JPS59160027A - 多気筒4サイクルエンジンのターボ過給装置 - Google Patents

多気筒4サイクルエンジンのターボ過給装置

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JPS59160027A
JPS59160027A JP58034818A JP3481883A JPS59160027A JP S59160027 A JPS59160027 A JP S59160027A JP 58034818 A JP58034818 A JP 58034818A JP 3481883 A JP3481883 A JP 3481883A JP S59160027 A JPS59160027 A JP S59160027A
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JP
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cylinder
exhaust
intake
passage
cylinder group
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JP58034818A
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JPH0517379B2 (ja
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Yasuyuki Morita
泰之 森田
Kazuhiko Ueda
和彦 上田
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Mazda Motor Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/007Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in parallel, e.g. at least one pump supplying alternatively
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/10Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
    • F01N13/107More than one exhaust manifold or exhaust collector
    • 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

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、エンリンの排気ガスにより駆動されるタービ
ンと、該タービンに回転軸により連結されたブロアから
なるターボ過給機を2個備え、上記各タービン及びブロ
アをエンジンの排気通路及び吸気通路に夫々並列配設し
てなる多気筒エンジンのターボ過給装置に関するもので
ある。
多気筒エンジンに複数個のターボ過1@機を備え、特に
高速運転域における過給効率の向上を図るようにしたも
のは既に公知であり、また一般に、エンジンの排気ガス
によフて駆動されるタービンを有するターボ過給機にお
いては、排気行程において動圧的に各気筒から排出され
る排気ガスでタービンを駆動させた時に最も高い過給圧
が得られる(動圧過給)ということも知られている。
ところが、複数個のターボ過給機を備えた多気筒エンジ
ンにおいては、ただ単にエンジンに対して複数個のター
ボ過給機を並列的に配置したのでは各気筒の排気行程が
連続している(換言すれば点火順序が連続している)こ
とと、各気筒の排気通路が相互に連通して該排気通路内
のデッドボリュームが大きくなることの2点から各気筒
から動圧的に排出される排気ガスのガス正方が次第に静
圧化(平均化)され、効果的な過給を行なうことができ
なくなる。従って、このような多気筒エンジンにおいて
効果的な吸気過給を行なうためには各気筒を排気行程が
相互に連続しない複数個の気筒群に区画して排気動圧の
静圧化を抑制し、排気膨圧による動圧過給を促進せしめ
る栄要がある。
このような観点からなされた考案としては例えば、実N
 昭!;A −/A//3’l ?j公報(FO2B 
27100 )ニ示す如きものが知られている。この公
知例の多気筒エンジンのターボ過給装置は、エンジンの
各気筒を、その吸気行程が相互に連続しないものばかり
からなる複数個のグループに分けてこの各グループ毎に
その排気通路を独宜させ且っ該各排気通路毎にターボ過
給機のタービンを配置することにより排気動圧の聾圧化
を抑制して動圧過給を可能ならしめている。
ところで、吸気を動圧過給するようにした場合において
は現在吸気行程にある気筒に供給される吸気を過給する
ようにした方が、一旦加圧された吸気を時間差をもって
所定の気筒に供給するようにした場合に比して過給圧の
損失(静圧化に伴なう圧力低下)が少ないため過給効率
が一段と向上する。
しかるに、上記公知例の多気篩エンジンのターボ過給装
置においては、エンジンの排気通路を上述の如く溝数す
ることによって動圧過給を可能ならしめてUnものの、
ある気筒グループの排気通路に設けたタービンによって
過給された吸気をそのままその気筒グループの吸気通路
に供給するようにしていたため、過給タイミングと吸気
行程タイミングに時間差が生じ、動圧的に昇圧せしめら
れた過給圧が吸気が実際に所定の気筒内に吸入されるま
での間に次第に静圧化してその最高過給圧が低下し、そ
の結果、過給効率が低下するという問題があった。
本発明は、上記の如き従来の多気筒エンジンのターボ過
給装置の問題に鑑み、吸気の動圧過給をより効果的に行
なわしめることにより過給効率の−mの向上を図るよう
にした多気筒エンジンのターボ過給装置を提案すること
を目的としてなされれたものであって、頭Qの如き基本
構成を冑する多気筒エンジンのターボ過給装置において
、複数個の気筒を点火順序の連続しない気筒により夫々
麻成される第1気箇群と第2気筒群に区画形成し、−力
のターボ過給機のタービンを上記第1気百群の排気通路
にまたブロアを第2気筒群の吸気通路に夫々介設すると
ともに、他方のターボ過給機のタービンを上記第2剣筒
群の排気通路にまたブロアを第1気筒群の吸気通路に夫
々介設したことを特徴とするものである。
以下、本発明の多気筒エンジンのターボ過給装置を第1
図及び第2図に示す実肩例に基いて説明すると、第1図
には本発明実施例に係るターボ過給装置を備えたエンジ
ン/のシステム図が示されている。このエンジン/は、
を個の気筒即ち、第1気q2A、T?、2気筒2B%t
J3気筒2C,第を気筒2Dを有するt気筒エンジンで
あっ°て、その吸気通路夕及び排気通路乙に設けた2個
のターボ過給機即ち、第1タービン9Aと第1ブロアざ
Aを第7回転軸IOAで連結してなる第1ターボ過給機
7Aと第2ブロア、rBと第2タービン9BをN2回転
軸10Bで連結してなる第2ターボ過給機7Bによって
吸気過給を行なうようにしている尚、このエンジンlの
各気筒の点火J[序は、第1気fM2A−第3気筒2C
−第1気口2D−第2気筒2Bの順とされている。
この実施例においては、動圧過給をより効果的に行なわ
せて過給効率の向上を図るためにエンジンの気筒構成と
吸気通路と排気道路の通路溝数を下記の如く決定した。
即ち、気筒構成としては各気筒の吸、排気状態をクラン
ク角に応じて図示した第2図に基いて各気筒をその点火
順序が連続しない二つの気筒群即ち、第1気1’ljA
と第1気筒2Dよりなる第1気筒群l/と、第2気筒2
 B、第3気筒2Cよりなる第2気筒群12に分けてい
る。さらに、通路9成としては、この二つの気筒群にそ
れぞれ別系統の吸気通路と排気通路を夫々設けてこの2
系統の吸気通路及び排気通路中に2個のターボ過給機を
配置することにより効果的な吸気過給が行なえるように
している。即ち、排気通路を、第1気箇群//に屑する
第1気箇2Aの第1排気ログAに接続された第1排気分
岐路乙Aと第を気WJ2Dの第≠排気口IIDに接読さ
れた第2排気分岐路乙Aを排気下流側において合流させ
て形成した第1排気通路乙Aと、第2気筒群/2に応す
る第2気筒2Bの第2排気口I1.Bに接続された第3
排気分肢路乙Bと第3気百2cの第3排気口l/−cに
接続された第1排気分岐路にBを排気下流側において合
流させて形成した第2排気通路乙Bとで購或し、この第
1排気通路4Aに第1ターボ過給堀7Aの第1タービン
ワAをまた第2排気通路乙Bに第2ターボ過、S¥機7
Bの第2タービン9Bを夫々配置している。このように
排気通路乙を描成すると、第2図に示す如く同一気筒群
内の各気筒の排気打部がほぼ同一時間づつズレるため、
各気筒から動圧的に排出される排気ガスが同一気筒群内
の他の気筒からの排気と相互千渉してその排気圧が次第
に保圧化されるのを可及的に抑制することができその結
果、吸気過給を動圧的な排気圧によってより効率よく行
なわしめることができる。
一方、吸気通路の溝成に際しては、第2図に示す如く第
1気箇群l/の第1気筒2Aの排気行程と第2気筒群/
2の第2気筒2Bの吸気行程、第1気筒群l/の第を気
筒2Dの排気行程と第2気筒群/、2の第3気筒2Cの
吸気行程、第2気箭群。
/2の第2気筒、2Bの排気行程と第1気筒群//の第
1気筒2Aの吸気行程、また第2気筒群/2の第3気筒
2Cの排気行程と第1気筒群//の第1気筒2Aの吸気
行程が夫々時朗的にほぼ重合することに着目し、各気筒
の排気動圧で現在吸気行程にある気筒に供給されるべき
吸気を過給することができるように吸気通路を溝数した
。即ち、吸気通路を、第1気筒群に属する第1気筒2A
の第1吸気口3Aに接続された第3吸気分岐路Ssと第
1気筒2Aの第1吸気口3Dに接続された第グ吸気分岐
路5Bを吸気上流側において合流させて形成した第2吸
気通路5Bと、第2気筒群/2に属する第2気筒2Bの
第2吸気口3Bに接続された第1吸気分岐路!;Aと第
3気筒2Cの第3吸気口3Cに接続された第2吸気分岐
vi夕Aを吸気上流側において合流させて形成した第1
吸偲通路5Aとで溝成し、第2吸気通路!Bに第2ター
ボ過給機7Bの第2ブロアIrBをまた第1吸気通路s
hに第1ターボ過給機7Aの第1ブロアざAを夫々配置
している。
即ち、このターボ過給装置は、第1気筒群//の各気筒
から排出される排気ガスで運転される第1ターボ過給i
7Aにより過給された過給吸気を第2気筒f1N8/2
の各偏部に、また第、2気筒群/2の各気筒からの排気
ガスで運転される第2ターボ過給機7Bにより過給され
た過給吸気を第1気箭群の各気筒に夫々たすきかけ状に
供給することができるような通路溝数としている。
続いて、図示実施例の多気筒エンジンのターボ過給装置
の作用を説明する。エンジンが運転されると第1気筒群
l/の第1気箭2Aと第1Ii箇2Dからの排気ガスは
交互に第1排気通路乙Aを通って第1ターボ過給機7A
の第1タービン9Aに導かれ、また第2気筒群/2の第
2気fm2Bと第3気fM2cからの排気ガスは第2排
気通路6Bを通って第2ターボ過給fi7Bの第2ター
ビン9Bに夫々導かれる。この第1ターボ過給機7A及
び第2ターボ過給機7Bに導かれる各気筒の排気ガスは
、夫々同一気筒群内においてその排気行程が重合してい
ないため動圧的な排気圧で第1ターボ過給機7Aの第1
タービン9A及び第2ターボa給柵7Bの第2タービン
9Bを回転させ各第1ブロアfA、第2ブロアffBに
より吸気を動圧的に過給する。尚、この時、エンジンの
排気通路が第7排気通路乙Aと第2排気通路にBの!系
統に区画されているため、それだけ一方の排気通路のデ
ッドボリュームが少なくなり、動圧過給が促進せしめら
れる。
一方、第1気箇群//の排気ガスによって回転せしめら
れる第1ターボ過給機7Aあるいは第一気筒群/2の排
気ガスによって回転せしめられる第2ターボ過給機7B
によって動圧過給され、動圧的に昇圧せしめられた過給
吸気は、第1気箇群//の一方の気筒の排気行程と第2
気筒群/2の一方の気筒の吸気行程が、さらに第2気筒
群12の一方の気筒の排気行程と第1気箇群//の一方
の気筒の吸気行程が夫々はぼタイミング的に重合してい
るため、夫々第2気筒群/2側あるもいは第1気筒群/
/側の気筒のしかも現在吸気行程にある気筒に高い過給
圧をm持したままで供給せしめられる。従って、より高
い過給効率が得られ、エンジンの出力性能が向上する。
尚、この時、吸気通路がZ/吸気通路3Aと第2吸気通
路3Bの2系統に区画されているため、それだけ吸気通
路内のデッドボリュームが少なく、過給圧の低下が可及
的に面側される。
次に、本発明の詳細な説明すると、本発明の多気筒エン
ジンのターボ過給装置は、複数個の気管を点火順序の連
続しない気筒により夫々構成される第1気筒群と第2気
筒群に区画形成し、一方のターボ過給機のタービンを上
記第1気筒群の排気通路にまたブロアを第2気筒群の吸
気通路に夫々介設するとともに、他方のターボ過給機の
タービンを上記第2偲箇群の排気通路にまたブロアを第
1気筒群の吸気通路に夫々介設して、第1気箇群の気管
からの排気ガスによって運転される一方のターボ過給機
で第2気筒群の気管に供給される吸気を動圧的に過給し
、また第2気箇群の気管からの排気ガスによって運転さ
れる他方のターボ過給機で第1気箇群の気筒に供給され
る吸気を動圧的に過給し得るように構成しているため、
一方の気筒群の吸気通路と排気通路をターボ過給機を介
して接続した従来例(実開昭56−/乙//3≠号公報
)の重合に比して動圧過給がより効果的に行なわれその
結果、過給効率が一府向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施例に係るターボ過給装置を備えた多
気筒エンジンのシステム図、第2図は第7図に示した多
気筒エンジンにおける各気管の吸、排気状態説明図であ
る。 /・Om−・エンジン //・・・・第1気箇群 /2・・・・第2気筒群

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. /・ エンジンの排気ガスにより駆動されるタービンと
    、該タービンに回転軸により連結されたブロアとからな
    るターボ過給機を2個備え、上記各タービン及びブロア
    をエンジンの排気通路及び吸気通路に夫々並列配設して
    なる多気筒エンジンのターボ過給装置において、複数個
    の気筒を点火順序の連続しない%簡により夫々構成され
    る第1気筒群と第2気百群とに区画形成し、一方のター
    ボ過給機のタービンを上記第1気筒群の排気通路にまた
    ブロアを第2気箇群の吸気通路に夫々介設するとともに
    、他方のターボ過給機のタービンを上記第2気筒群の排
    気通路にまたブロアを第1気箭群の吸気通路に夫々介設
    したことを特徴とする多気筒エンジンのターボ過給装M
    l1
JP58034818A 1983-03-02 1983-03-02 多気筒4サイクルエンジンのターボ過給装置 Granted JPS59160027A (ja)

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