JPS6248051B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6248051B2 JPS6248051B2 JP57073769A JP7376982A JPS6248051B2 JP S6248051 B2 JPS6248051 B2 JP S6248051B2 JP 57073769 A JP57073769 A JP 57073769A JP 7376982 A JP7376982 A JP 7376982A JP S6248051 B2 JPS6248051 B2 JP S6248051B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- engine
- supercharger
- pressure stage
- air
- control valve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 9
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- F02B37/013—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
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、自動車の動力源等として使用される
内燃機関の過給装置に関するものである。
内燃機関の過給装置に関するものである。
自動車用機関のように小型軽量化と高出力及び
低費とが要求される内燃機関では、排気ターボ過
給機を設けて燃焼条件を改善することが有効であ
る。
低費とが要求される内燃機関では、排気ターボ過
給機を設けて燃焼条件を改善することが有効であ
る。
ところが、単に排気ターボ過給機を設けたのみ
では、必ずしも機関の運転性が良くならない。即
ち、機関の出力を重視して過給機を高速域でマツ
チングさせると、中低速域でのタービン効率が低
下して中低速トルクが低下すると同時に加速性が
悪化する。又、中低速トルク及び加速性を重視し
て過給機を中低速域でマツチングさせると、高速
域での給気圧が過大となつて機関の耐久性及び騒
音に悪影響を及ぼすと共に、燃焼室内での余剰空
気が過度に多くなつてポンピングロスが増大する
結果、燃料消費率が悪化するという不都合があつ
た。このような過給機付機関の特性は、２基の過
給機を直列に接続した２段過給装置においても例
外ではなく、機関の運転性及び燃料消費率等を改
善するために抜本的な処置が要望されていた。
では、必ずしも機関の運転性が良くならない。即
ち、機関の出力を重視して過給機を高速域でマツ
チングさせると、中低速域でのタービン効率が低
下して中低速トルクが低下すると同時に加速性が
悪化する。又、中低速トルク及び加速性を重視し
て過給機を中低速域でマツチングさせると、高速
域での給気圧が過大となつて機関の耐久性及び騒
音に悪影響を及ぼすと共に、燃焼室内での余剰空
気が過度に多くなつてポンピングロスが増大する
結果、燃料消費率が悪化するという不都合があつ
た。このような過給機付機関の特性は、２基の過
給機を直列に接続した２段過給装置においても例
外ではなく、機関の運転性及び燃料消費率等を改
善するために抜本的な処置が要望されていた。
本発明は、このような要望に応えるためになさ
れたものであり、中低速域での効率に優れた２基
の小型の排気ターボ過給機を直列に接続していわ
ゆる二段過給を行なわせ、各過給機のタービン及
びコンプレツサにそれぞれ制御弁を備えたバイパ
ス路を設けることにより、機関の運転状態に応じ
て過給機の運転パターンを変え、以つて、機関の
運転状態に応じて給気圧を最適制御することによ
り、加速性及び燃料消費率等を向上させようとす
るものである。
れたものであり、中低速域での効率に優れた２基
の小型の排気ターボ過給機を直列に接続していわ
ゆる二段過給を行なわせ、各過給機のタービン及
びコンプレツサにそれぞれ制御弁を備えたバイパ
ス路を設けることにより、機関の運転状態に応じ
て過給機の運転パターンを変え、以つて、機関の
運転状態に応じて給気圧を最適制御することによ
り、加速性及び燃料消費率等を向上させようとす
るものである。
以下に本発明を図示された一実施例に基づいて
詳細に説明する。
詳細に説明する。
図において、機関１の給気通路には、図示しな
いエアクリーナを介して吸入した空気を加圧する
低圧段排気ターボ過給機２のコンプレツサ２ａ
と、このコンプレツサ２ａから吐出された加圧空
気を更に加圧して機関１に送り込む高圧段排気タ
ーボ過給機３のコンプレツサ３ａとを介装してお
り、低圧段排気ターボ過給機２のタービン２ｂと
機関１との間に高圧段排気ターボ過給機３のター
ビン３ｂを介装することにより、いわゆる２段過
給装置を構成している。
いエアクリーナを介して吸入した空気を加圧する
低圧段排気ターボ過給機２のコンプレツサ２ａ
と、このコンプレツサ２ａから吐出された加圧空
気を更に加圧して機関１に送り込む高圧段排気タ
ーボ過給機３のコンプレツサ３ａとを介装してお
り、低圧段排気ターボ過給機２のタービン２ｂと
機関１との間に高圧段排気ターボ過給機３のター
ビン３ｂを介装することにより、いわゆる２段過
給装置を構成している。
又、両コンプレツサ２ａ，３ａの出口とエアク
リーナの二次側（低圧段コンプレツサの上流）と
をそれぞれ制御弁４，５を備えた給気バイパス路
６，７を介して接続すると共に、両タービン２
ｂ，３ｂの入口と出口とを制御弁８，９を備えた
排気バイパス路１０，１１を介して接続し、前記
各制御弁４，５，８，９を図示しないコントロー
ラで開閉制御するようにしている。尚、コントロ
ーラには、機関及び過給機に設けた各種センサか
ら、機関回転数、回転加速度、負荷、各コンプレ
ツサの出口圧力、各タービンの入口圧力及び、各
過給機の回転数などが制御情報として供給されて
いる。
リーナの二次側（低圧段コンプレツサの上流）と
をそれぞれ制御弁４，５を備えた給気バイパス路
６，７を介して接続すると共に、両タービン２
ｂ，３ｂの入口と出口とを制御弁８，９を備えた
排気バイパス路１０，１１を介して接続し、前記
各制御弁４，５，８，９を図示しないコントロー
ラで開閉制御するようにしている。尚、コントロ
ーラには、機関及び過給機に設けた各種センサか
ら、機関回転数、回転加速度、負荷、各コンプレ
ツサの出口圧力、各タービンの入口圧力及び、各
過給機の回転数などが制御情報として供給されて
いる。
上記の構成において、前記した各種の制御情報
から機関１が通常の状態で運転されていると判断
した時は、すべての制御弁４，５，８，９が閉ざ
されて従来公知の２段過給が行なわれる。
から機関１が通常の状態で運転されていると判断
した時は、すべての制御弁４，５，８，９が閉ざ
されて従来公知の２段過給が行なわれる。
機関１が高速高負荷で運転されて排気エネルギ
が高圧段タービン３ｂの定格を超えた場合は、該
タービン３ｂをバイパスする排気バイパス路１１
に設けた制御弁９が開かれて高圧段過給機３の回
転を抑制し、以つて、過剰過給によるトラブルを
回避する。従つて、低速域で効率の良い小型のタ
ービンを高圧段に使用できる。
が高圧段タービン３ｂの定格を超えた場合は、該
タービン３ｂをバイパスする排気バイパス路１１
に設けた制御弁９が開かれて高圧段過給機３の回
転を抑制し、以つて、過剰過給によるトラブルを
回避する。従つて、低速域で効率の良い小型のタ
ービンを高圧段に使用できる。
又、高速軽負荷で給気圧が必要以上に上昇して
余剰空気が多くなる時は、両排気バイパス路１
０，１１に設けた制御弁８，９がともに開かれて
タービン２ｂ，３ｂの駆動力（仕事）を減少させ
る。従つて、この場合にも給気圧力を必要最少限
に抑制して余剰空気量を少なくできるのでポンピ
ングロスが減少し、燃料消費率が改善される。
余剰空気が多くなる時は、両排気バイパス路１
０，１１に設けた制御弁８，９がともに開かれて
タービン２ｂ，３ｂの駆動力（仕事）を減少させ
る。従つて、この場合にも給気圧力を必要最少限
に抑制して余剰空気量を少なくできるのでポンピ
ングロスが減少し、燃料消費率が改善される。
一方、機関１が加速運転されている時は、両給
気バイパス路６，７に設けた制御弁４，５と、低
圧段側排気バイパス路１０に設けた制御弁８とが
開かれる。すると、両コンプレツサ２ａ，３ａが
ともに無負荷になると同時に、高圧段タービン３
ｂの背圧がなくなるので高圧段過給機３の回転上
昇が促進される。そして、この回転上昇にともな
つて高圧段過給機３の回転数が所定値以上になる
と、まず、高圧段側の給気バイパス路７に設けた
制御弁５が閉じて高圧段側過給機３を稼働させ
る。そして、その後、低圧段側の排気バイパス路
１０に設けた制御弁８が閉じられ、低圧段過給機
２の回転数が所定値以上に上昇した時点で低圧段
側の給気バイパス路６に設けた制御弁４が閉じら
れる。このために、加速開始時には一時的に無過
給状態になるが、即座に過給が開始され、しか
も、過給の度合が加速度的に増大するので、従来
のものに対比して加速応答性を著しく向上でき
る。
気バイパス路６，７に設けた制御弁４，５と、低
圧段側排気バイパス路１０に設けた制御弁８とが
開かれる。すると、両コンプレツサ２ａ，３ａが
ともに無負荷になると同時に、高圧段タービン３
ｂの背圧がなくなるので高圧段過給機３の回転上
昇が促進される。そして、この回転上昇にともな
つて高圧段過給機３の回転数が所定値以上になる
と、まず、高圧段側の給気バイパス路７に設けた
制御弁５が閉じて高圧段側過給機３を稼働させ
る。そして、その後、低圧段側の排気バイパス路
１０に設けた制御弁８が閉じられ、低圧段過給機
２の回転数が所定値以上に上昇した時点で低圧段
側の給気バイパス路６に設けた制御弁４が閉じら
れる。このために、加速開始時には一時的に無過
給状態になるが、即座に過給が開始され、しか
も、過給の度合が加速度的に増大するので、従来
のものに対比して加速応答性を著しく向上でき
る。
尚、実施例では、各制御弁をバイパス路の合流
点又は分岐点に配設すると共に、制御弁を三方弁
等で構成することにより、流路を強制的に切り替
えるようにしているが、バイパス路を開閉し、又
は、このバイパス路の通路面積を可変制御する制
御弁を設けても良い。
点又は分岐点に配設すると共に、制御弁を三方弁
等で構成することにより、流路を強制的に切り替
えるようにしているが、バイパス路を開閉し、又
は、このバイパス路の通路面積を可変制御する制
御弁を設けても良い。
以上説明したように本発明によれば、二段過給
装置を構成する低圧段排気ターボ過給機と高圧段
排気ターボ過給機とにそれぞれ制御弁を備えた給
気バイパス路及び排気バイパス路を設けたもので
あるから、機関及び過給機の状態に応じて制御弁
を開閉制御して給気圧を各状態に適した値に保持
させることができるため、機関の加速性及び運転
性が向上すると共に、燃料消費率が改善される。
装置を構成する低圧段排気ターボ過給機と高圧段
排気ターボ過給機とにそれぞれ制御弁を備えた給
気バイパス路及び排気バイパス路を設けたもので
あるから、機関及び過給機の状態に応じて制御弁
を開閉制御して給気圧を各状態に適した値に保持
させることができるため、機関の加速性及び運転
性が向上すると共に、燃料消費率が改善される。
又、例えば機関が加速運転されるときは低圧段
過給機及び高圧段過給機の給気バイパス路を開い
てこれら各過給機のコンプレツサをいずれも無負
荷運転させて加速運転の開始時点における過給機
の回転の立上がり特性を改善しつつ、この立上が
り遅れに伴なう給気不足の状態をいわゆる無過給
状態に切り換えて防止し、過給機の回転数が充分
に高くなつた時点で過給を開始することができる
ので機関の加速応答性を大幅に改善することがで
きる。
過給機及び高圧段過給機の給気バイパス路を開い
てこれら各過給機のコンプレツサをいずれも無負
荷運転させて加速運転の開始時点における過給機
の回転の立上がり特性を改善しつつ、この立上が
り遅れに伴なう給気不足の状態をいわゆる無過給
状態に切り換えて防止し、過給機の回転数が充分
に高くなつた時点で過給を開始することができる
ので機関の加速応答性を大幅に改善することがで
きる。
図は本発明の一実施例の略示構成図である。
１……機関、２……低圧段排気ターボ過給機、
３……高圧段排気ターボ過給機、２ａ，３ａ……
コンプレツサ、２ｂ，３ｂ……タービン、４，
５，８，９……制御弁、６，７……給気バイパス
路、１０，１１……排気バイパス路。
３……高圧段排気ターボ過給機、２ａ，３ａ……
コンプレツサ、２ｂ，３ｂ……タービン、４，
５，８，９……制御弁、６，７……給気バイパス
路、１０，１１……排気バイパス路。
Claims (1)
- １ エアクリーナを介して吸入した空気を加圧す
る低圧段排気ターボ過給機と、該過給機で加圧し
た空気を更に加圧して機関に送り込む高圧段排気
ターボ過給機とを備えてなり、前記両過給機のタ
ービン出口と入口とをそれぞれ制御弁を備えた排
気バイパス路を介して接続すると共に、両過給機
のコンプレツサ出口とエアクリーナの二次側とを
制御弁を備えた給気バイパス路を介して接続した
ことを特徴とする内燃機関の過給装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57073769A JPS58190518A (ja) | 1982-04-30 | 1982-04-30 | 内燃機関の過給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57073769A JPS58190518A (ja) | 1982-04-30 | 1982-04-30 | 内燃機関の過給装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58190518A JPS58190518A (ja) | 1983-11-07 |
| JPS6248051B2 true JPS6248051B2 (ja) | 1987-10-12 |
Family
ID=13527745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57073769A Granted JPS58190518A (ja) | 1982-04-30 | 1982-04-30 | 内燃機関の過給装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58190518A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS64890U (ja) * | 1987-06-17 | 1989-01-05 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6157135U (ja) * | 1984-09-19 | 1986-04-17 | ||
| US4619590A (en) * | 1985-04-22 | 1986-10-28 | Johnson Kenneth A | Air diverter for supercharger |
| US4638634A (en) * | 1985-10-04 | 1987-01-27 | The Garrett Corporation | Engine powered auxiliary air supply system |
| US5199261A (en) * | 1990-08-10 | 1993-04-06 | Cummins Engine Company, Inc. | Internal combustion engine with turbocharger system |
| JP2013194541A (ja) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Yanmar Co Ltd | エンジン |
-
1982
- 1982-04-30 JP JP57073769A patent/JPS58190518A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS64890U (ja) * | 1987-06-17 | 1989-01-05 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58190518A (ja) | 1983-11-07 |
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