JPH0310345Y2 - - Google Patents

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JPH0310345Y2
JPH0310345Y2 JP9435884U JP9435884U JPH0310345Y2 JP H0310345 Y2 JPH0310345 Y2 JP H0310345Y2 JP 9435884 U JP9435884 U JP 9435884U JP 9435884 U JP9435884 U JP 9435884U JP H0310345 Y2 JPH0310345 Y2 JP H0310345Y2
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exhaust
intake
passage
engine
air
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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、2組の排気過給機(ターボチヤージ
ヤ)をそなえたエンジンに関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an engine equipped with two sets of exhaust superchargers (turbochargers).

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、大気に捨てられていた排気のエネルギ
を、エンジンの排気通路に設けたタービンの回転
力に変えて回収し、同軸の吸気系に設けられたコ
ンプレツサによつて混合気の充填効率を高め、出
力および燃費を向上させた排気過給機付きエンジ
ンが多用されている。
The energy of the exhaust gas, which was conventionally wasted into the atmosphere, is recovered by converting it into the rotational force of a turbine installed in the engine's exhaust passage, and the compressor installed in the coaxial intake system increases the filling efficiency of the air-fuel mixture. Engines equipped with exhaust gas superchargers are often used to improve output and fuel efficiency.

ところで、エンジンの回転が低速の場合と高速
の場合とで過給圧を変え、それぞれにおける燃焼
の改善を図れるようにした、2組の過給機を備え
たエンジンが開発されている。
Incidentally, an engine has been developed that is equipped with two sets of superchargers, in which the supercharging pressure can be changed when the engine is rotating at low speeds and when the engine is rotating at high speeds, thereby improving combustion in each case.

従来のこの種の排気過給機付きエンジンでは、
第4図に示すように、エンジン1の吸排気系の排
気通路11に介装されたタービン6aと、このタ
ービン6aにより駆動されるべく吸排気系の吸気
通路7に介装されたコンプレツサ6bとからなる
主排気過給機(ターボチヤージヤ)6が設けられ
ている。
In conventional engines with this type of exhaust supercharger,
As shown in FIG. 4, a turbine 6a is installed in the exhaust passage 11 of the intake and exhaust system of the engine 1, and a compressor 6b is installed in the intake passage 7 of the intake and exhaust system to be driven by the turbine 6a. A main exhaust supercharger (turbocharger) 6 is provided.

そして、コンプレツサ6bからの過圧された給
気は、給気マニホルド5を通じて各気筒の燃焼室
2へ通じる吸気ポート3へ送られ、吸気ポート3
における吸気弁の開閉に伴つて各気筒の燃焼室2
内へ送られる。
The overpressurized intake air from the compressor 6b is sent to the intake port 3 leading to the combustion chamber 2 of each cylinder through the intake manifold 5.
The combustion chamber 2 of each cylinder opens and closes as the intake valve opens and closes.
sent inward.

各気筒の燃焼室2の排気ポート4から排出され
る排気は、吸排気系の排気通路をなす排気マニホ
ルド10へ送られ、排気マニホルド10から排気
通路11を介してタービン6aへ供給される。
Exhaust gas discharged from the exhaust port 4 of the combustion chamber 2 of each cylinder is sent to an exhaust manifold 10 forming an exhaust passage of an intake/exhaust system, and is supplied from the exhaust manifold 10 via an exhaust passage 11 to the turbine 6a.

また、エンジン1の吸排気系には、排気通路1
2に介装されたタービン8aと、このタービン8
aにより駆動されるべく吸排気系の吸気通路9に
介装されたコンプレツサ8bとからなる副排気過
給機(ターボチヤージヤ)8が設けられている。
In addition, the intake and exhaust system of the engine 1 includes an exhaust passage 1.
2 and the turbine 8a installed in the turbine 8.
A sub-exhaust supercharger (turbocharger) 8 is provided, which is driven by a compressor 8b and a compressor 8b interposed in an intake passage 9 of the intake and exhaust system.

そして、コンプレツサ8bからの過圧された給
気は、吸気通路9に介装された過給気絞り弁とし
ての過給気切換弁19および給気マニホルド5を
通じて、各気筒の燃焼室2の吸気ポート3へ送ら
れ、吸気ポート3における吸気弁の開閉に伴つて
各気筒の燃焼室2内へ送られる。
The overpressurized charge air from the compressor 8b is transferred to the intake air in the combustion chamber 2 of each cylinder through the charge air switching valve 19 as a supercharge throttle valve installed in the intake passage 9 and the intake manifold 5. The air is sent to the port 3 and into the combustion chamber 2 of each cylinder as the intake valve at the intake port 3 opens and closes.

各気筒の燃焼室2の排気ポート4から排出され
る排気は、排気マニホルド10へ送られ、排気マ
ニホルド10から排気絞り弁としての排気切換弁
18を介装された排気通路12を介してタービン
8aへ供給される。
Exhaust gas discharged from the exhaust port 4 of the combustion chamber 2 of each cylinder is sent to the exhaust manifold 10, and from the exhaust manifold 10 is passed to the turbine 8a through an exhaust passage 12 in which an exhaust switching valve 18 as an exhaust throttle valve is interposed. supplied to

なお、各排気過給機6,8にはそれぞれ吸気通
路13,14を接続するとともに排気通路15,
16を接続する。各排気通路15,16の端部は
排出口17に連通される。
Note that intake passages 13 and 14 are connected to each exhaust supercharger 6 and 8, respectively, and exhaust passages 15 and
Connect 16. Ends of each exhaust passage 15 and 16 communicate with an exhaust port 17.

また、排気通路12の中途部には排気切換弁1
8、吸気通路9の中途部には過給気切換弁19が
それぞれ開閉自在に設けられる。
In addition, an exhaust switching valve 1 is provided in the middle of the exhaust passage 12.
8. A supercharging air switching valve 19 is provided in the middle of the intake passage 9 so as to be openable and closable.

過給気切換弁19と副排気過給機8との間の吸
気通路9には逃し弁20が分岐しており、分岐し
た吸気は逃し口21より大気開放される。
A relief valve 20 branches into the intake passage 9 between the supercharging air switching valve 19 and the sub-exhaust supercharger 8, and the branched intake air is released to the atmosphere through a relief port 21.

排気切換弁18は、エンジン1近傍の吸気通路
9の一部から分岐する作動用空気通路22のエア
ー圧によつて開閉するようになつている。
The exhaust switching valve 18 is opened and closed by air pressure from an operating air passage 22 branching from a portion of the intake passage 9 near the engine 1.

過給気切換弁19および逃し弁20は、作動用
空気通路22の中途部から分岐する連通路23の
エアー圧によつて作動するエアーリンク機構24
に、互いの開閉がちようど逆になるように連結さ
れる。
The supercharging air switching valve 19 and the relief valve 20 are operated by an air link mechanism 24 that is operated by the air pressure of a communication passage 23 that branches from the middle part of the operating air passage 22.
They are connected in such a way that they tend to open and close in opposite directions.

従来の排気過給機付きエンジンでは、エンジン
1の回転が低速のときは主排気過給機6のみの運
転を行なう。
In a conventional engine with an exhaust supercharger, only the main exhaust supercharger 6 is operated when the engine 1 is rotating at a low speed.

すなわち、排気圧が弱いから、排気切換弁18
のスプリング力が排気圧に打ちかつて排気通路1
2を閉成する。同時にエアーリンク機構24は過
給気切換弁19を閉成し、逃し弁20を開放動作
させる。
In other words, since the exhaust pressure is weak, the exhaust switching valve 18
Once the spring force of
Close 2. At the same time, the air link mechanism 24 closes the supercharging air switching valve 19 and opens the relief valve 20.

これにより、主過給機6のタービン6aが排気
圧を受けて回転し、同軸のコンプレツサ6bが吸
込空気を圧縮する。
As a result, the turbine 6a of the main supercharger 6 rotates in response to exhaust pressure, and the coaxial compressor 6b compresses the intake air.

そして、吸込空気が、給気通路7および吸気マ
ニホルド5を介して各吸気ポート3から各気筒の
燃焼室2に過給される。
Then, the intake air is supercharged from each intake port 3 to the combustion chamber 2 of each cylinder via the intake passage 7 and the intake manifold 5.

排気切換弁18が閉成されているので、各気筒
の燃焼室2から排気マニホルド10を介して排出
される排気ガスは、全て主排気過給機6に導かれ
る。また、過給気切換弁19が閉成されているの
で、副排気過給機8のコンプレツサ8bへの給気
の逆流が防止され、かつ逃し弁20の開放によ
り、過給気の各気筒の燃焼室2への供給が完全に
停止する。
Since the exhaust switching valve 18 is closed, all exhaust gas discharged from the combustion chamber 2 of each cylinder via the exhaust manifold 10 is guided to the main exhaust supercharger 6. Furthermore, since the supercharging air switching valve 19 is closed, backflow of the charged air to the compressor 8b of the sub-exhaust supercharger 8 is prevented, and by opening the relief valve 20, the supercharging air is transferred to each cylinder. The supply to the combustion chamber 2 is completely stopped.

エンジン1の回転が高速になると、排気圧が排
気切換弁18のスプリング力に打ちかつとともに
作動用空気通路22の給気圧が上昇することによ
り、排気切換弁18は開放状態となる。
When the engine 1 rotates at high speed, the exhaust pressure overcomes the spring force of the exhaust switching valve 18 and the supply pressure of the operating air passage 22 increases, so that the exhaust switching valve 18 becomes open.

同時に、過給気切換弁19は開放状態、逃し弁
20は閉鎖状態になる。
At the same time, the supercharging air switching valve 19 is in the open state and the relief valve 20 is in the closed state.

したがつて、主排気過給機6とともに副排気過
給機8が作動して過給圧を高め、よつて混合気の
充填効率が高められる。
Therefore, the auxiliary exhaust supercharger 8 operates together with the main exhaust supercharger 6 to increase the supercharging pressure, thereby increasing the filling efficiency of the air-fuel mixture.

〔考案が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention attempts to solve]

ところで、このように2組の排気過給機6,8
を備えたエンジン1では、高速高負荷域での空気
量が大幅に増加して燃焼が大幅に改善されるが、
低速高負荷域ではある程度の空気量増加しか望め
ない。
By the way, in this way, two sets of exhaust superchargers 6 and 8
In engine 1 equipped with this, the amount of air in the high-speed, high-load range is significantly increased, and combustion is significantly improved.
In the low speed and high load range, only a certain amount of increase in air volume can be expected.

すなわち、エンジン1の吸気ポート3は、いわ
ゆるハイスワールポート(強渦流吸気孔)となつ
ていて、ポート通路に少しの「ひねり」をつけ、
吸入行程時に燃焼室2の円周方向に混合気のスワ
ールを強制的に形成する。これにより混合効率を
向上させている。しかしながら、スワール速度は
排気過給機の有無に拘わらず一定であり、エンジ
ン回転速度に対するスワール速度であるスワール
比は変らない。
In other words, the intake port 3 of the engine 1 is a so-called high swirl port (strong swirl intake hole), with a slight "twist" in the port passage.
A swirl of the air-fuel mixture is forcibly formed in the circumferential direction of the combustion chamber 2 during the intake stroke. This improves mixing efficiency. However, the swirl speed is constant regardless of the presence or absence of the exhaust supercharger, and the swirl ratio, which is the swirl speed relative to the engine rotation speed, does not change.

このため、2組の排気過給機6,8をそなえて
いながら、エンジン1の低速高負荷運転域ではス
ワール速度が低下するため大幅な燃焼効率向上が
望めずライニングコストが高いという不具合があ
る。
Therefore, even though two sets of exhaust superchargers 6 and 8 are provided, the swirl speed decreases in the low-speed, high-load operating range of the engine 1, so there is a problem that a significant improvement in combustion efficiency cannot be expected and the lining cost is high.

本考案は、このような問題点を解決しようとす
るもので、低速高負荷域におけるスワール比の向
上を図り、燃焼効率を向上させることができるよ
うにした、排気過給機付きエンジンを提供するこ
とを目的とする。
The present invention aims to solve these problems and provides an engine with an exhaust supercharger that improves the swirl ratio in the low speed and high load range and improves the combustion efficiency. The purpose is to

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

このため、本考案の排気過給機付きエンジン
は、エンジンの1次吸排気系の排気通路に介装さ
れたタービンと同タービンにより駆動されるべく
同1次吸排気系の吸気通路に介装されたコンプレ
ツサとからなる主排気過給機と、上記エンジンの
2次吸排気系の排気通路に介装されたタービンと
同タービンにより駆動されるべく同2次吸排気系
の吸気通路に介装されたコンプレツサとからなる
副排気過給機とをそなえるとともに、上記2次吸
排気系の排気通路に介装されて上記副排気過給機
のタービンへ供給される排気の流量制御を行なう
排気絞り弁と、上記2次吸排気系の吸気通路に介
装されて上記副排気過給機のコンプレツサから送
出される過給気の流量制御を行なう過給気絞り弁
とをそなえ、上記排気絞り弁の開度を調整する排
気絞り弁用アクチユエータと、上記過給気絞り弁
の開度を調整する過給気絞り弁用アクチユエータ
と、上記の排気絞り弁用アクチユエータおよび過
給気絞り弁用アクチユエータへ制御信号を供給す
る制御装置とをそなえ、上記1次吸排気系の吸気
通路および上記2次吸排気系の吸気通路にそれぞ
れ冷却器が介装されて、上記1次吸排気系の吸気
通路に、上記エンジンの全運転域に亘つて作動す
る1次吸気弁と、上記エンジンの燃焼室へ送られ
る給気に大きなスワールを発生させるスワール発
生用1次吸気ポートとが設けられるとともに、上
記2次吸排気系の吸気通路に、上記エンジンの低
速高負荷運転域で作動する弁作動停止機構付き2
次吸気弁と、上記燃焼室へ送られる給気のスワー
ルを減少させるスワール減少用2次吸気ポートと
が設けられたことを特徴としている。
Therefore, the engine with an exhaust supercharger of the present invention has a turbine installed in the intake passage of the primary intake and exhaust system of the engine to be driven by the turbine installed in the exhaust passage of the primary intake and exhaust system of the engine. a main exhaust supercharger consisting of a compressor and a turbine installed in the exhaust passage of the secondary intake and exhaust system of the engine; a sub-exhaust turbocharger consisting of a compressor and a compressor, and an exhaust throttle installed in the exhaust passage of the secondary intake/exhaust system to control the flow rate of exhaust gas supplied to the turbine of the sub-exhaust turbocharger. and a supercharging air throttle valve that is interposed in the intake passage of the secondary intake/exhaust system and controls the flow rate of supercharging air sent out from the compressor of the sub-exhaust supercharger, and the exhaust throttle valve an actuator for the exhaust throttle valve that adjusts the opening of the above-mentioned supercharged air throttle valve; an actuator for the supercharged air throttle valve that adjusts the opening of the above-mentioned supercharged air throttle valve; a controller for supplying a control signal, a cooler is interposed in each of the intake passage of the primary intake and exhaust system and the intake passage of the secondary intake and exhaust system, and the intake passage of the primary intake and exhaust system is provided with a cooler. , a primary intake valve that operates over the entire operating range of the engine, a primary intake port for generating a swirl that generates a large swirl in the intake air sent to the combustion chamber of the engine, and a primary intake valve that operates over the entire operating range of the engine; The intake passage of the intake and exhaust system is equipped with a valve operation stop mechanism that operates in the low speed and high load operating range of the engine mentioned above.
It is characterized by being provided with a secondary intake valve and a swirl reduction secondary intake port that reduces the swirl of the intake air sent to the combustion chamber.

〔作用〕[Effect]

本考案の排気過給機付きエンジンは上述のごと
く構成されているので、エンジンの低速高負荷運
転域では、制御装置から制御信号が排気絞り弁用
アクチユエータおよび過給気絞り弁用アクチユエ
ータへそれぞれ供給されて、排気絞り弁および過
給気絞り弁が閉鎖状態となり、1次吸排気系のみ
による給気および排気が行なわれて、冷却器およ
びスワール発生用1次吸気ポートを通じて燃焼室
へ送られる給気の充填効率が高められるととも
に、大きなスワールが発生する。
Since the exhaust supercharged engine of the present invention is configured as described above, in the low-speed, high-load operating range of the engine, control signals are supplied from the control device to the exhaust throttle valve actuator and the supercharging throttle valve actuator, respectively. The exhaust throttle valve and supercharging throttle valve are closed, air is supplied and exhausted only by the primary intake and exhaust system, and the air is sent to the combustion chamber through the cooler and the primary intake port for swirl generation. The filling efficiency of Qi is increased and a large swirl is generated.

また、エンジンの高速または低負荷運転域で
は、排気絞り弁および過給気絞り弁が開放状態と
なり、1次吸排気系および2次吸排気系による給
気および排気が行なわれて、冷却器を通じて冷却
された給気がスワール発生用1次吸気ポートおよ
びスワール減少用2次吸気ポートを通じて燃焼室
へ送られて、充填効率が高められるとともに、そ
のスワールは減少する。
In addition, in high-speed or low-load operating ranges of the engine, the exhaust throttle valve and the supercharging throttle valve are open, and air is supplied and exhausted by the primary intake and exhaust system and the secondary intake and exhaust system, and is passed through the cooler. The cooled charge air is sent to the combustion chamber through the primary intake port for generating swirl and the secondary intake port for reducing swirl, thereby increasing the charging efficiency and reducing the swirl.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面により本考案の実施例について説明
すると、第1〜3図は本考案の一実施例としての
排気過給機付きエンジンを示すもので、第1図は
その全体構成図、第2,3図はいずれもその作用
を説明するためのグラフである。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be explained with reference to the drawings. Figures 1 to 3 show an engine with an exhaust supercharger as an embodiment of the present invention, and Figure 1 is an overall configuration diagram thereof, All three figures are graphs for explaining the effect.

第1図に示すようにエンジン1の1次吸排気系
Pには、この1次吸排気系Pの排気通路11に介
装されたタービン6aと、このタービン6aによ
り駆動されるべく1次吸排気系Pの吸気通路7に
介装されたコンプレツサ6bとからなる主排気過
給機(ターボチヤージヤ)6が設けられている。
As shown in FIG. 1, the primary intake/exhaust system P of the engine 1 includes a turbine 6a installed in the exhaust passage 11 of the primary intake/exhaust system P, and a primary intake/exhaust system P to be driven by the turbine 6a. A main exhaust supercharger (turbocharger) 6 including a compressor 6b is provided in the intake passage 7 of the exhaust system P.

そして、コンプレツサ6bからの過圧された給
気は、冷却器としての主インタークーラー27、
主給気マニホルド5aを通じて、各気筒の燃焼室
2へ通じる1次吸気ポート3aへ送られ、1次吸
気ポート3aにおける1次吸気弁28の開閉に伴
つて各気筒の燃焼室2内へ送られる。
Then, the overpressurized supply air from the compressor 6b is transferred to the main intercooler 27 as a cooler,
The air is sent to the primary intake port 3a leading to the combustion chamber 2 of each cylinder through the main intake manifold 5a, and is sent into the combustion chamber 2 of each cylinder as the primary intake valve 28 in the primary intake port 3a opens and closes. .

各気筒の燃焼室2の1次排気ポート4aおよび
2次排気ポート4bから排出される排気は、1次
吸排気系Pおよび2次吸排気系Sの排気通路をな
す排気マニホルド10へ送られ、さらに、排気マ
ニホルド10から排気通路11を介してタービン
6aへ供給される。
Exhaust gas discharged from the primary exhaust port 4a and secondary exhaust port 4b of the combustion chamber 2 of each cylinder is sent to the exhaust manifold 10, which forms the exhaust passage of the primary intake/exhaust system P and the secondary intake/exhaust system S. Furthermore, it is supplied from the exhaust manifold 10 to the turbine 6a via the exhaust passage 11.

また、エンジン1の2次吸排気系Sには、この
2次吸排気系Sの排気通路12に介装されたター
ビン8aと、このタービン8aにより駆動される
べく2次吸排気系Sの吸気通路9に介装されたコ
ンプレツサ8bとからなる副排気過給機(ターボ
チヤージヤ)8が設けられている。
The secondary intake/exhaust system S of the engine 1 also includes a turbine 8a interposed in the exhaust passage 12 of the secondary intake/exhaust system S, and an intake air of the secondary intake/exhaust system S to be driven by the turbine 8a. A sub-exhaust supercharger (turbocharger) 8 consisting of a compressor 8b interposed in a passage 9 is provided.

そして、コンプレツサ8bからの過圧された給
気は、吸気通路9に介装された過給気絞り弁とし
ての過給気切換弁19、冷却器としての副インタ
ークーラー30、副給気マニホルド5bを通じ
て、各気筒の燃焼室2に通じる2次吸気ポート3
bへ送られ、2次吸気ポート3bにおける従来公
知の弁作動停止機構付き2次吸気弁29の開閉に
伴つて、各気筒の燃焼室2内へ送られる。
The overpressurized supply air from the compressor 8b is passed through the supercharging air switching valve 19 as a supercharging throttle valve installed in the intake passage 9, the sub-intercooler 30 as a cooler, and the sub-supply air manifold 5b. , a secondary intake port 3 leading to the combustion chamber 2 of each cylinder
b, and is sent into the combustion chamber 2 of each cylinder as the secondary intake valve 29 with a conventionally known valve operation stop mechanism opens and closes in the secondary intake port 3b.

また、主インタークーラー27および副インタ
ークーラー30は、空気冷却型ないし水冷却型に
構成されていて、一体型ないし独立型に構成され
ている。
Further, the main intercooler 27 and the sub-intercooler 30 are configured as an air cooling type or a water cooling type, and are configured as an integral type or an independent type.

そして、主インタークーラー27は、副インタ
ークーラー30よりも冷却量が大きいように、冷
媒の上流側に配設される。
The main intercooler 27 is disposed on the upstream side of the refrigerant so that the amount of cooling is larger than that of the sub intercooler 30.

各気筒の燃焼室2に通じる1次排気ポート4a
および2次排気ポート4bから排出される排気
は、排気マニホルド10へ送られ、排気マニホル
ド10から排気絞り弁としての排気切換弁18を
介装された排気通路12を通じてタービン8aへ
供給される。
Primary exhaust port 4a leading to the combustion chamber 2 of each cylinder
The exhaust gas discharged from the secondary exhaust port 4b is sent to the exhaust manifold 10, and is supplied from the exhaust manifold 10 to the turbine 8a through an exhaust passage 12 in which an exhaust switching valve 18 as an exhaust throttle valve is interposed.

そして、排気マニホルド10とタービン8aと
の間の排気通路12に介装された排気切換弁18
は、排気絞り弁用アクチユエータとしてのシリン
ダ32によつて駆動されるようになつていて、常
時戻しバネ32bによつて閉鎖状態に付勢されて
いる。
An exhaust switching valve 18 is interposed in the exhaust passage 12 between the exhaust manifold 10 and the turbine 8a.
is adapted to be driven by a cylinder 32 serving as an actuator for the exhaust throttle valve, and is always urged into the closed state by a return spring 32b.

そして、このシリンダ32の作動室32a内の
空気は、連通路23に介装された電磁式開閉弁2
6のエアーポンプ連通状態において、エアーポン
プ31により吸引されるようになつていて、作動
室32a内の空気が減圧されることにより、排気
切換弁18が開放(連通)状態となる。
The air in the working chamber 32a of the cylinder 32 is then transferred to the electromagnetic on-off valve 2 installed in the communication passage 23.
In the air pump communication state of No. 6, the air is sucked by the air pump 31 and the pressure in the working chamber 32a is reduced, so that the exhaust switching valve 18 becomes open (communicated).

また、電磁式開閉弁26は、例えば、三方切換
弁として構成されていて、連通路23を大気へ連
通し、かつエアーポンプ31と遮断する大気連通
状態と、連通路23をエアーポンプ31に連通
し、かつ大気と遮断するエアーポンプ連通状態と
を切り換えるもので、制御装置25からの制御信
号を受けてその状態が切換制御される。
Further, the electromagnetic on-off valve 26 is configured as a three-way switching valve, for example, and communicates the communication passage 23 with the atmosphere and disconnects it from the air pump 31, and communicates the communication passage 23 with the air pump 31. The air pump communicates with the air pump and is disconnected from the atmosphere, and the state is switched in response to a control signal from the control device 25.

連通路23は、過給気絞り弁用アクチユエータ
としてのシリンダ33の作動室33aにも連通し
ており、シリンダ33は、その作動室33a内の
圧力が大気圧のとき、戻しバネ33bによりリン
ク機構24を通じて、過給気切換弁19を閉鎖状
態にしかつ逃し弁20を開放状態にする。
The communication passage 23 also communicates with the working chamber 33a of the cylinder 33 as an actuator for the supercharging air throttle valve, and when the pressure inside the working chamber 33a is atmospheric pressure, the cylinder 33 is activated by the return spring 33b to operate the link mechanism. 24, the supercharging air switching valve 19 is closed and the relief valve 20 is opened.

そして、シリンダ33の作動室33a内の圧力
が負圧のときに、リンク機構24を通じて、過給
気切換弁19を開放状態にしかつ逃し弁20を閉
鎖状態にする。
Then, when the pressure in the working chamber 33a of the cylinder 33 is negative, the supercharging air switching valve 19 is opened and the relief valve 20 is closed through the link mechanism 24.

なお、第1図中の符号13,14はいずれも吸
気通路を示しており、15,16はいずれも排気
通路、17は排出口、21は開放口を示してい
る。
In addition, numerals 13 and 14 in FIG. 1 both indicate intake passages, 15 and 16 both indicate exhaust passages, 17 indicates an exhaust port, and 21 indicates an open port.

本考案の一実施例としての排気過給機付きエン
ジンは上述のごとく構成されているので、エンジ
ン1の回転が低速高負荷のときには、制御装置2
5から電磁式開閉弁26へ制御信号が送られて、
電磁式開閉弁26が大気連通状態となつて、作動
室32a,33a内の空気が大気圧になり、各シ
リンダ32,33は、その戻しバネ32b,33
bにより、排気切換弁18および過給気切換弁1
9を閉鎖状態として、逃し弁20を開放状態とす
る。
Since the engine with an exhaust supercharger as an embodiment of the present invention is configured as described above, when the engine 1 is rotating at low speed and under high load, the control device 2
A control signal is sent from 5 to the electromagnetic on-off valve 26,
The electromagnetic on-off valve 26 is brought into communication with the atmosphere, the air in the working chambers 32a, 33a becomes atmospheric pressure, and the cylinders 32, 33 release their return springs 32b, 33.
b, the exhaust switching valve 18 and the supercharging air switching valve 1
9 is in a closed state, and the relief valve 20 is in an open state.

これにより、1次吸排気系Pの主排気過給機6
のみが作動して、コンプレツサ6bからの過圧さ
れた給気が、主インタークーラー27で冷却され
て、1次給気マニホルド5a、1次吸気弁28を
介して各気筒の燃焼室2へ供給される。
As a result, the main exhaust supercharger 6 of the primary intake/exhaust system P
The overpressurized supply air from the compressor 6b is cooled by the main intercooler 27, and is supplied to the combustion chamber 2 of each cylinder via the primary intake manifold 5a and the primary intake valve 28. Ru.

このとき、2次吸気弁29は、弁作動停止機構
によりその作動が停止される。
At this time, the operation of the secondary intake valve 29 is stopped by the valve operation stop mechanism.

そして、各気筒の燃焼室2からの排気が、排気
マニホルド10および排気通路11を介してター
ビン6aへ供給され、タービン6aを回転駆動し
た排気が排気通路15を通じて、排気口17へ送
られる。
Then, the exhaust gas from the combustion chamber 2 of each cylinder is supplied to the turbine 6a via the exhaust manifold 10 and the exhaust passage 11, and the exhaust gas that rotationally drives the turbine 6a is sent to the exhaust port 17 through the exhaust passage 15.

このとき、1次給気ポート3aは、大きなスワ
ールを発生するので、燃焼室2内の燃焼が促進さ
れて、エンジン1の高出力を得ることができる。
At this time, the primary air intake port 3a generates a large swirl, so that combustion within the combustion chamber 2 is promoted and high output of the engine 1 can be obtained.

エンジン1の回転が高速または負荷が低いとき
には、制御装置25から電磁式開閉弁26へ制御
信号が送られて、電磁式開閉弁26がエアーポン
プ連通状態となつて、作動室32a,33a内の
空気がエアーポンプ31により排出されて、排気
切換弁18および過給気切換弁19を開放状態と
して、さらに、逃し弁20を閉鎖状態とする。
When the rotation of the engine 1 is high or the load is low, a control signal is sent from the control device 25 to the electromagnetic on-off valve 26, and the electromagnetic on-off valve 26 is placed in communication with the air pump, so that the air in the working chambers 32a and 33a is Air is discharged by the air pump 31, the exhaust switching valve 18 and the supercharging switching valve 19 are opened, and the relief valve 20 is closed.

これにより、1次吸排気系Pの主排気過給機6
および2次吸排気系Sの副排気過給機8がともに
作動して、コンプレツサ6b,8bからの過圧さ
れた給気が、主インタークーラー27および副イ
ンタークーラー30で冷却されて、1次給気マニ
ホルド5a、1次吸気弁28および2次給気マニ
ホルド5b、2次吸気弁29を介して各気筒の燃
焼室2へ供給される。
As a result, the main exhaust supercharger 6 of the primary intake/exhaust system P
Both the sub-exhaust supercharger 8 of the secondary intake and exhaust system S operate, and the overpressurized supply air from the compressors 6b and 8b is cooled by the main intercooler 27 and the sub-intercooler 30, and the primary supply air is cooled. The air is supplied to the combustion chamber 2 of each cylinder via the manifold 5a, the primary intake valve 28, the secondary intake manifold 5b, and the secondary intake valve 29.

そして、各気筒の燃焼室2からの排気が、排気
マニホルド10および排気通路11,12を介し
てタービン6a,8aへ供給され、タービン6
a,8aを回転駆動した排気が、排気通路15,
16を通じて排気口17へ送られる。
Then, the exhaust gas from the combustion chamber 2 of each cylinder is supplied to the turbines 6a, 8a via the exhaust manifold 10 and the exhaust passages 11, 12.
The exhaust gas that rotates a and 8a flows through the exhaust passages 15 and 8a.
16 to the exhaust port 17.

このとき、1次吸気ポート3aと2次吸気ポー
ト3bとが協動して、スワールの小さな給気量の
多い給気を燃焼室2へ供給して、エンジン1の高
出力を得ることができる。
At this time, the primary intake port 3a and the secondary intake port 3b work together to supply air with a small swirl and a large amount of air to the combustion chamber 2, thereby making it possible to obtain high output from the engine 1. .

このように、主排気過給機6のみの作動状態
と、主排気過給機6および副排気過給機8の両方
の作動状態とを、第2図に示すように、エンジン
1の状態に応じて切り換えることができるので、
第3図に示すように、大きな出力を得ることがで
き(同図中符号A参照)、さらに、主インターク
ーラー27および副インタークーラー30がそな
えられているので、より大きな出力を得ることが
できる(同図中の符号B参照)。
In this way, the operating state of only the main exhaust supercharger 6 and the operating state of both the main exhaust supercharger 6 and the auxiliary exhaust supercharger 8 can be changed to the state of the engine 1, as shown in FIG. You can switch depending on the
As shown in Fig. 3, it is possible to obtain a large output (see reference numeral A in the figure), and since the main intercooler 27 and sub-intercooler 30 are provided, it is possible to obtain a larger output (see the symbol A in the figure). (See symbol B in the figure).

なお、制御装置25から電磁式開閉弁26へ送
られる制御信号を、適宜デユーテイ制御等するこ
とによつて、排気切換弁18および過給気切換弁
19を全閉状態と全開状態との間でその開度を調
整するようにしてもよい。
Note that the exhaust switching valve 18 and the supercharging air switching valve 19 can be switched between the fully closed state and the fully open state by appropriately controlling the duty of the control signal sent from the control device 25 to the electromagnetic on-off valve 26. The degree of opening may be adjusted.

〔考案の効果〕[Effect of idea]

以上詳述したように、本考案の排気過給機付き
エンジンによれば、エンジンの1次吸排気系の排
気通路に介装されたタービンと同タービンにより
駆動されるべく同1次吸排気系の吸気通路に介装
されたコンプレツサとからなる主排気過給機と、
上記エンジンの2次吸排気系の排気通路に介装さ
れたタービンと同タービンにより駆動されるべく
同2次吸排気系の吸気通路に介装されたコンプレ
ツサとからなる副排気過給機とをそなえるととも
に、上記2次吸排気系の排気通路に介装されて上
記副排気過給機のタービンへ供給される排気の流
量制御を行なう排気絞り弁と、上記2次吸排気系
の吸気通路に介装されて上記副排気過給機のコン
プレツサから送出される過給気の流量制御を行な
う過給気絞り弁とをそなえ、上記排気絞り弁の開
度を調整する排気絞り弁用アクチユエータと、上
記過給気絞り弁の開度を調整する過給気絞り弁用
アクチユエータと、上記の排気絞り弁用アクチユ
エータおよび過給気絞り弁用アクチユエータへ制
御信号を供給する制御装置とをそなえ、上記1次
吸排気系の吸気通路および上記2次吸排気系の吸
気通路にそれぞれ冷却器が介装されて、上記1次
吸排気系の吸気通路に、上記エンジンの全運転域
に亘つて作動する1次吸気弁と、上記エンジンの
燃焼室へ送られる給気に大きなスワールを発生さ
せるスワール発生用1次吸気ポートとが設けられ
るとともに、上記2次吸排気系の吸気通路に、上
記エンジンの低速高負荷運転域で作動する弁作動
停止機構付き2次吸気弁と、上記燃焼室へ送られ
る給気のスワールを減少させるスワール減少用2
次吸気ポートとが設けられるという簡素な構成
で、次のような効果ないし利点を得ることができ
る。
As described in detail above, according to the engine with an exhaust supercharger of the present invention, the primary intake and exhaust system is driven by the turbine installed in the exhaust passage of the primary intake and exhaust system of the engine. a main exhaust supercharger consisting of a compressor installed in the intake passage of the
A sub-exhaust supercharger consisting of a turbine installed in the exhaust passage of the secondary intake/exhaust system of the engine and a compressor installed in the intake passage of the secondary intake/exhaust system to be driven by the turbine. An exhaust throttle valve is provided in the exhaust passage of the secondary intake/exhaust system to control the flow rate of exhaust gas supplied to the turbine of the auxiliary exhaust supercharger; an exhaust throttle valve actuator that adjusts the opening degree of the exhaust throttle valve, the actuator comprising a supercharge throttle valve that is interposed to control the flow rate of supercharge air sent from the compressor of the sub-exhaust supercharger; A supercharging throttle valve actuator that adjusts the opening degree of the supercharging throttle valve, and a control device that supplies a control signal to the exhaust throttle valve actuator and the supercharging throttle valve actuator, A cooler is interposed in each of the intake passage of the secondary intake and exhaust system and the intake passage of the secondary intake and exhaust system, and a cooler is installed in the intake passage of the primary intake and exhaust system, and a cooler is installed in the intake passage of the primary intake and exhaust system. A secondary intake valve and a primary intake port for generating a swirl that generates a large swirl in the intake air sent to the combustion chamber of the engine are provided, and the intake passage of the secondary intake and exhaust system is provided with a A secondary intake valve with a valve operation stop mechanism that operates in the load operating range, and a swirl reduction device 2 that reduces the swirl of the air supply sent to the combustion chamber.
With a simple configuration in which a secondary intake port is provided, the following effects and advantages can be obtained.

(1) スワール発生用1次吸気ポートとスワール減
少用2次吸気ポートとによりスワールの強弱を
選択できることとなつて、特に、低速高負荷域
でのスワール比が向上できるので、燃焼が大幅
に改善される。
(1) The strength of the swirl can be selected by the primary intake port for generating swirl and the secondary intake port for reducing swirl, which improves the swirl ratio especially in low speed and high load ranges, significantly improving combustion. be done.

(2) 給気の冷却により、空気量が増加するので、
上記第1項の効果がより高められるとともに、
そのトルクが増加し、NOxの排出量が減少す
る。
(2) Cooling the supply air increases the amount of air;
The effect of item 1 above is further enhanced, and
Its torque increases and NOx emissions decrease.

(3) エンジンの耐久性が向上する。(3) Improved engine durability.

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

第1〜3図は本考案の一実施例としての排気過
給機付きエンジンを示すもので、第1図はその全
体構成図、第2,3図はいずれもその作用を説明
するためのグラフであり、第4図は従来の排気過
給機付きエンジンを示す全体構成図である。 1……エンジン、2……燃焼室、3a……1次
吸気ポート、3b……2次吸気ポート、4a……
1次排気ポート、4b……2次排気ポート、5a
……1次給気マニホルド、5b……2次給気マニ
ホルド、6……主排気過給機(ターボチヤージ
ヤ)、6a……タービン、6b……コンプレツサ、
7……吸気通路、8……副排気過給機(ターボチ
ヤージヤ)、8a……タービン、8b……コンプ
レツサ、9……吸気通路、10……排気マニホル
ド、11,12……排気通路、13,14……吸
気通路、15,16……排気通路、17……排気
口、18……排気絞り弁としての排気切換弁、1
9……過給気絞り弁としての過給気切換弁、20
……逃し弁、21……開放口、23……連通路、
24……エアーリンク機構、25……制御装置、
26……電磁式開閉弁、27……冷却器としての
主インタークーラー、28……1次吸気弁、29
……2次吸気弁、30……冷却器としての副イン
タークーラー、31……エアーポンプ、32……
排気絞り弁用アクチユエータとしてのシリンダ、
32a……作動室、32b……戻しバネ、33…
…過給気絞り弁用アクチユエータとしてのシリン
ダ、33a……作動室、33b……戻しバネ、P
……1次吸排気系、S……2次吸排気系。
Figures 1 to 3 show an engine with an exhaust supercharger as an embodiment of the present invention. Figure 1 is its overall configuration, and Figures 2 and 3 are graphs for explaining its operation. FIG. 4 is an overall configuration diagram showing a conventional engine with an exhaust supercharger. 1...Engine, 2...Combustion chamber, 3a...Primary intake port, 3b...Secondary intake port, 4a...
Primary exhaust port, 4b... Secondary exhaust port, 5a
...Primary air supply manifold, 5b...Secondary air supply manifold, 6...Main exhaust supercharger (turbocharger), 6a...Turbine, 6b...Compressor,
7... Intake passage, 8... Sub-exhaust supercharger (turbocharger), 8a... Turbine, 8b... Compressor, 9... Intake passage, 10... Exhaust manifold, 11, 12... Exhaust passage, 13, 14...Intake passage, 15, 16...Exhaust passage, 17...Exhaust port, 18...Exhaust switching valve as exhaust throttle valve, 1
9...Supercharging air switching valve as a supercharging air throttle valve, 20
...Relief valve, 21...Opening port, 23...Communication passage,
24...Air link mechanism, 25...Control device,
26...Solenoid on-off valve, 27...Main intercooler as a cooler, 28...Primary intake valve, 29
... Secondary intake valve, 30 ... Sub-intercooler as a cooler, 31 ... Air pump, 32 ...
Cylinder as actuator for exhaust throttle valve,
32a... Working chamber, 32b... Return spring, 33...
...Cylinder as actuator for supercharging air throttle valve, 33a... Working chamber, 33b... Return spring, P
...Primary intake and exhaust system, S...Secondary intake and exhaust system.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] エンジンの1次吸排気系の排気通路に介装され
たタービンと同タービンにより駆動されるべく同
1次吸排気系の吸気通路に介装されたコンプレツ
サとからなる主排気過給機と、上記エンジンの2
次吸排気系の排気通路に介装されたタービンと同
タービンにより駆動されるべく同2次吸排気系の
吸気通路に介装されたコンプレツサとからなる副
排気過給機とをそなえるとともに、上記2次吸排
気系の排気通路に介装されて上記副排気過給機の
タービンへ供給される排気の流量制御を行なう排
気絞り弁と、上記2次吸排気系の吸気通路に介装
されて上記副排気過給機のコンプレツサから送出
される過給気の流量制御を行なう過給気絞り弁と
をそなえ、上記排気絞り弁の開度を調整する排気
絞り弁用アクチユエータと、上記過給気絞り弁の
開度を調整する過給気絞り弁用アクチユエータ
と、上記の排気絞り弁用アクチユエータおよび過
給気絞り弁用アクチユエータへ制御信号を供給す
る制御装置とをそなえ、上記1次吸排気系の吸気
通路および上記2次吸排気系の吸気通路にそれぞ
れ冷却器が介装されて、上記1次吸排気系の吸気
通路に、上記エンジンの全運転域に亘つて作動す
る1次吸気弁と、上記エンジンの燃焼室へ送られ
る給気に大きなスワールを発生させるスワール発
生用1次吸気ポートとが設けられるとともに、上
記2次吸排気系の吸気通路に、上記エンジンの低
速高負荷運転域で作動する弁作動停止機構付き2
次吸気弁と、上記燃焼室へ送られる給気のスワー
ルを減少させるスワール減少用2次吸気ポートと
が設けられたことを特徴とする、排気過給機付き
エンジン。
a main exhaust supercharger consisting of a turbine installed in the exhaust passage of the primary intake and exhaust system of the engine; and a compressor installed in the intake passage of the primary intake and exhaust system to be driven by the turbine; engine 2
The sub-exhaust supercharger includes a turbine installed in the exhaust passage of the secondary intake/exhaust system and a compressor installed in the intake passage of the secondary intake/exhaust system to be driven by the turbine, and an exhaust throttle valve interposed in the exhaust passage of the secondary intake/exhaust system to control the flow rate of exhaust gas supplied to the turbine of the sub-exhaust supercharger; an actuator for the exhaust throttle valve that controls the opening degree of the exhaust throttle valve; The primary intake/exhaust system includes a supercharging throttle valve actuator that adjusts the opening degree of the throttle valve, and a control device that supplies control signals to the exhaust throttle valve actuator and the supercharging throttle valve actuator. A cooler is interposed in each of the intake passage and the intake passage of the secondary intake/exhaust system, and the intake passage of the primary intake/exhaust system is provided with a primary intake valve that operates over the entire operating range of the engine. , a primary intake port for generating a swirl that generates a large swirl in the intake air sent to the combustion chamber of the engine; 2 with valve operation stop mechanism that operates
An engine equipped with an exhaust supercharger, characterized in that it is provided with a secondary intake valve and a swirl reduction secondary intake port that reduces the swirl of the intake air sent to the combustion chamber.
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