JP4978525B2 - Exhaust system for turbocharged engine - Google Patents
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Description
本発明は、排気ターボ過給機を備えた過給機付きエンジンに関するものである。 The present invention relates to a supercharged engine equipped with an exhaust turbocharger.
従来から、エンジン出力トルクの増大を図る手段として、吸気圧力を増大させる過給装置が知られている。その代表的なものとして、排気ターボ過給機が良く知られている。この排気ターボ過給機は、排気通路に設けられたタービンと吸気通路に設けられたコンプレッサとをシャフトで連結したものであり、排気ガスでタービンを回転させることによりコンプレッサを駆動し、吸気圧を上昇させるように構成されている。 Conventionally, as a means for increasing the engine output torque, a supercharging device for increasing the intake pressure is known. A typical example is an exhaust turbocharger. This exhaust turbocharger is a turbine that is connected to a turbine provided in an exhaust passage and a compressor provided in an intake passage by a shaft. The compressor is driven by rotating the turbine with exhaust gas, and intake pressure is reduced. It is configured to raise.
さらにこの排気ターボ過給機において、排気ガス流量が少ない運転領域で排気の動圧を利用しての過給効果を高めるようにすることも考えられている。 Further, in this exhaust turbocharger, it has been considered to enhance the supercharging effect using the dynamic pressure of the exhaust in an operation region where the exhaust gas flow rate is small.
例えば特許文献1に示された排気装置では、複数の気筒を備えたエンジンの気筒毎にプライマリ排気ポートおよび゛セカンダリ排気ポートをそれぞれ設け、各気筒のプライマリ排気ポートに接続された排気通路を集合させて、その集合したプライマリ側の排気通路を排気ターボ過給機のプライマリ側タービンスクロールに接続するとともに、各気筒のセカンダリ排気ポートに接続された排気通路を集合させて、その集合したセカンダリ側の排気通路を排気ターボ過給機のセカンダリ側タービンスクロールに接続し、かつ、セカンダリ側の排気通路に制御弁を設け、排気ガス流量が少ない所定の過給運転領域では、上記制御弁によりセカンダリ側の排気通路を閉じて、プライマリ側の排気通路のみから排気ターボ過給機に排気ガスを導くようにしている。
上記特許文献1に示されている排気装置によると、排気ガスの流量が少ない所定の過給運転領域では、プライマリ排気ポートからの排気ガスのブローダウン(排気吹き出し)による動圧エネルギーが排気ターボ過給機に与えられ、プライマリ側の排気通路のみから排気ガスが排気ターボ過給機に供給されることで排気ガスの流速が高められる。
According to the exhaust device disclosed in
しかし、プライマリ排気ポートに通じる排気通路は途中で集合されてからターボ過給機に接続されるので、集合部での排気干渉等により動圧が低減し、排気流速も低下し易くなる等、改善すべき点が残されていた。 However, since the exhaust passage leading to the primary exhaust port is gathered in the middle and then connected to the turbocharger, the dynamic pressure is reduced due to exhaust interference at the gathering part, etc. There was a point left to do.
本発明は上記の事情に鑑み、排気ガスの流量が少ない所定の過給運転領域で、排気ターボ過給機に与える動圧エネルギーをより一層増大し、効果的に過給性能を高めることができる過給機付きエンジンの排気装置を提供することを課題としている。 In view of the above circumstances, the present invention can further increase the dynamic pressure energy given to the exhaust turbocharger in a predetermined supercharging operation region where the flow rate of exhaust gas is small, and can effectively enhance the supercharging performance. An object is to provide an exhaust device for an engine with a supercharger.
上記課題を解決するために本発明は、複数の気筒を有するエンジンと、排気ターボ過給機とを備えた過給機付きエンジンの排気装置において、エンジンの各気筒に設けられて、エンジンの全運転領域で排気ガスを排出するプライマリ排気ポートと、上記各気筒に設けられて、所定の過給運転領域では排気ガスの排出量を制限し、それ以外の高速運転領域では排気ガスの排出量の制限を解除するセカンダリ排気ポートと、上記各気筒のプライマリ排気ポートと排気ターボ過給機とを接続するプライマリ排気通路と上記各気筒のセカンダリ排気ポートと排気ターボ過給機とを接続するセカンダリ排気通路とを備え、上記プライマリ排気通路は、各気筒のプライマリ排気ポートに対応し各々独立した状態で排気ターボ過給機に接続されるように構成され、セカンダリ排気通路は、当該排気通路途中で集合されて、その集合部より下流で上記排気ターボ過給機に接続されるように構成されているものである。 In order to solve the above problems, the present invention provides an exhaust system for a supercharged engine comprising an engine having a plurality of cylinders and an exhaust turbocharger. A primary exhaust port that exhausts exhaust gas in the operation region and provided in each of the cylinders described above, restricts the exhaust gas discharge amount in a predetermined supercharging operation region, and exhaust gas discharge amount in other high-speed operation regions A secondary exhaust port for releasing the restriction, a primary exhaust passage for connecting the primary exhaust port of each cylinder and the exhaust turbocharger, and a secondary exhaust passage for connecting the secondary exhaust port of each cylinder and the exhaust turbocharger The primary exhaust passage corresponds to the primary exhaust port of each cylinder and is configured to be connected to the exhaust turbocharger in an independent state. Is the secondary exhaust passage, is set in the middle the exhaust passage, in which are configured to be connected to the exhaust turbocharger downstream from the set section.
この構成によると、上記所定の過給運転領域では、セカンダリ排気ポートからの排気ガスの流出量が制限されて、排気ガスが主にプライマリ排気ポートからプライマリ排気通路を通って排気ターボ過給機に導かれることにより、排気ガスの流速が高められるとともに、プライマリ排気ポートが開くときのブローダウンによる動圧エネルギーがターボ過給機に与えられる。 According to this configuration, in the predetermined supercharging operation region, the outflow amount of the exhaust gas from the secondary exhaust port is limited, and the exhaust gas mainly passes from the primary exhaust port through the primary exhaust passage to the exhaust turbocharger. By being guided, the flow rate of the exhaust gas is increased, and dynamic pressure energy by blowdown when the primary exhaust port is opened is given to the turbocharger.
特に、各気筒のプライマリ排気ポートに対応する各プライマリ排気通路が互いに独立した状態で排気ターボ過給機に接続されるようにしているため、通路途中で集合する場合のような排気干渉を招くことがない。また、通路途中で集合しないことにより、各プライマリ排気通路の容積を可及的に小さくすることができる。これらにより、動圧の低減や排気流速の低下を防止することができる。さらに、各プライマリ排気通路が排気ターボ過給機に接続された箇所では、プライマリ排気ポートが開いた直後のブローダウンの時期にある気筒に対応する1つのプライマリ排気通路から高い流速の排気ガスが排気ターボ過給機に流入し、それに伴い、他のプライマリ排気通路から排気ガスが吸い出されるエゼクタ効果が生じることにより、排気ターボ過給機に流入する排気ガス量が増加する。 In particular, since the primary exhaust passages corresponding to the primary exhaust ports of the cylinders are connected to the exhaust turbocharger in a state of being independent from each other, exhaust interference that occurs when collecting in the middle of the passage is caused. There is no. Further, by not gathering in the middle of the passage, the volume of each primary exhaust passage can be made as small as possible. As a result, it is possible to prevent a decrease in dynamic pressure and a decrease in exhaust flow velocity. Further, at locations where each primary exhaust passage is connected to the exhaust turbocharger, exhaust gas at a high flow rate is exhausted from one primary exhaust passage corresponding to the cylinder at the blowdown time immediately after the primary exhaust port is opened. As a result, an ejector effect that flows into the turbocharger and sucks the exhaust gas from the other primary exhaust passage is generated, thereby increasing the amount of exhaust gas flowing into the exhaust turbocharger.
これらの作用により、排気ターボ過給機に供給される排気エネルギーが増加し、過給性能が高められる。 By these actions, the exhaust energy supplied to the exhaust turbocharger increases and the supercharging performance is improved.
一方、排気ガスの流量が多い高速運転領域では、セカンダリ排気ポートからの排気ガスの流出量の制限が解除されて、プライマリ、セカンダリの両排気ポートからプライマリ排気通路およびセカンダリ排気通路を通して排気ガスがターボ過給機に導かれ、排気流通抵抗が低減される。また、高速運転領域では排気温度が高くなるが、セカンダリ排気通路は途中で集合しているため、この集合部分で冷却効果が得られ、温度上昇を抑制することができる。 On the other hand, in the high-speed operation region where the exhaust gas flow rate is high, the restriction on the exhaust gas flow rate from the secondary exhaust port is released, and the exhaust gas is turbocharged from both the primary and secondary exhaust ports through the primary exhaust passage and the secondary exhaust passage. Guided to the supercharger, exhaust flow resistance is reduced. In addition, although the exhaust temperature becomes high in the high-speed operation region, the secondary exhaust passages are gathered in the middle, so that a cooling effect is obtained at this gathered portion, and the temperature rise can be suppressed.
本発明の過給機付きエンジンの排気装置において、上記排気ターボ過給機は、タービンホイールがタービンスクロール上流の排気路の延長線上に突出して配置されるタイプであり、上記各プライマリ排気通路は上記ターボ過給機のタービンスクロール内周側に接続されていることが好ましい。 In the exhaust system for an engine with a supercharger according to the present invention, the exhaust turbocharger is a type in which a turbine wheel is disposed so as to protrude on an extension line of an exhaust path upstream of a turbine scroll, and each primary exhaust passage includes the above-described primary exhaust passage. It is preferable to be connected to the turbine scroll inner peripheral side of the turbocharger.
このようにすると、所定の過給運転領域で、プライマリ排気通路から排気ターボ過給機に流入する排気ガスの流れが効果的にタービンホイールに作用し、過給効率が高められる。 If it does in this way, the flow of the exhaust gas which flows in into an exhaust turbo supercharger from a primary exhaust passage will act on a turbine wheel effectively in a predetermined supercharging operation field, and supercharging efficiency will be raised.
また、上記セカンダリ排気ポートは、排気バルブの作動を停止可能とする弁停止機構もしくは排気バルブのリフト量を可変にする弁リフト量可変機構のいずれかを用いて排気ガス排出量を制限可能とすることが好ましい。 The secondary exhaust port can limit the exhaust gas discharge amount using either a valve stop mechanism that can stop the operation of the exhaust valve or a valve lift amount variable mechanism that makes the lift amount of the exhaust valve variable. It is preferable.
このようにすれば、排気通路中に流通を制限する弁装置等を設ける必要がなく、排気系をコンパクトな構造とすることができる。 In this way, there is no need to provide a valve device or the like for restricting the flow in the exhaust passage, and the exhaust system can be made compact.
以上説明したように、本発明の過給機付きエンジンの排気装置によると、排気ガスの流量が少ない所定の過給運転領域では、主にプライマリ排気ポートからプライマリ排気通路を通して排気ガスが排気ターボ過給機に導かれ、特に、各気筒のプライマリ排気ポートに対応する各プライマリ排気通路が互いに独立した状態で排気ターボ過給機に接続されるようにしているため、排気ターボ過給機に与える動圧エネルギーを増大し、効果的に過給性能を高めることができる。 As described above, according to the exhaust system for an engine with a turbocharger of the present invention, in a predetermined supercharging operation region where the flow rate of exhaust gas is small, the exhaust gas is mainly discharged from the primary exhaust port through the primary exhaust passage. In particular, since the primary exhaust passages corresponding to the primary exhaust ports of the cylinders are connected to the exhaust turbocharger in an independent state, the operation given to the exhaust turbocharger The pressure energy can be increased, and the supercharging performance can be effectively enhanced.
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る過給機付きエンジンの概略構成図である。また図2は、上記過給機付きエンジンの部分側断面図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a supercharged engine according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partial side sectional view of the engine with a supercharger.
これらの図に示す過給機付きエンジンは直列4気筒4サイクルのエンジンであり、エンジン1のシリンダブロック2には、一端側から順に第1〜第4気筒3a、3b、3c、3d(これらを総称するときは気筒3という)が一水平線上に配設されている。各気筒3の構成は共通で、気筒3内のピストン4の上方に燃焼室5が形成され、燃焼室5の上部には吸気を吸入するための吸気ポート6と排気を排出するための排気ポート8とが設けられ、本実施形態では吸気ポート6および排気ポート8が2つずつ設けられている。上記両吸気ポート6にはこれを開閉する吸気バルブ7が、両排気ポート8にはこれを開閉する排気バルブ9が、それぞれ設けられている。さらにシリンダヘッド10には、燃焼室5の頂部に火花を発生させる点火プラグ11が設けられている。その他、燃料噴射弁12を含む図略の燃料供給手段が適宜位置に設けられている。
The engine with a supercharger shown in these drawings is an in-line four-cylinder four-cycle engine, and the cylinder block 2 of the
本実施形態のエンジン1は、一般的な4気筒エンジンと同様、各気筒3が、クランク角180度(以下180°CAと表記する)ごとに順次点火時期を迎えるように互いに各行程をずらして運転されている。点火順序は第1気筒3a→第3気筒3c→第4気筒3d→第2気筒3bである。従って、例えば第1気筒3aが膨張行程にあるとき、第2気筒3bは排気行程、第3気筒3cは圧縮行程、第4気筒3dは吸気行程にある。
In the
このエンジン1において、上記両排気ポート8のうちの一方をプライマリ排気ポート8a、他方をセカンダリ排気ポート8bと呼ぶと、プライマリ排気ポート8aはエンジンの全運転域で排気ガスを排出し、セカンダリ排気ポート8bは、所定の過給運転領域では排気ガスの排出量を制限し、それ以外の高速運転領域では排気ガスの排出量の制限を解除するようになっている。
In the
このようなセカンダリ排気ポート8bの排気ガス排出量の制限、並びに制限解除は、弁リフト量可変機構15を用いて行われる。すなわち、上記吸気バルブ7および排気バルブ9はそれぞれカムシャフト等からなる動弁機構13,14により開閉作動されるが、排気側の動弁機構14には、セカンダリ排気ポート8bを開閉する排気バルブ9に対して、そのリフト量および開弁期間を変更可能にする弁リフト量可変機構15が組み込まれている。
Such restriction of the exhaust gas discharge amount of the
この弁リフト量可変機構15は、動弁カムを切換可能とする等により、セカンダリ排気ポート8bを開閉する排気バルブ9のリフト特性を、図3に実線で示す最大リフト状態EV2maxと同図に破線で示す最小リフト状態EV2minとの間で変更可能としている。上記最大リフト状態EV2maxでは、排気バルブ9が下死点前の所定時期に開かれて上死点後の所定時期に閉じられ、最小リフト状態EV2minでは、最大リフト状態と比べてリフト量および開弁期間が小さくなっている。
This variable valve
なお、図3において、符号EV1を付して示した特性はプライマリ排気ポート8aを開閉する排気バルブ9のリフト特性、符号IVを付して示した特性は吸気バルブ7のリフト特性であり、本実施形態ではこれらは一定であり、上死点付近では吸気バルブ7と排気バルブ9がともに開いているオーバーラップ期間OLが設定されている。
In FIG. 3, the characteristic indicated by symbol EV1 is the lift characteristic of the
また、図1および図2に示すように、上記エンジン1に対し、吸気通路30と、排気通路40とが配設されるとともに、排気ターボ過給機20が設けられている。この排気ターボ過給機20は、タービンハウジング21に収容されたタービンホイール22と、コンプレッサハウジング23に収容されたコンプレッサインペラ24と、これらを連結する連結部25とを備えている。そして、排気通路40にタービンハウジング21が接続される一方、吸気通路30にコンプレッサハウジング23が接続されている。コンプレッサ下流の吸気通路30には吸気を冷却するインタークーラ31が設けられ、さらにこのインタークーラ31の下流に吸気流量を調節するスロットルバルブ32が設けられ、スロットルバルブ32を通った吸気が吸気マニホールド33を経て各気筒3に供給されるようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, an
上記排気通路40には、各気筒3のプライマリ排気ポート8aと排気ターボ過給機20とを接続するプライマリ排気通路41と、各気筒のセカンダリ排気ポート8bと排気ターボ過給機20とを接続するセカンダリ排気通路42とが設けられている。
The
上記プライマリ排気通路41は、図1に示すように、各気筒のプライマリ排気ポート8aに対応して、各々独立した状態で排気ターボ過給機20のタービンハウジング21に接続されている。一方、セカンダリ排気通路42は、当該排気通路途中で集合され、その集合部下流で排気ターボ過給機20のタービンハウジング21に接続されている。
As shown in FIG. 1, the
上記プライマリ排気通路41およびセカンダリ排気通路42の具体的構造を、図4〜図6を参照して説明する。
Specific structures of the
図4はプライマリ排気通路41とセカンダリ排気通路42とが組み合わされて排気ターボ過給機20に接続された構造を示し、図5(a)および(b)はプライマリ排気通路41とセカンダリ排気通路42とを分離して個別に示したものである。
FIG. 4 shows a structure in which the
これらの図に示すように、各プライマリ排気通路41は、上流端が各気筒のプライマリ排気ポート8aに接続され、下流側では互いに接近するが、合流はせず、通路壁で仕切られた状態で寄り集まっている。一方、セカンダリ排気通路42は、上流側が気筒別に分かれて各気筒3のセカンダリ排気ポート8bに接続され、通路途中で集合して、下流側は一つの通路となっている。そして、図6に示すように、各プライマリ排気通路41の下流端部は断面略扇形に形成され、またセカンダリ排気通路42が集合した通路の下流端部は断面略半円形に形成され、これら各プライマリ排気通路41の下流端部とセカンダリ排気通路42の下流端部とが寄り集まって、全体として断面略円形をなすように構成されている。
As shown in these figures, each
図7は、本実施形態の排気ターボ過給機20の内部および排気ターボ過給機20に対する排気通路40の接続部分の具体的構造を示している。なお、この図において、排気ターボ過給機20はタービンホイール22の軸と直交する方向の断面で示し、排気通路41,42は排気ガス流通方向と直交する方向の断面を模式的に示している。
FIG. 7 shows a specific structure of the inside of the
この図に示すように、排気ターボ過給機20のタービンハウジング21は、タービンホイール22を囲む蝸牛形状の筐体からなるタービンスクロール21aと、このタービンスクロール21aの上流側に連なる排気導入部21bとを有し、排気導入部21bの上流端にはフランジ21cが形成され、この部分にプライマリ排気通路41およびセカンダリ排気通路42の下流端部が接続されている。
As shown in this figure, the
また、上記タービンスクロール21a内に位置するタービンホイール22は、多数の翼を有し、その翼の先端部が上記排気導入部21b(タービンスクロール上流の排気路)の延長線上に突出するように配置されている。
Further, the
このようなタイプの排気ターボ過給機20に対し、上記各プライマリ排気通路41の下流端部は排気導入部21bを介してタービンスクロール21aの内周側に接続され、上記セカンダリ排気ポート42の下流端部は排気導入部21bを介してタービンスクロール21aの外周側に接続されている。
With respect to the
なお、エンジン1の動作は図2中に示すエンジン制御ユニット(ECU)50によって電気的に制御される。このエンジン制御ユニット50は、CPU、メモリ、カウンタタイマー群、インターフェース並びにこれらのユニットを接続するバス等を有するマイクロプロセッサで構成されている。
The operation of the
エンジン制御ユニット50には、入力要素として、クランク角度センサSN1、エアフローセンサSN2、回転速度センサSN3、アクセル開度センサSN4、車速センサSN5等の各種検出手段が接続されている。そして、このエンジン制御ユニット50により、燃料噴射弁12を含む燃料供給手段、点火プラグ11を含む点火装置、スロットルバルブ32のアクチュエータ(図示せず)、弁リフト量可変機構15等が制御されるようになっている。
Various detection means such as a crank angle sensor SN1, an airflow sensor SN2, a rotation speed sensor SN3, an accelerator opening sensor SN4, and a vehicle speed sensor SN5 are connected to the
図8は、上記エンジン制御ユニットにより運転状態に応じた制御を行うための運転領域の設定例を示す特性図である。この図において、横軸はエンジン回転速度Ne(rpm)、縦軸は要求負荷(要求トルク)τ(N・m)を示す。 FIG. 8 is a characteristic diagram illustrating a setting example of an operation region for performing control according to the operation state by the engine control unit. In this figure, the horizontal axis indicates the engine speed Ne (rpm), and the vertical axis indicates the required load (required torque) τ (N · m).
同図に示す運転特性では、所定の低速高負荷から高速低負荷にわたるラインを境として、低速側の動圧過給運転領域(所定の過給運転領域)R1と、高速運転領域R2とが設定されている。 In the operation characteristics shown in the figure, a low-speed dynamic pressure supercharging operation region (predetermined supercharging operation region) R1 and a high-speed operation region R2 are set with a line from a predetermined low speed and high load to a high speed and low load as a boundary. Has been.
そして、エンジン制御ユニット50は、動圧過給運転領域R1では、セカンダリ排気ポート8bを開閉する排気バルブ9を図3に破線で示す最小リフト状態EV2minとするように、弁リフト量可変機構15を制御する。一方、高速運転領域R2では、セカンダリ排気ポート8bを開閉する排気バルブ9を図3に実線で示す最大リフト状態EV2maxとするように、弁リフト量可変機構15を制御する。
Then, in the dynamic pressure supercharging operation region R1, the
以上のような本実施形態の排気装置によると、排気ガスの流量が比較的少ない動圧過給運転領域R1では、セカンダリ排気ポート8bを開閉する排気バルブ9が最小リフト状態EV2min(図3参照)となるように弁リフト量可変機構15が制御され、セカンダリ排気ポート8bからの排気量が制限される。この状態では、排気ガスが主にプライマリ排気ポート8aからプライマリ排気通路41を通って排気ターボ過給機20に導かれることにより、排気ガスの流速が高められる。そして、プライマリ排気ポート8aが開くときのブローダウンによる動圧エネルギーが排気ターボ過給機20に与えられる。
According to the exhaust device of the present embodiment as described above, in the dynamic pressure supercharging operation region R1 where the flow rate of exhaust gas is relatively small, the
この場合に、各気筒3のプライマリ排気ポート8aに対応する各プライマリ排気通路41が互いに独立した状態で排気ターボ過給機20に接続されているため、通路途中で集合する場合のような気筒間の排気干渉を招くことがなく、排気干渉による動圧の低減や排気流速の低下を防止することができる。また、通路途中で集合しないことにより、各プライマリ排気通路41の容積を可及的に小さくすることができる。このため、ブローダウンによる動圧および排気流速を高く保つことができる。
In this case, each
さらに、各プライマリ排気通路8aが排気ターボ過給機20に接続された箇所では、プライマリ排気ポート8aが開いた直後のブローダウンの時期にある気筒に対応する1つのプライマリ排気通路41から高い流速の排気ガスが排気ターボ過給機に流入し、それに伴い、他のプライマリ排気通路41から排気ガスが吸い出されるエゼクタ効果が生じることにより、排気ターボ過給機20に流入する排気ガス量が増加する。
Further, at the place where each
また、本実施形態において排気ターボ過給機20は、タービンホイール22の翼の先端部がタービンスクロール21a上流の排気路の延長線上に突出して配置されるタイプであり、この排気ターボ過給機20に対し、上記各プライマリ排気通路41はタービンスクロール21aの内周側に接続されているため、タービンホイール22の翼の先端部が位置するタービンスクロール21aの内周側の排気流速が高くなり、効果的に排気ガスのエネルギーがタービンホイール22に与えられる。
Further, in the present embodiment, the
これらの作用により、排気ターボ過給機20に供給される排気エネルギーが増大し、過給性能が高められる。
By these actions, the exhaust energy supplied to the
また、プライマリ排気ポート8aを開閉する排気バルブ9のリフト特性EV1と吸気バルブ7のリフト特性IVとが図3に示すように設定されて、上死点付近で吸気バルブ7と排気バルブ9がともに開いているオーバーラップ期間OLが設定されることにより、このオーバーラップ期間OLに燃焼室内の掃気が行われるが、上記エゼクタ効果で排気ガスが吸い出されることにより、掃気性が一層高められる。従って、過給性能が高められることに加えて掃気性が高められることによってもエンジンの充填効率が高められる。
Further, the lift characteristic EV1 of the
一方、排気ガスの流量が多い高速運転領域R2では、セカンダリ排気ポート8bを開閉する排気バルブ9が最大リフト状態EV2max(図3参照)となるように弁リフト量可変機構15が制御され、セカンダリ排気ポート8bからの排気量の制限が解除されて、プライマリ排気ポート8aおよびセカンダリ排気ポート8bの両方からプライマリ排気通路41およびセカンダリ排気通路42を通して排気ガスが排気ターボ過給機20に導かれる。これにより、排気流通抵抗が低減される。また、高速運転領域では排気温度が高くなるが、セカンダリ排気通路42は途中で集合しているため、この集合部分で断熱膨張による冷却効果が得られことにより、排気温度の上昇を抑制することができる。
On the other hand, in the high speed operation region R2 where the exhaust gas flow rate is large, the valve
なお、本発明の排気装置の具体的構造は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。以下に、変形例を説明する。
(1)上記実施形態では、動圧過給運転領域R1でセカンダリ排気ポート8bからの排気ガスの排出量を制限するための手段として、弁リフト量可変機構15を設けているが、これに代えて、排気バルブの作動を停止可能とする弁停止機構を設けてもよい。この場合、動圧過給運転領域R1で弁停止状態、高速運転領域R2で弁作動状態とするように、弁停止機構を制御すればよい。
In addition, the specific structure of the exhaust apparatus of this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of this invention. Hereinafter, modified examples will be described.
(1) In the above embodiment, the variable valve
なお、セカンダリ排気通路の途中に排気の流通量を制御する弁装置を設けることも考えられるが、上記弁リフト量可変機構15または弁停止機構を用いれば、排気系をコンパクトな構造とすることができる。
(2)上記実施形態では、プライマリ排気ポートを開閉する排気弁および吸気ポートを開閉する吸気弁は開閉タイミングが一定となっているが、これらの弁の双方もしくは一方に対してバルブタイミング可変機構を設け、プライマリ排気ポートと吸気ポートとのオーバーラップ期間OLを変更可能としてもよい。この場合、上記動圧過給運転領域R1ではオーバーラップ期間OLを大きくし、高速運転領域R2ではオーバーラップ期間OLを小さくすればよい。
Although it is conceivable to provide a valve device for controlling the flow rate of exhaust gas in the middle of the secondary exhaust passage, if the valve lift amount
(2) In the above embodiment, the exhaust valve that opens and closes the primary exhaust port and the intake valve that opens and closes the intake port have constant opening and closing timing. However, a variable valve timing mechanism is provided for both or one of these valves. It is also possible to change the overlap period OL between the primary exhaust port and the intake port. In this case, the overlap period OL may be increased in the dynamic pressure supercharging operation region R1, and the overlap period OL may be decreased in the high speed operation region R2.
1 エンジン
3 気筒
8a プライマリ排気ポート
8b セカンダリ排気ポート
15 弁リフト量可変機構
20 排気ターボ過給機
21a タービンスクロール
22 タービンホイール
41 プライマリ排気通路
42 セカンダリ排気通路
DESCRIPTION OF
Claims (3)
エンジンの各気筒に設けられて、エンジンの全運転領域で排気ガスを排出するプライマリ排気ポートと、
上記各気筒に設けられて、所定の過給運転領域では排気ガスの排出量を制限し、それ以外の高速運転領域では排気ガスの排出量の制限を解除するセカンダリ排気ポートと、
上記各気筒のプライマリ排気ポートと排気ターボ過給機とを接続するプライマリ排気通路と、
上記各気筒のセカンダリ排気ポートと排気ターボ過給機とを接続するセカンダリ排気通路とを備え、
上記プライマリ排気通路は、各気筒のプライマリ排気ポートに対応し各々独立した状態で排気ターボ過給機に接続されるように構成され、
セカンダリ排気通路は、当該排気通路途中で集合されて、その集合部より下流で上記排気ターボ過給機に接続されるように構成されていることを特徴とする過給機付きエンジンの排気装置。 In an exhaust system for an engine with a supercharger comprising an engine having a plurality of cylinders and an exhaust turbocharger,
A primary exhaust port provided in each cylinder of the engine for discharging exhaust gas in the entire operation region of the engine;
A secondary exhaust port provided in each of the cylinders for restricting the exhaust gas emission amount in a predetermined supercharging operation region and releasing the exhaust gas restriction in the other high-speed operation region;
A primary exhaust passage connecting the primary exhaust port of each cylinder and the exhaust turbocharger;
A secondary exhaust passage connecting the secondary exhaust port of each cylinder and the exhaust turbocharger;
The primary exhaust passage is configured to correspond to the primary exhaust port of each cylinder and to be connected to the exhaust turbocharger in an independent state,
An exhaust system for an engine with a supercharger, characterized in that the secondary exhaust passage is assembled in the middle of the exhaust passage and connected to the exhaust turbocharger downstream from the collecting portion.
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