JPH0127246B2

JPH0127246B2 -

Info

Publication number: JPH0127246B2
Application number: JP58169979A
Authority: JP
Inventors: Koichi Hatamura; Koji Asaumi
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1983-09-13
Filing date: 1983-09-13
Publication date: 1989-05-29
Also published as: JPS6060218A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、自動車用のターボ過給機付きＶ型エ
ンジン又は水平対向エンジンの排気装置に関す
る。

（従来技術）Ｖ型エンジン或いは水平対向エンジンのよう
に、各々複数のシリンダを有する２つのバンクを
設けたエンジンにターボ過給機を備える場合、２
個の過給機を備えてその各々のタービンを両バン
クの排気通路上に夫々介設する場合と、例えば特
開昭57―122122号公報又は実開昭56―2027号公報
に示されているように、両バンクの排気通路を合
流させて１個の過給機のタービンに導く場合とが
あるが、前者の場合はコストの点で難点があり、
また後者の場合は２本の排気通路を合流させる関
係で次のような問題が生じる。

つまり、過給機が１個の場合は、該過給機をレ
イアウト上、一方のバンクの近傍に配置して、他
方のバンクの排気通路をエンジンの上方又は下方
或いは前方又は後方を通過させて過給機のタービ
ン上流に合流させることになるが、排気通路をエ
ンジンの上方又は下方を通過させることは車体に
おけるボンネツト高さとの関係で制約があり、ま
たエンジンの前方を通過させるのも、エンジン前
方には一般に冷却フアンが配置されているので困
難である。従つて、上記のように一方のバンクの
近傍に配置したターボ過給機のタービン上流に他
方のバンクの排気通路を合流させる場合、この排
気通路をエンジン後方におけるダツシユボードと
の間を通過させざるを得ないことになるが、エン
ジンの後端面とダツシユボードとの対向部は、走
行風がエンジンに遮られて冷却作用を十分に受け
ることができない部位であるため、ここに高温の
排気通路を配設した場合、上記ダツシユボードが
熱害を受けることになる。

（発明の目的）本発明は２つのバンクを有し且つ１個のターボ
過給機が備えられたエンジンの排気装置に関する
上記のような実情に対処するもので、一般に過給
機付きエンジンにおいては過給圧が過度に上昇す
ることを防止するため、排気ガス量が多い高負荷
高速時に一部の排気ガスをタービンに供給するこ
となく放出していることに着目し、これを利用し
て上記の如きダツシユボードに対する熱害を防止
することを目的とする。

（発明の構成）本発明に係るターボ過給機付きエンジンの排気
装置は、上記目的達成のため次のように構成され
る。

即ち、各々複数のシリンダを有する第１、第２
バンクを有し、且つクランクシヤフト方向に直交
する端面がダツシユボードに対向するように車体
に搭載されるＶ型エンジン或いは水平対向エンジ
ンにおいて、上記第１バンクの側方もしくは上記
端面とダツシユボードとの対向部の第１バンク側
の側方にターボ過給機を配設して、該第１バンク
側の排気通路中にターボ過給機のタービンを介設
する一方、第２バンク側の排気通路を、該第２バ
ンク側の側部における上記端面とダツシユボード
とが互いに対向する部位よりも排気上流側で第１
通路と第２通路とに分岐し、第１通路は上記端面
とダツシユボードとの対向面間を通過させて上記
第１バンク側の排気通路のタービン上流部に合流
させると共に、第２通路は直接大気に開放し或い
は第１バンク側の排気通路におけるタービンより
十分下流側に連通させる。そして、該第２通路
に、吸気通路におけるターボ過給機のブロワより
下流の過給圧に応じて開閉するウエストゲートを
設ける。このウエストゲートは、上記過給圧が所
定値以下のとき、即ち排気ガス量が少ない低速時
や低負荷時、換言すれば排気ガス温度が低くて熱
害の問題が生じない場合には、第２通路を遮閉し
て、第２バンクのシリンダから排出される排気ガ
スの全量を第１通路を介して過給機のタービンに
供給する。また、上記過給圧が所定値を超えると
き、即ち排気ガス量が多く且つ排気温度が高い高
負荷高速時には上記第２通路を開通させ、第２バ
ンク側からの排気ガスを該第２通路を介して外気
に放出させる。これにより、過給圧の過度な上昇
が防止されると共に、特に上記のエンジン端面と
ダツシユボードとの対向面間を通過する第１通路
内を高温の排気ガスが流れることがなくなり、ま
た高負荷高速時に高温の排気ガスが流れる第２通
路は、エンジン端面とダツシユボードとの対向部
よりも排気上流側で分岐されているので、この高
温の排気ガスによるダツシユボードに対する熱害
が防止されることになる。なお、この第２通路は
排気ガスを過給機に供給するものではないから、
上記のように排気上流部で分岐されて通路長が長
くなつても過給効率を低下させることはなく、こ
れに対して、過給機に排気ガスを供給する第１通
路は、上記エンジン端面とダツシユボードとの対
向面間を通過することにより極力短くされて、所
要の過給効率が確保されることになる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１，２図に示すようにエンジン１は、各々複
数のシリンダ２……２，３……３を有し且つクラ
ンク軸４の回りに所定の角度をもつて配置された
第１、第２バンク５，６を有すると共に、両バン
ク５，６の中間部上方にはサージタンク７が配設
されている。このサージタンク７からは、両バン
ク５，６におけるシリンダヘツド８，９の吸気ポ
ート（図示せず）に夫々通じるシリンダ数と同数
の吸気分岐通路１０……１０が分岐されており、
また両バンク５，６におけるシリンダヘツド８，
９の外側の側面には、夫々複数の排気ポート（図
示せず）を合流させる第１、第２排気マニホルド
１１，１２が設けられている。

一方、該エンジン１における図面上、右方に位
置する第１バンク５の側方にはターボ過給機１３
が備えられている。この過給機１３は、第３図に
示すようにタービンハウジング１４に内装された
タービン１５と、ブロワハウジング１６に内装さ
れたブロワ１７とを連結軸１８によつて直結した
構成である。そして、ブロワハウジング１６にお
ける空気取入口１６ａに吸気管１９を介してエア
フローメータ及びエアクリーナ（図示せず）が接
続されていると共に、空気吐出口１６ｂには過給
通路２０が接続され、該通路２０がスロツトルバ
ルブ２１を内装したスロツトルボデイ２２を介し
て上記サージタンク７に連通されており、これに
より上記吸気管１９、過給機１３のブロワハウジ
ング１６、過給通路２０、サージタンク７及び吸
気分岐通路１０……１０等でなる吸気通路が構成
されている。また、タービンハウジング１４には
排気入口１４ａと排気出口１４ｂとが設けられ、
該排気入口１４ａは当該過給機１３が位置する第
１バンク５側の排気マニホルド１１に接続され、
また排気出口１４ｂには後方に延びる排気通路２
３が接続されている。

ここで、第１図に示すようにエンジン１は自動
車の車体前部におけるダツシユボード２４により
車室２５と仕切られたエンジンルーム２６内にク
ランクシヤフト４が車体前後方向に延びるように
配置されていると共に、後方の端面にはトランス
ミツシヨン２７が取付けられている。また、上記
排気通路２３は車室２５の下方を車体後方に導か
れていると共に、該通路２３にはエンジン１側か
ら触媒コンバータ２８及び消音器２９が設けられ
ている。

然して、このエンジン１においては、第１，２
図及び第４図に示すように第２バンク６のシリン
ダヘツド９に取付けられた第２排気マニホルド１
２が該第２バンク６側の側方においてエンジン１
の後端面とダツシユボード２４とが互いに対向す
る部位の外側、即ち該部位の排気上流側で第１通
路３０と第２通路３１とに分岐されている。第１
通路３０はエンジン１の後端面とダツシユボード
２４との対向面間を通過して上記トランスミツシ
ヨン２７の上方を反対側の側方に向つて横切り、
第３図に示すように第１バンク５の側方に備えら
れたターボ過給機１３のタービン上流側で第１バ
ンク５側の排気マニホルド１１に合流されてい
る。また、第２通路３１は車室２５の下方を後方
に延ばされた上で、第１図に示すように上記過給
機１３から後方に延びる排気通路２３の十分下流
側（図例では触媒コンバータ２８と消音器２９の
間）に合流されている。そして、該第２通路３１
における第１通路３０との分岐部の下流位置には
ウエストゲート３２が設けられている。このウエ
ストゲート３２は、上気吸気通路における過給機
１３（ブロワ１７）の下流側のサージタンク７内
から連通路３３を介して過給圧が導入されるダイ
ヤフラム３４によりロツド３５及びレバー３６を
介して開閉され、過給圧が所定値以下の時は第５
図に実線で示すように第２通路３１を遮閉してい
るが、過給圧が所定値を超えた時に鎖線で示すよ
うに該第２通路３１を開通させる。

次に上記実施例の作用を説明する。

過給機１３のブロワ１７によつて図示しないエ
アクリーナから吸入された空気は、過給通路２０
に設置されたスロツトルバルブ２１により流量を
調整された上でサージタンク７に流入し、更に該
サージタンク７から各吸気分岐通路１０……１０
を通つて両バンク５，６のシリンダ２……２，３
……３に夫々供給される。また、各シリンダ２…
…２，３……３における燃焼によつて発生した排
気ガスは両バンク５，６のシリンダヘツド８，９
に取付けられた第１、第２排気マニホルド１１，
１２に夫々流入するが、上記過給機１３が備えら
れた第１バンク５側の排気マニホルド１１に流入
した排気ガスは該過給機１３におけるタービンハ
ウジング１４に流入し、タービン１５を駆動す
る。これにより、上記ブロワ１７が回転され、上
記のようにエアクリーナ１９から吸入された空気
がサージタンク７を介して各シリンダ２……２，
３……３に過給される。そして、この排気ガスは
タービン１５を駆動した後、排気通路２３により
触媒コンバータ２８及び消音器２９を経て車体後
方に導かれ、外気に放出される。

一方、第２バンク６側の排気マニホルド１２に
流入した排気ガスはエンジン１の運転状態によつ
て進路を切換えられる。つまり、低負荷時や低速
時等において上記過給機１３によつて発生される
過給圧が所定値以下の時は、この過給圧がサージ
タンク７から連通路３３を経て導入されるダイヤ
フラム３４の作動により、当該第２排気マニホル
ド１２から分岐された第２通路３１内のウエスト
ゲート３２が遮閉されている。そのため、該第２
排気マニホルド１２に流入した排気ガスは全て第
１通路３０側に流れて、該通路３０により過給機
１３のタービン上流側に導かれることになる。こ
れにより、該過給機１３のタービン１５が第２バ
ンク６側から排出された排気ガスによつても駆動
され、その結果、過給圧が高められて出力が上昇
することになる。

ところで、この場合においては、排気ガスが第
２排気マニホルド１２から分岐されてエンジン１
の後端面沿いにダツシユボード２４の直前位置を
通る第１通路３０内を通過することになるが、こ
の場合はエンジンの運転状態が低負荷或いは低速
状態であつて排気ガス温度が低いから、該第１通
路３０を通過する排気ガスによつてダツシユボー
ド２４が熱害を受けることがない。

然して、エンジン１の運転状態が高温の排気ガ
スが多量に排出される高負荷高速状態にあり、こ
れに伴つて過給圧が所定値を超えた時は、該過給
圧が導入されているダイヤフラム３４の作動によ
つてウエストゲート３２が開かれることにより、
第２バンク６のシリンダ３……３から排出される
排気ガスの全部ないし大部分が第２排気マニホル
ド１２から第２通路３１側に流れることになる。
そのため、過給機１３のタービンハウジング１４
に導入される排気ガス量が減少して、過給圧が上
記所定値を超えて過度に上昇することが防止され
る。そして、これと同時に、高温の排気ガスがエ
ンジン１の後端面とダツシユボード２４との対向
面間を通る第１通路３０内を殆ど又は全く通過し
なくなるから、該排気ガスによるダツシユボード
２４に対する熱害が防止されるのである。ここ
で、高温の排気ガスが通過する第２通路３１は、
上記エンジン１の後端面とダツシユボード２４と
が互いに対向する部位よりも排気上流側で分岐さ
れて車室２５の下方に導かれているので、ダツシ
ユボード２４から離れて位置することになり、し
かも走行風による冷却作用を受けることができる
ので、該第２通路を通過する排気ガスによつてダ
ツシユボード２４が熱害を受けることはない。

そして、上記のように低負荷時や低速時に過給
機１３に排気ガスを供給する第１通路３０はエン
ジン後端面とダツシユボード２４との対向面間を
通過することによりその長さが極力短くされ、従
つて該第１通路３０からの排気ガスによつて過給
機１３が効率よく作動することになり、また第２
通路３１は排気上流部から分岐されるため通路長
が長くなるが、該第２通路３１は過給機１３に排
気ガスを供給するものではないから、これによつ
て過給効率が低下することはない。

尚、上記第２通路３１は第１図に鎖線で示すよ
うに第１バンク５側から導かれた排気通路２３に
合流させることなく、消音器３７を介して直接大
気に開放するようにしてもよい。

また、第３図に鎖線で示すように、過給機１３
のタービン上流部における第１排気マニホルド１
１と第２排気マニホルド１２から分岐された第１
通路３０とが合流する箇所に仕切壁３８を設けれ
ば、低負荷、低速時において第１、第２排気マニ
ホルド１１，１２の両方からの排気ガスによつて
タービン１５を駆動する時に、両側からの排気ガ
スの衝突が防止され且つ両排気ガスの動圧効果が
有効利用されて、タービン１５の駆動効率が向上
することになる。また、これに関連して、排気ガ
ス量の少ない低負荷、低速時に第２排気マニホル
ド１２側からの排気ガスの流速を高めるため、こ
の実施例においては第１通路３０が細くされてい
る。

更に、高負荷高速時において、ウエストゲート
３２が完全に開くことにより第２排気マニホルド
１２側の排気ガスが過給機１３側に供給されなく
なつているにも拘らず、第１排気マニホルド１１
側の排気ガスだけで過給圧が所定値を超えるおそ
れがある場合は、過給機１３のタービンハウジン
グ１４に排気入口１４ａと排気出口１４ｂとを直
結するバイパス通路を設けると共に、該通路に補
助ウエストゲートを設け、これを第３図に鎖線で
示すようにサージタンクから過給圧が導入される
ダイヤフラム３９によつて開閉するようにしても
よい。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、Ｖ型エンジンや
水平対向エンジン等の２つのバンクを有するエン
ジンに１つのターボ過給機を備える場合に、該過
給機が備えられていない方のバンクに設けられた
排気通路をエンジンの端面とダツシユボードとの
対向部より排気上流側で第１通路と第２通路とに
分岐し、第１通路を上記エンジンの端面とダツシ
ユボードとの対向面間を通過させて上記過給機の
タービン上流側に合流させると共に、過給機を通
過しない第２通路には過給圧が所定値を超えた時
に該第２通路を開通させるウエストゲートを備え
る構成としたから、排気ガス量の多い高負荷高速
時に上記ウエストゲートが開いて過給圧の過度な
上昇が防止されると共に、特に上記エンジンの端
面とダツシユボードとの対向面間を通過する第１
通路には排気ガス温度が低い低負荷時や低速時の
み排気ガスが流入することになり、また高負荷高
速時に高温の排気ガスが通過する第２通路は上記
ダツシユボードから離れて位置することになる。
これにより、この種のエンジンにおいて、所要の
過給効率を確保しながら、排気ガスを過給機に導
く通路によるダツシユボードに対する熱害が防止
されることになる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
排気装置の全体平面図、第２図は同背面図、第３
図は同右側面図、第４図は同左側面図、第５図は
第４図におけるウエストゲート部の拡大縦断面図
である。１……エンジン、２，３……シリンダ、４……
クランクシヤフト、５……第１バンク、６……第
２バンク、１１，２３……第１バンクの排気通路
（１１……第１排気マニホルド）、１２……第２バ
ンクの排気通路（第２排気マニホルド）、１３…
…ターボ過給機、１５……タービン、１７……ブ
ロワ、２４……ダツシユボード、３０……第１通
路、３１……第２通路、３２……ウエストゲー
ト。

Claims

【特許請求の範囲】

１各々複数のシリンダを有する第１、第２バン
クがクランクシヤフト回りに角度をもつて配置さ
れ、且つクランクシヤフト方向に直交する端面が
ダツシユボードに対向するように車体に搭載され
るエンジンにおいて、上記第１バンクの側方もし
くは上記エンジン端面とダツシユボードとの対向
部の第１バンク側の側方にターボ過給機を配置し
て、該第１バンクのシリンダに連通された排気通
路中に上記ターボ過給機のタービンを介設する一
方、第２バンクのシリンダに連通された排気通路
を該第２バンク側の側部における上記端面とダツ
シユボードとが対向する部位よりも排気上流側で
第１通路と第２通路とに分岐し、第１通路を上記
端面とダツシユボードとの対向面間を通過させ
て、上記第１バンク側の排気通路のタービン上流
部に合流させると共に、第２通路を大気に開放し
又は第１バンク側の排気通路のタービンより十分
下流側に連通させ、且つ該第２通路に、ターボ過
給機のブロワ下流の吸気通路の過給圧が所定値を
超えた時、この第２通路を開通させるウエストゲ
ートを設けたことを特徴とするターボ過給機付エ
ンジンの排気装置。