JPH041309Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は内燃機関に用いるツインエントリー型
ターボチヤージヤに関する。

従来の技術 内燃機関において用いられるターボチヤージヤ
は主に排気脈動による圧力波、即ち動圧によつて
駆動力が与えられ、従つて各気筒において発生す
る排気脈動が互いに干渉して脈動が減衰せしめら
れるとタービンの駆動力が低下してしまう。また
ターボチヤージヤでは過給圧が一定圧を越えない
ようにするために過給圧が一定圧を越えたときに
は一部の排気ガスを排気タービンを迂回させるた
めのウエイストゲートバルブを設ける必要があ
る。

そこで排気脈動が減衰するのを阻止しつつ過給
圧が一定圧を越えないようにするために排気脈動
が互いに干渉し合わない気筒群を夫々独立した排
気マニホルドに連結してこれら排気マニホルドを
排気ターボチヤージヤの入口側に連結し、各排気
マニホルドを夫々独立したバイパス通路を介して
排気ターボチヤージヤの出口側に連結された排気
管に連結し、各バイパス通路内に夫々ウエイスト
ゲートバルブを設けたターボチヤージヤが公知で
ある（実開昭58−130029号公報参照）。

考案が解決しようとする問題点 ところでこのように各排気マニホルドを夫々独
立したバイパス通路を介して排気管に接続すると
排気管の容積が大きいために各バイパス通路内を
伝播する排気脈動による圧力波が排気管内におい
て減衰し、斯くして各排気マニホルド内の排気脈
動同志が互いに干渉するのが抑制されるのでター
ビンに加わる駆動力を高めることができる。しか
しながらこの場合一方のバイパス通路内を伝播す
る排気脈動による圧力波が排気管を介して他方の
バイパス通路内に伝播するので各排気マニホルド
内の排気脈動同志が互いに干渉するのを完全に阻
止することができず、斯くしてタービンに加わる
駆動力を十分に高めることができないという問題
がある。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本考案によれば１
個のタービン翼車に対して一対のスクロール部を
有し、各スクロール部を排気脈動が干渉し合わな
い異なる気筒群に夫々独立した排気ガス流入路を
介して連結し、各排気ガス流入路をタービンの出
口に接続された排気通路内に夫々別個の独立した
バイパス通路を介して連結し、過給圧が予め定め
られた圧力を超えたときに開弁するウエイストゲ
ートバルブを各バイパス通路内に設けたツインエ
ントリー型ターボチヤージヤにおいて、排気通路
の少くとも一部を互いに分離された一対の排気枝
通路から形成し、一方のバイパス通路を一方の排
気枝通路に連結すると共に他方のバイパス通路を
他方の排気枝通路に連結している。

実施例 第１図および第２図を参照すると、その全体を
符号１で示すツインエントリー型ターボチヤージ
ヤはセンターハウジング２と、その両側に固締さ
れたコンプレツサハウジング３およびタービンハ
ウジング４とを具備し、図面には示さないがコン
プレツサハウジング３内にはインペラが、タービ
ンハウジング４内にはタービン翼車が夫々配置さ
れている。コンプレツサハウジング３は空気吸込
管５と空気吐出管６（第３図）とを有し、空気吐
出管６は吸気ダクトを介してエンジンに連結され
る。一方、タービンハウジング４は排気流入管７
と排気流出口８（第３図）とを有し、排気流出口
８は排気管継手９を介して排気管１０に連結され
る。第２図において破線で示すようにタービンハ
ウジング４内には隔壁１１によつて分離された一
対のスクロール部１２，１３が形成される。一
方、第４図および第５図に示されるように排気流
入管７内には互いに隣接して一対の排気ガス流入
路１４，１５が形成され、これらの排気ガス流入
路１４，１５は夫々対応するスクロール部１２，
１３に連結される。また、各排気ガス流入路１
４，１５は夫々別個の気筒群に連結される。排気
流入管７の外側面上には互いに隣接して一対の凹
溝１６，１７が形成され、これら凹溝１６，１７
の底面上には夫々排気ガス流入路１４，１５と連
通する連通孔１８，１９が形成される。凹溝１
６，１７は第７図および第８図に示されるように
ボルト２１によつて排気流入管７の外側面上に固
締されたカバープレート２０によつて覆われ、こ
のとき各凹溝１６，１７は隔壁２２によつて完全
に分離されたウエイストゲートバルブ室２３，２
４を形成する。第２図及び第７図に示すように排
気流入管７の内部にはウエイストゲートバルブ室
２３から上方に延び次いで水平方向に延びるバイ
パス通路２５と、ウエイストゲートバルブ室２４
から水平方向に延びるバイパス通路２６が形成さ
れ、これらバイパス通路２５，２６は第３図およ
び第８図に示すように平坦面２７上において開口
する。この平坦面２７上には第１図および第２図
に示されるようにバイパス管２８の一端がボルト
２９によつて固定され、バイパス管２８の他端部
は排気管１０に連通される。バイパス通路２８内
には互に独立した一対のバイパス通路３０，３１
が形成され、各バイパス通路３０，３１は夫々バ
イパス通路２５，２６に連結される。

一方、第９図に示されるように排気管１０内に
は排気管１０の長手方向に延びる隔壁５０が形成
され、排気管１０の内部はこの隔壁５０によつて
２つの排気枝通路５１，５２に分割される。各バ
イパス通路３０，３１は隔壁５０の上流端から一
定の間隔１を隔てた下流側において夫々対応する
排気枝通路５１，５２に連結される。従つてウエ
イストゲートバルブ室２３はバイパス通路２５，
３０を介して排気枝通路５１内に連結され、ウエ
イストゲートバルブ室２４は排気枝通路５１とは
分離された排気枝通路５２内にバイパス通路２
５，３０から完全に独立したバイパス通路２６，
３１を介して連結される。

第２図および第５図に示されるように各ウエイ
ストゲートバルブ室２３，２４内には夫々連通孔
１８，１９の開閉制御をするウエイストゲートバ
ルブ３２，３３が設けられる。第２図および第６
図に示すように各ウエイストゲートバルブ３２、
３３は排気ガス流入路１４，１５（第５図）に沿
つて延びるフラツパ３４，３５を介して共通のシ
ヤフト３６に連結される。このシヤフト３６は隔
壁２２を貫通すると共に排気流入管７から外方に
突出し、シヤフト３６の突出端部にはアーム３７
が固着される。アーム３７の先端部はピン３８お
よび制御ロツド３９を介してアクチユエータ４０
に連結される。このアクチユエータ４０は第３図
に示すようにコンプレツサハウジング３に取付け
られたブラケツト４１に固締される。アクチユエ
ータ４０はその内部にばね付勢されたダイアフラ
ムによつて大気から隔離されたダイアフラム室を
有し、このダイアフラム室は導管４２を介して空
気吐出管６に連結される。ターボチヤージヤ１が
作動しているときには空気吐出管６内の圧力は大
気圧よりも高い過給圧となつており、従つてこの
ときアクチユエータ４０のダイアフラム室内には
過給圧が作用することになる。

過給圧が予め定められた圧力よりも低いときに
はウエイストゲートバルブ３２，３３が連通孔１
８，１９を閉鎖している。従つてこのとき各排気
ガス流通路１４，１５内を流れる全排気ガスが対
応するスクロール部１２，１３に供給される。一
方、過給圧が予め定められた圧力よりも高くなる
と制御ロツド３９がアクチユエータ４０から突出
し、その結果ウエイストゲートバルブ３２、３３
が対応する連通孔１８，１９を同時に開弁する。
その結果、排気ガス流入路１４内を流れる排気ガ
スの一部がタービンに供給されることなく連通孔
１８、ウエイストゲートバルブ室２３およびバイ
パス通路２５，３０を介して排気枝通路５１内に
排気され、排気ガス流入路１５内を流れる排気ガ
スの一部がタービンに供給されることなく連通孔
１９、ウエイストゲートバルブ室２４およびバイ
パス通路２６，３１を介して排気枝通路５２内に
排出される。

このようにウエイストゲートバルブ３２，３３
が開弁したときには排気ガス流入路１４，１５は
夫々独立したバイパス通路２５，３０およびバイ
パス通路２６，３１を介して互いに分離された各
排気枝通路５１，５２内に連通する。このとき一
方のバイパス通路３０または３１内を介して排気
枝通路５１または５２内に伝播した排気脈動によ
る圧力波は隔壁５０に阻まれて他方のバイパス通
路３０または３１内に伝播しえなくなる。従つて
一方のバイパス通路３０または３１内の排気脈動
が他方のバイパス通路３１または３０の排気脈動
と干渉するのを阻止することができるのでタービ
ンに加わる排気脈動による圧力波が減衰すること
がなく、斯くして強力な駆動力をタービンに加え
ることができることになる。

また、バイパス通路２５、３０およびバイパス
通路２６，３１はほぼ同一の流れ抵抗となるよう
に構成されているのでウエイストゲートバルブ３
２，３３が開弁したときにバイパス通路２５，３
０内を流れる排気ガス量とバイパス通路２６，３
１内を流れる排気ガス量とはほぼ等しくなる。そ
の結果、各気筒の背圧を等しくすることができる
ので各気筒間のトルクのばらつきを抑制すること
ができ、安定した運転を確保することができる。
更に、アクチユエータ４０を低温度のコンプレツ
サハウジング３に取付けることによつてアクチユ
エータ４０の熱劣化を防止することができる。

第１０図および第１１図に第２実施例を示す。
この実施例ではバイパス間２８の一端部をカバー
プレート２０に固着し、各バイパス管２８のバイ
パス通路をウエイストゲートバルブ室２３，２４
内に直接開口せしめるようにしている。

第１２図に第３実施例を示す。この実施例では
排気管１０が互いに分離した一対の排気管部分１
０ａ，１０ｂを有し、各バイパス管２８が夫々排
気管部分１０ａ，１０ｂに連結される。この場合
にも各バイパス管２８の排気脈動の干渉を良好に
阻止することができる。

第１３図は第４実施例を示す。この実施例では
バイパス管２８が下流側に向け一定の角度θでも
つて斜めに排気管１０に接続される。このように
バイパス管２８を排気管１０に接続することによ
つてウエイストゲートバルブ３２，３３が開弁し
たときに排気ガスをバイパス管２８を介してすみ
やかに排気管１０内に排出せしめることができ、
斯くしてターボチヤージヤ１の応答性のよい制御
を確保することができる。また、バイパス管２８
から排気管１０内に流入した排気ガスはただちに
下流側に向けて流れるためにタービンの背圧の上
昇を招くことがなく、斯くしてタービンの効率を
向上せしめることができる。

第１４図および第１５図に第５実施例を示す。
この実施例ではバイパス管２８が波形断面形状を
有するベローズ状のパイプから形成され、バイパ
ス管２８の外周がワイヤからなる外管６０によつ
て包囲される。バイパス管２８内を流れる排気ガ
スの温度はタービンから排出される排気ガスの温
度に比べて高いためにバイパス管２８はタービン
ハウジング４、排気管継手９および排気管１０に
対して熱膨張する。しかしながら上述の如くバイ
パス管２８を伸縮容易なベローズ状パイプから形
成することによつてバイパス管２８に熱応力が発
生するのを回避することができ、斯くしてバイパ
ス管２８の耐久性を向上することができる。

考案の効果 タービンの出口に接続された排気通路の少くと
も一部を互いに分離された一対の排気枝通路から
形成し、各スクロール部に夫々連通する各排気ガ
ス流通路を夫々独立したバイパス通路を介して各
排気枝通路内に接続することによつて各排気ガス
流通路内に発生する排気脈動の干渉を良好に阻止
することができる。その結果、排気脈動の減衰を
抑制することができるのでタービンに強力な駆動
力を与えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はターボチヤージヤの斜視図、第２図は
ターボチヤージヤの側面図、第３図は第２図の
−線に沿つてみた側面図、第４図は第３図の
−線に沿つてみた底面図、第５図は第２図の
−線に沿つてみた拡大断面図、第６図はウエイ
ストゲートバルブおよびアクチユエータの斜視
図、第７図はカバープレートを取付けたところを
示すターボチヤージヤの側面図、第８図は第７図
の要部側面図、第９図は第２図と同じ方向からみ
たターボチヤージヤの一部断面側面図、第１０図
は第２実施例を示すターボチヤージヤの側面図、
第１１図は第１０図の要部断面図、第１２図は第
３実施例を示すターボチヤージヤの斜視図、第１
３図は第４実施例を示すターボチヤージヤの一部
断面平面図、第１４図は第５実施例を示すターボ
チヤージヤの側面図、第１５図はバイパス管の一
部断面拡大図である。 １……ターボチヤージヤ、３……コンプレツサ
ハウジング、４……タービンハウジング、１０…
…排気管、１０ａ，１０ｂ……排気管部分、１
２，１３……スクロール部、１４，１５……排気
ガス流入路、１８，１９……連通孔、２３、２４
……ウエイストゲートバルブ室、２５，２６，３
０，３１……バイパス通路、２８……バイパス
管、３２，３３……ウエイストゲートバルブ、４
０……アクチユエータ、５１，５２……排気枝通
路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. １個のタービン翼車に対して一対のスクロール
   部を有し、各スクロール部を排気脈動が干渉し合
   わない異なる気筒群に夫々独立した排気ガス流入
   路を介して連結し、各排気ガス流入路をタービン
   の出口に接続された排気通路内に夫々別個の独立
   したバイパス通路を介して連結し、過給圧が予め
   定められた圧力を超えたときに開弁するウエイス
   トゲートバルブを各バイパス通路内に設けたツイ
   ンエントリー型ターボチヤージヤにおいて、上記
   排気通路の少くとも一部を互いに分離された一対
   の排気枝通路から形成し、一方のバイパス通路を
   一方の排気枝通路に連結すると共に他方のバイパ
   ス通路を他方の排気枝通路に連結したツインエン
   トリー型ターボチヤージヤ。