JP2571056B2 - 過給機付多気筒エンジンの排気装置 - Google Patents

過給機付多気筒エンジンの排気装置

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JP2571056B2 JP62147217A JP14721787A JP2571056B2 JP 2571056 B2 JP2571056 B2 JP 2571056B2 JP 62147217 A JP62147217 A JP 62147217A JP 14721787 A JP14721787 A JP 14721787A JP 2571056 B2 JP2571056 B2 JP 2571056B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は過給付多気筒エンジンの排気装置に関し、時
に全ての気筒に対して排気抵抗を均一化するように改善
したものに関する。
〔従来技術〕
例えば、特開昭61−8421号公報にも記載されているよ
うに、ターボ過給機付多気筒エンジンにおいて排気干渉
を防止し排気の運動エネルギの有効活用を図るために、
ツインスクロール方式のターボ過給機を採用し、一方の
スクロール部に排気行程がオーバラップしない半数の気
筒に対応する気筒群からの排気を導入し、また他方のス
クロール部に排気行程がオーバラップしない残りの半数
の気筒に対応する気筒群からの排気を導入するようにし
たものが知られている。
このように、全気筒を同数ずつの気筒からなる気筒群
にグループ化してエンジンからタービン部までの排気通
路を構成する関係上、ターボ過給機のタービン部の1対
のスクロール部へは同流量の排気を導入するようになっ
ている。そのため、両スクロール部の排気流入部の断面
積は略等しくまた両排気流入部からタービン部の軸心へ
の距離も略等しく設定するのが一般的である。
尚、参考までに、自動車用のターボ過給機に用いられ
るラジアルタービンの性能を表すパラメータとしてA/R
が用いらる。
即ち、第6図に示すように、ラジアルタービン100の
ハウジング101内にはタービンホイール102が配置され、
そのタービンホイール102の外側には排気流入部103に連
なる渦巻状のスクロール部104が形成され、排気流入部1
03で加速された排気の流れはスクロール部104で更に加
速されてタービンホイール102の方へ流入する。
上記スクロール部104へ連なる排気流入部103の断面積
をAとし、タービンホイール102の軸心から断面積Aの
中心までの距離をRとしたときに、A/Rが小さくなるほ
ど、つまりRは変化しないため断面積Aが小さくなる
程、タービンの抵抗増大によりタービン前圧が高くなる
ことが知られている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のようにエンジンからタービン部に至る気筒群毎
の排気通路を設けるに当って、それらの通路抵抗が極力
同じになるように設定するのが一般的であるが、ターボ
過給機などエンジンに附属する機器の配置の制約上、上
記2つの排気通路の通路長が異なったり、弯曲部の曲率
が異なったりするので、実際には2つの排気通路の通路
抵抗が異なってくる。
そのため、気筒群毎に排気通路のタービン前圧が異な
ってくるので、気筒群間の排気圧が平均化されずバラツ
キが大きくなる。
その結果、気筒毎に排気効率のバラツキから、空燃比
のバラツキが大きくなり、トルクの変動幅も大きくな
る。そして、排気能力の低い気筒や充填能率の高い気筒
ではノッキングが発生し易くなりノッキング防止の為の
点火時期リタードにより出力低下を招くなどの問題があ
る。
本発明は、気筒毎の排気圧力を極力均一化し、空燃比
を均一化し、出力向上とトルク変動防止を実現し得るよ
うな過給機付多気筒エンジンの排気装置を提供すること
を目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明に係る過給機付多気筒エンジンの排気装置は、
ターボ過給機を備えた多気筒エンジンの排気装置におい
て、上記エンジンからターボ過給機のタービン部に排気
を導く複数の独立排気通路を設け、上記タービン部には
複数の独立排気通路に夫々対応する複数のスクロール部
を設け、独立排気通路からスクロール部への排気流入部
の断面積をA、その断面積の中心からタービン部の軸心
までの距離をRとしたときに、排気抵抗の大きな独立排
気通路ほどA/Rが大きくなるように設定したことを特徴
とするものである。
〔作用〕
本発明に係る過給機付多気筒エンジンの排気装置にお
いては、多気筒エンジンからの排気は複数の独立排気通
路を介してターボ過給機のタービン部へ導かれ、各独立
排気通路からの排気は排気流入部を通ってタービン部の
対応するスクロール部へ流入する。
そして、排気流入部の断面積をAとし、その断面積の
中心からタービン部の軸心までの距離をRとしたとき
に、排気抵抗の大きな独立排気通路ほどA/Rが大きくな
るように設定してある。
上記A/Rはタービン部での抵抗を示すパラメータであ
り、A/Rが大きくなるほどタービン部での抵抗が小さく
なって独立排気通路の排気圧力を低下させるように作用
する。従って、排気抵抗の大きな独立排気通路ほどター
ビン部での抵抗が下がるので、複数の独立排気通路の全
部に亙って排気圧が均一化することになる。このよう
に、排気圧が均一化するので、気筒間の排気効率及び空
気充填量のバラツキが小さくなり、空燃比が均一化し、
出力が向上し、トルク変動が小さくなる。
〔発明の効果〕
本発明に係る過給機付多気筒エンジンの排気装置によ
れば、以上説明したように、排気抵抗の大きな独立排気
通路ほどA/Rを大きく設定するという簡単な構成によ
り、気筒間の空燃比を均一化し、ノッキング発生を抑制
しつつエンジン出力を向上させトルク変動を改善するこ
とが出来る。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。
第1図はターボ過給機を備えた立型直列6気筒エンジ
ンの吸気系及び排気系の概略構成を示すもので、シリン
ダブロック1には、第1〜第6気筒C1〜C6が設けられ、
その点火順序は例えばC1→C5→C3→C6→C2→C4の順にな
っている。
吸気通路2には上流側から順にエアクリーナ3、ター
ボ過給機7のコンプレッサ部5,インタクーラ8、スロッ
トル弁9及びサージタンク10が設けられ、サージタンク
10から各気筒C1〜C6の吸気ポート11へ分岐吸気管10aが
接続されている。
上記6つの気筒C1〜C6は排気行程がオーバラップしな
い(つまり排気行程が隣接しない)ように第1〜第3気
筒C1〜C3で第1気筒群がまた第4〜第6気筒C4〜C6で第
2気筒群が形成され、第1気筒群に対応する第1排気マ
ニホールド13(独立排気通路)と、第2気筒群に対応す
る第2排気マニホールド14(独立排気通路)とが設けら
れ、第1排気マニホールド13の各分岐排気管13aは対応
する気筒C1〜C3の排気ポート12に接続され、第2排気マ
ニホールド14の各分岐排気管14aは対応する気筒C4〜C6
の排気ポートに接続されている。
そして、第1排気マニホールド13の下流部は1本の通
路に合流してターボ過給機7のタービン部6に接続さ
れ、第2排気マニホールド14の下流部は1本の通路に合
流して上記タービン部7に接続されている。
上記ターボ過給機7のタービン部6は第1及び第2ス
クロール部15・16を有するツインスクロール型のもの
で、第1排気マニホールド13の下流端は第1スクロール
部15の排気流入部15aに接続され、第2排気マニホール
ド14の下流端は第2スクロール部16の排気流入部16aに
接続されている。
上記タービン部6からは合流排気通路17が延び、1対
の排気流入部15a・16bから分岐する共通のウェストゲー
ト通路18が合流排気通路17のウェストゲート部19まで延
び、ウェストゲート部19の上流端にはウェストゲート弁
20が介設され、このウェストゲート弁20はコンプレッサ
部5の下流側の吸気圧が導入されたアクチュエータ20a
で開閉操作され、上記吸気圧が所定圧力以上になると開
かれるようになっている。
ここで、上記タービン部6がシリンダブロック1の長
さ方向中央部よりも第6気筒C6側に僅かに片寄った配置
となっている関係上、第1排気マニホールド13の点Aと
点B間の長さが第2排気マニホールド14の点Dと点E間
の長さよりも長くなっている。そのため、第1排気マニ
ホールド13の排気抵抗(通路抵抗)が第2排気マニホー
ルド14の排気抵抗より大きくなっている。
このように、第1排気マニホールド13の排気抵抗が第
2排気マニホールド14の排気抵抗よりも大きい場合、第
1排気マニホールド13の排気圧が第2排気マニホールド
14の排気圧よりも高くなり、第1気筒群の第1〜第3気
筒C1〜C3の排気性能が第2気筒群の第4〜第6気筒C4
C6の排気性能も低くなって前者の充填効率が後者の充填
効率よりも低くなる。
第1気筒群の第1〜第3気筒C1〜C3或いは第2気筒群
の第4〜第6気筒C4〜C6のうちでも、排気抵抗の相違か
ら充填効率が異なっている。このように、気筒C1〜C6
での排気性能のバラツキと排気マニホールド13・14間で
の排気性能のバラツキとから全部の気筒C1〜C6間におけ
る吸気の充填量に大きなバラツキが生じ、ノッキング発
生やトルク変動を惹起することになる。
本願の排気装置では、少なくとも排気マニホールド13
・14間での排気抵抗の変動を解消するため、次のような
対策が採られている。
即ち、排気抵抗の大きい第1排気マニホールド13で
は、排気抵抗の小さい第2排気マニホールド14よりもタ
ービン部6のA/Rを大きく設定してある。
つまり、第2図に示すように、第1排気マニホールド
13が接続される排気流入部15aの最狭断面積をA1、第2
排気マニホールド14が接続される排気流入部16aの最狭
断面積をA2とし、上記断面積A1の中心からタービン軸21
の軸心21aまでの距離(但し、排気の流入方向と直交す
る方向の距離)をR1、上記断面積A2の中心からタービン
軸21の軸心21aまでの距離をR2とすると、A1/R1>A2/R2
と設定する。但し、本実施例の場合、R1=R2なので、結
局A1>A2と設定してある。
このようにすると、〔従来技術〕の項で説明したよう
に、A/Rはタービン部6の性能を表わすパラメータであ
り、A/Rが大きくなるほどタービン部6での抵抗が小さ
くなり、タービン前圧つまり排気流入部15a・16aの排気
圧が低下するので、第1排気マニホールド13内の排気圧
を低下させる作用が得られる。
即ち、第1排気マニホールド13の排気抵抗が第2排気
マニホールド14の排気抵抗よりも大きいので、第1排気
マニホールド13内の排気圧の方が第2排気マニホールド
14内の排気圧よりも高くなっているが、上記のように、
排気抵抗の大きい通路の方のA/Rを大きく設定すること
によって、第1及び第2排気マニホールド13・14内の排
気圧を極力均一化することが出来る。これにより第1気
筒群の気筒C1〜C3と第2気筒群の気筒C4〜C6の排気性能
を極力均一化し、吸気充填量を極力均一化することが出
来る。
このように、各気筒の空燃比を適正にして燃焼性を高
めるとともに、全気筒に亙って吸気充填量の均一化を促
進することにより、ノッキングの発生を防止しノッキン
グによる出力低下を防ぎ、トルク変動を小さくすること
が出来る。
尚、第3図に図示のように、第1排気マニホールド13
に対応するA1と、第2排気マニホールド14に対応するA2
とが略等しいような場合には、スクロール部15・16から
タービンホイール22への流入方向線15b・16bと軸心21a
との交差角α・αの小さい方がタービン部6での抵
抗が小さいので、排気抵抗の大きい第1排気マニホール
ド13を小さい方の交差角αに対応するスクロール部15
に接続するものとする。
このように、上記交差角αもタービン部6での抵抗を
表わすパラメータなので、A/Rと交差角αとを総合的に
加味してタービン前圧を過剰に低下させることなく、第
1及び第2排気マニホールド13・14内の排気圧が略等し
くなるようにタービン部6のスクロール部15・16を設定
することが望ましい。
上記実施例では、6気筒C1〜C6を排気行程がオーバラ
ップしない1群の気筒C1〜C3と気筒C4〜C6とを夫々気筒
群とし、各気筒群に対して1つの独立排気マニホールド
13・14を設けたが、前記の点火順序の場合において第1
・第2気筒C1・C2及び第3・第4気筒C3・C4及び第5・
第6気筒C5・C6のように3つの気筒群にグループ化し、
タービン部6には気筒群に夫々対応する3つのスクロー
ル部を形成してもよい。
また、同一の気筒群に含まれる気筒は排気行程がオー
バラップしないことが望ましいが、オーバラップしても
よい。
例えば、立型4気筒直列エンジンの第1〜第4気筒を
C1〜C4とし、点火順序がC1→C3→C4→C2の場合、第1気
筒群を第1・第2気筒C1・C2でまた第2気筒群を第3・
第4気筒C3・C4で形成し、各気筒群に対応する排気マニ
ホールドを設ける。
この場合、排気干渉は起るけれども、第1〜第4気筒
C1〜C4の排気分岐管を連通路で連通することにより、排
気干渉の対策を講ずることが出来るし、上記のような気
筒群とする方が排気マニホールドの構造が複雑化せず排
気マニホールドの排気抵抗も小さくなる。
尚、本発明の排気装置は、6気筒以上の多気筒直列エ
ンジンは勿論のこと、多気筒V型エンジンや多気筒ロー
タリエンジンにも適用することが出来る。
次に、別実施例に係るターボ過給機付3気筒ロータリ
ピストンエンジンの排気装置について第4図・第5図に
より説明する。
このロータリエンジンは、第1〜第3気筒C1〜C3を有
し、各気筒C1〜C3に対応する第1〜第3独立排気通路24
a〜24cが設けられている。
また、ターボ過給機7Aのタービン部6Aには第1〜第3
独立排気通路に対応するスクロール部25a〜25cが設けら
れており、第1〜第3独立排気通路24a〜24cの排気抵抗
については、第2独立排気通路24bの排気抵抗が最も小
さく、第1及び第3独立排気通路24a・24cの排気抵抗が
略等しくなっている。
そして、第1〜第3独立排気通路24a・24b・24cに対
応するスクロール部25a・25b・25cからタービンホイー
ル22へ流入する流入方向とタービン軸21の軸心21aとの
交差角をα・α・αとしたときに、α<α
αなので、スクロール部25a〜25cの断面積をAa〜Ac
したときにAa<Ab<Ac又はAa=Ab<Acとなるように設定
され、これらスクロール部25a〜25cに対応する排気流入
部の断面積も上記と同様の関係となるように設定されて
いる。
Aa<Abの場合でも、α<αなので、スクロール部
25aのタービン前圧よりもスクロール部25bのタービン前
圧の方が大きくなる。
上記排気装置の作用については前述の作用と略同様な
のでその説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示すもので、第1図は6気筒直
列エンジンの吸気系及び排気系の構成図、第2図はター
ボ過給機のタービン部のA/Rを説明する説明図、第3図
はスクロール部からタービンホイールへの流入方向を説
明する説明図、第4図は3気筒ロータリピストンエンジ
ン及びターボ過給機の要部横断平面図、第5図は第4図
V−V線断面図、第6図は一般のラジアルタービンのA/
Rを説明する説明図である。 7・7A……ターボ過給機、6・6A……タービン部、13・
14……第1・第2排気マニホールド(独立排気通路)、
15・16……第1・第2スクロール部、21a……軸心、24a
〜24c……第1〜第3独立排気通路、25a〜25c……第1
〜第3スクロール部。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ターボ過給機を備えた多気筒エンジンの排
    気装置において、 上記エンジンからターボ過給機のタービン部に排気を導
    く複数の独立排気通路を設け、 上記タービン部には複数の独立排気通路に夫々対応する
    複数のスクロール部を設け、 上記独立排気通路からスクロール部への排気流入部の断
    面積をA、その断面積の中心からタービン部の軸心まで
    の距離をRとしたときに、排気抵抗の大きな独立排気通
    路ほどA/Rが大きくなるように設定したことを特徴とす
    る過給機付多気筒エンジンの排気装置。
JP62147217A 1987-06-12 1987-06-12 過給機付多気筒エンジンの排気装置 Expired - Lifetime JP2571056B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103038479A (zh) * 2010-11-04 2013-04-10 三菱重工业株式会社 双涡流式涡轮增压器的涡轮壳体

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08246889A (ja) * 1995-03-08 1996-09-24 Mitsubishi Motors Corp 過給機付エンジン
JPH10231706A (ja) * 1997-02-19 1998-09-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd タービンスクロール
JP2007285169A (ja) * 2006-04-14 2007-11-01 Toyota Motor Corp 過給機付き内燃機関のシリンダヘッド構造
JP4760598B2 (ja) * 2006-07-31 2011-08-31 マツダ株式会社 過給機付きエンジン
JP4797868B2 (ja) * 2006-08-01 2011-10-19 マツダ株式会社 過給機付きエンジン
DE102006042463A1 (de) * 2006-09-09 2008-03-20 Audi Ag Verbrennungsmotor mit Abgasturbolader und Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit Abgasturbolader
JP5773117B2 (ja) * 2010-12-06 2015-09-02 株式会社Ihi スクロール部構造及び過給機
JP6520366B2 (ja) * 2015-05-11 2019-05-29 いすゞ自動車株式会社 内燃機関の過給システム
JP6812856B2 (ja) * 2017-03-10 2021-01-13 株式会社Ihi 過給機システム
JP6597728B2 (ja) * 2017-07-10 2019-10-30 マツダ株式会社 エンジン
GB201712182D0 (en) 2017-07-28 2017-09-13 Cummins Ltd Diffuser space for a turbine of a turbomachine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103038479A (zh) * 2010-11-04 2013-04-10 三菱重工业株式会社 双涡流式涡轮增压器的涡轮壳体
US9562442B2 (en) 2010-11-04 2017-02-07 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Turbine housing for a turbocharger of twin-scroll type

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