JPS6120294Y2

JPS6120294Y2 -

Info

Publication number: JPS6120294Y2
Application number: JP7331980U
Authority: JP
Priority date: 1980-05-28
Filing date: 1980-05-28
Publication date: 1986-06-18
Also published as: JPS56175525U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は排気ターボ過給装置に関するものであ
り、殊に排気バイパス装置と排気還流装置
（EGR装置）とを備える排気ターボ過給装置に係
るものである。

エンジンに排気ターボ過給装置を組み合せる場
合の最大の問題点は、エンジンが低速回転してい
る状況では排圧が上らず、従つてタービンが高速
で回転できないためにコンプレツサの回転も上昇
し得ず、十分なブースト圧が発生しないことであ
る。そして、この場合更に悪いことは上記過給装
置を組み合せたエンジンでは必然的に吸・排気抵
抗が大となつているためこれを備えないエンジン
より一層出力が低下する点である。

そこで、エンジンの低速回転時でも高速回転を
することができる様なタービンを選択してこの問
題を解決せんとすると、高速回転時にはブースト
圧が高くなりすぎてエンジンの許容最大爆発圧力
を越えてしまう様な事態が生じエンジンが損傷さ
れかねない。

この様な問題を解決するために、排気バイパス
装置が開発されて来ている。これは、上述の如く
エンジンの低速回転時にあつても高いブースト圧
が得られる様にタービンを選定したものに於て、
高速回転時にこのブースト圧が設定値以上となら
んとした時、排気ガスを該タービンに供給するこ
となく迂回させんとするもので、第１図に示す如
く、排気ターボ過給機Toのタービン１０の入口
１１に連なる排気ダクト１２と同出口１３とを連
絡するバイパス路１４を備えると共にその間に排
気バイパス装置１５を配していて吸気ダクト１６
に於けるブースト圧が設定値以上となつたそきア
クチユエータ１７が応動して上記排気バイパス装
置１５を開放し、排気ガスをバイパスさせんとす
るものである。尚、図に於て１８は過給機Toの
コンプレツサ、１９はエアクリーナ、２０はエン
ジンで２１はその吸気弁、２２は排気弁、２３は
ピストン、２４は燃焼室である。

また、前述の如くタービン１０が高速回転して
いない状況ではターボ過給装置を備えないエンジ
ンの方が効率が良いこと、あるいは低・中負荷運
転時にあつては供給される燃料に比して空気が十
分に余つていることなどから、この様な状態でも
排気バイパス装置を働かせてタービンの稼動を実
質的にキヤンセルすると言つた排気バイパス装置
の使い方もある。

所で、この様な排気バイパス装置を備えた第１
図の如きエンジン２０に於いて、排気ダクト１２
と吸気ダクト１６との間を排気還流路としての
EGRパイプＥで連絡するとともにこのEGRパイ
プＥ内に排気還流制御弁としてのEGRバルブＶ
を配設して排気還流を成さんとした場合、前記排
気バイパス装置１５が開かれて排気バイパス路１
４に排気ガスが放出されている状況下では排気ダ
クト１２内の排圧が上らず、高いブースト圧をも
つている吸気ダクト１６中に排気ガスを還流する
ことができない。即ち排気還流装置がその機能を
発揮することができなくなつてしまうのである。

本考案はこれらの点に着目して成されたもので
あつて、特公昭46−564号公報に示されている様
な排気ターボ過給装置（着火順序を考虜して排気
ダクトを２群に分割するとともにタービンのスク
ロールをこれに合せて２分した排気路を用意して
排気脈動の干渉を防止した排気ターボ過給装置）
の夫々の排気路に排気バイパス装置の排気バイパ
ス弁を各々配設するとともに、一方の排気バイパ
ス弁が他より遅れて開かれる様に成し、更にこの
他より遅れて開かれる排気バイパス弁の配設され
ている排気路と吸気路とを排気還流路により連結
して排圧を確保し、前記２つの排気バイパス弁が
開くまでは排気還流を行なわせるようにした排気
ターボ過給装置を提供せんとするものでその要旨
は２スクロール型排気ターボ過給機と２分割排気
路とを有するエンジンの一方の排気路に第１設定
圧力値で開く第１の排気バイパス弁を、他方の排
気路に前記第１設定圧力値よりも大きい第２設定
圧力値で開く第２の排気バイパス弁を夫々設け、
前記第２の排気バイパス弁を有する排気路を吸気
路とを排気還流路により連結してなる排気ターボ
過給装置にある。

以下図示せる本考案の一実施例について詳説す
る。第２図Ａ，Ｂ，Ｃに於て、１２１，１２２は
エンジン２０の２つに分離された排気マニホール
ド１２１Ｅ，１２２Ｅに連結され夫々独立した排
気ダクト、１１１，１１２は２スクロール型排気
ターボ過給機Ｔの夫々独立したタービン１０のス
クロール、１１５はこの２つのスクロールを分離
する中間壁、１１３，１１４は各々のスクロール
１１１，１１２の各仕切壁１６０に形成され排気
バイパス路１４０に連通したバイパス孔、１５
１，１５０は該バイパス孔１１４，１１３に対応
した排気バイパス装置１５の第１及び第２の排気
バイパス弁、１５３，１５２は同レバー、１５
５，１５４は同軸、１５７，１５６は同リンク、
１５９，１５８は同ステムであつて、上記排気バ
イパス装置１５は夫々独立した排気バイパス弁機
構を２つ備えている。。また、上記リンク１５
７．１５６は各々別途用意され吸気ダクト１６あ
るいは吸気マニホールド１６Ｍのブースト圧によ
り作動するアクチユエータ１７２，１７１に連結
されていて、夫々の設定された第１のブースト圧
及びその第１のブースト圧よりも大きい第２のブ
ースト圧により前記第１，第２の排気バイパス弁
１５１，１５０を開閉制御する。また、上述のよ
うな開閉制御、即ち第１の排気バイパス弁１５１
の方が第２の排気ババイパス弁１５０に先んじて
開放される様にアクチユエータ１７１の戻しばね
１７１Ｓのばね力がアクチユエータ１７２の戻し
ばね１７２Ｓのばね力よりも大きく設定されてい
る。

そして、排気還流路としてののEGRパイプＥ
は、EGRバルブＶを有し、かつ第１の排気バイ
パス弁１５１に遅れて開放される第２の排気バイ
パス弁１５０の取付けられている側のスクロール
１１１と吸気ダクト１６とを連結せしめている。

以上の如き構成による本考案排気ターボ過給装
置にあつては、ブースト圧が第１の設定値に達す
るまでは両排気バイパス弁１５０，１５１とも閉
鎖されたままであるから両排気路は完全に独立し
ており、前記特公昭46−564号公報記載の発明に
おけるような排気脈動の干渉防止効果を十分に発
揮することができる。そしてこの状態ではブース
ト圧に比して排圧の方が高くなつている故、前記
EGRバルブＶにて制御された排気ガスをEGRパ
イプＥを介して吸気ダクト１６に還流させて排気
還流することができる。

また、ブースト圧が第１の設定値に達した場合
には前記第１の排気バイパス弁１５１がバイパス
孔１１４を開放してブースト圧の異常上昇を防止
する。この状態では今一つの第２の排気バイパス
弁１５０は閉じたままであるので、ブースト圧よ
りも高圧の排圧がスクロール１１１内に保たれて
おり、そこにEGRパイプＥが挿通されているか
ら、前記状態と同様に排気還流を成すことができ
る。

更にブースト圧が上昇し第２の設定ブースト圧
に達した場合には、上記第２の排気バイイパス弁
１５０もバイパス孔１１３を開放するため、ブー
スト圧の異常上昇によつてエンジンが損傷する様
なことは完全に防止することができる。

そして、この様な状況では排気還流を成し得ない
が、逆に同状況はエンジンの高速高負荷時に発生
し燃焼室内には燃料に比して空気が多量に存在し
ている状態であるから排気還流を成すと燃焼が悪
化するため、排気還流はなされない方が望ましい
のである。

また、２つのバイイパス孔１１３，１１４を同
時に開閉し得る様な１個の排気バイパス弁を配し
て排気バイパス装置と成す場合には、この排気バ
イパス弁に、スクロール１１１，１１２に交互に
発生する排気脈動によるモーメントが作用してそ
の開閉機能を損う様なことがあり得るが、本考案
装置では夫々のバイパス孔１１３，１１４に各々
排気バイパス弁１５０，１５０を配したので該モ
ーメントは完全に消去することができ、排気バイ
パス装置の耐久性、信頼性を大巾に改善すること
ができるのである。

また、本実施例に於てはタービンのスクロール
部に排気バイパス装置が取り付けられている例を
もつて説明したが、これは排気ダクトに配設して
もよい。

また、上記排気バイパス装置はブースト圧によ
つて動作するアクチユエータを持つ例について説
明したが、このアクチユエータはエンジンの過給
状況を検出できる圧力に応じて作動すれば良いの
で、排気路の排圧によつて動作する様にしてもよ
い。

以上のように、本考案による排気ターボ過給装
置は２スクロール型排気ターボ過給機と２分割排
気路とを有するエンジンの一方の排気路に第１設
定圧力値で開く第１の排気バイパス弁を、他方の
排気路に前記第１設定圧力値よりも大きい第２設
定圧力値で開く第２の排気バイパス弁を夫々設
け、前記第２の排気バオパス弁を有する排気路と
吸気路とを排気還流路により連結してなるので、
次にような効果がある。

即ち、前記第１設定圧力値に達するまでは両排
気バイパス弁が閉鎖されているからエンジン及び
排気ターボ過給機の排気路は完全に独立状態にあ
るから、排気路を２分割化によつて得られる排気
脈動の干渉防止効果を損うことがなく、また、こ
の状態では吸気路のブースト圧よりも排圧の方が
高圧に保つことができるので、排気還流が支障な
く行い得る効果がある。

次に、前記第１設定圧力値に達した場合には、
第１の排気バイパス弁が開放するので、吸気路の
ブースト圧の異常上昇及びそれによつてもたされ
るエンジンの損傷をも防止するとともに、この状
態では第２の排気バイパス弁が閉鎖されていて、
該弁の設けられた側の排気路の排圧が吸気路のブ
ースト圧よりも高圧に保持されるので、排気還流
は支障なく行われる効果がある。

更に、前記第２の設定圧力値に達した場合に
は、第２の排気バイパスス弁も開放し、両排気バ
イパス弁が同時に開放状態にあるので、吸気路の
ブースト圧の更なる異常上昇によつてエンジンが
損傷することが防止される効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な排気バイパス装置並びに排気
還流装置付排気ターボ過給装置を示す概略図、第
２図は本考案による排気ターボ過給装置を示す図
で、同Ａはその一部断面による正面図、同Ｂは同
ＡのＢ−Ｂ断面図、同Ｃは同ＡのＡ−Ａ断面図、
第３図は本考案による排気ターボ過給装置を示す
概略図である。１０……タービン、１５……排気バイパス装
置、１１１，１１２……スクロール、１１３，１
１４……バイパス孔、１２１，１２２……排気ダ
クト、１５０，１５１……排気バイパス弁、１７
１，１７２……アクチユエータ、Ｅ……EGRパ
イプ、Ｖ……EGRバルブ、Ｔ……２スクロール
型排気ターボ過給機。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

２スクロール型排気ターボ過給機と２分割排気
路とを有するエンジンの一方の排気路に第１設定
圧力値で開く第１の排気バイパス弁を、他方の排
気路に前記第１設定圧力値よりも大きい第２設定
圧力値で開く第２の排気バイパス弁を夫々設け、
前記第２の排気バイパス弁を有する排気路と吸気
路とを排気還流路により連結してなる排気ターボ
過給装置。