JPH0447127A - Intake/exhaust device of engine with exhaust turbo supercharger - Google Patents

Intake/exhaust device of engine with exhaust turbo supercharger

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JPH0447127A
JPH0447127A JP15699690A JP15699690A JPH0447127A JP H0447127 A JPH0447127 A JP H0447127A JP 15699690 A JP15699690 A JP 15699690A JP 15699690 A JP15699690 A JP 15699690A JP H0447127 A JPH0447127 A JP H0447127A
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JP
Japan
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passage
intake
compressor
exhaust
swirling
Prior art date
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Pending
Application number
JP15699690A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuo Hitomi
光夫 人見
Kazuaki Umezono
和明 梅園
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0447127A publication Critical patent/JPH0447127A/en
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Abstract

PURPOSE:To decrease the driving force of a compressor and improve the supercharging response by providing an exhausted turbo supercharger with a scroll means which preliminarily rotates intake air to the same rotational direction with the compressor, at the up stream of the compressor. CONSTITUTION:An exhaust turbo supercharger 7 arranged at an engine body 1 is formed of a compressor 8, a turbine 9 and the like. In the compressor 8, an intake introduction passage 8d opened at the central part of a compressor impeller 8b is formed on a compressor housing 8a. A scroll passage 8c for discharging pressurized air formed in a scroll shape at the outer circumference of the compressor impeller 8b is provided. At the part just upstream of the compressor 8 of the intake passage 12 connected to the intake introduction passage 8d, a scroll means 14 at which intake air is preliminarily rotated to the same rotational direction with the compressor is set. The scroll means 14 is formed by providing a scroll passage 16 formed in a scroll shape while it is communicated with a connection passage 15, on the outer circumference part of the connection passage 15.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、排気ターボ式過給機付エンジンの吸排気装置
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an intake and exhaust system for an exhaust turbo supercharged engine.

(従来の技術) 従来より、排気ターボ式過給機を備えたエンジンでは、
この過給機に対する吸気の導入はコンプレッサに直線的
に上流側の吸気通路を接続するのか通路抵抗を低減する
ことから好ましいが、エンジンを車両に搭載する際の各
種制約から、上記のような直線的な吸気の導入は困難で
ある。また、過給機からの排気ガスの導出についても同
様である(例えば、実開昭80−88831号公報参照
)。
(Conventional technology) Conventionally, in engines equipped with exhaust turbo superchargers,
It is preferable to introduce intake air into the supercharger by connecting the upstream intake passage to the compressor in a straight line to reduce passage resistance, but due to various constraints when installing the engine in a vehicle, it is preferable to connect the upstream intake passage to the compressor in a straight line as shown above. It is difficult to introduce natural intake air. The same applies to the extraction of exhaust gas from the supercharger (see, for example, Japanese Utility Model Application No. 88831/1983).

すなわち、排気ターボ式過給機の本体はエンジンの排気
ポートとの関係で、排気ポートを集合した排気マニホー
ルドが接続され、排出直後の排気ガスを導入するように
排気側に設置されている。
That is, the main body of the exhaust turbo supercharger is connected to an exhaust manifold that collects exhaust ports in relation to the exhaust ports of the engine, and is installed on the exhaust side so as to introduce exhaust gas immediately after exhaust.

一方、その吸気装置はエンジンの上方部分にエアクリー
ナなどの上流側部材が配設され、この上方部分から吸気
通路が下方に屈曲しさらに過給機のシャフトに向けて屈
曲して接続されている。また、タービンから軸方向に排
出される排気ガスは、排気通路によって下方から後方に
屈曲されるように構成されているのが、小型乗用車等で
は一般的である。
On the other hand, in the intake device, an upstream member such as an air cleaner is disposed above the engine, and an intake passage bends downward from the upper portion and is further bent and connected to the shaft of the supercharger. Moreover, it is common in small passenger cars and the like that the exhaust gas discharged from the turbine in the axial direction is bent from below to the rear by the exhaust passage.

(発明が解決しようとする課題) しかして、前記のように排気ターボ式過給機の吸気側も
しくは排気側の通路が過給機への接続部近傍で屈曲して
いると、この部分での吸気もしくは排気ガスの流通が妨
げられて通気抵抗が増大して過給性能が十分に得られず
、所期のエンジン出力性能が達成できない問題を有する
(Problem to be Solved by the Invention) However, if the passage on the intake side or exhaust side of the exhaust turbocharger is bent near the connection to the turbocharger as described above, the problem occurs at this part. There is a problem in that the flow of intake air or exhaust gas is obstructed, increasing ventilation resistance, making it impossible to obtain sufficient supercharging performance, and making it impossible to achieve the desired engine output performance.

すなわち、吸気側での吸気抵抗の増大は、同一吸気量を
得るためのコンプレッサの駆動エネルギが増大するもの
であり、また、基本的に直線的な流れをコンプレッサで
回転させることには運動量のロスがあり、タービン効率
が低下し、また、過給開始時の回転上昇が遅れて過給レ
スポンスが低下し、特に低回転領域での過給性能が低下
する問題を有する。一方、排気側での通路抵抗の増大は
排圧の上昇を招き、高速燃費性能および出力性能低下に
つながっている。
In other words, an increase in intake resistance on the intake side increases the driving energy of the compressor to obtain the same amount of intake air, and there is also a loss of momentum when the compressor rotates a basically linear flow. There is a problem in that the turbine efficiency decreases, and the rotation increase at the start of supercharging is delayed, resulting in a decrease in supercharging response, and particularly in the low rotation region, supercharging performance deteriorates. On the other hand, an increase in passage resistance on the exhaust side causes an increase in exhaust pressure, leading to a decrease in high-speed fuel efficiency and output performance.

そこで、本発明は上記事情に鑑み、排気ターボ式過給機
に対する吸排気における通気抵抗を低減してタービン効
率を高めるようにした排気ターボ式過給機付エンジンの
吸排気装置を提供することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, the present invention aims to provide an intake and exhaust system for an engine with an exhaust turbo supercharger, which reduces ventilation resistance in the intake and exhaust to the exhaust turbo supercharger and increases turbine efficiency. This is the purpose.

(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために本発明のエンジンの吸排気装
置は、排気ガスのエネルギによって回転するタービンに
タービンシャフトを介して連結されたコンプレッサによ
って吸気を過給するについて、上記コンプレッサ直上流
に、コンプレッサ回転方向と同方向に吸気を予回転させ
る旋回手段を設けて構成したものである。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, an engine intake/exhaust system of the present invention supercharges intake air by a compressor connected via a turbine shaft to a turbine rotated by energy of exhaust gas. This is constructed by providing a turning means immediately upstream of the compressor for pre-rotating the intake air in the same direction as the compressor rotation direction.

または、上記タービン直下流にタービン回転方向と同方
向に排気の流れを変更する旋回手段を設けて構成したも
のである。
Alternatively, a rotating means for changing the flow of exhaust gas in the same direction as the turbine rotation direction is provided immediately downstream of the turbine.

(作用) 上記のような排気ターボ式過給機付エンジンの吸排気装
置では、コンプレッサ直上流に設けた旋回手段によりコ
ンプレッサ回転方向と同方向に吸気を予回転させること
で、コンプレッサの駆動力を低減し、軽負荷域でのター
ビン回転が高くなって加速時のタービン回転上昇が早く
なる。また、全負荷、状態では吸気に予回転が与えられ
た分だけ、低速全開では過給仕事が増大し、高速全開で
は必要過給仕事量の低減により排圧が減少し充填量が増
加し、出力特性の改善が得られるようにしている。
(Function) In the intake/exhaust system for an exhaust turbo supercharged engine as described above, the driving force of the compressor is increased by pre-rotating the intake air in the same direction as the compressor rotation direction using a turning means provided immediately upstream of the compressor. This results in a higher turbine rotation in the light load range and a faster rise in turbine rotation during acceleration. In addition, at full load, the turbocharging work increases by the amount of pre-rotation given to the intake at low speeds and fully open, and at high speeds and fully open, the exhaust pressure decreases and the charging amount increases due to the reduction in required turbocharging work. This is intended to improve output characteristics.

一方、排気ターボ式過給機のタービン直下流に設けた旋
回手段によって、タービン回転方向と同方向に排気の流
れを変更させることで、タービン下流の排気ガス流れの
旋回速度成分を利用することにより、排気ガスの排出を
促進して速度エネルギが温度に変化することなく導出さ
れて温度上昇が抑制され、排圧の上昇を招かずに排気タ
ーボ式過給機による出力上昇が十分に発揮されるように
している。
On the other hand, by changing the flow of exhaust gas in the same direction as the turbine rotation direction using the swirling means provided immediately downstream of the turbine of the exhaust turbo supercharger, the swirling speed component of the exhaust gas flow downstream of the turbine can be utilized. , speed energy is derived without changing to temperature by promoting the discharge of exhaust gas, suppressing temperature rise, and making full use of the output increase from the exhaust turbo supercharger without causing a rise in exhaust pressure. That's what I do.

(実施例) 以下、図面に沿って本発明の各実施態様を説明する。(Example) Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described along with the drawings.

実施例1 第1図にこの実施例の吸排気装置を備えた排気ターボ式
過給機付エンジンの概略正面図を、第2図ないし第4図
に吸排気装置の概略構成をそれぞれ示す。
Embodiment 1 FIG. 1 is a schematic front view of an exhaust turbo supercharged engine equipped with an intake and exhaust system of this embodiment, and FIGS. 2 to 4 each show a schematic configuration of the intake and exhaust system.

エンジン本体1はシリンダブロック2の上部にシリンダ
ヘッド3が締結され、上部にはヘッドカバー4が、底部
にはオイルパン5がそれぞれ配設されている。上記シリ
ンダヘッド3の側部には排気ポート(図示せず)から排
気ガスを導出する排気マニホールド6が取り付けられ、
この排気マニホールド6は各気筒からの排気ガスを集合
して中央下部の連結部6aから排出する。
In the engine body 1, a cylinder head 3 is fastened to the upper part of a cylinder block 2, and a head cover 4 is disposed at the upper part, and an oil pan 5 is disposed at the bottom. An exhaust manifold 6 is attached to the side of the cylinder head 3 to lead out exhaust gas from an exhaust port (not shown).
This exhaust manifold 6 collects exhaust gas from each cylinder and discharges it from a connecting portion 6a at the lower center.

そして、上記エンジン本体1の排気側側部に排気ターボ
式過給機7が配設されるものであって、この排気ターボ
式過給機7はコンプレッサ8、タービン9、センタハウ
ジング10から構成されている。そして、タービン9に
おけるタービンハウジング9aの内部に収容されたター
ビンホイール9bと、コンプレッサ8におけるコンプレ
ッサハウジング8aの内部に収容されたコンプレッサイ
ンペラ8bとがタービンシャフト11によって連結され
、一体に回転するものである。上記タービンシャフト1
1はセンタハウジング10に支承され、このセンタハウ
ジング10の両側に前記タービンハウジング9aとコン
プレッサハウジング8aが連接されている。
An exhaust turbo supercharger 7 is disposed on the exhaust side of the engine body 1, and the exhaust turbo supercharger 7 is composed of a compressor 8, a turbine 9, and a center housing 10. ing. A turbine wheel 9b housed inside a turbine housing 9a of the turbine 9 and a compressor impeller 8b housed inside a compressor housing 8a of the compressor 8 are connected by a turbine shaft 11 and rotate together. . The above turbine shaft 1
1 is supported by a center housing 10, and the turbine housing 9a and compressor housing 8a are connected to both sides of the center housing 10.

上記タービン9におけるタービンハウジング9aには、
タービンホイール9bの外周にスパイラル状の渦巻き形
状に形成された排気ガス導入用のスクロール通路9cが
設けられ、また、タービンホイール9bの中心部からタ
ービンシャフト11の軸方向外側に向けて開口する排気
ガス排出通路9dが設けられている。上記スクロール通
路9cの上流端は上方に向けて開口し、前記排気マニホ
ールド6の下流端に接続され、その流入部からタービン
ホイール9bの外周に徐々に通路断面積が減少するよう
に形成され、導入された排気ガスのエネルギによってタ
ービンホイール9bが回転駆動される。
The turbine housing 9a of the turbine 9 includes:
A scroll passage 9c for introducing exhaust gas formed in a spiral shape is provided on the outer periphery of the turbine wheel 9b, and a scroll passage 9c for introducing exhaust gas is provided from the center of the turbine wheel 9b toward the outside in the axial direction of the turbine shaft 11. A discharge passage 9d is provided. The upstream end of the scroll passage 9c opens upward, is connected to the downstream end of the exhaust manifold 6, and is formed so that the passage cross-sectional area gradually decreases from its inlet to the outer periphery of the turbine wheel 9b. The turbine wheel 9b is rotationally driven by the energy of the exhaust gas.

一方、前記コンプレッサ8におけるコンプレッサハウジ
ング8aには、コンプレッサインペラ8bの中心部から
タービンシャフト11の軸方向外側に向けて開口する吸
気導入通路8dが形成され、また、コンプレッサインペ
ラ8bの外周にスパイラル状の渦巻き形状に形成された
加圧エア吐出用のスクロール通路8cが設けられている
。上記スクロール通路8Cは中心側の上流部から下流側
になるに従って通路断面積が徐々に増大し下流端の吐出
口8eに開口している。この下流端の吐出口8eは、図
示しないインタークーラなどを経てシリンダヘッド3の
排気マニホールド6と反対側の吸気ポートに連通ずる吸
気マニホールドに接続される。
On the other hand, the compressor housing 8a of the compressor 8 is formed with an intake air introduction passage 8d that opens from the center of the compressor impeller 8b toward the outside in the axial direction of the turbine shaft 11. A scroll passage 8c formed in a spiral shape for discharging pressurized air is provided. The scroll passage 8C has a passage cross-sectional area that gradually increases from the upstream part on the center side to the downstream side, and opens to the discharge port 8e at the downstream end. The discharge port 8e at the downstream end is connected to an intake manifold that communicates with an intake port on the opposite side of the exhaust manifold 6 of the cylinder head 3 via an intercooler (not shown) or the like.

そして、上記コンプレッサ8の吸気導入通路8dには上
流側の吸気通路12が接続されるものであるが、このコ
ンプレッサ8の直上流部分に、コンプレッサ回転方向と
同方向に吸気を予回転させる旋回手段14が設置されて
いる。この例では上記旋回手段14は、タービンシャフ
ト11と直交する方向に延びて前記コンプレッサハウジ
ング8aに接続された接続通路15の外周部に、この接
続通路15に連通してスパイラル状の渦巻き形状に形成
された旋回通路16を有し、この旋回通路16はコンプ
レッサインペラ8bの回転方向に沿って上流側から下流
側に通路断面積が徐々に減少するように形成されている
。また、上記旋回通路16の上流端は接線方向の上方に
延び、その接続開口16aに上流側吸気通路12の下流
端が接続されるものであって、上流側吸気通路]2は横
方向に屈曲してエアクリーナ13に連結されている。
The intake passage 12 on the upstream side is connected to the intake air introduction passage 8d of the compressor 8, and a turning means for pre-rotating the intake air in the same direction as the compressor rotation direction is provided immediately upstream of the compressor 8. 14 have been installed. In this example, the turning means 14 is formed in a spiral shape on the outer periphery of a connecting passage 15 extending in a direction perpendicular to the turbine shaft 11 and connected to the compressor housing 8a, and communicating with the connecting passage 15. The turning passage 16 is formed such that the passage cross-sectional area gradually decreases from the upstream side to the downstream side along the rotation direction of the compressor impeller 8b. The upstream end of the swirl passage 16 extends upward in the tangential direction, and the downstream end of the upstream intake passage 12 is connected to the connection opening 16a, and the upstream intake passage 2 is bent in the lateral direction. and is connected to the air cleaner 13.

上記吸気側の旋回手段14により、その旋回通路16に
流入した吸気は、該旋回通路16に沿って予回転が与え
られながら外周側から中心側に流入し、旋回流を有した
状態で接続通路15からコンプレッサ8の吸気導入通路
8dに供給され、旋回流に沿ったコンプレッサインペラ
8bのD 転によって加圧されスクロール通路8cから
吐出される。
The intake air flowing into the swirling passage 16 by the intake-side swirling means 14 flows from the outer peripheral side to the center side while being given a pre-rotation along the swirling passage 16, and flows into the connecting passage with a swirling flow. 15 to the intake introduction passage 8d of the compressor 8, the air is pressurized by the D rotation of the compressor impeller 8b along the swirling flow, and is discharged from the scroll passage 8c.

一方、排気側のタービン9の排気ガス排出通路9dには
下流側の排気通路]8か接続されるものであるか、この
タービン9の直下流部分に、タビン回転方向と同方向に
排気ガスの流れを変更する旋回手段19が設置されてい
る。この例では上記旋回手段1つは、タービンシャフト
11と直交する方向に延びて前記タービンハウジング9
aに接続された接続通路20の外周部に、この接続通路
20に連通してスパイラル状の渦巻き形状に形成された
旋回通路21を有し、この旋回通路21はタービンホイ
ール9bの回転方向に沿って上流側から下流側に通路断
面積が徐々に増大するように形成されている。また、上
記旋回通路21の下流端21aは接線方向の下方に延び
、その接続開口に下流側排気通路18の上流端が接続さ
れるものであって、下流側排気通路18は横方向に屈曲
してキャタリスト(図示せず)に連結される。
On the other hand, the exhaust gas discharge passage 9d of the turbine 9 on the exhaust side is connected to the exhaust passage [8] on the downstream side, or the exhaust gas is directly downstream of the turbine 9 in the same direction as the turbine rotation direction. Swirling means 19 are provided for changing the flow. In this example, one of the turning means extends in a direction perpendicular to the turbine shaft 11 and extends into the turbine housing 9.
A swirling passage 21 formed in a spiral shape and communicating with the connecting passage 20 is provided on the outer periphery of the connecting passage 20 connected to the turbine wheel 9b. The passage is formed so that the cross-sectional area of the passage gradually increases from the upstream side to the downstream side. Further, the downstream end 21a of the swirl passage 21 extends downward in the tangential direction, and the upstream end of the downstream exhaust passage 18 is connected to the connection opening thereof, and the downstream exhaust passage 18 is bent in the lateral direction. and connected to a catalyst (not shown).

上記排気側の旋回手段19により、排気ガスはタービン
ホイール9bを回転させるのに伴って旋回しつつタービ
ン9から接続通路20に流入した後、中心側から外周側
の旋回通路21に流入してこの旋回通路21に沿って旋
回方向に流れの方向を変えて下流側排気通路18に速や
かに排出される。
By the exhaust-side swirling means 19, the exhaust gas flows from the turbine 9 into the connecting passage 20 while rotating as the turbine wheel 9b rotates, and then flows from the center side into the outer circumference side swirling passage 21. The flow direction is changed in the swirling direction along the swirling passage 21 and is quickly discharged to the downstream exhaust passage 18.

前記吸気側の旋回手段14による効果を説明すれば、コ
ンプレッサ8の入口部と出口部の旋回半径をぞれぞれr
l+r2、吸気流速の接線方向成分をそれぞれUl、U
2とし、質量流量をMとすると、コンプレッサ8のトル
クTは角運動量保存式より、 T=M舎U2  ・r2  MllUl  ’ rrB
−A となり、コンプレッサ出口部の過給エアの角運動量Bか
らコンプレッサ入口部の新気角運動量Aを減算した値と
なる。
To explain the effect of the swirling means 14 on the intake side, the swirling radii of the inlet and outlet of the compressor 8 are respectively r.
l+r2, the tangential components of the intake flow velocity are respectively Ul and U
2 and the mass flow rate is M, the torque T of the compressor 8 is obtained from the conservation of angular momentum as follows: T=MshaU2 ・r2 MllUl' rrB
-A, which is the value obtained by subtracting the fresh air angular momentum A at the compressor inlet from the angular momentum B of the supercharged air at the compressor outlet.

従って、軽負荷域においては、同じ運転状態で考えた場
合、旋回手段14の旋回通路16によって予め大きな吸
気流速U1が与えられるが、旋回手段のないものではU
、はコンプレッサ8の回転で初めて誘起されるため小さ
い。すなわち、旋回手段14によってAの値が大きくな
り、一方、同じ運転状態ならBは一定であり、また、同
一充填量で排気ガスエネルギPSも一定であることから
、コンプレッサトルクTは小さな値となる。
Therefore, in the light load range, considering the same operating conditions, a large intake flow velocity U1 is given in advance by the swirling passage 16 of the swirling means 14, but in the case without the swirling means, U
, is small because it is induced for the first time when the compressor 8 rotates. That is, the value of A increases due to the turning means 14, while B remains constant under the same operating conditions, and since the exhaust gas energy PS is also constant with the same charging amount, the compressor torque T becomes a small value. .

そして、コンプレッサ回転をωとしたとき、PS−TX
ω の関係があることから、このコンプレッサ回転ωは排気
ガスエネルギPSが一定のとき、前記コンプレッサトル
クTの低減割合相当の回転上昇が得られ、過給応答性が
向上する。
Then, when the compressor rotation is ω, PS-TX
Since there is a relationship of ω, when the exhaust gas energy PS is constant, the compressor rotation ω increases by an amount equivalent to the reduction rate of the compressor torque T, and the supercharging response improves.

また、全負荷時のトルク向上については、インターセプ
ト前の低回転領域では、前記A−B+Tであることから
、B値が大きいほど過給エアのエネルギA値は増加して
、過給圧上昇となる。一方、インターセプト後の高回転
領域では、前記T−ABにおいて、過給圧が一定でAが
一定のときには、B値が大きいほど要求コンプレッサ仕
事量は低減され、これは要求排気ガスエネルギの低減で
あるから排圧低下をもたらす結果となる。
In addition, regarding torque improvement at full load, in the low rotation range before intercept, the above-mentioned A-B+T, so the larger the B value, the more the supercharging air energy A value increases, resulting in an increase in supercharging pressure. Become. On the other hand, in the high rotation region after intercept, in T-AB, when the boost pressure is constant and A is constant, the larger the B value, the lower the required compressor work, which is due to the reduction in the required exhaust gas energy. This results in a decrease in exhaust pressure.

実施例2 本例の構成図を第5図に示し、吸気側旋回手段の変形例
である。
Embodiment 2 A configuration diagram of this embodiment is shown in FIG. 5, which is a modification of the intake side turning means.

この例の吸気側の旋回手段24は、排気ターボ式過給機
7のコンプレッサ8の吸気導入通路8dに対し、直上流
の軸方向に延びる吸気通路12に、その内周面に螺旋状
に形成された旋回流生成ガイド25を配設してなり、コ
ンプレッサ回転方向と同方向に吸気を予回転させるよう
にしている。
The rotation means 24 on the intake side in this example is formed in a spiral shape on the inner peripheral surface of the intake passage 12 extending in the axial direction immediately upstream of the intake introduction passage 8d of the compressor 8 of the exhaust turbo supercharger 7. A swirling flow generation guide 25 is provided to pre-rotate the intake air in the same direction as the compressor rotation direction.

実施例3 本例は第6図に示し、低吸入空気量域でのみ吸気に予回
転を与えるようにした例である。
Embodiment 3 This example is shown in FIG. 6, and is an example in which pre-rotation is applied to the intake air only in a low intake air amount region.

排気ターボ式過給機7のコンプレッサ8の直上流に実施
例1と同様の渦巻き形状の旋回通路16による旋回手段
14を設けると共に、上記旋回通路16の中心部を貫通
して直通吸気通路12aを形成すると共に、この直通吸
気通路12aには該通路を開閉するコントロール弁26
が介装されている。さらに、上記旋回手段14の旋回通
路16の上流導入通路27の上流端はコントロール弁2
6上流において直通吸気通路12aと合流して上流吸気
通路12に連通ずるように形成されている。
Immediately upstream of the compressor 8 of the exhaust turbo supercharger 7, a swirling means 14 is provided with a swirling passage 16 similar to that in the first embodiment, and a direct intake passage 12a is provided through the center of the swirling passage 16. In addition, a control valve 26 for opening and closing the direct intake passage 12a is provided in the direct intake passage 12a.
is interposed. Furthermore, the upstream end of the upstream introduction passage 27 of the swirling passage 16 of the swirling means 14 is connected to the control valve 2.
6 is formed so as to merge with the direct intake passage 12a and communicate with the upstream intake passage 12.

そして、上記コントロール弁26は第7図に示すように
、低負荷低回転の低吸入空気量域Iにおいて閉じて直通
吸気通路12aを閉塞し、旋回手段14の旋回通路16
のみから予回転を与えた吸気を供給する一方、高負荷高
回転の高吸入空気量域■においては上記コントロール弁
26を開いて直通吸気通路12aからも吸気を供給する
Then, as shown in FIG. 7, the control valve 26 closes in the low intake air amount region I of low load and low rotation to block the direct intake passage 12a, and the turning passage 16 of the turning means 14
In the high-load, high-speed, high-intake-air-amount region (2), the control valve 26 is opened and intake air is also supplied from the direct intake passage 12a.

本例によれば、低吸入空気量域1においては吸気の予回
転によって過給レスポンスを向上すると共に、高吸入空
気量域■では直通吸気通路12aから通気抵抗を低減し
て多量の吸気の供給を行うものである。
According to this example, in the low intake air amount region 1, the supercharging response is improved by pre-rotating the intake air, and in the high intake air amount region 2, the ventilation resistance is reduced from the direct intake passage 12a to supply a large amount of intake air. This is what we do.

実施例4 本例は第8図に示し、基本構造は前記実施例2と同様の
ガイドによって吸気に予回転を与えるものであり、予回
転の強さを可変としている。
Embodiment 4 This embodiment is shown in FIG. 8, and its basic structure is to give pre-rotation to the intake air by a guide similar to that of Embodiment 2, and the strength of the pre-rotation is variable.

この例の吸気側の旋回手段29は、コンプレッサ8の直
上流の軸方向に延びる吸気通路12に、その内周面に螺
旋状に形成された旋回流生成ガイド30を配設してなり
、コンプレッサ回転方向と同方向に吸気を予回転させる
と共に、上記旋回手段29の旋回流生成ガイド30は、
その角度αが調整可能な可変手段31に構成されている
The swirling means 29 on the intake side in this example has a swirling flow generation guide 30 formed in a spiral shape on the inner peripheral surface of the intake passage 12 extending in the axial direction immediately upstream of the compressor 8. The swirling flow generation guide 30 of the swirling means 29 pre-rotates the intake air in the same direction as the rotating direction, and
The angle α is configured as a variable means 31 that can be adjusted.

そして、上記可変手段31によるガイド30の角度αは
低吸入空気量域Iで大きくして、吸気に強い予回転を与
える一方、高吸入空気量域■ではガイド30の角度αを
小さくして吸気に対する予回転は与えずに通気抵抗を低
減するようにしている。
Then, the angle α of the guide 30 by the variable means 31 is increased in the low intake air amount region I to give a strong pre-rotation to the intake air, while the angle α of the guide 30 is decreased in the high intake air amount region ■ to give the intake air a strong pre-rotation. The ventilation resistance is reduced without giving any pre-rotation.

実施例5 本例は第9図に示し、複数の旋回手段によって異なる旋
回流を発生させる例である。
Embodiment 5 This example is shown in FIG. 9, and is an example in which different swirling flows are generated by a plurality of swirling means.

排気ターボ式過給機7のコンプレッサ8の直上流に実施
例1と同様の渦巻き形状の旋回通路16により排気ター
ボ式過給機7のコンプレッサ回転方向と同方向に吸気を
予回転させる第1の旋回手段14を設けると共に、該第
1の旋回手段14の旋回通路16に隣接して同心上に、
逆方向に弱い旋回流を与える第2の旋回手段33を配設
し、両者の中心部を連通すると共に、上記第2の旋回手
段33の旋回通路34の中心部分にインジェクタ35を
配設したものである。
Immediately upstream of the compressor 8 of the exhaust turbo supercharger 7, there is a first pre-rotating passage for pre-rotating the intake air in the same direction as the rotational direction of the compressor of the exhaust turbo supercharger 7 through a swirl passage 16 similar to that in the first embodiment. A pivot means 14 is provided and concentrically adjacent to the pivot passage 16 of the first pivot means 14;
A second swirling means 33 that provides a weak swirling flow in the opposite direction is disposed, and the center portions of both are communicated, and an injector 35 is disposed at the center of the swirling passage 34 of the second swirling means 33. It is.

上記第2の旋回手段33は逆方向の渦巻き形状による旋
回通路34によって構成され、第1の旋回手段14と同
様に上流吸気通路12に接続されている。そして、主な
吸気の旋回流は前記第1の旋回手段14によって得て、
排気ターボ式過給機7のコンプレッサ回転方向と同方向
に吸気を予回転させて導入し、低吸入空気量域での過給
レスポンスの改善および高吸入空気量域でのトルク向上
を行うものである。
The second swirling means 33 is constituted by a swirling passage 34 having a spiral shape in the opposite direction, and is connected to the upstream intake passage 12 similarly to the first swirling means 14 . The main swirling flow of intake air is obtained by the first swirling means 14,
The intake air is pre-rotated and introduced in the same direction as the compressor rotation direction of the exhaust turbo supercharger 7, thereby improving the supercharging response in the low intake air amount range and increasing the torque in the high intake air amount range. be.

また、前記インジェクタ35から噴射された燃料は、上
記第1の旋回手段14による旋回流に加えて、第2の旋
回手段33による逆方向の旋回流によって吸気の流れに
乱れが発生している部分で微粒化され、噴射燃料の気化
、霧化を促進して燃焼性を改善するようにしている。
In addition to the swirling flow caused by the first swirling means 14, the fuel injected from the injector 35 is transferred to a portion where the intake air flow is turbulent due to the swirling flow in the opposite direction caused by the second swirling means 33. The fuel is atomized and promotes vaporization and atomization of the injected fuel to improve combustibility.

実施例6 本例は第10図に示し、複数の旋回手段によって異なる
旋回流を発生させる他の例である。
Example 6 This example is shown in FIG. 10 and is another example in which different swirling flows are generated by a plurality of swirling means.

排気ターボ式過給機7のコンプレッサ8の直上流に前例
と同様に渦巻き形状の旋回通路16により排気ターボ式
過給機7のコンプレッサ回転方向と同方向に吸気を予回
転させる第1の旋回手段14を設けると共に、該第1の
旋回手段14の旋回通路16に隣接して同心上に、同方
向に弱い旋回流を与える第2の旋回手段37を配設し、
両者の中心部を連通ずると共に、上記第2の旋回手段3
7の旋回通路38の中心部分にインジェクタ35を配設
したものである。
Immediately upstream of the compressor 8 of the exhaust turbo supercharger 7, there is a first swirling means for pre-rotating the intake air in the same direction as the rotational direction of the compressor of the exhaust turbo supercharger 7 through a spiral-shaped swirl passage 16 similar to the previous example. 14, and a second swirling means 37 that provides a weak swirling flow in the same direction is arranged concentrically and adjacent to the swirling passage 16 of the first swirling means 14,
The center portions of the two are communicated with each other, and the second rotating means 3
The injector 35 is disposed at the center of the turning passage 38 of No. 7.

また、上記第2の旋回手段37の吸気導入部分にコント
ロール弁39が介装され、該コントロール弁39は低回
転低負荷領域の低吸入空気量域Iで開き、高回転高負荷
領域の高吸入空気量域■て閉じるように開閉制御される
Further, a control valve 39 is interposed in the intake air introduction portion of the second swirling means 37, and the control valve 39 opens in the low intake air amount region I in the low rotation and low load region, and opens in the low intake air amount region I in the high rotation and high load region. Opening/closing is controlled to close the air volume area.

上記第2の旋回手段37は小径の同方向渦巻き形状によ
る旋回通路38で構成され、生な吸気の旋回流は前記第
1の旋回手段14によって得て、排気ターボ式過給機7
のコンプレッサ回転方向と同方向に吸気を予回転させて
導入し、低吸入空気量域での過給レスポンスの改善およ
び高吸入空気量域でのトルク向上を行うものである。
The second swirling means 37 is composed of a swirling passage 38 having a small diameter spiral shape in the same direction, and the swirling flow of fresh intake air is obtained by the first swirling means 14, and the exhaust turbo supercharger 7
The intake air is pre-rotated and introduced in the same direction as the compressor rotation direction, improving supercharging response in low intake air volume ranges and increasing torque in high intake air volume ranges.

一方、両旋回手段14.37による吸気の旋回流は速度
が異なって乱れを生しるものであり、前記コントロール
弁39が開いている領域でインジェクタ35から噴射さ
れた燃料は微粒化され、噴射燃料の気化、霧化を促進し
て燃焼性を改善し、高吸入空気量域では吸気に乱れを生
じることな(通気抵抗の少ない状態で供給するようにし
ている。
On the other hand, the swirling flow of intake air by both swirling means 14.37 has different speeds and causes turbulence, and the fuel injected from the injector 35 in the area where the control valve 39 is open is atomized and injected. It promotes fuel vaporization and atomization to improve combustibility, and in the high intake air volume range, the intake air is supplied without turbulence (with little ventilation resistance).

実施例7 本例は第11図に示し、吸気リリーフ通路と旋回手段と
の組み合わせ例である。
Embodiment 7 This embodiment is shown in FIG. 11 and is an example of a combination of an intake relief passage and a turning means.

排気ターボ式過給機7のコンプレッサ8の直上流に渦巻
き形状の旋回通路16により排気ターボ式過給機7のコ
ンプレッサ回転方向と同方向に吸気を予回転させる旋回
手段14を設けると共に、この旋回通路16の中心を貫
通して上流側の吸気通路12が接続されている。また、
コンプレッサ8下流の過給通路41から分岐してコンプ
レッサ8上流の吸気通路12に連通ずるリリーフ通路4
2が形成され、このリリーフ通路42の他端は前記旋回
手段]4の旋回通路16の吸気導入部16aに接続され
、リリーフエアが上記旋回手段14を介してコンプレッ
サ8の上流側に予回転した状態で供給される。
Immediately upstream of the compressor 8 of the exhaust turbo supercharger 7, a swirl means 14 is provided for pre-rotating the intake air in the same direction as the rotation direction of the compressor of the exhaust turbo supercharger 7 using a spiral-shaped swirl passage 16. The intake passage 12 on the upstream side passes through the center of the passage 16 and is connected thereto. Also,
Relief passage 4 branches from supercharging passage 41 downstream of compressor 8 and communicates with intake passage 12 upstream of compressor 8
2 is formed, and the other end of this relief passage 42 is connected to the intake air introduction part 16a of the swirling passage 16 of the swirling means]4, and the relief air is pre-rotated to the upstream side of the compressor 8 via the swirling means 14. Supplied in condition.

前記リリーフ通路42にはリリーフコントロールバルブ
43が介装され、該リリーフコントロールバルブ43は
第12図に示すように、低回転低負荷領域の低吸入空気
量域Iで開作動するように制御され、このリリーフエア
が旋回手段14によってコンプレッサ8の回転方向と同
方向に予回転した状態で導入され、コンプレッサ回転数
の上昇作用が得られる。また、高吸入空気量域■ではリ
リーフコントロールバルブ43は閉じられ、通気抵抗を
低減した状態で吸気を行う。
A relief control valve 43 is interposed in the relief passage 42, and the relief control valve 43 is controlled to open in a low intake air amount region I of a low rotation and low load region, as shown in FIG. This relief air is introduced in a pre-rotated state in the same direction as the rotational direction of the compressor 8 by the turning means 14, and an effect of increasing the compressor rotation speed is obtained. Furthermore, in the high intake air amount region (3), the relief control valve 43 is closed, and air is taken in with reduced ventilation resistance.

実施例8 本例は第13図に示し、吸気リリーフ通路と旋回手段と
の組み合わせの他の例である。
Embodiment 8 This embodiment is shown in FIG. 13 and is another example of the combination of the intake relief passage and the turning means.

排気ターボ式過給機7のコンプレッサ8の直上流に渦巻
き形状の旋回通路16により排気ターボ式過給機7のコ
ンプレッサ回転方向と同方向に吸気を予回転させる旋回
手段14を設け、この旋回通路16に上流側の吸気通路
12が接続され、吸気が供給される。また、コンプレッ
サ8下流の過給通路41と旋回手段14の旋回通路16
より上流側の吸気通路12とを連通ずるリリーフ通路4
2が形成され、このリリーフ通路42に前例と同様に開
閉制御されるリリーフコントロールバルブ43が介装さ
れ、リリーフエアと吸気の全量が旋回手段14によって
コンプレッサ8の回転方向と同方向に予回転した状態で
導入され、コンプレッサ回転数の上昇作用が得られる。
Directly upstream of the compressor 8 of the exhaust turbo supercharger 7, a swirling means 14 is provided for pre-rotating the intake air in the same direction as the rotation direction of the compressor of the exhaust turbo supercharger 7 using a spiral-shaped swirl passage 16. The intake passage 12 on the upstream side is connected to the intake passage 16, and intake air is supplied thereto. Also, a supercharging passage 41 downstream of the compressor 8 and a turning passage 16 of the turning means 14 are provided.
Relief passage 4 communicating with intake passage 12 on the more upstream side
2 is formed, and a relief control valve 43 that is controlled to open and close in the same manner as in the previous example is interposed in this relief passage 42, and the entire amount of relief air and intake air is pre-rotated by the turning means 14 in the same direction as the rotation direction of the compressor 8. In this case, the compressor rotation speed is increased.

実施例9 本例は第14図に示し、吸気リリーフ通路と旋回手段と
の組み合わせのさらに他の例である。
Embodiment 9 This embodiment is shown in FIG. 14 and is yet another example of a combination of an intake relief passage and a turning means.

排気ターボ式過給機7のコンプレッサ8の直上流に渦巻
き形状の旋回通路16により排気ターボ式過給機7のコ
ンプレッサ回転方向と同方向に吸気を予回転させる第1
の旋回手段14を設けると共に、該第1の旋回手段14
の旋回通路16に隣接して同心上に、同方向に旋回流を
与える第2の旋回手段46を配設し、両者の中心部を連
通している。
A first system for pre-rotating the intake air in the same direction as the rotational direction of the compressor of the exhaust turbo supercharger 7 using a spiral-shaped turning passage 16 immediately upstream of the compressor 8 of the exhaust turbo supercharger 7.
A rotating means 14 is provided, and the first rotating means 14
A second swirling means 46 that provides a swirling flow in the same direction is disposed concentrically adjacent to the swirling passage 16, and the center portions of the two are communicated with each other.

上記第1の旋回手段14の旋回通路16の導入部16a
にはリリーフコントロールバルブ43が介装されたリリ
ーフ通路42が接続される一方、第2の旋回手段46の
旋回通路47に上流側の吸気通路12が接続されている
Introduction section 16a of the turning passage 16 of the first turning means 14
A relief passage 42 in which a relief control valve 43 is interposed is connected to the intake passage 12 , and the intake passage 12 on the upstream side is connected to a rotation passage 47 of the second rotation means 46 .

本例は前例の旋回手段を、リリーフ通路42用と吸気通
路12用とに分離したものであって、同様の作用が得ら
れ、リリーフ時のコンプレッサ回転数が上昇するもので
ある。
In this example, the rotating means of the previous example is separated into one for the relief passage 42 and one for the intake passage 12, and the same effect can be obtained, and the compressor rotational speed during relief is increased.

実施例10 本例は第15図に示し、吸気側の旋回手段によって付与
する予回転の角運動量を可変とした例である。
Embodiment 10 This embodiment is shown in FIG. 15 and is an example in which the angular momentum of the pre-rotation provided by the intake-side turning means is variable.

排気ターボ式過給機7のコンプレッサ8の直上流に渦巻
き形状の旋回通路16による旋回手段14を設けると共
に、上記旋回通路16の中心部にコンプレッサ8へのノ
ズル部48のノズル幅すを変更する可変手段49が介装
されている。
Directly upstream of the compressor 8 of the exhaust turbo supercharger 7, a swirl means 14 is provided by a spiral-shaped swirl passage 16, and the nozzle width of the nozzle portion 48 to the compressor 8 is changed in the center of the swirl passage 16. Variable means 49 is interposed.

この可変手段49は、中心部50aが突出した円盤状の
調整部材50が図示しないアクチュエータによって運転
状態に応じて進退移動し、旋回通路16の出口部のノズ
ル幅すを変更することでコンプレッサ8に導入する吸気
の予回転の角運動量を変更するように構成されている。
In this variable means 49, a disk-shaped adjustment member 50 with a protruding center portion 50a moves forward and backward according to the operating state by an actuator (not shown), and changes the nozzle width at the outlet of the turning passage 16, thereby controlling the compressor 8. The device is configured to change the angular momentum of the pre-rotation of the incoming intake air.

すなわち、前記旋回手段14の旋回通路16による予回
転の角運動量を増大するには、ノズル部48の流速を高
めることが有効であるが、それには、このノズル部48
の有効面積を低吸入空気量域では縮小させる一方、高吸
入空気量域では拡大して通気抵抗を低減するように前記
可変手段49の調整部材50を操作するものである。
That is, in order to increase the angular momentum of the pre-rotation by the swirling passage 16 of the swirling means 14, it is effective to increase the flow velocity of the nozzle portion 48;
The adjustment member 50 of the variable means 49 is operated such that the effective area of the airflow is reduced in a low intake air amount region, while it is expanded in a high intake air amount region to reduce ventilation resistance.

これにより、高速高負荷域での通気抵抗増大による充填
量の低下、低速低回転域での予回転不足による過給レス
ポンス改善効果の低下を改善してそれぞれの領域で最適
な角運動量を確保するようにしている。
This improves the reduction in charging amount due to increased ventilation resistance in high-speed, high-load ranges and the decrease in turbocharging response improvement effect due to insufficient pre-rotation in low-speed, low-rpm ranges, ensuring optimal angular momentum in each range. That's what I do.

実施例11 本例は第16図に示し、吸気側の旋回手段によって付与
する予回転の角運動量を可変とした他の例である。
Embodiment 11 This example is shown in FIG. 16 and is another example in which the angular momentum of the pre-rotation imparted by the intake-side turning means is variable.

排気ターボ式過給機7のコンプレッサ8の直上流に他側
と同様に渦巻き形状の旋回通路16による旋回手段14
を設けると共に、上記旋回通路16の吸入部16aの通
路断面積Aを変更する可変手段52が介装されている。
Immediately upstream of the compressor 8 of the exhaust turbo supercharger 7, there is a swirling means 14 formed by a swirling passage 16 similar to the other side.
At the same time, variable means 52 for changing the passage cross-sectional area A of the suction portion 16a of the swirling passage 16 is interposed.

この可変手段52は、整流板状の調整部材53を図示し
ないアクチュエータによって運転状態に応じて傾動させ
、吸入部16aの通路断面積Aを変更することでコンプ
レッサ8に導入する吸気の予回転の角運動量を変更する
ように構成されている。
This variable means 52 tilts a rectifying plate-shaped adjustment member 53 according to the operating state by an actuator (not shown) to change the passage cross-sectional area A of the suction part 16a, thereby changing the pre-rotation angle of the intake air introduced into the compressor 8. Configured to change momentum.

すなわち、前記旋回手段14の旋回通路16による予回
転の角運動量を増大するには、吸入部16aの流速を高
めることが有効であるが、それには、この吸入部16a
の断面積Aを低吸入空気量域では縮小させる一方、高吸
入空気量域では拡大して通気抵抗を低減するように前記
可変手段52の調整部材53を操作するものである。こ
れにより、前例同様にそれぞれの領域で最適な角運動量
を確保するようにしている。
That is, in order to increase the angular momentum of the pre-rotation by the turning passage 16 of the turning means 14, it is effective to increase the flow velocity of the suction part 16a.
The adjusting member 53 of the variable means 52 is operated so that the cross-sectional area A is reduced in a low intake air amount region, while expanded in a high intake air amount region to reduce ventilation resistance. This ensures the optimum angular momentum in each region, as in the previous example.

なお、吸入部16aの断面積Aを低減する際に、可変手
段52の調整部材53を内側から外側に通路面積Aを低
減するように作動させることで、同じ通路面積Aで同一
流速であっても旋回半径Rが大きいほうが運動量も大き
くなって好ましい。
In addition, when reducing the cross-sectional area A of the suction part 16a, by operating the adjustment member 53 of the variable means 52 to reduce the passage area A from the inside to the outside, it is possible to maintain the same flow rate with the same passage area A. Also, it is preferable that the turning radius R is larger, since the momentum is also larger.

実施例12 本例は第17図に示し、吸気側の旋回手段によって付与
する予回転の角運動量を可変としたさらに他の例である
Embodiment 12 This embodiment is shown in FIG. 17 and is yet another example in which the angular momentum of the pre-rotation imparted by the intake side turning means is variable.

排気ターボ式過給機7のコンプレッサ8の直上流に渦巻
き形状の旋回通路56による旋回手段55を設けると共
に、上記旋回通路56の吸入部56aの通路面積を切り
換える可変手段57が介装されている。
A swirl means 55 is provided immediately upstream of the compressor 8 of the exhaust turbo supercharger 7, and a variable means 57 for switching the passage area of the suction portion 56a of the swirl passage 56 is interposed. .

この可変手段57は、旋回通路56を隔壁58で2つの
通路に区画し、一方の通路の流入部に開閉弁59を介装
し、この開閉弁59を図示しないアクチュエータによっ
て運転状態に応じて傾動させ、吸入部56aの通路断面
積を大小に切り換えることでコンプレッサ8に導入する
吸気の予回転の角運動量を変更するように構成されてい
る。
This variable means 57 divides the turning passage 56 into two passages by a partition wall 58, and an on-off valve 59 is interposed in the inflow portion of one passage, and this on-off valve 59 is tilted according to the operating state by an actuator (not shown). The angular momentum of the pre-rotation of the intake air introduced into the compressor 8 is changed by changing the passage cross-sectional area of the suction portion 56a.

すなわち、前例同様に、旋回手段55の旋回通路56に
よる予回転の角運動量を増大するには、吸入部56aの
流速を高めるためにその断面積を低吸入空気量域では縮
小するべく開閉弁59を閉じる一方、高吸入空気量域で
は開閉弁59を開いて断面積を拡大して通気抵抗を低減
するように前記可変手段57を制御するものである。こ
れにより、前例同様にそれぞれの領域で最適な角運動量
を確保するようにしている。
That is, as in the previous example, in order to increase the angular momentum of the pre-rotation by the swirling passage 56 of the swirling means 55, the on-off valve 59 is used to reduce the cross-sectional area of the suction portion 56a in a low intake air amount region in order to increase the flow velocity of the suction portion 56a. On the other hand, in a high intake air amount region, the variable means 57 is controlled to open the on-off valve 59 to enlarge the cross-sectional area and reduce ventilation resistance. This ensures the optimum angular momentum in each region, as in the previous example.

実施例13 本例は第18図に示し、吸気側の旋回手段によって付与
する予回転の角運動量を可変としたさらに他の例である
Embodiment 13 This example is shown in FIG. 18 and is yet another example in which the angular momentum of the pre-rotation imparted by the intake side turning means is variable.

排気ターボ式過給機7のコンプレッサ8の直上流に渦巻
き形状の第1旋回通路62による第1の旋回手段61を
設けると共に、これに隣接して旋回半径の小さい第2旋
回通路64による第2の旋回手段63を設け、それぞれ
の吸入部62a、  64aに第1開閉弁65および第
2開閉弁66を介装したものである。また、第1旋回通
路62のノズル部62bのノズル幅は小さく、第2旋回
通路64のノズル部64bのノズル幅はこれより大きく
形成されている。上記構造により、全体とじての旋回通
路16の吸入部の通路面積と旋回半径、およびノズル幅
を変更する可変手段67が構成されている。
Immediately upstream of the compressor 8 of the exhaust turbo supercharger 7, a first turning means 61 is provided by a first turning passage 62 having a spiral shape, and adjacent thereto, a second turning means 61 is provided by a second turning passage 64 having a small turning radius. A rotating means 63 is provided, and a first on-off valve 65 and a second on-off valve 66 are interposed in the respective suction portions 62a and 64a. Further, the nozzle width of the nozzle portion 62b of the first swirling passage 62 is small, and the nozzle width of the nozzle portion 64b of the second swirling passage 64 is formed larger than this. The above structure constitutes a variable means 67 that changes the passage area and radius of the suction portion of the swirling passage 16 as a whole, and the nozzle width.

上記可変手段67の第1開閉弁65は低吸入空気量域で
開いて高吸入空気量域で閉じるように作動制御され、ま
た、第2開閉弁66は低吸入空気量域で閉じて高吸入空
気量域で開くように作動制御され、全体として低吸入空
気量域では吸入部の通路面積を小さく、旋回半径を大き
くし、ノズル幅を小さくする一方、高吸入空気量域では
吸入部の通路面積を大きく、旋回半径を小さくシ、ノズ
ル幅が大きくなるように切り換え、それぞれの領域で最
適な角運動量を確保し、通気抵抗の低減を得るようにし
ている。
The first on-off valve 65 of the variable means 67 is controlled to open in a low intake air amount range and close in a high intake air amount area, and the second on-off valve 66 closes in a low intake air amount area and closes in a high intake air amount area. The operation is controlled so that it opens in the air volume range, and overall, in the low intake air volume range, the suction passage area is reduced, the turning radius is increased, and the nozzle width is narrowed, while in the high intake air volume range, the suction passage is opened. The area is increased, the turning radius is decreased, and the nozzle width is increased to ensure optimal angular momentum in each area and to reduce ventilation resistance.

実施例14 本例は第19図に示し、吸気側の旋回手段の上流にスロ
ットル弁を介装した例である。
Embodiment 14 This embodiment is shown in FIG. 19, and is an example in which a throttle valve is installed upstream of the swirling means on the intake side.

排気ターボ式過給a17のコンプレッサ8の直上流に渦
巻き形状の旋回通路16による旋回手段14を設けると
共に、上記旋回通路16の吸入部16aに接続された上
流側の吸気通路12に上流スロットル弁69が介装され
ている。
A swirl means 14 with a spiral-shaped swirl passage 16 is provided immediately upstream of the compressor 8 of the exhaust turbo supercharging a17, and an upstream throttle valve 69 is provided in the intake passage 12 on the upstream side connected to the suction portion 16a of the swirl passage 16. is interposed.

上記のように上流スロットル弁69を配設したものでは
、コンプレッサ8下流にのみスロットル弁を配設したも
のに対して、旋回手段14の旋回通路16が負圧状態と
なることでコンプレッサ8に流入する吸気の予回転の旋
回速度を高めるようにしている。すなわち、旋回手段1
4によって吸気に与える予回転の角運動量が同一の場合
に、空気密度が低いほど旋回速度は上昇するものである
In the case in which the upstream throttle valve 69 is disposed as described above, unlike in the case in which the throttle valve is disposed only downstream of the compressor 8, the turning passage 16 of the turning means 14 is in a negative pressure state, so that the flow flows into the compressor 8. The rotation speed of the pre-rotation of the intake air is increased. That is, the turning means 1
4, when the angular momentum of the pre-rotation given to the intake air is the same, the lower the air density, the higher the turning speed.

なお、第20図に示すように、旋回手段14の旋回通路
16より上流側の吸気通路12に上流スロットル弁69
を介装すると共に、コンプレッサ8下流側の過給通路4
1に主スロットル弁70を介装し、吸気量の調整は主ス
ロットル弁70で行い、上流スロットル弁69は低吸入
空気量域でのみ閉じて、コンプレッサ8に作用する負圧
を低減して潤滑オイルが吸気側に流出するのを抑制する
ように構成してもよい。
As shown in FIG. 20, an upstream throttle valve 69 is provided in the intake passage 12 on the upstream side of the turning passage 16 of the turning means 14.
The supercharging passage 4 on the downstream side of the compressor 8
1 is equipped with a main throttle valve 70, the intake air amount is adjusted by the main throttle valve 70, and the upstream throttle valve 69 closes only in a low intake air amount region to reduce the negative pressure acting on the compressor 8 and provide lubrication. It may be configured to suppress oil from flowing out to the intake side.

また、前記実施例11(第16図)の可変手段52の調
整部材53より上流側の吸気通路12に前記と同様の上
流スロットル弁69を介装し、または、前記実施例12
(第17図)の可変手段57の開閉弁59より上流側の
全体吸気通路12に前記と同様の上流スロットル弁69
を介装し、旋回手段55の吸入部56aの断面積の可変
手段57と組み合わせて旋回速度を高めるようにしても
よい。
Furthermore, an upstream throttle valve 69 similar to that described above is interposed in the intake passage 12 upstream of the adjusting member 53 of the variable means 52 of the eleventh embodiment (FIG. 16), or
An upstream throttle valve 69 similar to that described above is provided in the entire intake passage 12 on the upstream side of the on-off valve 59 of the variable means 57 (FIG. 17).
The rotation speed may be increased by interposing the suction portion 56a of the rotation means 55 in combination with means 57 for varying the cross-sectional area of the suction portion 56a.

実施例15 本例は第21図に示し、吸気側の旋回手段の旋回流を高
める構造例である。
Embodiment 15 This example is shown in FIG. 21 and is a structural example for increasing the swirling flow of the swirling means on the intake side.

排気ターボ式過給機7のコンプレッサ8の直上流に設け
た渦巻き形状の旋回通路16による旋回手段14に対し
、その旋回通路16のノズル部16aの端面に中心方向
に向って旋回流に沿う整流部72を配設したものである
。この整流部72は溝状もしくは突条に構成される。上
記整流部72により、旋回通路16で吸気に付与される
予回転の旋回流を強化するようにしている。
For the swirling means 14 by the spiral-shaped swirling passage 16 provided immediately upstream of the compressor 8 of the exhaust turbo supercharger 7, the flow is rectified along the swirling flow toward the center at the end face of the nozzle portion 16a of the swirling passage 16. A portion 72 is provided. This rectifying portion 72 is configured in the shape of a groove or a protrusion. The rectifying section 72 strengthens the pre-rotation swirl flow imparted to the intake air in the swirl passage 16.

なお、上記整流部72の形成角度を運転状態によって可
変に構成し、低吸入空気量域では旋回流をより高めるよ
うに接線方向に角度を小さくし、コンプレッサ8では通
気抵抗を低減するように中心方向に角度を大きく変更す
るようにしてもよい。
The angle at which the rectifying section 72 is formed is made variable depending on the operating conditions. In the low intake air amount region, the angle is made small in the tangential direction to further increase the swirling flow, and in the compressor 8, the angle is made small in the tangential direction to reduce ventilation resistance. The angle may be changed significantly in the direction.

また、前記実施例10(第15図)の可変手段49の調
整部材50の端面に中心の突出部50aに向けて、旋回
流を強化する螺旋状の整流部を形成するようにして、ノ
ズル幅の変更と組み合わせて旋回速度を高めるようにし
てもよい。
In addition, a spiral rectifying portion for strengthening the swirling flow is formed on the end face of the adjusting member 50 of the variable means 49 of the tenth embodiment (FIG. 15) toward the central protrusion 50a, thereby adjusting the nozzle width. The turning speed may be increased in combination with a change in .

実施例16 本例は第22図に示し、排気側の旋回手段の変形例であ
る。
Embodiment 16 This embodiment is shown in FIG. 22 and is a modification of the exhaust side turning means.

排気ターボ式過給機7のタービン9の直下流に設けた渦
巻き形状の旋回通路21による旋回手段19に対し、そ
の旋回通路21の中心部にタービン9側に円錐状に突出
する突起部73を形成したものである。
For a turning means 19 formed by a spiral-shaped turning passage 21 provided immediately downstream of the turbine 9 of the exhaust turbo supercharger 7, a protrusion 73 conically protruding toward the turbine 9 is provided at the center of the turning passage 21. It was formed.

上記突起部73により、タービン9から排出された旋回
流を伴う排気ガスがスムーズに旋回手段19の旋回通路
21に流入するようにしている。
The protrusion 73 allows the exhaust gas discharged from the turbine 9 with a swirling flow to smoothly flow into the swirling passage 21 of the swirling means 19.

(発明の効果) 上記のような本発明によれば、排気ターボ式過給機に対
して、そのコンプレッサ直上流にコンプレッサ回転方向
と同方向に吸気を予回転させる旋回手段、または、ター
ビン直下流にタービン回転方向と同方向に排気の流れを
変更する旋回手段を設けたことにより、コンプレッサの
駆動力を低減して過給レスポンスを改善すると共にトル
クの上昇が得られ、また、排気ガスの排出を促進して排
圧の上昇を低減することができ、排気ターボ式過給機7
による所期の出力上昇を確保することができるものであ
る。
(Effects of the Invention) According to the present invention as described above, for an exhaust turbo supercharger, a turning means for pre-rotating intake air in the same direction as the compressor rotation direction is provided immediately upstream of the compressor, or a turning means is provided immediately downstream of the turbine. By installing a turning means to change the flow of exhaust gas in the same direction as the turbine rotation direction, it is possible to reduce the driving force of the compressor, improve supercharging response, and increase torque. Exhaust turbo supercharger 7
This makes it possible to secure the desired output increase.

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

第1図は本発明の第1の実施例における吸排気装置を備
えた排気ターボ式過給機付エンジンの概略正面図、 第2図は第1図の吸排気装置の正面構成図、第3図は同
吸気側旋回手段の側面構成図、第4図は同排気側旋回手
段の側面構成図、第5図ないし第6図は第2の実施例な
いし第3の実施例における吸排気装置を示す要部構成図
、第7図は第3の実施例の切換領域を示す特性図、第8
図ないし第11図は第4の実施例ないし第7の実施例に
おける吸排気装置を示す要部構成図、第12図は第7の
実施例の切換領域を示す特性図、 第13図ないし第19図は第8の実施例ないし第14の
実施例における吸排気装置を示す要部構成図、 第20図は第14の実施例の変形例を示す要部構成図、 第21図ないし第22図は第15の実施例ないし第16
の実施例における吸排気装置を示す要部構成図である。 1・・・・・・エンジン本体、6・・・・・・排気マニ
ホールド、7・・・・・・排気ターボ式過給機、8・・
・・・・コンプレッサ、8a・・・・・・コンプレッサ
ハウジング、8b・・・・・・コンプレッサインペラ、
8C・・・・・・スクロール通路、9・・・・・・ター
ビン、9a・・・・・・タービンハウジング、9b・・
・・・・タービンホイール、9C・・・・・・スクロー
ル通路、10・・・・・・センタハウジング、11・・
・・・・タービンシャフト、12・・・・・・上流吸気
通路、14,24゜29.33,37.46,55,6
1.63・・・・・・吸気側旋回手段、16,34,3
8.47,56゜62.64・・・・・・旋回通路、1
8・・・・・・排気通路、19・・・・・・排気側旋回
手段、21・・・・・・旋回通路、31゜49.52,
57.67・・・・・・可変手段。 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図
1 is a schematic front view of an exhaust turbo supercharged engine equipped with an intake and exhaust system according to a first embodiment of the present invention; FIG. 2 is a front configuration diagram of the intake and exhaust system shown in FIG. 1; FIG. 4 is a side view of the intake side turning means, FIG. 4 is a side view of the exhaust side turning means, and FIGS. 5 and 6 show the intake and exhaust systems in the second and third embodiments. FIG. 7 is a characteristic diagram showing the switching area of the third embodiment; FIG.
11 are main part configuration diagrams showing the intake and exhaust devices in the fourth to seventh embodiments, FIG. 12 is a characteristic diagram showing the switching region of the seventh embodiment, and FIGS. 13 to 11 are FIG. 19 is a main part configuration diagram showing the intake and exhaust devices in the eighth to fourteenth embodiments, FIG. 20 is a main part configuration diagram showing a modification of the fourteenth embodiment, and FIGS. 21 to 22 The figures show the 15th to 16th embodiments.
FIG. 2 is a main part configuration diagram showing an air intake and exhaust system in an embodiment of the present invention. 1...Engine body, 6...Exhaust manifold, 7...Exhaust turbo supercharger, 8...
...Compressor, 8a...Compressor housing, 8b...Compressor impeller,
8C...Scroll passage, 9...Turbine, 9a...Turbine housing, 9b...
... Turbine wheel, 9C ... Scroll passage, 10 ... Center housing, 11 ...
... Turbine shaft, 12 ... Upstream intake passage, 14, 24° 29.33, 37.46, 55, 6
1.63... Intake side turning means, 16, 34, 3
8.47,56゜62.64...Swivel passage, 1
8... Exhaust passage, 19... Exhaust side turning means, 21... Turning passage, 31°49.52,
57.67...Variable means. fig fig fig fig fig fig fig fig fig fig fig fig fig fig fig fig fig fig fig fig fig fig fig fig.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)排気ガスのエネルギによって回転するタービンに
タービンシャフトを介して連結されたコンプレッサによ
って吸気を過給するようにした排気ターボ式過給機付エ
ンジンにおいて、上記コンプレッサ直上流に、コンプレ
ッサ回転方向と同方向に吸気を予回転させる旋回手段を
設けたことを特徴とする排気ターボ式過給機付エンジン
の吸排気装置。
(1) In an exhaust turbo supercharged engine in which intake air is supercharged by a compressor connected via a turbine shaft to a turbine rotated by the energy of exhaust gas, there is a An intake/exhaust device for an engine with an exhaust turbo supercharger, characterized in that it is provided with a turning means for pre-rotating intake air in the same direction.
(2)前記旋回手段が渦巻き形状に形成され、吸気通路
がタービンシャフトと直交する方向から接続されている
ことを特徴とする請求項1記載の排気ターボ式過給機付
エンジンの吸排気装置。
(2) The intake and exhaust system for an exhaust turbo supercharged engine according to claim 1, wherein the turning means is formed in a spiral shape, and the intake passage is connected to the turbine shaft from a direction perpendicular to the turbine shaft.
(3)前記旋回手段による吸気の予回転の強さを変更す
る可変手段を設けたことを特徴とする請求項1または2
記載の排気ターボ式過給機付エンジンの吸排気装置。
(3) Claim 1 or 2 further comprising variable means for changing the strength of pre-rotation of intake air by the swirling means.
The intake and exhaust system for the exhaust turbo supercharged engine described above.
(4)排気ガスのエネルギによって回転するタービンに
タービンシャフトを介して連結されたコンプレッサによ
って吸気を過給するようにした排気ターボ式過給機付エ
ンジンにおいて、上記タービン直下流にタービン回転方
向と同方向に排気の流れを変更する旋回手段を設けたこ
とを特徴とする排気ターボ式過給機付エンジンの吸排気
装置。
(4) In an engine with an exhaust turbo supercharger, in which intake air is supercharged by a compressor connected via a turbine shaft to a turbine that is rotated by the energy of exhaust gas, there is a space immediately downstream of the turbine in the same direction as the turbine rotation direction. An intake/exhaust device for an exhaust turbo-type engine with a supercharger, characterized in that it is provided with a turning means for changing the flow of exhaust gas in one direction.
(5)前記旋回手段が渦巻き形状に形成され、排気通路
をタービンシャフトと直交する方向から接続したことを
特徴とする請求項4記載の排気ターボ式過給機付エンジ
ンの吸排気装置。
(5) The intake and exhaust system for an exhaust turbo supercharged engine according to claim 4, wherein the turning means is formed in a spiral shape, and the exhaust passage is connected to the turbine shaft from a direction perpendicular to the turbine shaft.
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