JPH06146908A - Engine with exhaust turbo supercharger - Google Patents

Engine with exhaust turbo supercharger

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Publication number
JPH06146908A
JPH06146908A JP4328512A JP32851292A JPH06146908A JP H06146908 A JPH06146908 A JP H06146908A JP 4328512 A JP4328512 A JP 4328512A JP 32851292 A JP32851292 A JP 32851292A JP H06146908 A JPH06146908 A JP H06146908A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust
turbocharger
passage
auxiliary
engine
Prior art date
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Pending
Application number
JP4328512A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Inaba
均 稲葉
Ryoichi Ohashi
良一 大橋
Ryoya Handa
了也 半田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yanmar Co Ltd
Original Assignee
Yanmar Diesel Engine Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Yanmar Diesel Engine Co Ltd filed Critical Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Priority to JP4328512A priority Critical patent/JPH06146908A/en
Publication of JPH06146908A publication Critical patent/JPH06146908A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To prevent incomplete combustion, decrease compression ratio and enlarge the maximum output without varying structure member by communicating single auxiliary exhaust turbo supercharger whose volume is smaller than those of main exhaust turbo superchargers. CONSTITUTION:A gap between respective exhaust passages 5, 6 and respective main exhaust turbo superchargers 7, 8 and a gap between one exhaust passage 5 and the other exhaust passage 6 are opened/closed in response to engine speed. A single auxiliary exhaust turbo supercharger 29 whose volume is smaller than those of the main exhaust turbo superchargers 7, 8 is communicated with both exhaust passages 5, 6 and the gap between the auxiliary exhaust turbo supercharger 29 and both exhaust passages 5, 6 is opened/closed according to the engine speed. Therefore, when a load is small due to super-low speed rotation like the idling time turbine rotational speed of the auxiliary exhaust turbo supercharger 29 can be increased even if an exhaust gas quantity is small by compressing intake air by the auxiliary exhaust turbo supercharger 29, and the intake pressure can be remarkably increased.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、複数の排気ターボ過給
器を回転数に応じて使い分けるエンジンに関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine in which a plurality of exhaust turbochargers are selectively used according to the number of revolutions.

【0002】[0002]

【従来の技術】図11〜図13に示す排気ターボ過給器
付エンジン100は、複数の気筒101と、容量の相等
しい2つのツインスクロールタイプの排気ターボ過給器
102、103と、連絡通路104を介し互いに連通す
る2つの排気通路105、106とを備える。各気筒1
01は一方の排気通路105に接続されるグループと他
方の排気通路106に接続されるグループとにグループ
分けされている。
2. Description of the Related Art An engine 100 with an exhaust turbocharger shown in FIGS. 11 to 13 has a plurality of cylinders 101, two twin scroll type exhaust turbochargers 102 and 103 having the same capacity, and a communication passage. Two exhaust passages 105 and 106 communicating with each other via 104 are provided. Each cylinder 1
01 is divided into a group connected to one exhaust passage 105 and a group connected to the other exhaust passage 106.

【0003】一方の排気ターボ過給器102の一方のス
クロール102aと一方のグループの気筒101とは常
時連通し、一方の排気ターボ過給器102の他方のスク
ロール102bと一方のグループの気筒101との間お
よび連絡通路104と一方のグループの気筒101との
間は開閉弁107により開閉される。また、他方の排気
ターボ過給器103の一方のスクロール103aと他方
のグループの気筒101との間および連絡通路104と
他方のグループの気筒101との間は開閉弁108によ
り開閉され、他方の排気ターボ過給器103の他方のス
クロール103bと他方のグループの気筒101との間
は開閉弁109により開閉される。
One scroll 102a of one exhaust turbocharger 102 and one group of cylinders 101 are always in communication with each other, and the other scroll 102b of one exhaust turbocharger 102 and the cylinder 101 of one group. The open / close valve 107 opens and closes the communication passage 104 and the cylinder 101 of one group. Further, an opening / closing valve 108 opens and closes between one scroll 103a of the other exhaust turbocharger 103 and the cylinder 101 of the other group, and between the communication passage 104 and the cylinder 101 of the other group, and the other exhaust gas is exhausted. An on-off valve 109 opens and closes between the other scroll 103b of the turbocharger 103 and the cylinder 101 of the other group.

【0004】なお、各排気ターボ過給器102、103
により圧縮された吸気は、吸気管110、111からイ
ンタークーラー112を介して各気筒101に供給さ
れ、各排気ターボ過給器102、103を駆動した排気
は排気管113から排出される。そして、各開閉弁10
7、108、109はエンジン回転数に応じ開閉され
る。
Incidentally, each exhaust turbocharger 102, 103
The intake air compressed by is supplied to each cylinder 101 from the intake pipes 110 and 111 through the intercooler 112, and the exhaust gas that drives the exhaust turbochargers 102 and 103 is exhausted from the exhaust pipe 113. And each on-off valve 10
7, 108 and 109 are opened and closed according to the engine speed.

【0005】すなわち低速回転時は、図11に示すよう
に、一方のグループの気筒101は一方の排気ターボ過
給器102の一方のスクロール102aに連通し、他方
のグループの気筒101は連絡通路104を介し一方の
排気ターボ過給器102の他方のスクロール102bに
連通する。これにより、一方の排気ターボ過給器102
のみを駆動することで吸気を圧縮する。
That is, at low speed rotation, as shown in FIG. 11, one group of cylinders 101 communicates with one scroll 102a of one exhaust turbocharger 102, and the other group of cylinders 101 has a communication passage 104. Via one side of the exhaust turbocharger 102 to communicate with the other scroll 102b. As a result, one exhaust turbocharger 102
Intake is compressed by driving only.

【0006】中速回転時は、図12に示すように、一方
のグループの気筒101は一方の排気ターボ過給器10
2の一方のスクロール102aに連通し、他方のグルー
プの気筒101は他方の排気ターボ過給器103の一方
のスクロール103aに連通する。これにより、各排気
ターボ過給器102、103をそれぞれ片方のスクロー
ルに導入される排気ガスで駆動することで吸気を圧縮す
る。
At the middle speed rotation, as shown in FIG. 12, the cylinders 101 of one group are connected to one exhaust turbocharger 10 of the other group.
The two cylinders 101 of the other group communicate with one scroll 103a of the other exhaust turbocharger 103. As a result, intake air is compressed by driving each of the exhaust turbochargers 102 and 103 with the exhaust gas introduced into one of the scrolls.

【0007】高速回転時は、図13に示すように、一方
のグループの気筒101は一方の排気ターボ過給器10
2の両スクロール102a、102bに連通し、他方の
グループの気筒101は他方の排気ターボ過給器103
の両スクロール103a、103bに連通する。これに
より、両排気ターボ過給器102、103を駆動するこ
とで吸気を圧縮する。
At the time of high speed rotation, as shown in FIG. 13, the cylinders 101 of one group are connected to the exhaust turbocharger 10 of one group.
2 is connected to both scrolls 102a and 102b, and the cylinder 101 of the other group is connected to the other exhaust turbocharger 103.
The two scrolls 103a and 103b communicate with each other. As a result, intake air is compressed by driving both exhaust turbochargers 102 and 103.

【0008】上記構成は、エンジン回転数に応じ排気タ
ーボ過給器の容量を変化させることで、広い回転数に亘
り吸気圧を大きくすることを図るものである。
The above-described structure is intended to increase the intake pressure over a wide range of engine speeds by changing the capacity of the exhaust turbocharger according to the engine speed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし上記従来の構成
では、アイドリング時のように超低速回転で負荷が小さ
い場合、図11に示すように一方の排気ターボ過給器1
02のみにより吸気を圧縮するものであっても、その排
気ターボ過給器102の容量に対し排気ガス量が少ない
ためタービン回転数を高くすることができず、そのため
吸気圧を充分高くすることができなかった。そうする
と、燃焼不良により燃料微粒子を含んだ青白色の排気ガ
スが排出されたり、圧縮比を低くできないため構造部材
の強度を大きくしない限り最大出力を大きくすることが
できないという問題があった。
However, in the above-mentioned conventional configuration, when the load is very low and the load is small, such as during idling, one exhaust turbocharger 1 as shown in FIG.
Even if the intake air is compressed only by 02, the turbine speed cannot be increased because the exhaust gas amount is small relative to the capacity of the exhaust turbocharger 102, and therefore the intake pressure can be increased sufficiently. could not. Then, there is a problem that the bluish-white exhaust gas containing fine fuel particles is discharged due to poor combustion, and the maximum output cannot be increased unless the strength of the structural member is increased because the compression ratio cannot be lowered.

【0010】本発明は、上記従来技術の問題を解決する
ことのできる排気ターボ過給器付エンジンを提供するこ
とを目的とする。
An object of the present invention is to provide an engine with an exhaust turbocharger which can solve the above-mentioned problems of the prior art.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本件第1発明は、複数の
気筒と、容量の相等しい2つの主排気ターボ過給器と、
互いに連通する2つの排気通路とを備え、各気筒は一方
の排気通路に接続されるグループと他方の排気通路に接
続されるグループとにグループ分けされ、各排気通路と
各主排気ターボ過給器との間および一方の排気通路と他
方の排気通路との間はエンジン回転数に応じ開閉される
排気ターボ過給器付エンジンにおいて、主排気ターボ過
給器よりも容量の小さい単一の補助排気ターボ過給器が
両排気通路に連通され、その補助排気ターボ過給器と両
排気通路との間はエンジン回転数に応じ開閉されるもの
である。
The first aspect of the present invention is to provide a plurality of cylinders and two main exhaust turbochargers having the same capacity.
Each cylinder is divided into a group connected to one exhaust passage and a group connected to the other exhaust passage, and each exhaust passage and each main exhaust turbocharger. Between the exhaust passage and one exhaust passage and the other exhaust passage according to the engine speed.In an engine with an exhaust turbocharger, a single auxiliary exhaust with a smaller capacity than the main exhaust turbocharger. The turbocharger is connected to both exhaust passages, and the auxiliary exhaust turbocharger and both exhaust passages are opened / closed according to the engine speed.

【0012】本件第2発明は、複数の気筒と、容量の相
等しい2つの主排気ターボ過給器と、互いに連通する2
つの排気通路とを備え、各気筒は一方の排気通路に接続
されるグループと他方の排気通路に接続されるグループ
とにグループ分けされ、各排気通路と各主排気ターボ過
給器との間および一方の排気通路と他方の排気通路との
間はエンジン回転数に応じ開閉される排気ターボ過給器
付エンジンにおいて、各排気通路にそれぞれ主排気ター
ボ過給器よりも容量の小さい補助排気ターボ過給器が連
通され、各補助排気ターボ過給器と各排気通路との間は
エンジン回転数に応じ開閉され、各補助排気ターボ過給
器と各排気通路との間が開かれる時は一方の排気通路と
他方の排気通路との間は閉じられるものである。
According to the second aspect of the present invention, a plurality of cylinders and two main exhaust turbochargers having the same capacity are connected to each other.
Each cylinder is divided into a group connected to one exhaust passage and a group connected to the other exhaust passage, and each cylinder is connected between each exhaust passage and each main exhaust turbocharger and In an engine with an exhaust turbocharger that opens and closes between one exhaust passage and the other exhaust passage according to the engine speed, each exhaust passage has an auxiliary exhaust turbocharger with a smaller capacity than the main exhaust turbocharger. When the auxiliary exhaust turbocharger and each exhaust passage are opened, the auxiliary exhaust turbocharger and each exhaust passage are opened and closed according to the engine speed. The exhaust passage and the other exhaust passage are closed.

【0013】[0013]

【作用】上記第1および第2発明の構成によれば、アイ
ドリング時のように超低速回転で負荷が小さい場合、主
排気ターボ過給器よりも容量の小さい補助排気ターボ過
給器により吸気を圧縮することで、排気ガス量が少なく
ても補助排気ターボ過給器のタービン回転数を高くする
ことができ、吸気圧を充分高くすることができる。
According to the first and second aspects of the present invention, when the load is extremely low and the load is small, such as when idling, the intake air is supplied by the auxiliary exhaust turbocharger having a smaller capacity than the main exhaust turbocharger. By compressing, even if the amount of exhaust gas is small, the turbine speed of the auxiliary exhaust turbocharger can be increased, and the intake pressure can be increased sufficiently.

【0014】上記第2発明の構成によれば、第1発明と
同様の作用を奏することができると共に、各補助排気タ
ーボ過給器と各排気通路との間が開かれる時は一方の排
気通路と他方の排気通路との間は閉じられるので、一方
の排気通路と他方の排気通路の間において一方のグルー
プの気筒からの排気と他方のグループの気筒からの排気
とが干渉することはないので、排気の逆流による燃焼不
良やインタークーラ等の汚れを防止できる。
According to the structure of the second invention, the same operation as that of the first invention can be achieved, and one of the exhaust passages is opened when the space between each auxiliary exhaust turbocharger and each exhaust passage is opened. And the other exhaust passage, the exhaust from one cylinder and the exhaust from the other cylinder do not interfere between the one exhaust passage and the other exhaust passage. It is possible to prevent combustion failure due to backflow of exhaust gas and contamination of intercooler and the like.

【0015】[0015]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】図1に示す排気ターボ過給器付ディーゼル
エンジン1は、6つの気筒2と、容量の相等しい2つの
ツインスクロールタイプの主排気ターボ過給器7、8
と、連絡通路18を介し互いに連通する2つの排気通路
5、6とを備える。各気筒2は一方の排気通路5に接続
されるグループと他方の排気通路6に接続されるグルー
プとにグループ分けされている。
The diesel engine 1 with an exhaust turbocharger shown in FIG. 1 has six cylinders 2 and two twin scroll type main exhaust turbochargers 7 and 8 having the same capacity.
And two exhaust passages 5 and 6 communicating with each other through the communication passage 18. Each cylinder 2 is divided into a group connected to one exhaust passage 5 and a group connected to the other exhaust passage 6.

【0017】一方の排気通路5は、一方のグループの3
つの気筒2に接続される排気マニホールド3と、この排
気マニホールド3と一方の主排気ターボ過給器7の一方
のスクロール7aとを接続する第1ダクト21と、その
排気マニホールド3と一方の主排気ターボ過給器7の他
方のスクロール7bとを接続する第2ダクト22とから
構成される。その第1ダクト21と排気マニホールド3
との間は第1開閉弁25により開閉され、その第2ダク
ト22と排気マニホールド3との間および連絡通路18
と排気マニホールド3との間は第2開閉弁26により開
閉される。
One of the exhaust passages 5 is connected to one of the groups 3
An exhaust manifold 3 connected to one cylinder 2, a first duct 21 connecting the exhaust manifold 3 and one scroll 7a of one main exhaust turbocharger 7, and the exhaust manifold 3 and one main exhaust The second duct 22 is connected to the other scroll 7b of the turbocharger 7. The first duct 21 and the exhaust manifold 3
Between the second duct 22 and the exhaust manifold 3 and the communication passage 18
The second on-off valve 26 opens and closes between the exhaust manifold 3 and the exhaust manifold 3.

【0018】他方の排気通路6は、他方のグループの3
つの気筒2に接続される排気マニホールド4と、この排
気マニホールド4と他方の主排気ターボ過給器8の一方
のスクロール8aとを接続する第3ダクト23と、その
排気マニホールド4と他方の主排気ターボ過給器8の他
方のスクロール8bとを接続する第4ダクト24とから
構成される。この他方の排気通路6に、補助排気通路2
8を介シングルスクロールタイプの補助排気ターボ過給
器29が接続されている。この補助排気ターボ過給器2
9の容量は主排気ターボ過給器7、8の容量の約1/2
である。その第3ダクト23と排気マニホールド4との
間および連絡通路18と排気マニホールド4との間は第
3開閉弁27により開閉され、その第4ダクト24と排
気マニホールド4との間および補助排気通路28と排気
マニホールド4との間は第4開閉弁31により開閉され
る。
The other exhaust passage 6 is provided in the other group 3
An exhaust manifold 4 connected to one cylinder 2, a third duct 23 connecting the exhaust manifold 4 and one scroll 8a of the other main exhaust turbocharger 8, and the exhaust manifold 4 and the other main exhaust The fourth duct 24 is connected to the other scroll 8b of the turbocharger 8. In the other exhaust passage 6, the auxiliary exhaust passage 2
A single scroll type auxiliary exhaust turbocharger 29 is connected via 8. This auxiliary exhaust turbocharger 2
The capacity of 9 is about 1/2 of the capacity of the main exhaust turbochargers 7 and 8.
Is. A third opening / closing valve 27 opens and closes between the third duct 23 and the exhaust manifold 4, and between the communication passage 18 and the exhaust manifold 4, and between the fourth duct 24 and the exhaust manifold 4 and the auxiliary exhaust passage 28. The fourth on-off valve 31 opens and closes between the exhaust manifold 4 and the exhaust manifold 4.

【0019】各主排気ターボ過給器7、8は、フィルタ
ー12、13を介し吸入された吸気を圧縮し、その吸気
を給気管9、10を介しインタークーラー14に導入し
て冷却し、この冷却された吸気を給気マニホールド15
を介し各気筒2に供給する。また、各主排気ターボ過給
器7、8を駆動した排気は排気集合通路11から排出さ
れる。なお、給気管9、10には逆止弁16、17が設
けられている。
Each of the main exhaust turbochargers 7 and 8 compresses the intake air sucked through the filters 12 and 13, and introduces the intake air into the intercooler 14 through the air supply pipes 9 and 10 to cool the intake air. The intake manifold is supplied to the intake manifold 15
Is supplied to each cylinder 2 via. Further, the exhaust gas that drives the main exhaust turbochargers 7 and 8 is discharged from the exhaust gas collecting passage 11. The air supply pipes 9 and 10 are provided with check valves 16 and 17, respectively.

【0020】その補助排気ターボ過給器29は、フィル
ター32を介し吸入された吸気を圧縮し、その吸気を補
助給気管33からインタークーラー14を介することな
く給気マニホールド15に導入し、この給気マニホール
ド15から各気筒2に供給する。また、補助排気ターボ
過給器29を駆動した排気は、補助排気管30から排気
集合通路11を介し排出される。なお、補助給気管33
には逆止弁34が設けられている。
The auxiliary exhaust turbo supercharger 29 compresses the intake air taken in through the filter 32, introduces the intake air from the auxiliary air supply pipe 33 into the air supply manifold 15 without passing through the intercooler 14, and supplies the intake air. Supply from the manifold 15 to each cylinder 2. Further, the exhaust gas that drives the auxiliary exhaust turbocharger 29 is discharged from the auxiliary exhaust pipe 30 through the exhaust collecting passage 11. The auxiliary air supply pipe 33
A check valve 34 is provided in the.

【0021】各開閉弁25、26、27、31はアクチ
ュエータ36、37、38、39により駆動され、各ア
クチュエータ36、37、38、39は、センサ35に
より検出されるエンジン1の回転数に応じ制御装置40
により制御される。
Each on-off valve 25, 26, 27, 31 is driven by an actuator 36, 37, 38, 39, and each actuator 36, 37, 38, 39 responds to the number of revolutions of the engine 1 detected by a sensor 35. Control device 40
Controlled by.

【0022】その制御装置40により各アクチュエータ
36、37、38、39が制御されることで、各排気通
路5、6と各主排気ターボ過給器7、8との間、一方の
排気通路5と他方の排気通路6との間および補助排気タ
ーボ過給器29と各排気通路5、6との間はエンジン回
転数に応じ開閉される。
The control device 40 controls the actuators 36, 37, 38, 39 so that the exhaust passages 5, 6 are connected between the exhaust passages 5, 6 and the main exhaust turbochargers 7, 8. And the other exhaust passage 6, and between the auxiliary exhaust turbocharger 29 and the exhaust passages 5 and 6 are opened and closed according to the engine speed.

【0023】すなわち、アイドリング時のような超低速
回転時は、図1に示すように、全ての気筒2は補助排気
ターボ過給器29のスクロールにのみ連通し、他のスク
ロールは閉鎖される。これにより、補助排気ターボ過給
器29のみを駆動することで吸気を圧縮する。
That is, during an extremely low speed rotation such as idling, as shown in FIG. 1, all the cylinders 2 communicate only with the scrolls of the auxiliary exhaust turbocharger 29, and the other scrolls are closed. As a result, the intake air is compressed by driving only the auxiliary exhaust turbocharger 29.

【0024】低速回転時は、図2に示すように、一方の
グループの気筒2は連絡通路18を介し他方の排気ター
ボ過給器8の一方のスクロール8aに連通し、他方のグ
ループの気筒2は他方の排気ターボ過給器8の他方のス
クロール8bに連通し、他のスクロールは閉鎖される。
これにより、他方の排気ターボ過給器8のみを駆動する
ことで吸気を圧縮する。
At the time of low speed rotation, as shown in FIG. 2, the cylinder 2 of one group communicates with the scroll 8a of the other exhaust turbocharger 8 through the communication passage 18, and the cylinder 2 of the other group. Communicates with the other scroll 8b of the other exhaust turbocharger 8 and the other scrolls are closed.
As a result, the intake air is compressed by driving only the other exhaust turbocharger 8.

【0025】中速回転時は、図3に示すように、一方の
グループの気筒2は一方の排気ターボ過給器7の他方の
スクロール7bに連通し、他方のグループの気筒2は他
方の排気ターボ過給器8の他方のスクロール8bに連通
し、他のスクロールは閉鎖される。これにより、各排気
ターボ過給器7、8をそれぞれ片方のスクロールに導入
される排気ガスで駆動することで吸気を圧縮する。
At the medium speed rotation, as shown in FIG. 3, the cylinder 2 of one group communicates with the other scroll 7b of the one exhaust turbocharger 7, and the cylinder 2 of the other group exhausts the other. It communicates with the other scroll 8b of the turbocharger 8, and the other scrolls are closed. As a result, intake air is compressed by driving the exhaust turbochargers 7 and 8 with the exhaust gas introduced into one scroll.

【0026】高速回転時は、図4に示すように、一方の
グループの気筒2は一方の排気ターボ過給器7の両スク
ロール7a、7bに連通し、他方のグループの気筒2は
他方の排気ターボ過給器8の両スクロール8a、8bに
連通し、他のスクロールは閉鎖される。これにより、両
排気ターボ過給器7、8を駆動することで吸気を圧縮す
る。なお、始動時においても図4に示す状態とし、機関
背圧の上昇による始動不良を防止する。
At the time of high speed rotation, as shown in FIG. 4, the cylinder 2 of one group communicates with both scrolls 7a and 7b of the exhaust turbocharger 7, and the cylinder 2 of the other group exhausts the other. The scrolls 8a and 8b of the turbocharger 8 communicate with each other, and the other scrolls are closed. In this way, the intake air is compressed by driving both exhaust turbochargers 7 and 8. It should be noted that the state shown in FIG. 4 is also set at the time of starting to prevent starting failure due to an increase in engine back pressure.

【0027】上記実施例によれば、アイドリング時のよ
うに低速回転で負荷が小さい場合、主排気ターボ過給器
7、8よりも容量の小さい補助排気ターボ過給器29に
より吸気を圧縮することで、排気ガス量が少なくても補
助排気ターボ過給器のタービン回転数を高くすることが
でき、吸気圧を充分高くすることができ、さらに、吸気
をインタークーラー14を介することなく各気筒2に供
給するので吸気温度を高くできる。これにより、燃焼不
良を防止できると共に圧縮比を低くして構造部材を変更
することなく最大出力を大きくすることができる。
According to the above-mentioned embodiment, when the load is low and the load is small, such as during idling, the intake air is compressed by the auxiliary exhaust turbocharger 29 having a smaller capacity than the main exhaust turbochargers 7, 8. Thus, even if the amount of exhaust gas is small, the turbine speed of the auxiliary exhaust turbocharger can be increased, the intake pressure can be increased sufficiently, and the intake air can be supplied to each cylinder 2 without passing through the intercooler 14. Since it is supplied, the intake air temperature can be raised. As a result, it is possible to prevent poor combustion and increase the maximum output without lowering the compression ratio and changing the structural members.

【0028】図5〜図8は第2実施例を示し、上記第1
実施例と同様部分は同一符号で示し、相違点を説明す
る。
FIG. 5 to FIG. 8 show the second embodiment, which is the first embodiment described above.
The same parts as those in the embodiment are designated by the same reference numerals, and different points will be described.

【0029】まず、一方の排気通路5に、第2補助排気
通路51を介しシングルスクロールタイプの第2補助排
気ターボ過給器52が接続されている。この第2補助排
気ターボ過給器52の容量は主排気ターボ過給器7、8
の容量の約1/4である。その第1ダクト21と排気マ
ニホールド3との間は第1開閉弁25および第5開閉弁
54により開閉され、その第2ダクト22と排気マニホ
ールド3との間は第1開閉弁25および第2開閉弁26
により開閉され、その連絡通路18と排気マニホールド
3との間は第2開閉弁26により開閉され、その第2補
助排気通路51と排気マニホールド4との間は第5開閉
弁54により開閉される。その第5開閉弁54はアクチ
ュエータ41により駆動され、そのアクチュエータはセ
ンサ35により検出されるエンジン1の回転数に応じ他
の開閉弁と共に制御装置40により制御される。
First, a single scroll type second auxiliary exhaust turbocharger 52 is connected to one exhaust passage 5 via a second auxiliary exhaust passage 51. The capacity of the second auxiliary exhaust turbocharger 52 is the main exhaust turbocharger 7, 8
Is about 1/4 of the capacity. A first opening / closing valve 25 and a fifth opening / closing valve 54 are opened and closed between the first duct 21 and the exhaust manifold 3, and a first opening / closing valve 25 and a second opening / closing are provided between the second duct 22 and the exhaust manifold 3. Valve 26
The second opening / closing valve 26 opens / closes between the communication passage 18 and the exhaust manifold 3, and the fifth opening / closing valve 54 opens / closes between the second auxiliary exhaust passage 51 and the exhaust manifold 4. The fifth on-off valve 54 is driven by the actuator 41, and the actuator is controlled by the control device 40 together with other on-off valves according to the rotation speed of the engine 1 detected by the sensor 35.

【0030】また、その第2補助排気ターボ過給器52
は、フィルター55を介し吸入された吸気を圧縮し、そ
の吸気を補助給気管56からインタークーラー14を介
することなく給気マニホールド15に導入し、この給気
マニホールド15から各気筒2に供給する。また、第2
補助排気ターボ過給器52を駆動した排気は、第2補助
排気管53から排気集合通路11を介し排出される。な
お、第2補助給気管56には逆止弁57が設けられてい
る。
Further, the second auxiliary exhaust turbocharger 52
Compresses the intake air sucked through the filter 55, introduces the intake air from the auxiliary air supply pipe 56 into the air supply manifold 15 without passing through the intercooler 14, and supplies the intake air to each cylinder 2 from the air supply manifold 15. Also, the second
The exhaust that has driven the auxiliary exhaust turbocharger 52 is discharged from the second auxiliary exhaust pipe 53 through the exhaust collecting passage 11. A check valve 57 is provided on the second auxiliary air supply pipe 56.

【0031】その制御装置40により各アクチュエータ
36、37、38、39、41が制御されることで、各
排気通路5、6と各主排気ターボ過給器7、8との間、
一方の排気通路5と他方の排気通路6との間および各補
助排気ターボ過給器29、52と各排気通路5、6との
間はエンジン回転数に応じ開閉される。
By controlling the actuators 36, 37, 38, 39, 41 by the controller 40, between the exhaust passages 5, 6 and the main exhaust turbochargers 7, 8,
The exhaust passage 5 on one side and the exhaust passage 6 on the other side, and the auxiliary exhaust turbochargers 29, 52 and the exhaust passages 5, 6 are opened and closed according to the engine speed.

【0032】すなわち、アイドリング時のような超低速
回転時は、図5に示すように、一方のグループの気筒2
は第2補助排気ターボ過給器52のスクロールに連通
し、他方のグループの気筒2は補助排気ターボ過給器2
9のスクロールに連通し、他のスクロールは閉鎖され、
また、一方の排気通路5と他方の排気通路6との間は閉
じられ連通しないものとされている。これにより、補助
排気ターボ過給器29と第2補助排気ターボ過給器52
により吸気を圧縮する。
That is, at the time of ultra-low speed rotation such as idling, as shown in FIG.
Communicates with the scroll of the second auxiliary exhaust turbocharger 52, and the cylinder 2 of the other group has the auxiliary exhaust turbocharger 2
9 scrolls, other scrolls are closed,
Further, the one exhaust passage 5 and the other exhaust passage 6 are closed so as not to communicate with each other. Accordingly, the auxiliary exhaust turbocharger 29 and the second auxiliary exhaust turbocharger 52
To compress the intake air.

【0033】低速回転時は、図6に示すように、一方の
グループの気筒2は連絡通路18を介し他方の排気ター
ボ過給器8の一方のスクロール8aに連通し、他方のグ
ループの気筒2は他方の排気ターボ過給器8の他方のス
クロール8bに連通し、他のスクロールは閉鎖される。
これにより、他方の排気ターボ過給器8のみを駆動する
ことで吸気を圧縮する。
At low speed rotation, as shown in FIG. 6, the cylinder 2 of one group communicates with the scroll 8a of the other exhaust turbocharger 8 through the communication passage 18, and the cylinder 2 of the other group. Communicates with the other scroll 8b of the other exhaust turbocharger 8 and the other scrolls are closed.
As a result, the intake air is compressed by driving only the other exhaust turbocharger 8.

【0034】中速回転時は、図7に示すように、一方の
グループの気筒2は一方の排気ターボ過給器7の他方の
スクロール7bに連通し、他方のグループの気筒2は他
方の排気ターボ過給器8の他方のスクロール8bに連通
し、他のスクロールは閉鎖される。これにより、各排気
ターボ過給器7、8をそれぞれ片方のスクロールに導入
される排気ガスで駆動することで吸気を圧縮する。
At the medium speed rotation, as shown in FIG. 7, the cylinder 2 of one group communicates with the other scroll 7b of the one exhaust turbocharger 7, and the cylinder 2 of the other group exhausts the other. It communicates with the other scroll 8b of the turbocharger 8, and the other scrolls are closed. As a result, intake air is compressed by driving the exhaust turbochargers 7 and 8 with the exhaust gas introduced into one scroll.

【0035】高速回転時および始動時は、図8に示すよ
うに、一方のグループの気筒2は一方の排気ターボ過給
器7の両スクロール7a、7bに連通し、他方のグルー
プの気筒2は他方の排気ターボ過給器8の両スクロール
8a、8bに連通し、他のスクロールは閉鎖される。こ
れにより、両排気ターボ過給器7、8を駆動することで
吸気を圧縮する。他は上記第1実施例と同様である。
At the time of high speed rotation and starting, as shown in FIG. 8, the cylinder 2 of one group communicates with both scrolls 7a and 7b of the exhaust turbocharger 7, and the cylinder 2 of the other group has The other scroll is connected to both scrolls 8a and 8b of the exhaust turbocharger 8 and the other scrolls are closed. In this way, the intake air is compressed by driving both exhaust turbochargers 7 and 8. Others are the same as those in the first embodiment.

【0036】上記第2実施例によれば、第1実施例と同
様の作用を奏することができると共に、一方の排気通路
5と他方の排気通路6の間において一方のグループの気
筒2からの排気と他方のグループの気筒2からの排気と
が干渉することはないので、排気の逆流による燃焼不良
やインタークーラ等の汚れを防止できる。
According to the second embodiment described above, the same operation as that of the first embodiment can be achieved, and the exhaust gas from the cylinder 2 of one group is disposed between the one exhaust passage 5 and the other exhaust passage 6. Since there is no interference with the exhaust gas from the cylinders 2 of the other group, it is possible to prevent the combustion failure and the contamination of the intercooler and the like due to the reverse flow of the exhaust gas.

【0037】図9は、燃焼不良による燃料微粒子を含ん
だ青白煙濃度を、従来例と各実施例とで比較したもので
あり、各実施例によれば従来例よりも青白煙濃度が低く
なるのを確認できる。また、図10は機関回転数と負荷
との関係を、従来例と各実施例とで比較したものであ
り、各実施例によれば従来例よりも圧縮比を低くして構
造部材を変更することなく最大出力を大きくできるのを
確認できる。
FIG. 9 compares the blue-white smoke concentration containing fine fuel particles due to poor combustion between the conventional example and each example. According to each example, the blue-white smoke concentration is lower than that of the conventional example. Can be confirmed. Further, FIG. 10 is a comparison of the relationship between the engine speed and the load between the conventional example and each example. According to each example, the compression ratio is made lower than that of the conventional example and the structural member is changed. You can see that you can increase the maximum output without.

【0038】[0038]

【発明の効果】本件各発明によれば、アイドリング時の
ように低速回転で負荷が小さい場合、排気ガス量が少な
くても補助排気ターボ過給器のタービン回転数を高くす
ることで吸気圧を充分高くすることができ、不完全燃焼
を防止できると共に圧縮比を低くして構造部材を変更す
ることなく最大出力を大きくすることができる。
According to the present invention, when the load is low and the load is small, such as when idling, the intake pressure can be increased by increasing the turbine speed of the auxiliary exhaust turbocharger even if the exhaust gas amount is small. It can be made sufficiently high, incomplete combustion can be prevented, and the compression ratio can be lowered to increase the maximum output without changing structural members.

【0039】さらに本件第2発明によれば、排気通路に
おいて排気干渉が生じることはないので、排気の逆流に
よる燃焼不良やインタークーラ等の汚れを防止できる。
Further, according to the second aspect of the present invention, since the exhaust interference does not occur in the exhaust passage, it is possible to prevent the combustion failure and the contamination of the intercooler and the like due to the reverse flow of the exhaust.

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

【図1】本発明の第1実施例の超低速時でのエンジンの
構成説明図
FIG. 1 is an explanatory diagram of an engine configuration according to a first embodiment of the present invention at an ultra-low speed.

【図2】本発明の第1実施例の低速時でのエンジンの構
成説明図
FIG. 2 is a structural explanatory view of an engine at a low speed according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1実施例の中速時でのエンジンの構
成説明図
FIG. 3 is a structural explanatory view of the engine at a medium speed according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2実施例の高速時でのエンジンの構
成説明図
FIG. 4 is a structural explanatory view of an engine at a high speed according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2実施例の超低速時でのエンジンの
構成説明図
FIG. 5 is an explanatory diagram of an engine configuration according to a second embodiment of the present invention at an ultra-low speed.

【図6】本発明の第2実施例の低速時でのエンジンの構
成説明図
FIG. 6 is an explanatory diagram of a configuration of an engine at a low speed according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2実施例の中速時でのエンジンの構
成説明図
FIG. 7 is a structural explanatory view of an engine at a medium speed according to a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2実施例の高速時でのエンジンの構
成説明図
FIG. 8 is a structural explanatory view of an engine at a high speed according to a second embodiment of the present invention.

【図9】従来例と各実施例における青白煙濃度を示す図FIG. 9 is a diagram showing blue-white smoke density in a conventional example and each example.

【図10】エンジンの回転数と負荷との関係を示す図FIG. 10 is a diagram showing a relationship between engine speed and load.

【図11】従来例の低速時でのエンジンの構成説明図FIG. 11 is an explanatory diagram of a configuration of an engine at a low speed of a conventional example.

【図12】従来例の中速時でのエンジンの構成説明図FIG. 12 is a structural explanatory view of an engine at a medium speed of a conventional example.

【図13】従来例の高速時でのエンジンの構成説明図FIG. 13 is an explanatory diagram of a configuration of an engine at a high speed of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン 2 気筒 5、6 排気通路 7、8 主排気ターボ過給器 18 連絡通路 25、26、27、31、54 開閉弁 29 補助排気ターボ過給器 52 第2補助排気ターボ過給器 1 engine 2 cylinders 5 and 6 exhaust passage 7 and 8 main exhaust turbocharger 18 communication passage 25, 26, 27, 31, 54 on-off valve 29 auxiliary exhaust turbocharger 52 second auxiliary exhaust turbocharger

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の気筒と、容量の相等しい2つの主
排気ターボ過給器と、互いに連通する2つの排気通路と
を備え、各気筒は一方の排気通路に接続されるグループ
と他方の排気通路に接続されるグループとにグループ分
けされ、各排気通路と各主排気ターボ過給器との間およ
び一方の排気通路と他方の排気通路との間はエンジン回
転数に応じ開閉される排気ターボ過給器付エンジンにお
いて、主排気ターボ過給器よりも容量の小さい単一の補
助排気ターボ過給器が両排気通路に連通され、その補助
排気ターボ過給器と両排気通路との間はエンジン回転数
に応じ開閉される排気ターボ過給器付エンジン。
1. A plurality of cylinders, two main exhaust turbochargers having the same capacity, and two exhaust passages communicating with each other are provided, and each cylinder includes a group connected to one exhaust passage and a group connected to the other. Exhaust that is divided into groups connected to the exhaust passage, and that is opened and closed between each exhaust passage and each main exhaust turbocharger and between one exhaust passage and the other exhaust passage according to the engine speed. In an engine with a turbocharger, a single auxiliary exhaust turbocharger with a smaller capacity than the main exhaust turbocharger is connected to both exhaust passages, and between the auxiliary exhaust turbosupercharger and both exhaust passages. Is an engine with an exhaust turbocharger that opens and closes according to the engine speed.
【請求項2】 複数の気筒と、容量の相等しい2つの主
排気ターボ過給器と、互いに連通する2つの排気通路と
を備え、各気筒は一方の排気通路に接続されるグループ
と他方の排気通路に接続されるグループとにグループ分
けされ、各排気通路と各主排気ターボ過給器との間およ
び一方の排気通路と他方の排気通路との間はエンジン回
転数に応じ開閉される排気ターボ過給器付エンジンにお
いて、各排気通路にそれぞれ主排気ターボ過給器よりも
容量の小さい補助排気ターボ過給器が連通され、各補助
排気ターボ過給器と各排気通路との間はエンジン回転数
に応じ開閉され、各補助排気ターボ過給器と各排気通路
との間が開かれる時は一方の排気通路と他方の排気通路
との間は閉じられる排気ターボ過給器付エンジン。
2. A plurality of cylinders, two main exhaust turbochargers having the same capacity, and two exhaust passages communicating with each other are provided, and each cylinder includes a group connected to one exhaust passage and a group connected to the other exhaust passage. Exhaust that is divided into groups connected to the exhaust passage, and that is opened and closed between each exhaust passage and each main exhaust turbocharger and between one exhaust passage and the other exhaust passage according to the engine speed. In an engine with a turbocharger, an auxiliary exhaust turbocharger having a smaller capacity than the main exhaust turbocharger is connected to each exhaust passage, and the engine is connected between each auxiliary exhaust turbocharger and each exhaust passage. An engine with an exhaust turbocharger that opens and closes according to the number of revolutions and closes between one exhaust passage and the other exhaust passage when opening between each auxiliary exhaust turbocharger and each exhaust passage.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7107972B1 (en) * 2004-08-03 2006-09-19 Accessible Technologies, Inc. Multi-phase centrifugal supercharging air induction system
JP2008223544A (en) * 2007-03-09 2008-09-25 Nissan Diesel Motor Co Ltd Supercharger for internal combustion engine
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