JP2017214873A - ターボ過給機付エンジン - Google Patents
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Abstract
Description
B/2≦A≦B
の範囲に設定されていることが望ましい。
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係るターボ過給機付エンジンを詳細に説明する。先ずは、当該エンジンの概略構成について説明する。図1は、本発明の実施形態に係るターボ過給機付エンジン1の斜視図、図2は、エンジン1のターボ過給機3の部分を一部破断して示す斜視図である。図1、図2及び他の図面において、前後、左右、上下の方向表示を付している。これは説明の便宜のためであり、実際の方向を必ずしも示すものではない。
図3は、ターボ過給機3の斜視図、図4は、ターボ過給機3の側面図である。大型ターボ部3Aは、前方側に配置された大型タービンケース31Tと、後方側に配置された大型コンプレッサケース31Cとを備える。同様に、小型ターボ部3Bは、前方側に配置された小型タービンケース32Tと、後方側に配置された小型コンプレッサケース32Cとを備える。各々、大型タービンケース31Tの下方に小型タービンケース32Tが、大型コンプレッサケース31Cの下方に小型コンプレッサケース32Cが配置されている。
図5は、ターボ過給機付エンジン1及びその周辺部品の構成と、吸気及び排気のフローとを模式的に示す図である。エンジン1は、エンジン本体10と、エンジン本体10に燃焼用の空気を導入するための吸気通路P1と、エンジン本体10で生成された燃焼ガス(排気)を排出するための排気通路P2と、これら吸気通路P1及び排気通路P2の一部を各々構成する通路を備えたターボ過給機3と、排気通路P2の下流端付近に配置された排気浄化装置70と、吸気通路P1と排気通路P2との間に配置されたEGR(Exhaust Gas Recirculation)装置80とを備えている。
続いて、本実施形態に係るターボ過給機3の詳細構造について、図3〜図5を参照して説明する。既述の通りターボ過給機3は、中速〜高速回転域動作用の大型ターボ部3Aと低速回転域動作用の小型ターボ部3Bとを備える。大型ターボ部3Aは、大タービン室33(第2タービン室)及び大コンプレッサ室34(第2コンプレッサ室)を備える。同様に、小型ターボ部3Bは、小タービン室35(第1タービン室)及び小コンプレッサ室36(第1コンプレッサ室)を備える。大タービン室33及び小タービン室35は排気通路P2に連通しており、大コンプレッサ室34及び小コンプレッサ室36は吸気通路P1に連通している。
ターボ過給機3は、エンジン本体10の低速回転域においては、小型ターボ部3B及び大型ターボ部3Aが協働して吸気を過給し、エンジン本体10の中速から高速回転域においては大型ターボ部3Aが吸気を過給する。
図8は、本実施形態に係るターボ過給機3を、大型、小型コンプレッサケース31C、32C(大、小コンプレッサ室34、36)側から見た側面図、図9は、ターボ過給機付エンジン1の概略的な上面図(気筒2の軸方向における平面視の図)である。図8に示されているように、吸気通路において上流側の大コンプレッサ室34を区画する大型コンプレッサケース31Cは、下流側の小コンプレッサ室36を区画する小型コンプレッサケース32Cの上方に配置されている。コンプレッサ間通路46は、当該側面視において上下方向に概ね直線状に延びている。図8に示す通り、コンプレッサケース側からの側面視では、エンジン本体10は、ターボ過給機3(大型ターボ部3A)の左側に位置する。なお、図8に付されている左右の方向表示は、コンプレッサケース側からの側面視における左右方向を示しており、図1の方向表示とは左右方向が逆に表示されている。
続いて、図8の側面視において、大タービン軸37の軸心の大ターボ軸L2と小タービン軸38の軸心の第1ターボ軸との左右方向における好ましい軸心間距離について説明する。図10及び図11は、大、小ターボ軸L2、L3の配置関係を示す模式図であり、図8と同方向の側面視で大、小タービン軸37、38(大、小ターボ軸L2、L3)を示している。
B/2≦A≦B ・・・(1)
の範囲に設定されることが好ましい。
以上説明した本実施形態に係るターボ過給機付エンジン1によれば、次のような作用効果を奏する。ターボ過給機3は、大型ターボ部3Aと小型ターボ部3Bとを備える2ステージ型のターボ過給機である。大型ターボ部3Aの大コンプレッサ室34は、吸気通路P1において小型ターボ部3Bの小コンプレッサ室36よりも上流側に配置されている。このため、コンプレッサ間通路46は、大タービン軸37の周囲に存在する大スクロール部315の下流端315E(大コンプレッサ室34の出口)と、小タービン軸38の軸方向に開口することになる小コンプレッサ室36の入口部324Aとを繋ぐ。また、エンジン出力軸L1に対して大タービン軸37が小タービン軸38よりも遠い側に配置されているので、大、小コンプレッサ室34、36側から見る側面視によれば、小タービン軸38は大タービン軸37の左側にシフトした位置に存在する。
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。上記実施形態では、コンプレッサ間通路46がストレート部461と曲げ部462とを具備する例を示した。これに代えて、コンプレッサ間通路46を、例えば全体的に弓なりに緩く湾曲した通路とすることができる。
10 エンジン本体
2 気筒
23 クランク軸(エンジン出力軸)
3 ターボ過給機
3A 大型ターボ部(第2ターボ部)
3B 小型ターボ部(第1ターボ部)
33 大タービン室(第2タービン室)
33T 大タービン(第2タービン)
34 大コンプレッサ室(第2コンプレッサ室)
34B 大コンプレッサ(第2コンプレッサ)
35 小タービン室(第1タービン室)
35T 小タービン(第1タービン)
36 小コンプレッサ室(第1コンプレッサ室)
36B 小コンプレッサ(第1コンプレッサ)
37 大タービン軸
38 小タービン軸
315E 下流端(第2コンプレッサ室の出口)
324A 入口部(第1コンプレッサ室の入口)
46、46A コンプレッサ間通路
461 ストレート部461
462 曲げ部462
P1 吸気通路
P2 排気通路
L1 エンジン出力軸
L2 大ターボ軸
L3 小ターボ軸
Claims (5)
- 気筒及びエンジン出力軸を備えるエンジン本体と、
前記エンジン本体に隣接して配置され、前記エンジン本体から排気が供給される排気通路と前記エンジン本体へ吸気を供給する吸気通路とを有し、前記吸気を過給するターボ過給機を備え、
前記ターボ過給機は、
前記排気通路に連通する第1タービン内蔵の第1タービン室及び前記吸気通路に連通する第1コンプレッサ内蔵の第1コンプレッサ室と、これら両室間に延びて前記第1タービンと前記第1コンプレッサとを連結する第1タービン軸とを含む第1ターボ部と、
前記排気通路に連通する第2タービン内蔵の第2タービン室及び前記吸気通路に連通する第2コンプレッサ内蔵の第2コンプレッサ室と、これら両室間に延びて前記第2タービンと前記第2コンプレッサとを連結する第2タービン軸とを含む第2ターボ部と、を有し、
前記第2コンプレッサ室は、前記吸気通路において前記第1コンプレッサ室よりも上流側に配置され、前記第1タービン軸及び前記第2タービン軸は、大略的に前記エンジン出力軸と同方向に延びるように配置されており、
前記気筒の軸方向における平面視において、前記エンジン出力軸に対して前記第2タービン軸が前記第1タービン軸よりも遠い側に配置され、
前記第1、第2タービン軸を前記第1、第2コンプレッサ室側から見た側面視において、
前記エンジン本体は前記第2ターボ部の左側に位置し、
前記第2タービン軸は、その軸回りに反時計方向に回転し、
前記第2コンプレッサ室の出口から前記第1コンプレッサ室の入口に至るコンプレッサ間通路は、前記第2タービン軸よりも前記エンジン本体側に配置されている、
ことを特徴とするターボ過給機付エンジン。 - 請求項1に記載のターボ過給機付エンジンにおいて、
前記側面視において、前記第1タービン軸と前記第2タービン軸との左右方向の軸心間距離Aは、前記第2コンプレッサの外径をBとするとき、
B/2≦A≦B
の範囲に設定されている、ターボ過給機付エンジン。 - 請求項1又は2に記載のターボ過給機付エンジンにおいて、
前記側面視において、前記コンプレッサ間通路は、
前記第2コンプレッサ室のスクロール部の下流端から直線状に延び出すストレート部と、
前記ストレート部の下流端と、前記第1コンプレッサ室の前記第1タービン軸に沿った入口部とを繋ぐ曲げ部と、を備えるターボ過給機付エンジン。 - 請求項1又は2に記載のターボ過給機付エンジンにおいて、
前記側面視において、前記コンプレッサ間通路は、前記第2コンプレッサ室のスクロール部の下流端と、前記第1コンプレッサ室の前記第1タービン軸に沿った入口部とを繋ぐ、弓形の湾曲通路である、ターボ過給機付エンジン。 - 請求項1又は2に記載のターボ過給機付エンジンにおいて、
前記吸気通路において前記第2コンプレッサ室よりも上流側には、ブローバイガスを前記吸気通路に合流させるブローバイ還流路が接続されている、ターボ過給機付エンジン。
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