JPH0540272Y2 - - Google Patents

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JPH0540272Y2
JPH0540272Y2 JP8349788U JP8349788U JPH0540272Y2 JP H0540272 Y2 JPH0540272 Y2 JP H0540272Y2 JP 8349788 U JP8349788 U JP 8349788U JP 8349788 U JP8349788 U JP 8349788U JP H0540272 Y2 JPH0540272 Y2 JP H0540272Y2
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exhaust
turbo supercharger
primary
turbine
turbocharger
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【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案はエンジンの排気ターボ過給装置に関
し、特に常時作動のプライマリ排気ターボ過給機
と特定運転領域で停止するセカンダリ排気ターボ
過給機を備えたものの過給効率向上対策に関す
る。
[Detailed description of the invention] (Field of industrial application) The present invention relates to an exhaust turbocharging system for an engine, and in particular a primary exhaust turbocharging device that operates constantly and a secondary exhaust turbocharging device that stops in a specific operating range. Concerning measures to improve supercharging efficiency of equipped equipment.

(従来の技術) 従来、エンジンの排気ターボ過給装置として、
例えば実開昭60−178329号公報に開示されるよう
に、排気通路にプライマリおよびセカンダリの排
気ターボ過給機のタービンを排気マニホールドに
並列的に接続し、この二つの排気ターボ過給機の
コンプレツサをエンジンの吸気通路に接続すると
ともに、セカンダリ排気ターボ過給機のタービン
上流側の排気通路に排気カツト弁を設け、エンジ
ンが特定運転領域にあるとき、すなわち例えば排
気ガス流量が設定値よりも少ないときなどには排
気カツト弁を閉じて排気通路からの排気ガスをプ
ライマリ排気ターボ過給機のタービンに集中的に
供給して高い過給圧を確保する一方、エンジンが
特定運転領域にないとき、つまりこの場合では排
気ガス流量が上記設定値よりも多いときには排気
カツト弁を開いて排気通路からの排気ガスを二つ
の排気ターボ過給機のタービンに供給して吸気流
量を確保しながら適正な過給圧を得るようにした
ものが知られている。また、このものでは排気管
の構造を簡略化すべく、プライマリ排気ターボ過
給機とセカンダリ排気ターボ過給機とをタービン
の吐出口同士を対向させて配置し、この二つの排
気ターボ過給機の間に各タービン吐出口からの排
気を集合させる排気集合部を設け、該排気集合部
より下流で排気管を一本化するようにしている。
(Prior art) Conventionally, as an engine exhaust turbo supercharging device,
For example, as disclosed in Japanese Utility Model Application No. 60-178329, the turbines of the primary and secondary exhaust turbo superchargers are connected in parallel to the exhaust manifold in the exhaust passage, and the compressor of the two exhaust turbo superchargers is connected in parallel to the exhaust manifold. is connected to the intake passage of the engine, and an exhaust cut valve is provided in the exhaust passage on the upstream side of the turbine of the secondary exhaust turbo supercharger. At times, the exhaust cut valve is closed to intensively supply exhaust gas from the exhaust passage to the turbine of the primary exhaust turbocharger to ensure high boost pressure, but when the engine is not in a specific operating range, In other words, in this case, when the exhaust gas flow rate is higher than the above set value, the exhaust cut valve is opened and the exhaust gas from the exhaust passage is supplied to the turbines of the two exhaust turbo superchargers to maintain the intake flow rate and maintain proper overflow. Some devices are known that provide supply pressure. In addition, in order to simplify the structure of the exhaust pipe, the primary exhaust turbo supercharger and the secondary exhaust turbo supercharger are arranged with their turbine discharge ports facing each other. An exhaust gas collecting section is provided between the two to collect exhaust gas from each turbine discharge port, and the exhaust pipes are unified downstream from the exhaust gas collecting section.

(考案が解決しようとする課題) ところが、上記従来のものでは、エンジンが特
定運転領域にないときにはプライマリおよびセカ
ンダリの二つの排気ターボ過給機が作動するの
で、各タービンの吐出口からの排気が排気集合部
で互いに干渉して排気抵抗が高くなるという問題
が生じる。
(Problem to be solved by the invention) However, in the above conventional system, when the engine is not in a specific operating range, the primary and secondary exhaust turbo superchargers operate, so the exhaust from the discharge ports of each turbine is A problem arises in that the exhaust gases interfere with each other at the exhaust collecting portion, increasing exhaust resistance.

本考案はかかる点に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、各タービンのスク
ロールの渦巻き方向を一致させて、これらのター
ビンを対向配置したときに各タービンの吐出口か
らの排気流の旋回方向が排気集合部下流で一致す
るようにし、排気集合部での排気の干渉を防止す
ることにある。
The present invention was devised in view of this point, and its purpose is to match the spiral direction of the scrolls of each turbine so that when these turbines are arranged facing each other, the exhaust gas from the discharge port of each turbine is reduced. The purpose is to ensure that the swirling directions of the flows are the same downstream of the exhaust gas collecting section and to prevent interference of exhaust gas at the exhaust gas collecting section.

しかし、その場合、一方の排気ターボ過給機
を、第3図に示すように、排気マニホールドから
の排気流FMとタービンスクロール内の排気流
FTとの排気ターボ過給機の軸心回りの向きが同
一方向になるように排気マニホールドに接続する
と、各タービンを対向位置する関係上、他方の排
気ターボ過給機は、第4図に示すように、排気マ
ニホールドからの排気流FMとタービンスクロー
ル内の排気流FTとの排気ターボ過給機の軸心回
りの向きが逆方向になるように排気マニホールド
に接続せざるを得ない。このため、この排気マニ
ホールドからの排気流FMとタービンスクロール
内の排気流FTとの向きが逆方向になる排気ター
ボ過給機では排気の流れがスムーズでなくなり、
効率が悪くなる。
However, in that case, one exhaust turbo supercharger is connected to the exhaust flow FM from the exhaust manifold and the exhaust flow inside the turbine scroll, as shown in Figure 3.
If the exhaust manifold is connected to the FT so that the axial direction of the exhaust turbo supercharger and the FT are the same, the other exhaust turbo supercharger will be connected to the exhaust manifold as shown in Fig. As such, it is necessary to connect the exhaust manifold so that the exhaust flow FM from the exhaust manifold and the exhaust flow FT in the turbine scroll are in opposite directions around the axis of the exhaust turbo supercharger. For this reason, in an exhaust turbocharger where the exhaust flow FM from the exhaust manifold and the exhaust flow FT in the turbine scroll are in opposite directions, the exhaust flow will not be smooth.
It becomes less efficient.

そこで、さらに本考案では、常時作動していて
使用頻度の高いプライマリ排気ターボ過給機を対
象にして排気マニホールドからの排気流とタービ
ンスクロール内の排気流との向きを一致させて過
給機の効率を効果的に高めることをも目的として
いる。
Therefore, the present invention targets the primary exhaust turbo supercharger, which is in constant operation and is frequently used, by aligning the direction of the exhaust flow from the exhaust manifold with the exhaust flow within the turbine scroll. It also aims to effectively increase efficiency.

(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本考案では、スクロ
ールの渦巻き方向の一致するプライマリおよびセ
カンダリ排気ターボ過給機を対向配置し、排気マ
ニホールドからの排気流とタービンスクロール内
の排気流との排気ターボ過給機の軸心回りの向き
をプライマリ排気ターボ過給機では同一方向に、
セカンダリ排気ターボ過給機では逆方向にするこ
とである。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, in the present invention, primary and secondary exhaust turbo superchargers whose scrolls have the same spiral direction are arranged facing each other, and the exhaust flow from the exhaust manifold and the inside of the turbine scroll are The exhaust flow and the direction around the axis of the exhaust turbocharger are the same in the primary exhaust turbocharger,
The secondary exhaust turbo supercharger is in the opposite direction.

具体的に、本考案の講じた解決手段は、排気マ
ニホールドからの排気ガスのエネルギにより吸気
を過給するプライマリおよびセカンダリの排気タ
ーボ過給機を備え、プライマリ排気ターボ過給機
を常時作動させ、セカンダリ排気ターボ過給機を
特定運転領域で停止させるように構成したエンジ
ンの排気ターボ過給装置を前提とする。そして、
これに対し、プライマリ排気ターボ過給機とセカ
ンダリ排気ターボ過給機とで排気の吐出方向に向
つてのタービンのスクロールの渦巻き方向を一致
させるとともに、上記プライマリ排気ターボ過給
機とセカンダリ排気ターボ過給機とをタービンの
吐出口同士を対向させて配置し、この二つの排気
ターボ過給機の間に各タービン吐出口からの排気
を集合させる排気集合部を設け、且つ排気マニホ
ールドからの排気流とタービンスクロール内の排
気流との排気ターボ過給機の軸心回りの向きがプ
ライマリ排気ターボ過給機では同一方向に、セカ
ンダリ排気ターボ過給機では逆方向になるように
各排気ターボ過給機を排気マニホールドに接続す
る構成としたものである。
Specifically, the solution taken by the present invention includes primary and secondary exhaust turbo superchargers that supercharge intake air using the energy of exhaust gas from the exhaust manifold, and the primary exhaust turbo supercharger is constantly operated. The present invention is based on an engine exhaust turbocharger configured to stop a secondary exhaust turbocharger in a specific operating range. and,
On the other hand, the spiral direction of the turbine scroll toward the exhaust discharge direction is made to match between the primary exhaust turbo supercharger and the secondary exhaust turbo supercharger, and the primary exhaust turbo supercharger and the secondary exhaust turbo supercharger are A charger is arranged with the discharge ports of the turbines facing each other, and an exhaust collection part is provided between the two exhaust turbo superchargers to collect the exhaust gas from each turbine discharge port, and an exhaust flow from the exhaust manifold is provided. and the exhaust flow in the turbine scroll around the axis of the exhaust turbocharger are in the same direction for the primary exhaust turbocharger and in opposite directions for the secondary exhaust turbocharger. The structure is such that the engine is connected to the exhaust manifold.

(作用) 上記の構成により、本考案では、プライマリ排
気ターボ過給機とセカンダリ排気ターボ過給機と
で排気の吐出方向に向つてのタービンのスクロー
ルの渦巻き方向が一致するので、二つの排気ター
ボ過給機の各タービン吐出口からの排気流の旋回
方向が排気集合部下流で一致し、排気集合部での
排気の干渉が防止されて排気抵抗が減ることにな
る。
(Function) With the above configuration, in the present invention, the spiral direction of the turbine scroll toward the exhaust discharge direction is the same in the primary exhaust turbo supercharger and the secondary exhaust turbo supercharger, so that the two exhaust turbo superchargers The swirling directions of the exhaust flows from each turbine discharge port of the supercharger are aligned downstream of the exhaust gas collecting section, preventing interference of exhaust gas at the exhaust collecting section, and reducing exhaust resistance.

また、排気マニホールドからの排気流とタービ
ンスクロール内の排気流との排気ターボ過給機の
軸心回りの向きが常時作動のプライマリ排気ター
ボ過給機では同一方向に、特定運転領域で停止す
るセカンダリ排気ターボ過給機では逆方向になる
ので、使用頻度の高いプライマリ排気ターボ過給
機の排気の流れがスムーズになつて該過給機の効
率が高まり、過給装置全体の効率が有効に高めら
れることになる。
In addition, the exhaust flow from the exhaust manifold and the exhaust flow in the turbine scroll are oriented in the same direction around the axis of the exhaust turbocharger in the primary exhaust turbocharger, which is always active, and in the secondary direction, which stops in a specific operating range. In the case of an exhaust turbo supercharger, the direction is reversed, so the exhaust flow of the frequently used primary exhaust turbo supercharger becomes smoother, increasing the efficiency of the turbocharger, and effectively increasing the efficiency of the entire supercharging system. It will be done.

(実施例) 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described based on the drawings.

第1図および第2図は本考案の実施例に係る排
気ターボ過給機を備えた3ロータタイプのロータ
リピストンエンジンを示す。これらの図におい
て、1はインタメデイエイトハウジング、ロータ
ハウジングおよびサイドハウジングからなるハウ
ジングであつて、該ハウジング1内には、三つの
多角形状のロータ2,2,2が配されており、該
各ロータ2が遊星回転運動してハウジング1内に
形成される三つの作動室に吸気、圧縮、爆発、膨
張および排気の各行程を順に行わせるようにして
いる。
1 and 2 show a three-rotor type rotary piston engine equipped with an exhaust turbo supercharger according to an embodiment of the present invention. In these figures, 1 is a housing consisting of an intermediate housing, a rotor housing, and a side housing, and within the housing 1, three polygonal rotors 2, 2, 2 are arranged. The rotor 2 rotates planetarily to cause the three working chambers formed within the housing 1 to perform intake, compression, explosion, expansion, and exhaust strokes in sequence.

上記ハウジング1には、吸気行程にある作動室
に新気を供給するプライマリポート3およびセカ
ンダリポート4が設けられている。また、このハ
ウジング1には、排気行程にある作動室から排気
を排出する排気ポート5が設けられている。
The housing 1 is provided with a primary port 3 and a secondary port 4 that supply fresh air to the working chamber during the intake stroke. The housing 1 is also provided with an exhaust port 5 for discharging exhaust from the working chamber during the exhaust stroke.

そして、上記各ロータ2に対応するプライマリ
ポート3およびセカンダリポート4には吸気通路
10がその分岐した端部において接続され、該吸
気通路10はエアクリーナ13を介して大気に開
放されている。上記吸気通路10はその途中にお
いて第1および第2の二つの吸気通路11,12
に分割されている。そして、該吸気通路10の合
流部分の下流には、上流側から順に、吸気を冷却
するためのインタークーラ14と、吸気流量を調
節するためのスロツトル弁15と、吸気の脈動を
緩和するためのサージタンク16とが設けられて
いる。さらに、上記吸気通路10には、プライマ
リポート3およびセカンダリポート4に臨ませて
燃料を噴射供給するためのインジエクタ17,1
8がそれぞれ設けられている。
An intake passage 10 is connected to the primary port 3 and secondary port 4 corresponding to each of the rotors 2 at their branched ends, and the intake passage 10 is opened to the atmosphere via an air cleaner 13. The intake passage 10 has two intake passages 11 and 12 on the way.
It is divided into. Further, downstream of the merging portion of the intake passage 10, in order from the upstream side, there is an intercooler 14 for cooling the intake air, a throttle valve 15 for adjusting the intake air flow rate, and a throttle valve 15 for relaxing the pulsation of the intake air. A surge tank 16 is provided. Further, in the intake passage 10, injectors 17 and 1 are provided facing the primary port 3 and the secondary port 4 for injecting and supplying fuel.
8 are provided respectively.

また、上記排気ポート5,5,5には排気通路
20が接続されている。すなわち、該排気通路2
0の一端は第1および第2の二つの排気通路2
1,22に分岐されていて、このうち一方の排気
通路21が一端および中央のロータ2,2に係る
二つの排気ポート5,5に接続されているととも
に、他方の排気通路22が他端のロータ2に係る
排気ポート5に接続されている。
Further, an exhaust passage 20 is connected to the exhaust ports 5, 5, 5. That is, the exhaust passage 2
One end of 0 is connected to two exhaust passages 2, first and second.
The exhaust passage 21 on one side is connected to the two exhaust ports 5, 5 related to the rotors 2, 2 in the center, and the exhaust passage 22 on the other side is connected to the exhaust ports 5, 5 on the rotors 2, 2 in the center. It is connected to an exhaust port 5 related to the rotor 2.

そして、このエンジンには大形のプライマリ排
気ターボ過給機31と小形のセカンダリ排気ター
ボ過給機32とが設けられている。すなわち、上
記第1排気通路21にはプライマリ排気ターボ過
給機31のタービン31aが、第2排気通路22
にはセカンダリ排気ターボ過給機32のタービン
32aがそれぞれ設けられているとともに、第1
吸気通路11にはプライマリ排気ターボ過給機3
1のコンプレツサ31bが、第2吸気通路12に
はセカンダリ排気ターボ過給機32のコンプレツ
サ32bがそれぞれ設けられていて、排気ガスの
エネルギにより吸気を過給するようにしている。
また、上記第1および第2排気通路21,22は
各排気ターボ過給機31,32の上流側で連通路
33を介して接続されている。
This engine is provided with a large primary exhaust turbo supercharger 31 and a small secondary exhaust turbo supercharger 32. That is, the turbine 31a of the primary exhaust turbo supercharger 31 is located in the first exhaust passage 21, and the turbine 31a of the primary exhaust turbo supercharger 31 is located in the second exhaust passage 22.
are each provided with a turbine 32a of a secondary exhaust turbo supercharger 32, and a first
A primary exhaust turbo supercharger 3 is installed in the intake passage 11.
A compressor 31b of the secondary exhaust turbocharger 32 is provided in the second intake passage 12, and a compressor 32b of the secondary exhaust turbo supercharger 32 is provided in the second intake passage 12, respectively, so that the intake air is supercharged by the energy of the exhaust gas.
Further, the first and second exhaust passages 21 and 22 are connected via a communication passage 33 on the upstream side of each exhaust turbo supercharger 31 and 32.

また、上記第2排気通路22においてセカンダ
リ排気ターボ過給機側タービン32aと連通路3
3との間には排気カツト弁41が設けられてお
り、セカンダリ排気ターボ過給機側タービン32
aへの排気ガスの供給を調整するようにしてい
る。さらに、該排気カツト弁41下流の第2排気
通路22と上記連通路33とは洩らし通路42で
接続されている。該洩らし通路42には洩らし弁
43が設けられており、セカンダリ排気ターボ過
給機側タービン32aへの微量の排気ガスの供給
を調整するようにしている。また、上記連通路3
3とプライマリおよびセカンダリ排気ターボ過給
機31,32下流の排気通路20とはバイパス通
路44で接続されている。該バイパス通路44に
はウエストゲート弁45が設けられており、加圧
エアのバイパス量を調整して過給圧特性を改善す
るようにしている。これら各弁41,43,45
は圧力応動式のアクチユエータ46〜48によつ
てそれぞれ駆動される。
Further, in the second exhaust passage 22, the communication passage 3 is connected to the secondary exhaust turbo supercharger side turbine 32a.
An exhaust cut valve 41 is provided between the secondary exhaust turbo supercharger side turbine 32 and the secondary exhaust turbo supercharger side turbine 32.
The supply of exhaust gas to a is adjusted. Furthermore, the second exhaust passage 22 downstream of the exhaust cut valve 41 and the communication passage 33 are connected by a leakage passage 42. A leak valve 43 is provided in the leak passage 42 to adjust the supply of a small amount of exhaust gas to the secondary exhaust turbo supercharger side turbine 32a. In addition, the above communication path 3
3 and the exhaust passage 20 downstream of the primary and secondary exhaust turbo superchargers 31 and 32 are connected by a bypass passage 44. A wastegate valve 45 is provided in the bypass passage 44 to adjust the bypass amount of pressurized air to improve the boost pressure characteristics. Each of these valves 41, 43, 45
are driven by pressure-responsive actuators 46-48, respectively.

さらに、上記第2吸気通路12における第1吸
気通路11との合流部分の直上流には吸気カツト
弁51が設けられている。また、第2吸気通路1
2にはセカンダリ排気ターボ過給機側タービン3
2aをバイパスするリリーフ通路52が設けられ
ている。このリリーフ通路52にはリリーフ弁5
3が設けられており、該リリーフ弁53を開くこ
とによつてタービン32aの上流側と下流側とを
連通してコンプレツサ32a下流の加圧エアをリ
リーフするようにしている。これら各弁51,5
3は圧力応動式のアクチユエータ56,57によ
つてそれぞれ駆動される。
Furthermore, an intake cut valve 51 is provided immediately upstream of a portion of the second intake passage 12 where it joins the first intake passage 11 . In addition, the second intake passage 1
2 is the secondary exhaust turbo supercharger side turbine 3
A relief passage 52 is provided that bypasses 2a. This relief passage 52 has a relief valve 5.
3 is provided, and by opening the relief valve 53, the upstream side and the downstream side of the turbine 32a are communicated, and the pressurized air downstream of the compressor 32a is relieved. Each of these valves 51, 5
3 are driven by pressure-responsive actuators 56 and 57, respectively.

また、上記排気通路20における第1および第
2排気通路21,22の合流部分よりも下流には
触媒装置60が設けられており、排気ガスを浄化
するようにしている。
Further, a catalyst device 60 is provided downstream of the confluence of the first and second exhaust passages 21 and 22 in the exhaust passage 20 to purify the exhaust gas.

そして、上記各アクチユエータ46〜48,5
6,57はコントロールユニツト80によつて制
御される。さらに、81は吸気通路10に設けら
れ吸気流量を検出するためのエアフローセンサ、
82は上記スロツトル弁15の開度を検出するた
めのスロツトルセンサ、83は吸気通路10に設
けられ吸気圧力を検出するためのブースト圧力セ
ンサ、84はエンジンの回転数を検出するための
回転数センサ、85はエンジンの水温を検出する
ための水温センサ、86は上記吸気カツト弁51
の両側の吸気圧力の差圧を検出するための差圧セ
ンサである。これら各センサ81〜86は上記コ
ントロールユニツト80にそれぞれ接続されてい
る。
And each of the above actuators 46 to 48, 5
6 and 57 are controlled by a control unit 80. Furthermore, 81 is an air flow sensor provided in the intake passage 10 for detecting the intake flow rate;
82 is a throttle sensor for detecting the opening degree of the throttle valve 15, 83 is a boost pressure sensor provided in the intake passage 10 for detecting intake pressure, and 84 is a rotation speed for detecting the engine rotation speed. A sensor 85 is a water temperature sensor for detecting the water temperature of the engine; 86 is the intake cut valve 51;
This is a differential pressure sensor for detecting the differential pressure between the intake pressures on both sides. Each of these sensors 81-86 is connected to the control unit 80, respectively.

次に、上記コントロールユニツト80の作動制
御を第5図のフローに基づいて説明する。まず、
ステツプS1で上記各センサ81〜86からの信号
を入力し、ステツプS2でエンジンが第6図に示す
低回転領域(特定運転領域)にあるか否かを判定
する。
Next, the operation control of the control unit 80 will be explained based on the flow shown in FIG. first,
In step S1 , signals from the sensors 81 to 86 are input, and in step S2, it is determined whether the engine is in the low rotation range (specific operating range) shown in FIG.

そして、エンジンが低回転領域にあるとき、つ
まりステツプS2での判定がYESのときにはステ
ツプS1〜ステツプS6でセカンダリ排気ターボ過給
機32の作動を停止する。すなわち、ステツプS3
で洩らし弁43を、ステツプS4で排気カツト弁4
1をそれぞれ閉じてセカンダリ排気ターボ過給機
32の作動を停止させ、プライマリ排気ターボ過
給機31に排気ガスを集中的に供給して高い過給
圧を確保するとともに、ステツプS5で吸気カツト
弁51を閉じて吸気通路10から第2吸気通路1
1への吸気の逆流を防止し、且つステツプS6でブ
ースト圧力が設定圧力以下になるとリリーフ弁5
3を開く。このことにより、エンジン高回転から
の減速時など吸気流量が少なく且つ圧力が大きく
なる運転状態において、リリーフ弁53によりコ
ンプレツサ下流の加圧エアがリリーフされるの
で、コンプレツサ32bへの吸気の逆流が防止さ
れてサージングの発生が未然に防止される。
Then, when the engine is in the low rotation range, that is, when the determination in step S2 is YES, the operation of the secondary exhaust turbo supercharger 32 is stopped in steps S1 to S6 . i.e. step S 3
and the exhaust cut valve 4 in step S4.
1 to stop the operation of the secondary exhaust turbo supercharger 32, exhaust gas is intensively supplied to the primary exhaust turbo supercharger 31 to ensure high supercharging pressure, and the intake air is cut off in step S5 . Close the valve 51 and open the intake passage 10 from the second intake passage 1.
1, and when the boost pressure falls below the set pressure in step S6 , the relief valve 5
Open 3. This allows the relief valve 53 to relieve pressurized air downstream of the compressor in operating conditions where the intake flow rate is low and the pressure is high, such as when decelerating from high engine speed, thereby preventing intake air from flowing back into the compressor 32b. This prevents surging from occurring.

一方、エンジンが低回転領域になくステツプS2
での判定がNOのときにはステツプS7〜ステツプ
S10でセカンダリ排気ターボ過給機32を作動
させる。すなわち、ステツプS7で洩らし弁43を
開き、少量の排気ガスをセカンダリ排気ターボ過
給機32に供給してタービン32aの助走を行
う。そして、ステツプS8でブースト圧力が設定圧
力を超えるとリリーフ弁53を閉じるとともにス
テツプS9で排気カツト弁41を開き、上記吸気カ
ツト弁51の両側の吸気圧力の差圧が小さくなる
とステツプS10でこの吸気カツト弁51を開い
てセカンダリ排気ターボ過給機32を作動させ、
プライマリおよびセカンダリ排気ターボ過給機3
1,32の双方により吸気を過給する。このこと
により、吸気流量を確保しながら適正な過給圧を
得ることができる。ここで、排気カツト弁41が
開く前にリリーフ弁53を閉じるようにしたの
は、排気カツト弁41が開くときにリリーフ弁5
3が開いているとタービン31a,32aが空回
りして回転数が急に上つてしまい排気圧力が急激
に変動してエンジンのダイリユーシヨンガスが大
きく変化して燃焼変動をきたすからである。
On the other hand, the engine is not in the low rotation range and step S2
If the judgment is NO, step S 7 ~ Step
The secondary exhaust turbo supercharger 32 is activated in S10. That is, in step S7 , the leakage valve 43 is opened, and a small amount of exhaust gas is supplied to the secondary exhaust turbo supercharger 32 to perform a run-up of the turbine 32a. Then, when the boost pressure exceeds the set pressure in step S8 , the relief valve 53 is closed and the exhaust cut valve 41 is opened in step S9 , and when the differential pressure between the intake pressures on both sides of the intake cut valve 51 becomes small, the process proceeds to step S10. Open this intake cut valve 51 to operate the secondary exhaust turbo supercharger 32,
Primary and secondary exhaust turbo supercharger 3
The intake air is supercharged by both Nos. 1 and 32. This makes it possible to obtain an appropriate boost pressure while ensuring the intake air flow rate. Here, the reason why the relief valve 53 is closed before the exhaust cut valve 41 opens is because the relief valve 53 is closed when the exhaust cut valve 41 opens.
3 is open, the turbines 31a and 32a will idle and the rotational speed will suddenly increase, causing a sudden change in exhaust pressure and a large change in engine dilution gas, causing combustion fluctuations.

尚、排気カツト弁41により洩らし弁43とし
ての機能を持たせることも可能であるが、本実施
例では排気カツト弁41と洩らし弁43とを各々
別個のものにして洩らし弁43の機能の精度を上
げている。
Note that it is possible to provide the exhaust cut valve 41 with the function of the leak valve 43, but in this embodiment, the exhaust cut valve 41 and the leak valve 43 are each made separate, so that the accuracy of the function of the leak valve 43 can be improved. is increasing.

また、上記フローには示していないが、ウエス
トゲート弁45も上記コントロールユニツト80
により過給圧に応じて作動制御される。
Although not shown in the above flow, the waste gate valve 45 is also connected to the control unit 80.
The operation is controlled according to the boost pressure.

ここで、各排気ターボ過給機31,32のター
ビン31a,32aまわりの構造を第2図〜第4
図に基づいて説明する。上記プライマリ排気ター
ボ過給機31とセカンダリ排気ターボ過給機32
とでは、排気の吐出方向(タービン軸に沿つて反
コンプレツサ方向)に向つてのタービン31a,
32aのスクロールの渦巻き方向が一致してお
り、共に排気流が時計方向に旋回する方向に設け
られている。
Here, the structure around the turbines 31a and 32a of each exhaust turbocharger 31 and 32 is shown in FIGS.
This will be explained based on the diagram. The above primary exhaust turbo supercharger 31 and secondary exhaust turbo supercharger 32
In this case, the turbine 31a,
The spiral directions of the scrolls 32a are the same, and both are provided in a direction in which the exhaust flow swirls clockwise.

そして、上記プライマリ排気ターボ過給機31
とセカンダリ排気ターボ過給機32とはタービン
31a,32aの吐出口同士が対向するように配
置されている。さらに、各タービン31a,32
aの入口と排気ポート5,5,5との間は排気マ
ニホールド25により接続されており、該排気マ
ニホールド25によつて排気通路20の一部が形
成されている。
And the primary exhaust turbo supercharger 31
and the secondary exhaust turbo supercharger 32 are arranged such that the discharge ports of the turbines 31a and 32a face each other. Furthermore, each turbine 31a, 32
The inlet a and the exhaust ports 5, 5, and 5 are connected by an exhaust manifold 25, and the exhaust manifold 25 forms a part of the exhaust passage 20.

さらに、該各タービン31a,32aの吐出口
にそれぞれ接続された第1および第2排気通路2
1,22は集合してから下流(第2図の上側)に
向つており、この二つのタービン31a,32a
の間に各タービン吐出口からの排気を集合させる
排気集合部23が形成されている。
Further, first and second exhaust passages 2 are connected to the discharge ports of each of the turbines 31a and 32a, respectively.
1 and 22 are directed downstream (upper side in Figure 2) after gathering, and these two turbines 31a and 32a
An exhaust gas collection section 23 is formed between the two to collect exhaust gas from each turbine discharge port.

そして、プライマリ排気ターボ過給機31の場
合、第3図に示すように、排気マニホールド25
からの排気流FMとタービンスクロール内の排気
流FTとの排気ターボ過給機31の軸心回りの向
きが同一方向になるように排気ターボ過給機31
が排気マニホールド25に接続されている。一
方、セカンダリ排気ターボ過給機32の場合、第
4図に示すように、排気マニホールド25からの
排気流FMとタービンスクロール内の排気流FT
との排気ターボ過給機32の軸心回りの向きが逆
方向になるように排気ターボ過給機32が排気マ
ニホールド25に接続されている。
In the case of the primary exhaust turbo supercharger 31, as shown in FIG.
The exhaust turbo supercharger 31 is arranged so that the exhaust flow FM from the turbine scroll and the exhaust flow FT within the turbine scroll are in the same direction around the axis of the exhaust turbo supercharger 31.
is connected to the exhaust manifold 25. On the other hand, in the case of the secondary exhaust turbo supercharger 32, as shown in FIG. 4, the exhaust flow FM from the exhaust manifold 25 and the exhaust flow FT in the turbine scroll are
The exhaust turbo supercharger 32 is connected to the exhaust manifold 25 so that the direction around the axis of the exhaust turbo supercharger 32 is opposite to that of the exhaust manifold 25 .

したがつて、プライマリ排気ターボ過給機31
とセカンダリ排気ターボ過給機32とで排気の吐
出方向に向つてのタービン31a,32aのスク
ロールの渦巻き方向が一致するので、二つの排気
ターボ過給機31,32の各タービン吐出口から
の排気流の旋回方向が排気集合部23下流で一致
し、排気集合部23での排気の干渉が防止されて
排気抵抗が減ることになる。
Therefore, the primary exhaust turbo supercharger 31
Since the spiral directions of the scrolls of the turbines 31a and 32a in the exhaust discharge direction of the secondary exhaust turbocharger 32 and the secondary exhaust turbocharger 32 are the same, the exhaust gas from each turbine discharge port of the two exhaust turbochargers 31 and 32 is the same. The swirling directions of the flows coincide downstream of the exhaust gas collecting portion 23, preventing interference of exhaust gas at the exhaust gas collecting portion 23, and reducing exhaust resistance.

また、排気マニホールド25からの排気流FM
とタービンスクロール内の排気流FTとの排気タ
ーボ過給機31,32の軸心回りの向きが常時作
動のプライマリ排気ターボ過給機31では同一方
向に、特定運転領域で停止するセカンダリ排気タ
ーボ過給機32では逆方向になるので、使用頻度
の高いプライマリ排気ターボ過給機31の排気の
流れがスムーズになつて該過給機の効率が高ま
り、過給装置全体の効率が有効に高められること
になる。
In addition, the exhaust flow FM from the exhaust manifold 25
The direction of the exhaust flow FT in the turbine scroll around the axes of the exhaust turbo superchargers 31 and 32 is the same in the primary exhaust turbo supercharger 31 that is always active, and the secondary exhaust turbo supercharger that stops in a specific operating region is Since the direction is reversed in the charger 32, the flow of exhaust gas from the frequently used primary exhaust turbo supercharger 31 becomes smooth, increasing the efficiency of this supercharger, and effectively increasing the efficiency of the entire supercharging system. It turns out.

また、プライマリ排気ターボ過給機31を大形
のものとし、セカンダリ排気ターボ過給機32を
小形のものとしたので、プライマリ排気ターボ過
給機31のみによつて過給する領域(低回転領
域)が大きなものになり、上記過給装置全体の効
率が一層に高められることになる。
In addition, since the primary exhaust turbo supercharger 31 is made large and the secondary exhaust turbo supercharger 32 is made small, the region where only the primary exhaust turbo supercharger 31 supercharges (low rotation region ) becomes large, and the efficiency of the entire supercharging device is further improved.

尚、上記排気集合部23はセカンダリ排気ター
ボ過給機側のタービン32aに一体に設けられて
おり、該集合部23に対してプライマリ排気ター
ボ過給機側のタービン31aがガスケツトを介し
てフランジにより接続されている。すなわち、エ
ンジン回転数が低速領域から上昇して高速領域に
入ると、セカンダリ排気ターボ過給機側タービン
32aは停止状態からいきなり作動状態になつて
急激な熱負荷を受ける。この場合、このような接
続構造にしたので、セカンダリ排気ターボ過給機
側タービン32aと集合部23との間にガスケツ
トが介在せず、タービン32aの熱が排気通路2
2にスムーズに伝達され、タービン32aの受け
る熱負荷を軽減することができる。
The exhaust gas collecting part 23 is integrally provided with the turbine 32a on the secondary exhaust turbocharger side, and the turbine 31a on the primary exhaust turbocharger side is connected to the collecting part 23 by a flange via a gasket. It is connected. That is, when the engine speed increases from a low speed range and enters a high speed range, the secondary exhaust turbo supercharger side turbine 32a suddenly changes from a stopped state to an operating state and is subjected to a sudden thermal load. In this case, since such a connection structure is adopted, there is no gasket interposed between the secondary exhaust turbocharger side turbine 32a and the gathering portion 23, and the heat of the turbine 32a is transferred to the exhaust passage 2.
2, and the heat load on the turbine 32a can be reduced.

(考案の効果) 以上説明したように、本考案のエンジンの排気
ターボ過給装置によれば、プライマリおよびセカ
ンダリの排気ターボ過給機を備え、プライマリ排
気ターボ過給機を常時作動させ、セカンダリ排気
ターボ過給機を特定運転領域で停止させるように
構成するとともに、プライマリ排気ターボ過給機
とセカンダリ排気ターボ過給機とで排気の吐出方
向に向つてのタービンのスクロールの渦巻き方向
を一致させ、プライマリ排気ターボ過給機とセカ
ンダリ排気ターボ過給機とをタービンの吐出口同
士を対向させて配置し、この二つの排気ターボ過
給機の間に各タービン吐出口からの排気を集合さ
せる排気集合部を設け、且つ排気マニホールドか
らの排気流とタービンスクロール内の排気流との
排気ターボ過給機の軸心回りの向きがプライマリ
排気ターボ過給機では同一方向に、セカンダリ排
気ターボ過給機では逆方向になるように各排気タ
ーボ過給機を排気マニホールドに接続したので、
二つの排気ターボ過給機の各タービン吐出口から
の排気流の旋回方向が排気集合部下流で一致し、
排気集合部での排気の干渉が防止されて排気抵抗
を減らすことができるとともに、使用頻度の高い
プライマリ排気ターボ過給機の排気の流れがスム
ーズになつて該過給機の効率が高まり、過給装置
全体の効率を有効に高めることができるものであ
る。
(Effects of the invention) As explained above, the engine exhaust turbocharging device of the present invention is equipped with a primary and a secondary exhaust turbosupercharger, the primary exhaust turbocharger is always operated, and the secondary exhaust The turbo supercharger is configured to stop in a specific operating range, and the spiral direction of the scroll of the turbine in the exhaust discharge direction is made to match between the primary exhaust turbo supercharger and the secondary exhaust turbo supercharger, A primary exhaust turbo supercharger and a secondary exhaust turbo supercharger are arranged with the discharge ports of the turbines facing each other, and the exhaust gas from each turbine discharge port is collected between the two exhaust turbo superchargers. and the direction of the exhaust flow from the exhaust manifold and the exhaust flow in the turbine scroll around the axis of the exhaust turbocharger is in the same direction for the primary exhaust turbocharger, and in the same direction for the secondary exhaust turbocharger. Since each exhaust turbo supercharger was connected to the exhaust manifold in the opposite direction,
The swirling direction of the exhaust flow from each turbine discharge port of the two exhaust turbo superchargers coincides downstream of the exhaust collecting part,
Exhaust interference at the exhaust gas collecting section is prevented, reducing exhaust resistance, and the exhaust flow of the frequently used primary exhaust turbocharger becomes smoother, increasing the efficiency of the turbocharger. This makes it possible to effectively improve the efficiency of the entire feeding device.

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

図面は本考案の実施例を例示し、第1図は全体
概略構成図、第2図はエンジンの要部平面図、第
3図はプライマリ排気ターボ過給機のタービンを
コンプレツサ側からみた側面図、第4図はセカン
ダリ排気ターボ過給機のタービンをその吐出口側
からみた側面図、第5図はコントロールユニツト
の作動制御を示すフローチヤート図、第6図は低
回転領域を示す説明図である。 23……排気集合部、25……排気マニホール
ド、31……プライマリ排気ターボ過給機、32
……セカンダリ排気ターボ過給機、31a……タ
ービン、32a……タービン。
The drawings illustrate an embodiment of the present invention; Fig. 1 is a general schematic diagram, Fig. 2 is a plan view of the main parts of the engine, and Fig. 3 is a side view of the turbine of the primary exhaust turbocharger as seen from the compressor side. , Fig. 4 is a side view of the turbine of the secondary exhaust turbocharger seen from its discharge port side, Fig. 5 is a flowchart showing the operation control of the control unit, and Fig. 6 is an explanatory diagram showing the low rotation region. be. 23...Exhaust collection part, 25...Exhaust manifold, 31...Primary exhaust turbo supercharger, 32
...Secondary exhaust turbo supercharger, 31a...Turbine, 32a...Turbine.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 排気マニホールドからの排気ガスのエネルギに
より吸気を過給するプライマリおよびセカンダリ
の排気ターボ過給機を備え、プライマリ排気ター
ボ過給機を常時作動させ、セカンダリ排気ターボ
過給機を特定運転領域で停止させるように構成し
たエンジンの排気ターボ過給装置において、プラ
イマリ排気ターボ過給機とセカンダリ排気ターボ
過給機とで排気の吐出方向に向つてのタービンの
スクロールの渦巻き方向を一致させるとともに、
上記プライマリ排気ターボ過給機とセカンダリ排
気ターボ過給機とをタービンの吐出口同士を対向
させて配置し、この二つの排気ターボ過給機の間
に各タービン吐出口からの排気を集合させる排気
集合部を設け、且つ排気マニホールドからの排気
流とタービンスクロール内の排気流との排気ター
ボ過給機の軸心回りの向きがプライマリ排気ター
ボ過給機では同一方向に、セカンダリ排気ターボ
過給機では逆方向になるように各排気ターボ過給
機を排気マニホールドに接続したことを特徴とす
るエンジンの排気ターボ過給装置。
Equipped with a primary and secondary exhaust turbo supercharger that supercharges intake air using the energy of exhaust gas from the exhaust manifold, the primary exhaust turbo supercharger is always operated and the secondary exhaust turbo supercharger is stopped in a specific operating range. In the exhaust turbocharging device for an engine configured as above, the spiral direction of the scroll of the turbine in the direction of exhaust discharge is made to match between the primary exhaust turbocharger and the secondary exhaust turbocharger, and
The primary exhaust turbo supercharger and the secondary exhaust turbo supercharger are arranged with the discharge ports of the turbines facing each other, and the exhaust gas from each turbine discharge port is collected between the two exhaust turbo superchargers. In addition, the direction of the exhaust flow from the exhaust manifold and the exhaust flow in the turbine scroll around the axis of the exhaust turbocharger is the same in the primary exhaust turbocharger, and in the secondary exhaust turbocharger. An exhaust turbo supercharging device for an engine is characterized in that each exhaust turbo supercharger is connected to an exhaust manifold in opposite directions.
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