JPH01195923A - ツインターボ式内燃機関 - Google Patents

ツインターボ式内燃機関

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JPH01195923A
JPH01195923A JP63021597A JP2159788A JPH01195923A JP H01195923 A JPH01195923 A JP H01195923A JP 63021597 A JP63021597 A JP 63021597A JP 2159788 A JP2159788 A JP 2159788A JP H01195923 A JPH01195923 A JP H01195923A
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JP
Japan
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exhaust
valve
exhaust gas
combustion
auxiliary combustor
Prior art date
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Pending
Application number
JP63021597A
Other languages
English (en)
Inventor
Ryoichi Ohashi
大橋 良一
Hitoshi Inaba
均 稲葉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yanmar Co Ltd
Original Assignee
Yanmar Diesel Engine Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH01195923A publication Critical patent/JPH01195923A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/007Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in parallel, e.g. at least one pump supplying alternatively
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/10Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
    • F01N13/107More than one exhaust manifold or exhaust collector
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    • F02B37/02Gas passages between engine outlet and pump drive, e.g. reservoirs
    • F02B37/025Multiple scrolls or multiple gas passages guiding the gas to the pump drive
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/16Control of the pumps by bypassing charging air
    • F02B37/164Control of the pumps by bypassing charging air the bypassed air being used in an auxiliary apparatus, e.g. in an air turbine
    • F02B37/166Control of the pumps by bypassing charging air the bypassed air being used in an auxiliary apparatus, e.g. in an air turbine the auxiliary apparatus being a combustion chamber, e.g. upstream of turbine
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、複数気筒を2群に分割し、それぞれの気筒群
に排気ターボ過給機を備えたツインターボ式内燃機関に
関するものである。
(従来技術及びその問題点) この種のツインターボ式内燃機関では、従来から第4図
のような先行技術が知られている。各シリンダ11に繋
がる排気マニホールド12の途中にシリンダ11を3気
筒ずつに分割する開閉弁40を設け、13.14の一方
に開閉弁41を設けて片方の高圧段排気ターボ過給機1
5にだけ排気ガスを流すようにしている。
しかしながら、第4図の場合では低速時に燃焼が不安定
になり易く、特に低圧段排気ターボ過給機等を設けた高
過給機関では最高出力時の筒内圧を抑制するために低圧
縮比化しであるので、この点が著しい。
(発明の目的) 本発明は、第1にツインターボ式内燃機関において、低
速時の燃焼を安定させることができるツインターボ式デ
ィーゼル機関を提供することを目的としている。
(発明の構成) (1)技術的手段 本発明は、複数気筒を2群に分割し、それぞれの気筒群
に排気ターボ過給機を備えたツインターボ式内燃機関に
おいて、各気筒群と各排気ターボ過給機を繋ぐ第1、第
2排気通路を設け、両排気通路の途中に開閉弁を設け、
全気筒に連通する排気マニホールドに各気筒群に分割す
る開閉自在な分割弁を設け、前記排気マニホールドに排
気取出し通路を設け、この排気取出し通路に排気ガスに
燃焼エネルギを添加する補助燃焼器を接続し、補助燃焼
器の出口通路を一方の排気通路の開閉弁より下流側に接
続し、前記排気取出し通路に開閉自在な流入弁を設け、
燃焼が不安定になる低速時に、分割弁、流入弁を開弁し
、開閉弁を閉弁し、補助燃焼器を燃焼して排気ガスに燃
焼エネルギを添加するようにしたことを特徴とするツイ
ンターボ式ディーゼル機関である。
(2)作用 低速時には排気マニホールドの排気ガスが補助燃焼器を
通って排気タニボ過給機へ流れ、補助燃焼器で添加され
た燃焼エネルギで低速時の燃焼を改善する。更に、この
補助燃焼器の高温の燃焼ガスで排気ガス中の未燃焼燃料
を焼却することができる。
(実施例) 本発明を採用したツインターボ式ディーゼル機関を示す
第1図で、10は機関本体である。この機関本体10は
6気筒のシリンダ11を有しており、各シリンダ11に
連通する排気マニホールド12は分割弁40で3気筒分
ずつに分割し得るように第1排気通路13と第2排気通
路14に繋がっている。
第1排気通路13は高圧段の排気ターボ過給機15に接
続している。第2排気通路14は同じく高圧段の排気タ
ーボ過給機17に接続している。
排気ターボ過給機15.17のタービン16.18は排
気接続管21.22で低圧段の排気ターボ過給機26に
接続し、この排気ターボ過給機26には2個の渦巻き室
を備えたツインスクロールタービン27を有している。
排気ターボ過給機26のブロワ28で過給した空気はイ
ンタークーラ24を介して給気接続管25で排気ターボ
過給機15のブロワ19に繋がっている。排気接続管2
5から分岐した給気接続管33は逆止弁35を介して排
気ターボ過給機17のブロワ20に繋がっている。この
ブロワ20からの過給空気は8は給気接続管29に繋が
り、給気接続管29はブロワ19からの給気接続管30
と合流してインタークーラ31を介して給気マニホール
ド32に繋がっている。
前記分割弁40の近傍には、排気取出し通路42が繋が
り排気取出し通路42は補助燃焼器43に連通している
。排気取出し通路42には流入弁44が介装しである。
補助燃焼器43には点火プラグ45、噴射弁45aが設
けである。補助燃焼器43の出口通路46は第1排気通
路13の開閉弁47の下流側近傍に連通している。第2
排気通路14の途中にも開閉弁48が介装しである。
以上の分割弁40、流入弁44、補助燃焼器43、開閉
弁47.48は制御装置51で制御される。更に制御装
置51には機関本体10(第1図)の回転計(図示せず
)からの回転数信号53や第1排気通路13、第2排気
通路14の圧力計54からの圧力信号55が入力してお
り、制御装置51は両信号53.55に基づいて機関の
運転状態を判別し、低速時には第1図のように分割弁4
0゜流入弁44を開弁じ、開閉弁47.48を閉弁して
、補助燃焼器43を燃焼するように制御している。
以上の構成では、低速時には第1図の状態で機関を運転
する。この時、各シリンダ11からの排気ガスを全て排
気取出し通路42から補助燃焼器43へ流し、燃鳴エネ
ルギを添加して開閉弁47の下流から第1排気通路13
を経て、排気ターボ過給機15を駆動し、更にツインス
クロールタービン27の片方の渦巻き室だけに排気ガス
を流して、排気ターボ過給機26を駆動する。
したがって、低速時の少ない排気ガス量でも過給効率が
上り、回転数Nと出力Pのグラフである第2図において
、領域W1の範囲で過給圧が上昇し、領域W1での燃焼
状態が安定する。
特に、第2図の領域W4での最高出力を上げるために過
給圧をできるだけ高くした機関では、シリンダ11の筒
内最高圧を抑制するために圧縮比を下げる必要がある。
このような高過給機関では領域W1で燃焼が不安定にな
り易いが、第1図の運転状態では排気ターボ過給機15
.26の作動で低速時の過給圧が上り、燃焼が安定する
また、ツインスクロールタービン27の片方の渦巻き室
だけへ排気ガスを流すので、少ない排気ガス量でも過給
効率が高く、また、必要な過給圧にまで加圧するのに要
する補助燃焼器43の燃焼エネルギも少なくて済む。
次に第2図の領域W2で示す中速時には、第3図のよう
に、分割弁40、開閉弁47を開弁じ、流入弁44.4
8を閉弁し、補助燃焼器43の燃焼を停止して、中程度
に増加した排気ガス量を一方の排気ターボ過給機15へ
供給して、高効率で両排気ターボ過給機15.26を駆
動し、過給圧を上げる。
最後に、第2図の領域W3の高速時には、分割弁40流
入弁44を閉弁し、開閉弁47.48を開弁じ、補助燃
焼器43の燃焼を停止して全排気ターボ過給機15,1
7.26を作動して過給圧を上げ、高い最高出力を得る
(別の実施例) (1) 本発明は以上の1実施例に限定されず、例えば
低圧段排気ターボ過給機26を設けずに、υ「気ターボ
過給機15.17を給気マニホールド32に接続した1
段過給機付機関にも適用できる。
(発明の効果) 以上説明したように本発明によるツインターボ式ディー
ゼル機関では、各気筒群と各排気ターボ過給機15.1
7を繋ぐ第1、第2排気通路13゜14を設け、両排気
通路13.′14の途中に開閉弁47.48を設け、全
気筒に連通ずる排気マニホールド12に各気筒群に分割
する開閉自在な分割弁40を設け、前記排気マニホール
ド12に排気取出し通路42を設け、この排気取出し通
路42に排気ガスに燃焼エネルギを添加する補助燃焼器
43を接続し、補助燃焼器43の出口通路46を一方の
排気通路13の開閉弁47より下流側に接続し、前記排
気取出し通路42に開閉自在な流入弁44を設け、燃焼
が不安定になる低速時に、分割弁40、流入弁44を開
弁し、開閉弁47.48を閉弁し、補助燃焼器43を燃
焼して排気ガスに燃焼エネルギを添加するようにしたの
で、次の効果を奏する。
低速時の少ない排気ガス量でも過給効率が上り、回転数
Nと出力Pのグラフである第2図において、領域W1の
範囲で過給圧を上げることができ、領域W1での燃焼状
態を安定できる。
特に、第2図の領域W4での最高出力を上げるために過
給圧をできるだけ高くした機関では、シリンダ11の筒
内最高圧を抑制するために圧縮比を下げる必要があるが
、このような高過給機関では領域W1で燃焼が不安定に
なり易いが、第1図の運転状態では排気ターボ過給機1
5.26の作動で低速時の過給圧を上げ、低速時に発生
する燃焼の不安定を防止できるとともに、排出された未
燃焼燃料を焼却することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を採用したツインターボ式ディーゼル機
関の構造略図、第2図は回転数と出力のグラフ、第3図
は中速時の運転状態を示す構造略図、第4図は従来例を
示す構造略図である。10・・・機関本体、11・・・
シリンダ、13・・・第1排気通路、15.17・・・
高圧段排気ターボ過給機、26・・・低圧段排気ターボ
過給機、40・・・分割弁、42・・・排気取出し通路
、43・・・補助燃焼器、44・・・流入弁、47.4
8・・・開閉弁 特許出願人 ヤンマーディーゼル株式会社第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 複数気筒を2群に分割し、それぞれの気筒群に排気ター
    ボ過給機を備えたツインターボ式内燃機関において、各
    気筒群と各排気ターボ過給機を繋ぐ第1、第2排気通路
    を設け、両排気通路の途中に開閉弁を設け、全気筒に連
    通する排気マニホールドに各気筒群に分割する開閉自在
    な分割弁を設け、前記排気マニホールドに排気取出し通
    路を設け、この排気取出し通路に排気ガスに燃焼エネル
    ギを添加する補助燃焼器を接続し、補助燃焼器の出口通
    路を一方の排気通路の開閉弁より下流側に接続し、前記
    排気取出し通路に開閉自在な流入弁を設け、燃焼が不安
    定になる低速時に、分割弁、流入弁を開弁し、開閉弁を
    閉弁し、補助燃焼器を燃焼して排気ガスに燃焼エネルギ
    を添加するようにしたことを特徴とするツインターボ式
    ディーゼル機関。
JP63021597A 1988-02-01 1988-02-01 ツインターボ式内燃機関 Pending JPH01195923A (ja)

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JP63021597A JPH01195923A (ja) 1988-02-01 1988-02-01 ツインターボ式内燃機関

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2891311A1 (fr) * 2005-09-26 2007-03-30 Renault Sas Moteur comprenant un turbocompresseur a geometrie fixe et un turbocompresseur a geometrie variable
FR2904365A1 (fr) * 2006-07-25 2008-02-01 Renault Sas Moteur a combustion interne comprenant un dispositif de suralimentation en air
US7552722B1 (en) 2007-12-26 2009-06-30 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Exhaust gas recirculator devices
US7730878B2 (en) 2007-12-26 2010-06-08 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Exhaust gas recirculation devices
JP2011231683A (ja) * 2010-04-27 2011-11-17 Hino Motors Ltd 内燃機関
JP2018096298A (ja) * 2016-12-14 2018-06-21 いすゞ自動車株式会社 内燃機関吸排気構造

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