JP3518875B2 - Engine with two-stage turbocharger - Google Patents
Engine with two-stage turbochargerInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は低圧段過給機と高圧段過
給機を具備し、給気を過給状態とする二段過給機付きエ
ンジンの、各過給機とクーラーの配置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の二段過給機付きエンジンにおける
各装置の配置は、図４に示す構成の如くである。図４に
おいて、従来の二段過給機付きエンジンにおける各装置
の配置を説明する。二段過給機付きエンジンにおいて、
高圧段過給機１は非操縦側の面に配置し、低圧段過給機
２は側面に配置され、この高圧段過給機１と低圧段過給
機２の配置は、本発明においても同じである。相違する
のは、インタークーラー４とアフタークーラー３と慣性
管５の配置である。即ち、従来は、非操縦側にアフター
クーラー３を配置し、操縦側にインタークーラー４を配
置しており、低圧段過給機２で吸入した空気を、操縦側
のインタークーラー４に供給し、次に非操縦側の高圧段
過給機１に供給し、更に下方のアフタークーラー３を通
過して、長いパイプで操縦側に回してシリンダヘッドＨ
に供給していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明はインタークー
ラー４とアフタークーラー３の位置を変更したのに合わ
せて、各種装置の配置を変更したのである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するため
手段を説明する。低圧段過給機２と高圧段過給機１とイ
ンタークーラー４とアフタークーラー３と慣性管５を具
備し、給気を過給状態とする二段過給機付きエンジンに
おいて、シリンダブロックＡの排気は、排気マニホール
ドから高圧段過給機１に供給され、該高圧段過給機１を
出た排気は排気パイプ１７を経て、低圧段過給機２に供
給されて、該低圧段過給機２から大気に放出され、吸気
は、低圧段過給機２から吸引され、給気パイプ１３を経
てインタークーラー４に至り、インタークーラー４で冷
却され、給気パイプ１５から高圧段過給機１に至り、該
高圧段過給機１で更に過給状態とされて、給気パイプ１
６からアフタークーラー３に入り、該アフタークーラー
３から慣性管５に分岐されて、シリンダヘッドＨに供給
され る構成において、インタークーラー４と高圧段過給
機１をエンジンの非操縦側の側面に配置し、該インター
クーラー４から高圧段過給機１への給気パイプ１５を短
くし、ボンネットＢの上部にアフタークーラー３を配置
し、かつ該アフタークーラー３の下方でエンジンの操縦
側の側面に慣性管５を配置したことを特徴とする二段過
給機付きエンジンである。
【０００５】
【作用】次に作用を説明する。シリンダヘッドＨからの
排気を、先ず、高圧段過給機１に案内し、次に高圧段過
給機１から出た排気を低圧段過給機２に供給し、その後
に排気は大気に開放している。給気は、先ず低圧段過給
機２において過給吸引されて、低圧段過給機２からイン
タークーラー４に供給されて冷却され、次に高圧段過給
機１に至って過給状態とされる。該高圧段過給機１から
アフタークーラー３に至り、更に冷却されて、慣性管５
からシリンダヘッドＨに供給される。このような構成に
おいては、本発明はまずインタークーラー４とアフター
クーラー３の位置を変更したものである。
【０００６】
【実施例】次に実施例を説明する。図１は本発明の二段
過給機付きエンジンの非操縦側の図面、図２は同じく本
発明の二段過給機付きエンジンの操縦側の図面、図３は
本発明の各装置の配置を示す概略図、図４は従来の各装
置の配置を示す概略図、図５は本発明の冷却水経路を示
すブロック線図、図６は従来の冷却水経路を示すブロッ
ク線図、図７は吸気連絡管１０と伸縮継手１１部分の構
成を示す図面である。
【０００７】図４に示す如く、従来の二段過給機付きエ
ンジンにおいては、インタークーラー４とアフタークー
ラー３が配置されていたのであるが、本発明は図４に示
す如く、インタークーラー４とアフタークーラー３の配
置を変更している。即ち、大きな変更点は、インターク
ーラー４を非操縦側にまわして、アフタークーラー３を
非操縦側からボンネットＢの上方に配置した点である。
そして、該アフタークーラー３とシリンダヘッドＨとの
間を、慣性管５により連結したのである。Ａはシリンダ
ブロックであり、該シリンダブロックＡの上方にシリン
ダヘッドＨを載置し、該シリンダヘッドＨの上にボンネ
ットＢを載置している。
【０００８】図１においては、非操縦側が図示されてお
り、インタークーラー４が下方に配置されて、アフター
クーラー３がボンネットＢの上方に配置されている。ま
た図２においては、操縦側が図示されており、ボンネッ
トＢの上方のアフタークーラー３から６本の慣性管５を
介して、シリンダヘッドＨの吸気側に空気が供給されて
いる。図１において、非操縦側には、冷却水系のクラッ
チクーラー７が配置されており、該クラッチクーラー７
からの出た冷却がインタークーラー４に供給されてい
る。該インタークーラー４から出た冷却水は排出パイプ
９から海に排出される。
【０００９】図２の操縦側には、冷却水ポンプ８が配置
されており、該冷却水ポンプ８により海水が吸引され
る。そして冷却水ポンプ８から上方のアフタークーラー
３に冷却水が供給され、次に該アフタークーラー３か
ら、冷却水パイプ１４を経てオイルクーラー６に供給さ
れる。そしてオイルクーラー６からクラッチクーラー７
に供給されて、クラッチクーラー７からインタークーラ
ー４に供給されて、排出パイプ９から排水されるという
新たな冷却水経路が構成されているのである。
【００１０】従来の冷却水経路については、図６に示す
如く、冷却水ポンプ８からインタークーラー４に供給
し、次にオイルクーラー６に供給し、次にクラッチオイ
ルクーラー７に供給し、最後にアフタークーラー３に供
給していたのである。本発明はインタークーラー４とア
フタークーラー３の位置を変更したのに合わせて、冷却
経路を変更したのである。
【００１１】即ち、二段過給機付きエンジンＥにおい
て、冷却水ポンプ８からの冷却水経路の最初にアフター
クーラー３を配置し、次にオイルクーラー６に供給し、
次にクラッチクーラー７を経て、最後に非操縦側に配置
したインタークーラー４に供給し、その後、船外に排出
パイプ９より排出すべく構成している。
【００１２】二段過給機付きエンジンＥにおいて、冷却
水ポンプ８からの冷却水経路の最初にアフタークーラー
３を配置し、次にオイルクーラー６に供給し、次にクラ
ッチクーラー７を経て、最後に非操縦側に配置したイン
タークーラー４に供給し、その後、船外に排出パイプ９
より排出すべく構成したので、シリンダヘッドＨに入
る、燃焼に必要な給気の温度を下げることが出来、これ
により排気の温度を下げることが可能となる。また、排
気系の熱負荷応力を下げることが出来るので、アフター
クーラー３の容量を小さくすることが出来るのである。
【００１３】図１・図２において、シリンダブロックＡ
の排気は、排気マニホールドから高圧段過給機１に供給
され、次に高圧段過給機１を出た排気は、排気パイプ１
７を経て、低圧段過給機２に供給される。該低圧段過給
機２から大気に放出される。吸気は、低圧段過給機２か
ら吸引されて、給気パイプ１３を経てインタークーラー
４に至り、インタークーラー４で冷却されて、給気パイ
プ１５から高圧段過給機１に至る。該高圧段過給機１で
更に過給状態とされて、給気パイプ１６からアフターク
ーラー３に入る。該アフタークーラー３から６本の慣性
管５に分岐されて、シリンダヘッドＨに供給されるので
ある。
【００１４】図７においては、吸気連絡管１０と伸縮継
手１１の配置を示している。高過給エンジンの給気連絡
管において、該連絡管を取り付ける相手方部品の熱膨張
や振動による取付部応力や芯ズレを吸収する為に、吸気
連絡管１０とアフタークーラー３の間に伸縮継手１１を
介装しているのである。該伸縮継手１１は金属製伸縮継
手であり、高圧にも耐えるものである。本構成において
は、吸気連絡管１０とアフタークーラー３の間に、金属
製の伸縮継手１１を介装することにより、応力緩和及び
取付容易化と芯ズレの吸収の役目を果たしているのであ
る。
【００１５】
【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するのである。第１に、二段過給機付き
エンジンにおいて、インタークーラー４と高圧段過給機
１を非操縦側に配置し、該インタークーラー４から高圧
段過給機１への配管を短くし、ボンネットＢの上部にア
フタークーラー３を配置し、かつ該アフタークーラー３
の下方でエンジンの操縦側に慣性管５を配置したので、
給気の経路を短く構成することができ、二段過給機付き
エンジンの全幅を小さくし、据付性能の向上を図ること
出来るのである。第２に、給気の慣性管５のみが、エン
ジンの操縦側に複数本が配置されるので、慣性管５の長
さの自由度が増加するので、エンジンの出力性能の向上
を図ることが出来たのである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine having a two-stage supercharger, which is provided with a low-pressure stage supercharger and a high-pressure stage supercharger, and in which the supply air is supercharged. of, relating to placement of the turbocharger and cooler. 2. Description of the Related Art The arrangement of each device in a conventional engine with a two-stage supercharger is as shown in FIG. In FIG. 4, the arrangement of each device in a conventional engine with a two-stage supercharger will be described. In a two-stage turbocharged engine,
The high-pressure supercharger 1 is arranged on the surface on the non-steering side, the low-pressure supercharger 2 is arranged on the side surface, and the arrangement of the high-pressure supercharger 1 and the low-pressure supercharger 2 is also defined in the present invention. Is the same. The difference lies in the arrangement of the intercooler 4, the aftercooler 3, and the inertial tube 5. That is, conventionally, the aftercooler 3 is arranged on the non-steering side, and the intercooler 4 is arranged on the steering side. The air sucked by the low-pressure stage turbocharger 2 is supplied to the steering-side intercooler 4, The cylinder head H is supplied to the high-pressure supercharger 1 on the non-steering side, passes through the aftercooler 3 further below, and is turned to the steering side with a long pipe.
Had been supplied. In the present invention, the arrangement of various devices is changed in accordance with the change in the positions of the intercooler 4 and the aftercooler 3. [0004] The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems will be described. The low-pressure supercharger 2 and the high-pressure supercharger 1
It has an intercooler 4, an aftercooler 3, and an inertial tube 5.
Equipped with a two-stage turbocharged engine that supercharges the air supply.
The exhaust of cylinder block A is exhaust manifold
To the high-pressure supercharger 1, and the high-pressure supercharger 1
The discharged exhaust gas is supplied to the low-pressure stage turbocharger 2 through the exhaust pipe 17.
And discharged from the low-pressure stage turbocharger 2 to the atmosphere,
Is sucked from the low-pressure stage turbocharger 2 and passes through the air supply pipe 13.
To intercooler 4 and cool in intercooler 4
From the air supply pipe 15 to the high-pressure stage turbocharger 1
The high-pressure stage turbocharger 1 is further supercharged, and the air supply pipe 1
6 enters the aftercooler 3, and the aftercooler
3 is branched to the inertia tube 5 and supplied to the cylinder head H
In the configuration that will be, intercooler 4 and the high-pressure stage turbocharger
Aircraft 1 is located on the non-steering side of the engine,
Shorten the air supply pipe 15 from the cooler 4 to the high-pressure stage turbocharger 1.
Comb, aftercooler 3 on top of bonnet B
Operating the engine below the aftercooler 3
Characterized in that an inertial tube 5 is arranged on the side of the side
It is an engine with a charger . Next, the operation will be described. First, the exhaust gas from the cylinder head H is guided to the high-pressure supercharger 1, and then the exhaust gas from the high-pressure supercharger 1 is supplied to the low-pressure supercharger 2, and then the exhaust gas is released to the atmosphere. are doing. The supply air is first supercharged and suctioned in the low-pressure supercharger 2, supplied from the low-pressure supercharger 2 to the intercooler 4, cooled, and then reaches the high-pressure supercharger 1 to be in a supercharged state. . The high-pressure stage turbocharger 1 reaches the aftercooler 3 and is further cooled, and
From the cylinder head H. In such a configuration, the present invention first changes the positions of the intercooler 4 and the aftercooler 3. Next, an embodiment will be described. 1 is a drawing of the non-steering side of the engine with a two-stage supercharger of the present invention, FIG. 2 is a drawing of the steering side of the engine with a two-stage supercharger of the present invention, and FIG. 3 is an arrangement of each device of the present invention. FIG. 4 is a schematic diagram showing the arrangement of each conventional device, FIG. 5 is a block diagram showing a cooling water path of the present invention, FIG. 6 is a block diagram showing a conventional cooling water path, and FIG. Is a drawing showing the configuration of the intake communication pipe 10 and the expansion joint 11. As shown in FIG. 4, an intercooler 4 and an aftercooler 3 are arranged in a conventional engine with a two-stage supercharger. As shown in FIG. 4, the present invention provides an intercooler 4 and an aftercooler. 3 has been changed. That is, a major change is that the intercooler 4 is turned to the non-steering side, and the aftercooler 3 is arranged above the hood B from the non-steering side.
Then, the aftercooler 3 and the cylinder head H are connected by the inertial tube 5. A is a cylinder block. A cylinder head H is mounted above the cylinder block A, and a bonnet B is mounted on the cylinder head H. FIG. 1 shows the non-control side, in which an intercooler 4 is arranged below and an aftercooler 3 is arranged above a bonnet B. FIG. 2 shows the control side, and air is supplied from the aftercooler 3 above the bonnet B to the intake side of the cylinder head H via six inertia tubes 5. In FIG. 1, a cooling water system clutch cooler 7 is disposed on the non-steering side.
Is supplied to the intercooler 4. The cooling water discharged from the intercooler 4 is discharged from a discharge pipe 9 to the sea. A cooling water pump 8 is disposed on the control side in FIG. 2, and the cooling water pump 8 sucks seawater. The cooling water is supplied from the cooling water pump 8 to the upper aftercooler 3, and then supplied from the aftercooler 3 to the oil cooler 6 via the cooling water pipe 14. And from oil cooler 6 to clutch cooler 7
Is supplied to the intercooler 4 from the clutch cooler 7 and discharged from the discharge pipe 9 to form a new cooling water path. As shown in FIG. 6, a conventional cooling water path is supplied from a cooling water pump 8 to an intercooler 4, then to an oil cooler 6, then to a clutch oil cooler 7, and finally to an aftercooler. It was supplied to cooler 3. In the present invention, the cooling path is changed in accordance with the change in the positions of the intercooler 4 and the aftercooler 3. That is, in the engine E with the two-stage supercharger, the aftercooler 3 is arranged at the beginning of the cooling water path from the cooling water pump 8 and then supplied to the oil cooler 6.
Next, the clutch cooler 7 is supplied to the intercooler 4 which is disposed on the non-steering side, and then discharged to the outside via the discharge pipe 9. In the engine E with a two-stage supercharger, the aftercooler 3 is arranged at the beginning of the cooling water path from the cooling water pump 8, then supplied to the oil cooler 6, then passed through the clutch cooler 7, and finally To the intercooler 4 arranged on the non-control side, and then outboard the discharge pipe 9
Since it is configured to discharge more, the temperature of the supply air entering the cylinder head H and required for combustion can be reduced, and thereby the temperature of the exhaust gas can be reduced. Further, since the heat load stress of the exhaust system can be reduced, the capacity of the aftercooler 3 can be reduced. 1 and 2, a cylinder block A
Is supplied from the exhaust manifold to the high-pressure stage turbocharger 1, and the exhaust gas that exits the high-pressure stage turbocharger 1
After that, it is supplied to the low-pressure stage turbocharger 2. The low-pressure stage turbocharger 2 is discharged to the atmosphere. The intake air is sucked from the low-pressure stage supercharger 2, reaches the intercooler 4 via the air supply pipe 13, is cooled by the intercooler 4, and reaches from the air supply pipe 15 to the high-pressure stage supercharger 1. The high-pressure supercharger 1 is further supercharged and enters the aftercooler 3 from the air supply pipe 16. It is branched from the aftercooler 3 into six inertia tubes 5 and supplied to the cylinder head H. FIG. 7 shows the arrangement of the intake communication pipe 10 and the expansion joint 11. An expansion joint 11 is provided between the intake communication pipe 10 and the aftercooler 3 in order to absorb a stress or a misalignment of a mounting part due to thermal expansion or vibration of a mating part to which the communication pipe is attached in the air supply communication pipe of the supercharged engine. It is interposed. The expansion joint 11 is a metal expansion joint and can withstand high pressure. In the present configuration, a metal expansion joint 11 is interposed between the intake communication pipe 10 and the aftercooler 3, thereby playing a role of relaxing stress, facilitating attachment, and absorbing misalignment. The present invention is configured as described above, and has the following effects. First, in the engine with a two-stage supercharger, the intercooler 4 and the high-pressure stage supercharger 1 are arranged on the non-steering side, and the piping from the intercooler 4 to the high-pressure stage supercharger 1 is shortened. The aftercooler 3 is arranged on the upper part, and the aftercooler 3
The inertia tube 5 is located on the control side of the engine below
The supply path can be made shorter, and the overall width of the engine with a two-stage supercharger can be reduced, and the installation performance can be improved. Second, only the inertia tube 5 of the air supply
Since a plurality of tubes are arranged on the control side of the gin, the degree of freedom of the length of the inertial tube 5 is increased, so that the output performance of the engine can be improved.
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の二段過給機付きエンジンの非操縦側の
図面。
【図２】同じく本発明の二段過給機付きエンジンの操縦
側の図面。
【図３】本発明の各装置の配置を示す概略図。
【図４】従来の各装置の配置を示す概略図
【図５】本発明の冷却水経路を示すブロック線図。
【図６】従来の冷却水経路を示すブロック線図。
【図７】吸気連絡管１０と伸縮継手１１部分の構成を示
す図面である。
【符号の説明】
Ａ シリンダブロック
Ｂ ボンネット
Ｈ シリンダヘッド
１ 高圧段過給機
２ 低圧段過給機
３ アフタークーラー
４ インタークーラー
５ 慣性管
６ オイルクーラー
７ クラッチクーラー
８ 冷却水ポンプ
９ 排出パイプBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a drawing of a non-steering side of an engine with a two-stage supercharger of the present invention. FIG. 2 is a drawing of a control side of an engine with a two-stage supercharger according to the present invention. FIG. 3 is a schematic diagram showing an arrangement of each device of the present invention. FIG. 4 is a schematic diagram showing the arrangement of conventional devices. FIG. 5 is a block diagram showing a cooling water path according to the present invention. FIG. 6 is a block diagram showing a conventional cooling water path. FIG. 7 is a drawing showing the configuration of the intake communication pipe 10 and the expansion joint 11; [Description of Signs] A Cylinder block B Bonnet H Cylinder head 1 High pressure supercharger 2 Low pressure supercharger 3 Aftercooler 4 Intercooler 5 Inertial tube 6 Oil cooler 7 Clutch cooler 8 Cooling water pump 9 Discharge pipe
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｂ 37/013 Ｆ０２Ｂ 67/00 Ｎ 67/00 37/00 ３０１Ｂ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02B 29/04 F01M 5/00 F01P 11/04 F02B 37/00 302 F02B 37/013 F02B 67/00 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI F02B 37/013 F02B 67/00 N 67/00 37/00 301B (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F02B 29/04 F01M 5/00 F01P 11/04 F02B 37/00 302 F02B 37/013 F02B 67/00
Claims (1)
タークーラー４とアフタークーラー３と慣性管５を具備
し、給気を過給状態とする二段過給機付きエンジンにお
いて、シリンダブロックＡの排気は、排気マニホールド
から高圧段過給機１に供給され、該高圧段過給機１を出
た排気は排気パイプ１７を経て、低圧段過給機２に供給
されて、該低圧段過給機２から大気に放出され、吸気
は、低圧段過給機２から吸引され、給気パイプ１３を経
てインタークーラー４に至り、インタークーラー４で冷
却され、給気パイプ１５から高圧段過給機１に至り、該
高圧段過給機１で更に過給状態とされて、給気パイプ１
６からアフタークーラー３に入り、該アフタークーラー
３から慣性管５に分岐されて、シリンダヘッドＨに供給
される構成において、インタークーラー４と高圧段過給
機１をエンジンの非操縦側の同じ側面に配置し、該イン
タークーラー４から高圧段過給機１への給気パイプ１５
を短くし、ボンネットＢの上部にアフタークーラー３を
配置し、かつ該アフタークーラー３の下方でエンジンの
操縦側の側面に、複数の慣性管５を配置したことを特徴
とする二段過給機付きエンジン。(57) [Claims 1] A low pressure supercharger 2 and a high pressure supercharger 1
Equipped with tar cooler 4, after cooler 3, and inertia tube 5.
Engine with a two-stage turbocharger that supercharges the air supply.
The exhaust of the cylinder block A is exhaust manifold
From the high-pressure stage turbocharger 1 and exits the high-pressure stage turbocharger 1.
Exhaust gas is supplied to the low-pressure stage turbocharger 2 via the exhaust pipe 17.
And is discharged from the low-pressure stage turbocharger 2 to the atmosphere.
Is sucked from the low-pressure stage turbocharger 2 and passes through the air supply pipe 13.
To intercooler 4 and cool in intercooler 4
From the air supply pipe 15 to the high-pressure stage turbocharger 1
The high-pressure stage turbocharger 1 is further supercharged, and the air supply pipe 1
6 enters the aftercooler 3, and the aftercooler
3 is branched to the inertia tube 5 and supplied to the cylinder head H
The intercooler 4 and the high pressure supercharging
Aircraft 1 is located on the same side of the engine
Air supply pipe 15 from the tar cooler 4 to the high pressure supercharger 1
And aftercooler 3 at the top of the bonnet B
And the engine below the aftercooler 3
An engine with a two-stage supercharger, characterized in that a plurality of inertia tubes 5 are arranged on the side of the control side .
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP22148692A JP3518875B2 (en) | 1992-08-20 | 1992-08-20 | Engine with two-stage turbocharger |
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| JP22148692A JP3518875B2 (en) | 1992-08-20 | 1992-08-20 | Engine with two-stage turbocharger |
Publications (2)
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| JPH0666146A JPH0666146A (en) | 1994-03-08 |
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| JP22148692A Expired - Fee Related JP3518875B2 (en) | 1992-08-20 | 1992-08-20 | Engine with two-stage turbocharger |
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-
1992
- 1992-08-20 JP JP22148692A patent/JP3518875B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013204491A (en) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Yanmar Co Ltd | Engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0666146A (en) | 1994-03-08 |
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