JPH0640907Y2 - Two-stage turbocharger for internal combustion engine - Google Patents

Two-stage turbocharger for internal combustion engine

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JPH0640907Y2
JPH0640907Y2 JP16678988U JP16678988U JPH0640907Y2 JP H0640907 Y2 JPH0640907 Y2 JP H0640907Y2 JP 16678988 U JP16678988 U JP 16678988U JP 16678988 U JP16678988 U JP 16678988U JP H0640907 Y2 JPH0640907 Y2 JP H0640907Y2
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turbocharger
exhaust
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stage
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利浩 河合
高志 三宅
建一郎 ▲高▼間
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は内燃機関の2段過給装置に関し、特に両ターボ
チャージャの回転軸受部の冷却システムに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention relates to a two-stage turbocharger for an internal combustion engine, and more particularly to a cooling system for rotary bearings of both turbochargers.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、単一のターボチャージャを備えた内燃機関に関し
ては、ターボチャージャの回転軸受部を冷却する技術が
種々提案されている(特開昭53-68309号、実公昭62-400
95号公報参照)。
Conventionally, regarding an internal combustion engine provided with a single turbocharger, various techniques for cooling the rotary bearing portion of the turbocharger have been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 53-68309 and Japanese Utility Model Publication No. 62-400).
(See Japanese Patent Publication No. 95).

〔考案が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the device]

しかしながら、2基のターボチャージャを直列に接続し
た2段過給装置にあっては、より高い過給圧が要求され
ることから低圧段ターボチャージャが従来の1段過給装
置のターボチャージャの作動範囲を遥かに越えた作動範
囲で運転される傾向にあるため、従来のターボチャージ
ャ回転軸受部の冷却技術のみではこの低圧段ターボチャ
ージャの冷却は不充分と言える。特に、例えば長時間の
高負荷運転後に直ちにエンジン停止したようなデッドソ
ーク時にあっては冷却が不充分となりがちであるためよ
り効果的な冷却について考慮する必要がある。
However, in a two-stage turbocharger in which two turbochargers are connected in series, a higher supercharging pressure is required, so that the low-pressure turbocharger operates the turbocharger of the conventional one-stage supercharger. Since there is a tendency to operate in a working range that is far beyond the range, it can be said that the cooling technology of the low-pressure stage turbocharger is insufficient only by the conventional cooling technology of the turbocharger rotary bearing section. In particular, it is necessary to consider more effective cooling because the cooling tends to be insufficient at the time of a dead soak in which the engine is immediately stopped after a long period of high load operation.

以上の点に鑑み、本考案においては、両ターボチャージ
ャを冷却する上でこれらを最適に配置することによりよ
り優れた冷却性能を得ることができる内燃機関の2段過
給装置を提供することを課題とする。
In view of the above points, it is an object of the present invention to provide a two-stage turbocharger for an internal combustion engine that can obtain better cooling performance by optimally arranging both turbochargers for cooling. It is an issue.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

上記課題を解決するために本考案によれば、小容量の高
圧段ターボチャージャと大容量の低圧段ターボチャージ
ャとを直列に接続した内燃機関の2段過給装置におい
て、上記低圧段ターボチャージャを上記高圧段ターボチ
ャージャより下方に、且つターボチャージャの回転軸受
部冷却用のウォータアウトレット近傍に配置し、上記低
圧段ターボチャージャが上記高圧段ターボチャージャに
比較してより大きな水落差を有するように両ターボチャ
ージャの回転軸受部冷却用ウォータジャケットと上記ウ
ォータアウトレットとを接続したことを構成上の特徴と
する。
In order to solve the above problems, according to the present invention, in a two-stage turbocharger for an internal combustion engine in which a small capacity high pressure turbocharger and a large capacity low pressure turbocharger are connected in series, the low pressure turbocharger is used. It is arranged below the high-pressure turbocharger and in the vicinity of the water outlet for cooling the rotary bearing portion of the turbocharger so that the low-pressure turbocharger has a larger water drop than the high-pressure turbocharger. A characteristic feature of the configuration is that the water jacket for cooling the rotary bearing of the turbocharger is connected to the water outlet.

〔作用〕[Action]

高圧段ターボチャージャに比して、低圧段ターボチャー
ジャをより下方に配置し、ウォータアウトレットにより
近づけ、低圧段ターボチャージャがより大きな水落差を
有するように両ターボチャージャのウォータジャケット
とウォータアウトレットとをそれぞれ接続したため、低
圧段ターボチャージャの回転軸受部を冷却するための冷
却水の流れが極めて円滑になると共に例えばデッドソー
ク時にあっては高熱により発生した蒸気が下流側に抜け
易い。これにより冷却水の自然対流が効果的に起き特に
低圧段ターボチャージャの良好なる冷却効果が得られ
る。
Compared to the high-pressure turbocharger, the low-pressure turbocharger is placed further down and closer to the water outlet, so that the water jacket and the water outlet of both turbochargers are placed so that the low-pressure turbocharger has a larger water drop. Since the connection is made, the flow of cooling water for cooling the rotary bearing portion of the low-pressure turbocharger becomes extremely smooth, and steam generated due to high heat easily escapes to the downstream side during dead soak, for example. As a result, natural convection of the cooling water effectively occurs, and particularly a good cooling effect of the low pressure stage turbocharger can be obtained.

〔実施例〕〔Example〕

以下図示実施例に基づき本考案を説明する。 The present invention will be described below with reference to illustrated embodiments.

第1図は本考案に係る内燃機関の2段過給装置の一実施
例の全体斜視図である。
FIG. 1 is an overall perspective view of an embodiment of a two-stage supercharging device for an internal combustion engine according to the present invention.

車体(図示せず)に対しいわゆる縦置きに配置されるエ
ンジン1の側部には、排気ポートから排出される排気ガ
スを一ヶ所に集める排気マニホルド2が設けられる。こ
の排気マニホルド2のエンジン後方側には、排気マニホ
ルド側方に開口した第1の集合開口部が設けられ、この
部分には小容量の高圧段ターボチャージャ3の高圧段排
気タービン4が直接取り付けられる。5は、この高圧段
排気タービン4によって駆動される高圧段コンプレッサ
である。
An exhaust manifold 2 that collects exhaust gas discharged from an exhaust port in one place is provided on a side portion of an engine 1 that is vertically arranged with respect to a vehicle body (not shown). On the engine rear side of the exhaust manifold 2, there is provided a first collecting opening opening to the side of the exhaust manifold, and the high pressure exhaust turbine 4 of the small capacity high pressure turbocharger 3 is directly attached to this portion. . Reference numeral 5 denotes a high pressure stage compressor driven by the high pressure stage exhaust turbine 4.

一方、排気マニホルド2のエンジン前方側には、同様に
排気マニホルド側方に開口した第2の集合開口部が設け
られる。この部分には大容量の低圧段ターボチャージャ
6の低圧段排気タービン7が排気制御導管10を介して取
り付けられる。8は、この低圧段排気タービン7によっ
て駆動される低圧段コンプレッサである。
On the other hand, on the front side of the exhaust manifold 2 in the engine direction, a second collecting opening that is similarly opened to the side of the exhaust manifold is provided. A low pressure stage exhaust turbine 7 of a large capacity low pressure stage turbocharger 6 is attached to this portion via an exhaust control conduit 10. Reference numeral 8 is a low pressure stage compressor driven by the low pressure stage exhaust turbine 7.

排気制御導管10は排気マニホルド2から直接低圧段排気
タービン7に流入する排気ガスの流れを遮断、制限ある
いは開放する排気制御弁30を有する。この排気制御弁30
は、全閉時に漏れを完全に止めることができ構造が簡単
であるという特徴を有する、ポペットと呼ばれる円錐形
の弁体と弁座で制御オリフィスを形成したいわゆるポペ
ット弁として構成される。34は、この排気制御弁30を開
閉駆動する排気制御弁駆動装置である。この駆動装置34
は過給圧などの正圧、バキュームタンクなどからの負
圧、あるいは両方を利用する一般的な圧力作動式のアク
チュエータで構成され、これを例えばデューティ制御す
ることにより排気制御弁30が多段階的に開弁制御され
る。また、排気制御導管10は高圧段排気タービン4から
の排気ガスが合流する排気合流部を有する。
The exhaust control conduit 10 has an exhaust control valve 30 that shuts off, restricts, or opens the flow of exhaust gas flowing from the exhaust manifold 2 directly into the low pressure stage exhaust turbine 7. This exhaust control valve 30
Is configured as a so-called poppet valve in which a control orifice is formed by a conical valve body called a poppet and a valve seat, which has a characteristic that leakage can be completely stopped when fully closed and the structure is simple. Reference numeral 34 is an exhaust control valve drive device that opens and closes the exhaust control valve 30. This drive 34
Is composed of a general pressure-operated actuator that uses positive pressure such as supercharging pressure, negative pressure from a vacuum tank, or both. The valve is controlled to open. Further, the exhaust control conduit 10 has an exhaust merging portion where the exhaust gas from the high pressure stage exhaust turbine 4 merges.

高圧段排気タービン4からの排気ガスは、この高圧段排
気タービン4の吐出口から高圧段ターボチャージャ3の
軸心に沿って僅かに延び排気制御導管10に取り付く排気
導管9を介して、低圧段排気タービン7に流入し得るよ
うになっている。さらに、低圧段排気タービン7からの
排気ガスは、排気管11及び図示しない排気ガス浄化装置
等を介して大気開放される。
Exhaust gas from the high-pressure stage exhaust turbine 4 slightly extends along the axial center of the high-pressure stage turbocharger 3 from the discharge port of the high-pressure stage exhaust turbine 4, and passes through the exhaust pipe 9 attached to the exhaust control pipe 10 to the low-pressure stage. It can flow into the exhaust turbine 7. Further, the exhaust gas from the low pressure stage exhaust turbine 7 is released to the atmosphere via the exhaust pipe 11 and an exhaust gas purifying device (not shown).

図示しないエアクリーナ等を介して低圧段ターボチャー
ジャ6の低圧段コンプレッサ8に流入する大気は、ここ
で過給された後、吸気導管15を介して高圧段コンプレッ
サ5に流入し、さらに過給された後、吸気導管16及び17
並びにインタクーラ(図示せず)等を介して、エンジン
1の吸気ポートに送り込まれる。
The atmosphere flowing into the low-pressure compressor 8 of the low-pressure turbocharger 6 via an air cleaner (not shown) is supercharged here, then flows into the high-pressure compressor 5 via the intake conduit 15, and is further supercharged. After the intake conduits 16 and 17
In addition, it is sent to the intake port of the engine 1 via an intercooler (not shown) or the like.

吸気導管15から分岐して高圧段コンプレッサ5を迂回す
るように吸気バイパス通路18が形成され、この吸気バイ
パス通路18内には吸気制御弁19が設けられる。この吸気
制御弁19は、前述した排気制御弁30と同様の形式のポペ
ット弁として構成される。20は、この吸気制御弁19を開
閉駆動する一般的な圧力作動式のアクチュエータであ
り、このアクチュエータ20により吸気制御弁19は、後述
するように過給切替え時に全開するように制御され、こ
の全開前においては漏れ等がない全閉状態に保持され
る。
An intake bypass passage 18 is formed so as to branch from the intake conduit 15 and bypass the high-pressure compressor 5, and an intake control valve 19 is provided in the intake bypass passage 18. The intake control valve 19 is configured as a poppet valve of the same type as the exhaust control valve 30 described above. Reference numeral 20 denotes a general pressure-actuated actuator that drives the intake control valve 19 to open and close.The actuator 20 controls the intake control valve 19 so that the intake control valve 19 is fully opened when supercharging is switched. In the front, it is kept in a fully closed state with no leakage.

ここで、以上説明した構成を有する2段過給装置の作動
について先ず説明する。そして本考案の特徴をなすター
ボチャージャの軸受部の冷却関係については後述する。
Here, the operation of the two-stage supercharging device having the above-described configuration will be described first. The cooling relationship of the bearing portion of the turbocharger, which is a feature of the present invention, will be described later.

エンジン低速域においては排気ガス量が全体的に少な
く、この少ない量の排気ガスのエネルギを有効に利用す
るには容量の小さい高圧段排気タービン4を回転させこ
れと一体回転する高圧段コンプレッサ5により過給を行
うのが最も効果的である。このため、排気制御弁30は全
閉状態に維持される。従って、排気マニホルド2内の排
気ガスはその全量が第1の集合開口部を通り、高圧段排
気タービン4を駆動した後、排気導管9及び排気制御導
管10内を通って低圧段排気タービン7に流入する。この
とき、両ターボチャージャの軸心方向を一致させ且つ高
圧段ターボチャージャ3を上方側、低圧段ターボチャー
ジャ6を下方側に相互にオフセットさせているために、
両ターボチャージャ3,6を近接配置することができ、し
かも排気導管9と排気制御導管10とから形成される屈曲
部1ヶ所のみ(クランク軸心方向の配管の曲がりがな
い)で高圧段排気タービン4の排気流出口と低圧段排気
タービン7の排気流入口とを最短に連結することがで
き、この結果排気ガスのエネルギを無駄なく極めて有効
に利用することができる。
The exhaust gas amount is generally small in the engine low speed region, and in order to effectively use the energy of this small amount of exhaust gas, a high-pressure stage exhaust turbine 4 having a small capacity is rotated and a high-pressure stage compressor 5 that rotates integrally therewith is used. Supercharging is most effective. Therefore, the exhaust control valve 30 is maintained in the fully closed state. Therefore, the total amount of exhaust gas in the exhaust manifold 2 passes through the first collecting opening, drives the high pressure stage exhaust turbine 4, and then passes through the exhaust conduit 9 and the exhaust control conduit 10 to reach the low pressure stage exhaust turbine 7. Inflow. At this time, since the axial center directions of both turbochargers are aligned with each other and the high-pressure stage turbocharger 3 is offset upward and the low-pressure stage turbocharger 6 is offset downward,
Both turbochargers 3 and 6 can be arranged close to each other, and only one bent portion formed by the exhaust conduit 9 and the exhaust control conduit 10 (the pipe is not bent in the direction of the crankshaft axis) is a high-pressure exhaust turbine. The exhaust gas outlet of No. 4 and the exhaust gas inlet of the low-pressure stage exhaust turbine 7 can be connected to each other in the shortest time, and as a result, the energy of the exhaust gas can be used very effectively without waste.

なお、このとき同様に吸気制御弁19が全閉状態に維持さ
れる。従って、低圧段コンプレッサ8内に吸入された大
気はここで過給された後、吸気導管15を通って高圧段コ
ンプレッサ5内に流入し、ここでさらに過給された後に
吸気導管16及び17を通ってエンジンの吸気ポートに送り
込まれる。
At this time, similarly, the intake control valve 19 is maintained in the fully closed state. Therefore, the atmosphere sucked into the low-pressure stage compressor 8 is supercharged here, and then flows into the high-pressure stage compressor 5 through the intake pipe 15, and is further supercharged there, and then the intake pipes 16 and 17 are supplied. It is sent through to the intake port of the engine.

次いで低速域から中・高速域にかけては、排気ガス量が
増加し低圧段ターボチャージャ6が本来の過給を徐々に
行い始めるため、高圧段ターボチャージャ3による過給
圧が目標過給圧となったらその過給圧を維持し得るよう
に排気制御弁30が徐々に開弁される。従って、排気マニ
ホルド2の第1の集合開口部を通って流出する排気ガス
の流れに加えて、排気マニホルド2の第2の集合開口部
を通り直接的に低圧段排気タービン7に流入する排気ガ
スの流れが生ずる。なお、この時点においても吸気制御
弁19は全閉状態に維持されるため、吸気の流れには特に
変化はない。
Next, from the low speed region to the medium / high speed region, the exhaust gas amount increases and the low pressure stage turbocharger 6 gradually begins to perform the original supercharging, so the supercharging pressure by the high pressure stage turbocharger 3 becomes the target supercharging pressure. The exhaust control valve 30 is gradually opened so that the boost pressure can be maintained. Therefore, in addition to the flow of the exhaust gas flowing out through the first collecting opening of the exhaust manifold 2, the exhaust gas flowing directly into the low pressure stage exhaust turbine 7 through the second collecting opening of the exhaust manifold 2. Flow occurs. Since the intake control valve 19 is maintained in the fully closed state even at this time, there is no particular change in the flow of intake air.

そして低圧段ターボチャージャ6による過給圧がこの目
標過給圧に達したときに、排気制御弁30を一気に全開と
し実質的な過給機能を高圧段ターボチャージャ3から低
圧段ターボチャージャ6に移行させる。すなわち、排気
制御弁30が全開になると、排気マニホルド2内の排気ガ
スは高圧段排気タービン4を迂回し、より流れ易い第2
の集合開口部及び排気制御弁30を介して低圧段排気ター
ビン7に直接その略全量が流入することになる。従っ
て、高圧段ターボチャージャ3は非作動状態となる。こ
のとき、高圧段ターボチャージャ3の高圧段コンプレッ
サ5を迂回する吸気バイパス通路18に設けた吸気制御弁
19を全開にすることにより、高圧段ターボチャージャ3
は完全に非過給状態となり二段過給から一段過給への切
替えが確実に行われる。すなわち、低圧段コンプレッサ
8によって過給された過給気は高圧段コンプレッサ5を
迂回し、より流れ易い吸気バイパス通路18及び吸気制御
弁19そして吸気導管17を介してエンジンに送り込まれる
ことになる。
When the supercharging pressure by the low-pressure turbocharger 6 reaches this target supercharging pressure, the exhaust control valve 30 is fully opened at once and the substantial supercharging function is transferred from the high-pressure turbocharger 3 to the low-pressure turbocharger 6. Let That is, when the exhaust control valve 30 is fully opened, the exhaust gas in the exhaust manifold 2 bypasses the high pressure stage exhaust turbine 4 and flows more easily.
Almost all of the exhaust gas directly flows into the low pressure stage exhaust turbine 7 through the collecting opening and the exhaust control valve 30. Therefore, the high pressure stage turbocharger 3 is in a non-operating state. At this time, the intake control valve provided in the intake bypass passage 18 that bypasses the high-pressure compressor 5 of the high-pressure turbocharger 3
By fully opening 19, high pressure turbocharger 3
Is completely in the non-supercharging state, and the switching from the second-stage supercharging to the first-stage supercharging is reliably performed. That is, the supercharged air supercharged by the low-pressure compressor 8 bypasses the high-pressure compressor 5, and is sent to the engine via the intake bypass passage 18, the intake control valve 19, and the intake conduit 17 that flow more easily.

なお、過給切替え後において、エンジン及びターボチャ
ージャ等の耐久性上、図示しないウエイストゲートバル
ブにより過給圧が所定に維持される。
After the supercharging is switched, the supercharging pressure is maintained at a predetermined level by a waste gate valve (not shown) in terms of durability of the engine and the turbocharger.

以上のように、排気制御弁30の全閉時(エンジン低速
時)にあっては、前述の如く排気ガスが高圧段排気ター
ビン4を駆動後、短くかつ単一の屈曲部から成る排気導
管9及び排気制御導管10を通り直ちに低圧段排気タービ
ン7に流入してこれを駆動するため、過給効率が向上す
る。
As described above, when the exhaust control valve 30 is fully closed (low engine speed), as described above, the exhaust gas drives the high pressure stage exhaust turbine 4, and then the exhaust conduit 9 having a short and single bent portion is used. And, since it flows through the exhaust control conduit 10 and immediately flows into the low pressure stage exhaust turbine 7 to drive it, the supercharging efficiency is improved.

他方、排気制御弁30の全開時(エンジン中・高速時)に
あっては排気マニホルド2から排気制御導管10内の極め
て短い流路を通って排気ガスが直ちに低圧段排気タービ
ン7に流入してこれを駆動することになるため、同様に
過給効率が向上する。
On the other hand, when the exhaust control valve 30 is fully opened (in the engine / high speed), the exhaust gas immediately flows into the low pressure stage exhaust turbine 7 from the exhaust manifold 2 through an extremely short flow path in the exhaust control conduit 10. Since this is driven, the supercharging efficiency is similarly improved.

このように2基のターボチャージャを直列に接続した2
段過給装置においては、従来の1段過給装置のターボチ
ャージャとは比較にならない程の高い過給が得られるよ
うになった。しかしながら、このことは他面から見れば
ターボチャージャの過酷な使用に他ならず、特に低圧段
ターボチャージャは高速域まで高回転駆動される傾向に
あるためそれ自体の発熱が極めて大きく、従来よりもさ
らに積極的にこの熱害からターボチャージャを保護する
必要がある。
In this way, two turbochargers connected in series
In the stage supercharging device, it has become possible to obtain a supercharging that is as high as that of the conventional one-stage supercharging device turbocharger. However, this is nothing but the rigorous use of the turbocharger from the other side, and especially the low-pressure stage turbocharger tends to be driven to rotate at high speeds at high speeds, so its own heat generation is extremely large, and it is more than the conventional one. Furthermore, it is necessary to actively protect the turbocharger from this heat damage.

以下、これを解決するための本考案の特徴部分であるタ
ーボチャージャ軸受部の冷却関係について説明する。
Hereinafter, a cooling relationship of the turbocharger bearing portion, which is a feature of the present invention for solving the above problem, will be described.

第1図を参照すると、101はエンジンが過熱するのを防
止するために設けたラジエータであり、ここで冷却され
た水はポンプ(図示せず)によりエンジン1のシリンダ
ブロック側に送られ、エンジンの熱を吸収しながらシリ
ンダヘッドに入る。そしてここで熱を吸収した水は、エ
ンジン側部に取り付けられたウォータアウトレット102
を介してラジエータ101のアッパタンク(図示せず)に
戻る。
Referring to FIG. 1, reference numeral 101 denotes a radiator provided to prevent the engine from overheating. Water cooled here is sent to a cylinder block side of the engine 1 by a pump (not shown), Enters the cylinder head while absorbing the heat of. And the water that absorbed the heat here is the water outlet 102 attached to the side of the engine.
Return to the upper tank (not shown) of the radiator 101 via.

前述の如く、ターボチャージャは高温排気ガス等の影響
も加わり極めて高温になるため、その回転軸受部を効率
良く冷却する必要があり、とりわけ低圧段ターボチャー
ジャ6を冷却する必要がある。
As described above, the turbocharger becomes extremely hot due to the influence of high-temperature exhaust gas and the like, so that it is necessary to efficiently cool the rotary bearing portion thereof, and particularly to cool the low pressure stage turbocharger 6.

そこで、低圧段ターボチャージャ6のセンタハウジング
6a内の回転軸受部を冷却するために、給水管103からパ
イプ104を介してセンタハウジング6aの給水口に冷却水
が供給され、このセンタハウジング6a内に形成されたウ
ォータジャケット(図示せず)で熱を吸収した水はセン
タハウジング6aの排水口からパイプ105を介してウォー
タアウトレット102に送り出される。
Therefore, the center housing of the low pressure stage turbocharger 6
Cooling water is supplied from the water supply pipe 103 to the water supply port of the center housing 6a via the pipe 104 to cool the rotary bearing portion in the 6a, and a water jacket (not shown) formed in the center housing 6a. The water that has absorbed the heat is sent to the water outlet 102 from the drain port of the center housing 6a through the pipe 105.

他方、高圧段ターボチャージャ3のセンタハウジング3a
内の回転軸受部を冷却するために同様に、給水管103か
らパイプ106を介してセンタハウジング3aの給水口に冷
却水が供給され、このセンタハウジング3a内に形成され
たウォータジャケット(図示せず)で熱を吸収した水は
センタハウジング3aの排水口からパイプ107を介してウ
ォータアウトレット102に送り出される。
On the other hand, the center housing 3a of the high-pressure turbocharger 3
Similarly, in order to cool the rotary bearing portion therein, cooling water is supplied from the water supply pipe 103 to the water supply port of the center housing 3a through the pipe 106, and a water jacket (not shown) formed in the center housing 3a. The water that has absorbed the heat in (1) is sent to the water outlet 102 from the drain port of the center housing 3a through the pipe 107.

低圧段ターボチャージャ6は、前述の如くより効率良く
冷却されるべきことから、図示の如く高圧段ターボチャ
ージャ3より下方側に配置され且つウォータアウトレッ
ト102近傍に配置される。すなわち、ウォータアウトレ
ット102と両ターボチャージャの給・排水口との位置関
係において、低圧段ターボチャージャ6は高圧段ターボ
チャージャ3に比較して、より大きな落差A(A>B)
を有すると共に、ウォータアウトレット102により近い
距離A′(A′<B′)にあるように配置される。
Since the low-pressure turbocharger 6 should be cooled more efficiently as described above, it is arranged below the high-pressure turbocharger 3 and near the water outlet 102 as shown in the figure. That is, in the positional relationship between the water outlet 102 and the water supply / drainage ports of both turbochargers, the low pressure stage turbocharger 6 has a larger difference A (A> B) than the high pressure stage turbocharger 3.
And are located at a distance A ′ (A ′ <B ′) closer to the water outlet 102.

従って、例えば高負荷運転後、直ちにエンジンを止めた
ような場合(デッドソーク時)、ウォータポンプが止ま
ってしまうために冷却水の強制循環が止まり、冷却効果
が期待できない結果、軸受部の潤滑油が熱のため炭化し
て軸受性能が極端に悪化しかねないが、本実施例の如く
両ターボチャージャを配設したことにより、このような
デッドソーク時にあっても、冷却水の自然対流効果によ
る冷却が行える。すなわち、デッドソーク時にはターボ
チャージャの発する熱により蒸気が発生し、これが極め
て円滑にウォータアウトレット102側に抜けるため、冷
却水の自然対流が起きる。この流れの向きは、エンジン
運転状態の冷却水流れ方向と反対の向きであり、低圧段
ターボチャージャ6にあっては、パイプ105からセンタ
ハウジング6a、そしてパイプ104へ冷却水が逆流して流
れることになる。高圧段ターボチャージャ3にあっても
同様である。これにより、特に熱的に厳しい状態となる
低圧段ターボチャージャ6にあってはこの自然対流効果
により極めて効果的に冷却が行われることになる。
Therefore, for example, if the engine is stopped immediately after high-load operation (during a dead soak), the water pump will stop and the forced circulation of cooling water will stop. Although it may be carbonized due to heat and the bearing performance may be extremely deteriorated, by arranging both turbochargers as in this embodiment, even if there is such a dead soak, cooling by the natural convection effect of the cooling water is possible. You can do it. That is, at the time of dead soak, steam is generated by the heat generated by the turbocharger and flows out to the water outlet 102 side very smoothly, so that natural convection of cooling water occurs. The direction of this flow is opposite to the cooling water flow direction in the engine operating state, and in the low pressure stage turbocharger 6, the cooling water flows backward from the pipe 105 to the center housing 6a and then to the pipe 104. become. The same applies to the high-pressure turbocharger 3. As a result, in the low-pressure stage turbocharger 6, which is in a particularly severe thermal condition, the natural convection effect allows extremely effective cooling.

なお、エンジンルーム内はエンジン1や補機類が所狭し
と配置され一般的に空きスペースは極小であるが、排気
マニホルド2下方側はエンジン1からの放熱やエンジン
1の振動などの理由から元来空間的余裕が多少ある場所
であり、図示の如く排気マニホルド2下方側に大型の低
圧段ターボチャージャ6を配設することは、エンジンル
ーム内の空きスペースを巧みに利用したものと言うこと
ができる。
In addition, the engine 1 and the auxiliary machinery are arranged in a narrow space in the engine room, and the empty space is generally extremely small. However, the lower side of the exhaust manifold 2 is the original because of heat radiation from the engine 1 and vibration of the engine 1. It is a place where there is some space to come, and it can be said that disposing the large-scale low-pressure stage turbocharger 6 below the exhaust manifold 2 as shown in the figure makes good use of the empty space in the engine room. it can.

また、大型の低圧段ターボチャージャ6を車両前方側
(エンジン前方側)に配置したため、走行風によりター
ボチャージャを有効に冷却できる。
Further, since the large-sized low-pressure stage turbocharger 6 is arranged on the vehicle front side (engine front side), the turbocharger can be effectively cooled by the traveling wind.

〔考案の効果〕[Effect of device]

以上の如く本考案によれば、2基のターボチャージャを
冷却上、最適配置したことにより、極めて優れたターボ
チャージャの冷却性能を得ることができ、ターボチャー
ジャの耐久性等の向上が図れる。
As described above, according to the present invention, by optimally arranging the two turbochargers for cooling, extremely excellent cooling performance of the turbocharger can be obtained and durability of the turbocharger can be improved.

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

第1図は本考案に係る内燃機関の2段過給装置の一実施
例の全体斜視図である。 1……エンジン、2……排気マニホルド、 3……高圧段ターボチャージャ、 6……低圧段ターボチャージャ、 19……吸気制御弁、20……アクチュエータ、 30……排気制御弁、 34……排気制御弁駆動装置、 101……ラジエータ、 102……ウォータアウトレット、 103……給水管、104,105……パイプ、 106,107……パイプ、3a……センタハウジング、 6a……センタハウジング。
FIG. 1 is an overall perspective view of an embodiment of a two-stage supercharging device for an internal combustion engine according to the present invention. 1 ... Engine, 2 ... Exhaust manifold, 3 ... High pressure turbocharger, 6 ... Low pressure turbocharger, 19 ... Intake control valve, 20 ... Actuator, 30 ... Exhaust control valve, 34 ... Exhaust Control valve drive, 101 …… radiator, 102 …… water outlet, 103 …… water supply pipe, 104,105 …… pipe, 106,107 …… pipe, 3a …… center housing, 6a …… center housing.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−224939(JP,A) 実開 昭59−86316(JP,U) 実開 昭59−7231(JP,U) 実開 平2−85830(JP,U) 実開 平2−78731(JP,U) 実公 昭62−14346(JP,Y2) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-60-224939 (JP, A) Actual opening 59-86316 (JP, U) Actual opening 59-7231 (JP, U) Actual opening Flat 2- 85830 (JP, U) Actual flat 2-78731 (JP, U) Actual public Sho 62-14346 (JP, Y2)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】小容量の高圧段ターボチャージャと大容量
の低圧段ターボチャージャとを直列に接続した内燃機関
の2段過給装置において、上記低圧段ターボチャージャ
を上記高圧段ターボチャージャより下方に、且つウォー
タアウトレット近傍に配置し、上記低圧段ターボチャー
ジャが上記高圧段ターボチャージャに比較してより大き
な水落差を有するように両ターボチャージャの回転軸受
部冷却用ウォータジャケットと上記ウォータアウトレッ
トとを接続したことを特徴とする内燃機関の2段過給装
置。
1. A two-stage turbocharger for an internal combustion engine, comprising a small capacity high pressure turbocharger and a large capacity low pressure turbocharger connected in series, wherein the low pressure turbocharger is located below the high pressure turbocharger. And is arranged near the water outlet, and connects the water jackets for cooling the rotary bearings of both turbochargers to the water outlet so that the low-pressure turbocharger has a larger water drop than the high-pressure turbocharger. A two-stage supercharging device for an internal combustion engine, characterized in that
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