JPS63129124A

JPS63129124A - ２段式過給装置

Info

Publication number: JPS63129124A
Application number: JP61275790A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Kishi; 岸　則行; Hiroyuki Niikura; 裕之新倉; Sadatomo Tsuchiya; 土屋　定智
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1986-11-19
Filing date: 1986-11-19
Publication date: 1988-06-01

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、ターボチャージャとスーパチャージャとを互
いに直列に接続して広い動作範囲に亘って好適に過給を
行ない得るようにした内燃機関用２段式過給装置に関す
る。

〈従来の技術〉従来から、エンジンの排気流を駆動源とする所謂ターボ
チャージャと呼ばれる形式の過給機が、エンジンの出力
を増大させるために広く用いられている。一般に過給圧
はエンジンの回転速度及び負荷の増大と共に大ぎくなる
が、必要以上の過給を行なうとノッキングを発生するな
どの支障がおるため、過給圧がある一部レベルに達する
とターボチャージャのウェストゲート弁を適宜開くこと
により、排気流の一部をバイパスさせて過給機に作用す
る排気流を調節し、過給圧の上昇を抑えるようにしてい
る。このウェストゲート弁は通常過給圧を作動圧として
アクチュエータにより駆動される。

またエンジンの軸出力を駆動源とする所謂スーパチャー
ジャが比較的低い自転速度から比較的高い過給圧を発生
し得るので、ターボチャージャとスーパチャージャとを
併用して極めて低速域から広い回転速度範囲に亘って好
適な過給効果を達成する方法が知られている。ターボチ
ャージャの下流側にスーパチャージャを直列に接続した
２段式過給装置に於ては、スーパチャージャのバイパス
弁とターボチャージャのウェストゲート弁とを適宜開閉
して過給圧を制御している。この場合に過給圧即ちスー
パチャージャの下流側の圧をアクチュエータに作用させ
てウェストゲート弁を開閉すると、エンジンの比較的低
い回転速度で過給圧が所定レベルに達してウェストゲー
ト弁が開くので、ターボチャージャによる過給作用が小
さくなる。

このため、所定の過給圧を得るにはスーパチ１＝　−ジ
ャによる過給を増加させる必要があるが、スーパチャー
ジャの駆動による動力の損失が大きくなってエンジン効
率が低下するという問題がおる。

〈発明が解決しようとする問題点〉そこで本発明の目的は、排気エネルギを有効に利用し、
スーパチャージ（・の駆動による機械的損失を最小限に
して、効率の良い内燃機関用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〉上述の目的は、本発明によれば、内燃機関の排気流によ
り駆動され、そのタービン入口に前記排気流の一部をバ
イパスさせるウェストゲート弁を有する第１の過給機と
、前記第１の過給機の下流側に直列に接続され、該内燃
機関の軸出力により駆動される第２の過給機とを備える
内燃機関用２段式過給装置であって、前記ウェストゲー
ト弁を開閉するアクチュエータに作用する作動圧が前記
第１の過給機と前記第２の過給機との間から取り出され
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。

〈作用〉このようにすれば、ウェストゲート弁はターボチャージ
ャ下流側の圧が所定のレベルに達するまで開弁されない
ので、排気エネルギーを有効に用いてターボチャージャ
を駆動し、スーパチＶ−ジャによる過給を必要最小限に
して所定の過給圧を達成することができる。

〈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図式
的に示している。概略的には、エンジン１に供給される
べくエアクリーナ２から導入される吸気を、ターボチャ
ージャ３及びその下流側に直列接続されたスーパチャー
ジヤ４により過給するようになっている。

エアクリーナ２から導入された空気は、ターボチャージ
ャ３の吸気人口５に導入され、コンプレツナ６により圧
縮されて通路１２に送り出される。

ターボチャージャ３のコンプレッサ６は、回転軸７を介
して排気タービン８に連結され、排気タービン８はエン
ジン１の排気管９から送り出される排気ガスにより駆動
される。排気ガスは排気タービン８を駆動した後に排気
管１０から排出されることとなるが、必要に応じてウェ
ストゲート弁１１を開くことにより、排気ガスを排気タ
ービン８をバイパスして排気管１０に送り出すこともで
きる。

コンプレッサ６の出口に接続された通路１２はスーパチ
ャージャ４の入口に接続されている。スーパチャージヤ
４は、エンジン１の出力軸からベルト１３を介して動力
を伝達され、スーパチャージヤ４側のプーリに付設され
た電磁クラッチ１４により、ロータ１５への動力の供給
を断続し得るようにしである。スーパチャージャ４の出
口は通路１６を介してエンジン１の吸気管１８に至って
おり、該吸気管内にはスロットル弁１７及びその下流側
に燃料噴射装置１９が設けられている。

スーパチＶ−ジャ４の入口通路１２と出口通路１６とが
バイパス通路２０により接続されており、該バイパス通
路内にはバイパス弁２１が設けられている。このバイパ
ス弁２１は、ダイヤフラムアクチュエータ２２の作動端
に接続され、該アクチュエータは、通路２５、電磁弁２
４及び通路２３を介して、スロットル弁１７の下流側の
吸気管１８に接続されている。またバイパス弁２１は別
のダイヤフラムアクチュエータ２６の作動端にも接続さ
れており、該アクチュエータは通路２９、電磁弁２８及
び通路２７を介して、スーパチャージャ４の出口通路１
６に接続されている。

電磁弁２４．２８はそれぞれ線３０．３１を介して制御
装置３３に接続されている。制御装置３３は、線３２を
介して電磁クラッチ１４の断続をもｉｌ制御することが
できる。制御装置３３には、吸気温度Ｔ　、大気圧Ｐ　
、スロットル弁開度θｔｈ、Ａ　　　　　　　　　Ａエンジンの回転速度Ｎ。、スーパチャージャの入口側圧
Ｐ２、過給圧Ｐ２′、エンジン負圧ＰＢなどに相当する
信号が取り込まれるようになっており、電磁弁２４．２
８の開閉条件を補正することにより、これらのパラメー
タの変化に応じ・てバイパス弁２１の開度を調節すると
共に、電磁クラッチ１４の断続条件を補正する。

電磁クラッチ１４は、エンジンの回転数が所定レベルを
越えた場合に解除される。そうすることにより、ターボ
チャージャが十分な過給圧を発生している場合にスーパ
チャージャが吸気通路内に於ける流路抵抗となったり高
速域でその回転速度が過大となって耐久性の問題を発生
じたりする不都合が解消される。また、エンジンの負荷
が所定値よりも小ざい場合、即ちスロットル弁の下流側
の吸入負圧Ｂ、が所定値よりも大きい場合（例えばＰＢ
　＜　７６０ｍｍＨｇ）にも電磁クラッチ１４が解除さ
れ、エンジンの低負荷運転時に過給を行なわないように
して動力の損失を防止している。

電磁クラッチ１４がオンの場合には、電磁弁２４のソレ
ノイドは、例えばスロットル弁上流側の圧Ｐ　２　’　
＜　７６０ｓ）Ｉ（ｌなる条件により励磁されてダイヤ
フラムアクチュエータ２２には大気圧が導入され、Ｐ２
′≧７６０ｍＨ（ｌなる条件により該ソレノイドが消磁
されてダイヤフラムアクチュエータ２２にはＰＢが導入
される。一方、電磁弁２Ｂのソレノイドは制御装置３３
によりデユーティ比制御され、ダイヤフラムアクチュエ
ータ２６に過給圧ＰＢまたは大気圧ｆｉ：導入してバイ
パス弁２１を適当な半開状態とし、スーパチャ−ジヤ４
とターボチャージャ３とを併用するモード即ら中速領域
から、ターボチャージャ３のみを使用するモード即ち高
速領域への移行領域に於ける過給圧の変化を円滑化する
。

また、エンジンの低負荷運転時に於ても、同様に電磁弁
２８のソレノイドがデユーティ比制御され、バイパス弁
２１を適度な開度とし、スロットル開度及びエンジンの
回転速度に応じた過給圧を実現する。

電磁クラッチ１４がオフの場合には、電磁弁２４のソレ
ノイドは例えばスロットル弁下流側の圧Ｐ　Ｂ　＜　７
６０５ｔｌ（Ｊなる条件により消磁されてダイヤフラム
アクチュエータ２２にはエンジンの吸気負圧が導入され
、ＰＢ≧７６０ｓＨＵなる条件により該ソレノイドが励
磁されてダイヤフラムアクチュエータ２２には大気圧が
導入される。一方、電磁弁２８のソレノイドは励磁され
てダイヤフラムアクチュエータ２６にはＰ２′が導入さ
れる。このようにスーパチャージャ４の動作が停止され
ている場合には、バイパス弁２１が全開となるので、ス
ーパチャージャ４が吸気通路内の流路抵抗となることが
ない。

第１図に良く示されるように、ウェストゲート弁１１は
リンク機構３４を介してダイヤフラムアクチュエータ３
５の作動端に接続されている。このアクチュエータ３５
は通路３６を介してコンプレッサ６の下流側の通路１２
に接続されており、コンプレッサ６の下流側圧Ｐ２が所
定レベルに達するとウェストゲート弁１１を開くように
なっている。

エンジンの低回転速度領域では、ターボチャージャ３及
びスーパチャージャ４のいずれもが作動しているが、排
気圧が低いために排気タービン８が十分に回転しないの
で、ターボチャージャ３によっては十分な過給が行なわ
れない。従ってコンプレッサ６の下流側圧Ｐ２によって
アクチュエータ３５は作動せず、ウェストゲート弁１１
は閉じている。この場合には、実質的にスーパチャージ
ャ４のみによって過給か行なわれ、過給圧が比較的低い
回転速度域からエンジン回転速度の増大に応じて漸次上
昇する。

エンジン回転速度がある程度上昇するとターボチャージ
ャ３が過給圧を発生する。しかし、スーパチャージ１７
４の過給作用によりＰ２＜Ｐ２’で（１行余白）あるので、過給圧Ｐ２’が所定レベルに達してもウェス
トゲート弁１１は開弁されない。従って排気エネルギを
逃がすことなくターボチャージャ３による過給がそのま
ま続けられる。このようにスーパチャージャ４とターボ
チャージャ３とを併用するモードでは、バイパス弁２１
を適度な開度とすることにより過給圧を制御するので、
スーパチャージャ４による過給を最小限にすることがで
きる。

エンジンの高回転速度領域では、上述したように電磁ク
ラッチ１４が解除され、ターボチャージャ３のみが駆動
されて過給を行なう。この場合には、スーパチャージｔ
４が吸気通路の流路抵抗とならぬようにバイパス弁２１
が仝聞されているので、過給圧Ｐ’＝Ｐ２となり、ター
ボチレージヤのみを使用する過給装置の場合と同様に、
ウェストゲート１１は過給圧に応じて開閉されることに
なる。

〈発明の効果〉上述のように本発明によれば、ターボチャージャの下流
にスーパチャージヤを直列に接続した２段式過給装置に
於て、ウェストゲート弁を開閉するアクチュエータに作
用する作動圧がターボチャージャとスーパチャージャと
の間から取り出されることにより、エンジンが比較的高
回転になるまでウェストゲート弁が閉じているので、排
気エネルギーを有効に利用することができ、ターボチャ
ージャによる過給圧が高くなるので、スーパチャージャ
による過給を必要最小限にして所定の過給圧を得ること
ができ、スーパチャージＶの駆動による動力損失を減少
させてエンジン出力をより向−ヒさせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による２段式過給装置の構成を図式的
に示す線図である。１・・・エンジン　　　　２・・・エアクリーナ３・・
・ターボチャージャ４・・・スーパチャージャ５・・・
入口　　　　　　６・・・コンプレッサ７・・・回転軸
　　　　　８・・・排気タービン９．１０・・・排気管
　　１１・・・ウェストゲート弁１２・・・通路　　　
　　１３・・・ベルト１４・・・電磁クラッチ　１５・
・・ロータ１６・・・通路　　　　　１７・・・スロッ
トル弁１８・・・吸気管　　　　１９・・・燃お１噴ｆ
Ａ装置２０・・・バイパス通路　２１・・・バイパス弁
２２・・・ダイヤフラムアクチュエータ２３・・・通路
　　　　　２４・・・電磁弁２４ａ・・・入口　　　　
２４ｂ・・・出口２４Ｇ・・・排気口　　　２４ｄ・・
・フィルタ２５・・・通路２６・・・ダイヤフラムアクチュエータ２７・・・通路
　　　　　２８・・・電磁弁２８ａ・・・入口　　　　
２８ｂ・・・出口２８ｃ・・・排気口　　　２８ｄ・・
・フィルタ２９・・・通路　　　　　３０〜３２・・・
線３３・・・制御装置　　　３４・・・リンク機構３５
・・・ダイヤフラムアクチュエータ３６・・・通路

Claims

【特許請求の範囲】内燃機関の排気流により駆動され、そのタービン入口に
前記排気流の一部をバイパスさせるウェストゲート弁を
有する第１の過給機と、前記第１の過給機の下流側に直
列に接続され、該内燃機関の軸出力により駆動される第
２の過給機とを備える内燃機関用２段式過給装置であっ
て、前記ウェストゲート弁を開閉するアクチュエータに作用
する作動圧が前記第１の過給機と前記第２の過給機との
間から取り出されることを特徴とする２段式過給装置。