JPS60252121A - ２段排気タ−ボ過給装置 - Google Patents
２段排気タ−ボ過給装置Info
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- JPS60252121A JPS60252121A JP59110349A JP11034984A JPS60252121A JP S60252121 A JPS60252121 A JP S60252121A JP 59110349 A JP59110349 A JP 59110349A JP 11034984 A JP11034984 A JP 11034984A JP S60252121 A JPS60252121 A JP S60252121A
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- JP
- Japan
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- pressure
- low
- air
- pipe
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/013—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in series
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/004—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust drives arranged in series
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、自動車用機関に適する２段排気ターボ過給装
置の改良に関するものである。
置の改良に関するものである。
［従来技術］
従来、この種の２段排気ターボ過給装置は、タービン容
量が大きいため過給率を増大できる優れた装置であるが
、機関の低速域では絶対空気量が少ないため十分な過給
効果を得ることが難しく、しかもアクセルペダルの急踏
込みに対する過給圧の」１昇に至るまでの時間的遅れが
生じる等の問題があった。
量が大きいため過給率を増大できる優れた装置であるが
、機関の低速域では絶対空気量が少ないため十分な過給
効果を得ることが難しく、しかもアクセルペダルの急踏
込みに対する過給圧の」１昇に至るまでの時間的遅れが
生じる等の問題があった。
前者の問題点である低速域の過給不足を改良するために
、高圧過給機の高圧ブロワ入口部に補助ブロワの吐出側
を接続し、低速域で補助ブロワを駆動する装置が提案さ
れている（実開昭５０−１２５６０４．特開昭５Ｏ−１
３５４１９）。しかしこれらの従来装置は吐出圧の低い
補助ブロワによって低速性能を経済的に改良できる反面
、装置を構成する回路が長大でかつ複雑であるため後者
の問題点である発進時における加速レスポンスが依然と
して改善されない問題点があった。
、高圧過給機の高圧ブロワ入口部に補助ブロワの吐出側
を接続し、低速域で補助ブロワを駆動する装置が提案さ
れている（実開昭５０−１２５６０４．特開昭５Ｏ−１
３５４１９）。しかしこれらの従来装置は吐出圧の低い
補助ブロワによって低速性能を経済的に改良できる反面
、装置を構成する回路が長大でかつ複雑であるため後者
の問題点である発進時における加速レスポンスが依然と
して改善されない問題点があった。
本発明基は、低速域においては２段過給を１段過給にし
て空気の通過抵抗を軽減すれば、加速レスポンスが向４
−シ、一方排気温度を機関とは別にｙ温してタービンを
駆動すれば、タービン効率が増大する点に着目し、本発
明を完成するに至った。
て空気の通過抵抗を軽減すれば、加速レスポンスが向４
−シ、一方排気温度を機関とは別にｙ温してタービンを
駆動すれば、タービン効率が増大する点に着目し、本発
明を完成するに至った。
［発明の目的コ
本発明は、［１記問題点を解消するもので、低速域にお
いて高い過給圧が得られ、かつ発進時の加速レスポンス
の良い２段排気ターボ過給装置を提供することを目的と
する。
いて高い過給圧が得られ、かつ発進時の加速レスポンス
の良い２段排気ターボ過給装置を提供することを目的と
する。
［発明の構成〕
本発明は、低圧過給機の低圧ブロワ入口部と高圧過給機
の高圧ブロワ入口部とを接続する第一の分岐管と、吸入
空気を低圧ブロワ又は第一の分岐管のいずれか一方に流
入するように切換える第一の切換弁と、高圧ブロワの吐
出空気管から分岐して機関の排気管に合流する第二の分
岐管と、高圧ブロワの吐出空気の全部を吸気マニホール
ドに又はこの吐出空気の一部を第二の分岐管に流入しそ
の残部を吸気マニホールドに流入するように切換える第
二の切換弁と、第二の分岐管の途中に設けられこの分岐
管内を流れる空気を加熱する燃焼器とを備え、機関の運
転状態に応じて第−及び第二の切換弁を作動させ、低速
回転時には第−及び第一の分岐管に空気流を挿通させ、
低圧過給機による過給を行わずに、かつ燃焼器により排
気ガス温度を上昇させて高圧過給機による単段の過給を
行うように構成したことを特徴とする。
の高圧ブロワ入口部とを接続する第一の分岐管と、吸入
空気を低圧ブロワ又は第一の分岐管のいずれか一方に流
入するように切換える第一の切換弁と、高圧ブロワの吐
出空気管から分岐して機関の排気管に合流する第二の分
岐管と、高圧ブロワの吐出空気の全部を吸気マニホール
ドに又はこの吐出空気の一部を第二の分岐管に流入しそ
の残部を吸気マニホールドに流入するように切換える第
二の切換弁と、第二の分岐管の途中に設けられこの分岐
管内を流れる空気を加熱する燃焼器とを備え、機関の運
転状態に応じて第−及び第二の切換弁を作動させ、低速
回転時には第−及び第一の分岐管に空気流を挿通させ、
低圧過給機による過給を行わずに、かつ燃焼器により排
気ガス温度を上昇させて高圧過給機による単段の過給を
行うように構成したことを特徴とする。
なお、第二の分岐管の第二の切換弁と燃焼器との間に熱
交換器を介装し、機関の低速回転時にこの熱交換器に高
圧過給機の高圧タービンの吐出空気を挿通すれば、燃焼
器とともに排気ガス温度を更に昇温させることができ、
好ましい。
交換器を介装し、機関の低速回転時にこの熱交換器に高
圧過給機の高圧タービンの吐出空気を挿通すれば、燃焼
器とともに排気ガス温度を更に昇温させることができ、
好ましい。
［実施例］
次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく説明する。
図において、ｌＯは低圧過給機、１１は同過給機の低圧
タービン、１２は同過給機の低圧ブロワ、１３は高圧過
給機、１４は同過給機の高圧タービン、１５は同過給機
の高圧ブロワ、１６はインクターラ、１７は機関、１ｓ
ｔ士吸気マニホールド、１９はシリング、２０はウェス
トゲートである。
タービン、１２は同過給機の低圧ブロワ、１３は高圧過
給機、１４は同過給機の高圧タービン、１５は同過給機
の高圧ブロワ、１６はインクターラ、１７は機関、１ｓ
ｔ士吸気マニホールド、１９はシリング、２０はウェス
トゲートである。
−１−記低圧ブロワ１２の入口部と高圧ブロワ１５の人
口部との間には第一の分岐管２３が接続される。この分
岐点には第一の切換弁２５が設けられる。この切換弁２
５は電磁弁により構成され、後述する電気信号により作
動して吸入空気を低圧ブロワ１２又は分岐管２３のいず
れか一方に流入させる。
口部との間には第一の分岐管２３が接続される。この分
岐点には第一の切換弁２５が設けられる。この切換弁２
５は電磁弁により構成され、後述する電気信号により作
動して吸入空気を低圧ブロワ１２又は分岐管２３のいず
れか一方に流入させる。
また高圧ブロワ１５の吐出空気管２６には第二の切換弁
２７が設けられ、この切換弁２７からは第二の分岐管２
８が分岐して機関１７の排気管２９に合流するように設
けられる。この切換弁２７は切換弁２５と同様に電気信
号により作動して高圧ブロワ１５の吐出空気を吸気マニ
ホールド１８又は第二の分岐管２８に流入させる。この
第二の分岐管２８の途中には第三の分岐管３１、熱交換
器３２及び燃焼器３３が設けられる。第三の分岐管３１
は分岐管２８に流入した空気の一部ヲ吸気マニホールド
１８に流入させるためのものである。
２７が設けられ、この切換弁２７からは第二の分岐管２
８が分岐して機関１７の排気管２９に合流するように設
けられる。この切換弁２７は切換弁２５と同様に電気信
号により作動して高圧ブロワ１５の吐出空気を吸気マニ
ホールド１８又は第二の分岐管２８に流入させる。この
第二の分岐管２８の途中には第三の分岐管３１、熱交換
器３２及び燃焼器３３が設けられる。第三の分岐管３１
は分岐管２８に流入した空気の一部ヲ吸気マニホールド
１８に流入させるためのものである。
また高圧タービン１４の吐出空気管３５には第三の切換
弁３６が設けられる。この切換弁３６には低圧タービン
１１の吸気管３７及び高圧タービン１４の排気管３８が
接続される。切換弁３６は吐出空気管３５が吸気管３７
又は排気管３８のいずれか一方に連通ずるように作動す
る。この排気管３８は前記熱交換器３２に貫設され、分
岐管２８内の空気を燃焼器３３を通る前に予熱するよう
に構成される。
弁３６が設けられる。この切換弁３６には低圧タービン
１１の吸気管３７及び高圧タービン１４の排気管３８が
接続される。切換弁３６は吐出空気管３５が吸気管３７
又は排気管３８のいずれか一方に連通ずるように作動す
る。この排気管３８は前記熱交換器３２に貫設され、分
岐管２８内の空気を燃焼器３３を通る前に予熱するよう
に構成される。
４０はコントローラであって、」二連した切換弁２５．
２７及び３６に制御信号を送出し、これらの切換弁を２
位置に切換え制御する。このコントローラ４０には機関
１７の回転速度情報ａ及び負荷情報すが回転センサ４１
及び燃料噴射ポンプ４２のラック位置センサ（図示せず
）により検出され入力される。４３〜４６は逆止弁であ
る。
２７及び３６に制御信号を送出し、これらの切換弁を２
位置に切換え制御する。このコントローラ４０には機関
１７の回転速度情報ａ及び負荷情報すが回転センサ４１
及び燃料噴射ポンプ４２のラック位置センサ（図示せず
）により検出され入力される。４３〜４６は逆止弁であ
る。
このような構成の過給装置の動作を説明する。
コントローラ４０は機関１７の回転速度情報ａ及び負荷
情報すの入力により、機関１７の実際の運転状態を検出
し、予めプログラム化され、かつ記憶されている発進加
速時の運転情報と実際の運転情報とを比較して発進加速
時に最適な過給圧が得られるように切換弁２５．２７及
び３６を制御する。
情報すの入力により、機関１７の実際の運転状態を検出
し、予めプログラム化され、かつ記憶されている発進加
速時の運転情報と実際の運転情報とを比較して発進加速
時に最適な過給圧が得られるように切換弁２５．２７及
び３６を制御する。
即ち、発進加速時のように低速域で高負荷のときには、
切換弁２５を第一の分岐管２３側に、切換弁２７を第二
の分岐管２８側に、また切換弁・３６を排気管３８側に
切換える。これにより吸入空気は低圧ブロワ１２を経由
することなく第一の分岐管２３を通して高圧ブロワ１５
に導かれる。
切換弁２５を第一の分岐管２３側に、切換弁２７を第二
の分岐管２８側に、また切換弁・３６を排気管３８側に
切換える。これにより吸入空気は低圧ブロワ１２を経由
することなく第一の分岐管２３を通して高圧ブロワ１５
に導かれる。
この高圧ブロワ１５で加圧された空気は通過抵抗の高い
インククーラ１６を経由することなく第二の分岐管２８
に流入する。ここで流入した空気の一部は分岐管３１を
経由して吸気マニホールド１８に導かれ、残部は熱交換
器３２で予熱される。この流入空気の吸気マニホールド
１８と熱交換器３２とに分配される比率は、機関及びタ
ービン容量等により選定される。熱交換器３２で予熱さ
れた空気は更に燃焼器３３で加熱された後、機関１７の
排気ガスに合流する。
インククーラ１６を経由することなく第二の分岐管２８
に流入する。ここで流入した空気の一部は分岐管３１を
経由して吸気マニホールド１８に導かれ、残部は熱交換
器３２で予熱される。この流入空気の吸気マニホールド
１８と熱交換器３２とに分配される比率は、機関及びタ
ービン容量等により選定される。熱交換器３２で予熱さ
れた空気は更に燃焼器３３で加熱された後、機関１７の
排気ガスに合流する。
従って、排気ガスは分岐管２８の加熱空気によりその温
度がより一層上昇し、保有するエネルギーが増大する。
度がより一層上昇し、保有するエネルギーが増大する。
これにより高圧タービン１４のタービン容量は高まり、
高圧ブロワ１５によるコンプレッサ仕事量は増大し、タ
ービン効率をアップする。
高圧ブロワ１５によるコンプレッサ仕事量は増大し、タ
ービン効率をアップする。
高圧タービン１４を経た空気は排気管３８を通って熱交
換器３２で前記分岐管２８内の空気を予熱した後、大気
に排出される。なお分岐管２８の加熱空気と合流した機
関の排気カスの圧力が所定圧力を越えるときにはウェス
トゲート２０が作動してバイパス管４７に空気が流出す
る。
換器３２で前記分岐管２８内の空気を予熱した後、大気
に排出される。なお分岐管２８の加熱空気と合流した機
関の排気カスの圧力が所定圧力を越えるときにはウェス
トゲート２０が作動してバイパス管４７に空気が流出す
る。
以１−の結果、本発明の２段排気ターボ過給装置は、発
進加速時に高圧過給機１３のみの単段排気過給装置に切
換わるとともに、空気通過抵抗の高いインタクーラ１６
を回避し、更に機関１７の排気ガスを熱交換器３２及び
燃焼器３３で昇温させることにより、低速域においてタ
ービン出力を高めるとともに過給装置の回路を短絡して
加速ｌ／スポンスを向４−させることができる。
進加速時に高圧過給機１３のみの単段排気過給装置に切
換わるとともに、空気通過抵抗の高いインタクーラ１６
を回避し、更に機関１７の排気ガスを熱交換器３２及び
燃焼器３３で昇温させることにより、低速域においてタ
ービン出力を高めるとともに過給装置の回路を短絡して
加速ｌ／スポンスを向４−させることができる。
また発進加速段階を過ぎて、機関１７の運転状態が中高
速域又は中低負荷域になれば、コントローラ４０は切換
弁２５．２７及び３６をそれぞれ低圧ブロワ１２側、イ
ンククーラ１６側及び吸気管３７側に切換え、通常の２
段過給状態にする。この状態に切換わっても、逆１１−
弁４３〜４６を設けであるために、分岐管２３．２８及
び／ヘイバス管４６への空気の逆流は防止される。
速域又は中低負荷域になれば、コントローラ４０は切換
弁２５．２７及び３６をそれぞれ低圧ブロワ１２側、イ
ンククーラ１６側及び吸気管３７側に切換え、通常の２
段過給状態にする。この状態に切換わっても、逆１１−
弁４３〜４６を設けであるために、分岐管２３．２８及
び／ヘイバス管４６への空気の逆流は防止される。
なお、インタクーラ１６を設けずに高圧ブロワ１５の吐
出空気管２６が吸気マニホールド１８に直接導かれる場
合には、特に第三の分岐管３１を設けずに切換弁２７の
切換え量を調節するだけで、」ニ記と同様に本発明を実
施することができる。
出空気管２６が吸気マニホールド１８に直接導かれる場
合には、特に第三の分岐管３１を設けずに切換弁２７の
切換え量を調節するだけで、」ニ記と同様に本発明を実
施することができる。
また吸気空気が第一の分岐管２３に流入するときに、低
圧過給機１０を過給系から分離するように構成すれば、
特に第三の切換弁３６を設けなくてもよい。
圧過給機１０を過給系から分離するように構成すれば、
特に第三の切換弁３６を設けなくてもよい。
［発明の効果］
以ト述べたように、本発明によれば、発進加速時には２
段過給から単段過給に自動的に切換わり、かつ燃焼器等
により機関の排気ガス温度を上昇させることにより、低
速域においてもタービン出力が増大して高い過給圧が得
られ、しかも加速レスポンスが向上し、中高速域では２
段過給に切換わって２段過給本来の高い過給圧が得られ
るため、広い運転範囲にわたって機関トルクを向上でき
る優れた効果がある。
段過給から単段過給に自動的に切換わり、かつ燃焼器等
により機関の排気ガス温度を上昇させることにより、低
速域においてもタービン出力が増大して高い過給圧が得
られ、しかも加速レスポンスが向上し、中高速域では２
段過給に切換わって２段過給本来の高い過給圧が得られ
るため、広い運転範囲にわたって機関トルクを向上でき
る優れた効果がある。
図は本発明実施例過給装置のブロック構成図。
１０：低圧過給機、１２：低圧ブロワ、１３：高圧過給
機、１５：高圧ブロワ、１７：機関。 １８：吸気マニホールド、２３：第一の分岐管、２５：
第一の切換弁、２７：第二の切換弁、２８：第二の分岐
管、２９：機関の排気管、３３：燃焼器□、４０：コン
トローラ。 ＠訂出願人 日野自動車工業株式会社
機、１５：高圧ブロワ、１７：機関。 １８：吸気マニホールド、２３：第一の分岐管、２５：
第一の切換弁、２７：第二の切換弁、２８：第二の分岐
管、２９：機関の排気管、３３：燃焼器□、４０：コン
トローラ。 ＠訂出願人 日野自動車工業株式会社
Claims (1)
- （１）低圧過給機とこの低圧過給機に直列に接続された
高圧過給機とを介して機関を過給する２段排気ターボ過
給装置において、 上記低圧過給機の低圧プロワ入口部と上記高圧過給機の
高圧ブロワ入１１部とを接続する第一の分岐管と、 吸入空気を上記低圧ブロワ又は上記第一の分岐管のいず
れか一方に流入するように切換える第一の切換弁と、 Ｉ−記高圧ブロワの吐出空気管から分岐して上記機関の
排気管に合流する第二の分岐管と、−１−記高圧ブロワ
の吐出空気の全部を上記機関の吸気マニホールドに又は
この吐出空気の一部を上記第二の分岐管に流入しその残
部を上記吸気マニホールドに流入するように切換える第
二の切換弁と、 」１記第二の分岐管の途中に設けられこの分岐管内を流
れる空気を加熱する燃焼器と、 」１記機関の運転状態に応じて」−組節一及び第二の切
換弁を作動させるコントローラと を備えたことを特徴とする２段排気ターボ過給装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59110349A JPS60252121A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | ２段排気タ−ボ過給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59110349A JPS60252121A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | ２段排気タ−ボ過給装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60252121A true JPS60252121A (ja) | 1985-12-12 |
Family
ID=14533505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59110349A Pending JPS60252121A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | ２段排気タ−ボ過給装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60252121A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4330525A1 (de) * | 1993-09-09 | 1995-03-16 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Brennkraftmaschine mit variabler Aufladung |
| DE4331943A1 (de) * | 1993-09-02 | 1995-03-16 | Man Nutzfahrzeuge Ag | Aufladesystem für luftverdichtende Brennkraftmaschinen |
| KR100380480B1 (ko) * | 2000-12-15 | 2003-04-26 | 현대자동차주식회사 | 디젤엔진의 다목적 과급장치 |
| JP2007077900A (ja) * | 2005-09-15 | 2007-03-29 | Hino Motors Ltd | 二段過給システム |
| JP2009191667A (ja) * | 2008-02-13 | 2009-08-27 | Toyota Central R&D Labs Inc | 過給装置及び過給エンジンシステム |
-
1984
- 1984-05-30 JP JP59110349A patent/JPS60252121A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4331943A1 (de) * | 1993-09-02 | 1995-03-16 | Man Nutzfahrzeuge Ag | Aufladesystem für luftverdichtende Brennkraftmaschinen |
| DE4331943C3 (de) * | 1993-09-02 | 1998-04-23 | Man Nutzfahrzeuge Ag | Aufladesystem für luftverdichtende Brennkraftmaschinen |
| DE4330525A1 (de) * | 1993-09-09 | 1995-03-16 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Brennkraftmaschine mit variabler Aufladung |
| KR100380480B1 (ko) * | 2000-12-15 | 2003-04-26 | 현대자동차주식회사 | 디젤엔진의 다목적 과급장치 |
| JP2007077900A (ja) * | 2005-09-15 | 2007-03-29 | Hino Motors Ltd | 二段過給システム |
| JP2009191667A (ja) * | 2008-02-13 | 2009-08-27 | Toyota Central R&D Labs Inc | 過給装置及び過給エンジンシステム |
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