JP3738653B2 - Series two-stage turbocharging system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関において、コンプレッサーが2段直列に配置された直列2段ターボ過給システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ターボ過給機付きエンジンにおいては、コンプレッサによる過給を1段だけ行う1段ターボ過給システムの他に、吸入空気を十分にシリンダに供給し充填するために、負荷や回転数の大きい時に大容量のタービンを駆動し、負荷や回転数の小さい時に小容量のタービンに切り替えて、これを駆動して過給する、切替え方式の2段ターボ過給システムがある。
【0003】
また、一段の排気ガスタービンから排出される排気ガスには、なお利用可能な排気エネルギーが十分にあるので、第2段の排気ガスタービンを設けて、第1段のコンプレッサで圧縮昇圧した給気を、第2段のコンプレッサで、更に圧縮昇圧して高過給でエンジンに供給することにより、シリンダに対する吸気の充填効率を向上させ、エンジン出力を高める直列二段ターボ過給システムが提案されている。
【0004】
この直列二段ターボ過給システムは、タービン径の異なる大小の過給機を組み合わせて、エンジンの低回転域では主として小さい方の過給機で過給し、レスポンスとターボラグを改善すると共に、大きい方の過給機は予備回転させる。そして、高回転域では、大きい方の過給機を作動させ、十分な過給圧で過給するものである。
【0005】
このように、コンプレッサを直列2段に配置した場合は、図1に示すように、排気上流側の高圧段のタービン31の給気圧力比がタービン31の許容回転速度に達する時の給気圧力比になった場合に、このタービン31の過回転を防止して、過給機を保護する必要があるので、ウェストゲートバルブ34を備えたウェストゲート33を設けて、タービン31が許容回転速度に達する前にウェストゲートバルブ34を開弁して、排気ガスGをバイパスさせる構成が必要になる。
【0006】
ウェストゲートバルブ自体は、従来技術の1段ターボ過給システムでも設けられており、図5に示すように、ダイヤフラムタイプのバルブアクチュエータ70を使用し、コンプレッサの下流の吸気を導入し、このコンプレッサの出口側の吸気圧力であるブースト圧力Piの値が一定値を超えるとダイヤフラム71がバネ72の付勢力に打ち勝って駆動軸73を矢印X方向に駆動して、この駆動軸73の先にある図示しないウェストゲートバルブを開弁する構成となっている。
【0007】
そして、このウェストゲートバルブの開弁により、排気ガスをバイパスさせて、タービンの回転を抑制し、エンジンに供給される吸気の圧力が上昇し過ぎるのを防止し、それと同時に、エンジンに過給される吸気圧力(ブースト圧)が高くなりすぎて、ノッキングやシリンダの破損が発生するのを防止している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来技術のウェストゲートバルブを使用した場合には、ブースト圧の値によって開閉弁する構成であるので、図1に示すような直列2段ターボ過給システムでは使用できないという問題がある。
【0009】
つまり、1段ターボ過給システムの場合には、ブースト圧と圧力比とが略1対1対応になるため、所定のブースト圧で開弁操作することは、対応する所定の圧力比で開弁操作したことになるが、一方、図1に示すような直列2段ターボ過給システム1の場合には、高圧段の過給機30のコンプレッサ32の圧力比が低い場合でも、低圧段の過給機40のコンプレッサ42の圧力比の高低によって、吸気マニホールド11やインタークーラ15に入る直前の吸気圧力であるブースト圧Pidが高くなったり、低くなったりするので、高圧段の過給機30のコンプレッサ32の圧力比とブースト圧Pidは1対1対応とならなくなる。
【0010】
そのため、直列2段ターボ過給システム1の場合には、ブースト圧Pidが高くても低くても、高圧段の過給機30の圧力比が高い場合があり、このブースト圧Pidだけでは、高圧段の過給機30が許容回転数に近い回転数であるか余裕のある回転数であるか判断できない。
【0011】
従って、ブースト圧Pidに対応させて、高圧段のタービン31の緊急開放用のウェストゲート34を開閉弁すると、低圧段側の過給機40の圧力比が小さい時には、高圧段側の過給機30の圧力比が高くてタービン31の回転速度が許容回転速度に達した場合であっても、ブースト圧Pidは危険範囲に入る程高くならないので、ウェストゲートバルブ34は閉弁のまま排気ガスを供給し続けることになり、過給機30を破損してしまう結果となる。
【0012】
また、低圧段側の過給機40の圧力比が大きい時には、高圧段側の過給機30の圧力比が低くてタービン31の回転速度が許容回転速度に達することが無く、高圧段の過給機30に危険性が無い場合でも、ウェストゲートバルブ34が開弁してしまうので、直列2段のターボ過給システム1の適切な制御ができなくなる場合が発生する。
【0013】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、ブースト圧では無く、コンプレッサの圧力比に応じて開閉弁するウェストゲートバルブを高圧段の過給機に備え、この高圧段の過給機の安全性を保ちながら運転できる直列2段ターボ過給システムを提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
以上のような目的を達成するための直列2段ターボ過給システムは、次のように構成される。
【0016】
内燃機関の排気通路に、排気ガスにより駆動される第1の過給機の第1タービンと第2の過給機の第2タービンを上流側から直列に設けると共に、前記第2タービンにより駆動される第2コンプレッサと前記第1タービンにより駆動される第1コンプレッサを吸気通路の上流側から直列に2段配置したターボ過給システムであっ、前記第1タービンに流入する排気ガスをバイパスさせるウェストゲートバルブを設け、該ウェストゲートバルブは、前記第1コンプレッサの下流側の第1吸気圧力と前記第1コンプレッサの上流側の第2吸気圧力との比に応じて開閉するように形成される直列2段ターボ過給システムにおいて、
前記ウェストゲートバルブのバルブアクチュエータは、第1空気室と第2空気室の間に配置された内部ピストンと、該内部ピストンに連結し、該ウェストゲートバルブを開閉駆動する駆動軸とを有し、
前記第1空気室を前記第1コンプレッサの上流側に、前記第2空気室を前記第1コンプレッサの下流側に、それぞれ連通して形成されると共に、
前記内部ピストンの前記第1空気室側の第1受圧面と、前記第2空気室側の第2受圧面との面積比を、該ウェストゲートバルブを開弁する時の前記第1吸気圧力と前記第2吸気圧力との圧力比になるようにして形成する。
【0017】
なお、内部ピストンの摩擦やエンジンを停止した時に内部ピストンを閉弁位置に戻すためのバネ力等が関係するので、必ずしも、この面積比と圧力比は厳密に同一の値である必要はなく、これらの作動時の補正値を含んだ、略同じ値であればよい。
【0018】
以上の構成の直列2段ターボ過給システム用においては、高圧段の第1過給機に設けられるウェストゲートバルブは、高圧段の第1コンプレッサの出口側の第1吸気圧力(ブースト圧)では無く、高圧段の第1コンプレッサの出口側の第1吸気圧力と入口側の第2吸気圧力との圧力比によって、開閉弁するので、低圧段のコンプレッサの圧力比によってブースト圧力が変化するので、直列2段ターボ過給システムの高圧段の過給機を安全に運転することができる。
【0019】
なお、ウェストゲートバルブを高圧段の第1コンプレッサの出口側の第1吸気圧力と入口側の第2吸気圧力との圧力差で作動する場合についても考えると、2段直列ターボ過給システムにおいては、例えば、同じ100kPaの圧力差であっても、入口圧力(第2吸気圧力)が低圧段のコンプレッサの圧力比によって異なるので、入口圧力が100kPaで、出口圧力(第1吸気圧力)が200kPaで圧力比2の時もあれば、入口圧力が200kPaで、出口圧力が300kPaで圧力比1.5の時もあるので、高圧段の過給機の圧力比と直接関係しないことが分かる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る直列2段ターボ過給システムについて、図面を参照しながら説明する。
【0021】
最初に、直列2段ターボ過給システムの全体構成について説明する。
【0022】
図1に示すように、この直列2段ターボ過給システム1は、エンジン10の排気マニホールド21に接続された排気通路22に、上流側から順に、高圧段の第1の過給機30の第1タービン31、低圧段の第2の過給機40の第2タービン41及びマフラー(サイレンサー)23が設けられている。
【0023】
また、吸気マニホールド11に接続された吸気通路12には、上流側から順に、エアクリーナ13、低圧段の第2の過給機(ターボチャージャ)40の第1コンプレッサ42、中間給気冷却器50、高圧段の第1の過給機30の第1コンプレッサ32、給気冷却器(インタークーラ:チャージクーラ)15が設けられている。
【0024】
そして、中間給気冷却器50の直近に電動ファン51を設け、低圧段の第2の過給機40の第2コンプレッサ42で圧縮されて昇温した給気Aを冷却する構成とし、この電動ファン51を制御する制御装置60を設ける。この制御装置60は通常はエンジンコントロールユニットで兼ねる。
【0025】
この制御装置60は、負荷センサ61や回転速度センサ62等からエンジンの運転状態を判断し、エンジン10の高負荷高回転の運転領域等の、低圧段の第2コンプレッサ42によって圧縮され昇温した吸気の冷却を強める必要のある時に、電動ファン51をONする制御を行い、中間給気冷却器50の冷却能力を高めるように構成される。
【0026】
また、第1の過給機30の第1コンプレッサ32の下流側の給気冷却器15の冷却は周知の技術と同様に、エンジン10の前方又は後方に配置してエンジン直動の冷却ファン(図示しない)や走行風等によって冷却するように構成される。
【0027】
そして、更に、高圧段の第1の過給機30の第1タービン31を迂回する排気バイパス通路24を設けると共に、この排気バイパス通路24の入口に調整バルブ25を設けて構成し、この調整バルブ25をエンジンの回転数等に基づいて開閉制御することにより、第1の過給機30の第1タービン31と第2の過給機40の第2タービン41の駆動量を調整する。この調整により、高圧段の第1コンプレッサ32と低圧段の第2コンプレッサ42による給気の圧縮比の割合等を調整する。
【0028】
この直列2段ターボ過給システム1によれば、エンジン10の排気マニホールド21より排出される排気ガスGは、高圧段の第1の過給機30に送られ第1タービン31を駆動し、同軸上の第1コンプレッサ32を回転させ、吸入空気の過給を行い、この第1タービン31を通過したガスは、更に、低圧段の第2の過給機40に送られ第2タービン41を駆動し、マフラー23を経て大気に放出される。
【0029】
一方、給気Aは、エアクリーナ13を通過後、低圧段の第2の過給機40の第2コンプレッサ42によって圧縮され昇温し、その後、電動ファン51で冷却される中間給気冷却器50を通過して冷却され、次に、高圧段の第1の過給機30の第1コンプレッサ32によって、更に圧縮及び昇温し、給気冷却器15で冷却された後に吸気マニホールド11に供給される。
【0030】
〔ウェストゲートバルブ〕
次に、本発明の特徴となる直列2段ターボ過給システムの第1過給機30に設けられるウェストゲートバルブ34について説明する。
【0031】
このウェストゲートバルブ34は、第1タービン31に対して、緊急開放用に流入する排気ガスをバイパスさせるためのものであり、図1に示すように、第1タービン31に設けられる。
【0032】
そして、万一、排気バイパス通路24の調整バルブ25が故障した場合であっても、排気マニホールド21から出た排気ガスが直接流入する高圧段の第1タービン31を保護することができるようにする。
【0033】
このウェストゲートバルブ34は、図2〜図3に示すようなバルブアクチュエータ35により、開閉操作されるが、このバルブアクチュエータ35は、第1空気室38aと第2空気室38bとこの間を仕切る内部ピストン37を有し形成され、この内部ピストン37は、ウェストゲートバルブ34を開閉駆動する駆動軸36に連結されている。
【0034】
この第1空気室38aは、第1コンプレッサ32の上流側の第2吸気圧力Piuとなるように、第1コンプレッサ32の上流側の吸気通路12と連通し、また、第2空気室38bは、第1コンプレッサ32の下流側の第1吸気圧力Pidとなるように、第1コンプレッサ32の下流側の吸気通路12と連通して構成される。
【0035】
そして、図4に示すように、内部ピストン37の第1空気室38a側の第1受圧面37aの面積Saと、第2空気室38b側の第2受圧面37bの面積Sbとの比(Sa/Sb)が、所定の値Cpとなるように、内部ピストン37の径Dと、第2受圧面37bに接続する駆動軸36の面積調整部36bの径dを決めて形成する。この場合に、面積比(Sa/Sb)は(D×D)/(D×D−d×d)=Cpとなる。
【0036】
また、この内部ピストン37の移動を規制するために、ストッパ37bを第2空気室38bに設け、また、このストッパ37bに内部ピストン37を押圧するコイルバネ37aを第1空気室38aに配設する。このコイルバネ37aのバネ力はエンジンを停止した時に、ウェストゲートバルブ34が、閉弁位置に戻ることができる最低限の付勢力を発揮できる強さとする。
【0037】
このバルブアクチュエータ35の構成によれば、第1コンプレッサ32の上流側(入口側)の第2吸気圧力Piuと下流側(出口側)の第1吸気圧力Pidの関係が、Piu×Sa<Pid×Sbとなった場合に、内部ピストン37及び駆動軸36が矢印X方向に動き、ウェストゲートバルブ34を開弁する。また、Piu×Sa>Pid×Sbとなった場合には、内部ピストン37及び駆動軸36が矢印Y方向に動き、ウェストゲートバルブ34を閉弁する。
【0038】
このウェストゲートバルブ34が開弁する状態は、Piu×Sa<Pid×Sbであるが、これは、(Sa/Sb)<(Pid/Piu)の場合であり、第1コンプレッサ32の圧力比(Pid/Piu)が所定の値Cp以上になる場合である。
【0039】
なお、実用上では、内部ピストン37の摩擦やエンジンを停止した時に内部ピストン37を閉弁位置に戻すためのコイルバネ37aのバネ力等が関係するので、必ずしも、この面積比(Sa/Sb)と圧力比(Pid/Piu)は厳密に同一の値である必要はなく、これらの作動時の補正値を含んだ略同じ値となる。
【0040】
この寸法の一例を上げると、高圧段の第1コンプレッサ32の上流側圧力Piuが絶対圧表示で約150kPa(約1.5気圧),下流側圧力Pidが約300kPa(3.0気圧)程度であるので、上流側圧力Piuが100kPa〜200kPaで、下流側圧力Pidが200kPa〜400kPaで開弁させる場合が多く、例えば、圧力比Cpが2以上で開弁させる場合には、面積比(Sa/Sb)を2とすることになり、仮にD=3cmとした場合には、Sa=7cm2 、Sb=3.5cm2 となり、d=2.1cmとなる。
【0041】
この構成のウェストゲートバルブ34によれば、Cpをウェストゲートバルブ34を開弁させる圧力比に設定することにより、所定の圧力比Cpでウェストゲートバルブ34を開弁させることができる。
【0042】
従って、以上の構成の直列2段ターボ過給システムによれば、高圧段の第1過給機30の第1タービン31に設けたウェストゲートバルブ34が、第1タービン31で駆動される第1コンプレッサ32の圧力比(Pid/Piu)が所定の値Cp以上になった時に開弁するので、何らかの原因で、排気バイパス通路24の調整バルブ25が故障した場合であっても、高圧段の第1過給機30を保護でき、安全に運転できる。
【0043】
【発明の効果】
以上の説明したように、本発明に係る直列2段ターボ過給システムによれば、高圧段の第1過給機に設けたウェストゲートバルブが、高圧段の第1コンプレッサの出口側の吸気圧力と入口側の吸気圧力との圧力比によって開閉弁するので、確実に高圧段の第1過給機を保護でき、安全に運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る直列2段ターボ過給システムを示す構成図である。
【図2】本発明に係る直列2段ターボ過給システムに使用するウェストゲートバルブのバルブアクチュエータの構成を示す斜視図である。
【図3】図2のバルブアクチュエータの側断面図である。
【図4】図2のバルブアクチュエータの受圧面を示す図で、(a)は第1受圧面を示し、(b)は第2受圧面を示す。側断面図である。
【図5】従来技術のウェストゲートバルブのバルブアクチュエータの構成を示す側断面図である。
【符号の説明】
1 ターボ過給システム
10 内燃機関
12 吸気通路
22 排気通路
30 第1の過給機
31 第1タービン
32 第2コンプレッサ
33 ウェストゲート
34 ウェストゲートバルブ
35 バルブアクチュエータ
36 駆動軸
37 内部ピストン
37a 第1受圧面
37b 第2受圧面
38a 第1空気室
38b 第2空気室
40 第2の過給機
41 第2タービン
42 第2コンプレッサ
Pid 第1吸気圧力
Piu 第2吸気圧力[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an in-line two-stage turbocharging system in which compressors are arranged in two-stage series in an internal combustion engine such as a diesel engine.
[0002]
[Prior art]
In an engine with a turbocharger, in addition to a single-stage turbocharger system that performs supercharging by a compressor only in one stage, in order to sufficiently supply intake air to a cylinder and fill it, it is large when the load and rotation speed are large. There is a switching type two-stage turbocharging system that drives a turbine with a capacity, switches to a turbine with a small capacity when the load or rotation speed is small, and drives this to supercharge.
[0003]
In addition, since the exhaust gas discharged from the first stage exhaust gas turbine still has sufficient exhaust energy that can be used, a second stage exhaust gas turbine is provided and compressed and pressurized by the first stage compressor. Has been proposed, a second-stage turbocharging system that improves the charging efficiency of the intake air to the cylinders and increases the engine output by further compressing and boosting the pressure with a second stage compressor and supplying it to the engine with high supercharging. Yes.
[0004]
This series two-stage turbocharger system combines large and small turbochargers with different turbine diameters, and supercharges mainly with the smaller turbocharger in the low engine speed range, improving response and turbo lag, and large The supercharger is pre-rotated. In the high speed range, the larger supercharger is operated to supercharge with a sufficient supercharging pressure.
[0005]
In this way, when the compressors are arranged in two stages in series, as shown in FIG. 1, the supply air pressure when the supply air pressure ratio of the
[0006]
The wastegate valve itself is also provided in the prior art one-stage turbocharging system. As shown in FIG. 5, a diaphragm
[0007]
By opening the waste gate valve, the exhaust gas is bypassed, the rotation of the turbine is suppressed, and the pressure of the intake air supplied to the engine is prevented from rising excessively. At the same time, the engine is supercharged. This prevents the intake pressure (boost pressure) from becoming too high and causing knocking or cylinder damage.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, when this waste gate valve according to the prior art is used, since it is configured to open and close depending on the value of the boost pressure, there is a problem that it cannot be used in the series two-stage turbocharging system as shown in FIG.
[0009]
In other words, in the case of a one-stage turbocharged system, the boost pressure and the pressure ratio correspond approximately to one-to-one, so that opening the valve with a predetermined boost pressure opens the valve with the corresponding predetermined pressure ratio. On the other hand, in the case of the series two-stage turbocharging system 1 as shown in FIG. 1, even if the pressure ratio of the
[0010]
Therefore, in the case of the series two-stage turbocharging system 1, the pressure ratio of the high-
[0011]
Accordingly, when the
[0012]
Further, when the pressure ratio of the
[0013]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to provide a high-pressure supercharger with a wastegate valve that opens and closes according to the pressure ratio of the compressor, not the boost pressure, An object of the present invention is to provide a series two-stage turbocharger system that can be operated while maintaining the safety of the high-pressure stage turbocharger.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The series two-stage turbocharging system for achieving the above object is configured as follows.
[0016]
A first turbine of a first supercharger and a second turbine of a second supercharger driven by exhaust gas are provided in series in the exhaust passage of the internal combustion engine from the upstream side and driven by the second turbine. A turbocharger system in which a second compressor and a first compressor driven by the first turbine are arranged in two stages in series from the upstream side of an intake passage, and a wastegate that bypasses exhaust gas flowing into the first turbine The waste gate valve is provided in series, and the waste gate valve is formed to open and close in accordance with a ratio between a first intake pressure downstream of the first compressor and a second intake pressure upstream of the first compressor. In the stage turbocharger system,
The valve actuator of the wastegate valve has an internal piston disposed between the first air chamber and the second air chamber, and a drive shaft connected to the internal piston and driving the wastegate valve to open and close,
The first air chamber is formed in communication with the upstream side of the first compressor and the second air chamber is formed in communication with the downstream side of the first compressor.
The area ratio between the first pressure receiving surface on the first air chamber side of the internal piston and the second pressure receiving surface on the second air chamber side is defined as the first intake pressure when the waste gate valve is opened. It is formed so as to have a pressure ratio with the second intake pressure.
[0017]
In addition, since the friction of the internal piston and the spring force for returning the internal piston to the valve closing position when the engine is stopped are related, the area ratio and the pressure ratio do not necessarily have to be exactly the same value. The values may be substantially the same including the correction values at the time of operation.
[0018]
In the series two-stage turbocharging system having the above-described configuration, the wastegate valve provided in the first supercharger in the high pressure stage has a first intake pressure (boost pressure) on the outlet side of the first compressor in the high pressure stage. Without opening / closing valve depending on the pressure ratio between the first intake pressure on the outlet side of the first compressor in the high pressure stage and the second intake pressure on the inlet side, the boost pressure changes depending on the pressure ratio of the compressor in the low pressure stage. The turbocharger in the high pressure stage of the series two-stage turbocharger system can be operated safely.
[0019]
Considering the case where the wastegate valve is operated with a pressure difference between the first intake pressure on the outlet side of the first compressor in the high pressure stage and the second intake pressure on the inlet side, in the two-stage serial turbocharging system, For example, even if the pressure difference is the same 100 kPa, the inlet pressure (second intake pressure) varies depending on the pressure ratio of the low-pressure stage compressor, so the inlet pressure is 100 kPa and the outlet pressure (first intake pressure) is 200 kPa. In some cases, the pressure ratio is 2, and in some cases, the inlet pressure is 200 kPa, the outlet pressure is 300 kPa, and the pressure ratio is 1.5. Therefore, the pressure ratio is not directly related to the pressure ratio of the high-pressure supercharger.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a series two-stage turbocharging system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
First, the overall configuration of the series two-stage turbocharging system will be described.
[0022]
As shown in FIG. 1, this series two-stage turbocharger system 1 is connected to the
[0023]
Further, in the
[0024]
Then, an electric fan 51 is provided in the immediate vicinity of the intermediate
[0025]
The
[0026]
Further, the cooling of the
[0027]
Further, an
[0028]
According to this series two-stage turbocharging system 1, the exhaust gas G discharged from the exhaust manifold 21 of the
[0029]
On the other hand, the supply air A is compressed by the
[0030]
(Westgate valve)
Next, the
[0031]
This
[0032]
In the unlikely event that the
[0033]
The
[0034]
The
[0035]
As shown in FIG. 4, the ratio (Sa) of the area Sa of the first
[0036]
In order to restrict the movement of the
[0037]
According to the configuration of the
[0038]
The state in which the
[0039]
In practice, the friction of the
[0040]
As an example of this dimension, the upstream pressure Piu of the
[0041]
According to the
[0042]
Therefore, according to the series two-stage turbocharging system having the above configuration, the
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the in-series two-stage turbocharging system according to the present invention, the wastegate valve provided in the first supercharger of the high pressure stage has the intake pressure on the outlet side of the first compressor of the high pressure stage. Therefore, the first supercharger in the high-pressure stage can be reliably protected and can be operated safely.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a series two-stage turbocharging system according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a valve actuator of a wastegate valve used in the series two-stage turbocharging system according to the present invention.
FIG. 3 is a side sectional view of the valve actuator of FIG. 2;
4A and 4B are views showing a pressure receiving surface of the valve actuator of FIG. 2, wherein FIG. 4A shows a first pressure receiving surface, and FIG. 4B shows a second pressure receiving surface. It is a sectional side view.
FIG. 5 is a side sectional view showing a configuration of a valve actuator of a waste gate valve according to the prior art.
[Explanation of symbols]
Claims (1)
前記ウェストゲートバルブのバルブアクチュエータは、第1空気室と第2空気室の間に配置された内部ピストンと、該内部ピストンに連結し、該ウェストゲートバルブを開閉駆動する駆動軸とを有し、
前記第1空気室を前記第1コンプレッサの上流側に、前記第2空気室を前記第1コンプレッサの下流側に、それぞれ連通して形成されると共に、
前記内部ピストンの前記第1空気室側の第1受圧面と、前記第2空気室側の第2受圧面との面積比を、該ウェストゲートバルブを開弁する時の前記第1吸気圧力と前記第2吸気圧力との圧力比になるようにして形成したことを特徴とする直列2段ターボ過給システム。 A first turbine of a first supercharger and a second turbine of a second supercharger driven by exhaust gas are provided in series in the exhaust passage of the internal combustion engine from the upstream side and driven by the second turbine. A turbocharger system in which a second compressor and a first compressor driven by the first turbine are arranged in two stages in series from the upstream side of an intake passage, and a waist that bypasses exhaust gas flowing into the first turbine the gate valve is provided, the wastegate valve is formed in so that the closing opening in accordance with the ratio between the second intake pressure upstream of the first downstream-side first intake pressure and said first compressor of the compressor in series two-stage turbocharging system,
The valve actuator of the wastegate valve has an internal piston disposed between the first air chamber and the second air chamber, and a drive shaft connected to the internal piston and driving the wastegate valve to open and close,
The first air chamber is formed in communication with the upstream side of the first compressor and the second air chamber is formed in communication with the downstream side of the first compressor.
The area ratio between the first pressure receiving surface on the first air chamber side of the internal piston and the second pressure receiving surface on the second air chamber side is defined as the first intake pressure when the waste gate valve is opened. A series two-stage turbocharging system, wherein the two-stage turbocharging system is formed to have a pressure ratio with the second intake pressure.
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