JP2023131376A - 過給機 - Google Patents
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Abstract
Description
上記構成によれば、第1排気ポートから第2排気ポートへの排気の逆流及び第2排気ポートから第1排気ポートへの排気の逆流が一層生じにくい。
<内燃機関30>
図1に示すように、内燃機関30は、インテークマニホールド33と、4つの気筒C1、気筒C2、気筒C3、気筒C4と、第1排気ポート31及び第2排気ポート32とを備える。
図1及び図2を参照して内燃機関30の吸排気系統の概略を説明する。
図1に示すように、内燃機関30の吸排気系統は、エアクリーナ40、第1吸気通路41、過給機10、第2吸気通路42、インタークーラ43、排気通路45、及び三元触媒46を備える。
吸気はエアクリーナ40及び第1吸気通路41を通過して過給機10のコンプレッサハウジング12へ流入する。吸気は、コンプレッサハウジング12の中に設けられているコンプレッサホイール11で圧縮されて第2吸気通路42及びインタークーラ43を通過してインテークマニホールド33へ流入する。
図1及び図2に示すように、過給機10は、コンプレッサホイール11、コンプレッサハウジング12、連結シャフト13、タービンホイール14、タービンハウジング15、及び接続管20を備える。
図3に示すように、接続管20は、第1通路21と、第2通路22と、隔壁23と、接触面24とを有する。接続管20は、タービンハウジング15と内燃機関30とを接続している。接続管20は、接触面24を介して内燃機関30と接触している。接続管20は、湾曲しながら接触面24に垂直な方向に延びている。隔壁23は、接続管20の内部を第1通路21と第2通路22とに隔てている。第1通路21及び第2通路22は、それぞれ第1排気ポート31及び第2排気ポート32と連通している。なお、図3は、タービンホイール14の回転軸線と直交する断面であってスクロール通路18の流路断面積が最も大きい断面である規定断面を示している。
図3に示すように、タービンハウジング15は、タービンハウジング15の内壁16とタービンホイール14の外周面17との間でタービンホイール14の周方向に沿って延びるスクロール通路18を備える。スクロール通路18は、接続管20の第1通路21及び第2通路22と連通する通路であり且つ第1通路21の排気及び第2通路22の排気が合流する通路である。
内燃機関30から第1排気ポート31及び第2排気ポート32に断続的に排気が排出されるため、第1排気ポート31の圧力及び第2排気ポート32の圧力が変化して圧力脈動が発生する。さらに、内燃機関30から第1排気ポート31及び第2排気ポート32に排気が排出されるタイミングが異なるため、同じタイミングにおける第1排気ポート31内の圧力と第2排気ポート32内の圧力とに差が生じる。したがって、第2排気ポート32内の圧力よりも第1排気ポート31内の圧力が高い場合は、第1排気ポート31から接続管20に排出された排気が第2排気ポート32に逆流するおそれがある。また、第1排気ポート31内の圧力よりも第2排気ポート32内の圧力が高い場合は、第2排気ポート32から接続管20に排出された排気が第1排気ポート31に逆流するおそれがある。
(1)隔壁23の先端26は、接続管20の内部において第1仮想線H1と第2仮想線H2との間に位置している。
図8に示すように、隔壁23の長さが短いと、第1通路21及び第2通路22から排出された排気がスクロール通路18まで流れにくいため、上述した逆流が生じやすくなる。
上記構成によれば、第1通路21からスクロール通路18に流れ込む排気がタービンホイール14の回転に寄与する力と、第2通路22からスクロール通路18に流れ込む排気がタービンホイール14の回転に寄与する力とに差が生じにくい。したがって、タービンホイール14が回転する際の速度が一定になりやすい。このため、過給圧の脈動が生じにくい。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・本明細書において、第1通路21の流路断面積をS1とし、第2通路22の流路断面積をS2とすると、S1とS2とが等しい場合とは、以下の場合を含む。すなわち、S1及びS2が完全に一致する場合の他、0.9≦S1/S2≦1.1を満たす場合が含まれる。
・本明細書において、「平行」は、厳密な意味での平行に限定されない。すなわち、第1通路21からスクロール通路18に流れ込む排気と第2通路22からスクロール通路18に流れ込む排気とが平行と見做せる範囲で第1下流側内面21bに対して第2下流側内面22bが傾いている場合も本明細書の「平行」に含まれる。
11…コンプレッサホイール
12…コンプレッサハウジング
13…連結シャフト
14…タービンホイール
15…タービンハウジング
16…内壁
16a…下流端
17…外周面
18…スクロール通路
19…回転中心
20…接続管
21…第1通路
21a…第1内面
21b…第1下流側内面
21c…第1上流側内面
22…第2通路
22a…第2内面
22b…第2下流側内面
22c…第2上流側内面
23…隔壁
24…接触面
25…下流部分
26…先端
27…基端
30…内燃機関
31…第1排気ポート
32…第2排気ポート
33…インテークマニホールド
34…スロットルバルブ
40…エアクリーナ
41…第1吸気通路
42…第2吸気通路
43…インタークーラ
44…バイパス通路
44a…ウエストゲートバルブ
45…排気通路
46…三元触媒
A…最短円弧
C1,C2,C3,C4…気筒
E1,E2,E3…排気の流れ方向
e1,e2…排気の流入方向
H…線分
H1…第1仮想線
h1…第1交点
H2…第2仮想線
h2…第2交点
Claims (6)
- 内燃機関の過給機であって、
前記内燃機関は、
第1気筒及び前記第1気筒と燃焼行程の時期が異なる第2気筒と、
前記第1気筒に接続される第1排気ポート及び前記第2気筒に接続される第2排気ポートとを備え、
前記過給機は、
タービンホイールと、
前記タービンホイールを収容するタービンハウジングと、
前記タービンハウジングと前記内燃機関とを接続する接続管とを備え、
前記接続管は、
前記第1排気ポートと連通する第1通路と、
前記第2排気ポートと連通する第2通路と、
当該接続管における前記内燃機関との接触面から延びて当該接続管の内部を前記第1通路と前記第2通路とに隔てる隔壁とを有し、
前記タービンハウジングは、当該タービンハウジングの内壁と前記タービンホイールの外周面との間で前記タービンホイールの周方向に沿って延びるスクロール通路を備え、
前記スクロール通路は、前記第1通路及び前記第2通路に連通して前記第1通路の排気及び前記第2通路の排気が合流する通路であり、
前記タービンホイールの回転軸線と直交する断面であって前記スクロール通路の流路断面積が最も大きい断面を規定断面とし、当該規定断面を視たとき、
前記タービンホイールの回転中心と前記スクロール通路内の排気の流れ方向における前記内壁の下流端とを結ぶ線分と直交して当該下流端から前記スクロール通路における排気の流れ方向に沿って延びる直線を第1仮想線とし、
前記隔壁において前記接触面側の端部である基端を通過して前記内燃機関から前記接続管への排気の流入方向と直交する方向に延びる直線を第2仮想線とすると、
前記隔壁において前記基端とは反対側の端部である先端は、前記接続管の内部において前記第1仮想線と前記第2仮想線との間に位置している
過給機。 - 前記規定断面を視たとき、前記隔壁の前記先端は、前記第1仮想線上に位置している
請求項1に記載の過給機。 - 前記規定断面を視たときに、
前記隔壁の前記先端を通り、前記第1仮想線上の第1交点及び前記第2仮想線上の第2交点において前記第1仮想線及び前記第2仮想線と直交する円弧のうち長さが最も短い円弧を最短円弧とすると、当該最短円弧に沿った、前記第1交点と前記隔壁の前記先端との間の距離は、当該最短円弧に沿った、前記第2交点と前記隔壁の前記先端との間の距離よりも短い
請求項1に記載の過給機。 - 前記内燃機関は、N1気筒、N2気筒、N3気筒、及びN4気筒の順で燃焼行程が到来する、前記N1気筒、前記N2気筒、前記N3気筒、及び前記N4気筒を有し、
前記第1気筒は、前記N1気筒及び前記N3気筒であり、
前記第2気筒は、前記N2気筒及び前記N4気筒である
請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の過給機。 - 前記第1通路の内面は、前記隔壁の外形を規定する第1内面を含み、当該第1内面は、前記隔壁の前記先端と接続される第1下流側内面を含み、
前記第2通路の内面は、前記隔壁の外形を規定する第2内面を含み、当該第2内面は、前記隔壁の前記先端と接続される第2下流側内面を含み、
前記規定断面を視たときに、
前記隔壁において前記第1下流側内面及び前記第2下流側内面によって外形が規定される部分を下流部分とすると、
前記第1通路及び前記第2通路において前記下流部分を挟んで隣り合う部分の流路断面積は互いに等しい
請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の過給機。 - 前記第1内面は、前記第1下流側内面と接続され、前記接続管の前記接触面に向かって延びる第1上流側内面を含み、
前記第2内面は、前記第2下流側内面と接続され、前記接続管の前記接触面に向かって延びる第2上流側内面を含み、
前記規定断面を視たときに、
前記第1下流側内面及び前記第2下流側内面は、互いに平行であり、
前記第1上流側内面と前記第2上流側内面との間の距離が前記接触面に近いほど広くなるように、前記第1上流側内面は前記第2上流側内面に対して傾斜している
請求項5に記載の過給機。
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