JPS6285126A - 過給内燃機関 - Google Patents

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、それぞれが少なくともひとつの空気導入口と
少なくともひとつの排気ガス出口をもつ、容積可変の燃
焼室を備える内燃機関に関するもので、少なくとも１台
のタービンにより機械的に駆動される少なくとも一台の
コンプレッサを備えるターボコンプレッサユニットによ
り過給され、上記空気導入口のそれぞれは上記コンプレ
ッサの空気出口に連通ずる一方、上記排気ガス出口のそ
れぞれは排気ガス配管を通じて、上記タービンの排気ガ
ス導入口に接続している少なくともひとつの排気ガスマ
ニホルドに連通し、上記内燃機関はさらに、バイパス路
を備え、該バイパス路は上記燃焼室をバイパスして上記
コンプレッサの空気出口を上記タービンの排気ガス導入
口に接続するとともに該バイパス路は通路断面積が可変
なスロットル手段を備え、該スロットル手段は、該スロ
ットル手段によって上記コンプレッサの出口と上記ター
ビンの入口との間に生じる圧力差が上記コンプレッサの
空気出口での圧力値のみにほぼ依存するような圧力降下
を生じるようになされている内燃機関に関するものであ
る。

従来の技術 過給内燃機関においては、過給となる空気量を最小にし
て最大の圧力と最大の効率を得ることを目標としている
。

このような内燃機関のロスの要因のうちでもっとも重要
なもののひとつは、膨張行程の最後に燃焼室で利用可能
なエネルギ全部を回収する方法がわからないことである
。この利用可能なエネルギは内燃機関の軸に与えられる
機械的エネルギと比べてもかなりの大きさになる。例え
ば前者のエネルギは後者の機械的エネルギの２０パーセ
ントに達する。

燃焼室内で燃料を燃焼させることにより排気ガスが熱せ
られることから、膨張行程の終わりでの燃焼室内の圧力
は圧縮行程の始めでの圧力よりもずっと大きい。例えば
、圧縮行程の始め（燃焼室の体積が最大になる点、すな
わち下死点）での排気ガスの温度が１００℃で、膨張行
程の終わりでこの同じ下死点での温度が９００℃ならば
、圧力は、となる。すなわち燃焼室内での圧力は、吸気
マニホルド内の圧力より３．１５倍高い圧力で、排気ガ
スマニホルド内の圧力よりはそれよりも、さらに大きな
倍率となる。

膨張行程が終わって燃焼室と排気ガスマニホルドとの間
が通じるときに、仕事エネルギを回収することなく燃焼
室の圧力が急激に下がる。この結果燃焼室内で利用可能
であり、しかも上述したように内燃機関の軸に与えられ
る機械的エネルギと比べてかなりの割合になるエネルギ
がかなり失われる。

内燃機関の性能を（有効出力と効率を向上させ、空気比
を減少させることにより）改良するには、燃焼室と排気
ガスマニホルドとの接続を改善して内燃機関の出口で利
用可能なエネルギのロスを少なくする方法がある。

膨張行程の終わりに燃焼室内で利用可能なエネルギは、
過給用のターボコンプレッサを内燃機関に備えることに
より一部再利用可能となる。

本発明はすべての内燃機関、すなわち、制御点火式のも
のや圧縮点火のもの、４サイクルのものや２サイクルの
ものに適用可能であるが、ここでは説明を簡単にするた
めにターボコンプレッサにより過給される４サイクルエ
ンジンを扱う。このようなエンジンでは、排気ガス配管
により燃焼室とタービンの入口に達している排気ガスマ
ニホルドの少なくとも１本とを連通させて、膨張行程の
終わりに燃焼室で利用可能なエネルギの一部を再利用し
ていることはよく知られている。タービンの入口での排
気ガスの温度を考えると、タービンは空気コンプレッサ
をこのコンプレッサの圧力と比べてはるかに小さい膨張
率で駆動することが可能である。これはしかも、コンプ
レッサの全体の効率が高くなるほど小さくなる（全体の
効率は、コンプレッサとタービンの個々の等エントロピ
効率とターボコンブＬ／ツザの力学的、容積的効率の積
である）。

排気ガスマニホルドの体積が増加した際にその体積を例
えば燃焼室の全排気量と比べてみると、排気ガスマニホ
ルド内の排気ガスの排出速度は小さく、タービンの入口
での排気ガスの全圧力（静圧力＋動圧力）Ｐ３は、排気
ガスマニホルド内の静圧力Ｐ５とほぼ等しい。このよう
にして「定圧」マニホルドが得られた。このことから、
４サイクルエンジンは吸気行程では排気ガスマニホルド
内の圧力よりはるかに高い圧力で空気を吸い込む。

従って、排気行程で排気ガスがピストンを押し戻す仕事
は、吸気行程でピストンになされた仕事よりも少ない。

圧縮行程から膨張行程での正の仕事に加えられる、この
移動による正の仕事は、膨張行程の終わりに燃焼室で利
用可能なエネルギの中から取り出される。

このようなエネルギーの再利用は、空気マニホルド内の
圧力Ｐ２゛と排気ガスマニホルド内の圧力Ｐ３の圧力の
燃焼室の端部での相対差、Ｐ２’　　Ｐ３ Ｐ２゛ により直接決まる。

例えば、全体の効率の高い（約７０パーセント）最新式
ターボコンプレッサを直列に２没に配置したユニットを
設け、中間冷却部を４５℃とした過給方式を実現するこ
とにより、同じように直列に配置されたタービンを駆動
させて、排気ガスの全体の温度が６５０℃で、絶対全圧
力がたった５パールの状態の過給空気を絶対圧力１０バ
ールに圧縮することができる。このようなシステムを用
いると、燃焼室の端で圧力差△Ｐ１＝５バールを得られ
る上、エンジンの軸に再利用可能なエネルギ（Ｐ２’　
ｘＣｙｎ）−（Ｐ＊ｘＣｙｆｆ）＝へＰ、ｘＣｙＮを得
ることができる。ここにＣｙＡは排気量、すなわち燃焼
室の最大容積と最小容積の差である。

燃焼室内に導入された燃料を燃焼させる行程で受は取る
エネルギに加わる、軸に直接再利用可能なエネルギは、
エンジンのパワーを増加させるタダのエネルギであり、
比空気量（供給されたに〜Ｖ・ｈ当たりのＫｇ単位の空
気量）を減少させ、従って過給を保障する装置の大きさ
および費用を減少させ、最終的に燃料の比消費量を減少
させてエンジンの効率を高める。

タービンの入口で利用できる排気ガスの温度とターボコ
ンプレッサの全体の効率を考え、さらに燃焼室内を移動
するピストンは、吸気行程と排気行程には燃焼量の上下
流の静的圧力（全体の圧力ではない）にのみ応答し、ピ
ストンの速度は約１０メ一トル／秒、すなわち音速と比
べるときわめて小さい値であるということに注意すると
、再利用可能なエネルギはさらに大きくすることができ
ることがわかる。排気ガスマニホルド内を循環する排気
ガスの速度が大きなマツハ数（少なくとも０．３で、場
合によっては０．８またはそれ以上）をもつように燃焼
室の出口とタービンの入口を連結するならば、排出マニ
ホルド内の静的圧力はかなり小さくなるはずである。

例えば、全体の圧力が５バールで全体の温度が６５０℃
の排気ガスの速度をマツハ数が０．７５まで大きくする
と、静的圧力は絶対値で３，５バールに下がる。これに
対し温度の低下は７８度であるから、排気ガスマニホル
ド内を流れている排気ガスの静的温度は５７２℃となる
。

一方、ターボコンプレッサに達する排気ガスの流速のマ
ツハ数は１に近いため、ターボコンプレッサは本質的に
全体の圧力と温度とに依存する。

上で扱った例において全体の圧力を絶対圧力５バールに
、全体の温度を６５０℃に保ってお（と、吸気マニホル
ド（この吸気マニホルドに残っている空気の速度が小さ
くなるような大きさであるという条件で）内で利用でき
る空気の圧力は１０バールのままとなるはずである。エ
ンジンの端部の静圧力の差は従って１Ｏ−５＝５バール
から１０−３．５＝６．５バールとなってエンジンから
排気される際に再利用できるエネルギが３０パーセント
増加する。

排気ガスマニホルド内を循環する排気ガスを加速するの
に必要なエネルギは、膨張行程の終わりに燃焼室で利用
できるエネルギから調達される。

排気マニホルド内の排気ガスの速度を効果的に高めるの
に役に立つ、燃焼室とタービンの入口の間の連通装置は
例えばＦ　Ｒ−Ａ　２３７８１７８．２４１５２００．
２４７８７３６に記載されている。

このような装置は構造上以下の性質を備えている必要が
ある。

八−燃焼質の出口と排気ガスマチホルトの間を非常に短
（、小体積となるように接続する。これは、先細にした
ノズルにより可能となる。この先細ノズルは、入口（燃
焼室の側）と出口（排気ガスマニホルドの側）の断面積
比が約２に近いことが望ましく、出口は排気ガスマニホ
ルド内の排気ガスの流れの方向に向いている。配管部の
体積が小さく通路断面積が狭いことのため、排気行程の
初めに燃焼室内で利用可能なエネルギを再利用できる。

配管内の圧力は上記の構成の排気ディストリビコータ部
が開くとすぐに急速に上昇して、燃焼室内の圧力に近（
なる。このため、排気ディストリビュータ部の排気ガス
通過路を狭くしたことによるエネルギロスをかなり減ら
すことができる。ＩＩｒ張行程の終わりに燃焼室内で利
用できるエネルギは従って最大限に保存される。先細に
なっている配管内で排気ガスの加速をし、しかも配管は
排気ガスコレタフ内での流れの方向に向いていることか
ら、この位置エネルギは、排気ガスマニホルド内を流れ
る排気ガスを加速するのに用いられる運動エネルギに効
果的に変換されうる。

Ｂ−径がピストンの径よりも小さい排気ガスマニホルド
内の複数の燃焼室の排出口をまとめる（一般には半数ぐ
らいにする）。排気ガスマニホルドの大きさは以下の式
で表わされる。

ここに、Ｓ８は排気ガスマニホルドの断面積、ＳＰは各
ピストンの暎断面の面積、 ｎはピストンの数、 ｎ　−Ｓ、はシリンダが同一の排気ガスコレクタに接続
しているピストン の全横断面面積、 ■、は各ピストンの平均速度、 ■ｏは排気ガスマニホルドの下流端での排気ガス速度、 ρ２”は吸入空気の密度、 ρ、は排出空気の密度、 αはエンジンの流量係数（０，５と１．２の間の値）、 ｋは２サイクルエンジンの場合は１で、４サイクルエン
ジンの場合は２゜ 排気ガスマニホルドの下流端での排気ガス流のマツハ数
　は、以下のようになる。

宏＝ｙ ここに、ａ、は５１丁７面げマ下Ｓで、Ｔ、は、排出排
気ガスの温度を絶対温度で表Ｖｅ”　１７３ｍ／ｓとな
る。

Ｃ−同一の排気ガスマニホルドにまとめられた各燃焼室
の点火順序の制御を、各燃焼室からの運動量の注入がも
っとも規則的に、しかも、ある燃焼室からの排気が他の
燃焼室にできるだけ影響を与えないように行なう。

Ｄ−（排気ガス流の方向の）下流端とタービンの入口の
間の接続をできるだけ単純に、しかも短くして、大速度
での流れの全圧力のロスを可能な限り避ける。損失は例
えば、摩擦や行程内でのトラブル（カーブしているとか
断面積が急変している）により生じる。例として数値を
示すと、マツハ数０．７の排気ガス流の摩擦による全圧
力のロスは排気ガスマニホルドの径に等しい単位長さに
つき約１％となる。

Ｅ−排気ガスマニホルドの下流端とタービンの入口の間
に、マツハ数約０．２５の排気ガス流に減速することの
できるディフユーザを設けることが可能である。

しかしこうするとタービンのロータに入る前に流れが（
一般に「ディストリビュータ」と呼ばれる固定ノズルの
リングで）再び加速されてマツハ数が約１となるので、
ディフェーザ内で減速し、その後ディス）　ＩＪビニー
タ内て加速するという操作をやめて、上記のＥの代わり
に以下のＥｏにするほうがよいことが明らかである。

Ｅｏ−タービンの膨張ロータ内に排気ガスが入るまで排
気ガスの速度をほぼ一定に保つようにタービンの排気ガ
ス入口カバーを構成する。

上記のような、燃焼室とタービンの膨張ロータの間の接
続部材のおかげで膨張行程の終わりに燃焼室で利用可能
なエネルギのかなりの部分を再利用することができる。

また、非常に高性能で、圧力比の高いターボコンプレッ
サを容積可変の内燃機関に用いる場合には微妙な問題が
生じる。特に、効率最大の領域内で働かせるようにター
ボコンプレッサが調整されているときに起こって、望ま
しくないターボコンプレッサのサージ現象を避けるとい
う問題である。

この現象はバイパス路を新たに設けてやることで除くこ
とができる。このバイパス路はターボコンプレッサの空
気出口をタービンの入口に燃焼室を連通させるもので、
通路の面積が可変であるスロットル手段を備えている。

スロットル手段ハ、負荷のロスが生じるようにし、この
負荷ロスによりコンプレッサの出口とタービンの入口の
間に生じる圧力差が、コンプレッサの空気出口をタービ
ンの排気ガス入口に接続する経路の任意の一点での圧力
値にしか存在しないように配置する。この解決法は特に
、Ｕ　Ｓ　−Ａ　−３３８８８９４，４１２５９９９，
４２３３８１５に記載されている。本明細書の産業上の
利用分野から明らかなように、本発明が関係するのは上
記のようなバイパス路を備えるエンジンである。

機械的にオーバーロードにすることなく、非常に高い過
給の空気圧（５バ一ル以上、場合によっては１０バール
ないしはそれ以上）を受けて高パワーを出すことができ
るエンジンを実現するには、実効圧縮体積比（すなわち
圧縮の初期での燃焼室の容積とその燃焼室の最小容積の
比）が７に等しいか、さらには７より小さくするとよい
ことが知られている。この場合エンジンは始動および運
転中にパワーが弱いという問題点が生じるが、補助燃焼
室を設けることによりこの問題を解決できる。

補助燃焼室はバイパス路から新鮮な空気を供給されて、
ターボコンプレッサをエンジンと独立に動作させるだけ
でなく、ターボコンプレッサに自動始動手段が備わって
いる場合にはエンジンを停止させることができる。この
ような方法は例えばＦＲ−Ａ　２１７９３１０．２２２
２５３７．２２６５９７９．２４７２０８２に記述され
ている。以下の記述かられかるように、本発明の補助燃
焼室を備えるエンジンであることが望ましい。

上記の、Ｆ　Ｒ−Ａ　２３７８１７８．２４１５２００
．２４７８７３６に記載された技術とＬＩ　Ｓ　−Ａ　
３３８８８９４．４１２５９９９．４２３３８１５に記
載された技術を組み合わせると高比パワーで高効率のエ
ンジンができるはずであるが、今までのところ解決でき
ていない技術的問題点をも引き起こす。

本発明はこのような技術的問題点を解決することを主た
る目的とするものである。

問題点を解決するだめの手段 上記の目的の本発明は、それぞれが、少なくともひとつ
の空気導入口と少なくともひとつの排気ガス出口をもつ
、容積可変の燃焼室を備える内燃機関において、該内燃
機関は、少なくとも１台のタービンにより機械的に駆動
される少なくとも１台のコンプレッサを備えるターボコ
ンプレッサユニットにより過給され、上記空気導入口の
それぞれは上記コンプレッサのの空気出口に連通ずる一
方、上記排気ガス出口のそれぞれは排気ガス配管を通じ
て、上記タービンの排気ガス導入口に接続している少な
くともひとつの排気ガスマニホルドに連結し、上記内燃
機関はさらに、バイパス路をを備え、該バイパス路は上
記燃焼室を通らずに上記コンプレッサの空気出口を上記
タービンの排気ガス導入口に接続するとともに、該バイ
パス路は通路断面積が可変なスロットル手段を備え、該
スロットル手段は、該スロットル手段によって、上記コ
ンプレッサの出口と上記タービンの入口との間に生じる
圧力差が上記コンプレッサの空気出口での圧力値のみに
ほぼ依存するような負荷のロスを生み出す配置にされて
いて、上記内燃機関は、ａ−上記内燃機関の正常運転時
には、上記配管との最終結合部のすぐ下流で、上記排気
ガスマニホルド内の排気ガスの流速が少なくともマツハ
数０．３に等しくなるよう、該排気ガスマニホルドはか
なり狭いほぼ一定の断面積をもち、 ｂ−上記スロットル手段の下流にあるバイパス路と上記
タービンの排気ガス導入口の間の結合部は、上記燃焼室
から出て、上記排気ガスマニホルド内を循環する排気ガ
ス流の方向で、上記排気ガスマニホルドの、上記配管と
の第１の結合部の上流に位置し、 Ｃ−上記スロットル手段は、該スロットル手段が生み出
した負荷ロスに起因して該スロットル手段に及ぼされる
力の和が平衡力と相殺されて合力がほぼゼロとなるよう
に配置し、ｄ−上記スロットル手段は、上記コンプレッ
サの出口の全圧力に一対一対応するような関係の、内燃
機関の第１の動作パラメータと、上記タービンのすぐ上
流の全圧力に一対一対応するような関係の、内燃機関の
第２のパラメータとに影響される制御手段に接続し、該
制御手段は、上記２つの圧力が互いに近い値の場合には
上記スロットル手段を閉じ、これとは反対に上記２つの
圧力が互いに離れた値の場合には上記スロットル手段を
開くとともに、上記２圧力の差は上記コンプレッサの出
口の全圧力にのみ依存し、該圧力と同じ方向に変化する
ようにすること、 を組み合わせることである。

上記配管のそれぞれは、先細の円錐台形であり、その出
口は上記排気ガスマニホルド内の排気ガス流の方向を向
いていることが望ましい。

上記の特ｍ　（ａ）は、上記排気ガスマニホルド内の静
圧力を低下させる効果があり、上記燃焼室内で使用可能
なエネルギのかなりの部分を再利用可能とする。

上記のｖＦ徴ら）によれば上記バイパス路の下流部と上
記タービンの入口との結合部は、上記内燃機関が正常運
動している際に排気ガスの流速が最低になる、排気ガス
マニホルド内の一部番二位置している。この特徴（ｂ）
は負荷のロスを減少させ、上記排気ガスマニホルドから
の高速の排気ガス流が乱されるのを防ぐ効果がある。

上記内燃機関が正常運転している際には、各燃焼室から
発生した運動量の注入により引き起こされる際には、各
燃焼室から発生した運動量の注入により引き起こされる
排出効果は、この効果用に特別に設けられた排気ガスマ
ニホルド内で最大となる。その結果、該排気ガスマニホ
ルドの先頭部の静圧力が最低になる。すなわち、さらに
正確に言えば、上記バイパス路と上記排気ガスマニホル
ドの間の結合部の下流の点で最低になる。上記バイパス
路のスロットル手段（最高に閉じられた位置にある場合
）の両側に及ぼされる圧力の差はこの結果最大になる。

これとは逆に上記内燃機関が低速運転、さらには、該内
燃機関が補助燃焼室を備えている場合には内燃機関の停
止の際に、上記排出効果は最小、さらにはゼロとなる。

この場合上記排気ガスマニホルド内の排気ガス流の大部
分（低速の場合）または全部（停止の場合）は、バイパ
ス路を通り、該バイパス路内で最大開口状態となってい
るスロットル手段を通過して移動する。乙の状態におい
ては、摩擦や上記排気ガスマニホルドに沿って排気ガス
が流れる途中でのトラブルにより全圧力のロスが最大に
なる。このことから、上記排気ガスマニホルドの先頭部
、すなわち、上記バイパス路との結合点での静圧力は最
大となる。従って、バイパス路内のスロットル手段の両
側に及ぼされる圧力の差は最小となる。

この静圧力の差は、内燃機関の動作状態に応じて２倍あ
るいはそれ以上の割合で大きく変化することがわかる。

ことろでターボ圧縮器がサージ現象の問題にぶつかるこ
となく最大効率で動作するためには、コンプレッサの出
口の全圧力とタービンの入口の全圧力の差が内燃機関の
回転状態の変化にほとんど影響されず、つンプレッサの
出口の全圧力値にのみほぼ依存する必ザがあることがわ
かっている。

この条件はバイパス路のスロットル手段の位置決めと矛
盾する。

従って、ここに解決すべき技術的問題点があった。この
ことが本発明の解決に向けての活動、特に特徴（Ｃ）と
（ｄ）へとなった。

特に、特ｅ　（ｅ）のおかげでスロットル手段は、該ス
ロットル手段を通過する排気ガスが生み出１静圧力の差
に影響されないようにできる。

これに対し特ｆｆｉ　（（１）によれば、内燃機関の回
転状態に無関係に、コンプレッサのサージ現象の危険性
なくターボつンプレッザを最適状態にすることができる
。。

特に有利な第１の解決法によれば、上記側（和手段は容
積可変な少なくとも２つのチャンバーを形成するピスト
ンからなり、上記チャンバーの一方は上記タービンの入
口の全圧力と同方向に一対−・〜対応するように変化す
る静圧力となっている第１のキャビティに連通し、他方
のチャンバーは上記スロットル手段の上流にあるコンプ
レッサの出口の全圧力と同方向に一対一対応するように
変化する圧力Ｐ２“となっている第２のキャビティに連
通し、上記圧力Ｐ２９は圧力Ｐ２の部分圧である。

特に有利な第２の解決法によれば、上記制御手段は断面
積の異なる可動の作用面を少なくとも３面備え、最大の
断面積をもつ面は上記タービンのすぐ上流の全圧力と同
方向に一対一対応するように変化する静圧力となってい
る第１のキャビティに連通ずる、容積可変なチャンバー
を形成し、他の２面は容積可変な他の２つのチャンバー
を形成し、該チャンバーの一方は上記スロットル手段の
上流のコンプレッサの出口の全圧力にほぼ等しい静圧力
となっている第２のキャビティに連通し、他方のチャン
バーは基準圧力Ｐゝとなっている第３のキャビティに連
通ずる。

上記第１のキャビティは上記タービンのディストリビュ
ータの下流で、該タービンのロータの上流の空間からな
ることが望ましい。上記ターボコンプレッサユニットは
直列に配置された第１のタービンと第２のタービンを少
なくとも備え、上記第１のキャビティは上記第１のター
ビンの出口と上記第２のタービンの入口との間の連通部
からなることが可能である。

上記２つの解決法を用いるともっとも簡単に、サージの
危険性なくターボコンプレッサのＭ　過動作を実現させ
ることができる。

上記のように、本発明はバイパス路が補助燃焼室を備え
るタイプの内燃機関に応用することが望ましいが、それ
に限られることはない。

この場合、上記バイパス路は補助燃焼室を備え、該補助
燃焼室は燃焼用筆１の領域と該第１の領域の下流に設け
られた希釈用第２の領域とからなり、上記バイパス路は
少なくとも２木の分岐路に分かれ、そのうちの第１の分
岐路は上記第２の領域に空気を供給するとともに以後「
第１のスロットル手段」と名付ける上記スロットル手段
を備え、２本の分岐路のうちの第２の分岐路は上記第１
の領域に空気を供給するとともに上記第１のスロットル
手段の通路断面積とは独立に通路断面積を変えられる第
２のスＴ：］　、Ｉ）ル手段を侑ｔ−ろ。上記第２のス
ロットル手段は、ｌＡａ：］ンブレッサの出口の空気圧
および前もって決められた法則に従い上記第２のスロッ
トル手段の通路１析面積を変化させるように設けられた
第２の制御手段に接続していることが望ましい。

構成を特に簡単にすることができる二す法によれば、上
記配管のそれぞれは上記排気ガスマニホルドと同心の円
錐台状噴出口からなり、」１記排気ガスマニホルドと配
管の集合は、互いに同等な円筒区画からなり、該円筒区
画のそれぞれは、上記排気ガスマニホルドと同じ径をも
ち、排気ガス流の方向の最上流端が、前段の円筒区画が
ある場合にはその排気ガス出［コと連通し、排気ガス流
の方向の最初の区画の場合には」１記バイパス路と連通
ずる円筒形芯を備える一方、上記燃焼室のいずれかひと
つの排気ガス出口に連通し、上記円筒形芯の再下流端と
接続して同心の噴出口を形成するキャビティ同心のカバ
ーをも備える。上記バイパス路が燃焼用第１の領域と該
第１の領域の下流に設けられた希釈用筆２の領域とから
なる場合には、」−記最初の円筒区画の最−１１，流端
は希釈用」記第゛、）の領域の排気ガス出口に連】ｍす
る。

実施例 第１図に略図を示した過給機付ディー＋（゛ルエンジン
１は、容積可変の複数の燃焼室２を備えている。各燃焼
室は一般にピストンの移動に、より容積が変化するシリ
ンダからなる１、各燃焼室は空気導入［］（不図示）と
排気ガス出［７］３とを備ｔでいる、。

エンジン１はターホコン′ブＬノッサユ、でブト８１（
こより過給される。ターボコンブ［／ツザユニ：／　）
　４　ハ、主としてタービン５とコンプレッサ６からな
る。

コンプレッサ６の出口アは少なくよもひと一〇の吸気マ
ニホルド８を通して各燃焼室の空気導入口：二連じてい
る。過給空気冷却器９は一役に吸気マニホルド８の上流
に設けられる。コンプレッサ６（才、機械的手段、例え
ば軸１０を媒介として、タービン５により駆動される。

タービン５の排気ガス導入口１１は、個々の排気ガス配
管１２および少なくともひとつの排気ガスマニホルド１
３を通して燃焼室２の排気ガス出口３に接続している。

エンジン１はバイパス路１４を備えている。バイパス路
１４は、通路の断面が可変なスロットル手段１５を備え
ており、燃焼室２をバイパスしてコンプレッサ６の空気
出ロアとタービン５の排気ガス導７＾コ１１を連結する
。スロットル手段１５は、圧力降下Ｐ２　　　Ｐ７が生
じるようにし、（Ｐ２　、Ｐ７はそれぞれスロットル手
段１５の両側の圧力である）、これにより生ずる、コン
プレッサ６の出ロアの全圧力Ｐ２とタービン５の排気ガ
ス導入口１１の全圧力Ｐ３の差がバイパス路１４内の空
気遣とコンプレッサ６から供給される排気ガス量の比に
ほぼ無関係となり、圧力Ｐ２と同方向に変化するように
配置する。

本発明によれば、この結果、排気ガスマニホルド１３は
非常に狭いほぼ一定の断面積をもつことになる。これは
、エンジン１が正常回転中に排気ガスマニホルド１３内
の、配管１２との最終結合部１６のすぐ下での排気ガス
の流速が少なくともマツハ数０．３に等しくなるように
するためである。「最（′３結合部」という語は参照番
号１６の部分を指すのに用い、この部分には排気ガスマ
ニホルド１３内を循環する排気ガスが最後に到達する。

例えば、シリンダ１２台備える４サイクルエンジンで、
シリンダの内径が１６０印、正常回転中のピストンの平
均速度が１０ｍ／Ｓであり、１０バールで６０℃の空気
が供給され、排気ガスマニホルド内を５バール、６００
℃の排気ガスが循環する場合には、この排気ガスマニホ
ルドは内径が８４ｍｍ（’々／＞０．３）または５５　
ｍｍ　（、／７７７＞　０．７）より小さくなる。

さらに、スロットル手段１５の下流にある、バイパス路
１４とタービン５の排気ガス導入口１１の間の結合部１
７は、燃焼室２から出て排気ガスマニホルド１３内を循
環する排気ガスの流れの方向で、排気ガスマニホルド１
３の配管１２との第１の結合部Ｉ８の上流に設は−Ｃあ
る。

スロットル手段１５が生み出した圧力降下により力と、
スロットル手段１５自体に対して作用する力の合計が平
衡力により打ち消されて合力がほぼゼ口となるように、
スロットル手段１５けなされている。

スロットル手段１５は、構造上、自分自身が生み出す圧
力降下が排気ガス流量に対して影響されないようにさせ
ることができる。そのためには例えばスライドゲート弁
あるいはスライド式又は回転式のプラグ弁装置を用いる
。スロットル手段１５はまた、圧力降下を生み出すこと
から、互いに打ち消し合う力を受けるような、例えば平
衡式ちょう形弁の構造にすることができる。スロットル
手段１５はさらに、自分自身が生み出す圧力降下に影響
されやすい構造、例えばシート式バルブにすることがで
きる。しかし、この場合スロットル手段１５をスロット
ル手段１５の負荷ロスの作用の合力をそれと同振幅の圧
力で打ち消す構造の平衡手段に機械的に接続しておく。

スロットル手段１５は、コンプレッサ６の出口の全圧力
Ｐ２と一対一対応しているエンジンの第１の動作パラメ
ータとタービン５の上流の全圧力Ｐ３と一対一対応して
いるエンジンの第２の動作パラメータに影響される制御
手段に接続している。この制御手段は、上記の２つの圧
力が互いに近い値のときはスロットル手段１５を閉じさ
せ、互いに離れた値のときはスロットル手段１５を開け
させるほか、上記２つの圧力の差はコンプレッサ６の出
口の全圧力にしか依存せず、この全圧力と同じ方向に変
化する構成となっている。この制御手段については後に
詳述する。

第１図の実施例によれば、スロットル手段１５は回転軸
２３にシャッター２２を固定した構造であり、制御手段
は反転可能な電動モータ１９からなる。このモータ１９
は機械的伝達手段により軸２３を回転させる。伝達手段
としては第１図では、電動モータ１９の軸に固定した歯
車２０と、この歯車２０に噛み合い、シャッター２２の
軸２３に接続する歯板２１とを描いである。電動モータ
１９は比較器２４から出力される差ε＝ΔＰ−ΔＰｏの
値に応じた方向の電流を供給される。比較器２４は、入
力端子２４ａには比較器２５からの信号である差Δｐ＝
ｐ２−ｐ３が、入力端子２４ｂには比較器２６からの信
号である差ΔＰ。

＝ｆ（Ｐ２）が人力される。

第２図に示した実施例によれば、制御手段はシリンダ２
８内のピストン２７からなる。このピストン２７により
シリンダは２室２９．３０に分けられ、それぞれのチャ
ンバーはピストン２７の動きにより容積が変わる。チャ
ンバー２９は全圧力Ｐ３の変化と同方向に一対一対応し
て変化する。静圧力となっている第１のキャビティ（圧
力検知器）３１に通じている。もう一方のチャンバー３
０は全圧力Ｐ２の変化と同方向に一対一対応して変化す
る圧力Ｐ２″となっている第２のキャビティ３２に通じ
ている。圧力Ｐ２″は圧力Ｐ２の部分圧である。この目
的のため、キャビティ３２は、大きさの決められた第１
の穴３３を通して、圧力Ｐ２となっているチャンバー３
４に連通ずる一方、大きさの決められた第２の穴３５を
通して大気圧と連通している。この場合、Ｐ３＝Ｐ２”
＝ｋＰ２であり、ΔＰ＝Ｐ２−Ｐ、、　＝（１−ｋ）Ｐ
２　である。ピストン２７の軸２７ａは第１図の実施例
の場合の歯板２１等からなるスロットル手段１５に接続
している。

第３図と第４図に示した実施例によれば、制御手段は、
それぞれ断面積の異る可動な３つの作用面を備える差動
ピストン３６からなる。大断面積の作用面３７はチャン
バー３８を形成する。このチャンバー３８はピストンの
動きで容積を変えることが可能である。またこのチャン
バー３８は、圧力Ｐ３の変化と同方向に一対一対応して
変化する静圧力となっている第１のキャビティ３１に通
じていて、例えば圧力Ｐ３に等しくなっている。作用面
３７と他の２つの作用面で、さらに２つのチャンバーｌ
１１．４２が形成される。チャンバー４１．４２は容積
が変化する。チャンバー４１はスロットル手段１５の上
流にあるコンプレッサ６の出口の全圧力にほぼ等しい静
圧力となっている第２のキャビティ４３に通じている。

一方チャンバー４２は基準圧力Ｐ０となっている第３の
キャビティ４４に通じている。

一般に、差動ピストン３６は２つの隔壁により差動シリ
ンダ３９内を大断面積のチャンバー３８と、小断面積の
チャンバーと、両端のチャンバーの断面積が異なること
から断面積が両端で異なっている中間のチャンバーとを
形成する。

第３図に示した実施例によれば、チャンバー４１がチャ
ンバー３８の反対側に設けたチャンバーで、チャンバー
４２が中間のチャンバーである。Ｓで差動ピストン３６
の大断面積を表わし、Ｓで小断面積を表わすと、この差
動ピストン３６の平衡は以下の式で表わされる。

Ｐ、・Ｓ　”　Ｐ　２　　・ｓ＋Ｐ”　　・　（Ｓ−ｓ
）第４図に示した実施例によれば、チャンバー４１が中
間のチャンバーで、チャンバー４２がチャンバー３８の
反対側に設けたチャンバーである。差動ピストン３６の
平衡は以下の式で表わされる。

Ｐ３　　・Ｓ＝Ｐ”　　・ｓ十Ｆ・（Ｓ−ｓ）ΔＰ＝Ｐ
２　Ｐ３　＝　（Ｐ２　　Ｐ”　）　・　−第５図、第
６図、第７図は「第１のキャビティ」と呼ばれるものを
構成するいろいろな方法を示した図である。この第１の
キャビティではタービン５のすぐ上流での全圧力Ｐ３の
変化と同方向に一対〜対応して変化する静圧力を測定す
る。

第５図は、ディフューザ４５、ディストリビュータ４６
、ロータ（羽根車）４７を備えた１段のタービン５を示
す。ディフューザ４５は断面積を徐々に増加させ、従っ
て排気ガス流量を低下させる役割がある。この場合圧力
Ｐ３は、ディストリビュータ４６の下流にあるロータ４
７の入口に設けたパイプ４８で検出される。

第６図は、やはり１段のタービン５を示す。ただし、デ
ィス）　ＩＪピユータがなく、排気ガス吸入口カバー４
９が設けである。このカバーは、この中で排気ガスの速
度が排気ガスマニホルド１３の出口での速度とほぼ等し
い定速度となるような大きさにしである。この図の場合
、圧力Ｐ、は、排気ガスマニホルド１３の出口に設けた
パイプ４８で検出する。

第７図は、２段のタービンを示す。１段は低圧段５ａで
、もう１段は高圧段５ｂである。この図の場合、圧力Ｐ
３はタービン５の２段５ａ、５ｂの股間で検出する。

第８図は実施例の部分図である。バイパス路１４は、上
流から下流に向かって燃焼用の第１の領域５１と希釈用
の第２の領域５２に分かれた補助燃焼室５０を備えてい
る。この補助燃焼室５０は、排気ガスマニホルド１３の
上流部に通じている排気ガス出口５３を備えている。第
１の領域５１は燃料供給ノズル５８を少なくともひとつ
備えている。このノズル５８は、圧力燃料源（不図示）
に管５４で接続されている。第２のスロットル手段５５
を用いることにより、補助燃焼室５０に導入される空気
の量を第１の領域５１と第２の領域５２に分配すること
ができる。分配は、第１の領域に導入される空気１を燃
料供給ノズル５８から導入される燃料の債に適合するよ
うに行なう。スロットル手段５５および補助燃焼室５０
の詳細に関しては、Ｆ　Ｒ−Ａ　２４７２０８２および
他のフランス国名義の特許を参照されたい。補助燃焼室
５０のところでは、バイパス路１４は２つの分岐路に分
かれている。第１の分岐路５Ｇには第１のスロットル手
段１５が設けてあり、第２の分岐路５７には第２のスロ
ットル手段５５が設けである。補助燃焼室５０を除けば
、第８図に示した実施例は例えば第８図に示したものと
同じである。

第２のスロットル手段５５は、この第２のスロットル手
段５５の通過路の断面積をコンプレッサ６の出口の空気
の圧力および前もって決めた法則に従って変化させるよ
うな構成をもつ第２の制御手段６６に接続していること
が望ましい。

この制御手段６６は、例えばシリンダ６７内を運動し、
２つのキャビティを形成するピストンである。

第１のキャビティは圧力Ｐ２となっており、第２のキャ
ビティは調整可能な基準圧力■〕、に等しい圧力となっ
ているチャンバー７０に通じている。圧力差Ｐ２　　Ｐ
Ｐを受けるピストンはまた、調整可能な止具により前も
って調整しであるバネ７１の力も受ける。止具はバネ７
１の力の調整度と基準圧力Ｐ、の関数として前もって決
められている法則に従って空気の圧力Ｐ２が増加すると
きに、通過路の断面積Ｓ、を減少させるようにＪ整する
。

どのような実施例でも、排気ガス配管１２のそれぞれは
先が細くなった円１ｉ台形であることが望ましい。排気
ガス配管１２の出口は、第１へ一４図および第８図の排
気ガスマニホルド１３との結合部に見られるように、こ
の排気ガスマニホルド内の排気ガスの流れの方向を向い
ている。

構造を簡単にした例を第９図に示す。排気ガス配管１２
それぞれは、円錐台形の吹き出し口６０からなり、排気
ガスマニホルド１３の中心線の方向を向いている。排気
ガスマニホルド１３と排気ガス配管１２で構成される部
分は、それぞれが同等な円筒区画６１の重ね合わせから
なる。各区画６１には、円筒形のコア６２とそれと同心
のカバー６３が含まれる。

円筒形コア６２は直径が排気ガスマニホルド１３と同じ
である。各区画の（排気ガスの流れの方向から見て）最
上流部は前段の区画がある場合には排気ガス出口とつな
がっており、排気ガスの流れの方向で最初の区画の場合
（第９図の最下部の区画）にはバイパス路１４とつなが
っている。同心カバー６３はキャビティ６４との境界部
である。キャビティ６４はいずれかひとつの燃焼室２の
排気ガス出口と接続する一ノｊ、円筒ｉじの芯６２の最
ｆ流Δ１９とも同心となるよう（こ接続してし）る。バ
イパス路１４が、燃焼用の第１の領域５１と、この第１
の領域５１の下流に設けた希釈用の第２の領域５２とか
らなる補助燃焼室５０を備えている場合には、第１の区
画の最上流部は第２の領域５２の排気ガス出１」と通じ
ている。

周知の構造の密閉手段６５が連続した区画６１と補助燃
焼室５０の希釈領域５２の間に、区画６１が補助燃焼室
５０のすぐ下流にあるように設けである。

第９図に示されたエンジンの残りの＆１Ｓ　分はよく知
られているものである。詳細については例えばＵ　Ｓ　
−Ａ４０２６１１５を参照されたい。

第１０図は第９図の部分拡大図である。第１のスロット
ル手段１５は第３図、第４図、第８図に示されたのと同
じクイブのものである。いわゆるスロットル手段は、補
助燃焼室と同径同軸で軸方向に可動な円筒形のコック装
首である。燃焼室自体は固定されている。

本発明を、圧力Ｐ２　＝１０バールの空気を供給するタ
ーボコンブレッザの圧力をもとにして機能を考えてみる
。

ａ−エンジン停止時のタービンの内部での機能（第１１
図参照）。

コンプレッサから供給された空気はすべてバイパス路１
４を通った後、最大開口状態にある第２のスロットル手
段５５を通過して燃焼用筆１の領域５１に入るとともに
、最大開口状態にある第１のスロットル手段１５を通過
して希釈用第２の領域５２に入る。

燃焼室内の燃料の量は、チャンバー７０内の基準圧力Ｐ
ｐにより適正に制御されているためやはり最大となる。

排気ガスマニホルド１３は、摩擦による負荷のロスおよ
び排気ガス流の経路でのトラブルを引き起こす受動装置
のように振舞う。タービンの入口での全圧力はＰ３　＝
　５．９バール である。

排気ガスマニホルドの入口での全圧力は８．３バールで
あるから、この排気ガスマニホルド内での排気ガス流に
よる負荷のロスは８．３−５．９＝　２．４バール、ず
なわぢ入口での全圧力の２９パーセントとなる。第１の
スＤ　７１−ル手段１５内を空気が通過する際に生ずる
負荷のロスは、１０−８．３＝　１．’；’バール、す
なわらコンプレッサから供給された空気の全圧力の１７
％吉なる。

ｂ−定格出力（速度と負荷が最大時）でのエンジンの機
能（第１１図参照）。

第２のスロットル手段５５および第１のスロットル手段
１５が最小開口位置にあるため、ハ・イバス路内を循環
する空気の量はほとんど一七口（補助燃焼室内で点火を
させるのに充分な量）である。配管１２により排気ガス
マニホルド１３に注入される運動量は最大である。排気
ガスマニホルドは［負荷のロスが負４となって能動装置
のように振舞う。従って排気ガス流の全圧力は下流と上
流の間で増加する。

排気ガス流の全圧力がタービンの入口でＰ３”−５９バ
ールであるどしても、排気ガスマニホルド１３の入口で
は４バールにしかすぎない。

配管１２ｊ二より注入された運動量が排気ガス流の全圧
力を１．９バール上昇させたことになる。

排気ガスマニホルド１３の入口での排気ガス流の速度は
七１である（バイパス路１１１はほぼ閉じられている）
ため、排気ガスコレタフ１３内の静圧力は全圧力に等し
くなる。すなわち、Ｐ、＝４バールである。

第１のスロットル手段１５の両側での圧力の低下は従っ
て、 ΔＰ”’Ｐ２　　　ＰＳ　−１（］　　４＝６バール、
すなわちコンプレッサから供給された空気の全圧力の６
０％となる。

圧力低下は上記の例では、エンジン停止状態でよりも正
常運転での状態のほうが３．５倍大きい。

これに対しコンプレッサとタービンの間の圧力差は変化
しない。

数字を用いて説明した上記の例は、本発明が、以前から
知られていた解決法よりも丁ぐれていることを示してい
る。従来の解決法は例えばＵ　Ｓ　−Ａ　４０２５１１
５に記載されているが、第１のスロットル手段１５の調
整パラメータとして、この第１のメロ／トル手段１５の
両側の圧力Ｐ２、ヒト１□をと４と、圧力差ｐ２−ｐ、
が非常に大きく変化する、ニー５ビになるはずである。

圧力差力く大きいと、よく知られているように、ボンブ
ラインの近くの最適稼動領域内でのターボコンプレッサ
の稼動をさ・トたげ、５可能性がある。本発明により、
上述のような最適稼動モードをもつターボコンブレノ−
ノーと、排気ガスマニホルド内の静圧力を低下させ、燃
焼室から逃げていく排気ガスを押し戻す仕事を減少させ
、その結果消費燃料をかなり減らずことができろに述の
排気ガスマニホルドとを提供することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の内燃機関の第１の実施例で、バイパ
ス路のスロットル手段を電気的制御手段で制御する場合
であり、 第２〜４図は、それぞれ本発明の内燃機関の別の実施例
で、バイパス路のスロットル手段をいろいろなポンプ手
段で制御する場合であり、第５〜７図は、圧力Ｐ３を測
定するいろいろな方法を示した図であり、 第８図は、本発明の内燃機関の第５の実施例の部分図で
、補助燃焼室を備えた場合であり、第９図は、本発明の
内燃機関の第６の実施例で、やはり補助燃焼室を備えた
場合であり、第１０図は第９図の部分拡大図であり、第
１１図と第１２図は、第９図と第１０図の実施例の機能
を示すダイヤグラムで、排気ガスマニホルドに沿った方
向の排気ガスの速度と圧力を、前者は第１のスロットル
手段が閉じた場合、後者は第１のスロットル手段が最大
まで開いた場合を示す。 （主な参照番号） １・・エンジン、　　　２・・燃焼室、３・・排気ガス
出口、 ４・・ターボコンプレッサユニット、 ５・・タービン、　　　　６・・コンプレッサ、８・・
吸気マニホルド、９・・過給空気冷却器、１２・・排気
ガス配管、 １３・・Ｊ、ｌＦ気ガスマニホルド、 １４・・バイパス路、１５・・スロ／　）　−’ｋ　手
段、２２・・ノア／ター、　　２４．２５．２６・・比
・咬器、２７・・ビスＩ・ン、２Ｂ・・ンリンダ、３１
、４３．４４・・キャビディ、 ３６・・差動ピストン、　３７・・作用「行、４５・・
ディフューザ、 ４６・　・ディストリビュータ、　３１７・・ロータ、
４９・・排気力゛ス吸入ロカパー、　５０・・補助燃焼
室、３３・・排気ガス出１］、 ５５・・第２のスロットル手段、 ５８・・燃料供給ノズル、６０・・吹き出し口、６１・
・円筒区画、　　　６５・・密閉手段特許出Ｉ頚人　　
フ　ラ　ン　ス　間 代　理　人　　弁理士　新居　正彦 Ｑｒ２ りγｊ ケ９ ケ１０

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくともひとつの空気導入口と少なくともひと
   つの排気ガス出口をそれぞれが有する複数の可変容積の
   燃焼室を備える内燃機関において、該内燃機関は、少な
   くとも１台のタービンにより機械的に駆動される少なく
   とも１台のコンプレッサを備えるターボコンプレッサユ
   ニットにより過給され、上記空気導入口のそれぞれは上
   記コンプレッサの空気出口に連通する一方、上記排気ガ
   ス出口のそれぞれは、上記タービンの排気ガス導入口に
   接続している少なくともひとつの排気ガスマニホルドに
   排気ガス配管を通じて連結し、上記内燃機関はさらに、
   該バイパス路は上記燃焼室をバイパスして上記コンプレ
   ッサの空気出口を上記タービンの排気ガス導入口に接続
   するバイパス路を備え、該バイパス路は通路断面積可変
   スロットル手段を備え、該スロットル手段は、上記コン
   プレッサの出口と上記タービンの入口との間に生じる圧
   力差が上記コンプレッサの空気出口での圧力値のみにほ
   ぼ依存するような圧力降下を発生するようになされてお
   り、上記内燃機関は、 ａ−上記内燃機関の正常運転時には、上記排気ガス配管
   との最終結合部のすぐ下流での上記排気ガスマニホルド
   内の排気ガスの流速が少なくともマッハ数０．３に等し
   くなるよう、該排気ガスマニホルドは十分小さいほぼ一
   定の断面積を有し、 ｂ−上記スロットル手段の下流にあるバイパス路と上記
   タービンの排気ガス導入口の間の結合部は、上記燃焼室
   から出て上記排気ガスマニホルド内を循環する排気ガス
   流の方向において、上記排気ガスマニホルドと上記排気
   ガス配管との第１の結合部の上流に位置し、 ｃ−上記スロットル手段は、該スロットル手段が発生し
   圧力降下による力と該スロットル手段に作用する力の和
   が、バランス力で相殺されて、それら力の合力がほぼゼ
   ロとなるようになされ、 ｄ−上記スロットル手段は、上記コンプレッサの出口の
   全圧力に一対一対応関係にある内燃機関の第１の動作パ
   ラメータと、上記タービンのすぐ上流の全圧力に一対一
   に対応する関係にある内燃機関の第２のパラメータとに
   応答する制御手段に接続し、該制御手段は、上記２つの
   圧力の値が互いに近づく場合には上記スロットル手段を
   閉じ、これとは反対に上記２つの圧力の値が互いに離れ
   る場合には上記スロットル手段を開くとともに、上記２
   圧力の差は上記コンプレッサの出口の全圧力にのみ依存
   し、該全圧力と同じ方向に変化するようにすること、 を特徴とする過給内燃機関。
2. （２）上記排気ガス配管のそれぞれは、先細のノズル状
   であり、その出口は、上記排気ガスマニホルドとの結合
   部において、該排気ガスマニホルド内の排気ガス流の方
   向を向いていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の過給内燃機関。
3. （３）上記制御手段は容積可変な少なくとも２つのチャ
   ンバーを形成するピストンからなり、上記チャンバーの
   一方は、上記タービンのすぐ上流の全圧力と同方向に一
   対一対応関係で変化する静圧力となっている第１のキャ
   ビティに連通し、他方のチャンバーは、上記スロットル
   手段の上流にあるコンプレッサの出口の全圧力と同方向
   に一対一対応関係で変化する圧力Ｐ＿２＾＊となってい
   る第２のキャビティに連通し、上記圧力Ｐ＿２＾＊は圧
   力Ｐ＿２の部分圧であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項または第２項に記載の過給内燃機関。
4. （４）上記制御手段は、断面積の異なる可動の作用面を
   少なくとも３面備え、最大の断面積をもつ作用面は、上
   記タービンのすぐ上流の全圧力と同方向に一対一対応関
   係で変化する静圧力となっている第１のキャビティに連
   通する容積可変チャンバーを形成し、他の２つの作用面
   は、容積可変な他の２つのチャンバーを形成し、該チャ
   ンバーの一方は、上記スロットル手段の上流のコンプレ
   ッサの出口の全圧力にほぼ等しい静圧力となっている第
   ２のキャビティに連通し、他方のチャンバーは、基準圧
   力Ｐ＾＊となっている第３のキャビティに連通すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載
   の過給内燃機関。
5. （５）上記第１のキャビティは、上記タービンのディス
   トリビュータ（４６）の下流で、該タービンのロータの
   上流の空間からなることを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項または第４項に記載の過給内燃機関。
6. （６）上記ターボコンプレッサユニットは、直列に配置
   された第１のタービンと第２のタービンを少なくとも備
   え、上記第１のキャビティは、上記第１のタービンの出
   口と上記第２のタービンの入口との間の接続部で構成さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第３項または
   第４項に記載の過給内燃機関。
7. （７）上記バイパス路は、補助燃焼室を備え、該補助燃
   焼室は、燃焼用の第１の領域と該第１の領域の下流に設
   けられた希釈用の第２の領域とからなり、上記バイパス
   路は少なくとも２本の分岐路に分かれ、そのうちの第１
   の分岐路は上記第２の領域に空気を供給するとともに上
   記スロットル手段を備え、第２の分岐路は上記第１の領
   域に空気を供給するとともに上記第１のスロットル手段
   の通路断面積とは独立に通路断面積を変えられる第２の
   スロットル手段を備えることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項から第６項のいずれか１項に記載の過給内燃機
   関。
8. （８）上記第２のスロットル手段は、上記コンプレッサ
   の出口の空気圧の関数として所定の法則に従い上記第２
   のスロットル手段の通路断面積を変化させるように設け
   られた第２の制御手段に接続していることを特徴とする
   特許請求の範囲第７項に記載の過給内燃機関。
9. （９）上記排気ガス配管のそれぞれは、上記排気ガスマ
   ニホルドと同心の円錐ノズルからなり、上記排気ガスマ
   ニホルドと上記排気ガス配管との全体は、全て同様な区
   画からなり、該区画のそれぞれは、上記排気ガスマニホ
   ルドと同じ径をもち、排気ガス流の方向の最上流端が、
   前段の区画がある場合にはその排気ガス出口と連通し、
   排気ガス流の方向の最初の区画の場合には上記バイパス
   路と連通する円筒形コアを備える一方、上記燃焼室のい
   ずれかひとつの排気ガス出口に連通し、上記円筒形コア
   の下流端と協同して同心ノズルを形成するキャビティの
   同心のカバーをも備えることを特徴とする特許請求の範
   囲第７項または第８項に記載の過給内燃機関。
10. （１０）上記最初の区画の上流端は、希釈用の上記第２
    の領域の排気ガス出口に連通することを特徴とする特許
    請求の範囲第７項から第９項までのいずれかに記載の過
    給内燃機関。