JP2533644B2 - 車両の排気タ―ボ過給機付エンジン - Google Patents

車両の排気タ―ボ過給機付エンジン

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JP2533644B2 JP1133239A JP13323989A JP2533644B2 JP 2533644 B2 JP2533644 B2 JP 2533644B2 JP 1133239 A JP1133239 A JP 1133239A JP 13323989 A JP13323989 A JP 13323989A JP 2533644 B2 JP2533644 B2 JP 2533644B2
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turbochargers
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、常時作動されるターボ過給機と特定運転域
でのみ作動されるターボ過給機とを備えた車両の排気タ
ーボ過給機付エンジンに関するものである。
（従来の技術） 従来、例えば実開昭60−178329号公報に示されるよう
に、多気筒エンジンに複数のターボ過給機を装備し、例
えば２つのターボ過給機を装備して、エンジンの運転状
態に応じ、一方のターボ過給機のみを作動させる状態と
両方のターボ過給機を共に作動させる状態とに切替える
ようにしたターボ過給機付エンジンは知られている。即
ち、このターボ過給機付エンジンでは、各気筒の排気通
路を２つのグループに分けるとともに、各グループの排
気通路からの排気を一方のターボ過給機のタービンに集
中的に流入させる第１の状態と両ターボ過給機のタービ
ンに分散流入させる第２の状態とに切替える遮断弁を設
けている。従って、一方のターボ過給機はエンジンの全
運転域で常時作動されるが、他方のターボ過給機は上記
第１の状態では停止されて、上記第２の状態とされる特
定運転域でのみ作動されるようになっている。このよう
な構造によると、運転状態に応じて過給を効率良く行う
ことができる。
（発明が解決しようとする課題） この種のターボ過給機付エンジンを車両の装備した場
合に、各ターボ過給機は走行風やファン風（強制冷却
風）による冷却作用を受け、例えばターボ過給機が水冷
式のものでは冷却水による冷却に加えて走行風等により
冷却される。そして、各ターボ過給機は適度の温度で作
動されることが作動性能や信頼性等の面で要求される
が、従来は各ターボ過給機に対する走行風等による冷却
作用については充分に配慮されていなかったため、次の
ような問題が残されていた。即ち、エンジンの全運転域
で常時作動されるターボ過給機はその作動によって温度
が上昇し易く、走行風等による冷却作用が不足すると上
記温度上昇を充分に抑制することができない。一方、特
定運転域でのみ作動されるターボ過給機は停止中に温度
が低下するので、走行風等により過冷却され易く、作動
開始時の暖機性が損われ易かった。
本願の各発明は上記の事情に鑑み、常時作動されるタ
ーボ過給機に対しては充分に冷却作用を高める一方、特
定運転域でのみ作動されるターボ過給機に対しては過冷
却を防止して暖機性を高め、各ターボ過給機の温度状態
を良好にすることができる車両の排気ターボ過給機付エ
ンジンを提供するものである。
（課題を解決するための手段） 上記のような目的を達成するため、請求項（１）の発
明の解決手段は、複数のターボ過給機を備えるととも
に、そのうちの一部のターボ過給機をエンジンの全運転
域で常時作動させる常時作動用ターボ過給機とし、他の
ターボ過給機をエンジンの特定運転域でのみ作動させる
特定運転域専用ターボ過給機とした車両の排気ターボ過
給機付エンジンにおいて、上記常時作動用ターボ過給機
を、車両における走行風又は強制冷却風が直接に当たる
位置に配置する一方、上記特定運転域専用ターボ過給機
を、上記常時作動用ターボ過給機を冷却した後の走行風
又は強制冷却風が当たる位置に配置したものである。
また、請求項（２）の発明の解決手段は、複数のター
ボ過給機を備えるとともに、そのうちの一部のターボ過
給機をエンジンの全運転域で常時作動させる常時作動用
ターボ過給機とし、他のターボ過給機をエンジンの特定
運転域でのみ作動させる特定運転域専用ターボ過給機と
した車両の排気ターボ過給機エンジンにおいて、上記各
ターボ過給機を車両前後方向に並設し、かつ常時作動用
ターボ過給機が走行風又は強制冷却風に当たる車両前方
側、特定運転域専用ターボ過給機がその車両後方側とな
る位置関係に配設したものである。
この請求項（２）の発明の場合、請求項（３）記載の
ように、上記特定運転域は高吸入空気量域とすることが
効果的である。
また、請求項（４）記載のように、エンジンの排気系
では、上記複数のターボ過給機の各タービンをエンジン
の排気通路に対してそれぞれ並列に配置し、特定運転域
専用ターボ過給機のタービンを配置した排気通路に、特
定運転域で開く排気遮断弁を介設するとともに、エンジ
ンの吸気系では、上記複数のターボ過給機の各コンプレ
ッサをエンジンの吸気通路に対してそれぞれ並列に配置
し、特定運転域専用ターボ過給機のコンプレッサを配置
した吸気通路に、特定運転域で開く吸気遮断弁を介設す
るとよい。このように上記各コンプレッサをエンジンの
吸気通路に対して並列に配置する場合に、請求項（５）
記載のように、複数のターボ過給機の各コンプレッサ下
流の吸気通路を、常時作動用ターボ過給機のコンプレッ
サに近接した位置で集合させてエンジンに接続するとと
もに、各コンプレッサから集合部までの各下流側吸気通
路において上記常時作動用ターボ過給機側の下流側吸気
通路長を最も短く設定することが好ましい。
また、請求項（６）記載のように、常時作動用ターボ
過給機の前方にエンジン冷却用の冷却ファンを配設する
ことが好ましい。
さらに、請求項（７）の発明の解決手段は、前方に冷
却ファンを有するエンジンに対して複数のターボ過給機
を備えるとともに、そのうちの一部のターボ過給機をエ
ンジンの全運転域で常時作動させる常時作動用ターボ過
給機とし、他のターボ過給機をエンジンの特定運転域で
のみ作動させる特定運転域専用ターボ過給機とした車両
の排気ターボ過給機付エンジンにおいて、上記各ターボ
過給機を、エンジン側方において、常時作動用ターボ過
給機が車両前方側、特定運転域専用ターボ過給機が車両
後方側となるように配設したものである。
（作用） これにより、請求項（１）〜（７）の各発明では、常
時作動用ターボ過給機には積極的に走行風又は強制冷却
風が与えられて冷却作用が高められる。一方、特定運転
域、例えば高級入空気量域でのみ作動される特定運転域
専用ターボ過給機に対しての走行風等による冷却作用
は、その前方等に位置する常時作動用ターボ過給機の存
在により抑制されることとなる。つまり、常時作動用タ
ーボ過給機冷却後の比較的暖かい冷却風によって特定運
転域専用ターボ過給機の過冷却の防止と共に、その暖機
の促進を図ることができる。
尚、請求項（４）の発明では、上記複数のターボ過給
機の各タービンをエンジンの排気通路に対して並列配置
とする場合に、上記排気遮断弁を設けることにより、特
定運転域専用ターボ過給機を特定運転域でのみ作動させ
るように、そのタービに対する排気の遮断、供給の切換
が行われるとともに、上記複数のターボ過給機の各コン
プレッサをエンジンの吸気通路に対して並列配置とする
場合に、上記吸気遮断弁を設けることにより、特定運転
域専用ターボ過給機のコンプレッサからの吸気の遮断、
供給の切換が行われる。
さらにこのように複数のターボ過給機の各コンプレッ
サをエンジンの吸気通路に対して並列配置とする場合
に、請求項（５）の発明では、常時作動用ターボ過給機
を車両前方側とする構成に加え、各コンプレッサ下流の
吸気通路を常時作動用ターボ過給機のコンプレッサに近
接した位置で集合させるとともに、常時作動用ターボ過
給機側のコンプレッサから集合部までの下流側吸気通路
長を最短とすることにより、常時作動用ターボ過給機の
過給応答性に有効となる。
（実施例） 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１図は
複数のターボ過給機を備えたエンジンの排気系及び吸気
系を概略的に示しており、図では作動室容積655ccの２
気筒ロータリピストンエンジンに２つのターボ過給機を
装備した場合の一例を示している。この図において、１
は常時作動される第１ターボ過給機（常時作動用ターボ
過給機）、２は特定運転域でのみ作動される第２ターボ
過給機（特定運転域専用ターボ過給機）であり、これら
はそれぞれ、排気ガスにより駆動されるタービン1a,2a
と、このタービン1a,2aに連動して回転することにより
吸気を過給するコンプレッサ1b,2bとを備えている。図
に示す実施例では、両ターボ過給機1,2の各タービン1a,
2aがエンジンEnの排気通路に対してそれぞれ並列に配置
され、また各コンプレッサ1b,2bもエンジンEnの吸気通
路に対してそれぞれ並列に配置されている。また、第１
ターボ過給機１は第２ターボ過給機２よりも容量が大き
くなっている。
これらターボ過給機1,2の各タービン1a,2aが組込まれ
るエンジンEnの排気系は、各気筒の排気通路が各ターボ
過給機1,2に対応する２系統に分けられてそれぞれ各タ
ービン1a,2aに接続されている。つまり、２気筒ロータ
リピストンエンジンにあっては、１番気筒の排気通路３
が第１ターボ過給機１のタービン1aに接続されるととも
に、２番気筒の排気通路４が第２ターボ過給機２のター
ビン2aに接続されている。
上記各タービン1a,2aより上流側において各排気通路
3,4の間には両者を連通する連通路５が設けられてい
る。また、この連通路５より下流側で第２ターボ過給機
２のタービン2a上流の排気通路４には、ダイヤフラム装
置等のアクチュエータ７により開閉作動される排気遮断
弁６が設けられている。さらに、第２ターボ過給機２の
タービン2aに対し、排気遮断弁６が開かれる前に排気の
一部をタービン2aに送って予回転させるようにするた
め、例えば上記連通路５とタービン2aの入口側との間に
排気遮断弁６をバイパスする排気洩らし通路８が設けら
れ、この排気洩らし通路８に、アクチュエータ10により
開閉作動される排気洩らし弁９が設けられている。
各タービン1a,2aより下流側では、各タービン1a,2aの
出口側に通じる通路11a,11bが集合されて、共通の下流
側排気通路11が形成されている。また、各タービン1a,2
aより上流側の部分と下流側の部分との間には、各ター
ビン1a,2aをバイパスするウエストゲート通路12が設け
られ、このウエストゲート通路12には、過給圧等に応じ
て働くアクチュエータ14により開閉作動されるウエスト
ゲートバルブ13が介設されている。上記ウエストゲート
通路12は、例えば図示のように上記連通路５の途中と下
流側排気通路11との間に設けられる。あるいは、各ター
ボ過給機1,2の入口側部分と出口側部分との間にそれぞ
れウエストゲート通路を設けておいてもよい。
一方、エンジンEnの吸気系は、第１ターボ過給機１の
コンプレッサ1bが配置された第１吸気通路21と、第２タ
ーボ過給機２のコンプレッサ2bが配置された第２吸気通
路22とを備えている。上記第１吸気通路21と第２吸気通
路22とは、上流側共通吸気通路20から分岐し、それぞれ
コンプレッサ1b,2bを経て、各コンプレッサ1b,2bより下
流側で合流している。つまり、第1,第２吸気通路21,22
の各上流側吸気通路（コンプレッサ1b,2bより上流側の
通路）21a,22aが集合して上流側共通吸気通路20に連な
る一方、第1,第２吸気通路21,22の各下流側吸気通路
（コンプレッサ1b,2bより下流側の通路）21b,22bが集合
して下流側共通吸気通路23に連なっている。下流側共通
吸気通路23にはインタークーラ24、スロットル弁25等が
配設され、さらにその下流側に図外の吸気マニホールド
が接続されて、エンジンEnの各気筒に吸気が供給される
ようになっている。
上記第２吸気通路22の下流側吸気通路22bには、第１
吸気通路21との合流箇所の近傍において第２吸気通路22
を遮断する吸気遮断弁26が設けられており、この吸気遮
断弁26はアクチュエータ27により開閉作動される。さら
に第２吸気通路22には、吸気遮断弁26より上流において
コンプレッサ2bの下流と上流とを連通する吸気リリーフ
通路28が設けられ、この吸気リリーフ通路28には、アク
チュエータ30により開閉作動されるリリーフ弁29が設け
られている。
上記排気遮断弁６、排気洩らし弁９、ウエストゲート
バルブ13、吸気遮断弁26及びリリーフ弁29の各アクチュ
エータ7,10,14,27,30に対する駆動、制御系統は次のよ
うになっている。
排気遮断弁６のアクチュエータ７は、コントロールユ
ニット45からの信号に応じて作動する三方電磁弁31を介
して、スロットル弁25下流の吸気通路23等の負圧源から
チェックバルブ32を通して負圧を導く負圧通路33と、大
気側とに対して選択的に連通される。そして、連通状態
の切替わりに応じて上記アクチュエータ７が作動するこ
とにより、排気遮断弁６が閉状態と開状態とに切替えら
れる。
排気洩らし弁９のアクチュエータ10は、コントロール
ユニット45からの信号に応じて作動する三方電磁弁34を
介して、大気側と、第１ターボ過給機１のコンプレッサ
1bの下流の第１吸気通路21から過給圧を導く過給圧通路
35とに対して選択的に連通される。そして、連通状態の
切替わりに応じた上記アクチュエータ10の作動により、
排気洩らし弁９が閉状態と開状態とに切替えられる。こ
の場合、アクチュエータ10が過給圧通路35に連通する状
態となれば比較的低い過給圧でも排気洩らし弁９が開作
動されるように、アクチュエータ10のスプリング荷重等
が設定されている。
ウエストゲートバルブ13のアクチュエータ14は上記過
給圧通路35に直接接続されている。そして、上記アクチ
ュエータ14に導入される過給圧が所定の許容最高過給圧
となったときにウエストゲートバルブ13が開作動するよ
うに、上記アクチュエータ14のスプリング荷重等が設定
されている。
吸気遮断弁26のアクチュエータ27は、コントロールユ
ニット45からの信号に応じて作動する三方電磁弁36を介
して、負圧通路37と、圧力応動式の切替弁39に通じる通
路38とに対して選択的に連通される。上記切替弁39は、
コンプレッサ1bより下流の第１吸気通路21内の圧力とコ
ンプレッサ2bより下流の第２吸気通路22内の圧力とを受
け、両者の差圧が所定値以上のときは通路38を大気側に
対して遮断するが、上記差圧が所定値より小さくなった
ときは通路38を大気側に連通するようになっている。そ
して、上記アクチュエータ27が負圧通路37に連通してい
るときはアクチュエータ27に導入される負圧により吸気
遮断弁26が閉じられ、またアクチュエータ27が通路38に
連通したときにもこの通路38が上記切替弁39で遮断され
ているときはアクチュエータ27に負圧が封じこめられて
吸気遮断弁26が閉状態に保たれ、アクチュエータ27が通
路38に連通するとともに通路38が大気側に連通したとき
にのみ吸気遮断弁26が開作動されるようになっている。
リリーフ弁29のアクチュエータ30は、コントロールユ
ニット45からの信号に応じて作動する三方電磁弁40を介
して、大気側と、チェックバルブ41を通して負圧を導く
負圧通路42とに対して選択的に連通される。そして、連
通状態に切替わりに応じて上記アクチュエータ30が作動
することにより、リリーフ弁29が開状態と閉状態とに切
替えられる。
このような駆動、制御系統により作動される各弁6,9,
13,26,29の作動特性は、第２図のように設定されてい
る。即ち、上記排気遮断弁６の作動はコントロールユニ
ット45により吸気流量の検出信号46及びエンジン回転数
の検出信号47に応じて制御され、所定の吸気流量及び所
定のエンジン回転数をもって線Ａで示すように設定され
た排気遮断弁開ラインを境として、このラインＡより低
流量低回転側の領域で閉じられ、ラインＡより高流量高
回転側の領域で開かれる。また、排気洩らし弁９も排気
洩らし弁開ラインＢを境に閉状態と開状態とに切替えら
れるが、排気遮断弁６が開かれるよりある程度前に排気
洩らし弁９が開かれるように排気洩らし弁開ラインＢが
設定されている。このようにしているのは、排気遮断弁
６が開かれる前に排気の一部を第２ターボ過給機２のタ
ービン2aに送って予回転させることにより、排気遮断弁
６が開かれたときの第２ターボ過給機２の作動の応答性
を高めるためである。
リリーフ弁29は、排気遮断弁開ラインＡよりも多少低
流量低回転側に設定されたリリーフ弁開ラインＣを境と
して、これより低流量低回転側の領域で開かれ、高流量
高回転側の領域で閉じられるようになっている。このよ
うにしているのは、第２ターボ過給機２の予回転中や減
速時に第２ターボ過給機２が慣性で回転しているような
場合には第２吸気通路22内の圧力が過度に上昇すること
を避けるようにリリーフする必要がある一方、第２ター
ボ過給機２からの過給を行うときにはリリーフを停止す
る必要があり、また、排気遮断弁６が開かれたときにリ
リーフされていると２番気筒側の排圧変動によるダイリ
ューションガスのばらつき等が生じ易くなるからであ
る。
また、吸気遮断弁26は、排気遮断弁６が開かれて第２
ターボ過給機２が作動状態となった後に、第１吸気通路
21内の圧力と第２吸気通路22内の圧力との差圧が所定値
以下となった時点（破線Ｄ）で開かれる。つまり、コン
トロールユニット45でエンジン回転数に応じて三方電磁
弁38が制御されることにより、第２ターボ過給機２が作
動されることのない低回転域では不必要に吸気遮断弁26
が開くことのないようにアクチュエータ27が負圧通路37
に連通される一方、少なくとも排気遮断弁６が開状態と
される領域を含む高回転側の領域でアクチュエータ27が
通路38に連通され、かつ、この状態で第２ターボ過給機
２の作動により第２吸気通路22内の圧力が上昇して上記
差圧が小さくなったときに吸気遮断弁26が開かれる。上
記差圧が所定値以下になるまで吸気遮断弁26が開かれな
いようにしているのは、第２吸気通路22への吸気の逆流
防止のためである。
尚、ウエストゲートバルブ13は許容最高過給圧に達す
る状態（破線Ｅ）になったときに開かれる。
第３図は排気洩らし弁９に対する駆動系統及びウエス
トゲートバルブ13に対する駆動系統の別の実施例を示し
ている。この実施例では、排気洩らし弁９のアクチュエ
ータ10′が過給圧通路35に直接接続され、このアクチュ
エータ10′に導入される過給圧が後述のような所定の圧
力を越えたときに排気洩らし弁９が開作動されるよう
に、アクチュエータ10′のスプリング荷重等が設定され
ている。また、ウエストゲートバルブ13のアクチュエー
タ14′は、コントロールユニット45からの信号に応じて
作動する三方電磁弁34′を介して、大気側と、第１ター
ボ過給機１のコンプレッサ1bの下流の第１吸気通路21か
ら過給圧を導く過給圧通路35とに対して選択的に連通さ
れる。そして、アクチュエータ14′が大気側に連通して
いる状態では、過給圧に関係なくウエストゲートバルブ
13が閉状態に保たれてその開作動が禁止され、またアク
チュエータ14′が過給圧通路35に連通する状態に切換え
られたときは、アクチュエータ14′に導入される過給圧
に応じてウエストゲートバルブ13が開閉作動される。つ
まり、アクチュエータ14′が過給圧通路35に連通する状
態とされ、かつ、過給圧がアクチュエータ14′のスプリ
ング荷重等により設定された許容最高過給圧となったと
きに、ウエストゲートバルブ13が開かれるようになって
いる。その他の部分の構造は第１図に示した実施例と同
様である。
この実施例による場合の各弁の作動特性は、第４図の
ように設定される。即ち、排気洩らし弁９は、排気遮断
弁開ラインＡの設定吸気流量よりもある程度低い流量に
対応する所定過給圧（排気洩らし弁開ラインＢ′）を境
に、これより低過給圧側で閉じられ高過給圧側で開かれ
るように作動特性が設定される。この設定により、加速
時等に、排気遮断弁６が開かれる前に排気洩らし弁９が
開かれて第２ターボ過給機２が予回転される。また、ウ
エストゲートバルブ13については、排気遮断弁開ライン
Ａよりもある程度高流量、高回転側に設定されたウエス
トゲートバルブ閉保持解除ラインＦを境として、アクチ
ュエータ14′が大気側に連通される状態と過給圧通路35
に連通する状態とに切換えられることにより、このライ
ンＦより低流量低回転側でウエストゲートバルブ13の開
作動が禁止され、このラインＦより高流量高回転側で開
作動の禁止が解除されて、さらに許容最高過給圧に達す
る状態（破線Ｅ）となればウエストゲートバルブ13が開
かれる。ラインＦより低流量低回転側でウエストゲート
バルブ13の開作動を禁止しているのは、第２ターボ過給
機２の作動前もしくは作動直後にウエストゲートバルブ
13が開かれて第２ターボ過給機２の回転の立ち上がりが
悪化するという事態を確実に防止するためである。尚、
第４図中の一点鎖線Ｇは、平地走行状態に相当するロー
ドロードラインである。
第５図及び第６図は上記のような排気ターボ過給機付
エンジンを車両に搭載した構造を示している。これらの
図において、第1,第２ターボ過給機1,2を備えたエンジ
ンEnは車両のエンジンルーム50内に設置されている。上
記各ターボ過給機1,2はエンジンEnの側方において車両
の前後方向に並設され、かつ、第１ターボ過給機１が車
両前方側、第２ターボ過給機２が車両後方側となる位置
関係に両ターボ過給機1,2が配設されている。そして、
第２ターボ過給機２側の排気通路を開閉する排気遮断弁
６、第２ターボ過給機２側の排気通路と第１ターボ過給
機１側の排気通路とを連通する連通路５、各ターボ過給
機1,2のコンプレッサ1b,2bを通る第１吸気通路21及び第
２吸気通路22、第２吸気通路22を開閉する吸気遮断弁26
等が、第１図に示した通路構成が得られるように配設さ
れていることにより、車両前方側の第１ターボ過給機１
が常時作動され、車両後方側の第２ターボ過給機２が高
流量高回転側の特定運転域でのみ作動されるようになっ
ている。51は吸気マニホールドであって、これに下流側
共通吸気通路23の下流端が接続されている。
エンジンEnの前方には冷却ファン52が取付けられ、そ
の前方にラジエータ53が配置されている。また、54はオ
イル通路であって、第１ターボ過給機１と第２ターボ過
給機２とをこの順に通るように配設され、第１ターボ過
給機１に優先的に潤滑油が供給されるようになってい
る。55は各ターボ過給機1,2に冷却水を供給する冷却水
通路である。
また、上流側共通吸気通路20にはエアクリーナ56及び
エアフローメータ57が設けられ、これらは新気を取入れ
る必要があることから、エンジンEn及び各ターボ過給機
1,2より前方の、エンジンルーム50前端に近い位置に設
けられている。下流側共通吸気通路23に設けられるイン
タクーラ24も、冷却風を得るためにエンジンルーム50の
前端近くに位置している。
各コンプレッサ1b,2bの上流側において、第1,第２吸
気通路21,22の各上流側吸気通路21a,22aは第１ターボ過
給機１のコンプレッサ1bに近接した位置で集合され、か
つ、コンプレッサから集合部61までの各上流側吸気通路
において第１吸気通路21の上流側吸気通路長が最短に
（上流側吸気通路21aが遠回りしないように）設定され
ており、その集合部61より上流側が前方に延びてここに
エアフローメータ57が配置されている。また、各コンプ
レッサ1b,2bの下流側においても、第1,第２吸気通路21,
22の各下流側吸気通路21b,22bはコンプレッサ1bに近接
した位置で集合され、かつ、コンプレッサから集合部62
までの各下流側吸気通路において第１吸気通路21の下流
側吸気通路長が最短に（下流側吸気通路21bが遠回りし
ないように）設定されている。そして、集合部62の下流
側の共通吸気通路23がいったん前方に延び、上記インタ
クーラ24を通ってその下流が後方へ延び、スロットルチ
ャンバ63及び吸気マニホールド51を経てエンジンに接続
されている。
尚、上記両ターボ過給機1,2は同じ大きさであっても
よいが、当実施例のように第１ターボ過給機１を第２タ
ーボ過給機２よりも大型としておいて、通常運転域では
ほとんど第１ターボ過給機１のみが作動されるように第
１ターボ過給機１のみの作動領域を大きくすれば、第２
ターボ過給機２の停止、作動の切替え頻度が少なくなっ
て信頼性が高められる。また、３気筒以上のエンジンに
適用する場合に、上記のように両ターボ過給機1,2の大
きさを異ならせるとともに、各気筒の排気通路を異なる
数に区分して、数の多い排気通路を大型の第１ターボ過
給機に接続し、数の少ない排気通路を小型の第２ターボ
過給機に接続すれば、排気をバランス良く各ターボ過給
機に分配することができる。
以上のような構造のターボ過給機付エンジンによる
と、低流量低回転側の領域では排気遮断弁６が閉じら
れ、エンジンEnの各気筒の排気ガスが第１ターボ過給機
１のタービン1aに送られることにより、第２ターボ過給
機２は停止されて第１ターボ過給機１のみが駆動され
る。一方、加速等によって高流量高回転側に運転状態が
移行すると、まず第２図中または第４図中の排気洩らし
弁開ラインB,B′を越えたときに排気洩らし弁９が開か
れて第２ターボ過給機２のタービン2aが予回転されてか
ら、排気遮断弁開ラインＡを越えたときに排気遮断弁６
が開かれ、さらに第２吸気通路22内の圧力が上昇して第
１吸気通路21内の圧力との差圧が充分に小さくなったと
き吸気遮断弁26が開かれる。この状態では、各気筒の排
気ガスが各ターボ過給機1,2のタービン1a,2aに送られて
両ターボ過給機1,2がそれぞれ作動され、各コンプレッ
サ1b,2bによって与えられる過給気がエンジンEnに供給
される。
このようにして、第１ターボ過給機１はエンジンの全
運転域で作動され、第２ターボ過給機２は高流量高回転
側の特定運転域でのみ作動されるが、この両ターボ過給
機1,2が車両に対して第５図に示すような配置とされて
いることにより、各ターボ過給機1,2の温度状態が良好
に保たれる。即ち、第１ターボ過給機１は全運転域で作
動されることから本来的に温度が上昇し易いが、この第
１ターボ過給機１は車両前方側に配置されているので、
走行風及びファン風により積極的に冷却される。一方、
特定運転域でのみ作動される第２ターボ過給機２は本来
的に第１ターボ過給機１より温度が上昇しにくいが、こ
の第２ターボ過給機２は第１ターボ過給機１の後方に位
置しているので、この第２ターボ過給機２には第１ター
ボ過給機１を通過してある程度暖まった風が送られ、第
２ターボ過給機２に対しての冷却作用が適度に抑えられ
て第２ターボ過給機２の過冷却が防止されることとな
る。とくに第２ターボ過給機２が小型とされてこれが作
動される機会が少ない場合は、上記のように冷却作用を
抑えることがより有効となる。
また、第１ターボ過給機１のみが作動される比較的吸
入空気量の少ない運転領域では、エンジンに対する過給
の応答性、及びエアフローメータ57による吸入空気量検
出の応答性が要求されるが、上記のような車両に対する
ターボ過給機1,2の配置に加えて、吸気通路を第５図、
第６図中に示すように構成することにより、第１ターボ
過給機１による過給の応答性が高められるとともに、第
１ターボ過給機１のみが作動される領域での吸入空気量
検出の応答性も高められる。つまり、第１ターボ過給機
１は、第２ターボ過給機２よりも前方側に位置すること
により、その前方にあるインタクーラ24及びエアフロー
メータ57に近い位置となる。そして、各コンプレッサ1
b,2b下流の吸気通路21,22が第１ターボ過給機１のコン
プレッサ1bに近接した位置で集合され、第１吸気通路21
の下流側吸気通路21bの長さが最短に設定されているこ
とにより、第１ターボ過給機１のコンプレッサ1bからイ
ンタクーラ24等を経てエンジンEnに至るまでの吸気通路
長が短くなり、第１ターボ過給機１からエンジンEnへの
過給が応答性良く行われる。また、各コンプレッサ1b,2
b上流の吸気通路21,22も第１ターボ過給機１のコンプレ
ッサ1bに近接した位置で集合され、第１吸気通路21の上
流側吸気通路21aの長さが最短に設定されていることに
より、エアフローメータ57と第１ターボ過給機１のコン
プレッサ1bとの間の吸気通路長が短くなり、第１ターボ
過給機１による過給量の変化に対して吸入空気量検出の
応答性が高められる。
（発明の効果） 以上のように請求項（１）〜（７）の発明は、エンジ
ンの全運転域で常時作動される常時作動用ターボ過給機
と特定運転域でのみ作動される特定運転域専用ターボ過
給機とを備えたエンジンにおいて、常時作動用ターボ過
給機を走行風やファン風により積極的に冷却してこのタ
ーボ過給機の温度が過度に上昇することを防止すること
ができるとともに、特定運転域専用ターボ過給機の過冷
却を防止してこのターボ過給機の暖機性を高めることが
できる。
請求項（３）の発明のように上記特定運転域を高吸入
空気量とすれば、低吸入空気量域と高吸入空気量域とに
応じた特定運転域専用ターボ過給機の停止、作動により
効率良く過給が行われつつ、上記効果が得られる。
また、請求項（４）の発明のように上記各ターボ過給
機のタービンをエンジンの排気通路に対してそれぞれ並
列に配置し、特定運転域専用ターボ過給機のタービンを
配置した排気通路に、特定運転域で開く排気遮断弁を介
設するとともに、上記各ターボ過給機のコンプレッサを
エンジンの吸気通路に対してそれぞれ並列に配置し、特
定運転域専用のターボ過給機のコンプレッサを配置した
吸気通路に、特定運転域で開く吸気遮断弁を介設してお
くことにより、運転域に応じた特定運転域専用ターボ過
給機の停止、作動が効果的に行われつつ、上記効果が得
られる。
さらに、請求項（５）の発明のように、車両に対して
各ターボ過給機を上記のように配設する構成に加え、エ
ンジンの吸気通路に対して並列配置とした各コンプレッ
サ下流の吸気通路を、常時作動用ターボ過給機のコンプ
レッサに近接した位置で集合させてエンジンに接続し、
常時作動用ターボ過給機側のコンプレッサから集合部ま
での下流側吸気通路長を最短に設定しておけば、常時作
動用ターボ過給機による過給の応答性を高めることもで
きる。
【図面の簡単な説明】
第１図は複数のターボ過給機を備えたターボ過給機付エ
ンジンの排気系及び吸気系の通路構成の一例を示す概略
図、第２図は上記排気系及び吸気系に配設される各弁の
作動特性を示す特性図、第３図は排気洩らし弁及びウエ
ストゲートバルブに対する駆動系統の別の例を示す部分
概略図、第４図は第３図に示す例による場合の各弁の作
動特性を示す特性図、第５図は車両に搭載した本発明の
ターボ過給機付エンジンの一実施例を示す側面図、第６
図は同平面図である。 En……エンジン、１……ターボ過給機（常時作動用ター
ボ過給機）、２……第２ターボ過給機（特定運転域専用
ターボ過給機）、1a,2a……タービン、1b,2b……コンプ
レッサ、3,4……排気通路、６……排気遮断弁、21……
第１吸気通路、22……第２吸気通路、21a,22a……上流
側吸気通路、21b,22b……下流側吸気通路、26……吸気
遮断弁、50……エンジンルーム、57……エアフローメー
タ、61……各コンプレッサ上流の吸気通路集合部、62…
…各コンプレッサ下流の吸気通路集合部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 尚之 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−164040（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−185032（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭59−48284（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭62−34928（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭63−20833（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数のターボ過給機を備えるとともに、そ
    のうちの一部のターボ過給機をエンジンの全運転域で常
    時作動させる常時作動用ターボ過給機とし、他のターボ
    過給機をエンジンの特定運転域でのみ作動させる特定運
    転域専用ターボ過給機とした車両の排気ターボ過給機付
    エンジンにおいて、 上記常時作動用ターボ過給機を、車両における走行風又
    は強制冷却風が直接に当たる位置に配置する一方、上記
    特定運転域専用ターボ過給機を、上記常時作動用ターボ
    過給機を冷却した後の走行風又は強制冷却風が当たる位
    置に配置した、 ことを特徴とする車両の排気ターボ過給機付エンジン。
  2. 【請求項２】複数のターボ過給機を備えるとともに、そ
    のうちの一部のターボ過給機をエンジンの全運転域で常
    時作動させる常時作動用ターボ過給機とし、他のターボ
    過給機をエンジンの特定運転域でのみ作動させる特定運
    転域専用ターボ過給機とした車両の排気ターボ過給機付
    エンジンにおいて、 上記各ターボ過給機を車両前後方向に並設し、かつ常時
    作動用ターボ過給機が走行風又は強制冷却風に当たる車
    両前方側、特定運転域専用ターボ過給機がその車両後方
    側となる位置関係に配設した ことを特徴とする車両の排気ターボ過給機付エンジン。
  3. 【請求項３】特定運転域が高級入空気量域であることを
    特徴とする請求項（２）記載の車両の排気ターボ過給機
    付エンジン。
  4. 【請求項４】複数のターボ過給機のタービンをエンジン
    の排気通路に対してそれぞれ並列に配置し、特定運転域
    専用ターボ過給機のタービンを配置した排気通路に、特
    定運転域で開く排気遮断弁を介設するとともに、複数の
    ターボ過給機のコンプレッサをエンジンの吸気通路に対
    してそれぞれ並列に配置し、特定運転域専用ターボ過給
    機のコンプレッサを配置した吸気通路に、特定運転域で
    開く吸気遮断弁を介設したことを特徴とする請求項
    （２）記載の車両の排気ターボ過給機付エンジン。
  5. 【請求項５】複数のターボ過給機の各コンプレッサ下流
    の吸気通路を、常時作動用ターボ過給機のコンプレッサ
    に近接した位置で集合させてエンジンに接続するととも
    に、各コンプレッサから集合部までの各下流側吸気通路
    において上記常時作動用ターボ過給機側の下流側吸気通
    路長を最も短く設定したことを特徴とする請求項（４）
    記載の車両の排気ターボ過給機付エンジン。
  6. 【請求項６】常時作動用ターボ過給機の前方にエンジン
    冷却用の冷却ファンが配設されていることを特徴とする
    請求項（２）記載の車両の排気ターボ過給機付エンジ
    ン。
  7. 【請求項７】前方に冷却ファンを有するエンジンに対し
    て複数のターボ過給機を備えるとともに、そのうちの一
    部のターボ過給機をエンジンの全運転域で常時作動させ
    る常時作動用ターボ過給機とし、他のターボ過給機をエ
    ンジンの特定運転域でのみ作動させる特定運転域専用タ
    ーボ過給機とした車両の排気ターボ過給機付エンジンに
    おいて、 上記ターボ過給機を、エンジン側方において、常時作動
    用ターボ過給機が車両前方側、特定運転域専用ターボ過
    給機が車両後方側となるように配設した、ことを特徴と
    する車両の排気ターボ過給機付エンジン。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5154058A (en) * 1991-06-11 1992-10-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine with a dual turbocharger system
US5313798A (en) * 1991-08-02 1994-05-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Charging control apparatus for an internal combustion engine with a dual turbocharger system
US5488827A (en) * 1994-10-20 1996-02-06 Gas Research Institute Apparatus and method for mounting and operating multile turbochargers in parallel
US5799489A (en) * 1996-06-28 1998-09-01 Hyundai Motor Company, Ltd. Torque compensating apparatus and method for a turbo-charger
US6082975A (en) * 1997-05-27 2000-07-04 Lahens; Albert Cold turbocharger consisting of a low mass turbine single disk unit
JP2003129852A (ja) * 2001-10-24 2003-05-08 Hitachi Ltd エンジン過給システム
SE526269C2 (sv) 2004-10-06 2005-08-09 Saab Automobile Förbränningsmotor med parallellt arbetande turboaggregat, samt metod för reglering
AT515544B1 (de) * 2014-06-02 2015-10-15 Avl List Gmbh Verfahren zum betreiben einer einen abgasstrang aufweisenden brennkraftmaschine
JP6384512B2 (ja) * 2016-04-28 2018-09-05 マツダ株式会社 ターボ過給機付きエンジンを搭載した車両

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1291914A (en) * 1970-06-19 1972-10-04 Doxford & Sunderland Ltd Improvements in or relating to opposed piston two-stroke cycle internal combustion engines
DE2809202A1 (de) * 1978-03-03 1979-09-06 Kuehnle Kopp Kausch Ag Aufladesystem fuer einen mehrzylinder- verbrennungsmotor
DE3203805C1 (de) * 1982-02-04 1983-04-14 Bayerische Motoren Werke AG, 8000 München Ladedruck-Regelvorrichtung fuer Brennkraftmaschinen
JPS58200031A (ja) * 1982-05-15 1983-11-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排気タ−ボ過給内燃機関
DE3420015A1 (de) * 1984-05-29 1985-12-05 Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag, 7000 Stuttgart Mehrzylinder-brennkraftmaschine mit zwei abgasturboladern
JPS61164040A (ja) * 1985-01-17 1986-07-24 Nissan Motor Co Ltd タ−ボチヤ−ジヤ付内燃機関
JPS61275531A (ja) * 1985-05-29 1986-12-05 Mazda Motor Corp 排気タ−ボ過給装置
DE3623540C1 (de) * 1986-07-12 1987-08-20 Porsche Ag Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit zwei Abgasturboladern
DE3629841A1 (de) * 1986-09-02 1987-05-21 Daimler Benz Ag Mehrzylindrige aufgeladene brennkraftmaschine

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US4993228A (en) 1991-02-19

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