JPS61291725A - 2段式過給装置 - Google Patents

2段式過給装置

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JPS61291725A
JPS61291725A JP60133442A JP13344285A JPS61291725A JP S61291725 A JPS61291725 A JP S61291725A JP 60133442 A JP60133442 A JP 60133442A JP 13344285 A JP13344285 A JP 13344285A JP S61291725 A JPS61291725 A JP S61291725A
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JP
Japan
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supercharger
exhaust
passage
intake
capacity
Prior art date
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Pending
Application number
JP60133442A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Koumura
隆 鴻村
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.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
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Publication of JPS61291725A publication Critical patent/JPS61291725A/ja
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
    • F02B37/004Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust drives arranged in series
    • 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
    • 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、容量の異なる二台の排気タービン式過給機を
直列に接続してなる2段式過給装置に関する。
〈従来の技術〉 従来より、エンジンの出力を増大させる目的で、内燃機
関の排気ガス流により駆動されるコンプレッサからなる
、所謂ターボチャージャと呼ばれる過給機が用いられて
いる。これらは、排気ガス流により駆動されることから
、排気ガス圧の低い低負荷域での応答性が不十分になり
がちであり、特に高速域を重視した人容口の過給機はこ
の傾向が強く、応答性の改善を含めて、より広範囲に亘
ろ過給効果の向上が問題点となっている。
上記した問題点を解消すべく、容量の異なる二台の過給
機を直列に接続し、内燃機関の負荷状況に応じてバイパ
ス通路を開閉することにより、これら二台の過給機を連
動させる2段式過給装置が例えば、特公昭45−908
4号公報及び、特公昭59−11729号公報により公
知である。
この種の多段式過給装置にあっては、両過給機が互いに
干渉しない通路構成とすることが望ましく、使用範囲外
の過給機は運転させないことがエネルギ損失を少なくす
る上で好ましい。
〈発明が解決しようとする問題点〉 しかるに、吸気上流側に小容量の過給機を配設し、高負
荷領域で該過給機の運転を停止させた場合、下流側の大
容量の過給機が吸気通路中の空気を吸引しているため、
吸気通路上流側が若干負圧となり、反面、排気ガス通路
側は常時高圧であるため、吸気上流側の過給機のコンプ
レッサ部の軸シールより、潤滑油が漏れ易くなる不都合
が生じる。
このような従来技術の問題点に鑑み、本発明の主な目的
は、より広範囲に亘る内燃機関の運転領域に於ける過給
効率の改善及び、低負荷域での応答性の向上を達成する
と同時に、吸気上流側のコンプレッサ部の軸シールに、
潤滑油の漏洩の原因となる負圧が作用することのない通
路構成を備える2段式過給装置を提供することにある。
〈問題点を解決するための手段〉 このような目的は、本発明によれば、内燃機関の排気ガ
スにより駆動される容量の異なる二台の過給機よりなる
2段式過給装置であって、比較的小容量の過給機と、比
較的大容量の過給機と、前記小官」の過給機の排気出口
より前記大容量の過給機の排気入口に接続する直列通路
と、前記小容量の過給機の排気出入口をバイパスし前記
大容量の過給機に至る排気バイパス通路と、該排気バイ
パス通路に設けられるバイパス弁と、前記大容量の過給
機の吸気出口より前記小容量の過給機の吸気入口に接続
する直列通路と、前記小容量の過給機の吸気出入口をバ
イパスし内燃機関に至る吸気バイパス通路と、該吸気バ
イパス通路に設けられる逆止弁とを有することを特徴と
する2段式過給     。
装置を提供することにより達成される。
く作用〉 このように、排気通路側は上流側に小容量の過給機を、
そして吸気通路側は、上流側に大容量の過給機を配して
容」の異なる二台の過給機を直列に接続し、更に吸排気
それぞれの通路に小容量の過給機をバイパスする通路を
設け、適宜にこれら通路の流量調節を可能なものとして
おくことにより、中低負荷域は両過給機を適宜に連動し
て作動させ、高負荷域に於ては大容量の過給機のみを作
動させることが可能となる。そのため、互いの過給機の
連動制御が容易となり、互いが干渉し合うことによる不
都合を生じることがなく、低負荷域を小型軽量の過給機
に受は持たせるものとしたことから、低負荷域に於ける
応答性をも改善し得る。
しかも、高負荷域で小容量過給機が運転を停止しても、
該過給機が吸気下流側に位置していることから、常にコ
ンプレッサ部に高圧が作用することとなり、潤滑油が漏
洩する虞れを回避することが可能となる。
〈実施例〉 以下、本発明の好適実施例を添゛付の図面について詳し
く説明する。
第1図は本発明に基づく2段式過給装置の全体を示して
いる。内燃機関1の排気通路2は、比較的小容量の第一
の過給機3の排気上流側で二叉に分岐され、一方の排気
通路4は第一の過給機3の排気タービン部3aへ、他方
の排気バイパス通路5はバイパス弁6を介して比較的大
容量の第二の過給機7の排気タービン部7aへと接続さ
れている。第一の過給機3の排気タービン部3aを通過
した排気流は、前記排気バイパス通路5に設けられたバ
イパス弁6の下流側に接続される通路4aを経て、第二
の過給v!jt7へ至る排気流と合流している。また、
第二の過給[7の排気タービン部7aの排気上流側には
、ウェストゲート弁8により開閉されるバイパスポート
9が設けられ、排気タービン部7aを通過させることな
く、排気流を第二の過給機7の下流側の通路10へと流
出し得るようにされている。更に排気ガスは、図示され
ないマフラを通過して大気中へと放出される。
一方エアクリーナ11を通過して吸入された吸気は、第
二の過給機7のコンプレッサ部7bを通過した後二叉に
分岐され、一方は吸気通路12を経て第一の過給機3の
コンプレッサ部3bに、そして他方は吸気バイパス通路
13より、リード弁14及び吸気通路16を経て、内燃
機関1の吸気管へと流入する。また、第一の過給機3の
コンプレッサ部3bよりの過給機通路15は、前記した
リード弁14の上流側で吸気バイパス通路13と合流し
、吸気通路16へと至っている。
次に上記のような構成からなる2段式過給装置の作動に
ついて説明する。
機関が低負荷運転時に於ては、排気バイパス通路5のバ
イパス弁6を仝閑にしておくことにより、排気ガスの全
量が第一の過給機3のタービン部3aに流入し、第一の
過給機3が吸気の加圧を行なう。そのため過給機通路1
5が高圧となり、り一ド弁14の逆止作用で加圧空気は
内燃機関1の燃焼室へと送給される。
第二の過給機7の排気タービン7aは、第一の過給機3
を駆動した後の若干減圧した排気流を受けてコンプレッ
+j7bを駆動し、エアクリーナ11より吸引された空
気を成る程度過給して、第一の過給機3のコンプレッサ
部3bへと送給する。
中負荷域に於ては、バイパス弁6を適度に開くことによ
り、第−及び第二の排気タービン部3a。
7aに同時に高圧の排気ガスを送給する。この時、両排
気タービン部3a、7aへの排気ガスの流入量はバイパ
ス弁6の開度に応じて制限されることとなるが、例えば
スロットル開度と連動してバイパス弁6の開度を連続的
に変化させれば、その時の機関負荷に応じた最適の過給
容量を得ることが可能である。
更に、高負荷域に於ては、バイパス弁6を全開すること
により、第一の排気タービン部3aをバイパスして流れ
る排気流が増大し、第一の過給機は運転を停止する。従
って、吸入空気は全四第二の過給機7にて過給されるこ
ととなり、吸気バイパス通路13よりリード弁14及び
、吸気通路16を経て内燃機関1の吸気管へと送給され
る。また、高負荷域では排気圧力が高く、過過給となる
虞れがあるが、ウェストゲート弁8にて適宜排気流をバ
イパスポート9側へ逃すことにより、タービンの回転を
制限し、過給圧を一定に保つようにされている。
過給圧の適正な制限を行なうに当っては、排気通路中の
バイパス弁6、及びウェストゲート弁8を適宜に制御す
る必要がある。この場合、インターセプトポイント以下
に第−及び第二の両過給機3.4が同時に作動する範囲
を定めておき、この区間はバイパス弁6の開度を優先さ
せて過給圧を制限することにより、両過給機3.4の効
率的な連動運転をなし得る。
バイパス弁6が全開した後に、更に過給圧が上昇する場
合には、ウェス1〜グー1〜弁8を開くことにより過給
圧が過度に上昇することを防止し得る。
このように、段階的に両弁6.8の制御を行なうものと
することにより、制御の条件付けを簡略化することがで
きる。また、これらの制御は、例えばコントロール装置
17にスロットル開度、過給圧、吸入負圧等の情報を入
力し、電磁手段、或いは流体圧に応動するアクチュエー
タ18.19をもって適宜に両弁6.8を作動させるこ
とによって行なうことも可能でおる。
上記したように、本実施例によれば、低負荷域では小容
量のタービンを駆動した余剰エネルギで大容量タービン
を駆動することにより、大容量過給機である程度過給し
た過給気を、更に小容量過給前で過給することができる
。また、中負荷域では、バイパス弁により両過給機のバ
ランスをとりながら、円滑に両タービンの連携を行なう
ことが可能でおる。更に、高負荷域では、小容量過給機
は全く動作をせず、吸気もバイパス通路を経て吸入され
るため何等抵抗となることがない。
尚、上記実施例では2段式過給装置について述べたが、
更に多数段とすること、或いは上記の装置を並列に接続
して用いることも可能である。また、吸気側の逆止弁と
してリード弁を用いるものとしたが、他の均等な手段に
て実施することも可2能である。
〈発明の効果〉 このように、本発明によれば、容量の異なる二台の過給
機を適切に配置し、一方向弁としてのす−ド弁を吸気通
路の適正な位置に設けるのみで、運転停止中の過給機の
コンプレッサ部に負圧が作用することを回避し得る。従
って、より広い負荷範囲に亘る効率的な過給と、低負荷
域での応答性の改善と共に、過給機の信頼性を向上する
上で大きな効果を奏することができる。また、一方向弁
としてリード弁を用いれば、何ら他の制御手段を用いる
ことなく、吸気流路の切替を行うことができ、構造を簡
略化する上で極めて効果的である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に基づく過給装置の仝休を示す系統図で
ある。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 内燃機関の排気ガスにより駆動される容量の異なる二台
    の過給機よりなる2段式過給装置であつて、 比較的小容量の過給機と、比較的大容量の過給機と、 前記小容量の過給機の排気出口より前記大容量の過給機
    の排気入口に接続する直列通路と、前記小容量の過給機
    の排気出入口をバイパスし前記大容量の過給機に至る排
    気バイパス通路と、該排気バイパス通路に設けられるバ
    イパス弁と、 前記大容量の過給機の吸気出口より前記小容量の過給機
    の吸気入口に接続する直列通路と、前記小容量の過給機
    の吸気出入口をバイパスし内燃機関に至る吸気バイパス
    通路と、該吸気バイパス通路に設けられる逆止弁とを有
    することを特徴とする2段式過給装置。
JP60133442A 1985-06-19 1985-06-19 2段式過給装置 Pending JPS61291725A (ja)

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