercharger characterized in that the second supercharger is larger in size than the first supercharger.
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