JPH0472974B2 - - Google Patents

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JPH0472974B2
JPH0472974B2 JP58034815A JP3481583A JPH0472974B2 JP H0472974 B2 JPH0472974 B2 JP H0472974B2 JP 58034815 A JP58034815 A JP 58034815A JP 3481583 A JP3481583 A JP 3481583A JP H0472974 B2 JPH0472974 B2 JP H0472974B2
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JP
Japan
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exhaust
speed
passage
engine
intake
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JP58034815A
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JPS59160022A (ja
Inventor
Misao Fujimoto
Mitsuo Hitomi
Yasuyuki Morita
Hirobumi Nishimura
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
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Publication of JPS59160022A publication Critical patent/JPS59160022A/ja
Publication of JPH0472974B2 publication Critical patent/JPH0472974B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/30Arrangements for supply of additional air
    • F01N3/32Arrangements for supply of additional air using air pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/007Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in parallel, e.g. at least one pump supplying alternatively
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンジンの排気ガスにより駆動され
るタービンと該タービンにより駆動されるブロア
からなるターボ過給機を複数個備え、上記各ター
ボ過給機の各タービンをエンジンの排気口に連通
する複数系統の排気通路のそれぞれに配設する一
方、上記各ターボ過給機の各ブロアをエンジンの
吸気口に連通する複数系統の吸気通路のそれぞれ
に配設するとともに、上記各ターボ過給機の内、
一部のターボ過給機をエンジンの低速運転域のみ
あるいは低速運転域を含む全運転域において作動
する低速域作動ターボ過給機とし、その他のター
ボ過給機をエンジンの高速運転域においてのみ作
動し低速運転域においては作動しない高速域専用
ターボ過給機としてなり、さらに上記排気通路に
おける上記各タービン取付位置より排気下流側位
置に排気浄化用の触媒を取付けてなるターボ過給
機付きエンジンの2次空気供給装置に関するもの
である。
従来より、ターボ過給機を用いて吸気を加圧し
て充填効率を向上させることにより、エンジンの
出力性能の向上を図る技術思想はよく知られてお
り、現今では、エンジンの高速運転域のみなら
ず、低速運転域においても過給によつて出力性能
を向上させたいという要求があるが、単一のター
ボ過給機によつて上記の要求を満足することは、
ターボ過給機の効率という面から実際上きわめて
困難であり、複数個のターボ過給機を並設しこれ
らのターボ過給機をエンジンの運転状態に応じて
適宜に使いわけることによつて、かかる要求に対
処しようとする技術思想が提案されている(実開
昭56−159626号広報(F02B37/12)、特開昭50−
18117号広報(F02B37/08)参照)。
このようにエンジンに複数個のターボ過給機を
備え、これをエンジンの運転状態に応じて使いわ
ける方法としては例えば、過給能力の異なる2個
のターボ過給機を並設し、エンジンの低速運転域
においては過給能力の小さい方のターボ過給機の
みを使用し高速運転域においては過給能力の大き
い方のターボ過給機のみを使用して過給を行なう
完全切換方式と、ほぼ同等の過給能力を有するタ
ーボ過給機を2個並設し、エンジンの低速運転域
においては一方のターボ過給機のみを使用し高速
運転域においては2個のターボ過給機を同時に使
用して過給を行なう併用方式のふたつの方式があ
るが、このどちらの方式の場合にも一方の高速域
専用のターボ過給機は低速運転域においてはその
作動が停止せしめられておりエンジンの運転状態
が低速運転域から高速運転域に移行した時始めて
その作動が開始せしめられるように構成されてい
る。
ところが、このように高速域専用のターボ過給
機をエンジンの運転状態が低速運転域から高速運
転域に移行すると同時にその作動を(停止状態か
ら)開始させるように構成した場合には、該ター
ボ過給機の慣性力等によつて運転域の移行時にお
いて該ターボ過給機の回転がスムーズに上昇せ
ず、その結果、過給応答性の低下あるいは一時的
な過給圧低下に伴なうシヨツク等の不具合が生じ
ることになる。
一方、排気通路に排気浄化用の触媒を取付けた
エンジンにおいては排気浄化作用を促進せしめる
ために触媒に2次空気を供給しなければならない
が、従来は、エンジンに専用の2次空気圧送用ポ
ンプ装置を付設し、このポンプ装置を使用して2
次空気を触媒側に供給するようにしていたため、
部品点数の増大による装置の大形化とコントアツ
プを招くという問題があつた。
本発明は、高速域専用のターボ過給機を備えた
エンジン及び排気浄化用の触媒を備えたエンジン
における上記の如き諸問題に鑑み、高速域専用タ
ーボ過給機の過給応答性の向上を図るとともに、
排気浄化用2次空気の供給装置の構造の簡素化と
コストの底廉化を図り得るようにしたターボ過給
機付きエンジンの2次空気供給装置を提供するこ
とを目的としてなされたものであつて、頭書の如
き基本構成を有するターボ過給機付エンジンにお
いて、高速域専用ターボ過給機はその非過給作動
域においては適宜の予回転駆動機構により高速運
転域での正規の作動に備えて該高速運転域での作
動速度よりも小さい適宜速度で予回転せしめられ
る如く構成され、さらに前記高速域専用ターボ過
給機のブロアを配設した一方の吸気通路は該ブロ
ア取付位置より吸気下流側位置において排気通路
における前記各タービン取付位置と触媒取付位置
との中間位置に連通せしめられていることを特徴
とするものである。
以下、本発明のターボ過給機付きエンジンの2
次空気供給装置を第1図及び第2図に示す第1実
施例並びに第3図及び第4図に示す第2実施例に
基いて説明する。
第1図には本発明の第1実施例に係る2次空気
供給装置を備えたターボ過給機付きエンジンのシ
ステム図が示されており、図中符号1はエンジン
である。このエンジン1の吸気通路2の最上流位
置には吸気量計量用のエアフロセンサ4が、また
エンジン1の吸気口52の近接位置にはスロツト
ルバルブ39がそれぞれ取付けられている。この
吸気通路2の前記エアフロセンサ4取付位置とス
ロツトルバルブ39取付位置の中間部は、第1吸
気分岐通路15と第2吸気分岐通路16の2系統
の吸気通路に分岐形成されている。この第1吸気
分岐通路15と第2吸気分岐通路16の吸気下流
側合流部2aには、該第1吸気分岐通路15と第
2吸気分岐通路16を択一的にエンジン1の吸気
口52に連通せしめる如く作用する吸気通路切換
弁22が取付けられている。尚、この吸気通路切
換弁22は後述する制御回路37によつて制御さ
れる電動式の第1アクチユエータ24によつて開
閉駆動され、吸気量が設定吸気量よりも少ない低
速運転域においては実線図示(符号22)する如
く第1吸気分岐通路15を吸気口52側に連通せ
しめる第1弁位置に、また吸気量が設定吸気量よ
りも多い高速運転域においては鎖線図示(符号2
2)する如く第2吸気分岐通路16を吸気口52
側に連通せしめる第2弁位置に夫々位置設定され
る。
排気通路3は、その排気最下流位置に排気浄化
用の触媒コンバータ(酸化触媒)21を取付けて
いる。この排気通路3のエンジン1と触媒コンバ
ータ21の中間部は、前記吸気通路2と同様に第
1排気分岐通路17と第2排気分岐通路18の2
系統の排気通路に分岐形成されている。この排気
通路3の第1排気分岐通路17と第2排気分岐通
路18の排気上流側合流部3aには、該第1排気
分岐通路17と第2排気分岐通路18をエンジン
1の排気口53に択一的に連通せしめる如く作用
する排気通路切換弁23が取付けられている。こ
の排気通路切換弁23は後述する制御回路37に
よつて制御される電動式の第2アクチユエータ2
5によつて開閉駆動され、吸気量が設定量より少
ない低速運転域においては実線図示(符号23)
する如く第1排気分岐通路17を排気口53に連
通せしめる第1弁位置に、また吸気量が設定値よ
り多い高速運転域においては鎖線図示(符号2
3′)する如く第2排気分岐通路18を排気口5
3に連通せしめる第2弁位置に夫々位置設定され
る。
吸気通路2と排気通路3には、吸気量の少ない
低速運転域においてのみ作動する低速域作動ター
ボ過給機となる第1ターボ過給機5と、吸気量の
多い高速運転域においてのみ作動する高速域専用
ターボ過給機となる第2ターボ過給機6が取付け
られている。尚、本願明細書で使用する「低速域
作動ターボ過給機」という用語は、エンジンの高
速運転域において作動するかどうかはそのいづれ
でもよいが、少くともエンジンの低速運転域にお
いては必ず作動するようにしたターボ過給機とい
う意味で使用されている。
これに対して本願明細書で「高速域専用ターボ
過給機」というときは、専らエンジンの高速運転
域でのみ作動しエンジンの低速運転域では作動し
ないターボ過給機という意味で使用されている。
因みにこの第1実施例では「低速域作動ターボ
過給機」はエンジンの高速運転域では作動しない
ものが使用されているのに対し、後述の第2実施
例で使用される「低速域作動ターボ過給機」はエ
ンジンの低速運転域を含む全運転域で作動するよ
うになつている。即ち、この第1実施例で使用さ
れる第1ターボ過給機5は、比較的小さい過給能
力を有するターボ過給機であつてエンジン1の排
気ガスによつて駆動される第1タービン8と該第
1タービン8によつて回転せしめられる第1ブロ
ア7を第1回転軸11で連結して構成されてお
り、その第1タービン8を第1排気分岐通路17
に、また第1ブロア7を第1吸気分岐通路15に
それぞれ配置している。また第2ターボ過給機6
は、比較的大きい過給能力を有するターボ過給機
であつて第2タービン10と第2ブロア9を第2
回転軸12で連結して構成されており、その第2
タービン10を第2排気分岐通路18に、また第
2ブロア9を第2吸気分岐通路16にそれぞれ配
置している。又、第2吸気分岐通路16の第2ブ
ロア9取付位置と吸気通路切換弁22取付位置と
の中間位置には吸気冷却器44が取付けられてい
る。さらに、この第2吸気分岐通路16の吸気冷
却器44取付位置と第2ブロア9取付位置の中間
部と、排気通路3の排気下流側合流部3bの間
は、第2吸気分岐通路16側から排気通路3側へ
排気浄化用の2次空気を供給するための2次空気
供給通路14によつて相互に連通せしめられてい
るこの2次空気供給通路14は本発明の主体をな
すもののひとつであり、その2次空気上流側位置
には排気通路3側から第2吸気分岐通路16側へ
の排気ガスの逆流を防止するための2次空気用逆
止弁19が、また該2次空気用逆止弁19取付位
置より2次空気下流側には後述する制御回路37
によつて制御されて該2次空気供給通路14を開
閉する如く作用する開閉弁13が取付けられてい
る。
一方、排気通路3の排気上流側分岐部3aとエ
ンジン1の排気口53の中間位置と、排気下流側
分岐部3bの近傍位置の間には、排気通路切換弁
23と第1ターボ過給機5の第1タービン8と第
2ターボ過給機6の第2タービン10の三者を同
時にバイパスする第1排気バイパス通路26が形
成されている。この第1排気バイパス通路26に
は、その途中に設けた弁座29を開閉する過給圧
制御弁30が取付けられている。又、この過給圧
制御弁30は、ロツド43を介して取付けたダイ
ヤフラム装置36によつて開閉制御され、排気圧
を目標給圧に対応する圧力に設定する如く作用す
る。即ち、このダイヤフラム装置36は、ダイヤ
フラム34で仕切つた正圧室31を排気圧力導入
通路28を介して排気口53の近傍位置に連通せ
しめる一方、大気室32を大気開放孔33を介し
て大気に開放し、さらに該大気室32内には目標
過給圧に対応する排気圧に応じてバネ圧が設定さ
れたコイルスプリング35を縮装している。従つ
て、過給圧制御弁30に負荷される排気圧がコイ
ルスプリング35の設定バネ圧に対応する圧力に
達した場合には該過給圧制御弁30が開弁してエ
ンジン1からの排気ガスの一部を第1タービン8
及び第2タービン10をバイパスして排気下流側
分岐部3b側に逃すことにより該第1タービン8
あるいは第2タービン10の回転を抑制し、もつ
て第1ブロア7あるいは第2ブロア9による過給
圧の異常上昇を未然に防止して該過給圧を目標過
給圧に収束せしめる如く作用する。尚、この実施
例においては排気圧をダイヤフラム装置36の正
圧室31内に導入するようにしているが、本発明
の他の実施例においては鎖線図示(符号28′)
する如く正圧室31と吸気通路2とを吸気圧力導
入管28′で接続して該正圧室31内に直接過給
吸気を導入するようにしてもよい。
さらに、第2排気分岐通路18の第2タービン
10取付位置より排気上流側と、排気通路3の排
気上流側分岐部3aより排気口53寄り位置の間
には、排気通路切換弁23をバイパスする第2排
気バイパス通路27が形成されている。この第2
排気バイパス通路27は、本発明の主体をなすも
ののひとつであり、排気通路切換弁23によつて
第2排気分岐通路18が閉塞されている場合(即
ち、低速運転域)において第2タービン10を低
速で予回転させるためのものであつてその通路面
積は第2タービン10の設定予回転速度に応じて
決定される。即ち、この第2排気バイパス通路2
7は、高速域専用の第2タービン10を正規の作
動域でない低速運転域において予回転させるため
の予回転駆動装置として作用するものである。
制御回路37は、前記エアフロセンサ4の出力
信号を基本入力信号として、吸気通路2のスロツ
トルバルブ39の吸気下流側に取付けた燃料噴射
弁38の開弁時間と、前記吸気通路切換弁22に
設けた第1アクチユエータ24と排気通路切換弁
23に設けた第2アクチユエータ25の切換及び
前記2次エア供給通路14に設けた開閉弁13の
開閉を夫々制御する如く作用する。即ち、この制
御回路37は第2図に示す如く噴射パルス発生回
路40によりエアフロセンサ4によつて検出され
る吸気量に応じて所定時間だけ燃料噴射弁38を
開弁させて燃料の噴射を行なわせる一方、比較回
路41において吸気量と設定吸気量とを比較し、
吸気量が設定値に達していない低速運転域におい
ては前記吸気通路切換弁22と排気通路切換弁2
3を夫々第1弁位置のまま(不作動)保持すると
ともに、開閉弁13を開弁せしめ、逆に、吸気量
が設定値以上に達した高速運転域においては吸気
通路切換弁22と排気通路切換弁23を夫々第2
弁位置に切換えるとともに開閉弁13を閉弁せし
める如く作用する。
続いて、この第1実施例のターボ過給機付きエ
ンジンの作用を説明すると、エンジン1の運転状
態が低速運転域にある場合には、制御回路37に
より吸気通路切換弁22と排気通路切換弁がとも
に第1弁位置に、また開閉弁13が開弁位置にそ
れぞれ位置設定される。この状態においては、第
1吸気分岐通路15と第2吸気分岐通路16のう
ち第1吸気分岐通路15がエンジン1の吸気口5
2に連通し、第2吸気分岐通路16は閉塞せしめ
られている。又、第1排気分岐通路17と第2排
気分岐通路18のうちでは、、第1排気分岐通路
17がエンジン1の排気口53に連通し、第2排
気分岐通路18は閉塞せしめられている。従つて
第1吸気分岐通路15と第1排気分岐通路17に
配設された第1ターボ過給機5のみが有効とな
り、吸気はこの第1ターボ過給機5の第1ブロア
7によつて過給される。この時、第2排気バイパ
ス通路27を通つて第2排気分岐通路18内に流
入する少量の排気ガスによつて第2タービン10
は低速で予回転せしめられている。この第2ター
ビン10の予回転に伴つて第2ブロア9によつて
若干加圧される第2吸気分岐通路16内の吸気は
該第2吸気分岐通路16の出口が吸気通路切換弁
22によつて閉塞せしめられているため、2次空
気用逆止弁19を押し開いて2次空気供給通路1
4から2次空気として排気通路3側に流入し触媒
コンバータ21内において酸化触媒と協働して排
気ガス中のHC,COを酸化せしめる如く作用す
る、即ち、この実施例では低速運転域においては
高速運転域における正規の作動に備えて予じめ予
回転せしめられている第2ターボ過給機6を2次
空気供給装置として利用している。
また、2次空気供給通路14が形成されていな
ければ、第2タービン10の予回転時には第2吸
気分岐通路16が吸気通路切換弁22によつて閉
塞されているため第2ブロア9部分にサージング
現象が発生することになるが、図示実施例におい
ては2次空気供給通路14を設けているため第2
ブロア9によつて加圧された吸気は該2次空気供
給通路14を通つて排気通路3側に吐出されサー
ジング現象の発生が未然に防止される。換言すれ
ば、この2次空気供給通路14を設けることによ
り、第2ターボ過給機6の予回転に伴なうサージ
ング現象の発生を未然に防止し得るとともに、第
2ターボ過給機6を2次空気供給装置として利用
することが可能になる。
尚、この低速運転域においては、吸気冷却は行
なわれず、第1ブロア7によつて加圧された過給
吸気は比較的高温のままエンジン1側に供給され
る。従つて、燃料の霧化が促進され、低速運転域
における加速応答性が向上せしめられることにな
る。
一方、エンジン1の運転状態が高速運転域であ
る場合には、制御回路37により吸気通路切換弁
22と排気通路切換弁23がともに第2弁位置
に、また開閉弁13が閉弁位置にそれぞれ位置設
定される。この状態においては、第1吸気分岐通
路15と第2吸気分岐通路16のうち第2吸気分
岐通路16がエンジン1の吸気口52に連通し、
第1吸気分岐通路15は閉塞せしめられている。
又第1排気分岐通路17と第2排気分岐通路18
では、第2排気分岐通路18がエンジン1の排気
口53に連通し第1排気分岐通路17は閉塞せい
められている。従つて、第2吸気分岐通路16と
第2排気分岐通路18に配設された第2ターボ過
給機6のみが有効となり、吸気はこの第2ターボ
過給機6の第2ブロア9によつて過給される。こ
の状態においては、第2ブロア9によつて過給さ
れ且つ昇温せしめられた過給吸気が吸気冷却器4
4によつて効果的に冷却され吸気口52側に供給
される。従つて、吸気の充填効率が向上し、エン
ジン1の出力性能が良好となる。
又、この実施例においては、第1ターボ過給機
5のみによつて過給が行なわれる低速運転域にお
いて第1ターボ過給機5から第2ターボ過給機6
への切換えに備えて予じめ低速で第2ターボ過給
機6を予回転させているため、エンジン1の運転
状態が低速運転域から高速運転域に移行した場合
に、第2タービン10の回転速度をほとんど応答
遅れを生ずることなく迅速に所定回転速度まで上
昇させることができ、一時的な過給圧低下等に伴
なうシヨツクを生ずることなく吸気過給に供され
るターボ過給機を第1ターボ過給機5から第2タ
ーボ過給機6にスムーズに切換えることができ
る。
次に、本発明の第2実施例を説明すると、第3
図には本発明の第2実施例に係る2次空気供給装
置を備えたターボ過給機付きエンジンのシステム
図が示されている。このターボ過給機付きエンジ
ンは前記第1実施例のターボ過給機付きエンジン
とほぼ同様の基本構成を有しており、ただ前記第
1実施例の場合とは、該第1実施例のターボ過給
機付きエンジンがターボ過給機として過給能力の
異なる2個のターボ過給機即ち、第1ターボ過給
機5と第2ターボ過給機6を備え、この2個のタ
ーボ過給機をエンジン1の運転域に応じて使いわ
ける(いわゆる完全切換方式)ようにしていたの
に対して、この第2実施例のターボ過給機付きエ
ンジンは、ほぼ同等の過給能力を有する2個のタ
ーボ過給機即ち、低速域作動ターボ過給機として
作用する第1ターボ過給機5と高速域専用ターボ
過給機として作用する第2ターボ過給機6とを備
え吸気量の少ない低速運転域においては第2ター
ボ過給機6による過給作用を停止させて第1ター
ボ過給機5のみで吸気過給を行ない、吸気量の多
い高速運転域においては第1ターボ過給機5と第
2ターボ過給機6の2個のターボ過給機を同時に
使用して吸気過給を行なうようにしている(いわ
ゆる併用方式)ところが相異している。この第2
実施例においては、その第1吸気分岐通路15と
第2吸気分岐通路16の内、第1ターボ過給機5
の第1ブロア7を取付けた第1吸気分岐通路15
を直接的にエンジン1の吸気口52に、また第2
ターボ過給機6の第2ブロア9を取付けた第2吸
気分岐通路16を吸気 冷却器44取付位置より吸気下流側に介設した
逆止弁20を介して吸気口52に夫々連通せしめ
ている。また、第1排気分岐通路17と第2排気
分岐通路18の内、第1ターボ過給機5の第1タ
ービン8を取付けた第1排気分岐通路17を開閉
弁等を介することなく直接的にエンジン1の排気
口53に、また第2ターボ過給機6の第2タービ
ン10を取付けた第2排気分岐通路18を該第2
タービン10取付位置より排気上流側に取付けた
排気通路開閉弁45を介して排気口53に夫々連
通せいめている。この排気通路開閉弁45は、第
4図に示す如く制御回路37によつて制御される
第3アクチユエータ46によつて開閉駆動され、
低速運転域においては第3図に実線図示する如
く、第2排気分岐通路18を閉塞する第1弁位置
に、また高速運転域においては該第2排気分岐通
路18を開放する第2弁位置に夫々位置設定され
る。又、この第2排気分岐通路18には、排気通
路開閉弁45をバイパスする第3排気バイパス通
路47が形成されており、第2ターボ過給機6の
第2タービン10は低速運転域においてはこの第
3排気バイパス通路47を通つて第2排気分岐通
路18側に流入する排気ガスによつて低速で予回
転せしめられる。即ち、この第2実施例において
は第3排気バイパス通路47が第2ターボ過給機
6の予回転駆動機構として作用する。
尚、この第2実施例の他の構成部材は前記第1
実施例の構成部材と全く同一であるため、この第
3図の各部材に第1図の各部材に対応した符号を
付し、その詳細説明を省略する。
続いて、この第2実施例のターボ過給機付きエ
ンジンの作用を説明すると、エンジン1の運転状
態が低速運転域にある場合には排気通路開閉弁4
5が第1弁位置に設定されている。従つて、この
状態においては第1排気分岐通路17がエンジン
1の排気口53に連通され、第2排気分岐通路1
8は排気口53に対して非連通とされているた
め、第1ターボ過給機5のみが有効となり、吸気
は第1ターボ過給機5の第1ブロア7のみによつ
て過給される。従つて、吸気冷却は行なわれな
い。
一方、エンジン1の運転状態が低速運転域から
高速運転域に移行すると、排気通路開閉弁45が
第1弁位置から第2弁位置に切換わり第2排気分
岐通路18が開口して第2ターボ過給機6が有効
となり、第1ターボ過給機5と第2ターボ過給機
6の両方で吸気過給が行なわれる。この時、第2
ターボ過給機6によつて過給される吸気は、第2
吸気分岐通路16に設けた吸気冷却器44によつ
て適宜に冷却され、吸気全体の充填効率が向上せ
しめられる。
又、エンジンの運転状態が低速運転域から高速
運転域に移行する場合には、前記第1実施例の場
合と同様に第2ターボ過給機6が低速運転域にお
いて予回転せしめられているため、第2ターボ過
給機6の応答遅れによつて一時的に過給圧が低下
してシヨツクを生ずるというようなこともなく、
スムーズに第1ターボ過給機5のみによる吸気過
給から第1ターボ過給機5と第2ターボ過給機6
の両方による吸気過給に移行することができる。
尚、この第1、第2実施例においてはともに第
2ターボ過給機6を第2排気バイパス通路27
(第1実施例)あるいは第3排気バイパス通路4
7(第2実施例)から第2排気分岐通路18内に
導入される排気ガスによつて予回転させるように
しているが、本発明の他の実施例においては第2
ターボ過給機6の第2回転軸12を直接モータ等
の駆動手段で予回転させるようにしてもよい。
又、この第1、第2実施例においてはともに2
次空気供給通路14に開閉弁13を取付け低速運
転域においてのみ2次空気を排気通路3側に供給
するようにしているが、これは、高速運転時に2
次空気が排気通路3側に供給されて排気温度が急
激に上昇するのを防止する意味から行なつた措置
であり、本発明の他の実施例においては開閉弁1
3を省略し高速運転域においても2次空気を排気
通路3側に供給するように構成することもでき
る。
次に、実施例の効果を説明すると、本発明のタ
ーボ過給機付きエンジンの2次空気供給装置は、
高速運転域においてのみ作動する高速域専用ター
ボ過給機をその非過給作動域である低速運転域に
おいて予じめ所定速度で回転させておくようにし
ているため、エンジンの運転状態が低速運転域か
ら高速運転域に移行した場合には高速域専用ター
ボ過給機の回転速度を迅速且つスムーズに吸気過
給に必要な回転速度まで上昇させることができ、
これによつて特に運転状態移行期における過給効
果の応答性が一層向上せしめられるという効果が
ある。
さらに、高速域専用ターボ過給機のブロアが配
置された吸気通路を該ブロア取付位置より吸気下
流側において2次空気供給通路を介して排気通路
側に連通せしめることにより、低速運転域におい
ては低速で予回転せしめられている高速域専用タ
ーボ過給機を2次空気供給装置として利用し得る
ようにしているため、2次空気供給用に専用のポ
ンプ装置を設ける必要がなく、それだけ2次空気
供給装置の構造の簡素化とコストの低廉化を図り
得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明第1実施例の2次空気供給装置
を備えたターボ過給機付きエンジンのシステム
図、第2図は第1図に示された制御回路の制御ブ
ロツク図、第3図は本発明第2実施例の2次空気
供給装置を備えたターボ過給機付きエンジンのシ
ステム図、第4図は第3図に示された制御回路の
制御ブロツク図である。 1……エンジン、2……吸気通路、3……排気
通路、4……エアフロセンサ、5……低速域作動
ターボ過給機、6……高速域専用ターボ過給機、
7,9……ブロア、8,10……タービン、14
……2次空気供給通路、21……酸化触媒、2
7,47……排気バイパス通路、37……制御回
路、52……吸気口、53……排気口。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 エンジンの排気ガスにより駆動されるタービ
    ンと該タービンにより駆動されるブロアからなる
    ターボ過給機を複数個備え、上記各ターボ過給機
    の各タービンをエンジンの排気口に連通する複数
    系統の排気通路のそれぞれに配設する一方、上記
    各ターボ過給機の各ブロアを、エンジンの吸気口
    に連通する複数系統の吸気通路のそれぞれに配設
    するとともに、上記各ターボ過給機の内、一部の
    ターボ過給機をエンジンの低速運転域のみあるい
    は低速運転域を含む全運転域において作動する低
    速域作動ターボ過給機とし、その他のターボ過給
    機をエンジンの高速運転域においてのみ作動し低
    速運転域においては作動しない高速域専用ターボ
    過給機としてなり、さらに、上記排気通路におけ
    る上記各タービン取付位置より排気下流側位置に
    排気浄化用の触媒を取付けてなるターボ過給機付
    きエンジンにおいて、前記高速域専用ターボ過給
    機はその非過給作動域においては適宜の予回転駆
    動機構により高速運転域での正規の作動に備えて
    該高速運転域での作動速度よりも小さい適宜速度
    で予回転せしめられる如く構成され、さらに前記
    高速域専用ターボ過給機のブロアを配設した吸気
    通路は該ブロア取付位置より吸気下流側位置にお
    いて前記排気通路における前記タービン取付位置
    と前記触媒取付位置との中間位置に連通せしめら
    れていることを特徴とするターボ過給機付きエン
    ジンの2次空気供給装置。
JP58034815A 1983-03-02 1983-03-02 タ−ボ過給機付きエンジンの2次空気供給装置 Granted JPS59160022A (ja)

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