JP6168862B2 - engine - Google Patents

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Description

本発明は、複数気筒を有し、ピストンが下死点に到達するよりも吸気弁を早く閉じるエンジンの技術に関する。   The present invention relates to an engine technology that has a plurality of cylinders and closes an intake valve earlier than a piston reaches bottom dead center.

従来、エンジンではミラーサイクル方式が知られている。ピストンが下死点に到達するよりも吸気弁を早く閉じる或いは有効的に閉じるミラーサイクル方式では、シリンダ内に取り込まれた空気量を膨張させ、燃焼温度を低下させて、ＮＯｘ低減を図っている。例えば、特許文献１は、ミラーサイクル方式のエンジンが開示されている。   Conventionally, a mirror cycle system is known for engines. In the Miller cycle method, which closes the intake valve earlier than effectively when the piston reaches bottom dead center or effectively closes the intake valve, the amount of air taken into the cylinder is expanded, the combustion temperature is lowered, and NOx is reduced. . For example, Patent Document 1 discloses a mirror cycle type engine.

一方、同時に、ピストンが下死点に到達するよりも吸気弁を早く閉じる、或いは有効的に閉じるミラーサイクル方式のエンジンでは、低負荷・低領域において、吸入給空気量を増加しなければならない問題が発生する。この問題を解決するために、可変バルブ機構を設けることが考えられるが、エンジンの構成が複雑になる。また、この問題を解決するために、過給機を備えるエンジンでは、ウェストゲートバルブを設けることが考えられるが、エンジンの構成が複雑になる。   On the other hand, at the same time, in the Miller cycle engine that closes the intake valve earlier or effectively closes than the piston reaches bottom dead center, the problem is that the intake air supply amount must be increased at low load and low range Will occur. In order to solve this problem, it is conceivable to provide a variable valve mechanism, but the configuration of the engine becomes complicated. In order to solve this problem, it is conceivable to provide a wastegate valve in an engine equipped with a supercharger, but the configuration of the engine becomes complicated.

特開平１１−３５０９８９号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-350989

本発明の解決しようとする課題は、ピストンが下死点に到達するよりも吸気弁を早く閉じてＮＯｘを低減するとともに、コンパクトな構成とすることができるエンジンを提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide an engine that can close the intake valve earlier than the piston reaches the bottom dead center to reduce NOx and have a compact configuration.

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。   The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.

請求項１においては、複数気筒を有し、ピストンが下死点に到達するよりも早く吸気弁を閉じるエンジンであって、高圧過給機と低圧過給機とからなる二段過給機と、前記複数気筒の排気系を２群に分けて２つの排気管が、前記高圧過給機に接続される動圧式排気マニホールドとを具備し、前記動圧式排気マニホールドに接続される２つの排気管は、高さ方向にて並列に配置され、前記高圧過給機を構成する高圧コンプレッサ及び高圧タービン、並びに前記低圧過給機を構成する低圧コンプレッサ及び低圧タービンは、それぞれエンジン本体の長手方向の端部で短手方向に並べて配置され、前記高圧過給機と前記低圧過給機とを接続する吸気管及び排気管は、エンジン本体の短手方向の一側と他側とにエンジン本体を介して分離した状態で、エンジン本体の上側において、長手方向に対し平行して配置され、前記動圧式排気マニホールドに接続される２つの排気管は、前記高圧過給機と前記低圧過給機とを接続する吸気管及び排気管よりも平面視にて内側に配置されるものである。 In the first aspect of the present invention, the engine has a plurality of cylinders and closes the intake valve earlier than the piston reaches bottom dead center. The two-stage turbocharger includes a high-pressure supercharger and a low-pressure supercharger. The exhaust system of the plurality of cylinders is divided into two groups, and two exhaust pipes include a dynamic pressure exhaust manifold connected to the high pressure supercharger, and two exhaust pipes connected to the dynamic pressure exhaust manifold Are arranged in parallel in the height direction, and the high-pressure compressor and the high-pressure turbine constituting the high-pressure supercharger, and the low-pressure compressor and the low-pressure turbine constituting the low-pressure supercharger are respectively the longitudinal ends of the engine body. The intake pipe and the exhaust pipe, which are arranged side by side in the short section and connect the high pressure supercharger and the low pressure supercharger , are arranged on one side and the other side of the engine body via the engine body. In a separated state Two exhaust pipes arranged parallel to the longitudinal direction on the upper side of the engine main body and connected to the dynamic pressure type exhaust manifold are an intake pipe and an exhaust pipe connecting the high pressure supercharger and the low pressure supercharger. It is arranged inside the tube in a plan view .

請求項２においては、請求項１記載のエンジンにおいて、前記高圧過給機と前記低圧過給機とを接続する排気管の断面積は、前記動圧式排気マニホールドに接続される２つの排気管の断面積の和よりも１０％以上の大径となるように構成したものである。 According to a second aspect of the present invention, in the engine according to the first aspect, a cross-sectional area of an exhaust pipe connecting the high-pressure supercharger and the low-pressure supercharger is equal to two exhaust pipes connected to the dynamic pressure exhaust manifold. The diameter is 10% or more than the sum of the cross-sectional areas.

本発明のエンジンによれば、ピストンが下死点に到達するよりも吸気弁を早く閉じてＮＯｘを低減するとともに、コンパクトな構成とすることができる。   According to the engine of the present invention, the intake valve is closed earlier than the piston reaches bottom dead center to reduce NOx, and a compact configuration can be achieved.

エンジンの構成を示した模式図。The schematic diagram which showed the structure of the engine. ミラーサイクル方式を示したグラフ図。The graph which showed the mirror cycle system. エンジンの構造を示した斜視図。The perspective view which showed the structure of the engine. 同じく平面図。FIG. 同じく左側面図。Similarly left side view. 同じく右側面図。Similarly right side view.

図１を用いて、エンジン１００の構成について説明する。なお、図１では、エンジン１００の構成を模式的に表している。   The configuration of the engine 100 will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the configuration of the engine 100 is schematically shown.

エンジン１００は、二段過給機を備えるミラーサイクル方式の直列６気筒ディーゼルエンジンである。エンジン１００は、エンジン本体１０と、二段過給機と、を具備している。本実施形態のエンジン１００は、舶用エンジンであって、特にプロペラを駆動するためのエンジン（主機）である。ただし、本発明は、プロペラを駆動するエンジンに限定されない。   The engine 100 is a Miller cycle in-line 6-cylinder diesel engine equipped with a two-stage turbocharger. The engine 100 includes an engine body 10 and a two-stage supercharger. The engine 100 of this embodiment is a marine engine, and is an engine (main engine) for driving a propeller in particular. However, the present invention is not limited to an engine that drives a propeller.

エンジン本体１０は、吸気マニホールド１１と、排気マニホールド１２と、シリンダブロック１３と、シリンダヘッドと、フライホイール１７と、ギアケース１８と、を具備している。排気マニホールド１２は、動圧式排気マニホールドとされている。排気マニホールド１２では、気筒１、気筒４及び気筒５が集約されて排気管５２Ａに接続され、気筒２、気筒３及び気筒６が集約されて排気管５２Ｂに接続されている。   The engine main body 10 includes an intake manifold 11, an exhaust manifold 12, a cylinder block 13, a cylinder head, a flywheel 17, and a gear case 18. The exhaust manifold 12 is a dynamic pressure type exhaust manifold. In the exhaust manifold 12, the cylinders 1, 4 and 5 are gathered and connected to the exhaust pipe 52A, and the cylinders 2, 3 and 6 are gathered and connected to the exhaust pipe 52B.

なお、本実施形態のエンジン１００では、排気マニホールド１２を気筒１、気筒４及び気筒５を一群として排気管５２Ａに接続し、気筒２、気筒３及び気筒６を一群として排気管５２Ｂに接続する動圧式排気マニホールドとしたが、これに限定されない。例えば、排気マニホールド１２を気筒１、気筒２及び気筒３を一群として排気管５２Ａに接続し、気筒４、気筒５及び気筒６を一群として排気管５２Ｂに接続する動圧式排気マニホールドとしても良い。   In the engine 100 of this embodiment, the exhaust manifold 12 is connected to the exhaust pipe 52A with the cylinder 1, the cylinder 4 and the cylinder 5 as a group, and the cylinder 2, the cylinder 3 and the cylinder 6 are connected to the exhaust pipe 52B as a group. Although it is a pressure type exhaust manifold, it is not limited to this. For example, the exhaust manifold 12 may be a dynamic pressure exhaust manifold in which the cylinders 1, 2 and 3 are connected to the exhaust pipe 52A as a group, and the cylinders 4, 5 and 6 are connected to the exhaust pipe 52B as a group.

二段過給機は、高圧過給機２０と、低圧過給機３０と、高圧インタークーラ４１と、低圧インタークーラ４２と、を具備している。高圧過給機２０は、エンジン本体１０に対する排気の流れにおいて上流側に配置される過給機である。高圧過給機２０は、高圧コンプレッサ２１と、高圧タービン２２と、を具備している。低圧過給機３０は、エンジン本体１０に対する排気の流れにおいて下流側に配置される過給機である。低圧過給機３０は、低圧コンプレッサ３１と、低圧タービン３２と、を具備している。   The two-stage supercharger includes a high pressure supercharger 20, a low pressure supercharger 30, a high pressure intercooler 41, and a low pressure intercooler 42. The high-pressure supercharger 20 is a supercharger disposed on the upstream side in the flow of exhaust with respect to the engine body 10. The high pressure supercharger 20 includes a high pressure compressor 21 and a high pressure turbine 22. The low-pressure supercharger 30 is a supercharger disposed on the downstream side in the flow of exhaust with respect to the engine body 10. The low pressure supercharger 30 includes a low pressure compressor 31 and a low pressure turbine 32.

高圧インタークーラ４１及び低圧インタークーラ４２は、二段過給機の吸気系統に配置されている。高圧インタークーラ４１は、高圧過給機２０の上流側に配置されている。低圧インタークーラ４２は、低圧過給機３０の上流側に配置されている。   The high pressure intercooler 41 and the low pressure intercooler 42 are arranged in the intake system of the two-stage supercharger. The high pressure intercooler 41 is disposed on the upstream side of the high pressure supercharger 20. The low pressure intercooler 42 is disposed on the upstream side of the low pressure supercharger 30.

吸気マニホールド１１と高圧インタークーラ４１とは、吸気管５１Ｂによって接続されている。高圧コンプレッサ２１と低圧インタークーラ４２とは、吸気管５１Ｃによって接続されている。   The intake manifold 11 and the high pressure intercooler 41 are connected by an intake pipe 51B. The high pressure compressor 21 and the low pressure intercooler 42 are connected by an intake pipe 51C.

排気マニホールド１２と高圧タービン２２とは、排気管５２Ａ及び排気管５２Ｂによって接続されている。高圧タービン２２と低圧タービン３２とは、排気管５２Ｃによって接続されている。   The exhaust manifold 12 and the high pressure turbine 22 are connected by an exhaust pipe 52A and an exhaust pipe 52B. The high pressure turbine 22 and the low pressure turbine 32 are connected by an exhaust pipe 52C.

図２を用いて、ミラーサイクル方式について説明する。なお、図２では、ミラーサイクル方式をクランク角度とバルブリフトとの相関によって表している。また、図２では、紙面に向かって左側に排気弁のリフトを示し、右側に吸気弁のリフトを表している。   The mirror cycle method will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the mirror cycle system is represented by the correlation between the crank angle and the valve lift. In FIG. 2, the lift of the exhaust valve is shown on the left side and the lift of the intake valve is shown on the right side.

ミラーサイクル方式（ミラーサイクルエンジン）とは、吸気弁の閉時期を制御してピストンの下降に伴い吸気を膨張させつつ吸入空気量を制御するようにしたものである。本実施形態のミラーサイクル方式は、ピストンが下死点に到達するよりも吸気弁を早く閉じて吸入空気量を低減している。   The mirror cycle system (mirror cycle engine) controls the intake air amount while controlling the closing timing of the intake valve and expanding the intake air as the piston descends. In the Miller cycle system of this embodiment, the intake valve is closed earlier than the piston reaches bottom dead center to reduce the intake air amount.

例えば、ミラーサイクル方式では、吸気弁の標準（図２の実線）のリフトに対して、例えば、第一ミラー（図２の破線）、第二ミラー（図２の一点鎖線）、第三ミラー（図２の二点鎖線）のように閉時期を早くし、かつ、リフトを減少させている。本実施形態のエンジン１００では、第二ミラー方式が適用され、標準のリフトよりも略２５％リフトを減少させ、標準の閉時期よりも略４５°閉時期を早めている。   For example, in the mirror cycle method, for example, a first mirror (dashed line in FIG. 2), a second mirror (dashed line in FIG. 2), a third mirror (with respect to the lift of a standard intake valve (solid line in FIG. 2)) As shown in FIG. 2, the closing time is advanced and the lift is reduced. In the engine 100 of the present embodiment, the second mirror method is applied, and the lift is reduced by approximately 25% compared to the standard lift, and the closing time is set approximately 45 ° earlier than the standard closing time.

本実施形態のエンジン１００では第二ミラー方式が適用される構成とした。なお、排気弁の閉タイミングを早めることにより、排気仕事を向上させることも可能である。   The engine 100 of the present embodiment is configured to apply the second mirror method. It is also possible to improve exhaust work by advancing the closing timing of the exhaust valve.

図３乃至図６を用いて、二段過給機の構成について説明する。なお、図３は、エンジン１００の斜視図を表し、図４は、エンジン１００の平面図を表し、図５は、エンジン１００の左側面図を表し、図６は、エンジン１００の右側面図を表している。   The configuration of the two-stage supercharger will be described with reference to FIGS. 3 to 6. 3 is a perspective view of the engine 100, FIG. 4 is a plan view of the engine 100, FIG. 5 is a left side view of the engine 100, and FIG. 6 is a right side view of the engine 100. Represents.

以降の説明は、図３乃至図６に記載されている長手方向、短手方向及び高さ方向に従うものとする。ここで、長手方向とは、フライホイール１７からギアケース１８に向かう方向とし、長手方向のフライホイール１７がある側をフライホイール側とし、ギアケース１８がある側をギアケース側として定義する。短手方向とは、フライホイール１７からギアケース１８に向かう方向と水平面で直交する方向であって、フライホイール１７からギアケース１８に向かって右側と左側とをそれぞれ定義する。   The following description follows the longitudinal direction, the short direction, and the height direction described in FIGS. Here, the longitudinal direction is defined as the direction from the flywheel 17 toward the gear case 18, the side with the flywheel 17 in the longitudinal direction is defined as the flywheel side, and the side with the gear case 18 is defined as the gear case side. The short side direction is a direction orthogonal to the direction from the flywheel 17 toward the gear case 18 and the horizontal plane, and defines the right side and the left side from the flywheel 17 toward the gear case 18.

二段過給機は、上述したように、高圧過給機２０と、低圧過給機３０と、高圧インタークーラ４１と、低圧インタークーラ４２と、を具備している。高圧過給機２０、低圧過給機３０、高圧インタークーラ４１及び低圧インタークーラ４２は、エンジン本体１０の周囲に配置されている。   As described above, the two-stage turbocharger includes the high-pressure supercharger 20, the low-pressure supercharger 30, the high-pressure intercooler 41, and the low-pressure intercooler 42. The high pressure supercharger 20, the low pressure supercharger 30, the high pressure intercooler 41 and the low pressure intercooler 42 are arranged around the engine body 10.

高圧インタークーラ４１は、長手方向のフライホイール側にて、エンジン本体１０に隣接して配置されている。また、高圧インタークーラ４１の上面は、高さ方向において、エンジン本体１０の上面と略同一となるように配置されている。さらに、高圧インタークーラ４１は、短手方向の略中央に配置されている。   The high-pressure intercooler 41 is disposed adjacent to the engine body 10 on the flywheel side in the longitudinal direction. Further, the upper surface of the high pressure intercooler 41 is arranged to be substantially the same as the upper surface of the engine body 10 in the height direction. Furthermore, the high-pressure intercooler 41 is disposed at the approximate center in the short direction.

低圧インタークーラ４２は、長手方向のフライホイール側にて、エンジン本体１０に隣接して配置されている。また、低圧インタークーラ４２の上面は、高さ方向において、エンジン本体１０の上面と略同一となるように配置されている。さらに、低圧インタークーラ４２は、短手方向の略中央に配置されている。   The low pressure intercooler 42 is disposed adjacent to the engine body 10 on the flywheel side in the longitudinal direction. Further, the upper surface of the low pressure intercooler 42 is disposed so as to be substantially the same as the upper surface of the engine body 10 in the height direction. Furthermore, the low pressure intercooler 42 is disposed at the approximate center in the short direction.

高圧過給機２０は、高圧インタークーラ４１の上側に配置されている。言い換えれば、高圧過給機２０は、エンジン１００において、長手方向のフライホイール側、かつ、高さ方向において上側、かつ、短手方向にて略中央に配置されている。   The high pressure supercharger 20 is arranged on the upper side of the high pressure intercooler 41. In other words, the high-pressure supercharger 20 is disposed in the engine 100 at the flywheel side in the longitudinal direction, the upper side in the height direction, and the approximate center in the short direction.

低圧過給機３０は、低圧インタークーラ４２の上側に配置されている。言い換えれば、低圧過給機３０は、エンジン１００において、長手方向のギアケース側、かつ、高さ方向の上側、かつ、短手方向の略中央に配置されている。   The low pressure supercharger 30 is disposed on the upper side of the low pressure intercooler 42. In other words, the low-pressure supercharger 30 is disposed in the engine 100 at the gear case side in the longitudinal direction, the upper side in the height direction, and the approximate center in the lateral direction.

すなわち、高圧過給機２０と低圧過給機３０とは、エンジン１００の長手方向にて、エンジン本体１０を介してギアケース側とフライホイール側とに分離して、それぞれ配置されている。   In other words, the high-pressure supercharger 20 and the low-pressure supercharger 30 are arranged separately in the longitudinal direction of the engine 100 on the gear case side and the flywheel side via the engine body 10.

吸気管５１Ｂは、上述したように、高圧インタークーラ４１と吸気マニホールド１１（図１参照）とを接続するものである。吸気管５１Ｂは、エンジン本体１０の長手方向に沿って配置されている。また、吸気管５１Ｂは、高さ方向において、エンジン本体１０の上側に配置されている。さらに、吸気管５１Ｂは、短手方向において略中央に配置されている。   As described above, the intake pipe 51B connects the high-pressure intercooler 41 and the intake manifold 11 (see FIG. 1). The intake pipe 51 </ b> B is disposed along the longitudinal direction of the engine body 10. The intake pipe 51B is disposed on the upper side of the engine body 10 in the height direction. Further, the intake pipe 51B is disposed substantially at the center in the short direction.

吸気管５１Ｃは、上述したように、低圧インタークーラ４２と高圧コンプレッサ２１とを接続するものである。吸気管５１Ｃは、エンジン本体１０の長手方向に沿って配置されている。また、吸気管５１Ｃは、高さ方向において、エンジン本体１０の上側に配置されている。さらに、吸気管５１Ｃは、エンジン１００の短手方向において左側に配置されている。また、吸気管５１Ｃは、直角に曲げられ、直線部を形成して高圧コンプレッサ２１に接続されている。   The intake pipe 51C connects the low-pressure intercooler 42 and the high-pressure compressor 21 as described above. The intake pipe 51 </ b> C is disposed along the longitudinal direction of the engine body 10. The intake pipe 51C is disposed on the upper side of the engine body 10 in the height direction. Further, intake pipe 51 </ b> C is arranged on the left side in the short direction of engine 100. The intake pipe 51C is bent at a right angle to form a straight portion and is connected to the high-pressure compressor 21.

より詳しくは、吸気管５１Ｃは、平面視にてエンジン本体１０の左端側に沿って配置されている。また、吸気管５１Ｃは、後述する排気管５２Ｃと平行にかつエンジン本体１０を介して分離して配置されている。   More specifically, the intake pipe 51C is disposed along the left end side of the engine body 10 in plan view. Further, the intake pipe 51C is arranged in parallel with an exhaust pipe 52C described later and separated through the engine body 10.

排気管５２Ａは、上述したように、気筒１、気筒４及び気筒５を集約する排気マニホールド１２（図１参照）と高圧タービン２２とを接続するものである。排気管５２Ａは、エンジン本体１０の長手方向に沿って配置されている。また、排気管５２Ａは、高さ方向において、エンジン本体１０の上側に配置されている。さらに、排気管５２Ａは、短手方向において略中央に配置されている。   As described above, the exhaust pipe 52A connects the exhaust manifold 12 (see FIG. 1) that collects the cylinders 1, 4, and 5 to the high-pressure turbine 22. The exhaust pipe 52 </ b> A is arranged along the longitudinal direction of the engine body 10. Further, the exhaust pipe 52A is disposed on the upper side of the engine body 10 in the height direction. Further, the exhaust pipe 52A is disposed substantially at the center in the lateral direction.

排気管５２Ｂは、上述したように、気筒２、気筒３及び気筒６が集約された排気マニホールド１２（図１参照）と高圧タービン２２とを接続するものである。排気管５２Ｂは、エンジン本体１０の長手方向に沿って配置されている。また、排気管５２Ｂは、高さ方向において、エンジン本体１０の上側に配置されている。さらに、排気管５２Ｂは、短手方向において略中央に配置されている。   As described above, the exhaust pipe 52B connects the high-pressure turbine 22 to the exhaust manifold 12 (see FIG. 1) in which the cylinders 2, 3 and 6 are integrated. The exhaust pipe 52 </ b> B is disposed along the longitudinal direction of the engine body 10. Further, the exhaust pipe 52B is disposed on the upper side of the engine body 10 in the height direction. Further, the exhaust pipe 52B is disposed substantially at the center in the lateral direction.

ここで、特記すべき事項として、排気管５２Ａと排気管５２Ｂとは、長さ方向と略平行に並列して配置されている。排気管５２Ｂは、排気管５２Ａの上側に位置するように配置されている。   Here, as a matter to be noted, the exhaust pipe 52A and the exhaust pipe 52B are arranged in parallel substantially in parallel with the length direction. The exhaust pipe 52B is disposed so as to be positioned above the exhaust pipe 52A.

なお、本実施形態のエンジン１００では、排気管５２Ｂは、排気管５２Ａの上側に位置するように配置したが、これに限定されない。例えば、排気管５２Ａが排気管５２Ｂの上側に位置するように配置しても良い。   In the engine 100 of the present embodiment, the exhaust pipe 52B is disposed so as to be located above the exhaust pipe 52A, but is not limited thereto. For example, the exhaust pipe 52A may be disposed on the upper side of the exhaust pipe 52B.

排気管５２Ｃは、上述したように、高圧タービン２２と低圧タービン３２とを接続するものである。排気管５２Ｃは、エンジン本体１０の長手方向に沿って配置されている。また、排気管５２Ｃは、高さ方向において、エンジン本体１０の上側に配置されている。さらに、排気管５２Ｃは、エンジン１００の短手方向において右側に配置されている。また、排気管５２Ｃは、平面視にて略４５°右側に曲げられ、さらに略４５°左側に曲げられ、低圧タービン３２へ滑らかに接続されている。   The exhaust pipe 52C connects the high-pressure turbine 22 and the low-pressure turbine 32 as described above. The exhaust pipe 52 </ b> C is disposed along the longitudinal direction of the engine body 10. Further, the exhaust pipe 52C is disposed on the upper side of the engine body 10 in the height direction. Further, exhaust pipe 52 </ b> C is arranged on the right side in the short direction of engine 100. Further, the exhaust pipe 52 </ b> C is bent to the right side of about 45 ° in a plan view and further bent to the left side of about 45 °, and is smoothly connected to the low-pressure turbine 32.

より詳しくは、排気管５２Ｃは、平面視にてエンジン本体１０の右端側に沿って配置されている。また、排気管５２Ｃは、上述した吸気管５１Ｃと平行にかつ分離して配置されている。   More specifically, the exhaust pipe 52C is disposed along the right end side of the engine body 10 in plan view. Further, the exhaust pipe 52C is disposed in parallel to and separated from the intake pipe 51C described above.

ここで、特記すべき事項として、排気管５２Ｃは、平面視にて、エンジン本体１０に対して排気管５２Ａ及び排気管５２Ｂの外側（短手方向の右側）に配置されている。言い換えれば、排気管５２Ａ及び排気管５２Ｂは、平面視にて、エンジン本体１０に対して排気管５２Ｃの内側（短手方向の左側）に配置されている。   Here, as a matter to be noted, the exhaust pipe 52C is disposed outside the exhaust pipe 52A and the exhaust pipe 52B (on the right side in the short direction) with respect to the engine body 10 in a plan view. In other words, the exhaust pipe 52A and the exhaust pipe 52B are disposed on the inner side (left side in the short direction) of the exhaust pipe 52C with respect to the engine body 10 in plan view.

エンジン１００の効果について説明する。エンジン１００によれば、ピストンが下死点に到達するよりも吸気弁を早く閉じてＮＯｘを低減するとともに、コンパクトな構成とすることができる。   The effect of engine 100 will be described. According to engine 100, the intake valve is closed earlier than the piston reaches bottom dead center to reduce NOx, and a compact configuration can be achieved.

従来、ピストンが下死点に到達するよりも吸気弁を早く閉じる或いは有効的に閉じるミラーサイクル方式のエンジンでは、低負荷・低速領域において、吸入空気量を増加しなければならない問題を解決するために、可変バルブ機構、ウェストゲートバルブ等を設けることが考えられるが、エンジンの構成が複雑になっていた。   Conventionally, in a mirror cycle type engine that closes an intake valve earlier or more effectively than a piston reaches bottom dead center, in order to solve the problem that the intake air amount must be increased in a low load / low speed region Although it is conceivable to provide a variable valve mechanism, a waste gate valve, etc., the engine configuration is complicated.

エンジン１００では、吸気弁を下死点よりも早く閉じてＮＯｘを低減するとともに、高圧過給機２０及び低圧過給機３０から構成される二段過給機、並びに、排気マニホールド１２を動圧式排気マニホールとして構成することによって、コンパクトな構成とすることができる。   In the engine 100, the intake valve is closed earlier than the bottom dead center to reduce NOx, and the two-stage supercharger including the high-pressure supercharger 20 and the low-pressure supercharger 30 and the exhaust manifold 12 are hydrodynamically operated. By configuring as an exhaust manifold, a compact configuration can be achieved.

また、エンジン１００によれば、排気管５２Ａと排気管５２Ｂとを高さ方向に並列に配置することによって、排気管を配置するスペースをコンパクトに構成できる。   Further, according to the engine 100, by arranging the exhaust pipe 52A and the exhaust pipe 52B in parallel in the height direction, a space for arranging the exhaust pipe can be made compact.

さらに、エンジン１００によれば、排気管５２Ａ及び排気管５２Ｂを、排気管５２Ａ又は排気管５２Ｂよりも配管径の大きい排気管５２Ｃよりも平面視にて内側に配置することによって、排気管を配置するスペースをコンパクトに構成できる。なお、排気管５２Ｃは、例えば断面積が排気管５２Ａと排気管５２Ｂとの断面積の和の１０％以上となるような径で構成されている。   Further, according to the engine 100, the exhaust pipe 52A and the exhaust pipe 52B are disposed on the inner side in a plan view than the exhaust pipe 52C having a larger pipe diameter than the exhaust pipe 52A or the exhaust pipe 52B. The space to be used can be configured compactly. The exhaust pipe 52C has a diameter such that, for example, the cross-sectional area is 10% or more of the sum of the cross-sectional areas of the exhaust pipe 52A and the exhaust pipe 52B.

さらに、エンジン１００の効果について説明する。エンジン１００によれば、コンパクトな構成とすることができる。   Further, effects of the engine 100 will be described. The engine 100 can have a compact configuration.

従来、高圧過給機と低圧過給機とが近接に配置され、さらに高圧過給機と低圧過給機とを吸気管及び排気管によって接続するエンジンでは、高圧過給機及び低圧過給機を配置した部分（側）のスペースが奪われ、エンジンの構成をコンパクトにすることができなかった。   Conventionally, in an engine in which a high-pressure supercharger and a low-pressure supercharger are arranged close to each other and the high-pressure supercharger and the low-pressure supercharger are connected by an intake pipe and an exhaust pipe, the high-pressure supercharger and the low-pressure supercharger The space on the part (side) where it was placed was deprived and the engine configuration could not be made compact.

エンジン１００によれば、高圧過給機２０と低圧過給機３０とをエンジン１００の長手方向のギアケース側とフライホイール側とに分離して配置することによって、コンパクトな構成とすることができる。そして、高圧過給機２０又は低圧過給機３０のメンテナンス時の作業性も向上できる。   According to the engine 100, the high-pressure supercharger 20 and the low-pressure supercharger 30 are arranged separately on the gear case side and the flywheel side in the longitudinal direction of the engine 100, whereby a compact configuration can be achieved. . And the workability | operativity at the time of the maintenance of the high pressure supercharger 20 or the low pressure supercharger 30 can also be improved.

また、エンジン１００によれば、吸気管５１Ｃと排気管５２Ｃとを、エンジン本体１０の短手方向の右側と左側とに分離して平行に配置することによって、コンパクトな構成とすることができる。   Further, according to the engine 100, the intake pipe 51C and the exhaust pipe 52C are separated into the right side and the left side in the short direction of the engine main body 10 and arranged in parallel, whereby a compact configuration can be achieved.

さらに、エンジン１００によれば、高圧過給機２０を高圧インタークーラ４１の上方に配置し、低圧過給機３０を低圧インタークーラ４２の上方に配置することによって、コンパクトな構成とすることができる。   Furthermore, according to the engine 100, the high-pressure supercharger 20 is disposed above the high-pressure intercooler 41, and the low-pressure supercharger 30 is disposed above the low-pressure intercooler 42, whereby a compact configuration can be achieved. .

１０ エンジン本体
１１ 吸気マニホールド
１２ 排気マニホールド
２０ 高圧圧縮機
３０ 低圧圧縮機
４１ 高圧インタークーラ
４２ 低圧インタークーラ
５１Ｂ 吸気管
５１Ｃ 吸気管
５２Ａ 排気管
５２Ｂ 排気管
５２Ｃ 排気管
１００ エンジン DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Engine main body 11 Intake manifold 12 Exhaust manifold 20 High pressure compressor 30 Low pressure compressor 41 High pressure intercooler 42 Low pressure intercooler 51B Intake pipe 51C Intake pipe 52A Exhaust pipe 52B Exhaust pipe 52C Exhaust pipe 100 Engine

Claims (2)

複数気筒を有し、ピストンが下死点に到達するよりも早く吸気弁を閉じるエンジンであって、
高圧過給機と低圧過給機とからなる二段過給機と、前記複数気筒の排気系を２群に分けて２つの排気管が、前記高圧過給機に接続される動圧式排気マニホールドとを具備し、
前記動圧式排気マニホールドに接続される２つの排気管は、高さ方向にて並列に配置され、
前記高圧過給機を構成する高圧コンプレッサ及び高圧タービン、並びに前記低圧過給機を構成する低圧コンプレッサ及び低圧タービンは、それぞれエンジン本体の長手方向の端部で短手方向に並べて配置され、
前記高圧過給機と前記低圧過給機とを接続する吸気管及び排気管は、エンジン本体の短手方向の一側と他側とにエンジン本体を介して分離した状態で、エンジン本体の上側において、長手方向に対し平行して配置され、
前記動圧式排気マニホールドに接続される２つの排気管は、前記高圧過給機と前記低圧過給機とを接続する吸気管及び排気管よりも平面視にて内側に配置される、
ことを特徴とするエンジン。 An engine that has multiple cylinders and closes the intake valve earlier than the piston reaches bottom dead center,
A two-stage turbocharger composed of a high-pressure supercharger and a low-pressure supercharger, and a dynamic pressure exhaust manifold in which the exhaust system of the plurality of cylinders is divided into two groups and two exhaust pipes are connected to the high-pressure supercharger And
Two exhaust pipes connected to the dynamic pressure exhaust manifold are arranged in parallel in the height direction,
The high-pressure compressor and the high-pressure turbine constituting the high-pressure supercharger, and the low-pressure compressor and the low-pressure turbine constituting the low-pressure supercharger are arranged side by side in the short direction at the longitudinal ends of the engine body, respectively.
An intake pipe and an exhaust pipe connecting the high-pressure supercharger and the low-pressure supercharger are separated from one side and the other side of the engine body through the engine body, and the upper side of the engine body. In parallel to the longitudinal direction,
Two exhaust pipes connected to the dynamic pressure type exhaust manifold are arranged on an inner side in a plan view than an intake pipe and an exhaust pipe connecting the high pressure supercharger and the low pressure supercharger.
An engine characterized by that. 請求項１記載のエンジンにおいて、
前記高圧過給機と前記低圧過給機とを接続する排気管の断面積は、前記動圧式排気マニホールドに接続される２つの排気管の断面積の和よりも１０％以上の大径となるように構成した、
ことを特徴とするエンジン。 The engine according to claim 1.
The cross-sectional area of the exhaust pipe connecting the high-pressure supercharger and the low-pressure supercharger is 10% or more larger than the sum of the cross-sectional areas of the two exhaust pipes connected to the dynamic pressure exhaust manifold. Configured as
An engine characterized by that.
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