JPS63246416A - 内燃機関の過給装置 - Google Patents
内燃機関の過給装置Info
- Publication number
- JPS63246416A JPS63246416A JP62077473A JP7747387A JPS63246416A JP S63246416 A JPS63246416 A JP S63246416A JP 62077473 A JP62077473 A JP 62077473A JP 7747387 A JP7747387 A JP 7747387A JP S63246416 A JPS63246416 A JP S63246416A
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- JP
- Japan
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- exhaust
- turbocharger
- engine
- intake
- valve
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- 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.)
- Pending
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- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
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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。
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〕
本発明は内燃機関の過給装置に関する。
特開昭５９−６８５２１号公報並びに特開昭５９−１５
５５３２号公報は複数のターボチャージャを備えた内燃
機関を開示している。
５５３２号公報は複数のターボチャージャを備えた内燃
機関を開示している。
上記公報に開示された内燃機関では、排気ガスの圧力又
は過給吸気圧力が高くなるに従ってターボチャージャを
順次的に作動させるようにしている。例えば、排気ガス
の圧力が所定レベル以下のときには、第１のターボチャ
ージャのみ作動させ、排気ガスの圧力が同所定圧力以上
になると第１及び第２のターボチャージャをともに作動
させるようにしている。このように、ターボチャージャ
を順次的に作動させることによって、内燃機関の低速域
でのトルクを改善し、且つ高速域でも高いトルクを得る
ことができる。しかしながら、このようにターボチャー
ジャを順次的に作動させると、高速域においては排気ガ
スが複数のターボチャージャに分配されることになり、
得られるトルクが制限を受けるという問題があった。本
発明は上記問題点に着目し、低高速域の全域にわたって
エンジン出力を向上させることを目的とする。
は過給吸気圧力が高くなるに従ってターボチャージャを
順次的に作動させるようにしている。例えば、排気ガス
の圧力が所定レベル以下のときには、第１のターボチャ
ージャのみ作動させ、排気ガスの圧力が同所定圧力以上
になると第１及び第２のターボチャージャをともに作動
させるようにしている。このように、ターボチャージャ
を順次的に作動させることによって、内燃機関の低速域
でのトルクを改善し、且つ高速域でも高いトルクを得る
ことができる。しかしながら、このようにターボチャー
ジャを順次的に作動させると、高速域においては排気ガ
スが複数のターボチャージャに分配されることになり、
得られるトルクが制限を受けるという問題があった。本
発明は上記問題点に着目し、低高速域の全域にわたって
エンジン出力を向上させることを目的とする。
本発明による内燃機関の過給装置は、排気タービンと過
給コンブ【／・ソサとを備えた比較的に小型の第１のタ
ーボチャージャと比較的に大型の第２のターボチャージ
ャとを具備し、機関の排気通路から分岐して前記第１の
ターボチャージャ及び前記第２のターボチャージャの排
気タービンにそれぞれ通じる第１及び第２の分岐排気通
路を設け、機関の排気通路を該第１及び第２の分岐排気
通路に選択的に連通せしめる弁装置を設けたことを特徴
とするものである。
給コンブ【／・ソサとを備えた比較的に小型の第１のタ
ーボチャージャと比較的に大型の第２のターボチャージ
ャとを具備し、機関の排気通路から分岐して前記第１の
ターボチャージャ及び前記第２のターボチャージャの排
気タービンにそれぞれ通じる第１及び第２の分岐排気通
路を設け、機関の排気通路を該第１及び第２の分岐排気
通路に選択的に連通せしめる弁装置を設けたことを特徴
とするものである。
機関本体１０は吸気マニホールド１２と排気マニホール
ド１４とを有する。排気マニホールド１４の集合部は２
つの第１及び第２の分岐排気管１６．１８に接続される
。また、吸気マニホールド１２も２つの第１及び第２の
吸気管２０ 、２２に接続される。
ド１４とを有する。排気マニホールド１４の集合部は２
つの第１及び第２の分岐排気管１６．１８に接続される
。また、吸気マニホールド１２も２つの第１及び第２の
吸気管２０ 、２２に接続される。
本発明においては、比較的に小型の第１のターボチャー
ジャ２４と比較的に大型の第２のターボチャージャ２６
とが設けられる。これらのターボチャージャ２４ 、２
６はそれぞれ排気タービン２４ａ。
ジャ２４と比較的に大型の第２のターボチャージャ２６
とが設けられる。これらのターボチャージャ２４ 、２
６はそれぞれ排気タービン２４ａ。
２６ａと過給コンプレッサ２４ｂ、２６ｂとを備えてい
る。第１のターボチャージャ２４は、その排気タービン
２４ａが第１の分岐排気管１６の途中に配置され、且つ
その過給コンプレッサ２４ｂが第１の吸気管２０の途中
に配置される。同様に、第２のターボチャージャ２６は
、その排気タービン２６ａが第２の分岐排気管１８の途
中に配置され、且つその過給コンプレッサ２６ｂが第２
の吸気管２２の途中に配置される＝そして、排気マニホ
ールド１４から第１及び第２の分岐排気管１６ 、１８
への分岐部に、排気制御弁２８が配置される。排気制御
弁２８は分岐部のほぼ中央部に回動支点を持ち、第１及
び第２の分岐排気管１６ 、１８を選択的に閉鎖するこ
とができる。即ち、排気マニホールド１４を第１及び第
２の分岐排気管１６ 、１８に選択的に連通せしめるこ
とができる。なお、排気制御弁２８は回動途中の位置で
再分岐排気管１６ 、 Ｉ８をともぼ開放する。さらに
、大型の第２のターボチャージャ２６が配置された方の
第２の分岐排気管１８にはその排気タービン２４ａをバ
イパスしてバイパス通路３０が形成され、このバイパス
通路３０には従来のターボチャージャ２６と同様の過給
圧によって作動されるウェイストゲート弁３２が配置さ
れる。
る。第１のターボチャージャ２４は、その排気タービン
２４ａが第１の分岐排気管１６の途中に配置され、且つ
その過給コンプレッサ２４ｂが第１の吸気管２０の途中
に配置される。同様に、第２のターボチャージャ２６は
、その排気タービン２６ａが第２の分岐排気管１８の途
中に配置され、且つその過給コンプレッサ２６ｂが第２
の吸気管２２の途中に配置される＝そして、排気マニホ
ールド１４から第１及び第２の分岐排気管１６ 、１８
への分岐部に、排気制御弁２８が配置される。排気制御
弁２８は分岐部のほぼ中央部に回動支点を持ち、第１及
び第２の分岐排気管１６ 、１８を選択的に閉鎖するこ
とができる。即ち、排気マニホールド１４を第１及び第
２の分岐排気管１６ 、１８に選択的に連通せしめるこ
とができる。なお、排気制御弁２８は回動途中の位置で
再分岐排気管１６ 、 Ｉ８をともぼ開放する。さらに
、大型の第２のターボチャージャ２６が配置された方の
第２の分岐排気管１８にはその排気タービン２４ａをバ
イパスしてバイパス通路３０が形成され、このバイパス
通路３０には従来のターボチャージャ２６と同様の過給
圧によって作動されるウェイストゲート弁３２が配置さ
れる。
第１及び第２の吸気管２０ 、２２はそれぞれの上流の
位置において空気を取り入れることができる。
位置において空気を取り入れることができる。
これらの第１及び第２の吸気管２０ 、２２にはそれぞ
れ過給コンプレッサ２４ｂ、２６ｂをバイパスしてバイ
パス通路３４ 、３６が形成される。これらのバイパス
通路３４ 、３６にはそれぞれ吸気バイパス弁３８ 、
４０が配置される。吸気バイパス弁３８ 、４０はバイ
パス通路３４ 、３６を開放又は遮断することができる
ものである。また、第１及び第２の吸気管２０ 、２２
のバイパス通路３４．罰への連結部よりも下流の位置に
、それぞれ吸気遮断弁４２ 、４４が配置される。これ
らの吸気遮断弁４２ 、４４は吸気管２０ 、２２を開
放又は遮断することができるものである。
れ過給コンプレッサ２４ｂ、２６ｂをバイパスしてバイ
パス通路３４ 、３６が形成される。これらのバイパス
通路３４ 、３６にはそれぞれ吸気バイパス弁３８ 、
４０が配置される。吸気バイパス弁３８ 、４０はバイ
パス通路３４ 、３６を開放又は遮断することができる
ものである。また、第１及び第２の吸気管２０ 、２２
のバイパス通路３４．罰への連結部よりも下流の位置に
、それぞれ吸気遮断弁４２ 、４４が配置される。これ
らの吸気遮断弁４２ 、４４は吸気管２０ 、２２を開
放又は遮断することができるものである。
排気制御弁２８１、吸気バイパス弁３８ 、４０並びに
吸気遮断弁４２ 、４４はそれぞれ電気的に制御可能・
２ζ弁であり、制御装置４６によって制御されるように
なっている。制御装置４６はマイクロコンピュータとし
て構成され、演算と制御の機能を有する中央処理装置（
ＣＰＵ） ４ Ｂと、プログラムを記憶させたリード
オンリメモリ（ＲＯＭ） ５０と、データ等を記憶さ
せるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ） ５２とを備
え、これらはバス５４によって相互に接続されるととも
に、入出力インターフェース（１１０手段）５６にも接
続されている。制御装置４６には内燃機関の運転状態を
検出する各種センサからの信号が入力される０例えば、
内燃機関の負荷を表す信号ａ、回転数を表す信号ｂ、冷
却水温を表す信号Ｃ等が入力される。
吸気遮断弁４２ 、４４はそれぞれ電気的に制御可能・
２ζ弁であり、制御装置４６によって制御されるように
なっている。制御装置４６はマイクロコンピュータとし
て構成され、演算と制御の機能を有する中央処理装置（
ＣＰＵ） ４ Ｂと、プログラムを記憶させたリード
オンリメモリ（ＲＯＭ） ５０と、データ等を記憶さ
せるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ） ５２とを備
え、これらはバス５４によって相互に接続されるととも
に、入出力インターフェース（１１０手段）５６にも接
続されている。制御装置４６には内燃機関の運転状態を
検出する各種センサからの信号が入力される０例えば、
内燃機関の負荷を表す信号ａ、回転数を表す信号ｂ、冷
却水温を表す信号Ｃ等が入力される。
第２図は運転状態に応じて排気制御弁２８、吸気バイパ
ス弁３８ 、４０並びに吸気遮断弁４２ ｐ４４が作動
される例を説明する図である。排気制御弁２８の作動に
ついては、丸印は第１の分岐排気管１６が開放されると
きを示し、従ってこのときは第２の分岐排気管１８は閉
鎖されることになる。機関の低速域においては、第１図
に示されるように、排気制御弁２８は第１の分岐排気管
１６を開放し、第２の分岐排気管１８を閉鎖する。従っ
て、このときには、第１のターボチャージャ２４が作動
し、第２のターボチャージャ２６は作動しない、従って
、低速域において排気ガス量が少なくても小型の第１の
ターボチャージャ２４の特性を発揮させることができる
のである。そして、このときには、第１の吸気バイパス
弁３８は閉じ且つ第１の吸気遮断弁４２は開いているの
で第１のターボチャージャ２４で発生した過給圧を吸気
マニホールド１２に供給することができる。また、第２
の吸気遮断弁４４は閉じているので第１のターボチャー
ジャ２４から吸気マニホールド１２に供給された過給圧
は全て機関の燃焼室に入れられる。また、第２の吸気バ
イパス弁４０は開いており、第２のターボチャージャ２
６の惰性回転等により発生した圧力を逃がすことができ
る。
ス弁３８ 、４０並びに吸気遮断弁４２ ｐ４４が作動
される例を説明する図である。排気制御弁２８の作動に
ついては、丸印は第１の分岐排気管１６が開放されると
きを示し、従ってこのときは第２の分岐排気管１８は閉
鎖されることになる。機関の低速域においては、第１図
に示されるように、排気制御弁２８は第１の分岐排気管
１６を開放し、第２の分岐排気管１８を閉鎖する。従っ
て、このときには、第１のターボチャージャ２４が作動
し、第２のターボチャージャ２６は作動しない、従って
、低速域において排気ガス量が少なくても小型の第１の
ターボチャージャ２４の特性を発揮させることができる
のである。そして、このときには、第１の吸気バイパス
弁３８は閉じ且つ第１の吸気遮断弁４２は開いているの
で第１のターボチャージャ２４で発生した過給圧を吸気
マニホールド１２に供給することができる。また、第２
の吸気遮断弁４４は閉じているので第１のターボチャー
ジャ２４から吸気マニホールド１２に供給された過給圧
は全て機関の燃焼室に入れられる。また、第２の吸気バ
イパス弁４０は開いており、第２のターボチャージャ２
６の惰性回転等により発生した圧力を逃がすことができ
る。
機関運転状態が高速域になると、全ての弁が逆に切り換
えられる。すると全ての排気ガスが第２のターボチャー
ジャ２６を作動させるのに使用されるようになる。なお
、低速域から高速域への切り換えに際して、排気制御弁
２８は２つの分岐排気管１６ 、１Ｂをともに開放させ
る状態を経過し、このときに２つのターボチャージャ２
４ 、２６の発生した過給圧をともに吸気マニホールド
１２に導入するようにすることによって、大型の第２の
ターボチャージャ２６の作動のタイムラグを緩和するこ
とができる。そして、第２のターボチャージャ２６が実
質的に作動するようになったところで吸気側の弁を第２
図に示されるように切り換えるのである。
えられる。すると全ての排気ガスが第２のターボチャー
ジャ２６を作動させるのに使用されるようになる。なお
、低速域から高速域への切り換えに際して、排気制御弁
２８は２つの分岐排気管１６ 、１Ｂをともに開放させ
る状態を経過し、このときに２つのターボチャージャ２
４ 、２６の発生した過給圧をともに吸気マニホールド
１２に導入するようにすることによって、大型の第２の
ターボチャージャ２６の作動のタイムラグを緩和するこ
とができる。そして、第２のターボチャージャ２６が実
質的に作動するようになったところで吸気側の弁を第２
図に示されるように切り換えるのである。
第３図は、小型の第１のターボチャージャ２４が比較的
に少ない排気ガス流量Ｇ１で最高の効率を発揮するよう
に形成されたものであり、大型の第２のターボチャージ
ャ２６が０１よりも大きいＧ２で最高の効率を発揮する
ように形成されたものであることを示している。このよ
うに、本発明では流量の少ない低速時及び流量の多い高
速時を含む全領域で高い効率を得ることができるのであ
る。一方、前述した従来技術のように高速時に２つのタ
ーボチャージャを作動させるようにすると排気ガスが分
配されるので、大型のターボチャージャで使用できる排
気ガス量はＧ２−Ｇ１になり、使用されるターボチャー
ジャが同じであれば従来技術の効率は本発明のものより
も低いのである。
に少ない排気ガス流量Ｇ１で最高の効率を発揮するよう
に形成されたものであり、大型の第２のターボチャージ
ャ２６が０１よりも大きいＧ２で最高の効率を発揮する
ように形成されたものであることを示している。このよ
うに、本発明では流量の少ない低速時及び流量の多い高
速時を含む全領域で高い効率を得ることができるのであ
る。一方、前述した従来技術のように高速時に２つのタ
ーボチャージャを作動させるようにすると排気ガスが分
配されるので、大型のターボチャージャで使用できる排
気ガス量はＧ２−Ｇ１になり、使用されるターボチャー
ジャが同じであれば従来技術の効率は本発明のものより
も低いのである。
また、そのような従来タイプのものにおいては、破線で
示されるように排気ガス量Ｇ２−Ｇ、で最高の効率を発
揮するようなターボチャージャが使用されるのが普通と
思われるが、それでも、全ての排気ガス量Ｇ２を使用す
る本発明のものよりも効率が低いのである。
示されるように排気ガス量Ｇ２−Ｇ、で最高の効率を発
揮するようなターボチャージャが使用されるのが普通と
思われるが、それでも、全ての排気ガス量Ｇ２を使用す
る本発明のものよりも効率が低いのである。
第４図は内燃機関の回転数に対するトルクを示す図であ
る。実線は以上説明した本発明によるものであり、破線
は従来技術によるものである。本発明によるものは低速
域でトルクを高めることができるばかりでなく、高速域
においては従来技術よりもさらに高いトルクを得ること
ができるのである。
る。実線は以上説明した本発明によるものであり、破線
は従来技術によるものである。本発明によるものは低速
域でトルクを高めることができるばかりでなく、高速域
においては従来技術よりもさらに高いトルクを得ること
ができるのである。
以上説明したように、本発明によれば低速トルク並びに
高速トルクを向上させることができる。
高速トルクを向上させることができる。
また、小型のターボチャージャは高過給状態で使用され
ないためにサージング等の不具合も発生しない。
ないためにサージング等の不具合も発生しない。
第１図は本発明による内燃機関の過給装置を示す構成図
、第２図は第１図の答弁の作動を説明する説明図、第３
図は２つのターボチャージャの特性を示す図、第４図は
本発明と従来技術のものとのトルクを比較して示す図で
ある。 １２・・・・・・吸気マニホールド、 １４・・・・・・排気マニホールド、 １６．１８・・・分岐排気管、 ２０ 、２２・・・吸気管、 ２４ 、２６・・・ターボチャージャ、２８・・・・・
・排気制御弁、 ３８ 、４０・・・吸気バイパス弁、 ４２ 、４４・・・吸気遮断弁。 第１図 １４．／す゛ り すζナヤーノヤ ４２．ｌ
Ｊ４・・ 吸気遮断升×バルブ閉 第２図 ３３図
、第２図は第１図の答弁の作動を説明する説明図、第３
図は２つのターボチャージャの特性を示す図、第４図は
本発明と従来技術のものとのトルクを比較して示す図で
ある。 １２・・・・・・吸気マニホールド、 １４・・・・・・排気マニホールド、 １６．１８・・・分岐排気管、 ２０ 、２２・・・吸気管、 ２４ 、２６・・・ターボチャージャ、２８・・・・・
・排気制御弁、 ３８ 、４０・・・吸気バイパス弁、 ４２ 、４４・・・吸気遮断弁。 第１図 １４．／す゛ り すζナヤーノヤ ４２．ｌ
Ｊ４・・ 吸気遮断升×バルブ閉 第２図 ３３図
Claims (1)
- 排気タービンと過給コンプレッサとを備えた比較的に小
型の第１のターボチャージャと比較的に大型の第２のタ
ーボチャージャとを具備し、機関の排気通路から分岐し
て前記第１のターボチャージャ及び前記第２のターボチ
ャージャの排気タービンにそれぞれ通じる第１及び第２
の分岐排気通路を設け、機関の排気通路を該第１及び第
２の分岐排気通路に選択的に連通せしめる弁装置を設け
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 |
|---|---|---|---|
| JP62077473A JPS63246416A (ja) | 1987-04-01 | 1987-04-01 | 内燃機関の過給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62077473A JPS63246416A (ja) | 1987-04-01 | 1987-04-01 | 内燃機関の過給装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63246416A true JPS63246416A (ja) | 1988-10-13 |
Family
ID=13634954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62077473A Pending JPS63246416A (ja) | 1987-04-01 | 1987-04-01 | 内燃機関の過給装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63246416A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03264730A (ja) * | 1990-03-14 | 1991-11-26 | Hino Motors Ltd | ターボチャージャ付エンジン |
| JPH04255526A (ja) * | 1991-02-07 | 1992-09-10 | Hino Motors Ltd | 過給機付エンジン |
| DE102014220655A1 (de) * | 2014-10-13 | 2016-04-14 | Ford Global Technologies, Llc | Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit zwei Abgasturboladern und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine |
-
1987
- 1987-04-01 JP JP62077473A patent/JPS63246416A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03264730A (ja) * | 1990-03-14 | 1991-11-26 | Hino Motors Ltd | ターボチャージャ付エンジン |
| JPH04255526A (ja) * | 1991-02-07 | 1992-09-10 | Hino Motors Ltd | 過給機付エンジン |
| DE102014220655A1 (de) * | 2014-10-13 | 2016-04-14 | Ford Global Technologies, Llc | Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit zwei Abgasturboladern und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine |
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