JPH0550033U - ターボチャージャ付き内燃エンジン - Google Patents
ターボチャージャ付き内燃エンジンInfo
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- JPH0550033U JPH0550033U JP10075591U JP10075591U JPH0550033U JP H0550033 U JPH0550033 U JP H0550033U JP 10075591 U JP10075591 U JP 10075591U JP 10075591 U JP10075591 U JP 10075591U JP H0550033 U JPH0550033 U JP H0550033U
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- Japan
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- turbocharger
- compressor
- turbine
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 バルブオーバラップ時の吸排気間のポンピン
グ現象を抑制する。 【構成】 圧縮機38,39が吸気パイプ16内に配設
されタービン41が排気パイプ17内に配設された第1
のターボチャージャ21と、第1のターボチャージャの
圧縮機とエンジン10との間の吸気パイプ16に介在さ
れ、圧縮機入口12cが第1のターボチャージャの圧縮
機側に接続されタービン出口12fがエンジン側に接続
されると共に、圧縮機出口12dとタービン入口12e
とが接続された第2のターボチャージャ12とが配設さ
れる。第1のターボチャージャの圧縮機は、軸流式コン
プレッサロータ39と遠心式コンプレッサロータ38と
が上流側からこの順に直列に且つ同軸上に一体に形成さ
れた2段式圧縮機より成る。好ましくは、軸流式コンプ
レッサロータ39は、合成樹脂部材から成る。
グ現象を抑制する。 【構成】 圧縮機38,39が吸気パイプ16内に配設
されタービン41が排気パイプ17内に配設された第1
のターボチャージャ21と、第1のターボチャージャの
圧縮機とエンジン10との間の吸気パイプ16に介在さ
れ、圧縮機入口12cが第1のターボチャージャの圧縮
機側に接続されタービン出口12fがエンジン側に接続
されると共に、圧縮機出口12dとタービン入口12e
とが接続された第2のターボチャージャ12とが配設さ
れる。第1のターボチャージャの圧縮機は、軸流式コン
プレッサロータ39と遠心式コンプレッサロータ38と
が上流側からこの順に直列に且つ同軸上に一体に形成さ
れた2段式圧縮機より成る。好ましくは、軸流式コンプ
レッサロータ39は、合成樹脂部材から成る。
Description
【0001】
この考案は、ターボチャージャ付き内燃エンジンに関する。
【0002】
ターボチャージャを用いて高出力を得る内燃エンジンにおいて、特に高圧縮さ れた吸気を得るため、吸気路に2台のターボチャージャを直列に配備したエンジ ンがある。 このエンジンでは、例えば、吸気路内に、先ず、タービンが排ガスにより駆動 される第1のターボチャージャの圧縮機が配設され、この圧縮機の下流に、圧縮 空気を冷却する第1のインタクーラが配設される。第1のインタクーラの下流に は、吸気路内に圧縮機とタービンとが共に介在された第2のターボチャージャの 圧縮機が配設され、その下流には、第2のターボチャージャの圧縮機で圧縮され た空気を冷却する第2のインタクーラが配設される。そして、第2のインタクー ラの下流には、ここで冷却された圧縮空気により駆動される第2のターボチャー ジャのタービンが配設され、このタービンを出た吸入空気がエンジンの燃焼室に 供給される。すなわち、吸気路内に2つの圧縮機とこれらの圧縮機の作用を高め る2つのインタクーラとを直列に配備して、高圧縮された吸気を得ようとするも のである。そして、2台のターボチャージャにより高い圧縮比を得るため、第1 のターボチャージャのタービンの入口を絞ってタービンに対して高圧の排ガスを 供給し、第1のターボチャージャの仕事量を増加させたり、あるいは、第2のタ ーボチャージャを高圧縮比型にしている。
【0003】
このように、従来のターボチャージャ付き内燃エンジンにおいては、第1のタ ーボチャージャのタービンの入口を絞ってタービンに対して高圧の排ガスを供給 し、第1のターボチャージャの仕事量を増加させたり、あるいは、第2のターボ チャージャを高圧縮比型にして、高圧縮された吸気を得ている。すなわち、前者 の場合には、排ガス圧が高くなるように調整される。一方、第2のターボチャー ジャのタービンはエンジン直上流の吸気路に配設されているため、第2のターボ チャージャの圧縮機で圧縮された空気がタービンで断熱膨張する。このため、後 者の場合には、エンジンの吸気圧が低下することになる。このように、上記のい ずれの場合にも、相対的に、排ガス圧が高くないしは吸気圧が低くなる傾向にな るため、吸排気バルブの同時開弁時、つまり、吸気バルブ開弁初期のバルブオー バラップ時に、吸排気間でポンピング現象を起し、吸気がスムーズに行われずに 燃費を悪化させ、また、出力損失を招くという問題がある。
【0004】 本考案はこのような問題を解決するためになされたもので、バルブオーバラッ プ時の吸排気間のポンピング現象を抑制し、燃費を改善すると共に、出力損失を 防止するように図ったターボチャージャ付き内燃エンジンを提供することを目的 とする。
【0005】
上述の目的を達成するために、本考案によれば、圧縮機が吸気路内に配設され タービンが排気路内に配設された第1のターボチャージャと、前記第1のターボ チャージャの圧縮機とエンジンとの間の吸気路に介在され、圧縮機入口が前記第 1のターボチャージャの圧縮機側に接続されタービン出口がエンジン側に接続さ れると共に、圧縮機出口とタービン入口とが接続された第2のターボチャージャ とを備えたターボチャージャ付き内燃エンジンにおいて、前記第1のターボチャ ージャの圧縮機は、軸流式コンプレッサロータと遠心式コンプレッサロータとが 上流側からこの順に直列に且つ同軸上に一体に形成された2段式圧縮機より成る ことを特徴とする。
【0006】 好ましくは、前記軸流式コンプレッサロータは、合成樹脂部材から成ることを 特徴とする。
【0007】
【作用】 上述のターボチャージャ付き内燃エンジンにおいて、第1のターボチャージャ の圧縮機は、軸流式コンプレッサロータと遠心式コンプレッサロータとが上流側 からこの順に直列に且つ同軸上に一体に形成された2段式圧縮機より成るので、 第1のターボチャージャのタービンの入口を絞ることなく、第1のターボチャー ジャにより高い圧縮比を効率的に得ることができるようになり、これにより、排 ガス圧を低下させることができ、また、第1のターボチャージャにより高い圧縮 比を得ることができるようにしたので、第2のターボチャージャの仕事量を減少 させることができ、つまり、第2のターボチャージャのタービンにおける空気の 圧力降下を低減させることができる。
【0008】 好ましくは、軸流式コンプレッサロータは、合成樹脂部材から成り、ベアリン グから遠くオーバハングする部分に配設された軸流式コンプレッサロータを軽量 化することができる。
【0009】
以下、本考案の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 図1は、本考案のターボチャージャ付き内燃エンジンの具体的構成を示す。 ターボチャージャ付き内燃エンジン1には、エンジン10、吸入空気を浄化す るエアクリーナ11、後述する第1のターボチャージャ21、1段式の遠心式コ ンプレッサロータ12aとタービンロータ12bとにより構成される第2のター ボチャージャ12、内部を通過する吸入空気を走行風により冷却する第1および 第2のインタクーラ13,14、排気音を軽減するマフラ15、そして、これら を接続する吸気パイプ(吸気路)16と排気パイプ(排気路)17とにより構成 されている。
【0010】 まず、第1のターボチャージャ21は次のように構成されている。すなわち、 図2において、コンプレッサハウジング22、バックプレート23、センタハウ ジング24、タービンハウジング25が、図示左方、つまり、ターボチャージャ 21の前側からこの順に直列に夫々固着され、一体化されている。 センタハウジング24には、2個のフロートベアリング26,26を介してド ライブシャフト27が回動自在に軸支されている。ドライブシャフト27の前部 はバックプレート23を挿通し、コンプレッサハウジング22内に突出している 。また、ドライブシャフト27の後部はタービンハウジング25内に突出してい る。センタハウジング24内には、オイル供給口28から供給された潤滑オイル をフロートベアリング26,26にまで導く油路29が形成されている一方、フ ロートベアリング26,26を潤滑したオイルをオイル排出口30にまで導く排 油路31が形成されている。
【0011】 センタハウジング24とバックプレート23との間には、スラストスプリング 32により後方に付勢されるスラストベアリング33が介在し、ドライブシャフ ト27の前方向への押圧力を受けている。ドライブシャフト27とバックプレー ト23との間にはシール34が介装され、液密である。また、ドライブシャフト 27とセンタハウジング24との間にもシール35が介装され、液密である。
【0012】 コンプレッサハウジング22の内部には、略円筒状にダクト部36が形成され 、コンプレッサハウジング22のバックプレート23側には、ダクト部36に連 通するディフューザ37がリング状に形成されている。ディフューザ37は、圧 縮機出口22b(図1参照)に連通している。 ダクト部36内に突出したドライブシャフト27には、複数のブレード38a を備えた遠心式コンプレッサロータ38と複数のブレード39aを備えた軸流式 コンプレッサロータ39とが、バックプレート23側からこの順に直列に嵌挿さ れ、ドライブシャフト27に一体に螺着されている。このように、2段式圧縮機 が構成されている。遠心式コンプレッサロータ38と軸流式コンプレッサロータ 39との間には複数のステータベーン40が介在し、コンプレッサハウジング2 2のダクト部36に固着されている。また、遠心式コンプレッサロータ38のブ レード38aの先端とダクト部36および軸流式コンプレッサロータ39のブレ ード39aの先端とダクト部36との間には、夫々所要の隙間、つまり、チップ クリアランスが形成されている。
【0013】 また、ベアリング26から遠くオーバハングされた位置に配設された軸流式コ ンプレッサロータ39は、軽量化のため、合成樹脂部材から形成されている。こ れにより、ターボチャージャ21が作動するとき、ターボチャージャ21の軸振 動が大巾に抑制され、ターボチャージャ21の寿命を向上させることができる。 なお、軸流式コンプレッサロータ39は低温域で作動するので、材質上も十分使 用に耐え得るものである。
【0014】 一方、タービンハウジング25内に突出したドライブシャフト27には、ター ビンロータ41が嵌挿され、ドライブシャフト27に一体に固着されている。タ ービンハウジング25のダクト部42とタービンロータ41のブレード41aと の間にも、所要のチップクリアランスが形成されている。また、タービンハウジ ング25のセンタハウジング24側には、ダクト部42に連通するノズル43が リング状に形成され、ノズル43はタービン入口25a(図1参照)に連通して いる。
【0015】 以上のように、第1のターボチャージャ21が構成されている。 図1を参照すると、第1のターボチャージャ21の圧縮機入口21aがエアク リーナ11に、また、第1のターボチャージャ21の圧縮機出口22bが第1の インタクーラ13の入口13aに夫々接続され、第1のインタクーラ13の出口 13bが第2のターボチャージャ12の圧縮機入口12cに接続されている。
【0016】 第2のターボチャージャ12の圧縮機出口12dは、第2のインタクーラ14 の入口14aに接続され、第2のインタクーラ14の出口14bは、第2のター ボチャージャ12のタービン入口12eに接続されている。そして、第2のター ボチャージャ12のタービン入口12fがエンジン10の吸気ポート10aに接 続されている。これらは、全て吸気パイプ16を介して接続されている。
【0017】 また、エンジン10の排気ポート10bは第1のターボチャージャ21のター ビン入口25aに接続され、第1のターボチャージャ21のタービン出口25b はマフラ15に接続されている。これらは、排気パイプ17を介して接続されて いる。 以上のように、ターボチャージャ付き内燃エンジン1が構成されている。
【0018】 次に、本ターボチャージャ付き内燃エンジン1の作動について説明する。 第1のターボチャージャ21のタービン入口25aを通じて、エンジン10の 排ガスがタービンハウジング25のノズル43内に供給されると、ガスがタービ ンロータ41の各ブレード41a間を通過し、タービンロータ41を回転させる 。このとき、ガスは断熱膨張して圧力降下し、タービン出口25bから排気され 、マフラ15を介して大気に排出される。このタービンロータ41により、2段 式圧縮機、つまり、遠心式コンプレッサロータ38と軸流式コンプレッサロータ 39とがドライブシャフト27を介して回転駆動される。そして、エアクリーナ 11を介して吸入された空気が、第1のターボチャージャ21の圧縮機入口22 aから流入し、まず、軸流式コンプレッサロータ39により圧縮される。そして 、軸流式コンプレッサロータ39により圧縮された空気は、ステータベーン40 で減速偏向された後、更に遠心式コンプレッサロータ38により圧縮されてディ フューザ37に流入する。ディフューザ37では、流入した圧縮空気が減速され て圧力上昇し、ここで圧力上昇した吸入空気が圧縮機出口22bから排気される 。このように、第1のターボチャージャ21の圧縮機は軸流式コンプレッサロー タ39と遠心式コンプレッサロータ38とによる2段式圧縮機より成るので、吸 入空気を高い圧縮比にまで効率的に圧力上昇することができる。このため、第2 のターボチャージャ12は低圧縮比型が配設されている。
【0019】 第1のターボチャージャ21で圧縮され且つ温度上昇した吸入空気は、第1の インタクーラ13に入り、走行風により十分に冷却される。そして、第1のイン タクーラ13で冷却された吸入空気は、第2のターボチャージャ12の圧縮機1 2aにより更に圧縮される。第2のターボチャージャ12の圧縮機12aにより 断熱圧縮された吸入空気は、第2のインタクーラ14により冷却され、ここで冷 却された吸入空気が第2のターボチャージャ12のタービン12bを回転駆動さ せる。なお、タービン12bでは、第1および第2のターボチャージャ21,1 2により高圧縮された吸入空気が断熱膨張する一方、第2のターボチャージャ1 2は低圧縮比型なので、タービン12bにおける圧力降下は僅かである。この第 2のターボチャージャ52を通過した吸入空気が、エンジン10の吸気ポート1 0aに供給されて、エンジン10が作動する。
【0020】 このように、本ターボチャージャ付き内燃エンジン1では、第1のターボチャ ージャ21の圧縮機か、軸流式コンプレッサロータ39と遠心式コンプレッサロ ータ38とが一体に形成された2段式圧縮機より成るので、第1のターボチャー ジャ21により高い圧縮比を効率的に得ることができる。これにより、第1のタ ーボチャージャ21のタービン入口25aを絞る必要がなくなり、排ガス圧を低 下させることができると共に、第2のターボチャージャ12を低圧縮比型にする ことができ、第2のターボチャージャ12のタービン12bにおける空気の圧力 降下を低減させることができる。このため、バルブオーバラップ時の吸排気間の ポンピング現象が抑制され、燃費を改善することができ、また、出力損失を防止 することができる。
【0021】
以上詳細に説明したように、本考案のターボチャージャ付き内燃エンジンにお いて、第1のターボチャージャの圧縮機は、軸流式コンプレッサロータと遠心式 コンプレッサロータとが上流側からこの順に直列に且つ同軸上に一体に形成され た2段式圧縮機より成り、第1のターボチャージャにより高い圧縮比を効率的に 得ることができるようになる。これにより、第1のターボチャージャのタービン 入口を絞る必要がなくなり、排ガス圧を低下させることができると共に、第2の ターボチャージャの仕事量を減少させ、第2のターボチャージャのタービンにお ける空気の圧力降下を低減させることができるので、バルブオーバラップ時の吸 排気間のポンピング現象を抑制し、燃費を改善することができ、また、出力損失 を防止することができる、という効果を奏する。
【0022】 好ましくは、軸流式コンプレッサロータは、合成樹脂部材から成り、ベアリン グから遠くオーバハングする部分に配置された軸流式コンプレッサロータを軽量 化することができるので、ターボチャージャの回転振動を抑制し、もって、ター ボチャージャの寿命を向上させることができる。
【図1】本考案のターボチャージャ付き内燃エンジンの
具体的構成を示すブロック図である。
具体的構成を示すブロック図である。
【図2】図1中の第1のターボチャージャ21の要部の
構成を示す側面断面図である。
構成を示す側面断面図である。
1 ターボチャージャ付き内燃エンジン 10 エンジン 12 第2のターボチャージャ 12c 圧縮機入口 12d 圧縮機出口 12e タービン入口 12f タービン出口 16 吸気パイプ(吸気路) 17 排気パイプ(排気路) 21 第1のターボチャージャ 38 遠心式コンプレッサロータ(圧縮機) 39 軸流式コンプレッサロータ(圧縮機) 40 ステータベーン 41 タービンロータ(タービン)
Claims (2)
- 【請求項1】 圧縮機が吸気路内に配設されタービンが
排気路内に配設された第1のターボチャージャと、前記
第1のターボチャージャの圧縮機とエンジンとの間の吸
気路に介在され、圧縮機入口が前記第1のターボチャー
ジャの圧縮機側に接続されタービン出口がエンジン側に
接続されると共に、圧縮機出口とタービン入口とが接続
された第2のターボチャージャとを備えたターボチャー
ジャ付き内燃エンジンにおいて、前記第1のターボチャ
ージャの圧縮機は、軸流式コンプレッサロータと遠心式
コンプレッサロータとが上流側からこの順に直列に且つ
同軸上に一体に形成された2段式圧縮機より成ることを
特徴とするターボチャージャ付き内燃エンジン。 - 【請求項2】 前記軸流式コンプレッサロータは、合成
樹脂部材から成ることを特徴とする請求項1のターボチ
ャージャ付き内燃エンジン。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10075591U JPH0550033U (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | ターボチャージャ付き内燃エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10075591U JPH0550033U (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | ターボチャージャ付き内燃エンジン |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0550033U true JPH0550033U (ja) | 1993-07-02 |
Family
ID=14282338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10075591U Withdrawn JPH0550033U (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | ターボチャージャ付き内燃エンジン |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0550033U (ja) |
-
1991
- 1991-12-06 JP JP10075591U patent/JPH0550033U/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19960404 |