JPH02125928A - Exhaust device for engine with exhaust turbo supercharger - Google Patents

Exhaust device for engine with exhaust turbo supercharger

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JPH02125928A
JPH02125928A JP63277139A JP27713988A JPH02125928A JP H02125928 A JPH02125928 A JP H02125928A JP 63277139 A JP63277139 A JP 63277139A JP 27713988 A JP27713988 A JP 27713988A JP H02125928 A JPH02125928 A JP H02125928A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust
passage
branch
engine
valve
Prior art date
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Pending
Application number
JP63277139A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Haruo Okimoto
沖本 晴男
Seiji Tajima
誠司 田島
Noriji Shimizu
律治 清水
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.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
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Publication of JPH02125928A publication Critical patent/JPH02125928A/en
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Abstract

PURPOSE:To contrive to increase output power by providing the connecting section of a communication passage connecting exhausting passages with each other in the downstream side of plural numbers of superchargers toward a supercharger which operates only in a specified operating range in such a way that the opening of it is directed outward in the radial direction of its scroll in the inner circumferential side of said scroll. CONSTITUTION:An exhaust passage is divided into two branch exhaust passages 2a and 2b, and an air intake passage 3 is concurrently divided into two air intake passages 3a and 3b. Then, the turbines Tp and Ts and the blowers Cp and Cs of a primary and a secondary exhaust turbo supercharger 9 and 10 are arranged to each branch passage. And the upstream side section of the exhaust cut valve 11 of the branch exhaust passage 2b is connected with the upstream side of the turbine Tp of the branch exhaust passage 2a via a communication passage 12. In this case, the connecting section of the communication passage 12 to the branch exhaust passage 2a is arranged in the inner circumferential sid e of a turbine scroll Tp1 in the branch exhaust passage 2a. In addition, the opening 12a of the communication passage 12 at the connecting section is arranged in such a way as to be directed outward to the radial direction of the turbine scroll Tp1.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は排気ターボ過給機付エンジンの排気装置の改良
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an improvement in an exhaust system for an engine equipped with an exhaust turbo supercharger.

(従来の技術) 従来、排気ターボ過給機付エンジンとして、例えば特開
昭59−160022号公報に開示されるように、低速
用および高速用の二つの排気タボ過給機を備え、該各排
気ターボ過給機の排気ガス導入口に排気通路をそれぞれ
接続し、該排気通路の中途部を連通路で互いに接続する
とともに、高速用排気ターボ過給機の排気通路の連通路
接続部よりも排気下流側に排気カット弁を設け、高速高
負荷時には排気カット弁を開いてエンジンからの排気ガ
スを各排気通路を介して低速用および高速用の排気ター
ボ過給機にそれぞれ供給し、吸気流量を確保しながら適
正な過給圧を得る一方、低速低負荷時には排気カット弁
を閉じてエンジンからの排気ガスを排気通路を介して低
速用排気ターボ過給機にのみ供給し、排気ガスを低速用
排気ターボ過給機のタービンに集中的に供給して高い過
給圧を立上がり良く得るようにした、いわゆるシーケン
シャル・ターボ・タイプのものが知られている。
(Prior Art) Conventionally, an engine with an exhaust turbo supercharger is equipped with two exhaust turbo superchargers, one for low speed and one for high speed, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-open No. 59-160022. Exhaust passages are connected to the exhaust gas inlets of the exhaust turbo supercharger, and the middle parts of the exhaust passages are connected to each other by a communication passage, and the exhaust passages are connected to each other by a communication passage connecting the exhaust passages of the high-speed exhaust turbo supercharger. An exhaust cut valve is provided on the downstream side of the exhaust, and at high speeds and high loads, the exhaust cut valve is opened and exhaust gas from the engine is supplied to the low speed and high speed exhaust turbo superchargers through each exhaust passage, reducing the intake flow rate. At the same time, at low speeds and low loads, the exhaust cut valve is closed and the exhaust gas from the engine is supplied only to the low speed exhaust turbo supercharger via the exhaust passage. A so-called sequential turbo type is known in which the exhaust gas is supplied intensively to the turbine of the turbo supercharger to obtain high supercharging pressure with good start-up.

(発明が解決しようとする課題) ところが、上記従来のものでは、低速低負荷時に排気カ
ット弁を閉じた場合、エンジンから高速用排気ターボ過
給機の排気通路に排出された排気ガスが連通路から低速
用排気ターボ過給機の排気通路に流入するので、この連
通路からの流入ガス流が低速用排気ターボ過給機の排気
通路を流れる排気ガス流の流速を低下させ、低速用排気
ターボ過給機の効率が落ちてエンジン出力が低下すると
いう問題がある。
(Problem to be Solved by the Invention) However, in the conventional system described above, when the exhaust cut valve is closed at low speed and low load, the exhaust gas discharged from the engine to the exhaust passage of the high-speed exhaust turbo supercharger flows into the communication passage. The inflow gas flow from this communication passage reduces the flow velocity of the exhaust gas flowing through the exhaust passage of the low-speed exhaust turbocharger, and the low-speed exhaust turbocharger There is a problem in that the efficiency of the supercharger decreases and the engine output decreases.

本発明はこのような点に着目してなされたものであり、
その目的とするところは、シーケンシャル・ターボ・タ
イプの排気ターボ過給機付エンジンにおいて、低速低負
荷時に排気カット弁を閉じた場合、上記連通路からの流
入ガス流を利用して低速用排気ターボ過給機の排気通路
を流れる排気ガス流の流速を高めることにある。
The present invention has been made with attention to these points,
The purpose of this is that in a sequential turbo type exhaust turbocharged engine, when the exhaust cut valve is closed at low speed and low load, the inflow gas flow from the communication passage is used to generate a low speed exhaust turbo. The objective is to increase the flow velocity of exhaust gas flowing through the exhaust passage of the supercharger.

(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明では、上記連通路から
特定排気ターボ過給機の排気通路に流入する排気ガス流
を、この排気通路のタービンスクロール内周側からター
ビンスクロールの半径方向外方に向けることである。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, in the present invention, the exhaust gas flow flowing from the communication passage into the exhaust passage of a specific exhaust turbo supercharger is directed toward the inner peripheral side of the turbine scroll of this exhaust passage. radially outward from the turbine scroll.

具体的に、本発明の講じた解決手段は、排気ガスのエネ
ルギにより吸気を加圧するtJl気ターボ過給機を複数
設け、該各排気ターボ過給機の排気ガス導入口に排気通
路をそれぞれ接続し、該排気通路の中途部を連通路で互
いに接続するとともに、特定の排気ターボ過給機以外の
排気ターボ過給機の排気通路の連通路接続部よりも排気
下流側を所定運転領域で閉塞して排気ガスを特定の排気
ターボ過給機にのみ供給するようにした排気ターボ過給
機付エンジンの排気装置を前提とする。そして、これに
対し、上記特定排気ターボ過給機の排気通路への連通路
の接続部を、該排気通路におけるタビンスクロール内周
側に、且つその開口がタビンスクロールの半径方向外方
に向うように設ける構成としたものである。
Specifically, the solution taken by the present invention is to provide a plurality of tJl turbo superchargers that pressurize intake air using the energy of exhaust gas, and to connect an exhaust passage to the exhaust gas inlet of each exhaust turbo supercharger. The intermediate parts of the exhaust passages are connected to each other by a communication passage, and the exhaust downstream side of the communication passage connection part of the exhaust passage of the exhaust turbocharger other than the specific exhaust turbosupercharger is closed in a predetermined operating region. The present invention is based on an exhaust system for an engine equipped with an exhaust turbo supercharger, which supplies exhaust gas only to a specific exhaust turbo supercharger. In contrast, the connecting portion of the communication passage to the exhaust passage of the specified exhaust turbo supercharger is arranged so that the connection part of the communication passage to the exhaust passage of the specific exhaust turbo supercharger is directed toward the inner circumferential side of the tubbin scroll in the exhaust passage, and the opening thereof faces outward in the radial direction of the tabin scroll. The configuration is such that it is provided in

(作用) 上記の構成により、本発明では、所定運転領域では、特
定排気ターボ過給機以外の排気ターボ過給機の排気通路
の連通路接続部よりも排気下流側が閉塞されて、排気ガ
スが特定排気ターボ過給機にのみ供給される。
(Function) With the above configuration, in the present invention, in a predetermined operating region, the downstream side of the exhaust passage of the exhaust turbocharger other than the specific exhaust turbocharger is blocked from the communication passage connection part, and the exhaust gas is blocked. Supplied only to specific exhaust turbo superchargers.

その場合、特定排気ターボ過給機の排気通路への連通路
の接続部が、該排気通路におけるタービンスクロール内
周側に、且つその開口がタービンスクロールの半径方向
外方に向うように設けられているので、エンジンから特
定排気ターボ過給機以外の排気ターボ過給機の排気通路
に排出された排気ガスは、連通路から特定排気ターボ過
給機の排気通路に流入し、この連通路からの流入ガス流
は排気通路のタービンスクロール内周側からタビンスク
ロールの半径方向外方に向い、この連通路からの流入ガ
ス流によりタービンスクロール外周側を流れるガス流の
流速が速められてガス流の運動エネルギが増大し、エン
ジン出力が増大することになる。
In that case, the connection part of the communication passage to the exhaust passage of the specific exhaust turbocharger is provided on the inner peripheral side of the turbine scroll in the exhaust passage, and the opening thereof faces outward in the radial direction of the turbine scroll. Therefore, exhaust gas discharged from the engine into the exhaust passage of an exhaust turbo supercharger other than the specified exhaust turbo supercharger flows into the exhaust passage of the specified exhaust turbo supercharger from the communication passage, and is discharged from the communication passage. The inflowing gas flow is directed from the inner circumferential side of the turbine scroll in the exhaust passage toward the radially outward side of the turbine scroll, and the inflowing gas flow from this communication passage increases the flow velocity of the gas flow flowing on the outer circumferential side of the turbine scroll, resulting in the movement of the gas flow. Energy will increase and engine power will increase.

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図は本発明の実施例に係る排気装置を備えた排気タ
ーボ過給機付エンジンを示す。同図において、エンジン
1の排気ガスを排出する排気通路2は、エンジン1より
互いに独立して伸びる2本の分岐排気通路2a、2bを
有する。また、エンジン1の吸入空気が流通する吸気通
路3は、吸入空気量を検出するエアフロメータ4の下流
側において分岐して2本の分岐吸気通路3a、3bを有
し、両分岐吸気通路3aと3bとはインタークーラ5の
上流側において合流している。インタークーラ5の下流
側の吸気通路3には、順にスロットル弁6.サージタン
ク7および燃料噴射弁8が配設されている。
FIG. 1 shows an engine with an exhaust turbo supercharger equipped with an exhaust system according to an embodiment of the present invention. In the figure, an exhaust passage 2 for discharging exhaust gas from an engine 1 has two branch exhaust passages 2a and 2b that extend independently from the engine 1. Further, the intake passage 3 through which the intake air of the engine 1 flows has two branch intake passages 3a and 3b that are branched downstream of the air flow meter 4 that detects the amount of intake air. 3b on the upstream side of the intercooler 5. In the intake passage 3 on the downstream side of the intercooler 5, a throttle valve 6. A surge tank 7 and a fuel injection valve 8 are provided.

上記2本の分岐排気通路2a、2bのうちの一方の分岐
排気通路2aには、排気ガスによって回転駆動されるタ
ービンTpが配設され、この夕一ビンTpは、一方の分
岐吸気通路3aに配設されたブロワCpに回転軸Lpを
介して連結されている。そして、これらタービン191
回転軸Lp。
A turbine Tp rotationally driven by exhaust gas is disposed in one branch exhaust passage 2a of the two branch exhaust passages 2a and 2b, and the turbine Tp is connected to one branch intake passage 3a. It is connected to the disposed blower Cp via a rotating shaft Lp. And these turbines 191
Rotation axis Lp.

ブロワCpを主要素として1次側ターボ過給機9が構成
されている。同様に、他方の分岐排気通路2bには、排
気ガスによって回転駆動されるタービンTsが配設され
ているとともに、他方の分岐吸気通路3bにはブロワC
6が配設され、これらタービンTpとブロワCsとが回
転軸Lsによって連結されて、2次側ターボ過給機10
を構成している。
A primary side turbo supercharger 9 is configured with the blower Cp as a main element. Similarly, the other branch exhaust passage 2b is provided with a turbine Ts that is rotationally driven by exhaust gas, and the other branch intake passage 3b is provided with a blower C.
6 is disposed, and these turbines Tp and blowers Cs are connected by a rotating shaft Ls to form a secondary turbo supercharger 10.
It consists of

分岐吸気通路3a、3bのブロワCp、Csの上流側の
通路部分は、吸気通路3から分岐した分岐部において互
いに一直線状になるように対向して形成されており、一
方の分岐吸気通路3bに発生した圧力波が他方の分岐吸
気通路3a側には伝播し易く、エアフローメータ4側に
は伝播しにくいような構成となっている。
The passage portions of the branch intake passages 3a and 3b on the upstream side of the blowers Cp and Cs are formed so as to face each other in a straight line at the branch part branching from the intake passage 3. The configuration is such that the generated pressure waves easily propagate to the other branch intake passage 3a side, but are difficult to propagate to the air flow meter 4 side.

上記2次側の分岐排気通路2bには、タービンTsの上
流側において排気カット弁11が配設されている。この
排気カット弁11は、低回転域でこの分岐排気通路2b
を閉じて2次側ターボ過給機10のタービンTsへの排
気ガスの提供を遮断し、1次側ターボ過給機9のみを作
動させるために設けられているものである。
An exhaust cut valve 11 is disposed in the secondary side branch exhaust passage 2b on the upstream side of the turbine Ts. This exhaust cut valve 11 operates in this branch exhaust passage 2b in a low rotation range.
This is provided in order to shut off the provision of exhaust gas to the turbine Ts of the secondary side turbocharger 10 and operate only the primary side turbocharger 9.

2次側の分岐排気通路2bのうち上記排気カット弁11
の上流側部分が、連通路12を介して、1次側の分岐排
気通路2aのタービンTp上流側に接続されている。上
記連通路12は、両タービンTp、Tsの下流側の排気
通路2に対して、ウェストゲート弁17が配設されたバ
イパス通路18を介して接続されている。このバイパス
通路18のうち上記ウェストゲート弁17上流側部分が
、排気洩らし弁13が配設された洩らし通路14を介し
て、分岐排気通路2bのうちタービンTsと排気カット
弁11との間に接続されている。
The exhaust cut valve 11 of the branch exhaust passage 2b on the secondary side
The upstream portion of the exhaust gas is connected to the upstream side of the turbine Tp of the primary side branch exhaust passage 2a via the communication passage 12. The communication passage 12 is connected to the exhaust passage 2 on the downstream side of both turbines Tp and Ts via a bypass passage 18 in which a waste gate valve 17 is disposed. A portion of the bypass passage 18 on the upstream side of the waste gate valve 17 is connected between the turbine Ts and the exhaust cut valve 11 in the branched exhaust passage 2b via the leakage passage 14 in which the exhaust leakage valve 13 is disposed. has been done.

上記排気洩らし弁13は、ダイヤフラム式アクチュエー
タ16によって操作されるようになっており、該アクチ
ュエータ16の圧力室が、制御圧力導管15を介して、
1次側ターボ過給機9のブロワCpの下流側において分
岐吸気通路3aに開口している。この洩らし弁13は、
エンジン回転数の上昇過程において、ブロワCpの下流
側の過給圧P1が所定の値(例えば500m+sHg)
以上となると開動作され、これにより排気カット弁11
が閉じているときに少量の排気ガスがバイパス通路14
を通じてタービンTsに供給される。したがって、ター
ビンTsが排気カット弁11の開く以前に予め回転を開
始して、排気カット弁11が開いたときの過給応答性向
上と共に、トルクショックを緩和するようになっている
The exhaust leak valve 13 is operated by a diaphragm actuator 16, and the pressure chamber of the actuator 16 is connected to the
It opens into the branch intake passage 3a on the downstream side of the blower Cp of the primary side turbocharger 9. This leak valve 13 is
In the process of increasing the engine speed, the boost pressure P1 on the downstream side of the blower Cp is set to a predetermined value (for example, 500 m+sHg)
When this happens, the exhaust cut valve 11 is opened.
When the bypass passage 14 is closed, a small amount of exhaust gas flows through the bypass passage 14.
It is supplied to the turbine Ts through. Therefore, the turbine Ts starts rotating before the exhaust cut valve 11 opens, thereby improving supercharging response and alleviating torque shock when the exhaust cut valve 11 opens.

なお、19.20は、排気カット弁11及びウェストゲ
ート弁17をそれぞれ操作するダイヤフラム式アクチュ
エータであるが、これらのアクチュエータの動作につい
ては後述する。
Note that 19.20 is a diaphragm actuator that operates the exhaust gas cut valve 11 and the waste gate valve 17, respectively, and the operations of these actuators will be described later.

一方、2次側の分岐吸気通路3bには、ブロワCpの下
流側において吸気カット弁21が配設されている。また
ブロワCsをバイパスする通路22が設けられていて、
このバイパス通路22にリリーフ弁23が配設されてい
る。上記吸気カット弁21は、後述するようにダイヤフ
ラム式アクチュエータ24によって操作される。また、
上記リリーフ弁23は、エンジン回転数の上昇過程にお
いて、吸気カット弁21および排気カット弁1が開く時
点よりも少し前までバイパス通路22を開いていて、排
気カット弁11が閉じているときの排気洩らし弁13の
開動作に基づくブロワCsの回転によって、ブロワCs
と吸気カット弁21との間における分岐吸気通路3bの
圧力が上昇するのを防止し、かつブロワCsが回転しや
すいように設けられている。このようなリリーフ弁23
は、ダイヤフラム式アクチュエータ25によって操作さ
れる。
On the other hand, an intake cut valve 21 is provided in the secondary side branch intake passage 3b on the downstream side of the blower Cp. Further, a passage 22 is provided that bypasses the blower Cs,
A relief valve 23 is provided in this bypass passage 22 . The intake cut valve 21 is operated by a diaphragm actuator 24 as described later. Also,
The relief valve 23 opens the bypass passage 22 until a little before the intake cut valve 21 and the exhaust cut valve 1 open during the process of increasing the engine speed. By the rotation of the blower Cs based on the opening operation of the leakage valve 13, the blower Cs
The blower Cs is provided to prevent pressure from increasing in the branch intake passage 3b between the intake cut valve 21 and the intake cut valve 21, and to facilitate rotation of the blower Cs. Such a relief valve 23
is operated by a diaphragm actuator 25.

吸気カット弁21を作動するアクチュエータ24の制御
圧力導管26は、電磁ソレノイド弁よりなる三方弁27
の出力ポートに接続されている。
The control pressure conduit 26 of the actuator 24 that operates the intake cut valve 21 is a three-way valve 27 made of an electromagnetic solenoid valve.
connected to the output port of the

また、排気カット弁11を作動するアクチュエータ19
の制御圧力導管28は、同様に電磁ソレノイド弁よりな
る三方弁29の出力ポートに接続されている。さらにリ
リーフ弁23を作動するアクチュエータ25の制御圧力
導管30は、上述と同様の三方弁31の出力ポートに接
続されている。
Also, an actuator 19 that operates the exhaust cut valve 11
The control pressure conduit 28 is connected to the output port of a three-way valve 29, which is also an electromagnetic solenoid valve. Furthermore, the control pressure conduit 30 of the actuator 25 for actuating the relief valve 23 is connected to the output port of a three-way valve 31 similar to that described above.

ウェストゲート弁17を作動するアクチュエータ20の
制御圧力導管32は、電磁ソレノイド弁よりなる三方弁
33の出力ポートに接続されている。
A control pressure conduit 32 of the actuator 20 that operates the wastegate valve 17 is connected to an output port of a three-way valve 33 consisting of an electromagnetic solenoid valve.

これら電磁ソレノイド弁よりなる三方弁27.29.3
1および33は、マイクロコンピュータを利用して構成
された制御回路35によって制御される。この制御回路
35は、エンジン回転数Ne。
Three-way valve consisting of these electromagnetic solenoid valves 27.29.3
1 and 33 are controlled by a control circuit 35 configured using a microcomputer. This control circuit 35 controls the engine rotation speed Ne.

吸入空気量Q、スロットル開度TVOおよび1次側ター
ボ過給機9のブロワCpの下流側の過給圧Pl等の検出
値に基づいて、各電磁ソレノイド弁を制御する。
Each electromagnetic solenoid valve is controlled based on detected values such as the intake air amount Q, the throttle opening TVO, and the boost pressure Pl on the downstream side of the blower Cp of the primary side turbocharger 9.

上記4個の電磁ソレノイド弁のうち、三方弁29の一方
の入力ポートは大気に開放されており、他方の入力ポー
トは、導管36を介して負圧タンク43に接続されてい
る。この負圧タンク43には、スロットル弁6の下流の
吸気負圧Pnが、チエツク弁37を介して導入される。
Among the four electromagnetic solenoid valves, one input port of the three-way valve 29 is open to the atmosphere, and the other input port is connected to the negative pressure tank 43 via a conduit 36. Intake negative pressure Pn downstream of the throttle valve 6 is introduced into the negative pressure tank 43 via the check valve 37.

また、三方弁27は、その一方の入力ポートが導管36
を介して上記負圧タンク43に接続され、他方の入力ポ
ートは、導管38を介して差圧検出弁39の出力ポート
に接続されている。
Further, the three-way valve 27 has one input port connected to the conduit 36.
The other input port is connected to the output port of the differential pressure detection valve 39 via a conduit 38.

第2図に示すように、上記差圧検出弁39は、そのケー
シング51内が2つのダイヤフラム52゜53によって
3つの室54,55.56に画成され、室54に入力ポ
ート54aが、室55に入力ポート55aが、室56に
上記導管38が連なる出力ポート57および大気開放ボ
ート58が開口されている。上記ポート54aは、導管
41を介して吸気カット弁21の下流側に接続されて、
1次側ブロワCpの下流側の過給圧P1を導入するよう
になっている。また、ポート55aは、導管42を介し
て吸気カット弁21の上流側に接続されて、吸気カット
弁21が閉じているときの吸気カット弁21の上流側の
圧力P2を導入するようになっている。そして、この差
圧検出弁39は、圧力P1とP2の圧力差が大きいとき
に、両ダイヤフラム52,53に結合された弁体59が
ポート47を開状態として、大気を導管38に導入する
が、差圧P2−Piが所定値±ΔP以内になったときに
、スプリング59によってポート57を閉じるようにな
っている。したがって、三方弁27が導管26を導管3
8に連通している状態で、差圧P2−Piが所定値±Δ
Pよりも大きくなると、アクチュエータ24に大気が導
入されて、吸気カット弁21が開かれる。また、三方弁
27が導管26を導管36に連通させたときは、アクチ
ュエータ24に負圧が供給されて吸気カット弁21か閉
じられる。
As shown in FIG. 2, the differential pressure detection valve 39 has a casing 51 defined into three chambers 54, 55, and 56 by two diaphragms 52, 53, and an input port 54a in the chamber 54 and an input port 54a in the chamber 54. An input port 55a is opened in the chamber 55, and an output port 57 connected to the conduit 38 and an air release boat 58 are opened in the chamber 56. The port 54a is connected to the downstream side of the intake cut valve 21 via the conduit 41,
A supercharging pressure P1 downstream of the primary blower Cp is introduced. Further, the port 55a is connected to the upstream side of the intake cut valve 21 via the conduit 42, and introduces the pressure P2 on the upstream side of the intake cut valve 21 when the intake cut valve 21 is closed. There is. In this differential pressure detection valve 39, when the pressure difference between pressures P1 and P2 is large, a valve body 59 coupled to both diaphragms 52 and 53 opens the port 47 and introduces atmospheric air into the conduit 38. , when the differential pressure P2-Pi falls within a predetermined value ±ΔP, the port 57 is closed by the spring 59. Therefore, three-way valve 27 connects conduit 26 to conduit 3.
8, the differential pressure P2-Pi is within the predetermined value ±Δ
When it becomes larger than P, the atmosphere is introduced into the actuator 24, and the intake cut valve 21 is opened. Further, when the three-way valve 27 connects the conduit 26 to the conduit 36, negative pressure is supplied to the actuator 24 and the intake cut valve 21 is closed.

一方、三方弁29が導管28を導管36に連通させたと
き、アクチュエータ19に負圧が供給されて排気カット
弁11が閉じられ、このときは1次側ターボ過給機9の
みが作動された状態となる。
On the other hand, when the three-way valve 29 connects the conduit 28 to the conduit 36, negative pressure is supplied to the actuator 19 and the exhaust cut valve 11 is closed, and at this time only the primary side turbocharger 9 is operated. state.

また、三方弁29が導管28を大気に解放すると、排気
カット弁11が開かれて、2次側ターボ過給機10が作
動される。
Furthermore, when the three-way valve 29 releases the conduit 28 to the atmosphere, the exhaust cut valve 11 is opened and the secondary side turbocharger 10 is operated.

第3図は、吸気カット弁21および排気カット弁11の
開閉状態を、排気洩らし弁13、ウェストゲート弁17
およびリリーフ弁23の開閉状態とともに示す制御マツ
プで、この制御マツプは制御回路35内に格納されてい
る。
FIG. 3 shows the open and closed states of the intake cut valve 21 and the exhaust cut valve 11, the exhaust leak valve 13, and the waste gate valve 17.
This control map is shown together with the opening and closing states of the relief valve 23 and is stored in the control circuit 35.

ここで、三方弁31の一方の入力ポートも大気に開放さ
れ、他方の入力ポートは負圧タンク43に接続されてお
り、エンジンが低回転のときは導管30に吸気負圧Pn
が導入されて、リリーフ弁25がバイパス通路22を開
いているが、エンジン回転数Neの上昇過程で、第3図
に示すように、上記吸気カット弁21および排気カット
弁11が開く段階以前において、上記三方弁31が制御
回路35からの信号によって大気側に切換えられ、これ
によりリリーフ弁25がバイパス通路22を閉じるよう
になっている。
Here, one input port of the three-way valve 31 is also opened to the atmosphere, and the other input port is connected to the negative pressure tank 43, and when the engine is running at low speed, the intake negative pressure Pn is connected to the conduit 30.
is introduced, and the relief valve 25 opens the bypass passage 22, but in the process of increasing the engine speed Ne, before the intake cut valve 21 and the exhaust cut valve 11 open, as shown in FIG. The three-way valve 31 is switched to the atmosphere side by a signal from the control circuit 35, so that the relief valve 25 closes the bypass passage 22.

さらに三方弁33の一方の入力ポートには、アクチュエ
ータ16の制御圧力導管15を通じて過給圧P1が導入
されるようになっており、エンジン回転数Neおよびス
ロットル開度TVOが所定値以上でかつ過給圧P1が所
定値以上になったとき、制御回路35が二方弁33を開
いてアクチュエータ20に過給圧P1を導入し、これに
よりつエストゲート弁17がバイパス通路18を開くよ
うになっている。また、三方弁33の他方の入力ポート
は大気に開放されており、アクチュエータ20に大気が
供給されたとき、ウェストゲート弁17が閉じられる。
Furthermore, supercharging pressure P1 is introduced into one input port of the three-way valve 33 through the control pressure conduit 15 of the actuator 16, and the engine rotation speed Ne and throttle opening TVO are set to exceed predetermined values and When the supply pressure P1 exceeds a predetermined value, the control circuit 35 opens the two-way valve 33 and introduces the supercharging pressure P1 into the actuator 20, which causes the est gate valve 17 to open the bypass passage 18. ing. The other input port of the three-way valve 33 is open to the atmosphere, and when the actuator 20 is supplied with the atmosphere, the wastegate valve 17 is closed.

次に、ターボ過給機回りのレイアウトを第4図および第
5図に基づいて説明する。エンジン1の一側に各気筒の
排気ポート(図示せず)が開口されており、該排気ポー
トには第6図〜第8図に示すような排気マニホールド8
1が取付けられている。そして、該排気マニホールド8
1の側方に1次側および2次側のターボ過給機9,10
が、その回転軸が同軸になるように配設され、各タービ
ンTp、Tsの入口部が排気マニホールド81に対して
フランジ結合されている。また、2次側ターボ過給機1
0のブロワCsの吸入口から延びる分岐吸気通路3bは
ブロワCsの後側(第4図の左側)で反転して前方(第
4図の右方)に向い、1次側ターボ過給機10のブロワ
Cpの吸入口から延びる分岐吸気通路3aと合流して吸
気通路3を構成し、更にエンジン1の前上方に向う。
Next, the layout around the turbocharger will be explained based on FIGS. 4 and 5. Exhaust ports (not shown) for each cylinder are opened on one side of the engine 1, and each exhaust port has an exhaust manifold 8 as shown in FIGS. 6 to 8.
1 is installed. And the exhaust manifold 8
Primary side and secondary side turbo superchargers 9, 10 are placed on the side of 1.
are arranged so that their rotational axes are coaxial, and the inlet portions of each of the turbines Tp and Ts are flange-connected to the exhaust manifold 81. In addition, the secondary side turbocharger 1
The branch intake passage 3b extending from the suction port of blower Cs 0 is reversed at the rear side of blower Cs (left side in FIG. 4) and faces forward (right side in FIG. 4). It merges with a branch intake passage 3a extending from the intake port of the blower Cp to form an intake passage 3, and further extends toward the front and upper side of the engine 1.

また、1次側ターボ過給機9のブロワCpの吐出口から
延びる分岐吸気通路3aは後方に向う一方、2次側ター
ボ過給機10のブロワCsの吐出口から延びる分岐吸気
通路3bは前方に向い、これら二本の分岐吸気通路3a
、3bは合流して吸気通路3を構成し、後上方に向って
いる。そして、この合流部のすぐ吸気上流側の分岐吸気
通路3bに吸気カット弁21が設けられている。
Further, the branch intake passage 3a extending from the discharge port of the blower Cp of the primary side turbocharger 9 faces rearward, while the branch intake passage 3b extending from the discharge port of the blower Cs of the secondary side turbocharger 10 faces forward. These two branch intake passages 3a
, 3b merge to form the intake passage 3, which extends rearward and upward. Then, an intake cut valve 21 is provided in the branch intake passage 3b immediately upstream of this merging portion.

さらに、2次側ターボ過給機10のブロワCsの吐出口
の近傍の分岐吸気通路3bにはバイパス通路22の一端
が接続され、該バイパス通路22の他端は各ブロワCp
、Csよりも吸気上流側の吸気通路3に接続されている
。そして、該バイパス通路22のブロワCs側端部には
リリーフ弁23が設けられている。
Furthermore, one end of a bypass passage 22 is connected to the branch intake passage 3b near the discharge port of the blower Cs of the secondary side turbocharger 10, and the other end of the bypass passage 22 is connected to each blower Cp.
, Cs are connected to the intake passage 3 on the upstream side of the intake air. A relief valve 23 is provided at the end of the bypass passage 22 on the side of the blower Cs.

次に、排気マニホールド81内の通路構造を、第6図〜
第9図に基づいて説明する。該排気マニホールド81に
は、1次側ターボ過給機9のタビンTpのスクロール(
渦巻室)Tp+に連通する分岐排気通路2aと、2次側
ターボ過給機10のタービンTsのスクロール(渦巻室
)Tslに連通する分岐排気通路2bとが略並行に形成
されている。また、この分岐排気通路2a、2b間には
、“上に凸の弓なり形状”をし且つこれら二つの分岐排
気通路2a、  2bを接続する連通路12が形成され
ている。さらに、この連通路12の中途部からはバイパ
ス通路18が形成されている。
Next, the passage structure in the exhaust manifold 81 is shown in FIGS.
This will be explained based on FIG. 9. The exhaust manifold 81 includes a scroll (
A branch exhaust passage 2a communicating with the spiral chamber Tp+ and a branch exhaust passage 2b communicating with the scroll (volute chamber) Tsl of the turbine Ts of the secondary turbocharger 10 are formed substantially in parallel. Further, a communication passage 12 is formed between the branch exhaust passages 2a and 2b, which has an "upwardly convex arched shape" and connects these two branch exhaust passages 2a and 2b. Furthermore, a bypass passage 18 is formed from the middle of this communication passage 12.

また、分岐排気通路2bの連通路接続部よりも排気下流
側に排気カット弁11が配設されるようになっている。
Further, an exhaust cut valve 11 is disposed on the exhaust downstream side of the communication passage connecting portion of the branch exhaust passage 2b.

そして、第10図にも示すように、1次側ターボ過給機
側の分岐排気通路2aへの連通路12の接続部82は、
該分岐排気通路2aにおけるタービンスクロールTs1
内周側に設けられている。、しかも、該接続部82にお
ける連通路12の開口12aはタービンスクロールTs
1の半径方向外方に向うように設けられている。
As shown in FIG. 10, the connecting portion 82 of the communication passage 12 to the branch exhaust passage 2a on the primary turbocharger side is
Turbine scroll Ts1 in the branch exhaust passage 2a
It is provided on the inner circumferential side. , Moreover, the opening 12a of the communication passage 12 in the connecting portion 82 is connected to the turbine scroll Ts.
It is provided so as to face outward in the radial direction of 1.

したがって、上記実施例においては、低回転域に1次側
ターボ過給機9のみを作動させることにより、排気通路
2からの排気ガスが1次側ターボ過給機9のタービンT
pに集中的に供給されて高い過給圧が立上がり良く得ら
れる一方、高回転域に1次側および2次側のターボ過給
機9,10の双方を作動させることにより、排気通路2
からの排気ガスが二つのターボ過給機9.10のタービ
ンTp、Tsに供給して吸気流量を確保しながら適正な
過給圧が得られる。
Therefore, in the above embodiment, by operating only the primary side turbocharger 9 in the low rotation range, the exhaust gas from the exhaust passage 2 is transferred to the turbine T of the primary side turbocharger 9.
The exhaust passage 2 is concentratedly supplied to the exhaust passage 2, and a high supercharging pressure can be obtained with good rise.
Exhaust gas from the engine is supplied to the turbines Tp and Ts of the two turbochargers 9 and 10, and an appropriate boost pressure can be obtained while ensuring the intake flow rate.

その場合、1次側ターボ過給機9の分岐排気通路2aへ
の連通路12の接続部82が、該分岐排気通路2aにお
けるタービンスクロールTp】内周側に、且つその開口
12aがタービンスクロルTI)lの半径方向外方に向
うように設けられているので、排気カット弁11が閉じ
る低回転域では、エンジンから2次側ターボ過給機10
の分岐排気通路2bに排出された排気ガスは、連通路1
2から1次側ターボ過給機9の分岐排気通路2aに流入
し、この連通路12からの流入ガス流は分岐排気通路2
aのタービンスクロールTI)I内周側からタービンス
クロールTI)lの半径方向外方に向い、この連通路1
2からの流入ガス流によりタービンスクロールTpl外
周側を流れるガス流の流速が速められてガス流の運動エ
ネルギが増大し、エンジン出力が増大する。
In that case, the connection part 82 of the communication passage 12 to the branch exhaust passage 2a of the primary side turbocharger 9 is on the inner peripheral side of the turbine scroll Tp in the branch exhaust passage 2a, and the opening 12a is on the turbine scroll Since the exhaust cut valve 11 is provided so as to face outward in the radial direction of the engine, in the low rotation range where the exhaust cut valve 11 is closed, the
Exhaust gas discharged to the branch exhaust passage 2b is connected to the communication passage 1.
2 flows into the branch exhaust passage 2a of the primary side turbocharger 9, and the inflow gas flow from this communication passage 12 flows into the branch exhaust passage 2a of the primary side turbocharger 9.
This communication passage 1 faces outward in the radial direction of the turbine scroll TI)l from the inner peripheral side of the turbine scroll TI)I of a.
The flow rate of the gas flow flowing on the outer peripheral side of the turbine scroll Tpl is increased by the inflow gas flow from the turbine scroll Tpl, the kinetic energy of the gas flow increases, and the engine output increases.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明の排気ターボ過給機付エン
ジンの排気装置によれば、排気ガスのエネルギにより吸
気を加圧する排気ターボ過給機を複数設け、該各排気タ
ーボ過給機の排気ガス導入口に排気通路をそれぞれ接続
し、該排気通路の中途部を連通路で互いに接続し、特定
の排気ターボ過給機以外の排気ターボ過給機の排気通路
の連通路接続部よりも排気下流側を所定運転領域で閉塞
して排気ガスを特定の排気ターボ過給機にのみ供給する
とともに、上記特定排気ターボ過給機の排気通路への連
通路の接続部を、該排気通路におけるタービンスクロー
ル内周側に、且つその開口がタービンスクロールの半径
方向外方に向うように設けたので、所定運転領域におい
て、エンジンから特定排気ターボ過給機以外の排気ター
ボ過給機の排気通路に排出され、連通路から特定排気タ
ーボ過給機の排気通路に流入した排気ガスが排気通路の
タービンスクロール内周側からタービンスクロールの半
径方向外方に向い、この連通路からの流入ガス流により
タービンスクロール外周側を流れるガス流の流速が速め
られてガス流の運動エネルギが増大し、エンジン出力を
増大させることができる。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the exhaust system for an engine with an exhaust turbo supercharger of the present invention, a plurality of exhaust turbo superchargers that pressurize intake air using the energy of exhaust gas are provided, and each exhaust turbo Exhaust passages are connected to the exhaust gas inlets of the turbochargers, and the midpoints of the exhaust passages are connected to each other by a communication passage, and the communication passages of the exhaust passages of exhaust turbo superchargers other than a specific exhaust turbo supercharger are connected to each other. The downstream side of the exhaust gas from the connection part is closed in a predetermined operating region to supply exhaust gas only to a specific exhaust turbo supercharger, and the connection part of the communication path to the exhaust passage of the specific exhaust turbo supercharger is Since the exhaust passage is provided on the inner circumferential side of the turbine scroll with its opening facing outward in the radial direction of the turbine scroll, in a predetermined operating range, exhaust turbo superchargers other than the specified exhaust turbo supercharger can be removed from the engine. Exhaust gas is discharged into the exhaust passage of the exhaust passage and flows into the exhaust passage of the specific exhaust turbo supercharger from the communication passage, and the exhaust gas is directed from the inner circumferential side of the turbine scroll in the exhaust passage to the outside in the radial direction of the turbine scroll. The gas flow increases the flow velocity of the gas flow flowing on the outer circumferential side of the turbine scroll, increasing the kinetic energy of the gas flow, and making it possible to increase the engine output.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明の実施例を例示し、第1図はエンジンの全
体系統図、第2図は差圧検出弁の断面図、第3図は答弁
の切換特性を示す特性図、第4図はエンジンの側面図、
第5図はエンジンの正面図、第6図は排気マニホールド
の平面図、第7図は同側面図、第8図は同背面図、第9
図は排気マニホールド内の通路構造を示す説明図、第1
0図は1次側ターボ過給機のタービン付近の縦断側面図
である。 2a、2b・・・分岐排気通路、9.10・・・ターボ
過給機、12・・・連通路、12a・・・開口、82・
・・接続部、 TD+ ・・・タービンスクロール。
The drawings illustrate an embodiment of the present invention, in which Fig. 1 is an overall system diagram of the engine, Fig. 2 is a sectional view of the differential pressure detection valve, Fig. 3 is a characteristic diagram showing switching characteristics of the response valve, and Fig. 4 is a diagram showing the switching characteristics of the response valve. side view of the engine,
Fig. 5 is a front view of the engine, Fig. 6 is a plan view of the exhaust manifold, Fig. 7 is a side view of the same, Fig. 8 is a rear view of the same, and Fig. 9 is a plan view of the exhaust manifold.
The figure is an explanatory diagram showing the passage structure in the exhaust manifold.
FIG. 0 is a longitudinal sectional side view of the vicinity of the turbine of the primary side turbocharger. 2a, 2b... Branch exhaust passage, 9.10... Turbo supercharger, 12... Communication passage, 12a... Opening, 82...
... Connection part, TD+ ... Turbine scroll.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)排気ガスのエネルギにより吸気を加圧する排気タ
ーボ過給機を複数設け、該各排気ターボ過給機の排気ガ
ス導入口に排気通路をそれぞれ接続し、該排気通路の中
途部を連通路で互いに接続するとともに、特定の排気タ
ーボ過給機以外の排気ターボ過給機の排気通路の連通路
接続部よりも排気下流側を所定運転領域で閉塞して排気
ガスを特定の排気ターボ過給機にのみ供給するようにし
た排気ターボ過給機付エンジンの排気装置において、上
記特定排気ターボ過給機の排気通路への連通路の接続部
を、該排気通路におけるタービンスクロール内周側に、
且つその開口がタービンスクロールの半径方向外方に向
うように設けたことを特徴とする排気ターボ過給機付エ
ンジンの排気装置。
(1) A plurality of exhaust turbo superchargers that pressurize intake air using the energy of exhaust gas are provided, an exhaust passage is connected to the exhaust gas inlet of each exhaust turbo supercharger, and a midway part of the exhaust passage is connected to a communication passage. At the same time, the downstream side of the exhaust passage of the exhaust passages of the exhaust turbochargers other than the specific exhaust turbocharger is closed in a predetermined operation region to connect the exhaust gas to the specific exhaust turbocharger. In an exhaust system for an engine with an exhaust turbo supercharger, which is configured to supply exhaust gas only to an engine, the connecting portion of the communication passage to the exhaust passage of the specific exhaust turbo supercharger is connected to the inner peripheral side of the turbine scroll in the exhaust passage,
1. An exhaust system for an engine with an exhaust turbo supercharger, characterized in that the opening faces outward in the radial direction of the turbine scroll.
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