JP3846863B2 - Exhaust system structure of internal combustion engine - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気系構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
排気エミッション低減化の要請に対応して、給気圧の効率化が要望される今日において、気筒を二群に分けて独立状に排気マニホルドに連結し、或いは全気筒を一つの排気マニホルドに連通させるかして、該排気マニホルドに二個の排気出口を形成し、各排気出口を、それぞれ独立した過給機に連結し、両過給機より、多気筒に給気を供給する給気管に給気を供給して、給気効率を向上させる内燃機関が公知となっている。この中で、二台の過給機の排気出口を向かい合わせ、一つの排気ベンドに合流させて、コンパクト化を図ったものは公知となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の内燃機関において、各過給機は、排気マニホルドの出口端部に直接取り付ける構造であり、排気マニホルドそのものの出口端部を、過給機に取り付けられる形状に加工する必要があった。ツインターボ式の場合、同じく過給機を二個設けるとしても、コンパクト化を図るべく、両過給機の排気出口を向かい合わせると、両過給機を互いに反対向きにして取り付けることとなる。従って、各群の排気マニホルドの過給機への取付部分は、互いに異なる形状にしなければ対処できない。つまり、ただでさえ排気マニホルドは複雑な形状を有している上に、両群の排気マニホルドの形状を統一できないので、加工コストが高くなるという不具合がある。
【0004】
本発明においては、過給機の排気出口管の入口端部分は、シールリング部とし、タービンの排気出口端に環状の溝を設け、該溝に該シールリング部を摺動自在に内嵌することにより、高温の排気の影響での該排気出口管の延伸に対応し、延伸時にも、タービンへのシールリング部の内嵌部分はシール性を保持すべく構成したものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上のような課題を解決するため、次のような手段を用いる。
排気マニホルド1に二個の排気出口1d・1dを形成し、二つの独立した過給機T1・T2に各排気出口1d・1dを連結した構造の内燃機関であって、両過給機T1・T2を排気マニホルド1の上部に配設し、両過給機T1・T2の回転軸を、排気マニホルド1の長手方向に平行に配置し、両過給機T1・T2を構成するタービンTの排気出口端Tbを向かい合わせ、両排気出口端Tbを一つの排気ベンド4に連結する構造において、各過給 機T1・T2を構成するタービンTの排気出口端Tbと、排気ベンド4との間に、各々排気出口管3を介装し、該排気出口管3を排気ベンド4の側に固定し、前記タービンTの排気出口端Tbに環状の溝を設け、前記排気出口管3の排気出口端Tb側にシールリングを嵌装したシールリング部3aを構成し、該シールリング部3aを該環状の溝に摺動自在に内嵌し、該排気出口管3は、前記タービンTに対してシール性を保持して、かつ摺動可能としたものである。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について添付の図面より説明する。
図1は間座2を介して過給機T1・T2を取り付けた構造の内燃機関の排気マニホルド1配管部分の正面一部断面図、
図2は同じく過給機T1取付部分を図1中の左方から見た側面一部断面図、
図3は同じく過給機T2取付部分を図1中の左方から見た側面一部断面図、
図4はウェイストゲート管9を設けた構造の内燃機関の排気マニホルド1配管部分の正面一部断面図、
図5はウェイストゲート管9’を設けた構造の内燃機関の排気マニホルド1配管部分の側面一部断面図、
図6は全気筒からの排気を合流させて両過給機T1・T2に供給するタイプの排気マニホルド1を有し、過給機T2を停止可能としたシーケンシャル制御方式の内燃機関の排気マニホルド1配管部分の正面一部断面図、
図7は同じく過給機T2取付部分を図6中の左方から見た側面一部断面図、
図8は図6及び図7図示の構造における排気・給気系統図、
図9は内部が二分割状で、排気を独立状に両過給機T1・T2に供給するタイプの排気マニホルド1を有し、過給機T2を停止可能としたシーケンシャル制御方式の内燃機関の排気マニホルド1配管部分の正面一部断面図、
図10は図9図示の構造における排気・給気系統図、
図11は溶接組立構造の水冷式排気マニホルド1’を示す平面一部断面図、
図12は溶接組立構造の水冷式排気マニホルド1”を示す平面一部断面図である。
【0007】
まず、図1乃至図12に図示される実施例に係る内燃機関(エンジン)は、6気筒型エンジンであることを前提とする。まず、排気マニホルドの構造について説明する。
図1等のように、シリンダヘッドCHの正面に排気マニホルド1が取り付けられて配設されており、シリンダーブロックCBの正面に対しても、支持部材8・8を介して、別途取り付けられている。なお、排気マニホルド1の上方には、該排気マニホルド1の長手方向に平行に給気連結管6が配管されており、これは、排気マニホルド1に対して支持部材7・7にて支持されている。また、後記の排気マニホルド1’・1”も、図1等の排気マニホルド1と同様に取付、支持される。
【0008】
本実施例における図1乃至図12図示の排気マニホルドは水冷式であるが、図1乃至図10図示の排気マニホルド1は一体鋳造構造であり、図11及び図12図示の排気マニホルド1’・1”は溶接組立構造である。まず、前者の図1乃至図10図示の一体鋳造構造の水冷式排気マニホルド1について説明する。
内部は図4や図9図示のように、排気主管1b(1b’・1b’)を外部カバー1aにて覆い、該外部カバー1aと該排気主管1b(1b’・1b’)との間の空間を冷却水室とした構造となっている。該外部カバー1aにおいて、その内側面には各気筒のシリンダーヘッドCH内に形成する排気通路に連通すべく、合計6本の排気導入管1c・1c・・・が突設されており、また、その上面には、各過給機T(後記間座2)に連通すべく、排気出口1d・1dが形成されている。更に、外部カバー1aに冷却水の入口と出口の開口部を設けて、図1や図2のように、該冷却水室における冷却水の供給・排出をなす冷却水管WP・WPを各開口部に連結している。
【0009】
前記の如く、該外部カバー1aの内側面から各気筒のシリンダーヘッドCHには、合計6本の排気導入管1c・1c・・・が延設されるが、図4や図6のように、全排気導入管1c・1c・・・に連通した一繋がり状の排気主管1bを有するものと、図9のように、左右三つずつの排気導入管1c・1c・1cに連通する二つの排気主管1b’・1b’を有するものとがある。後記過給機T1・T2へと排気を流出する排気出口1d・1dは、前者の図4や図6図示の構造では、排気主管1bの上端の左右部分に形成され、一方、後者の図9図示の構造では、各排気主管1b’・1b’の上端に形成される。
従って、前者は図8の如く、全気筒C1〜C6からの排気が合流して、両過給機T1・T2へと導入されるが、後者は図10の如く、気筒C1〜C3からの排気と、気筒C4〜C6からの排気が独立状にそれぞれ過給機T1・T2へと導入される構造となっている。 なお、後者の図9及び図10図示の構造では、両過給機T1・T2の入口部にて各排気主管1b’・1b’からの排気を連通させる連通路(図10中のR)を設けて、後記の過給機一台のみの運転に備えられるようにしている。
【0010】
そして、図1乃至図10図示の排気マニホルド1は、外部カバー1a、排気主管1bまたは1b’、排気導入管1c、そして排気出口1dを、一体の鋳造型より一体成形してなっているのである。
【0011】
次に、図11及び図12図示の溶接組立型構造の水冷式排気マニホルド1’及び1”について説明する。
まず、いずれも、シリンダーヘッドCHから過給機T(後記間座2)の間に介設する排気通路を外部カバー18(18’)にて覆い、両者の間の空間にて冷却水室を形成する構造となっており、該外部カバー18(18’)の内側面からシリンダーヘッドに対し、6本の排気導入管19・19’(4本の排気導入管19と2本の排気導入管19’)を突出させている。
そして、図11図示の排気マニホルド1’の外部カバー18内の排気通路は、排気導入管19の内端に排気分岐管20の外端を溶接し、排気合流管21に対し、排気分岐管20の他端と排気導入管19’の内端とを溶接してなっている。(排気導入管19’は、排気分岐管20を介さず直接的に排気合流管21に溶接されるものである)。
なお、該排気マニホルド1’は、3本の排気導入管19・19・19’に連通する排気合流管21を二個有するものであり、従って、図10図示の排気系構造であって、二個の過給機T・Tに各排気合流管21より独立的に排気を供給できる構造としている。
【0012】
次に、図12図示の排気マニホルド1”における外部カバー18’内の排気通路は、各シリンダーヘッドCHに連通する排気導入管19・19’の中、排気導入管19の内端に排気分岐管20’の外端を溶接し、一個の排気合流管21’に対して、二本の排気分岐管20’の内端と、二本の排気導入管19’の内端とを溶接してなっている。
該排気マニホルド1”は、6本の排気導入管19・19’全てを一個の排気合流管21’に連通させているが、該排気合流管21’の出口フランジ部21’aは一個のみ形成されていて、一個の過給機Tに排気を供給する構成としている。勿論、該排気合流管21’に、出口フランジ部21’aを二個形成してもよく、この場合には、図8図示の排気供給構造となる。
【0013】
また、排気マニホルド1’(1”)において、該外部カバー18(18”)と各排気導入管19・19’との間、また、該外部カバー18(18’)と、排気合流管21(21’)の上端に形成する後記間座2への接続用の出口フランジ部21a(21’a)との間も溶接されている。以上の各溶接箇所においては、水密性が保持されている。
【0014】
なお、以下の実施例おいて、排気マニホルド1となるのは、図1乃至図10図示の一体鋳造型の排気マニホルド1だけでなく、図11図示の溶接組立型の排気マニホルド1’にも置き換えられる。なお、前記の如く、出口フランジ部21’aを二個設ければ、図12図示の排気マニホルド1”も適用できる(出口フランジ部21’を二個設けた構造のものを排気マニホルド1”αとする。)。
【0015】
図1乃至図3より、過給機の取付構造について説明する。
ツインターボ式エンジンを形成する上で、二個の過給機T1・T2を採用するが、両過給機T1・T2は同一のものであって、その排気出口を向かい合わせにすべく、取付方向を前後逆にしただけである。各過給機T1・T2は、それぞれタービンTとブロアBを連接してなっており、タービンTはその入口端Taを、排気マニホルド1上端の左右に開口した排気出口1d・1dに連通させる。排気マニホルド1から導入された排気は、タービンTにて圧縮され、余剰排気は、排気出口管3を介し、両排気出口管3・3間に介設される排気ベンド4にて排出される。
なお、排気ベンド4の下部は、排気マニホルド1の上面に対して、支持部材5にて支持されている。一方、ブロアBは、外気導入口Baを介して外部から給気を導入するのに加えて、該タービンTにて圧縮された排気を導入し、これらを給気として送出し、前記の給気連結管6を介して、インタークーラー(給気冷却器)ICへと送り込む。更に、給気は、該インタークーラーICから各気筒のシリンダーヘッドCHへと送り込まれる。
【0016】
図1乃至図3図示における排気マニホルド1は、図4図示の排気マニホルド1と同様に、内部に一繋がりの排気主管1bを有するタイプである(前記排気マニホルド1”αを適用可能である)。従って、排気マニホルド1内にて、両過給機T1・T2へと導入する排気が全て連通する構造なので、排気マニホルド1の上部に、前記の連通路Rを形成することなく過給機T1・T2を取り付ける構造となる。
なお、排気マニホルド1内に独立状の排気主管1b’・1b’を有する場合には、この連通路Rを設ける点で、過給機の取付構造が異なる。これについては、後記の図9及び図10に基づく排気制御弁の取付構造に関する説明の中で説明する。
【0017】
排気マニホルド1の排気出口1dから過給機T1及びT2のタービンTの入口端Taまでには、間座2を介設している。間座2は、管構造となっていて、排気マニホルド1から過給機T1・T2のタービンTへの排気連通管を兼ねている。形状は、排気マニホルド1への取付座とする下端付近は、排気マニホルド1の長手方向に対して垂直方向となっており、図2及び図3の如く、途中で「く」の字状に屈折させている。
これは、両過給機T1・T2の排気出口管3・3に連結して、排気ベンド4を共有すべく、各過給機T1・T2の回転軸延長線を一致させるためである。即ち、タービンT内の排気通路は、図2及び図3のように渦巻き状となっており、過給機T1・T2の如く、前後逆にすれば、その入口端Taは前方か後方に偏在する。本実施例の場合には、過給機T1のそれは図2の如く後方に、過給機T2のそれは図3のように前方に寄っている。
従って、同一の間座2を前後逆にすれば、「く」の字屈折部を有することで、タービンTの入口端Taへの取付座となる間座2の上端は、図2のように後方寄りとなるか、図3のように前方寄りとなる。従って、タービンTの排気出口を向かい合わせにすべく、取付位置を前後逆転して取り付ける過給機T1・T2は、同一の間座2の取付方向を変更するだけで、排気マニホルド1上に各々取付可能となるのである。
【0018】
なお、過給機T1・T2として、別構造の過給機を採用する場合、従来では、排気マニホルド1の出口端を変更しなければならないので、排気マニホルドそのものを加工し直さなければならなかったが、このように、間座2を介して取り付ける構造とすれば、排気マニホルド1とは別体の間座2を加工し直すことで対処でき、低コスト化できる。
【0019】
次に、各過給機T1・T2のタービンTと排気出口端3との連結構造について説明する。
排気出口管3の入口端部分は、シールリング部3aとなっており、タービンTの排気出口端Tbに環状の溝を設け、該溝に該シールリング部3aを摺動自在に内嵌した構造となっている。即ち、排気出口管3は、タービンTに対して摺動可能となっており、これにより、高温の排気の影響での該排気出口管3の延伸に対応し、延伸時にも、タービンTへのシールリング部3aの内嵌部分はシール性を保持している。
【0020】
次に、図4に図示のウェイストゲート通路を有する構造について説明する。
本実施例においては、排気マニホルド1の内部は、一繋がりの排気主管1bを有する構造となっていて(前記排気マニホルド1”αを適用可能)、該排気主管1bの上端の、両排気出口1b・1bの間で、排気ベンド4の下方位置にて、ウェイストゲート導入開口部1eを設けている。排気ベンド4内には、各過給機T1・T2の排気出口管3・3に連通する排気管部4b・4bの合流部より下方にウェイストゲート出口管部4aを形成している。そして、ウェイストゲート導入開口部1eとウェイストゲート出口管部4aとの間には、垂直方向に貫通状にウェイストゲート通路9aを形成するウェイストゲート管9を介設する。このウェイストゲート管9の介設により、前記の排気マニホルド1に対して排気ベンド4を支持していたような支持部材5は不要となる。
【0021】
ウェイストゲート通路9a内においては、その下端の開口部において、該排気マニホルド1のウェイストゲート導入開口部1eに臨ませて、ウェイストゲート弁10を配設している。該ウェイストゲート管9の外部には、該ウェイストゲート弁10駆動用のアクチュエーター11が配設されている。該アクチュエーター11は、空気管11aを給気連結管6(図示せず)に連結していて、給気連絡管6内の給気を導入するようにしており、この空気圧により駆動量が調節される。
一方、該アクチュエーター11は、該ウェイストゲート弁10の切換アーム10aに連結され、該アクチュエーター11の駆動量に基づいて、該ウェイストゲート弁10の開弁量が調節される。例えば、給気圧が高くなれば該ウェイストゲート弁10の開弁量が増し、排気をウェイストゲート通路9aに多く流して、過給機T1・T2への排気導入量を低減する。こうして、給気圧に基づいて、過給機T1・T2への排気導入量が調節され、給気圧を、設定された圧力量に保持できるのである。
【0022】
なお、図4の場合には、ウェイストゲート導入開口部1eが排気マニホルド1の上端に、また、排気ベンド4のウェイストゲート出口管部4aの入口開口部が下向きに配設されているが、排気マニホルド1の上方に配管する給気連絡管6の配管位置によっては、外側にオフセットしなければならない場合がある。
このような場合には、図5の如く、ウェイストゲート導入開口部1e’を排気マニホルド1の外側面に開口し、また、排気ベンド4’ウェイストゲート出口管部4’aの入口開口部を外側に向けて設け、側面視コの字状に曲折したウェイストゲート管9’を、該ウェイストゲート導入開口部1e’とウェイストゲート出口管部4’aの入口開口部との間に配管することで、排気マニホルド1の上方空間を確保できる。
【0023】
次に、過給機T1・T2を装備したツインターボ式エンジンであって、片方の過給機のみを運転する状態と、両方の過給機を運転する状態に切換可能とするシーケンシャル制御を採用するものにおいての制御弁の配設構造について、図6乃至図10にて説明する。
まず、図6乃至図8は、排気マニホルド1の内部が、全気筒への排気導入管1c・1c・・・(合計6本)に連通した構造、即ち、排気主管1bを有するものにおける実施例である。(これについては、前記の排気マニホルド1”を適用可能である。)過給機T1・T2は、前記の図1乃至図3の構造と同様に、それぞれ間座2・2を介して排気マニホルド1の上部に取り付けられている。両間座2・2の中で、過給機T2を取り付ける間座2内のみに排気制御弁12を配設する。排気制御弁12は、回動軸12a・12aを間座2の側面部に軸支して回動可能となっており、その回動位置にて開弁量が調節される。低負荷時で、過給機T1のみを運転して給気圧を低くしたい時は、該排気制御弁12を閉弁し、過給機T2のタービンTへの排気導入を停止する。
なお、排気制御弁12を入口部に設けた過給機T2では、該排気制御弁12を閉弁して排気導入を停止した場合に、ブロアBから給気連結管6への排気出口が低圧となる分、給気連絡管6を介して、運転状態の過給機T1のブロアBから送出される給気が停止状態の過給機T2のブロアBの出口側へと逆流し、給気圧が低下する。これを防ぐべく、入口部に排気制御弁12を設けた過給機T1の出口部(ブロアBの出口部)には、図8のように給気制御弁13を設け、排気制御弁12の閉弁に連動して閉弁する構造としている。また、給気制御弁13よりも上流位置にて、給気リリーフ弁14を設けて、ブロアBの外気導入口Ba側に戻す構成とし、給気制御弁13の閉弁に連動して開弁する構造としている。
【0024】
このように、排気制御弁12は、複雑な管構造を有する排気マニホルド1自体に取り付けるのでなく、間座2に取り付けることで、低コスト化に貢献する。なお、間座2から容易に排気制御弁12を取り外すことも可能であり、取り外した場合には、図1乃至図3に見られるような、通常のツインターボ式エンジンとすることができる。
【0025】
最後に、図9及び図10図示の分割型ツインターボ式エンジンの排気制御弁の配設構造について説明する。
この場合にも、過給機を一台のみ運転する場合に運転停止するのは、過給機T2とし、該過給機T2の出口側の給気系においては図6乃至図9図示の構造と同様に、図10の如く、給気制御弁13及び給気リリーフ弁14が設けられているものである。
【0026】
本実施例では、排気マニホルド1は、内部を排気主管1b’・1b’に分割した構造としている。これは、独立状に各過給機T1・T2に排気を導入させることで、過給機T1・T2の導入排気に脈動を生じさせ、これにより、給気を脈動化して、給気効率を向上させることを狙いとしたものである。(図11図示の排気マニホルド1’を適用可能である。)
しかし、この場合には、過給機T2を停止した場合に、過給機T1に送り込まれるはずの気筒C4〜C5からの排気が出口を失う形となるので、これらの排気を過給機T2に導く構造が必要となる。
そこで、前記の如く、両過給機T1・T2の入口部間に連通路Rを形成し、過給機を二台で運転する場合には、独立状に各過給機に排気を導入すべく、これを閉鎖し、一台のみ運転する時に、開放する構成としているのである。
【0027】
図9より、各過給機T1・T2の取付構造、排気制御弁の配設構造について具体的に説明する。
各過給機T1・T2は、図6乃至図8の構造と同様に、間座2にそれぞれ取り付けられ、過給機T2を取り付ける間座2内に排気制御弁12を取り付けている。そして、連通路Rを形成すべく、各間座2の下端と排気マニホルド1の各排気出口1dとの間に、連通用分岐管15を介設し、両連通用分岐管15間に、連通管16を介設している。
そして、該連通管16内に、排気制御弁17を内設しているのである。該排気制御弁12・17の開閉について説明すると、過給機T2停止時に排気制御弁12が閉弁すると同時に、排気制御弁17が開弁し、気筒C4〜C6からの排気は、連通管16を通じて過給機T1へと導入する。過給機T1・T2とも運転する時で、排気制御弁12が開弁すると、これに連動して、排気制御弁17が閉弁し、気筒C1〜C3からの排気は過給機T1へ、気筒C4〜C6からの排気は過給機T2へと独立状に導入される。
【0028】
なお、連通管16内には高熱の排気が流動し、連通用分岐管15・15間の距離が一定なのに、連通管16自体に高温化による延伸が生じると、連通管16や連通用分岐管15の破損にも繋がりかねない。そこで、前記の如く、各過給機T1・T2のタービンTの排気出口端Tbへの排気出口管3・3の取付部分をシールリング状にし、摺動可能としているのと同様に、連通管16は、連通主管16aと、排気制御弁17を内設する連通弁管16bとの間に伸縮管16cを介設している。伸縮管16cは、例えば蛇腹状の耐熱ゴム等で構成し、その両端には伸縮管継手16d・16dを環設して、連通主管16a・連通弁管16bにフランジ連結可能としている。この伸縮管16cは、連通主管16aや連通弁管16bの高熱化による延伸に伴って収縮し、該連通主管16aや連通弁管16bの破損を回避できるのである。
【0029】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成したので、次のような効果を奏する。
排気マニホルド1に二個の排気出口1d・1dを形成し、二つの独立した過給機T1・T2に各排気出口1d・1dを連結した構造の内燃機関であって、両過給機T1・T2を排気マニホルド1の上部に配設し、両過給機T1・T2の回転軸を、排気マニホルド1の長手方向に平行に配置し、両過給機T1・T2を構成するタービンTの排気出口端Tbを向かい合わせ、両排気出口端Tbを一つの排気ベンド4に連結する構造において、各過給機T1・T2を構成するタービンTの排気出口端Tbと、排気ベンド4との間に、各々排気出口管3を介装し、該排気出口管3を排気ベンド4の側に固定し、前記タービンTの排気出口端Tbに環状の溝を設け、前記排気出口管3の排気出口端Tb側にシールリングを嵌装したシールリング部3aを構成し、該シールリング部3aを該環状の溝に摺動自在に内嵌し、該排気出口管3は、前記タービンTに対してシール性を保持して、かつ摺動可能としたので、高温の排気の影響での該排気出口管の延伸に対応し、延伸時にも、タービンへのシールリング部の内嵌部分はシール性を保持すべく構成することが出来たものである。
即ち、排気出口管3は、タービンTに対して摺動可能となっており、これにより、高温の排気の影響での該排気出口管3の延伸に対応し、延伸時にも、タービンTへのシールリング部3aの内嵌部分はシール性を保持しているのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 間座2を介して過給機T1・T2を取り付けた構造の内燃機関の排気マニホルド1配管部分の正面一部断面図である。
【図2】 同じく過給機T1取付部分を図1中の左方から見た側面一部断面図である。
【図3】 同じく過給機T2取付部分を図1中の左方から見た側面一部断面図である。
【図4】 ウェイストゲート管9を設けた構造の内燃機関の排気マニホルド1配管部分の正面一部断面図である。
【図5】 ウェイストゲート管9’を設けた構造の内燃機関の排気マニホルド1配管部分の側面一部断面図である。
【図6】 全気筒からの排気を合流させて両過給機T1・T2に供給するタイプの排気マニホルド1を有し、過給機T2を停止可能としたシーケンシャル制御方式の内燃機関の排気マニホルド1配管部分の正面一部断面図である。
【図7】 同じく過給機T2取付部分を図6中の左方から見た側面一部断面図である。
【図8】 図6及び図7図示の構造における排気・給気系統図である。
【図9】 内部が二分割状で、排気を独立状に両過給機T1・T2に供給するタイプの排気マニホルド1を有し、過給機T2を停止可能としたシーケンシャル制御方式の内燃機関の排気マニホルド1配管部分の正面一部断面図である。
【図10】 図9図示の構造における排気・給気系統図である。
【図11】 溶接組立構造の水冷式排気マニホルド1’を示す平面一部断面図である。
【図12】 溶接組立構造の水冷式排気マニホルド1”を示す平面一部断面図である。
【符号の説明】
T1・T2 過給機
T タービン
B ブロア
1 排気マニホルド
1a 外部カバー
1b・1b’ 排気主管
1c 排気導入管
1d 排気出口
1e ウェイストゲート導入開口部
2 間座
3 排気出口管
4・4’ 排気ベンド
4a・4’a ウェイストゲート出口管部
6 給気連結管
9 ウェイストゲート管
9a ウェイストゲート通路
10 ウェイストゲート弁
11 アクチュエーター
12 排気制御弁
13 給気制御弁
14 給気リリーフ弁
15 連通用分岐管
16 連通管
16a 連通主管
16b 連通弁管
16c 伸縮管
16d 伸縮管継手
17 排気制御弁
1’ 排気マニホルド
18 外部カバー
19・19’ 排気導入管
20 排気分岐管
21 排気合流管
21a 出口フランジ部
1” 排気マニホルド
18’ 外部カバー
20’ 排気分岐管
21’ 排気合流管
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an exhaust system structure of an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
  In response to demands for reduced exhaust emissions in response to demands for reducing exhaust emissions, the cylinders are divided into two groups and connected independently to the exhaust manifold, or all the cylinders are connected to one exhaust manifold. Thus, two exhaust outlets are formed in the exhaust manifold, and each exhaust outlet is connected to an independent turbocharger, and is supplied to an air supply pipe that supplies air to multiple cylinders from both turbochargers. Internal combustion engines that supply air and improve the air supply efficiency are known. Among them, it is publicly known that the exhaust outlets of two superchargers face each other and merge into one exhaust bend to achieve a compact size.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
  In a conventional internal combustion engine, each supercharger has a structure that is directly attached to the outlet end portion of the exhaust manifold, and the outlet end portion of the exhaust manifold itself needs to be processed into a shape that can be attached to the supercharger. In the case of the twin turbo type, even if two turbochargers are provided in the same manner, when the exhaust outlets of both turbochargers face each other for the sake of compactness, both turbochargers are mounted in opposite directions. Accordingly, the attachment portions of the exhaust manifolds of each group to the supercharger cannot be dealt with unless they have different shapes. In other words, the exhaust manifold has a complicated shape and the shape of the exhaust manifolds of both groups cannot be unified.
[0004]
  In the present invention, the inlet end portion of the exhaust outlet pipe of the turbocharger is used as a seal ring portion, and an annular groove is provided at the exhaust outlet end of the turbine, and the seal ring portion is slidably fitted in the groove. Thus, the exhaust outlet pipe is extended under the influence of high-temperature exhaust, and the inner fitting portion of the seal ring portion to the turbine is configured to maintain the sealing performance even during the extension.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention uses the following means in order to solve the above problems.
  An internal combustion engine having a structure in which two exhaust outlets 1d and 1d are formed in the exhaust manifold 1, and the exhaust outlets 1d and 1d are connected to two independent superchargers T1 and T2, respectively. T2 is disposed in the upper part of the exhaust manifold 1, the rotation shafts of both turbochargers T1 and T2 are disposed in parallel to the longitudinal direction of the exhaust manifold 1, and the exhaust of the turbine T that constitutes both turbochargers T1 and T2 In the structure in which the outlet ends Tb face each other and both the exhaust outlet ends Tb are connected to one exhaust bend 4, each supercharging The exhaust outlet pipe 3 is interposed between the exhaust outlet end Tb of the turbine T constituting the machines T1 and T2 and the exhaust bend 4, and the exhaust outlet pipe 3 is fixed to the exhaust bend 4 side. An annular groove is provided in the exhaust outlet end Tb of the turbine T, and a seal ring portion 3a is formed by fitting a seal ring on the exhaust outlet end Tb side of the exhaust outlet pipe 3, and the seal ring portion 3a is formed in the annular groove. The exhaust outlet pipe 3 has a sealing property with respect to the turbine T and is slidable.Is.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
  1 is a partial front sectional view of an exhaust manifold 1 piping portion of an internal combustion engine having a structure in which superchargers T1 and T2 are attached via a spacer 2.
  FIG. 2 is a partial cross-sectional side view of the turbocharger T1 mounting portion as viewed from the left in FIG.
  FIG. 3 is a partial cross-sectional side view of the turbocharger T2 mounting portion as viewed from the left in FIG.
  4 is a partial front sectional view of an exhaust manifold 1 piping portion of an internal combustion engine having a structure provided with a waste gate pipe 9.
  FIG. 5 is a partial cross-sectional side view of a piping portion of an exhaust manifold 1 of an internal combustion engine having a structure provided with a waste gate pipe 9 '.
  FIG. 6 shows an exhaust manifold 1 of a sequential control type internal combustion engine that has an exhaust manifold 1 of a type that combines exhaust from all cylinders and supplies it to both turbochargers T1 and T2, and is capable of stopping the turbocharger T2. Front sectional view of the piping part,
  FIG. 7 is a partial cross-sectional side view of the turbocharger T2 mounting portion as seen from the left in FIG.
  FIG. 8 is an exhaust / air supply system diagram in the structure shown in FIGS.
  FIG. 9 shows an internal combustion engine of a sequential control system that has an exhaust manifold 1 that is internally divided into two parts and that supplies exhaust gas to both turbochargers T1 and T2 independently, and that can stop the turbocharger T2. Front sectional view of exhaust manifold 1 piping part,
  FIG. 10 is an exhaust / air supply system diagram in the structure shown in FIG.
  FIG. 11 is a partial cross-sectional plan view showing a water-cooled exhaust manifold 1 ′ having a welded assembly structure,
  FIG. 12 is a partial cross-sectional view of a water-cooled exhaust manifold 1 ″ having a welded assembly structure.
[0007]
  First, it is assumed that the internal combustion engine (engine) according to the embodiment shown in FIGS. 1 to 12 is a six-cylinder engine. First, the structure of the exhaust manifold will be described.
  As shown in FIG. 1 and the like, the exhaust manifold 1 is attached to the front of the cylinder head CH, and is separately attached to the front of the cylinder block CB via support members 8 and 8. . An air supply connecting pipe 6 is provided above the exhaust manifold 1 in parallel with the longitudinal direction of the exhaust manifold 1 and is supported by support members 7 and 7 with respect to the exhaust manifold 1. Yes. Further, exhaust manifolds 1 'and 1 "described later are also mounted and supported in the same manner as the exhaust manifold 1 in FIG.
[0008]
  Although the exhaust manifold shown in FIGS. 1 to 12 in this embodiment is water-cooled, the exhaust manifold 1 shown in FIGS. 1 to 10 has an integral casting structure, and the exhaust manifolds 1 ′ and 1 shown in FIGS. "" Is a welded assembly structure. First, the water-cooled exhaust manifold 1 having an integral casting structure shown in FIGS. 1 to 10 will be described.
  As shown in FIGS. 4 and 9, the inside of the exhaust main pipe 1b (1b ′ · 1b ′) is covered with an outer cover 1a, and between the outer cover 1a and the exhaust main pipe 1b (1b ′ · 1b ′). The space is a cooling water chamber. In the outer cover 1a, a total of six exhaust introduction pipes 1c, 1c,... Project from the inner side surface so as to communicate with an exhaust passage formed in the cylinder head CH of each cylinder. Exhaust outlets 1d and 1d are formed on the upper surface so as to communicate with each supercharger T (spacer 2 described later). Further, the cooling water pipes WP and WP for supplying and discharging the cooling water in the cooling water chamber as shown in FIG. 1 and FIG. It is linked to.
[0009]
  As described above, a total of six exhaust introduction pipes 1c, 1c,... Are extended from the inner surface of the outer cover 1a to the cylinder head CH of each cylinder, as shown in FIGS. .. Having one continuous exhaust main pipe 1b communicating with all the exhaust introduction pipes 1c, 1c... And two exhausts communicating with the left and right exhaust introduction pipes 1c, 1c, 1c as shown in FIG. Some have main pipes 1b 'and 1b'. Exhaust outlets 1d and 1d through which exhaust flows out to the superchargers T1 and T2, which will be described later, are formed in the left and right portions of the upper end of the exhaust main pipe 1b in the former structure shown in FIGS. In the illustrated structure, the exhaust main pipes 1b 'and 1b' are formed at the upper ends.
  Therefore, as shown in FIG. 8, the former combines exhausts from all the cylinders C1 to C6 and introduces them into both turbochargers T1 and T2, while the latter exhausts from the cylinders C1 to C3 as shown in FIG. The exhaust from the cylinders C4 to C6 is independently introduced into the superchargers T1 and T2. In the latter structure shown in FIG. 9 and FIG. 10, communication passages (R in FIG. 10) for communicating the exhaust from the exhaust main pipes 1 b ′ and 1 b ′ at the inlet portions of both turbochargers T 1 and T 2 are provided. It is provided to prepare for the operation of only one supercharger described later.
[0010]
  In the exhaust manifold 1 shown in FIGS. 1 to 10, the outer cover 1a, the exhaust main pipe 1b or 1b ′, the exhaust introduction pipe 1c, and the exhaust outlet 1d are integrally formed from an integral casting mold. .
[0011]
  Next, the water-cooled exhaust manifolds 1 'and 1 "of the welded assembly type structure shown in FIGS. 11 and 12 will be described.
  First, in either case, the exhaust passage provided between the cylinder head CH and the turbocharger T (spacer 2 described later) is covered with an external cover 18 (18 '), and the cooling water chamber is formed in the space between the two. 6 exhaust introduction pipes 19 and 19 ′ (4 exhaust introduction pipes 19 and 2 exhaust introduction pipes) are formed from the inner side surface of the outer cover 18 (18 ′) to the cylinder head. 19 ') is projected.
  The exhaust passage in the outer cover 18 of the exhaust manifold 1 ′ shown in FIG. 11 welds the outer end of the exhaust branch pipe 20 to the inner end of the exhaust introduction pipe 19, and the exhaust branch pipe 20 with respect to the exhaust junction pipe 21. Are welded to the inner end of the exhaust pipe 19 '. (The exhaust introduction pipe 19 ′ is welded directly to the exhaust junction pipe 21 without going through the exhaust branch pipe 20).
  The exhaust manifold 1 ′ has two exhaust merging pipes 21 communicating with the three exhaust introduction pipes 19, 19, 19 ′. Therefore, the exhaust manifold 1 ′ has the exhaust system structure shown in FIG. The structure is such that the exhaust gas can be independently supplied to each of the superchargers T · T from the exhaust gas merging pipes 21.
[0012]
  Next, the exhaust passage in the outer cover 18 ′ in the exhaust manifold 1 ″ shown in FIG. 12 is an exhaust branch pipe at the inner end of the exhaust introduction pipe 19 in the exhaust introduction pipes 19 and 19 ′ communicating with each cylinder head CH. The outer ends of 20 'are welded, and the inner ends of the two exhaust branch pipes 20' and the inner ends of the two exhaust introduction pipes 19 'are welded to one exhaust confluence pipe 21'. ing.
  In the exhaust manifold 1 ″, all six exhaust introduction pipes 19 and 19 ′ are communicated with one exhaust joint pipe 21 ′, but only one outlet flange portion 21′a of the exhaust joint pipe 21 ′ is formed. The exhaust gas is supplied to one supercharger T. Of course, two outlet flange portions 21'a may be formed in the exhaust gas merging pipe 21 '. The exhaust gas supply structure shown in FIG.
[0013]
  Further, in the exhaust manifold 1 ′ (1 ″), between the outer cover 18 (18 ″) and the exhaust introduction pipes 19 and 19 ′, and between the outer cover 18 (18 ′) and the exhaust merging pipe 21 ( 21 ') is also welded to the outlet flange 21a (21'a) for connection to the spacer 2 described later. Watertightness is maintained in each of the above welding locations.
[0014]
  In the following embodiments, the exhaust manifold 1 is replaced not only by the integrally cast exhaust manifold 1 shown in FIGS. 1 to 10 but also by the welding assembly type exhaust manifold 1 ′ shown in FIG. It is done. As described above, if two outlet flange portions 21′a are provided, the exhaust manifold 1 ″ shown in FIG. 12 can also be applied (an exhaust manifold 1 ″ α having a structure having two outlet flange portions 21 ′ is also applicable. And).
[0015]
  The supercharger mounting structure will be described with reference to FIGS.
  In order to form a twin turbo engine, two turbochargers T1 and T2 are used, but both turbochargers T1 and T2 are the same and are installed so that their exhaust outlets face each other. Only the direction was reversed. Each of the turbochargers T1 and T2 is connected to the turbine T and the blower B, and the turbine T communicates the inlet end Ta with the exhaust outlets 1d and 1d opened to the left and right of the upper end of the exhaust manifold 1. Exhaust gas introduced from the exhaust manifold 1 is compressed by the turbine T, and surplus exhaust gas is discharged through the exhaust outlet pipe 3 and an exhaust bend 4 provided between the exhaust outlet pipes 3 and 3.
  The lower part of the exhaust bend 4 is supported by the support member 5 with respect to the upper surface of the exhaust manifold 1. On the other hand, the blower B introduces the exhaust gas compressed by the turbine T in addition to introducing the intake air from the outside via the outside air inlet Ba, and sends these as the intake air. It feeds into the intercooler (supply air cooler) IC through the connecting pipe 6. Further, the supply air is sent from the intercooler IC to the cylinder head CH of each cylinder.
[0016]
  The exhaust manifold 1 shown in FIGS. 1 to 3 is of a type having an exhaust main pipe 1b connected to the inside (the exhaust manifold 1 ″ α is applicable), similarly to the exhaust manifold 1 shown in FIG. Accordingly, the exhaust manifold 1 has a structure in which all the exhaust gas introduced into the superchargers T1 and T2 communicates with each other, so that the supercharger T1 and the turbocharger T1 T2 is attached.
  When the exhaust manifold 1 includes independent exhaust main pipes 1b 'and 1b', the supercharger mounting structure is different in that the communication path R is provided. This will be described later in the description of the exhaust control valve mounting structure based on FIG. 9 and FIG.
[0017]
  A spacer 2 is interposed from the exhaust outlet 1d of the exhaust manifold 1 to the inlet end Ta of the turbine T of the superchargers T1 and T2. The spacer 2 has a pipe structure, and also serves as an exhaust communication pipe from the exhaust manifold 1 to the turbine T of the superchargers T1 and T2. The shape near the lower end of the mounting seat for the exhaust manifold 1 is perpendicular to the longitudinal direction of the exhaust manifold 1, and refracts into a “<” shape in the middle as shown in FIGS. I am letting.
  This is to connect the exhaust outlet pipes 3 and 3 of both the turbochargers T1 and T2 so that the rotation axis extension lines of the respective turbochargers T1 and T2 coincide with each other so as to share the exhaust bend 4. That is, the exhaust passage in the turbine T has a spiral shape as shown in FIGS. 2 and 3, and the inlet end Ta is unevenly distributed forward or rearward if the front and rear are reversed as in the superchargers T1 and T2. To do. In the case of the present embodiment, that of the supercharger T1 is rearward as shown in FIG. 2, and that of the supercharger T2 is forward as shown in FIG.
  Accordingly, if the same spacer 2 is reversed, the upper end of the spacer 2 serving as a mounting seat to the inlet end Ta of the turbine T is provided as shown in FIG. It may be closer to the rear or closer to the front as shown in FIG. Therefore, the turbochargers T1 and T2 that are mounted with their mounting positions reversed in order to face the exhaust outlets of the turbine T face each other on the exhaust manifold 1 only by changing the mounting direction of the same spacer 2. It can be attached.
[0018]
  In addition, when adopting a turbocharger having a different structure as the turbochargers T1 and T2, conventionally, since the outlet end of the exhaust manifold 1 has to be changed, the exhaust manifold itself has to be reworked. However, if the structure is attached via the spacer 2, it can be dealt with by reworking the spacer 2 separate from the exhaust manifold 1, and the cost can be reduced.
[0019]
  Next, a connection structure between the turbine T and the exhaust outlet end 3 of each of the superchargers T1 and T2 will be described.
  The inlet end portion of the exhaust outlet pipe 3 is a seal ring portion 3a, and an annular groove is provided in the exhaust outlet end Tb of the turbine T, and the seal ring portion 3a is slidably fitted in the groove. It has become. In other words, the exhaust outlet pipe 3 is slidable with respect to the turbine T. This corresponds to the extension of the exhaust outlet pipe 3 due to the influence of high-temperature exhaust, and even when the exhaust outlet pipe 3 is extended to the turbine T. The inner fitting portion of the seal ring portion 3a maintains the sealing property.
[0020]
  Next, a structure having the waste gate passage shown in FIG. 4 will be described.
  In this embodiment, the inside of the exhaust manifold 1 has a structure having a continuous exhaust main pipe 1b (the exhaust manifold 1 ″ α can be applied), and both exhaust outlets 1b at the upper end of the exhaust main pipe 1b. A waste gate introduction opening 1e is provided between 1b and below the exhaust bend 4. The exhaust bend 4 communicates with the exhaust outlet pipes 3 and 3 of the superchargers T1 and T2. A waste gate outlet pipe portion 4a is formed below the junction of the exhaust pipe portions 4b and 4b, and a vertical penetrating shape is provided between the waste gate introduction opening 1e and the waste gate outlet pipe portion 4a. A waste gate pipe 9 forming a waste gate passage 9a is provided on the exhaust manifold 4. The waste gate pipe 9 makes it possible to support the exhaust bend 4 with respect to the exhaust manifold 1. Support member 5 is not required.
[0021]
  In the waste gate passage 9a, a waste gate valve 10 is disposed so as to face the waste gate introduction opening 1e of the exhaust manifold 1 at the opening at the lower end thereof. An actuator 11 for driving the wastegate valve 10 is disposed outside the wastegate pipe 9. The actuator 11 has an air pipe 11a connected to an air supply connection pipe 6 (not shown) and introduces air supply in the air supply communication pipe 6, and the drive amount is adjusted by this air pressure. The
  On the other hand, the actuator 11 is connected to the switching arm 10 a of the waste gate valve 10, and the valve opening amount of the waste gate valve 10 is adjusted based on the drive amount of the actuator 11. For example, if the supply air pressure increases, the opening amount of the waste gate valve 10 increases, and a large amount of exhaust gas flows through the waste gate passage 9a to reduce the exhaust gas introduction amount to the superchargers T1 and T2. Thus, the amount of exhaust introduced into the superchargers T1 and T2 is adjusted based on the supply air pressure, and the supply air pressure can be maintained at the set pressure amount.
[0022]
  In the case of FIG. 4, the waste gate introduction opening 1 e is disposed at the upper end of the exhaust manifold 1, and the inlet opening of the waste gate outlet pipe 4 a of the exhaust bend 4 is disposed downward. Depending on the piping position of the air supply communication pipe 6 piped above the manifold 1, it may be necessary to offset the outside.
  In such a case, as shown in FIG. 5, the waste gate introduction opening 1 e ′ is opened on the outer surface of the exhaust manifold 1, and the inlet opening of the exhaust bend 4 ′ waste gate outlet pipe 4 ′ a is outside. A waste gate pipe 9 'bent toward the U shape in side view is piped between the waste gate introduction opening 1e' and the inlet opening of the waste gate outlet pipe 4'a. The space above the exhaust manifold 1 can be secured.
[0023]
  Next, a twin turbo engine equipped with turbochargers T1 and T2 adopts sequential control that allows switching between a state where only one turbocharger is operated and a state where both turbochargers are operated. The arrangement structure of the control valve in what is to be described will be described with reference to FIGS.
  First, FIGS. 6 to 8 show an embodiment in which the inside of the exhaust manifold 1 communicates with exhaust introduction pipes 1c, 1c... (6 in total) to all cylinders, that is, an exhaust main pipe 1b. It is. (For this, the exhaust manifold 1 ″ can be applied.) The turbochargers T1 and T2 are connected to the exhaust manifold via the spacers 2 and 2, respectively, in the same manner as the structure shown in FIGS. The exhaust control valve 12 is disposed only in the spacer 2 to which the turbocharger T2 is attached, in both the spacers 2 and 2. The exhaust control valve 12 has a rotating shaft 12a.・ It is possible to turn by pivotally supporting 12a on the side surface of the spacer 2. The valve opening amount is adjusted at the turning position, and only the supercharger T1 is operated at low load. When it is desired to lower the supply air pressure, the exhaust control valve 12 is closed and the introduction of exhaust gas into the turbine T of the supercharger T2 is stopped.
  In the supercharger T2 provided with the exhaust control valve 12 at the inlet portion, when the exhaust control valve 12 is closed and the introduction of exhaust gas is stopped, the exhaust outlet from the blower B to the air supply connection pipe 6 has a low pressure. Therefore, the air supplied from the blower B of the supercharger T1 in the operating state flows back to the outlet side of the blower B of the supercharger T2 in the stopped state via the air supply communication pipe 6, Decreases. In order to prevent this, an air supply control valve 13 is provided at the outlet of the supercharger T1 provided with the exhaust control valve 12 at the inlet (the outlet of the blower B) as shown in FIG. It is structured to close in conjunction with closing. In addition, an air supply relief valve 14 is provided at a position upstream of the air supply control valve 13 so as to return to the outside air inlet Ba side of the blower B, and the valve is opened in conjunction with closing of the air supply control valve 13. It has a structure to do.
[0024]
  Thus, the exhaust control valve 12 contributes to cost reduction by being attached to the spacer 2 instead of being attached to the exhaust manifold 1 itself having a complicated pipe structure. The exhaust control valve 12 can be easily removed from the spacer 2, and when it is removed, a normal twin turbo engine as shown in FIGS. 1 to 3 can be obtained.
[0025]
  Finally, the arrangement structure of the exhaust control valve of the split twin turbo engine shown in FIGS. 9 and 10 will be described.
  Also in this case, when only one supercharger is operated, the operation is stopped by the supercharger T2, and the structure shown in FIGS. 6 to 9 is used in the air supply system on the outlet side of the supercharger T2. Similarly to FIG. 10, an air supply control valve 13 and an air supply relief valve 14 are provided as shown in FIG.
[0026]
  In this embodiment, the exhaust manifold 1 has a structure in which the interior is divided into exhaust main pipes 1b 'and 1b'. This is because the exhaust gas is introduced independently into each of the superchargers T1 and T2, thereby causing pulsation in the exhaust gas introduced into the superchargers T1 and T2, thereby pulsating the supply air and improving the supply efficiency. It aims to improve. (The exhaust manifold 1 'shown in FIG. 11 is applicable.)
  However, in this case, when the supercharger T2 is stopped, the exhaust from the cylinders C4 to C5 that should be sent to the supercharger T1 loses its outlet, so that these exhausts are supplied to the supercharger T2. A structure that leads to is required.
  Therefore, as described above, when the communication path R is formed between the inlet portions of both the turbochargers T1 and T2 and the two turbochargers are operated, exhaust is introduced into each of the turbochargers independently. Therefore, it is configured to be closed and open when only one unit is operated.
[0027]
  From FIG. 9, the mounting structure of each of the superchargers T1 and T2 and the arrangement structure of the exhaust control valve will be specifically described.
  Each of the superchargers T1 and T2 is attached to the spacer 2 similarly to the structure of FIGS. 6 to 8, and an exhaust control valve 12 is attached in the spacer 2 to which the supercharger T2 is attached. Then, in order to form a communication path R, a communication branch pipe 15 is provided between the lower end of each spacer 2 and each exhaust outlet 1 d of the exhaust manifold 1. A tube 16 is interposed.
  An exhaust control valve 17 is provided in the communication pipe 16. The opening and closing of the exhaust control valves 12 and 17 will be described. When the supercharger T2 is stopped, the exhaust control valve 12 is closed, and at the same time, the exhaust control valve 17 is opened, and the exhaust from the cylinders C4 to C6 is connected to the communication pipe 16. Through the turbocharger T1. When both the turbochargers T1 and T2 are operated and the exhaust control valve 12 is opened, the exhaust control valve 17 is closed in conjunction with this, and the exhaust from the cylinders C1 to C3 is sent to the supercharger T1. Exhaust gas from the cylinders C4 to C6 is independently introduced into the supercharger T2.
[0028]
  If high-temperature exhaust gas flows in the communication pipe 16 and the distance between the communication branch pipes 15 and 15 is constant, if the communication pipe 16 itself is stretched due to a high temperature, the communication pipe 16 or the communication branch pipe is used. It can also lead to 15 damage. Therefore, as described above, the connecting portion of the exhaust outlet pipes 3 and 3 to the exhaust outlet end Tb of the turbine T of each of the superchargers T1 and T2 is formed in a seal ring shape, and the communicating pipe is made slidable. 16, an expansion tube 16c is interposed between the communication main tube 16a and the communication valve tube 16b in which the exhaust control valve 17 is provided. The expansion tube 16c is made of, for example, a bellows-like heat-resistant rubber, and the expansion tube joints 16d and 16d are provided at both ends thereof so that the expansion tube 16c can be connected to the communication main tube 16a and the communication valve tube 16b with a flange. The expansion and contraction pipe 16c contracts as the communication main pipe 16a and the communication valve pipe 16b are stretched due to high heat, and damage to the communication main pipe 16a and the communication valve pipe 16b can be avoided.
[0029]
【The invention's effect】
  Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
  An internal combustion engine having a structure in which two exhaust outlets 1d and 1d are formed in the exhaust manifold 1, and the exhaust outlets 1d and 1d are connected to two independent superchargers T1 and T2, respectively. T2 is disposed in the upper part of the exhaust manifold 1, the rotation shafts of both turbochargers T1 and T2 are disposed in parallel to the longitudinal direction of the exhaust manifold 1, and the exhaust of the turbine T that constitutes both turbochargers T1 and T2 In a structure in which the outlet ends Tb face each other and both the exhaust outlet ends Tb are connected to one exhaust bend 4, the exhaust outlet end Tb of the turbine T constituting each of the superchargers T 1 and T 2 is disposed between the exhaust bend 4. The exhaust outlet pipe 3 is interposed, the exhaust outlet pipe 3 is fixed to the exhaust bend 4 side, an annular groove is provided in the exhaust outlet end Tb of the turbine T, and the exhaust outlet end of the exhaust outlet pipe 3 is provided. Seal ring part 3a fitted with a seal ring on the Tb side The seal ring portion 3a is slidably fitted in the annular groove, and the exhaust outlet pipe 3 is slidable while maintaining sealing performance with respect to the turbine T. Corresponding to the extension of the exhaust outlet pipe under the influence of high-temperature exhaust, the inner fitting part of the seal ring part to the turbine can be configured to maintain the sealing performance even at the time of extension.
  In other words, the exhaust outlet pipe 3 is slidable with respect to the turbine T. This corresponds to the extension of the exhaust outlet pipe 3 due to the influence of high-temperature exhaust, and even when the exhaust outlet pipe 3 is extended to the turbine T. The inner fitting portion of the seal ring portion 3a maintains the sealing property.
[Brief description of the drawings]
1 is a partial front sectional view of an exhaust manifold 1 piping portion of an internal combustion engine having a structure in which superchargers T1 and T2 are attached via a spacer 2. FIG.
2 is a partial cross-sectional side view of a turbocharger T1 mounting portion as seen from the left in FIG.
3 is a partial cross-sectional side view of the turbocharger T2 mounting portion as seen from the left in FIG.
4 is a partial front sectional view of an exhaust manifold 1 piping portion of an internal combustion engine having a structure provided with a waste gate pipe 9. FIG.
FIG. 5 is a partial cross-sectional side view of an exhaust manifold 1 piping portion of an internal combustion engine having a structure provided with a waste gate pipe 9 '.
FIG. 6 shows an exhaust manifold of a sequential control type internal combustion engine having an exhaust manifold 1 of a type that joins exhaust from all cylinders and supplies it to both turbochargers T1 and T2, and is capable of stopping the turbocharger T2. It is a front fragmentary sectional view of 1 piping part.
7 is a partial cross-sectional side view of the turbocharger T2 mounting portion as seen from the left in FIG. 6;
8 is an exhaust / air supply system diagram in the structure shown in FIGS. 6 and 7. FIG.
FIG. 9 is a sequential control type internal combustion engine having an exhaust manifold 1 of the type in which the inside is divided into two and supplies exhaust gas to both superchargers T1 and T2 independently, and the supercharger T2 can be stopped. It is a partial front sectional view of the exhaust manifold 1 piping part.
10 is an exhaust / air supply system diagram in the structure shown in FIG. 9; FIG.
FIG. 11 is a partial cross-sectional plan view showing a water-cooled exhaust manifold 1 ′ having a welded assembly structure.
FIG. 12 is a partial plan sectional view showing a water-cooled exhaust manifold 1 ″ having a welded assembly structure.
[Explanation of symbols]
  T1 / T2 turbocharger
  T turbine
  B Blower
  1 Exhaust manifold
  1a External cover
  1b and 1b 'exhaust main pipe
  1c Exhaust pipe
  1d Exhaust outlet
  1e Wastegate introduction opening
  2 spacer
  3 Exhaust outlet pipe
  4.4 'exhaust bend
  4a ・ 4’a Wastegate outlet pipe
  6 Air supply connection pipe
  9 Wastegate tube
  9a Wastegate passage
  10 Wastegate valve
  11 Actuator
  12 Exhaust control valve
  13 Air supply control valve
  14 Air supply relief valve
  15 Branch pipe for communication
  16 communication pipe
  16a Main communication
  16b Communication valve pipe
  16c telescopic tube
  16d expansion joint
  17 Exhaust control valve
  1 'exhaust manifold
  18 External cover
  19.19 'Exhaust pipe
  20 Exhaust branch pipe
  21 Exhaust junction pipe
  21a Outlet flange
  1 ”exhaust manifold
  18 ’outer cover
  20 'exhaust branch pipe
  21 'exhaust merging pipe

Claims (1)

排気マニホルド1に二個の排気出口1d・1dを形成し、二つの独立した過給機T1・T2に各排気出口1d・1dを連結した構造の内燃機関であって、両過給機T1・T2を排気マニホルド1の上部に配設し、両過給機T1・T2の回転軸を、排気マニホルド1の長手方向に平行に配置し、両過給機T1・T2を構成するタービンTの排気出口端Tbを向かい合わせ、両排気出口端Tbを一つの排気ベンド4に連結する構造において、各過給機T1・T2を構成するタービンTの排気出口端Tbと、排気ベンド4との間に、各々排気出口管3を介装し、該排気出口管3を排気ベンド4の側に固定し、前記タービンTの排気出口端Tbに環状の溝を設け、前記排気出口管3の排気出口端Tb側にシールリングを嵌装したシールリング部3aを構成し、該シールリング部3aを該環状の溝に摺動自在に内嵌し、該排気出口管3は、前記タービンTに対してシール性を保持して、かつ摺動可能としたことを特徴とする内燃機関の排気系構造。 An internal combustion engine having a structure in which two exhaust outlets 1d and 1d are formed in the exhaust manifold 1, and the exhaust outlets 1d and 1d are connected to two independent superchargers T1 and T2, respectively. T2 is disposed in the upper part of the exhaust manifold 1, the rotation shafts of both turbochargers T1 and T2 are disposed in parallel to the longitudinal direction of the exhaust manifold 1, and the exhaust of the turbine T that constitutes both turbochargers T1 and T2 In a structure in which the outlet ends Tb face each other and both the exhaust outlet ends Tb are connected to one exhaust bend 4, the exhaust outlet end Tb of the turbine T constituting each of the superchargers T 1 and T 2 is disposed between the exhaust bend 4. The exhaust outlet pipe 3 is interposed, the exhaust outlet pipe 3 is fixed to the exhaust bend 4 side, an annular groove is provided in the exhaust outlet end Tb of the turbine T, and the exhaust outlet end of the exhaust outlet pipe 3 is provided. Seal ring part 3a fitted with a seal ring on the Tb side Form, the seal ring portion 3a is slidably fitted in the annular groove, the exhaust outlet pipe 3, that the holding sealing against the turbine T, and were slidable An exhaust system structure of an internal combustion engine characterized by the above.
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