JPS58195021A - 静圧過給方式で過給される多気筒内燃機関の排ガス系統 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は塞止め原理に基づいて過給さｈる多シリンダ型
内燃機関Ｏ排ガス系統であって、排ガスターゼ過給器又
は過給器グループのタービンの人口部分に排ガス集合導
管が接続されており、この排ガス集合導管内に、機関の
シリンダヘッド側の排′ガス呂口から導出される複数の
接続管が接続している形式のものに関する。

上記のような塞止め原理に基づいて過給される内燃機関
の排ガス系統においては、排ガスの速度エネルギをでき
るだけ高い効率で圧力エネルギに変換することが特に重
要である。接続された排ガスターゼ過給器の効率は、圧
力変動がζド 少ない程又は速度から圧力への変換が良好な程高くなる
。塞止め原理に基づいて過給さ扛る内燃機関の公知の排
ガス系統においては、機関のシリンダヘッド側の排ガス
出口から導出される接続管が、その排ガス集合導管への
開口部に向って横断面を拡大されてディフューザを形成
している。このような形状の接続管は円筒状のものに比
べて既にある程度有利にはなっているが、その貫流すべ
き排ガスの速度エネルギは特に部分負荷時には所望の大
きさの効率を以って圧力エネルギに変換され得ない。ま
た特にシリンダ数の多い機関においてはその除去し難い
圧力脈動による不利な影響が生じてしまう。

従って本発明の課題は冒頭に述べた形式の排ガス系統に
おいて、排ガス速度エネルギから圧力エネルギへの変換
をできるだけ良好に行ない得、かつその際の残留速度に
よるエネルギを、該エネルギの大部分が直接にタービン
に作用せしめられるように制御可能とし、しかも各シリ
ンダの排気が互いに全く又は僅かな程度でのみ影響し合
うだけで済むものを提供することである。

上記の課題は本発明によれば、排ガス集合導管に各接続
管が接続するそれぞｎの範囲が短いディフューザとして
形成されており、各接続管の開口範囲に前記ディフュー
ザの１部分として、通流に好都合に形成されほぼ円錐体
の形状を有するそらせ板が配置されていることによって
解決された。本発明の有利な実施態様は特許請求の範囲
第２項乃至第３０項に記載したとおりである。

本発明による排ガス系統は公知の排ガス系統に比べて多
くの利点を有する。例えば接続管を貫流する排ガスの速
度エネルギを圧力エネルギに十分に変換した後もまだ残
留する何らがの運ａ　−ｃ　＊　ル４の大部分が排ガス
タービンノ方へ向けられそこで従来よりも有利に作用す
る。特に部分負荷範囲内ではそれ自体僅がである排ガス
エネルギでも比較的に大きな・ξルスエネルギを生ゼし
ぬ、それによって従来の過給器による可能効率よりも良
好な効率が得られる。本発明による排ガス系統によって
得られる方向調整された流れによって更に、個々の機関
シリンダの排気が互いに、公知の排ガス系統における場
合はどひどく影響し合わなム：、ように保証される。こ
４１１′■ の効果は特に、本発明は□−よる排ガス系統においては
、排ガス集合導管病′ソ他のリングの排気に触圧されて
各接続管の開口接続部に生じる運動的な排ガスエネルギ
が実際に圧力衝撃を形成することはなく、むしろ接続管
からの排ガスのある程度の吸出作用を与え得ることであ
る。更に接続管の開口範囲内に配置されたそらせ板が流
過に好都合に形成されていることによって、当該の排ガ
ス集合導管内での排ガス流が排ガスタービンへの運動路
上で有利に制御されることが保証されている。

次に図示の実施例につき本発明を説明する。

各図面には塞止め原理に基づいて過給される多シリンダ
型内燃機関に配置されて、シリンダヘッド側の排ガス排
気口から排ガスターゼ過給機又は過給機グループの排ガ
スタービンへの接続を形成する排ガス系統の、本発明に
関係する区分のみが示されている。排ガスタービンへの
入口には図面上で符号１を付された排ガス集合導管が接
続さりておシ、該排ガス集合導管１には少なくともぐ、
・内燃機関のシリンダ列のシリン門１ ダヘッド側排ガス排気口から案内されて来ているそれぞ
れの接続管（図面には全体を符号゛２で示した）が接続
にている。

本発明の排ガス系統によれば、排ガス集合導管１への接
続管２の接続部分がそれぞれ短いディフューザとして形
成されている。更に各接続管２の開口範囲には、前記の
ような短いディフューザの１部分として、流過に有利に
形成さ扛はぼ円錐形状を有するそらせ板３が配置されて
いる。そらせ板３はそ扛ぞれ、所属の接続管２の接続開
口の少なくとも大部分をおおうような大きさに形成され
ており、更に各そらせ板３の円錐部分が所属の接続管２
内に部分的に突入しており、捷だ有利には各そらせ板３
の円錐部分の、丸味付けされた頂部牛によって形成され
た先端が所属の接続管２の開口範囲内に適当に突入して
配置されていることによって、タービン側でより大きな
横断面幅を有するリング状のガス通流ギャップ５が形成
されている。これによって貫流する排ガスの少なくとも
大部分に、排ガスターゼ過給器のタービンに向けての排
出方向（第２図、１図、６図、８図に矢印６で示された
）が与えられる。ガス通流ギャップ５の種々異なる横断
面幅は有利にはそらせ板３を所属の接続管２の開口平面
に関して傾斜配置することによって形成される。更に各
そらせ板３の背面７は、排ガス集合導管１内で、タービ
ンと反対の側からタービンの方向へ流れる排ガスが有利
に所属の接続管２の開口範囲を通過して流れるように案
内するために形成されている。このことは第２図、１図
、６図、８図から良く分るように、そらせ板３の背面７
が傾斜配置さ扛ていることによって保証されている。

更に各接続管２は短いディフューザを形成するために、
排ガス集合導管１の開口に向って広がった横断面を有す
る管部分８を備えている。

このディフューザ形に拡大された管部分８から排ガス集
合導管１への移行部分は有利には丸味付けして形成され
ており、それによって有利な流過状態が得られている。

各そらせ板３を固定しかつ排ガス系統内での所定の位置
に確保するために、各図面で全体を符号９で示されたホ
ルダが配置されている。

第１図乃至第６図に示された実施例ではそらせ板３のた
めのホルダ９がそｎぞれ、該そらせ板３の背面７と排ガ
ス集合導管１の、所属の接続管２の接続開口に向い合っ
た部分との間に配置されている。このホルダ９は、円形
又はだ円形の適切な寸法の横断面を有し中実材料か又は
内側中空状の、例えば管等によって形成され得る。第１
図及び第２図の実施例によれば、各そらせ板３はホルダ
と共に排ガス集合導管１と解離不能に結合されている。

第１図及び第２図に示された鋳造構造体においては、そ
らせ板３と該そらせ板のホルダ９と排ガス集合導管１又
は該導管１の区分と接続管２又は該接続管２の部分とが
一体的に形成され鋳造によって製造されている。しかし
第１図及び第２図て示された実施例はｔ７いに溶接され
た複数の部材から製造されてもよい。　　　　　　　　
・ 第３図と第１図に示された実施例ではホルダ９．８．１
ヨ、９□、−６嘗１ｊ・机ゎゎ０．。

部中空なロッド９１によって形成されており、該ロッド
９１の、そらせ板３と反対側の端部は取付け７ランジ９
２に移行している。このように形成されたホルダ９は排
ガス集合溝Ｆｌに形成された保持リンダ１０にねじによ
って解離可能に固定されている。この保持リング１ｏは
、そらせ板３が貫通可能な大きさの横断面開口を有して
いる。第３図及び第４図に示された実施例では、各そら
せ板３がロッド９１と取付け７ランジ９２と共に一体的
なユニットを形成しており、該ユニットは鋳造によって
又は各単一部材の溶接によって製造されている。

第５図及び第６図に示された実施例ではホルダ９が横方
向で分割された中空のロッド９１によって形成されてい
る。この両方の分割部分の一方はそらせ板３の背面に、
そして他方の部分は排ガス集合導管１に配設されている
、１４１Ｊちこの一方の管状部分は“そらせ板３と、ま
たこれと：：１１ 異なり他方の管状部：分は排ガス集合導管１と解、□わ
−。５鳳：・・”：、ｒ’Ｚ　ｈ　ａ　’Ｃ’＋□３゜
２゜じ１１によって保持されており、即ちねし１１のシ
ャフト１２が一方の管状部分を貫通し、またねじ１１の
ねし山付ヘラｒ１３がそらせ板３に配置された管状部分
の雌ねじにかみ合っている。

前述の各実施例と異ならせてそらせ板３を、該そらせ板
３の円錐部と接続管２の管部分８の、開口範囲内に位置
する壁部との間に位置するホルダによって保持せしめて
もよい。例えば第７図及び第８図に示されたホルダ９は
平らな保持リブから形成されている。この例でもそらせ
板３はホルダである保持リブ９と排ガス集合導管１又は
該導管の１部分と接続管２の少なくとも１部分と共に一
体的なユニットを形成し、該ユニットは鋳造又は個々の
部材の溶接組立てによって実現されている。

次にそらせ板３の有利々構造と位置に関する詳細を示す
。そらせ板３の頂部牛から出発する円錐外套面は、第２
図、第１図、第６図、第８図から良好に分るように、少
なくともタービンに面した側がおう状に湾曲形成されて
いる。そらせ板３の背面７は大部分は平坦か又は僅かに
とつ状に曲げ形成されている。そらせ板３の背面７から
円錐套壁面への移行部は丸味付けして形成さ扛ている。

有利には、そらせ板３の頂部牛が所属の接続管２の開口
範囲内に偏心的に配置され、更にそらせ板３の背面７が
排ガス集合導管１の縦軸線に対して斜めに位置しかつ横
方向では接続管２の開口平面に対してほぼ平行に延びて
いるとよい。更にそらせ板３は中空に形成さ扛て回りを
同じ厚さの壁部で制限されていると有利である。

そらせ板３及び場合によっては該そらせ板３を保持する
ホルダ９は更に、その内側を冷却可能なように形成可能
である。この目的のためにそらせ板３及び場合によって
は該そらせ板３を保持するホルダ９がその内部を中空に
しかし外部に対して閉じて形成され、しかもそのように
形成された各中空室内には、固形又は流体状又は加熱に
よってその物理的状態が変化する冷却媒体がそう入さ扛
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の複数の実施例を示すものであって、第１
図は本発明の第１実施例による排ガス系統の横断面図、
第２図は第１図に示された排ガス系統の縦断面図、第３
図は本発明の第２実施例による排ガス系統の横断面図、
第１図は第３図の排ガス系統の縦断面図、第５図は本発
明の第２実施例による排ガス系統の横断面図、第６図は
第５図の排ガス系統の縦断面図、第７図は本発明の第Φ
実施例による排ガス系統の横断面図、第８図は第７図の
排ガス系統の縦断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、塞止め原理に基づいて過給される多シリンダ型内燃
   機関の排ガス系統であって、排ガスターボ過給器又は過
   給器グループのタービンの入口部分に排ガス集合導管が
   接続されており、この排ガス集合導管内に、機関のシリ
   ンダヘッド側の排ガス出口から導出される複数の接続管
   が接続している形式のものにおいて、排ガス集合導管（
   １）に各接続管（２）が接続するそれぞれの範囲が短い
   ディフューザとして形成されており、各接続管（２）の
   開ｌ−１範囲に前記ディフューザの１部分として、通流
   に好都合に形成されほぼ円錐体の形状を有するそらせ板
   （３）が配置されていることを特徴とする、塞止め原理
   に基づいて過給される多シリンダ型内燃構関の排ガス系
   統。 ２、それぞ肛の接続管（２）が、排ガス集合導管（１）
   の開口部に向って拡大する横断面を有する管部分（８）
   を備えている、特許請求の範囲第一１項記載の排ガス系
   統。 ３、各そらせ板（３）が所属の接続管（２）の開口部の
   少なくとも大部分をおおいかつ該そらせ板（３）の円錐
   部が接続管（２）内に部分的に突入している、特許請求
   の範囲第１項記、載の排ガス系統。 屯　各そらせ板（３）の円錐状の頂部（牛）が、タービ
   ン側で大きな横断面幅を有する環状のガス通流ギャップ
   （５）を形成するように、所属の接続管（２）の開口範
   囲内に突入されていることによって、貫流する排ガスの
   大部分がタービンの方向に向って流れるようにせしめら
   れている、特許請求の範囲第１項記載の排ガス系統。 ５、　タービン側で大きな横断面幅を有する環状のガス
   通流ギャップ（５）を形成するように、各そらせ板（３
   ）が所属の接続管（２）の開０平而に対して斜めに配置
   されていることによって、貫流する排ガスの大部分がタ
   ービンの方向に向って流れるようにせしめられている、
   特許請求の範囲第１項記載の排ガス系統。 ６、　排ガス集合導管（１）内でタービンと反対の側か
   らタービンの方向へ流れる排ガスが有利な流過状態で所
   属の接続管（２）の開口範囲を通過案内され得るように
   、各そらせ板（３）の背面（７）が形成されている、特
   許請求の範囲第１項記載の排ガス系統。 ７、各そらせ板（３）が、流過に有利なように形成され
   たホルダ（９）によって保持されている所定の位置に維
   持されている、特許請求の範囲第１項記載の排ガ、ス系
   統。 ８　そらせ板（３）用のボ：ルダ（９）が該そら、婿 せ板（３）の背面（７）′と排ガス集合導管（１）の、
   所属の接続管（２）の開口に向い合った暗部との間に配
   置されている、特許請求の範囲第゛ｒ項記載の排ガス系
   統。 ９、　ホルダ（９）が円形又はだ円形の横断面を有する
   ロッド（９１）によって形成されている、特許請求の範
   囲第８項記載の排ガス系統１０、ホルダ（９）を形成す
   るロッド（９１）が内部を中空にして管状に形成さ扛て
   いる、特許請求の範囲第９項記載の排ガス系統。 １１、そらせ板（３）が自らのホルダ（９）と排ガス集
   合導管（１）と共に解離不能な１つのユニットを形成し
   ている、特許請求の範囲第１項記載の排ガス系統。 １２、各そらせ板（３）が自らのホルダ（９）と、排ガ
   ス集合導管（１）又は該導管（１）の部分と、接続管（
   ２）又は該接続管の部分と共に一体的に形成されている
   、特許請求の範囲 四組１項記載め排ガス系統。 □ １３、唯１回の鋳：造．工程における鋳造によって又は
   個々の部材を溶接組立てすることによって製造されてい
   る、特許請求の範囲第１２項記載の排ガス系統。 １４、ホルダ（９）が、円形又はだ円形の横断面を有し
   かつ取付はフランジ（９２）を備えたロッド（９１）に
   よって形成されておりかつ、排ガス集合導管（１）に形
   成された保持ホルダ（１０）に解離可能にねじ留めされ
   ている、特許請求の範囲第１項記載の排ガス系統１５、
   そらせ板がホルダ（９；９１．９２）と一・体重に形成
   されている、特許請求の範囲第１牛項記載の排ガス系統
   。 １６、ホルダ（９）を形成する管状のロッド（９１）が
   横方向分割されており、一方の分割部分がそらせ板（３
   ）の背面（７）にまた他方の分割部分が排ガス集合導管
   （１）に配置されており、この画部分がねし（１１）に
   よって！Ｌいに結合されている、特許請求の範囲第１項
   記ｉ代の排ガス系統。 Ｌ７各ソラせ板（３）がホルダ（９）で保持されており
   、該ホルダ（９）がそらせ板（３）の円錐部分と、接続
   管（２）の管部分（ａ）の、開口範囲内に位置する壁部
   分との間Ｌで配置さ扛ている、特許請求の範囲第７項記
   載の排ガス系統。 １８、ホルダ（９）が平らな保持リブによって形成され
   ている、特許請求の範囲第１７項記載の排ガス系統。 １９　そらせ板（３）が前記保持リプと排ガス集合導管
   （１）又は該導管の部分と接続管（２）の少なくとも１
   部分と共に一体的に形成され、鋳造又は個々の部材の溶
   接組立てによって製造されている、特許請求の範囲第１
   ８項記載の排ガス系統。 ２０、各そらせ板（３）の先端が丸味付けされた頂部（
   牛）によって形成されている、特許請求の範囲第１項記
   載の排ガス系統。 ２１、各そらせ板（３）の頂部（牛）が自らの背面（７
   ）に対して偏心して配置されている、特許請求の範囲第
   １項記載の排ガス系統。 ２２、そらせ板（３）の頂部（４）から出発する円錐外
   套面の、少なくともタービンに面した側がおう状に湾曲
   形成されている、特許請求の範囲第１項記載の排ガス系
   統。 ２３、そらせ板（３）の頂部（冬）が所属の接続管（２
   ）の開口範囲内に偏心して配置されている、特許請求の
   範囲第１項記載の排ガス系統。 ２４、そらせ板（３）の背面（７）の大部分が平坦に又
   は僅かにとつ状に曲げて形成されている、特許請求の範
   囲第１項記載の排ガス系統２５　そらせ板（３）の、背
   面（７）から円錐外套面への移行部分が丸み付けして形
   成されている、特許請求の範囲第１項記載の排ガス系統
   。 ２６、そらせ板（３）の背面（７）が排ガス集合’４　
   ’Ｕ　（１）　（７）　Ｍ　！Ｉｌｌ　ｍ　Ｋ　？、、
   、、、価傾斜１１・”９横方向では所属の接続管（・　
   ）の開口平面に対してほぼ平行に延びている、特許請求
   の範囲第１項記載の排ガス系統。 ２７、各そらせ板（３）が中空に形成されかつとこでも
   一様な厚さの壁で囲りを制限されている、特許請求の範
   囲第１項記載の排ガス系統２８　各そらせ板（３）と該
   そらせ板（３）を保持するホルダ（９）とが、内側を冷
   却可能なように形成されている、特許請求の範囲第１項
   記載の排ガス系統。 ２９　各そらせ板（３）と該そらせ板（３）を保持する
   ホルダ（９）とが内部を中空にかつ外に対しては閉じて
   形成されており、そのようにして形成された各中空室内
   に固形又は流体状又は加熱によって物理的状態が変化す
   る冷却媒体がそう人されている、特許請求の範囲第１項
   記載の排ガス系統。 ３０、接続管（２）から排ガス集合導管（１）へ°９Ｍ
   ″Ｉｎ”゛騙、、ニ“Ｌ？１ｆｆ−ＪｔＬ“６゛特許請
   求の範囲第１項記載の排ガス系統。