JPH01318720A - 過給内燃機関 - Google Patents

過給内燃機関

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JPH01318720A
JPH01318720A JP1106093A JP10609389A JPH01318720A JP H01318720 A JPH01318720 A JP H01318720A JP 1106093 A JP1106093 A JP 1106093A JP 10609389 A JP10609389 A JP 10609389A JP H01318720 A JPH01318720 A JP H01318720A
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exhaust
valves
intake
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combustion engine
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JP1106093A
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Hermann Hiereth
ヘルマン、ヒエレツト
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Daimler Benz AG
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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、シリンダの燃焼室に各々１つの吸入弁で閉鎖
される２つの吸入ダクトと各々一つの排気弁で閉鎖され
る２つの排気ダクトが取り付けられ、一方の吸入ダクト
および排気ダクトは、各々第一の排気ターボ過給器のコ
ンプレッサないしはタービンと結合し、もう一方の吸入
ダクトおよび排気ダクトは各々第二の排気ターボ過給器
のコンプレッサまたはタービンと結合し、この時２つの
吸入ダクトは流体工学的に互いに分離し、かつ２つの排
気ダクトも流体工学的に互いに分離して導入されている
過給内燃機関に関する。
［従来の技術］ ＪＰ−Ａ第６１−２１０２２４号において公知の同種の
内燃機関においては、２つの排気ターボ過給器は負荷お
よび回転数の全領域において常に一定の力で推進される
ようになっている。したがって回転数が低い場合排気の
流速も相対的に低（なり、したがって過給器の回転数も
低くなり、負荷が大きい方に変化した場合きわめてゆっ
くりした過給圧しかあたえられないようになっている。
この運転領域においては吸入側でも流速は小さいので、
内燃機関の燃焼室内の乱流もわずかになり、満足な混合
気体の達成は、特にデーゼルエンジンにおいて保証され
ない。
ドイツ特許明細書（ＤＥ−ＰＳ）第８５０９６５号で公
知の内燃機関では、２つの排気ターボ過給器によって過
給され、その１つは、必要な場合閉鎖エレメントによっ
て排気および吸入回路内で停止させることができる。２
つのターボ過給器に対する吸入ダクトおよび排気ダクト
は流体工学的に互いに結合しており、第２のターボ過給
器が人力された場合２つの過給装置は唯一個のターボ過
給器のように作用するようになっている。４弁シリンダ
ヘツドが使用された場合、個々の吸入ダクトおよび排気
ダクトがどのように配列されるかについては、ドイツ特
許明細書（ＤＥ−ＰＳ）第８５０９６５号は述べていな
い。
ＪＰ−Ａ第６０７９１２３号で公知の装置では、４弁シ
リンダヘツドの弁は、吸入弁２個および排気弁２個で頂
点を形成される仮想の４角形において、２つの吸入弁は
１つの対角線上に、２つの排気弁はもう１つの対角線上
に在るように配置されている。
［発用が解決しようとする課題］ 本発明の課題は、上述の過給内燃機関を、低い回転数の
領域においても正の負荷変換の際明らかに改良された過
給圧を生ぜしめて燃焼室内に最良の混合気体を達成する
ことである。
［課題を解決するための手段］ この課題は、排気ターボ過給器と結合している吸入側お
よび排気側を各々１つの閉鎖エレメントによって必要に
応じて閉鎖することによって解決される。
本発明の内燃機関で２つの排気ターボ過給器の１つはタ
ービン側でも加圧側でも適当な閉鎖エレメントによって
閉鎖されることができ、これによって、１つのシリンダ
の全排気は唯１つの排気ダクトを通ってタービンへ導か
れることができ、従って相対的に高い流速の排気ができ
るようになっている。このため過給器回転数は排気ター
ボ過給器が切り離された場合、最低回転数領域において
も相対的に高い水準に保たれることができ、正の負荷変
換の際に過給圧の速やかな立ち上りが保証されている。
排気側におけると同じように、排気ターボ過給器が切り
離された場合全吸入ガスもまたいまや２つの吸入ダクト
からでな（唯１つの吸入ダクトから燃焼室に流れ込む。
したがって流速はより高くなるので、低回転数領域にお
いても同様に燃料と燃焼気体との強力な混合のための最
良の条件ができる。混合気体生成は、閉鎖されることの
できない吸入側の吸入ダクトが付加的にねじれダクトと
して構成されていると、さらに改良される。
この時本発明は排気ターボ過給器の適当な０Ｎ−ＯＦＦ
切換によってさらに内燃機関の負荷および回転数の様々
の状態に渡ってシリンダ内に良い混合気生成のために必
要とされる渦流水準の最良の適合を可能にしている。閉
鎖可能でない吸入ダクトを例えば高いねじれを持たせて
構成した場合、必要に応じて小さなねじれを持つ第二の
吸入ダクトを付加することによってシリンダ内の渦は、
内燃機関の全回転数領域を通じて常に一定に保たれるこ
とができる。しかし他方では例えばエンジンでは高い回
転数領域において高い乱流が生じることができる。
弁の対角線配置は、シリンダヘッド上に最良の温度分布
が保証されているかぎりで効果的である。高温の排気側
とそれに比して低温の吸入側の温度勾配がきわめて大き
い場合、これとは逆に吸入弁および排気弁がエンジン軸
に平行に配置される方が効果的である。
本発明のさらに効果的な構成は、請求項２以下に記述さ
れている。
［実施例］ 実施例を図面を参照して説明する。
■は内燃機関の燃焼室であり、このガス交換は互いに対
角線上に配置された２つの吸入弁２．３および同様に対
角線上に配置された２つの排気弁４．５によって制御さ
れる。排気弁４は第１の排気ダクト６上に、また吸入弁
２は吸入ダクト７上に取り付けられている。さらに第１
排気ターボ過給器８が設けられ、そのタービン９は第１
排気ダクト６を通じて排気によって衝撃されることがで
き、そのコンプレッサ１０は吸入バイブ１１を通って吸
入された空気を吸入ダクト７を通じて燃焼室ｌに送り込
む。タービン９に結合された排気バイブ１２内および吸
入ダクト７内には各々１つのバルブ１３ないし１４が取
り付けられ、これによってそれぞれが、閉鎖状態のみま
たは開放状態のみに保たれることができる。２つのバル
ブ１３および１４は図において点線で示されている操作
ロッド１５によって互いに結合しており、２つのバルブ
１３および１４の完全な同時操作が実現されるようにな
っている。バルブ１４と圧縮器１０の間には過給気体冷
却装置１６が設けられている。吸入弁３はもう１つの吸
入ダクト１７内にあり、この吸入ダクト１７は燃焼室ｌ
への吸入口付近でねじれダクトとして構成されており、
排気弁５はもう１つの排気ダクト１８に取り付けられて
いる。これらの伸側にも排気ターボ過給器１９が設けら
れ、そのタービン２０は排気によって衝撃されることが
でき、その圧縮器２１は新鮮な空気を燃焼室ｌ内に導く
。この時、過給気は同様に冷却器を通して冷却される。
内燃機関が作動している間、低速回転領域、つまり与え
られた回転数境界値ｎ０を越えない間は２つのバルブ１
３および１４は閉鎖状態に保たれ、これによって排気タ
ーボ過紗器８はいわゆる“休止”状態におかれ、ガス交
換はもっばら２つの弁３および５のみを通して行われる
。この時、圧縮器２１によって導かれた新鮮な空気は、
ねじれた吸入ダクト１７を通ってさらに乱れた渦流とし
て内燃機関の燃焼室１内に流れこむ。新鮮な空気はすべ
て吸入ダクト１７のみを通って燃焼室１に導かれるため
、このダクト１７内には高い流速が現われ、これが燃焼
室ｌ内の渦流の発生にプラスの効果をもたらす。入力側
と同様に、排気ダクト６が閉じられていると排気は相対
的に高速で排気ダクト１８を通ってタービン２０に流れ
込む、。
この高い排気速度はしたがって低速回転領域においても
排気ターボ過給器１９の高い回転数水準を保証するので
、排気ターボ過給器は例えば正の負荷変換が行われた後
きわめて速（対応する。
中間回転数領域および高回転数領域では、つまり与えら
れた回転数境界値ｎａが達成された後は、２つのバルブ
１３および１４は専用の調整装置（矢印２３によって示
されている）によって導桿１５を操作することにより、
開放状態に移行される。これによって２つのバルブ２．
４は再びガス交換制御に加わり、したがって排気はこの
時、２つのタービン９および２０を通じて流れ、新鮮な
空気は２つの圧縮器ｌＯおよび２１を通じて燃焼室ｌ内
に導かれる。この時、はとんどねじれのない吸入ダクト
７を通って燃焼室１に流れこんだ新鮮な空気は、吸入ダ
クト１７を通って流れ込んだ新鮮な空気のねじれ運動を
助ける作用をする。
２つのバルブ１３および１４の回転数に依存した操作の
かわりに、内燃機関の他の操作パラメータ、例えば内燃
機関の負荷に依存した操作を用いることも当然可能であ
る。２つのバルブ１３および１４の位置は、図で示され
る位置に制限されるものではない、バルブ１３および１
４は、排気側ないし吸気側の任意の位置に取り付けられ
ることができ、従って例えばタービン９の上流ないし過
給器１０の上流にも取り付けられることができる。この
ことよりさらに排気ターボ過給器の分離は２つのバルブ
で行うのでなく、直接２つの弁２．４の遮断によって実
現することも考えられる。
本発明は、もちろん１シリンダ内燃機関のみに限定され
るものではない、多シリンダの場合はもちろん多（の排
気ダクトないし多（のターボ過給器の吸気ダクトが各々
の１つの集中ダクトに集められることができる。一方の
ターボ過給器側の吸気および排気ダクトが流体力学的に
もう一方のターボ過給器側から分離されていることが保
証されていさえすればよい。
衝撃完全利用のために６．８または１２シリンダの内燃
機関において２連の流れケーシングをもつ２つの排気タ
ーボ過給器を用いることも考えられる。
【図面の簡単な説明】 図は本発明の内燃機関の実施例の概念図である。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）シリンダの燃焼室に各々１つの吸入弁で閉鎖され
    る２つの吸入ダクトと各々一つの排気弁で閉鎖される２
    つの排気ダクトが取り付けられ、一方の吸入ダクトおよ
    び排気ダクトは、各々第一の排気ターボ過給器のコンプ
    レッサないしはタービンと結合し、もう一方の吸入ダク
    トおよび排気ダクトは各々第二の排気ターボ過給器のコ
    ンプレッサまたはタービンと結合し、この時２つの吸入
    ダクトは流体工学的に互いに分離し、かつ２つの排気ダ
    クトも流体工学的に互いに分離して導入されている過給
    内燃機関であって、同じ排気ターボ過給器（８）と結合
    している吸入および排気側は各々１つの閉鎖エレメント
    によって必要に応じて閉鎖することができることを特徴
    とする装置
  2. （２）排気側を閉鎖する閉鎖エレメントはタービン（９
    ）の下流に設けられた排気パイプ（１２）内に設置され
    たバルブ（１３）として、また吸入側を閉鎖する閉鎖エ
    レメントは吸入パイプ（７）内に設置されたバルブ（１
    ４）として構成された請求項１記載の過給内燃機関
  3. （３）２つのバルブ（１３、１４）は内燃機関回転数が
    与えられた境界値ｎ＿ａを下回っている間、閉鎖状態に
    保たれていることを特徴とする請求項１または２記載の
    過給内燃機関
  4. （４）２つのバルブ（１３、１４）はその同時調整を行
    う導桿（１５）によって互いに結合していることを特徴
    とする請求項１〜３の１つに記載の過給内燃機関
  5. （５）２つの吸入弁（２、３）および２つの排気弁（４
    、５）を頂点とする仮想上の四角形において、２つの吸
    入弁（２、３）は１つの対角線上にまた２つの排気弁（
    ４、５）はもう一方の対角線上に存ることを特徴とする
    請求項１〜４の１つに記載の過給内燃機関
  6. （６）閉鎖されない吸入側の吸入ダクト（１７）は、ね
    じれダクトとして構成されていることを特徴とする請求
    項１〜５の１つに記載の過給内燃機関
  7. （７）２つの吸入ダクト（７、１７）は異なるねじれ度
    合を持つことを特徴とする請求項１〜６の１つに記載の
    過給内燃機関
JP1106093A 1988-05-10 1989-04-27 過給内燃機関 Pending JPH01318720A (ja)

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