JPS6210422A

JPS6210422A - 多シリンダ内燃機関に過給するための装置

Info

Publication number: JPS6210422A
Application number: JP61157167A
Authority: JP
Inventors: ユリー　ゲオルグ　ボリラ
Original assignee: Volvo AB
Current assignee: Volvo AB
Priority date: 1985-07-05
Filing date: 1986-07-03
Publication date: 1987-01-19
Also published as: SE451338B; BR8603092A; SE8503362D0; SE8503362L; EP0215754A1

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〕本発明は多シリンダ内燃機関に過給するための装置に係
り、そこではエンジンの排気マニホルドが少くとも２つ
の隔離した区画に分割され、各々その個々の入口を有し
、各エンシンシリンダのそれぞれのグループに接１読さ
れ、前記装置が少くとも２つの過給機全組入れ、各々が
それぞれの排気マニホルド区画の出口に接続するための
タービンと、該タービンによって駆動されるコンプレッ
サーとより成９、該コンプレッサーの出口がエンジンの
入口マニホルドに接続されているものである。

〔従来の技術〕

排気で駆動するタープコンプレッサー型式の過給機で過
給することは、内燃機関の有効平均圧力を増加する最も
重要な方法であることは周知である。内燃機関の特定動
力の格付けは、ター、ｊ＝’コングレッサーの使用が出
現して以来著しく増加しており、この傾向はより大きい
動力集中、より少ない燃料消費及びより低い製造費の要
求がある限り変らない。

タープコンプレッサーは小さい容積内で大きいガス流を
処理しうる動的ガス機関であり、従って容積ガス機関で
あって、高い圧力比を達成しうる内燃ピストンエンジン
に対し極めて適切な補助を構成するものである。しかし
タープコンプレッサーと内燃機関、特に自動車用の内燃
機関との間で相互の調和を達成することは困難である。

良好なエンジントルク特性の要求は、自然の流れ特性、
すなわちエンジン速度の増加に伴なうチャージ圧力又は
ブースタ圧力の増加によって妨げられる。一方、タープ
コンプレッサーを取り付けるときの要求は、コンプレッ
サー自身の機能原理によって妨げられる。すなわちエン
ジンとの機械的接続が何も存在しない。

速度及び負荷の広い範囲内でエネルギー消費低減の要求
は、ガス流及びチャージ圧力にタープコンプレッサー効
率が依存することによって妨げられる。これらの理由の
ために、夕一〆コンプレッサーを内燃機関に適応するこ
とは、最大動力、トルク特性、エンジン速度と熱的及び
機械的制限との間、また排ガスの排出に関する制限との
間の妥協の問題になる。この妥協を行なう時に、低エン
ノン速度におけるエンジンの性能に重点がおかれ、高エ
ンノン速度におけるエンシン性能を・犠牲することが多
い。従って高い特定動力格付けの自動推進エンノンにお
いて、これらの要求全十分に満足させる進歩した過給シ
ステムに対する大きい要望が存在する。

進歩し几過給／ステムを製作するために、例えば可変結
合構造を有するタービンと結合した過給機、平行な過給
機及び直列に接続された過給機が現在まで用いられてい
る。しかしかようなシステムに伴なう１）の欠点は、そ
れによって達成されたエンジンの性能の改良が極めて限
定されること、或はシステムもまた比較的複雑で、それ
と共に費用がかかり且つ信頼性が少ないこと、のいずれ
かである。

多数の過給機と結合する、従来より公知の過給装置は、
過給する時に平均のとれた圧力を利用する。しかしこの
方法に伴なう欠点は、排気ガス中の・にルスエネルギー
が部分的エンジン負荷及び低いエンノン速度において十
分に用いられないことである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、上記の欠点全回避し、複数の過給機の
少くとも１）が、排気ガス中の・母ルスエネルギーを失
うことなく、所望により係合及び脱係合しうる、緒言に
述べた種類の多シリンダ内燃機関に過給するための装置
を提供することである。

〔問題を解決するための手段〕

この目的は本発明に従い、１）の区画からの排気ガス中
の圧力・母ルスが残りの区画中の圧力のコースに実質的
に影＃を及ぼすことなく、タービンに供給されるように
、各過給機中でタービン全排気マニホルドシステムのそ
れぞれの区画からの出口に接続することにより、またバ
ルブ手段を過給機の少くとも１）においてタービンの上
流側に配置し、この過給機又はこれらの過給機を残りの
過給機よりも小さくすることにより達成される。

〔実施例〕

以下本発明を添付図面に示す実施例について詳細に記述
する。

第１図は本発明による装置の第１実施例を図解するもの
である。この装Ｗ！Ｌは図中に極めて略式に示し九多シ
リンダ内燃機関１に過給する目的のものである。第１図
に示されたエンジン１は６シリンダ二ン・シンであると
はいえ、異なる数のシリンダと結合しているエンシンも
考慮しうろことは勿論である。エンジン１は入口マニホ
ルド２及び２つの区画３及び４に分割された排気マニホ
ルドを備えている。

エンノン１には、相互に異なる寸法の２つの過給機５及
び６が接続されている。各々の過給機５及び６はそれぞ
れエンジン１の排気ガスによって駆動される予定のター
ビン７及び８と、該タービンで駆動され、且つ内燃機関
１の入口マニホルド２に圧縮された燃焼空気を供給する
ためのそれぞれのコンプレッサ−９及び１０より成る。

第１図かられかるように、コンプレッサー９は常に開い
ている・ンイプ１１金有し、またコンプレッサー１０は
吸込パイプ１２を有する。出口・母イブ１３はコンプレ
ッサ−９から延び、また出口ｔ４イア’１４はコンプレ
ッサー１０から延びている。吸込・ぐイア’１２中に閉
止弁１５が組込まれている。出ロノＪ？イブ１４及び１
３は共に共通のバイア’１６に接続され、このノクイｆ
はエン・シン１の入口マニホルド２に接続され、また慣
用の中間冷却器１７を組入れている。

それぞれの排気マニホルド区画３及び４からの出口はパ
ルス変換器１８、さらに特定的には該変換器の２つの入
口１９及び２０のそれぞれ１）に接続されている。パル
ス変換器１８の出口２１は限定された容積の集合室２２
に接続され、該室は２つの接続ノ９イｆ２３及び２４に
接続され、そのうちパイプ２３はタービン７の入口に導
かれ、接続／？イア’２４はタービン８の入口に導かれ
ている。接続・９イｆ２４には閉止弁２５を組入れてい
る。出口・臂イブ２６及び２７は、排気ガス金除くため
に、それぞれのタービン７及び８の出口から延びている
。

・９ルス変換器１８は第２図にさらに詳しく示されてい
る。ノ？ルス変換器１８は２つの入口１９及び２０を有
し、これらにはそれぞれ排気マニホルド区画３及び４が
接続されている。入口１９及び２０は流れの方向に減少
する横断面積を有することが望ましく、それは排気・ぐ
シス中の圧力の１部分が運動エネルギーに変換されるこ
とを意味する。パルス変換器１８は、２つの入口１９及
び２０が出合う区域においてその最小の横断面積を有す
る。このことは１）の入口からの圧力・９ルスは、他の
入口に接続したマニホルド区画中の圧力のコースにわず
かの影、＃Ｉしかあたえないことを意味する。

パルス変換器１８の組入れによって、タービン７及び８
に簡単な入口を用いながら、過給機５及び６の寸法を互
いに異ならしめることが可能となる。簡単な入口を有す
るタービンは、タービン入口に・２ルスをさらに有利に
導く結果として、パルス変換器と協力してより高い効率
を提供する。過給機の寸法を変えることにより、過給機
の寸法を主要な操作状態に容易に適応できるようにし、
それがさらに過給機の効率を増加するものである。

過給機５及び６の相互の寸法関係は、成程度過給機の実
用的使用に依存する。長距離車両のためにエンジンを過
給する時に、絶えず係合されている過給機は、図示の実
施例において、過給機５は係合できない過給機６よりも
犬さくすべきである。従って過給機６は大部分の操作状
態の下では脱係合に保たれ、特別の駆動状態の下に高い
車両速度を維持するために、高いエンジン動力及び高い
エンジン速度が必要な時のみに係合される。このことは
ドライブの快適性を増し、すなわち制御システムに関し
てより高い信頼性全提供しながら、低エン・シン速度、
改良された取付は性及びエンジン速度のより広大な使用
可能範囲を提供するものである。他の重要な利点は、チ
ャージ圧力又はブースター圧力が許容範囲外のレベルに
低下する（もし過給機が両方共同じ寸法である場合に〕
ことなく過給機６の係合が円滑に行えることである。こ
のことは、大きい方の過給機５を通るガス流の減少が　
　　　′より小さく且つより高いエンジン速度で起こる
という事実によって説明することができる。

第３図に示された本発明による装置の実施例は、単にそ
れぞれの排気マニホルド３及び４からの出口と、それぞ
れの過給機５及び６中のそれぞれのタービン７及び８と
の間の接続に関してのみ第１図に示された実施例とは異
なる。第３図に示された実施例においては二１人口を有
するタービン７及び８が用いられている。この場合には
エンジン排気マニホルド中の区画３からの出口はノＪ？
イア’２８に接続され、この／９イグはブランチパイプ
２９及び３０に分割されている。ブランチ・卆イグ２９
は過給機５中のタービン７の１）の入口に接続されてい
るが、ブランチパイプ３０は過給機６中のタービン８０
１）の入口に接続されている。閉止弁３１はブランチ・
ぐイブ３０中に組込まれている。エンノンの排気マニホ
ルド中の区画４からの出口はパイプ３２に接続され、こ
の・母イブはブランチ・母イデ３３及び３４に分割され
ている。ブランチ・９イア’３３は過給機５中のタービ
ン７の他の入口に接続されているが、！ランチパイｆ３
４は過給機６中のタービン８の他の入口に接続されてい
る。ブランチ・９イブ３４もまた閉止弁３５を組入れて
いる。

第３図に示された装置の操作方法は、第１図に示された
装置の操作方法と本質的に対応している。過給機６は弁
１５，３１及び３５の助けで係合及び脱係合される。排
気マニホルドの区画３，４とタービン７．８との間の接
続は別個０ノ＋イゾで達成されるので、１）の排気マニ
ホルド区画からの圧カッ！ルスは他の区画中の圧力のコ
ースに影響しないことが保証されている。

本発明は上述の実施例に限定されないこと、及び特許請
求の範囲内で変更しうるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の１実施例の図式第２図は第
１図に示された装置中に組込まれたパルス変換器の図式
的縦断面である。第３図は本発明による装置の他の実施例の図式図である
。１・・・多シリンダ内燃機関２・・・入口マニホルド　３，４・・・区画５．６・・
・過給機　　　７，８・・・タービン９．１０・・・コ
ンプレッサー１５．３１，３５・・・閉止弁１７・・・中間冷却器　　１８・・・パルス変換器１９
．２０・・・入口　　２１・・・出口２３．２４・・・
接続パイプ２５・・・バルブ装置２６．２７，２８．３２・・・出口パイプ２９．３０，
３３．３４・・・プランチノ母イブ岸田正行ｔ；：”−
”。ｒ１覧゛・−二、：ＪＪ７Ｔ″コ新部興治１；覧□□１−□Ｊ

Claims

【特許請求の範囲】１　多シリンダ内燃機関（１）に過給するための装置で
あって、エンジンの排気マニホルドが少くとも２つの隔
離した区画（３、４）に分割され、その各々がエンジン
（１）のシリンダのそれぞれのグループに接続され、さ
らに少くとも２つの過給機（５、６）を含み、その各々
が排気マニホルド区画（３、４）の出口に接続するため
のタービン（７、８）と、該タービン（７、８）によっ
て駆動されるコンプレッサー（９、１０）とより成り、
その出口がエンジン（１）の入口マニホルド（２）に接
続されている装置において、１つの区画（３、４）からの排気ガス中の圧力パルスが残りの区画（３、４）中の圧力のコースに
実質上影響することなくタービンに供給されるように、
各々の過給機（５、６）中のタービン（７、８）が少く
とも２つの排気マニホルド区画（３、４）の出口に接続
されていること、及びバルブ装置（２５、３１、３５）
が過給機（６）（複数）の少くとも１つの中でタービン
（８）の上流側に配置され、単一または複数の該過給機
（６）を残りの過給機（５）よりも小さくすることを特
徴とする装置。２　少くとも１つのパルス変換器（８）がエンジン（１
）の排気マニホルド区画（３、４）の数に対応して１つ
の出口（２１）及び複数の入口（１９、２０）を有し、
前記パルス変換器の入口（１９、２０）がそれぞれの排
気マニホルド区画（３、４）に接続され、また前記パル
ス変換器の出口（２１）がタービン（７、８）に接続し
ている接続パイプ（２３、２４）に接続され、該タービ
ンの各々は単一な入口のみを有することを特徴とする特
許請求の範囲第１項に記載の装置。３　排気流がそれに対して調節されるべき各々の過給機
（６）用のバルブ装置（２５）は、それぞれの接続パイ
プ（２４）中に配置されたバルブより成ることを特徴と
する特許請求の範囲第２項に記載の装置。４　タービン（６、７）の各々が、エンジンの排気マニ
ホルド区画（３、４）の数に対応した複数の入口を有し
、各タービン（７、８）の入口が、区画（３、４）のそ
れぞれ１つからの出口に接続されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載の装置。５　排気流がそれに対して調節さるべき各々の過給機（
６）用のバルブ装置（３１、３５）は、タービン（８）
に対する各入口用のバルブより成ることを特徴とする特
許請求の範囲第４項に記載の装置。６　バルブ装置（１５）は、その空気流が調節さるべき
各過給機（６）用のコンプレッサー（１０）の上流に配
置されている特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれ
かに記載の装置。