JPH0240267Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は所謂ツインターボ式内燃機関の排気系
構造に関する。

〔従来技術〕

多気筒内燃機関の気筒を２つのグループに分割
し、各グループにターボチヤージヤのタービンが
夫々設けられ、該タービンの上流に、夫々のグル
ープの気筒からの排気ガスを夫々のタービンに分
散流入させる第１位置と、双方のグループの気筒
からの排気ガスを一方のタービンに集中流入させ
る第２位置との間を切替る遮断弁が設けられたツ
インターボ式の内燃機関が知られている。（例え
ば、特開昭50−118117号参照）。低速域において
は遮断弁は第２位置となり、１つのターボチヤー
ジヤのみに排気ガスが集中的に流入され、排気ガ
ス流量自体が小さいにも係わらず大きな過給圧を
得ることができる。また高速域においては遮断弁
は第１位置をとり、排気ガスは双方のターボチヤ
ージヤに分散して流入され、適正な過給圧が得ら
れる。

〔考案が解決しようとする課題〕

ターボチヤージヤシステムにおいては過給圧の
制御のため過給圧が所定値に達すると排気ガスを
タービンから迂回させる装置（過給圧制御弁）が
必要である。特開昭50−118117号についてもこの
過給圧制御弁が必要であるが、それについては言
及がない。しかし、常識的には一つの過給圧制御
弁を二つのグループの排気系を相互に接続する通
路部分に設置し、一つで共用することになろう。
しかしながら、単に過給圧制御弁を二つのグルー
プ間で共用する場合に、過給圧制御弁の作動が双
方のグループの気筒の排気ガス圧力の脈動による
影響を受け、その影響によつてターボチヤージヤ
のコンプレツサの下流の圧力（過給圧）が影響を
受けるおそれがある。

この考案は、内燃機関を気筒を二つのグループ
に分け、各グループ毎にターボチヤージヤを有
し、二つのターボチヤージヤで過給圧制御弁を共
用したものにおいて、過給圧制御弁の作動を排気
ガス圧力の脈動の影響を受けることがないように
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この考案の排気系構造によれば、多気筒内燃機
関の気筒を排気干渉を伴わない２つのグループに
分割し、分割された気筒に夫々の排気マニホルド
が接続され、各排気マニホルドにターボチヤージ
ヤのタービンが夫々設けられ、該タービンの上流
の排気マニホルド集合部、夫々の排気マニホルド
からの排気ガスを対応するタービンに分散流入さ
せる第１位置と、双方の排気マニホルドからの排
気ガスを一方のタービンに集中流入させる第２位
置との間を切替える遮断弁が設けられ、更に所定
の過給圧以上において排気ガスのバイパスを行う
過給圧制御弁を有した多気筒内燃機関の排気系構
造において、双方の排気マニホルドの集合部は排
気ガスの流れに略々直交する方向に延びる連通管
にて相互に連通され、連通管は双方の排気マニホ
ルド集合部間での排気干渉を生じさせない充分な
長さを持ち、遮断弁は前記第２位置では連通管へ
の円滑な排気ガスの流れを形成するよう位置して
おり、過給圧制御弁は連通管の中央部に設けられ
る。

〔作用〕

こう排気側遮断弁により円滑に連通管を通して
片方のタービンに排気ガスを導入することができ
る。

高速時は排気側遮断弁は開放されるため、双方
のタービンに排気ガスが導入される。過給圧が所
定値に達すると、過給圧制御弁は開弁し、各グル
ープの排気マニホルドからの排気ガスは連通管及
び過給圧制御弁を介してバイパスせしめられる。

〔実施例〕

第１図において、１０は６気筒の内燃機関の本
体、１２はサージタンク、１４はスロツトル弁、
１６はエアフローメータ、１はエアクリーナであ
る。各気筒の燃焼室に近接した吸気管２０に燃料
噴射弁２２が設けられる。６つに気筒は前後２つ
のグループに分けられ夫々が排気マニホルド２４
ａ，２４ｂに接続される。ターボチヤージヤは２
８ａ，２８ｂで夫々示され、コンプレツサ３０
ａ，３０ｂ、タービン３２ａ，３２ｂを夫々具備
する。第１のターボチヤージヤ２８ａのタービン
３２ａは第１の排気マニホルド２４ａに接続され
る排気管３４ａ内に位置し、第２のターボチヤー
ジヤ２８ｂのタービン３２ｂは第２の排気マニホ
ルド２４ｂに接続される排気管３４ｂ内に位置す
る。これら排気管３４ａと３４ｂとは排気管３６
として合流される。第１のターボチヤージヤ２８
ａのコンプレツサ３０ａは吸気管３８ａ内に位置
し、第２のターボチヤージヤ２８ｂのコンプレツ
サ３０ｂは吸気管３８ｂ内に位置し、これら吸気
管３８ａと３８ｂとは、上流側ではエアフローメ
ータ１６の少し下流で合流され、下流側ではスロ
ツトル弁１４を配置した吸気管４０に合流してい
る。その合流点には吸気側遮断弁４２が設置され
る。

本考案によれば、第１の排気マニホルド２４ａ
と第２の排気マニホルド２４ｂとはその集合部２
４a′，２４b′において連通管４４によつて相互に
連通される。この連通管４４は集合部２４a′，２
４b′における排気ガスの流れ方向（矢印ｐ）と大
略直交する方向に延びており、排気干渉を防止す
るに十分な長さを持つている。４８は排気側遮断
弁であり、第２の排気マニホルドの集合部２４
b′のところにかつ連通管４４が同集合部２４b′に
開口する地点より少し下流に位置している。連通
管４４の中央部にバイパス通路５０が接続され、
その接続箇所に過給圧制御弁（所謂ウエストゲー
ト弁）５２が設置される。同制御弁５２は弁体５
４とこの弁体５４に連結されるダイヤフラム５６
と、弁体５４が常時は閉鎖する方向に付勢するば
ね５８とより成る。ダイヤフラム５６の下方の圧
力室６２は圧力配管６４を介してスロツトル弁１
４の上流の吸気管４０に接続される。

６６はこの内燃機関の制御回路で、エンジン運
転条件検出センサ、例えば前述のエアフローメー
タ１６、その他、エンジン回転数センサ６８、
O₂センサ（酸素濃度センサ）７０、更にはスロ
ツトル開度センサ７２等からの信号によつて、燃
料噴射弁２２、更には吸気側遮断弁４２の駆動用
モータ７４及び排気側遮断弁４８の駆動用モータ
７６に駆動信号の形成を行う。制御回路６６はマ
イクロコンピユータシステムとして構成すること
ができる。

以上述べた装置の作動において、機関の低速時
は制御回路６６はモータ７４及び吸気側遮断弁４
２、及び排気側遮断弁４８を実線のように位置さ
せるように信号を送る。このとき、吸入空気は第
１のターボチヤージヤのコンプレツサ３０ａのみ
通過するのが許容され、第２のターボチヤージヤ
２８ｂのコンプレツサ３０ｂには吸入空気の流れ
が起らない。一方排気系についていえば、第２の
排気マニホルド２４ｂは第２のターボチヤージヤ
２８ｂのタービン３２ｂから切離される。従つて
第２の排気マニホルド２４ｂからの排気ガスは矢
印ｑのように連通管４４に導入され、集合部２４
a′のところで第１の排気マニホルドに合流され
る。その結果、エンジンの全気筒からの排気ガス
はその全量が第１のターボチヤージヤ２８のター
ビン３２ａの導入されることになる。その結果、
排気ガス流量自体が少い低速時であつても高い過
給圧を得ることができる。第２図に示すように、
遮断弁４８は、第２のターボチヤージヤ２８への
排気ガスの遮断位置において、矢印ｑのような排
気ガスの円滑な流れが生ずる適当な角度θに設定
されている。そのため排気エネルギの有効活用を
図ることができる。またその気筒群の排圧上昇が
防止され、弁に無理な力が加わることによる変形
が防止される。

この低速時において過給圧が所定値以上になる
と、圧力通路６４より圧力室６２に導入力される
圧力はダイラフラム５６をしてばね５８に抗して
変形させ、弁体５４はリフトしバイパス５０が解
放することで、排気ガスがリリーフされ圧力過大
が押えられる。

高速時には制御回路６６はモータ７４，７６に
信号を送り吸気側遮断弁４２、排気側遮断弁４８
を夫々破線のように位置させる。即ち、吸入空気
は第２のターボチヤージヤ２８ｂのコンプレツサ
３０ｂに導入されるのが許容され、一方第２の排
気マニホルド２４ｂは第２のターボチヤージヤ２
８ｂのタービン３２ｂと連通する。この結果、第
１の排気マニホルド２４ａからの排気ガスは第１
のターボチヤージヤ２８ａを、第２の排気マニホ
ルド２４ｂからの排気ガスは第２のターボチヤー
ジヤ２８ｂを夫々駆動する。その結果、排気ガス
流量の大きい高速時にも過給圧を適当とすること
ができる。過給圧が過大となると過給圧制御弁５
２が開放しバイパスを行うのは低速時と同様であ
る。

この高速時には第１の排気マニホルド２４ａと
第２の排気マニホルド２４ｂとは連通管４４で相
互に連通されるが、連通管４４は集合部２４a′２
４b′での排気ガスの流れに大略直交する方向に延
びかつ十分な長さをもつており、排気干渉が生じ
ないため最大の過給効率を得ることができる。ま
た、過給圧制御弁５２が設けられる連通管４４の
中央位置は動圧としてはほとんど零であることか
ら、弁体５４のバタツキは押えられる。

考案の効果 両排気マニホルドの集合部を連通する連通管を
設け、排気側遮断弁は排気ガスの円滑な流れを阻
害しないような位置とされていることから、過給
効率が良好に確保され、また弁に無理な力が加わ
らず、変形を防止することができる。そして、連
通管は排気ガスの流れ方向に略々直交するように
設けられ、その中央に過給圧制御弁が設けられ、
かつ連通管の長さは排気干渉を押さえることがで
きるに十分な長さに設定されていることで、排気
干渉の防止更にはその弁のバタツキを押えること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の全体構成図、第２図は第１図
中の排気側遮断弁の配置を説明する線図。 １０……エンジン本体、１４……スロツトル
弁、１６……エアフローメータ、１８……エアク
リーナ、２２……燃料噴射弁、２４ａ，２４ｂ…
…排気マニホルド、２８ａ，２８ｂ……ターボチ
ヤージヤ、３２ａ，３２ｂ……タービン、４４…
…連通管、４８……排気側遮断弁、５０……バイ
パス通路、５２……過給圧制御弁、５４……弁
体、５６……ダイヤフラム、６２……圧力室、６
４……圧力配管、６６……制御回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 多気筒内燃機関の気筒を排気干渉を伴わない２
   つのグループに分割し、分割された気筒に夫々の
   排気マニホルドが接続され、各排気マニホルドに
   ターボチヤージヤのタービンが夫々設けられ、該
   タービンの上流の排気マニホルド集合部に、夫々
   の排気マニホルドからの排気ガスを対応するター
   ビンに分散流入させる第１位置と、双方の排気マ
   ニホルドからの排気ガスを一方のタービンに集中
   流入させる第２位置との間を切替える遮断弁が設
   けられ、更に所定の過給圧以上において排気ガス
   のバイパスを行う過給圧制御弁を有した多気筒内
   燃機関の排気系構造において、双方の排気マニホ
   ルドの集合部は排気ガスの流れに略々直交する方
   向に延びる連通管にて相互に連通され、連通管は
   双方の排気マニホルド集合部間での排気干渉を生
   じさせない充分な長さを持ち、遮断弁は前記第２
   位置では連通管への円滑な排気ガスの流れを形成
   するよう位置しており、過給圧制御弁は連通管の
   中央部に設けられる排気系構造。