JPS5939145Y2 - 排気タ−ボチヤ−ジヤ付内燃機関 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案（ｄ排気ターボチャージャ付内燃機関に関する。

従来、排気ターボチャージャの作動を機関運転状態に良
好にマツチングさせるために種々の方策が試みられてい
る。

しかしながら、ターボチャージャが良好に作動する排気
流量域が狭い範囲に限定されているため機関回転速度全
域に亘って機関性能を最大限に発揮させることができな
かった。

ターボチャージャの排気導入口に可変ノズルを設けて作
動特性の良好な排気流量域の拡大を図ったものもあった
が構造が極めて複雑となり、可変ノズルの高精度な制御
が実質的には非常に困難で採用を難しくしていた。

本考案はかかる従来の実情に鑑み為されたもので、機関
の異なる運転領域で夫々良好に作動する特性を有した異
種類の排気ターボチャージャを並に介装してなる複数系
統の吸・排気通路を設け、これら各吸・排気通路を前記
異なる機関運転領域で選択的に開通させる構成として機
関を全運転領域に亘って各排気ターボチャージャによる
性能改善が図れるようにした排気ターボチャージャ付内
燃機関を提供するものである。

以下に本考案を図示した実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第１図に示された内燃機関Ｅは、機関回転低速域にマツ
チングして良好に作動する一特性を有した低速用排気タ
ーボチャージャ１と、機関回転中・高速域にマツチング
して良好に作動する特性を有した中・高速用排気ターボ
チャージャ２とを搭載しており、これら、２種類のター
ボチャージャ１゜２を介装した吸・排気通路が下記の如
く構成されている。

まず、排気通路においては、機関本体３の各排気ポート
出口に接続された排気マニホルド４の集合部に、下流部
が２叉に分岐されて低速用排気通路５Ａと中・高速用排
気通路５Ｂとが形成された上流側Ｔ形排気管５の合流さ
れた上流端が接続され、該排気管５の低速用排気通路５
Ａ及び中・高速用排気通路５Ｂの下流端が夫々前記２種
類の排気〃−ボチャージャ１，２のタービン部ｉＡ’。

２人排気導入口に接続される。

これらタービン部ｌＡｔ２Ａの排気出口には、下流側Ｔ
形排気管６の上流部を２叉に分岐して形成された低速用
排気通路６Ａ及び中・高速用排気通路６Ｂの上流端が夫
々接続してあり、該排気管６０合流された下流端は図示
しないマフラーを介して大気開放しである。

一方、吸気通路においてはエアクリーナγの吸気出口に
は上流側Ｔ形成気管８が接続され、該吸気管８の下流部
を２叉に分岐して形成された低速用吸気通路８Ａ及び中
・高速用吸気通路８Ｂの下流端は夫々排気ターボチャー
ジャ１，２の各コンプレッサ部ＩＢ、２Ｂ入口に接続さ
れている。

又、これらコンプレッサ部ＩＢ、２Ｂの出口には下流側
Ｔ形成気管９の上流部を２叉に分岐して形成された低速
用吸気通路９Ａ及び中・高速用吸気通路９Ｂの上流端が
夫々接続され、これらの合流した下流端には吸気マニホ
ルド１１が接続され、該マニホルド１１の各ブランチは
機関本体３の各吸気ポートに接続して機関燃焼室に流通
されている。

このようにして、低速用排気ターボチャージャ１を介装
した低速用吸気通路８Ａ、９Ａ及び低速用排気通路５Ａ
、６Ａと、中・高速用排気ターボチャージャ２を介装
した中・高速用吸気通路８Ｂ。

９Ｂ及び中・高速用排気通路５Ｂ 、６Ｂとからなる２
系統の吸・排気通路が互いに並列に設けられる。

さらに、上流側Ｔ形排気管５の低速用排気通路５Ａと中
・高速用排気通路５Ｂ並びに下流側吸気管９の低速用吸
気通路９Ａと中・高速用吸気通路９Ｂの各合流部には、
夫々、これら２叉の通路を選択的に開通させる通路切換
弁１２，１３が介装される。

これら通路切換弁１２，１３は機関回転速度に関連する
オイルの給油圧を導入して作動する油圧シリンダ１４，
１５を介して切換制御される。

即ち、機関回転速度の設定値未満に対応する油圧シリン
ダ１４，１５導入油圧の所定値未満では切換弁１２，１
３は夫々油圧シリンダ１４．１５の内蔵するリターンス
プリングの付勢力によって支軸１２ａ 、１３ａ を挾
んで図で右側（図示と反対側）に倒されている。

一方、機関回転速度が上昇し、設定値以上に達するとこ
れに対応して油圧シリンダ１４，１５の導入油圧も所定
値以上に達して前記リターンスプリングの付勢力に抗し
てロンドを伸長させ切換弁１２．１３を図示の如く、支
軸１２ａ 、１３ａを挾Ａ７で左側に倒すように構成さ
れている。

これら通路切換弁１２．１３と油圧シリンダ１４，１５
とで通路切換制御装置が構成される。

次にがかる構成の作用について説明する。

前記したように、機関回転速度が設定値を下回る低速域
にあっては、切換弁１２．１３が図で右側に倒されてい
るため、２叉に分岐する吸・排気通路のうち、低速用排
気ターボチャージャ１のタービン？’ＪＩＡ及びコンプ
レッサ部ＩＢを経由する低速用排気通路５Ａｔ６Ａ及び
低速用吸気通路８Ａ ＋９Ａが選択的にに開通される。

従って排気及び吸気は低速用排気ターボチャージャ１の
みを経由して流れるから、該ターボチャージャ１の駆動
により機関回転低速域に適合した良好な過給が行なえる
のである。

一方、機関回転速度が設定値以上の中・高速域ではこれ
を検出して作動する由圧シリンダ１４゜１５により前記
した如く切換弁１２．１３が左側に倒される結果、切換
弁１２，１３下流側において中・高速用排気ターボチャ
ージャ２のタービン部２Ａ及びコンプレッサ部２Ｂを経
由する中・高速用排気通路５Ｂ、６Ｂ及び中・高速用吸
気通路８Ｂ 、９Ｂが選択的に開通される。

この結果、中・高速用排気ターボチャージャ２の駆動に
より機関回転中・高速域に適合した良好な過給が行なえ
る。

即ち、低速用及び中・高速用の排気ターボチャージャ１
．２を夫々良好に作動する機関速度域で選択的に使用で
きるから第２図に実線グラフで示す如く、機関の全速度
域に亘って良好な過給機能が得られ機関出力（軸゛トル
ク）を最大限に引き出すことが出来る。

尚、本実施例では低速用と中・高速用の排気ターボチャ
ージャを使い分ける構成としたが、低・中速用と高速用
の排気ターボチャージャで使い分ける構成としてもよく
速度区分は自由である。

又、切換弁の制御も油圧シリンダの他、回転速度検出ス
イッチを設は該スイッチの切換動作に応じて駆動制御さ
れるアクチュエータを介して行なう構成等であってもよ
い。

さらに、機関負荷を検出し該負荷に応じて異種類の排気
ターボチャージャを介装した複数系統の吸・排気通路を
切換制御する構成としてもよい。

以上説明したように、本考案によれば夫々機関の異なる
運転領域に良好に適合する特性を有した異種類の排気タ
ーボチャージャを搭載し、これら各ターボチャージャを
経由する複数系統の吸・排気通路を設けて、各ターボチ
ャージャが夫々最も良好に作動する運転領域で作動させ
るように構成したから機関の全運転領域で良好な過給特
性が得らえ、機関性能を最大限に発揮させることができ
ものである。

特に、複数系統の吸・排気通路は、通路切換制御装置に
よって確実に切換えられるので吸・排気が無駄に他系統
の吸・排気通路に流れ込むことがなく、夫々の排気ター
ボチャージャの性能を最大限に発揮させることができる
。

又、排気ターボチャージャの特性をチャージャに内蔵し
た可変ノズルによって切換制御する等高精度な制御を要
しその割に安定した特性を得にくい構成に比べ、簡易か
つ確実な切換制御を行なえ、しかも動作特性は安定し故
障の少ない構造である等積々の利点を備えるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る内燃機関の一部断面平
面図、第２図は同実施例における機関性能を示すグラフ
である。 １・・・低速用排気ターボチャージャ、２・・・中高速
用排気ターボチャージャ、３・・・機関本体、４・・・
排気マニホルド、５・・・上流側Ｔ形排気管、５Ａ。 ６Ａ・・・低速用排気通路、５Ｂ、６Ｂ・・・中・高速
用排気通路、６・・・下流側Ｔ形排気管、８・・・上流
側Ｔ形成気管、８Ａ、９Ａ・・・低速用吸気通路、８Ｂ
ｔ９Ｂ・・・中・高速用吸気通路、１１・・・吸気マニ
ホルド、１２．１３・・・通路切換弁、１４，１５・・
・油圧シリンダ。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）機関の異なる運転領域に夫々適合する特性を有し
   た異種類の排気ターボチャージャを夫々並列に介装して
   なる複数系統の吸・排気通路を設ける一方、前記異なる
   機関運転領域を検出し該検出信号に応じて検出された運
   転領域に適合する特性を有した排気ターボチャージャ介
   装された吸・排気通路を選択して開通させる通路切換制
   御装置を設けたことを特徴とする排気ターボチャージャ
   付内燃機関。
2. （２）通路切換制御装置は機関回転速度の異なる運転領
   域に応じて夫々の運転領域に適合した特性を有した排気
   ターボチャージャが介装された吸・排気通路を選択して
   開通させてなる実用新案登録請求の範囲第１項記載の排
   気ターボチャージャ付内燃機関。
3. （３）複数系統の吸・排気通路は、各吸気通路の下流端
   及び各排気通路の上流端が合流されてなる実用新案登録
   請求の範囲第１項又は第２項記載の排気ターボチャージ
   ャ付内燃機関。