JPH02163418A

JPH02163418A - エンジンの過給装置

Info

Publication number: JPH02163418A
Application number: JP63316796A
Authority: JP
Inventors: Seiji Tajima; 誠司田島; Haruo Okimoto; 沖本　晴男
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1988-12-15
Filing date: 1988-12-15
Publication date: 1990-06-22

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
ターボ過給機を備えたエンジンの過給装置の改良に関す
る。

（従来の技術）従来、過給機付のＶ形エンジンとして、例えば特開昭６
０−２５９７２２号公報に開示されるように、左バンク
のシリンダに接続された左側排気通路と、右バンクのシ
リンダに接続された右側排気通路と、該左側排気通路と
右側排気通路とを接続する排気連通路と、該排気連通路
下流の左側排気通路および右側排気通路にそれぞれ設け
られた低速用および高速用の排気ターボ過給機とを備え
、高速用の排気ターボ過給機を高速域のみで作動させる
ようにした、いわゆるジーケンシャルータ〜ボφタイプ
のものが知られている。このものによれば、低速域では
低速用の排気ターボ過給機のみを作動させ、排気通路か
らの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一方、高
速域では低速用および高速用の排気ターボ過給機の双方
を作動させ、排気通路からの排気ガスを二つの排気ター
ボ過給機のタービンに供給して吸気流量を確保しながら
適正な過給圧を得ることができる。

（発明が解決しようとする課題）このようなＶ彫工・ンジンの場合、左側排気通路の排気
圧力と右側排気通路の排気圧力とがアンバランスになる
と、バンク間でトルク変動が生じて問題となる。特に、
上記のようなシーケンシャル・ターボ・タイプの過給機
付■形エンジンの場合、低速域では低速用の排気ターボ
過給機のみに排気ガスが流れるが、高速域では低速用お
よび高速用の排気ターボ過給機のいずれにも排気ガスが
流れることになるため、低速域と高速域とでは排気ガス
の流通経路が異なり、いずれかの運転領域で左右の排気
通路の排気圧力がアンバランスになって、バンク間でト
ルク変動が生じ易くなる。このことはシーケンシャル・
ターボ・タイプの過給機付Ｖ形エンジン以外でも、例え
ば一方の排気ターボ過給機を低速域専用とし他方の排気
ターボ過給機を高速域専用とした、いわゆる完全切換タ
イプのものなど、一方の排気ターボ過給機を所定運転領
域で停止させるようにしたエンジンの過給装置であれば
起る問題である。

また、このように一方の排気ターボ過給機を所定運転領
域で停止させるようにしたエンジンの過給装装置では、
その排気ターボ過給機が作動・停止を繰り返すことから
、タービンがサーマルショックを受けるという問題もあ
る。

さらに、排気ターボ過給機は排気ガス流によって高温に
なるので、排気ターボ過給機の周囲に遮熱材を設けて、
その周囲の構造部材を熱負荷から保護することが行われ
る。その場合、遮熱材は出来るだけコンパクトなものに
したい。

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、二つの排気ターボ過給機と排
気通路同士を接続する排気連通路とを適切にレイアウト
して、一方の排気通路の排気圧力と他方の排気通路の排
気圧力とをバランスさせるとともに、作動・停止を繰り
返す排気ターボ過給機の温度変化を低減させ、且つ排気
ターボ過給機の遮熱材をコンパクトなものにすることに
ある。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため、本発明の講じた解決手段は、
第１バンクのシリンダに接続された第１排気通路と、第
２バンクのシリンダに接続された第２排気通路と、該第
１排気通路とｍ２排気通路とを接続する排気連通路と、
該排気連通路下流の第１排気通路および第２排気通路に
それぞれ設けられた排気ターボ過給機とを備え、一方の
排気ターボ過給機を所定運転領域で停止させるようにし
たエンジンの過給装置を前提とする。そして、これに対
し、上記二つの排気ターボ過給機を、エンジンの出力軸
一端側に、その排気排出口が対向するように配置すると
ともに、上記排気連通路を、この排気ターボ過給機とエ
ンジン本体との間に配置する構成としたものである。

（作用）上記の構成により、本発明では、所定運転領域では、シ
リンダからの排気ガスは第１、第２の各排気通路および
排気連通路を介して一つの排気ターボ過給機のみに流れ
る。一方、所定運転領域以外では、シリンダからの排気
ガスは第１、第２の各排気通路を介していずれの排気タ
ーボ過給機にも排気ガスが流れる。

その場合、上記二つの排気ターボ過給機を、共にエンジ
ンの出力軸一端側に設けたので、第１バンクと第２バン
クとでシリンダから排気通路を介して排気ターボ過給機
に至る排気ガスの流通経路が略同じになる。しかも、こ
の二つの排気ターボ過給機はその排気排出口が対向する
ように配置されているので、所定運転領域において各バ
ンクのシリンダから排気通路および排気連通路を介して
排気ターボ過給機に至る排気ガスの流通経路と、所定運
転領域以外において各バンクのシリンダから排気通路を
介して一つの排気ターボ過給機に至る排気ガスの流通経
路とが略同じになる。そのため、運転領域の変動にも拘
らず、常に第１排気通路の排気圧力と第２排気通路の排
気圧力とが良好にバランスし、バンク間でのトルク変動
が抑制されることになる。

また、排気連通路を、二つの排気ターボ過給機とエンジ
ン本体との間に配置したので、エンジンが所定運転領域
にあって一方の排気ターボ過給機が停止していても、排
気ガスの流れる排気連通路によって該排気ターボ過給機
が高温に維持される。

しかも二つの排気ターボ過給機がエンジンの出力軸一端
側に、その排気排出口が対向するように近接配置されて
いるので、一方の排気ターボ過給機が停止していても、
排気ガスの流れる他方の排気ターボ過給機によって該排
気ターボ過給機が高温に維持される。そのため、この排
気ターボ過給機のタービンが受けるサーマルショックが
低減される。

さらに、二つの排気ターボ過給機がエンジンの出力軸一
端側に近接配置されているので、これら排気ターボ過給
機の周囲に設けられた遮熱材がコンパクトなものになる
。

（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図および第２図は本発明の実施例に係る過給装置を
備えたＶ形６気筒エンジンを示す。該エンジンは車両Ｖ
に搭載されている。これらの図において、Ｂはボンネッ
ト、Ｃは単室である。また、１はシリンダブロック、２
．３は該シリンダブロック１の左右バンクＬ、Ｒの上に
それぞれ配設されたシリンダヘッドであって、該シリン
ダブロック１とシリンダヘッド２，３とにより、各バン
クＬ、、Ｈにそれぞれ三つのシリンダ４．４・・・が形
成されている。また、５はエンジンの出力軸（クランク
シャフト）である。

そして、左右のバンクＬ、Ｈの間には、シリンダ４．４
・・・へ吸気を供給するための吸気通路１０が配設され
ている。該吸気通路１０は、吸気流下流側から順に、バ
ンク間において各シリンダ４にそれぞれ接続された６本
の独立吸気通路１１．１１・・・と、バンク間において
エンジン出力軸方向に延びるように設けられ且つ上記各
独立吸気通路１１が接続されたサージタンク１２と、該
サージタンク１２の前側（第１図の上側）の端部に接続
された二本の分岐吸気通路１３．１４とにより構成され
ている。そして、該分岐吸気通路１３．１４はそれぞれ
バンクＬ、　Ｈの外側を通ってエンジン後方に向って延
びている。また、エンジンの出力軸方向前端側において
、上記分岐吸気通路１３゜１４の中途部にはインターク
ーラ２５が設けられていて、分岐吸気通路１３．１４の
吸気を冷却するようにしている。さらに、２６は冷却フ
ァンであって、インタークーラ２５の後方においてエン
ジンの出力軸５に取付けられている。

また、左右のバンクＬ、Ｒの外側には、シリンダ４，４
・・・からの排気が排出される左側、右側の排気通路２
１．２２がそれぞれ配設されている。

該左側、右側排気通路２１．２２は、一端が各バンクＬ
、Ｒの外側において当該バンクＬ、　Ｒの各シリンダ４
に接続され他端が集合して上記分岐吸気通路１３．１４
とエンジンとの間をエンジン後方まで延びている。そし
て、左側、右側排気通路２１．２２は、さらに集合して
共通排気通路２３になっている。また、この二本の排気
通路２１゜２２の中途部はエンジンの後側において排気
連通路２４により互いに接続されている。該排気連通路
２４は、上記排気ターボ過給機３０．４０とエンジンと
の間に配置されている。

さらに、エンジンの出力軸方向後端側には、１次側およ
び２次側の二つの排気ターボ過給機３０゜４０が配設さ
れている。上記１次側排気ターボ過給機３０は、排気ガ
スによって回転駆動されるタービンＴｐと、吸気を加圧
するブロワＣｐと、このタービンＴｐとブロワＣｐとを
連結する回転軸とからなる。また、２次側排気ターボ過
給機４０は、排気ガスによって回転駆動されるタービン
ＴＳと、吸気を加圧するブロワＣｓと、このタービンＴ
ｓとブロワＣｓとを連結する回転軸とからなる。また、
これら二つの排気ターボ過給機３０゜４０は、エンジン
の出力軸方向後端側において、そのタービンＴｐ、Ｔｓ
の排気排出口が対向するように配置されている。さらに
、上記二つの排気ターボ過給機３０．４０は、その回転
軸が同軸になり、且つその回転軸が上記出力軸方向と直
交するように設けられている。

そして、上記右側排気通路２２には、１次側排気ターボ
過給機３０のタービンＴｐが配設されているとともに、
右側の分岐吸気通路１４には、１次側排気ターボ過給機
３０のブロワＣｐが配設されている。また、上記左側排
気通路２１には、２次側排気ターボ過給機４０のタービ
ンＴｓが配設されているとともに、右側の分岐吸気通路
１３には、２次側排気ターボ過給機４０のブロワＣｓが
配設されている。

上記左側排気通路２１には、タービンＴｓの上流側にお
いて排気カット弁５２が配設されている。

この排気カット弁５２は、低回転域でこの左側排気通路
２１を閉じて２次側排気ターボ過給機４０のタービンＴ
ｓへの排気ガスの流通を遮断し、１次側排気ターボ過給
機３０のみを作動させるために設けられているものであ
る。

一方、左バンク側の分岐吸気通路１３には、ブロワＣｓ
の吸気上流側において吸気カット弁５３が配設されてお
り、低回転域で閉じて吸気の逆流を防止するようにして
いる。また、排気連通路２４とタービンＴｓ下流の左側
排気通路２１との間にはタービンＴｓをバイパスするよ
うにバイパス通路５４が設けられているとともに、この
バイパス通路５４にはウェストゲート弁５５が配設され
ていて、該ウェストゲート弁５５によりエンジンの過給
圧特性が適正化されている。５１は分岐吸気通路１３．
１４の吸気上流側端部に設けられたスロットル弁である
。

また、上記共通排気通路２３には排気ガスを浄化するた
めの公知のキャタリストラ６が設けられている。

したがって、上記実施例においては、低回転域では１次
側排気ターボ過給機３０のみを作動させるべく排気カッ
ト弁５２が閉じて、左側排気通路２１からの排気ガスお
よび排気連通路２４を介して流入する右側排気通路２２
からの排気ガスが１次側排気ターボ過給機３０のタービ
ンＴｐ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次側の排気タ
ーボ過給機３０．４０の双方を作動させるべく排気カッ
ト弁５２が開いて、左側、右側排気通路２１．２２から
の排気ガスが二つの排気ターボ過給機３０．４０のター
ビンＴｐ、Ｔｓにそれぞれ供給されて吸気流量を確保し
ながら適正な過給圧が得られる。

その場合、上記二つの排気ターボ過給機３０゜４０を、
共にエンジンの出力軸一端側に設けたので、左バンクＬ
と右バンクＲとでシリンダ４３４・・・から排気通路２
１．２２を介して排気ターボ過給機３０．４０に至る排
気ガスの流通経路が略同じになる。しかも、この二つの
排気ターボ過給機３０．４０のタービンＴｐ、Ｔｓはそ
の排気排出口が対向するように配置されているので、低
回転域において各バンクＬ、　Ｈのシリンダ４．４・・
・から排気通路２１．２２および排気連通路２４を介し
て排気ターボ過給機３０に至る排気ガスの流通経路が略
同等の長さとなり、高回転域において各バンクＬ、　Ｒ
のシリンダ４，４・・・から排気通路２１．２２を介し
て排気ターボ過給機３０．４０に至る排気ガスの流通経
路が略同じになる。そのため、運転領域に拘らず、常に
左右の排気通路２１゜２２の排気圧力が良好にバランス
し、バンク間でのトルク変動が抑制されることになる。

また、排気連通路２４を、二つの排気ターボ過給機３０
．４０とエンジンとの間に配置したので、エンジンが低
回転域にあって２次側排気ターボ過給機４０が停止して
いても、排気ガスの流れる排気連通路２４によって該２
次側排気ターボ過給機４０が高温に維持される。しかも
二つの排気ターボ過給機３０．４０がエンジンの出力軸
一端側に、そのタービンＴｐ、Ｔｓの排気排出口が対向
するように近接配置されているので、２次側排気ターボ
過給機４０が停止していても、排気ガスの流れる１次側
排気ターボ過給機３０によって該２次側排気ターボ過給
機４０が高温に維持される。そのため、２次側排気ター
ボ過給機４０のタービンＴＳが受けるサーマルショック
が低減される。

しかも、２次側排気ターボ過給機４０が高温に維持され
るので、その作動開始時に、そのタービンＴｓが奪う熱
量が少なくなって、キャタリスト５６の浄化作用が促進
される。

さらに、二つの排気ターボ過給機３０．４０がエンジン
の出力軸一端側に近接配置されているので、エンジン前
方に配置される冷却ファンなどの補機を駆動するベルト
類が排気ターボ過給機３０゜４０の熱害を受けずに済み
、車両へエンジンを搭載するに際しても第２図に示すよ
うに二つの排気ターボ過給機３０．４０が各バンクのシ
リンダヘッド後方のスペースに配置できる上、これら排
気ターボ過給機３０．４０の周囲に設けられる遮熱材（
図示省略）がコンパクトなものになる。

尚、本発明は２つのバンクを有していれば適用可能であ
り、例えば水平対向エンジンにも適用できる。また、上
記実施例では、い、わゆるシーケンシャル・ターボ−タ
イプのものについて述べたが、本発明は１次側排気ター
ボ過給機を低速域専用とし２次側排気ターボ過給機を高
速域専用とした、いわゆる完全切換タイプのものにも適
用できる。

要するに、一方の排気ターボ過給機を所定運転領域で不
作動にするようにしたエンジンの過給装置に適用できる
ものである。

（発明の効果）以上説明したように、本発明のエンジンの過給装置によ
れば、第１バンクのシリンダに接続された第１排気通路
と、第２バンクのシリンダに使続された第２排気通路と
、該第１排気通路と第２排気通路とを接続する排気連通
路と、該排気連通路下流の第１排気通路および第２排気
通路にそれぞれ設けられた排気ターボ過給機とを備え、
一方の排気ターボ過給機を所定運転領域で停止させるよ
うにするとともに、上記二つの排気ターボ過給機を、エ
ンジンの出力軸一端側に、その排気排出口が対向するよ
うに配置し、上記排気連通路を、この排気ターボ過給機
とエンジン本体との間に配置したので、運転領域の変動
にも拘らず第１バンクと第２バンクとでシリンダから排
気通路を介して排気ターボ過給機に至る排気ガスの流通
経路が略同じになって常に第１排気通路の排気圧力と第
２排気通路の排気圧力とが良好にバランスしバンク間で
のトルク変動を抑制できるとともに、排気連通路と作動
中の排気ターボ過給機とによって停止中の排気ターボ過
給機が高温に維持されて該排気ターボ過給機のタービン
が受けるサーマルショックを低減でき、且つ排気ターボ
過給機の周囲に設けられる遮熱材をコンパクトなものに
できるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は平面図、第２図
は側面図である。４・・・シリンダ、５・・・出力軸、１０・・・吸気通
路、２０・・・排気通路、３０．４０・・・排気ターボ
過給機、Ｌ・・・左バンク、Ｒ・・・右バンク。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）第１バンクのシリンダに接続された第１排気通路
と、第２バンクのシリンダに接続された第２排気通路と
、該第１排気通路と第２排気通路とを接続する排気連通
路と、該排気連通路下流の第１排気通路および第２排気
通路にそれぞれ設けられた排気ターボ過給機とを備え、
一方の排気ターボ過給機を所定運転領域で停止させるよ
うにしたエンジンの過給装置において、上記二つの排気
ターボ過給機は、エンジンの出力軸一端側に、その排気
排出口が対向するように配置されているとともに、上記
排気連通路は、この排気ターボ過給機とエンジン本体と
の間に配置されていることを特徴とするエンジンの過給
装置。