JP2011174425A - 内燃機関の多段過給装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 多段過給装置24は、排気マニホールド20と、排気マニホールドに主通路81を介して連続する高圧段タービンハウジング64を備えた高圧段過給装置55と、高圧段タービンハウジングに排気側連結通路82を介して連続する低圧段タービンハウジング74を備えた低圧段過給装置56とを有する。両過給装置は、互いに近接し、高圧段コンプレッサハウジング65に対する高圧段タービンハウジングと、低圧段コンプレッサハウジング75に対する低圧段タービンハウジングとの方向が互いに略同一となり、かつ高圧段タービンハウジングが低圧段タービンハウジングに対して低圧段コンプレッサハウジング側に偏倚して配置されている。また、主通路と、高圧段タービンハウジングと、前記連結通路と、低圧段タービンハウジングとは、一体成形されている。
【選択図】 図4
Description
<エンジンの概略構成>
実施形態に係るエンジン(内燃機関)10は、直列5気筒のディーゼルエンジンであり、車体に対して横置きに配置されている。図1に示すように、エンジン10は、下側からオイルパン11、シリンダブロック12、シリンダヘッド13、シリンダヘッドカバー14を備えている。図2に示すように、シリンダヘッド13には、シリンダブロック12に形成された気筒15に連続する吸気通路16および排気通路17が形成されている。排気通路17はシリンダヘッド13の後側面(図1の紙面正面側)に開口しており、吸気通路16はシリンダヘッド13の前側面に開口している。
図3に示すように、排気マニホールド20は、各排気通路17に連続する5つの分岐通路41と、各分岐通路41が下流側において集合した集合通路42とを備えている。分岐通路41は概ね前後方向に延在し、後端部にシリンダヘッド13の前側面に当接するための上流側フランジ部43を備えている。上流側フランジ部43には、複数のボルト孔44が形成されている。ボルト孔44にボルトが挿通されることによって、排気マニホールド20は、シリンダヘッド13の前側面に締結されている。
図1〜図6に示すように、多段過給装置24は、高圧段過給装置(第1過給装置)55と、低圧段過給装置(第2過給装置)56とを備え、シーケンシャルターボチャージャシステムを構成している。
排気マニホールド20の下流側フランジ部47と多段過給装置24の接続フランジ部85とは、通路ユニット120を介してボルト締結されている。通路ユニット120は、下流側フランジ部47の接続面46に面接触可能な排気マニホールド側端面121と、接続フランジ部85の接続端面に面接触可能な過給装置側端面122と、排気マニホールド側端面121と過給装置側端面122とを連続するように互いに独立して形成された第1通路123および第2通路124とを備えている。通路ユニット120が下流側フランジ部47と接続フランジ部85との間に介装された状態で、第1通路123は主孔49と主通路81とを連続し、第2通路124はバイパス孔50と排気側バイパス通路83とを連続する。
本実施形態に係る多段過給装置24は、エンジン10の低回転時には、排気側バイパスバルブ125、ウェイストゲートバルブ91、吸気側バイパスバルブ108を全閉とし、高圧段タービンハウジング64および低圧段タービンハウジング74に排気を通過させるとともに、低圧段コンプレッサハウジング75および高圧段コンプレッサハウジング65に吸気を通過させる。この状態では排気流量が比較的少ないため、高圧段過給装置55が主に作動した状態となる。
図7に示すように、第2実施形態に係る多段過給装置140では、接続フランジ部85が通路ユニット120を介さずに、排気マニホールド20の下流側フランジ部47に直接に接続される。主通路81は主孔49に直接連続し、排気側バイパス通路83はバイパス孔50に直接連続している。また、排気側バイパス通路83には、排気側バイパスバルブ125が設けられている。
図8に示すように、第3実施形態に係る多段過給装置150では、第2実施形態と同様に通路ユニット120を省略している。排気側バイパス通路83は、排気マニホールド20のバイパス孔50に設けられている。こうように構成することで、一体成形される接続フランジ部85、主通路81、高圧段タービンハウジング64、排気側連結通路82、排気側バイパス通路83、低圧段タービンハウジング74、排気出口通路88、ウェイストゲート通路90の構成をより簡素にし、成形を容易にすることができる。
図9に示すように、第4実施形態に係る多段過給装置160では、主通路81と排気側バイパス通路83との上流端同士が互いに連結し、1つの集合通路161を形成している。集合通路161の上流端は、接続フランジ部85の接続面86に開口している。排気側バイパスバルブ125は、排気側バイパス通路83に設けられている。排気マニホールド20は、下流側フランジ部47の接続面46に開口する1つの主孔162を備えている。接続フランジ部85と下流側フランジ部47とが接続された状態で、主孔162と集合通路161とが連続する。以上のように構成すると、排気マニホールド20を簡素な構成とすることができる。
図10に示すように、第5実施形態に係る多段過給装置170では、第1実施形態と同様に通路ユニット120を介して接続フランジ部85と下流側フランジ部47とが接続されている。第1実施形態と同様に、接続フランジ部85には主通路81と排気側バイパス通路83とが互いに独立して連結されている。排気マニホールド20は、下流側フランジ部47の接続面46に開口する1つの主孔171を備えている。通路ユニット120は、上流端が排気マニホールド側端面121に連続する集合通路172と、集合通路172の下流端から二股に分岐してそれぞれ過給装置側端面122に連続する第1通路173および第2通路174と、第2通路174に設けられた排気側バイパスバルブ125とを備えている。接続フランジ部85と下流側フランジ部47との間に通路ユニット120が介装された状態で、集合通路172は主孔171に連続し、第1通路173は主通路81に連続し、第2通路174は排気側バイパス通路83に連続する。以上のように構成すると、主通路81および排気側バイパス通路83、排気マニホールド20を簡素な構造とすることができる。
Claims (6)
- 内燃機関の複数の気筒から排出された排気を集合する排気集合通路と、
前記排気集合通路に主通路を介して連続する第1タービンハウジングおよび前記第1タービンハウジングに連結された第1コンプレッサハウジングとを備えた第1過給装置と、
前記第1タービンハウジングに連結通路を介して連続する第2タービンハウジングおよび前記第2タービンハウジングに連結された第2コンプレッサハウジングを備えた第2過給装置とを有し、
前記第1過給装置と前記第2過給装置とは、互いに近接し、前記第1コンプレッサハウジングに対して前記第1タービンハウジングが設けられた方向と、前記第2コンプレッサハウジングに対して前記第2タービンハウジングが設けられた方向とが互いに略同一の方向となり、かつ前記第1タービンハウジングが前記第2タービンハウジングに対して前記第2コンプレッサハウジング側に偏倚して配置されており、
前記主通路と、前記第1タービンハウジングと、前記連結通路と、前記第2タービンハウジングとは、一体成形されていることを特徴とする多段過給装置。 - 前記排気集合通路と前記連結通路とを連続するバイパス通路をさらに有し、
前記主通路と、前記第1タービンハウジングと、前記連結通路と、前記第2タービンハウジングと、前記バイパス通路とは、一体成形されていることを特徴とする、請求項1に記載の多段過給装置。 - 前記排気集合通路は、前記主通路に連続する第1排出口と、前記バイパス通路に連続する第2排出口とを有し、
前記第1排出口と前記第2排出口とは、前記排気集合通路に形成された単一の排気集合通路側接続平面に開口していることを特徴とする、請求項2に記載の多段過給装置。 - 前記主通路の前記第1タービンハウジング側とは異なる側の開口端と、前記バイパス通路の前記連結通路側とは異なる側の開口端とは、単一のフランジ部に形成された1つの過給機側接続平面に開口していることを特徴とする、請求項3に記載の多段過給装置。
- 前記第1排出口は、前記第2排出口に対して、前記第1タービンハウジングが前記第2タービンハウジングに対して偏倚した方向と略同一の方向に偏倚していることを特徴とする、請求項3または請求項4に記載の多段過給装置。
- 前記第1コンプレッサハウジングは、前記第1過給装置の回転軸の軸線方向から見て、前記第2コンプレッサハウジングと重なり合う部分を有することを特徴とする、請求項1〜請求項5のいずれかの項に記載の多段過給装置。
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