JPS61200331A - Multi-turbocharger - Google Patents

Multi-turbocharger

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Publication number
JPS61200331A
JPS61200331A JP60038840A JP3884085A JPS61200331A JP S61200331 A JPS61200331 A JP S61200331A JP 60038840 A JP60038840 A JP 60038840A JP 3884085 A JP3884085 A JP 3884085A JP S61200331 A JPS61200331 A JP S61200331A
Authority
JP
Japan
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turbocharger
supercharging
engine
valve
resonance
Prior art date
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Pending
Application number
JP60038840A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Takemura
信一 竹村
Takeshi Yamane
健 山根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP60038840A priority Critical patent/JPS61200331A/en
Publication of JPS61200331A publication Critical patent/JPS61200331A/en
Pending legal-status Critical Current

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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
    • F02B37/001Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust using exhaust drives arranged in parallel
    • 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
    • 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
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/18Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To prevent the occurrence of a torque drop at the time of starting a turbocharger at the latter stage, by making a suction system out of a turbocharger at the previous stage selectable to a suction pipe, supercharging an engine directly, and another suction pipe having a resonance supercharger either. CONSTITUTION:At low speed and low load zones, a valve 124 is opened, making a second turbocharger 102 into a nonoperational state, and supercharged air by a compressor 101B of a first turbocharger 101 is directly fed to an engine via a suction selector valve 122 and a suction passage 106. Next, with a rise in rotation, a waste gate valve is started to open, driving the second turbocharger 102, and at that point that supercharging pressure of more than the specified pressure is produced, a check valve 112 is opened. And, at this time, the suction selector valve 122 is selected to a resonance suction system, while a selector valve 25 is closed whereby the supercharging air made by each of these compressors 101B and 102B is fed to the engine via resonant pipes 121A and 121B, and resonant boxes 120A and 120B.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、マルチターボチャージャに関し、詳しくは複
数のターボチャージャを具え、内燃機関の運転領域に応
じて前段のターボチャージャに供給する排気の一部を後
段のターボチャージャに供給して効率良く過給圧が得ら
れるようにしたマルチターボチャージャに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a multi-turbocharger, and more specifically, it includes a plurality of turbochargers, and a part of the exhaust gas supplied to the previous turbocharger is transferred to the rear stage depending on the operating range of the internal combustion engine. This invention relates to a multi-turbocharger that efficiently obtains supercharging pressure by supplying it to a turbocharger.

〔従来技術〕[Prior art]

内燃機関のターボチャージャにおいては、ある排気ガス
流量のときに過給効率が最大となり、それ以外の排気ガ
ス流量のときは過給効率が低下する。しかして過給効率
が最大となる流量はターボチャージャによって異なり、
排気タービンの径の小さいターボチャージャの場合はガ
ス流量の少ないエンジンの低回転域で過給効率が最大と
なり、また排気タービンの径の大きいターボチャージャ
の場合はガス流量の多いエンジンの高回転域で過給効率
が最大となる。
In a turbocharger for an internal combustion engine, the supercharging efficiency is maximum at a certain exhaust gas flow rate, and the supercharging efficiency decreases at other exhaust gas flow rates. However, the flow rate at which supercharging efficiency is maximized varies depending on the turbocharger.
In the case of a turbocharger with a small diameter exhaust turbine, the supercharging efficiency is maximized in the low speed range of the engine with a small gas flow rate, and in the case of a turbocharger with a large diameter exhaust turbine, the supercharging efficiency is maximized in the high speed range of the engine with a large gas flow rate. Supercharging efficiency is maximized.

そこで、上述したように複数のターボチャージャを設は
エンジンの前運転領域において高い過給効率が得られる
ようにした第3図に示すようなマルチターボチャージャ
装置が提案されている。
Therefore, as described above, a multi-turbocharger device as shown in FIG. 3 has been proposed in which a plurality of turbochargers are installed to obtain high supercharging efficiency in the front operating region of the engine.

本例は、特開昭59−68521号公報により開示され
たものである。ここで、■は比較的小容量型の第1ター
ボチヤージヤ、2は後段の第1ターボチヤージヤより容
量の大きい第2ターボチヤージヤであり、第1ターボチ
ヤージヤ1はその排気タービンIAがエンジン3の排気
通路4から供給される排気ガスによって回転され、同軸
の圧縮機IBを回転させて吸気を過給し、加圧された吸
気を第1分岐吸気通路5および吸気通路6を経て、エン
ジン3の燃焼室3Aに供給する。
This example is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 59-68521. Here, ■ is a relatively small-capacity first turbocharger, 2 is a second turbocharger with a larger capacity than the first turbocharger in the rear stage, and the first turbocharger 1 is supplied by its exhaust turbine IA from the exhaust passage 4 of the engine 3. The compressor IB is rotated by the exhaust gas, and the coaxial compressor IB is rotated to supercharge the intake air, and the pressurized intake air is supplied to the combustion chamber 3A of the engine 3 through the first branch intake passage 5 and the intake passage 6. do.

7は排圧制御型のウェストゲート弁であり、排気通路4
内の排気ガス量が少ないようなエンジン負荷の小さいと
きは、その排気圧力が低いために、ウェストゲート の状態に保ち、第1バイパス通路8への分流をしゃ断し
ている。また、エンジン負荷が大きくなると、排気圧力
が高まることにより、弁体7Aが開放Sれていき、排気
が第1バイパス通路8を介して第2ターボチヤージヤ2
の排気タービン2Aに供給され、これを駆動し始める。
7 is an exhaust pressure control type waste gate valve, and the exhaust passage 4
When the engine load is small, such as when the amount of exhaust gas in the exhaust gas is small, the exhaust gas pressure is low, so the wastegate state is maintained and the branch flow to the first bypass passage 8 is cut off. Further, when the engine load increases, the exhaust pressure increases, so the valve body 7A opens S, and the exhaust gas flows through the first bypass passage 8 to the second turbocharger 2.
The exhaust gas is supplied to the exhaust turbine 2A and begins to drive it.

なお、第1バイパス通路8と排気タービン2Aからの排
出通路9との間には第2バイパス通路IOが設けられて
いて、この第2バイパス通路lOは吸気圧によって制御
される吸気圧調整型の第2ウエストゲート弁11の弁体
11Aによってその開閉が制御される。
Note that a second bypass passage IO is provided between the first bypass passage 8 and the exhaust passage 9 from the exhaust turbine 2A, and this second bypass passage IO is an intake pressure adjustment type that is controlled by the intake pressure. The opening and closing of the second wastegate valve 11 is controlled by the valve body 11A of the second wastegate valve 11.

12は第2ターボチヤージヤ2の圧縮機インペラ2Bか
らの第2分岐吸気通路13に設けられた逆止弁であり、
この逆止弁12は第2ターボチヤージヤ2からの吸気圧
が第1分岐吸気通路5の側から得られた第1ターボチヤ
ージヤ1からの吸気圧と更に逆1ト弁12内に組込まれ
たばね12Aのばね力に打勝つ状態となったときに開弁
され、第2ターボチヤージヤ2からの過給空気を第2分
岐吸気通路13および吸気通路6を介してエンジン燃焼
室3Aに供給する。
12 is a check valve provided in the second branch intake passage 13 from the compressor impeller 2B of the second turbocharger 2;
This check valve 12 is configured so that the intake pressure from the second turbocharger 2 is equal to the intake pressure from the first turbocharger 1 obtained from the side of the first branch intake passage 5, and the spring 12A incorporated in the reverse check valve 12. The valve is opened when the force is overcome, and supercharged air from the second turbocharger 2 is supplied to the engine combustion chamber 3A via the second branch intake passage 13 and the intake passage 6.

また、そのような状態となるまで逆止弁12はばね12
Aのばね力によって閉成の状態に保たれており、第1タ
ーボチヤージヤ1からの過給空気が第1ターボチヤージ
ヤ側に逆流するのを防止している。なお、14は空気取
入通路である。
Further, until such a state is reached, the check valve 12 is held in place by the spring 12.
It is kept in a closed state by the spring force of A, and prevents supercharged air from the first turbocharger 1 from flowing back to the first turbocharger side. Note that 14 is an air intake passage.

このように構成されたマルチターボチャージャにおいて
は、エンジン3からの排気ガスによってまず第1ターボ
チヤージヤlが駆動されるが、負荷の低い状態では排気
ガスのガス圧も低いのでウェストゲート弁7は閉成の状
態に保たれたままで、第1ターボチヤージヤ1からの過
給空気が第1分岐吸気通路5および吸気通路6を介して
エンジン3に供給される。
In the multi-turbocharger configured in this way, the first turbocharger l is first driven by the exhaust gas from the engine 3, but when the load is low, the gas pressure of the exhaust gas is also low, so the wastegate valve 7 is closed. The supercharged air from the first turbocharger 1 is supplied to the engine 3 via the first branch intake passage 5 and the intake passage 6 while maintaining the above state.

また、エンジン3の負荷が増大してくると、排気ガスの
増大にともない排気通路4でのガス圧力が高まりウェス
トゲート弁7が開放されて、ガスの一部が第1バイパス
通路8を経て第2ターボチヤージヤの排気タービン2A
に供給される。しかして、タービン2Aの回転が高まる
につれて第2分岐吸気通路13における過給圧が高めら
れてくるが、その過給圧が第1ターボチヤージヤ1から
の過給圧と逆止弁12に設けられたばね12Aのばね力
とに打勝つようになると、逆止弁12が開弁されて、第
2ターボチヤージヤ2からの過給圧がエンジン3に供給
されはじめる。
Furthermore, when the load on the engine 3 increases, the gas pressure in the exhaust passage 4 increases as the exhaust gas increases, and the wastegate valve 7 is opened, allowing a portion of the gas to pass through the first bypass passage 8 and pass through the exhaust passage 4. 2 turbocharger exhaust turbine 2A
supplied to As the rotation of the turbine 2A increases, the boost pressure in the second branch intake passage 13 increases. 12A, the check valve 12 is opened and supercharging pressure from the second turbocharger 2 begins to be supplied to the engine 3.

更にまた、この第2ターボチヤージヤ2からの過給圧が
所定圧より高くなると、第2ウエストゲート弁11の開
弁動作により第2バイパス通路10を介して吸気の一部
が排出通路9に逃され、このようにしてエンジン3のほ
ぼ全運転領域において過給効率を高く保つことが可能と
される。
Furthermore, when the supercharging pressure from the second turbocharger 2 becomes higher than a predetermined pressure, a portion of the intake air is released to the exhaust passage 9 via the second bypass passage 10 due to the opening operation of the second waste gate valve 11. In this way, it is possible to maintain high supercharging efficiency in almost the entire operating range of the engine 3.

しかしながら、このような従来のマルチターボチャージ
ャにおいては、低負荷望域から高負荷領域に移行する段
階で第1ターボチヤージヤ1のウェストゲート弁7が開
かれて第2ターボチヤージヤ2が駆動され始めるが、第
2ターボチヤージヤ2から得られる過給圧が第1ターボ
チヤージヤlからの過給圧に達するまでは第1ターボチ
ヤージヤ1からの過給圧のみがエンジン3に供給される
ように構成されているので、その間にエンジンの要求空
気流量を満たすことができず過給圧が低下し、エンジン
3のトルクを落込ませるという問題点があった。
However, in such a conventional multi-turbocharger, the wastegate valve 7 of the first turbocharger 1 is opened and the second turbocharger 2 begins to be driven at the stage of transition from the desired low load region to the high load region. The configuration is such that only the supercharging pressure from the first turbocharger 1 is supplied to the engine 3 until the supercharging pressure obtained from the second turbocharger 2 reaches the supercharging pressure from the first turbocharger l. There was a problem in that the required air flow rate of the engine could not be met, the boost pressure decreased, and the torque of the engine 3 decreased.

〔目 的〕〔the purpose〕

本発明の目的は、このような問題点があるのに着目し、
その解決を図るべく、前段ターボチャージャに供給され
る排気ガスの一部が後段ターボチャージャに分流され始
める段階で、トルクの落込みがないようにしたマルチタ
ーボチャージャを提供することにある。
The purpose of the present invention is to focus on such problems,
In order to solve this problem, it is an object of the present invention to provide a multi-turbocharger that prevents a drop in torque at the stage when a part of the exhaust gas supplied to the front-stage turbocharger starts to be diverted to the rear-stage turbocharger.

〔構 成〕〔composition〕

かかる目的を達成するために、本発明では、前段のター
ボチャージャからの吸気系を、エンジンに直接に過給す
る吸気管と、共鳴過給装置を有する吸気管とに切換可能
なようになして、エンジンの低負荷域にあって、エンジ
ンの排気通路に設けた前段ターボチャージャ用のウェス
トゲート弁が開弁されない間および後段ターボチャージ
ャからの十分な過給圧が得られるようになった段階では
エンジンに直接に給気する吸気管を介して過給が行われ
、上記のウェストゲート弁が開弁され始めて後段ターボ
チャージャから十分な過給圧が得られるまでの間は共鳴
過給装置の側に吸気系が切換えられるようにする。
In order to achieve such an object, the present invention allows the intake system from the front-stage turbocharger to be switched between an intake pipe that directly supercharges the engine and an intake pipe that has a resonance supercharging device. , when the engine is in a low load range, while the wastegate valve for the front turbocharger installed in the engine exhaust passage is not opened, and when sufficient boost pressure is obtained from the rear turbocharger. Supercharging is performed through the intake pipe that supplies air directly to the engine, and the resonance supercharging device is operated until sufficient supercharging pressure is obtained from the rear turbocharger after the wastegate valve starts opening. The intake system can be switched to

〔実施例〕〔Example〕

以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳細かつ具体
的に説明する。
Embodiments of the present invention will be described in detail and specifically below based on the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示し、本例では多気筒エン
ジン 113の気筒をその吸気が互いに重複し合わない
もの同士の2群に分けて吸気管113A。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In this embodiment, the cylinders of a multi-cylinder engine 113 are divided into two groups whose intake air does not overlap with each other, and the intake pipes 113A are arranged.

113Bを介してそれぞれに共鳴箱120Aおよび12
0Bを設け、これらの共鳴箱12OAおよび120Bに
更に共鳴管121Aおよび121Bを接続して共鳴管1
21Aおよび121Bに吸気切換弁122を介し第1タ
ーボチヤージヤの第1圧縮機101Bの過給空気出口側
を接続する。
113B to resonance boxes 120A and 12, respectively.
0B is provided, and resonance tubes 121A and 121B are further connected to these resonance boxes 12OA and 120B to form resonance tube 1.
The supercharged air outlet side of the first compressor 101B of the first turbocharger is connected to 21A and 121B via the intake switching valve 122.

更にまた、106は第1ターボチヤージヤ101および
第2ターボチヤージヤ102からそれぞれ直接エンジン
113に過給空気を供給するための吸気通路であり、第
1ターボチヤージヤ101からの過給空気は吸気切換弁
122によって共鳴管121A、121B側と吸気通路
106側とにその吸気経路を切換えることができる。
Furthermore, 106 is an intake passage for directly supplying supercharged air from the first turbocharger 101 and the second turbocharger 102 to the engine 113, and the supercharged air from the first turbocharger 101 is transferred to a resonance pipe by an intake switching valve 122. The intake path can be switched between the 121A and 121B sides and the intake passage 106 side.

また、吸気通路10Bには第1ターボチヤージヤ101
によって過給が行われる際に、その過給空気が第2ター
ボチヤージヤ102の圧縮機102Bの方に逆流しない
ようにするために逆止弁112が挿設されている。更に
また、114は双方の圧縮機101Bおよび102Bへ
の空気取入通路、104は第1排気タービンl0IAお
よび第2排気タービン102Aにエンジン113から排
気ガスを導く排気通路、10?は第1ターボチヤージヤ
101用のウェストゲート弁、108はその第1バイパ
ス通路である。また、第2ターボチヤージヤ102のタ
ービン102Aにガスを導く分岐排気通路123の途中
には弁124が設けてあり、エンジン113の低負荷域
では閉成される。
In addition, a first turbocharger 101 is provided in the intake passage 10B.
A check valve 112 is inserted to prevent the supercharged air from flowing back toward the compressor 102B of the second turbocharger 102 when supercharging is performed. Furthermore, 114 is an air intake passage to both compressors 101B and 102B, 104 is an exhaust passage that guides exhaust gas from the engine 113 to the first exhaust turbine 10IA and the second exhaust turbine 102A, and 10? is a wastegate valve for the first turbocharger 101, and 108 is its first bypass passage. Further, a valve 124 is provided in the middle of a branch exhaust passage 123 that guides gas to the turbine 102A of the second turbocharger 102, and is closed in a low load range of the engine 113.

125は、共鳴箱12OAと120Bとを直結させるよ
うに開弁される切換弁であり、共鳴過給系が使用されて
いる間、この切換弁125は閉成状態に保たれており、
共鳴箱120Aおよび120Bのいずれにも吸気は供給
されない。
125 is a switching valve that is opened to directly connect the resonance boxes 12OA and 120B, and while the resonance supercharging system is in use, this switching valve 125 is kept closed;
No intake air is supplied to either resonance box 120A or 120B.

このように構成したマルチターボチャージャによる過給
動作を以下に述べる。まず、低回転低負荷領域では分岐
排気通路123に配設されている弁124が閉成状態に
保たれており、エンジン113からの排気ガスは専ら第
1ターボチヤージヤ101のタービンl0IAを駆動す
る。
The supercharging operation by the multi-turbocharger configured in this way will be described below. First, in the low rotation and low load region, the valve 124 disposed in the branch exhaust passage 123 is kept closed, and the exhaust gas from the engine 113 exclusively drives the turbine 10IA of the first turbocharger 101.

またこのとき第1ターボチヤージヤ101の圧縮機10
1Bの吸気側出口は吸気切換弁122によって吸気通路
106の側に切換えられており、更に切換弁125は開
の状態で双方の気筒群に過給空気が供給されて、小容量
型ターボチャージャによる通常型の過本合がなされる。
At this time, the compressor 10 of the first turbocharger 101
The intake side outlet of 1B is switched to the intake passage 106 side by an intake switching valve 122, and when the switching valve 125 is open, supercharging air is supplied to both cylinder groups, and the small capacity turbocharger is used. A normal type of overmatch is made.

次に、低負荷域から回転が増してくると、排気ガスの増
量増圧にともない、ウェストゲート弁107が開き始め
第2排気タービン102Aが回転し始める。なおこのと
き弁124は閉成されている。かくして、第2ターボチ
ヤージヤ102では第2圧縮機1’02Bによって過給
空気が発生し始めるが、逆止弁112は第3図の逆止弁
12と同様に構成されており、第2圧縮機102Bによ
る過給圧が第1圧縮機101Bから発生する過給圧以上
とならねば逆止弁112は開弁されず、したがって第2
圧縮機102Bからの過給はない。
Next, when the rotation increases from the low load range, the waste gate valve 107 begins to open and the second exhaust turbine 102A begins to rotate as the amount and pressure of the exhaust gas increases. Note that the valve 124 is closed at this time. Thus, in the second turbocharger 102, supercharging air begins to be generated by the second compressor 1'02B, but the check valve 112 is configured similarly to the check valve 12 in FIG. 3, and the second compressor 102B The check valve 112 will not be opened unless the boost pressure generated by the first compressor 101B exceeds the boost pressure generated by the first
There is no supercharging from compressor 102B.

しかし、本例では、ウェストゲ−)・弁107が開弁さ
れ始めると同時に吸気切換弁122が共鳴吸気系に切換
えられ一方の切換弁125は閉成されて、第1圧縮機1
01Bからの過給空気は共鳴管121Aおよび121B
を介して共鳴箱12OAおよび120Bに導かれ、ここ
で共鳴過給効果が得られるようにする。
However, in this example, at the same time as the Westgate valve 107 starts to open, the intake switching valve 122 is switched to the resonant intake system, and one switching valve 125 is closed, and the first compressor 1
The supercharged air from 01B is sent to resonance pipes 121A and 121B.
are led to the resonance boxes 12OA and 120B, where a resonance supercharging effect can be obtained.

すなわち、共鳴過給装置とは、吸気の脈動とその吸気系
の有する固有振動とを一致させて共鳴現象を発生させる
ことにより吸気の充填効率を高めようとするもので、タ
ーボチャージャから得られるほぼ一定圧の過給空気を共
鳴過給系を介して振動させるようになし、もとの圧力以
上の圧力波の山となったときに吸気弁の開時期を合せる
ようになしてその過給圧をより一層高めることができる
In other words, a resonant supercharging device attempts to increase the charging efficiency of the intake air by matching the pulsation of the intake air with the natural vibration of the intake system to generate a resonance phenomenon. The supercharging air at a constant pressure is vibrated through a resonant supercharging system, and the opening timing of the intake valve is adjusted when the pressure wave peaks higher than the original pressure, thereby increasing the supercharging pressure. can be further enhanced.

したがって、このような共鳴過給は元となる過給圧が高
いときほど大きい振幅が得られるもので、本例のように
ウェストゲート弁107を開く時点ではまさに最も効率
的に共鳴過給効果を得るに好適な条件が整っているとい
える。かくして、本例では第1ターボチヤージヤ101
から第2ターボチヤージヤ102への切換えのトルク落
込みの時期に、共鳴過給効果を利用して、その落差を補
うことができるもので、特にウェストゲート弁107の
開き始め、すなわち第2ターボチヤージヤ 102の過
給し始めの段階ではいまだベース圧がほぼ保たれたまま
の状態にあるので、共鳴過給系への吸気の切換えによる
振幅の落差も少なくてすむ。
Therefore, in such resonance supercharging, a larger amplitude can be obtained as the source supercharging pressure is higher, and when the waste gate valve 107 is opened as in this example, the resonance supercharging effect is most efficiently achieved. It can be said that favorable conditions are in place for obtaining this. Thus, in this example, the first turbocharger 101
When the torque decreases when switching from to the second turbocharger 102, the resonant supercharging effect can be used to compensate for the drop. At the beginning of supercharging, the base pressure is still almost maintained, so there is less difference in amplitude due to switching of intake air to the resonant supercharging system.

また、エンジン113の負荷領域が更に高い方に移行し
ていくと、第2ターボチヤージヤ102からの過給圧が
次第に高められて第1ターボチヤージヤ 101からの
過給圧に追付き、逆止弁112が開弁されると同時に吸
気切換弁122及び切換弁125も切換えられ、分岐排
気通路123に設けた弁124が開弁されて、第2ター
ボチヤージヤ102による過給空気の供給が開始される
。なおここでは、切換弁125が切換えられて共鳴箱1
20Aと120Bとが一体化されることにより、共鳴過
給系からの逆効果を防市している。
Further, as the load range of the engine 113 shifts to a higher side, the supercharging pressure from the second turbocharger 102 gradually increases and catches up with the supercharging pressure from the first turbocharger 101, and the check valve 112 closes. At the same time as the valves are opened, the intake switching valve 122 and the switching valve 125 are also switched, the valve 124 provided in the branch exhaust passage 123 is opened, and the supply of supercharged air by the second turbocharger 102 is started. Note that here, the switching valve 125 is switched so that the resonance box 1
By integrating 20A and 120B, adverse effects from the resonance supercharging system are prevented.

第2図は本発明の他の実施例を示す。本例は共鳴過給効
果が広い回転領域にわたって得られるように共鳴系を可
変にしたものであって、すなわち、第1ターボチヤージ
ヤと第2ターボチヤージヤとの間の容量の差が比較的に
大きいような場合に好適な例である。
FIG. 2 shows another embodiment of the invention. In this example, the resonance system is made variable so that the resonance supercharging effect can be obtained over a wide rotation range, and in other words, the difference in capacity between the first turbocharger and the second turbocharger is relatively large. This is a suitable example in this case.

本例では、共鳴管131Aおよび131Bの共鳴箱12
0Aおよび120Bとのそれぞれ連結部に突出長さを可
変とする可動管132Aおよび132Bを配設し、この
可動管132Aおよび132Bを矢印方向に移動させる
ことにより共鳴点を変化させるようにする。なお、その
他の構成は第1図と変わらない。
In this example, the resonance boxes 12 of the resonance tubes 131A and 131B are
Movable tubes 132A and 132B with variable protrusion lengths are disposed at the connecting portions with 0A and 120B, respectively, and the resonance point is changed by moving the movable tubes 132A and 132B in the direction of the arrow. Note that the other configurations are the same as in FIG. 1.

このように構成したマルチターボチャージャでは、上述
したように、第1ターボチヤージヤ 101から第2タ
ーボチヤージヤ102に過給動作が拡大される段階で可
動管132Aおよび132Bを移動させることにより幅
広く共鳴過給効果が得られるようにすることができる。
In the multi-turbocharger configured in this manner, as described above, by moving the movable tubes 132A and 132B at the stage when the supercharging operation is expanded from the first turbocharger 101 to the second turbocharger 102, a wide resonance supercharging effect can be achieved. can be obtained.

なお、以上の実施例は2つのターボチャージャによって
構成したマルチターボチャージャの場合であったが、本
発明の適用は組合せるターボチャージャが2つの場合に
限られるものではなく、それ以上の複数のターボチャー
ジャがエンジンの負荷領域に応じて順次に駆動される場
合であっても同様な構成となして適用できるのはいうま
でもない。
In addition, although the above embodiment was a case of a multi-turbocharger configured with two turbochargers, the application of the present invention is not limited to the case where the number of turbochargers to be combined is two. Needless to say, the same configuration can be applied even when the charger is driven sequentially depending on the load range of the engine.

かかる場合、次段のターボチャージャからの過給圧が前
段のターボチャージャからの過給圧となるまでの間、第
1図または第2図の例について説明したような共鳴過給
系と切換えに関連する弁類等をそれぞれ配設することに
よって1次々と上述したような効果を得ることができる
In such a case, until the supercharging pressure from the next stage turbocharger becomes the supercharging pressure from the previous stage turbocharger, switching to a resonant supercharging system as explained in the example of FIG. 1 or FIG. By arranging related valves, etc., the above-mentioned effects can be obtained one after another.

〔効 果〕〔effect〕

以」二説明してきたように、本発明によれば、複数のタ
ーボチャージャを具え、エンジンの負荷領域に応じて順
次に次段のターボチャージャが駆動されるようにしたマ
ルチターボチャージャにおいて、前段ターボチャージャ
の圧縮機から下流の吸気系を、直接エンジンに過給空気
を送出する吸気経路と共鳴過給手段を介してエンジンに
過給空気を送出する経路とに切換え自在となして、前段
ターボチャージャのウェストゲート弁が開弁されて、次
段のターボチャージャが駆動され始めると、前段ターボ
チャージャからの過給空気を共鳴過給手段側に切換えて
供給し、次段ターボチャージャからの過給圧が前段ター
ボチャージャからの過給圧に達するまで、上記の供給状
態が維持されるようにしたので、前段のターボチャージ
ャ駆動から更に次段のターボチャージャが駆動されるま
での間の過給不足によるトルクの落込みを防止すること
ができて、エンジンの広い負荷領域にわたり、良好な過
給効率を維持させることができる。
As described above, according to the present invention, in a multi-turbocharger including a plurality of turbochargers and in which the next-stage turbochargers are sequentially driven according to the load range of the engine, the first-stage turbocharger is The intake system downstream from the compressor of the charger can be freely switched between an intake path that sends supercharged air directly to the engine and a path that sends supercharged air to the engine via resonance supercharging means, and When the wastegate valve is opened and the next stage turbocharger starts to be driven, the supercharging air from the previous stage turbocharger is switched and supplied to the resonance supercharging means side, and the supercharging pressure from the next stage turbocharger is increased. The above supply state is maintained until the turbocharger reaches the supercharging pressure from the previous stage turbocharger. A drop in torque can be prevented, and good supercharging efficiency can be maintained over a wide engine load range.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明マルチターボチャージャの構成の一例を
示す模式図、第2図は本発明の他の実施例の構成を示す
模式図、第3図は従来のマルチターボチャージャの一例
を示す構成図である。 1 、101・・・第1ターボチヤージヤ、2.202
・・・第2ターボチヤージヤ、I A 、l0IA・・
・第1排気タービン、I B 、l0IB・・・第1圧
縮機、2 A 、202A・・・第2排気タービン、2
 B 、202B・・・第2圧縮機、3.113・・・
エンジン、 3A・・・燃焼室、 4.104・・・排気通路、 5.13・・・分岐吸気通路、 6.108・・・吸気通路、 7.107・・・ウェストゲート弁、 7A、IIA・・・弁体、 8.10.108・・・バイパス通路、9、IO9・・
・排出通路、 11・・・ウェストゲート弁、 12.122・・・逆止弁、 12A・・・ばね、 14.114・・・空気取入通路、 12OA、120B・・・共鳴箱、 121A、121B・・・共鳴管、 122・・・吸気切換弁、 123・・・分岐排気通路、 124・・・弁、 125・・・切換弁、 131A、131B・・・共鳴管、 132A、132B・・・可動管。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a multi-turbocharger according to the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of another embodiment of the invention, and FIG. 3 is a configuration diagram showing an example of a conventional multi-turbocharger. It is a diagram. 1, 101...first turbocharger, 2.202
...Second turbocharger, IA, l0IA...
・First exhaust turbine, I B , l0IB... First compressor, 2 A, 202A... Second exhaust turbine, 2
B, 202B...second compressor, 3.113...
Engine, 3A... Combustion chamber, 4.104... Exhaust passage, 5.13... Branch intake passage, 6.108... Intake passage, 7.107... Waste gate valve, 7A, IIA ...Valve body, 8.10.108...Bypass passage, 9, IO9...
・Discharge passage, 11... Waste gate valve, 12.122... Check valve, 12A... Spring, 14.114... Air intake passage, 12OA, 120B... Resonance box, 121A, 121B... Resonance pipe, 122... Intake switching valve, 123... Branch exhaust passage, 124... Valve, 125... Switching valve, 131A, 131B... Resonance pipe, 132A, 132B...・Movable tube.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 複数のターボチャージャを有し、エンジンの負荷状態に
応じ、前段のターボチャージャのウェストゲート弁を介
して供給された排気ガスにより後段のターボチャージャ
を駆動するようにしたマルチターボチャージャにおいて
、前記前段のターボチャージャの下流の吸気系に、前記
エンジンに直接過給が可能な第1吸気系と、共鳴過給手
段を介して前記エンジンに過給する第2吸気系と、前記
前段のターボチャージャからの過給を前記第1吸気系ま
たは第2吸気系に切換える切換手段とを設け、前記ウェ
ストゲート弁を介して前記後段のターボチャージャへの
前記排気ガスの供給開始時に前記切換手段により前記前
段のターボチャージャからの過給を前記第1吸気系から
前記第2吸気系に切換えて前記エンジンに供給するよう
にしたことを特徴とするマルチターボチャージャ。
In a multi-turbocharger having a plurality of turbochargers, the rear turbocharger is driven by the exhaust gas supplied through the waste gate valve of the front turbocharger according to the engine load condition. The intake system downstream of the turbocharger includes a first intake system that can directly supercharge the engine, a second intake system that supercharges the engine via resonance supercharging means, and a second intake system that supercharges the engine via resonance supercharging means, and a second intake system that supercharges the engine through resonance supercharging means. switching means for switching supercharging to the first intake system or the second intake system, and when the exhaust gas starts to be supplied to the rear turbocharger via the wastegate valve, the switching means switches the turbocharger to the front turbocharger. A multi-turbocharger characterized in that supercharging from a charger is switched from the first intake system to the second intake system and supplied to the engine.
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