JPH11257080A - 多気筒機関のシーケンシャル過給装置 - Google Patents

多気筒機関のシーケンシャル過給装置

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Publication number
JPH11257080A
JPH11257080A JP10055228A JP5522898A JPH11257080A JP H11257080 A JPH11257080 A JP H11257080A JP 10055228 A JP10055228 A JP 10055228A JP 5522898 A JP5522898 A JP 5522898A JP H11257080 A JPH11257080 A JP H11257080A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust
cylinder
pipe
exhaust pipe
engine
Prior art date
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Pending
Application number
JP10055228A
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English (en)
Inventor
Fumio Watanabe
文雄 渡辺
Koji Kawabe
浩司 川辺
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Niigata Engineering Co Ltd
Original Assignee
Niigata Engineering Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH11257080A publication Critical patent/JPH11257080A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Supercharger (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】多気筒機関の各気筒の排気温度のバラツキを解
消して各気筒の負荷を均一にし、スモークや排温を低減
させるシーケンシャル過給装置を提供する。 【解決手段】機関Eは2列A,B に配列された複数の気筒
(3) を有する。一方の列(A) に接続された第1の排気管
(1) の一端には排気弁(4) を介して第1の過給機(5) の
タービン側が接続される。他方の列(B) に接続された第
2の排気管(2) の一端には、第2の過給機(10)のタービ
ン側が接続される。第1及び第2の排気管(1,2) の一端
側間は合流管(11)で連通する。第1及び第2の排気管
(1,2) の他端間は、連通管(13)で連通する。低負荷時に
は排気弁(4) を閉止して第2の過給機(10)に排気を集中
する。二列の排気管は他端においても連通してるので、
二列の排気管の排気温度のバラツキが実質的に解消さ
れ、各気筒の負荷が均一になり、スモークや排温が低く
なる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、気筒が二列に並ん
だ多気筒機関の各気筒列ごとに過給機を接続し、低負荷
時には排気を合流させて一方の過給機のみを駆動するよ
うにしたシーケンシャル過給装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ディーゼルエンジン等の多気筒機関にお
いては、低負荷域における過給空気量を増加して低負荷
特性を改善するために、シーケンシャル過給装置が使用
されることがある。図2は、このようなシーケンシャル
過給装置を有するディーゼルエンジン等の多気筒機関で
ある。この機関においては複数の気筒がA列、B列の2
列に配列されている。
【0003】一方の気筒列Aの各気筒3の排気ポート
は、第1の排気管1に共通に接続されている。この第1
の排気管1の排気側の一端には、排気弁3の入口側が接
続されている。この排気弁4の出口側は、第1の過給機
5のタービンT側に接続されている。第1の過給機5の
コンプレッサーC側はシーケンシャル給気弁6を介して
空気冷却機7に接続され、さらに空気冷却機7は機関の
各気筒3の給気ポートに配管8を介して接続されてい
る。第1の排気管1の他端は閉止されている。各気筒3
と排気管1との接続部分の間には温度計9が設けられて
いる。
【0004】他方の気筒列Bの各気筒の排気ポートは、
第2の排気管2に共通に接続されている。この第2の排
気管2の排気側の一端は、第2の過給機10のタービン
T側に接続されている。第2の過給機10のコンプレッ
サーC側は空気冷却機7を介して機関の各気筒3の給気
ポートに配管8を介して接続されている。第2の排気管
2の他端は閉止されている。各気筒3と排気管2との接
続部分の間には温度計9が設けられている。
【0005】前記排気弁4の入口側に接続された第1の
排気管1の一端側と、第2の排気管2の一端側とは、合
流管11によって接続連通されている。
【0006】第1及び第2の過給機5,10のタービン
Tを駆動した排気は、排気サイレンサー12を経て排出
される。
【0007】低速運転時には、排気弁4を閉止して第1
の過給機5を停止させ、全気筒の排気ガスを第2の過給
機10に導入し、機関の排気エネルギーを全て1台の過
給機に集中する。これにより、過給気マッチングを1/
2に絞った時と同等の効果が得られ、低負荷時の給気圧
力が大幅に増加する。また、過給機総ロータ慣性モーメ
ントが半分となるため過給機追従性も向上する。機関の
回転数がある程度上昇すると排気弁4が開き、2台の過
給機5,10が作動する。
【0008】なお、排気弁4を閉止して行う低速運転時
にはシーケンシャル給気弁6も閉止されており、第2の
過給機10から過給された空気が空気冷却機7から休止
している第1の過給機5へ逆流するのを防止している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】前記シーケンシャル過
給装置によれば、排気弁4が設けられているA列側の第
1の排気管1は合流管11によって第2の排気管2に合
流している。低速運転時には合流部において排気の抵抗
が大きくなり、A列側の第1の排気管1内における排気
圧力が上昇する。これによって給気−排気の掃気効率が
低下し、A列側の各気筒3の燃焼状態が悪化して排気温
度が上昇し、各気筒3の排気バルブが損傷するような事
態も発生しうるという問題があった。
【0010】A列側の排気管内において排気圧力が上昇
する理由を図3を参照して説明する。図3において縦軸
は圧力、横軸は吸気弁と排気弁の開閉タイミングを示し
ている。実線は吸気弁と排気弁の開閉に伴った排気管内
圧力の変化を表しており、破線は排気管内圧力が上昇し
た場合を表している。排気管内圧力が上昇した場合、掃
気期間はほとんど変化しないが、排気管圧力と給気圧力
の差圧が減少するため、図中給気圧力を示す横線と各グ
ラフとで囲まれる面積の差が示すように、シリンダ内を
通過する空気量が減少し、排気温度が上昇する。また、
シリンダ内に充填される空気が減少するため、スモーク
が悪化する。
【0011】また、A列側の各気筒3,3間に排気温度
のバラツキが生じることがあり、その場合には特定の気
筒が過負荷となっており、燃焼状態の不良から排気スモ
ークが黒くなってしまうという問題があった。
【0012】表1は、従来の機関において、その負荷が
10〜30%の範囲の4点において、A、B各列の気筒
のシリンダヘッド出口排気温度の平均値と、その差を示
している。A列とB列の各気筒におけるシリンダヘッド
出口排気温度の平均値の差は、負荷10%でも41.3
度、負荷30%では75.6度に達した。
【表1】
【0013】本発明は、各気筒の排気温度のバラツキを
解消して各気筒の負荷を均一にし、スモークや排温を低
減させることができる多気筒機関のシーケンシャル過給
装置を提供することを目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載された多
気筒機関のシーケンシャル過給装置は、複数の気筒
(3)が2列に配列された多気筒機関に設けられ、一方
の気筒の列(A)に接続された第1の排気管(1)と、
前記第1の排気管(1)の一端に入口側が接続された排
気弁(4)と、前記排気弁(4)の出口側に接続された
第1の過給機(5)と、他方の気筒の列(B)に接続さ
れた第2の排気管(2)と、前記第2の排気管(2)の
一端に接続された第2の過給機(10)と、前記第1の
排気管(1)の一端側と前記第2の排気管(2)の一端
側を連通させる合流管(11)とを有する多気筒機関の
シーケンシャル過給装置において、前記第1の排気管
(1)の他端と前記第2の排気管(2)の他端とを連通
させる連通管(13)を設けたことを特徴としている。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例を図1
を参照して説明する。図1は、シーケンシャル過給装置
を有するディーゼルエンジン等の多気筒機関Eである。
この機関Eにおいては複数の気筒がA列、B列の2列に
配列されている。
【0016】一方の気筒列Aの各気筒の排気ポートは、
第1の排気管1に共通に接続されている。この第1の排
気管1の排気側の一端には、排気弁4の入口側が接続さ
れている。この排気弁4の出口側は、第1の過給機5の
タービンT側に接続されている。第1の過給機5のコン
プレッサーC側はシーケンシャル給気弁6を介して空気
冷却機7に接続され、さらに空気冷却機7は機関Eの各
気筒3の給気ポートに配管8を介して接続されている。
各気筒3の排気ポートと第1の排気管1との接続部分の
間には温度計9が設けられている。
【0017】他方の気筒列Bの各気筒3の排気ポート
は、第2の排気管2に共通に接続されている。この第2
の排気管2の排気側の一端は、第2の過給機10のター
ビンT側に接続されている。第2の過給機10のコンプ
レッサーC側は空気冷却機7を介して機関Eの各気筒3
の給気ポートに配管8を介して接続されている。14は
過給機給気サイレンサー・フィルタであり、給気脈動波
を減少させ、ゴミを補足するためのものである。各気筒
3の排気ポートと第2の排気管2との接続部分の間には
温度計9が設けられている。
【0018】前記排気弁4の入口側に接続された第1の
排気管1の一端側と、第2の排気管2の一端側とは、合
流管11によって接続連通されている。
【0019】第1の排気管1の他端と、第2の排気管2
の他端は、略U字形の連通管13によって接続連通され
ている。本機関Eが舶用のディーゼル機関である場合に
は、第1及び第2の排気管1,2の各他端側(即ち連通
管13側)は船首側になる。
【0020】第1及び第2の過給機5,10のタービン
T,Tを駆動した排気は、排気サイレンサー12を経て
排出される。
【0021】低速運転時には、排気弁4を閉止して第1
の過給機5を切り離し、全気筒の排気ガスを第2の過給
機10に導入し、機関Eの排気エネルギーを全て1台の
過給機に集中する。これにより、A列側の第1の排気管
1内における排気圧力が低下し、これによって給気排気
の掃気効率が上昇し、A列の各気筒3の排気温度も低下
する。また、二列の気筒間の温度差も大幅に少なくな
る。なお、機関Eの回転数がある程度上昇すると排気弁
4が開き、2台の過給機5,10が作動する。
【0022】低速運転時にA、B二列の気筒間の温度差
が大幅に少なくなくなった点につき、表2を参照して説
明する。表2は、その負荷が10〜30%の範囲の4点
において、A、B各列の気筒のシリンダヘッド出口排気
温度の平均値と、その差を示している。A列とB列の各
気筒におけるシリンダヘッド出口排気温度の平均値の差
は、負荷10%においては6.3度(表1の従来例では
41.3度)、負荷30%でも38.7度(表1の従来
例では75.6度)であった。
【0023】
【表2】
【0024】なお、排気弁4を閉止して行う低速運転時
にはシーケンシャル給気弁6も閉止されており、第2の
過給機10から過給された空気が空気冷却機7から休止
している第1の過給機5へ逆流するのを防止している。
【0025】表1と表2の比較から明らかにように、本
例によれば従来に比べてA、B両列間の温度差が大幅に
小さくなっている。これは、各気筒間の負荷が均一とな
っていることを示している。これによって、機関Eが排
出するスモークや排温も低下する。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、多気筒機関の二列の気
筒列を二本の排気管を介してそれぞれ過給機に接続し、
低負荷時には排気を各排気管の一端側で合流させて一方
の過給機のみを駆動するようにしたシーケンシャル過給
装置において、二本の排気管の他端側を連通管で連通さ
せたので、二列の排気管の排気温度のバラツキが実質的
に解消され、各気筒の負荷が均一になり、スモークや排
温が低くなるという効果が得られる。また、一方の排気
温度が低下するので、その各気筒の排気バルブの損傷を
防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例の構成を示すブロッ
ク図である。
【図2】従来の装置の一例の構成を示すブロック図であ
る。
【図3】従来のシーケンシャル過給装置とA・B2列の
気筒列を有する機関において、低速運転時に片方の気筒
列の排気管圧力が上昇した場合に発生する問題点を説明
するためのグラフである。
【符号の説明】
1 第1の排気管 2 第2の排気管 3 気筒 4 排気弁 5 第1の過給機 10 第2の過給機 11 合流管 13 連通管 A 一方の気筒の列 B 他方の気筒の列

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の気筒が2列に配列された多気筒機
    関に設けられ、一方の気筒の列に接続された第1の排気
    管と、前記第1の排気管の一端に入口側が接続された排
    気弁と、前記排気弁の出口側に接続された第1の過給機
    と、他方の気筒の列に接続された第2の排気管と、前記
    第2の排気管の一端に接続された第2の過給機と、前記
    第1の排気管の一端側と前記第2の排気管の一端側を連
    通させる合流管とを有する多気筒機関のシーケンシャル
    過給装置において、 前記第1の排気管の他端と前記第2の排気管の他端とを
    連通させる連通管を設けたことを特徴とする多気筒機関
    のシーケンシャル過給装置。
JP10055228A 1998-03-06 1998-03-06 多気筒機関のシーケンシャル過給装置 Pending JPH11257080A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005039013A1 (de) * 2005-08-18 2007-02-22 Volkswagen Ag Brennkraftmaschine mit zwei Abgasturboladern
DE102007002829A1 (de) * 2007-01-19 2008-07-31 Audi Ag Verbrennungsmotoreinrichtung
JP2008208803A (ja) * 2007-02-27 2008-09-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排気温度制御装置をそなえた多気筒エンジン及びその運転制御方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102005039013A1 (de) * 2005-08-18 2007-02-22 Volkswagen Ag Brennkraftmaschine mit zwei Abgasturboladern
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040120