JPS63277818A - タ−ボエンジンの排気システム - 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１ 本発明はターボエンジンの排気システムに関する。

［従来の技術］ 従来、出力性能を向上するため、ターボ過給機を備えた
ターボエンジンが用いられている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来のターボエンジンは、低速ないし高
速の広い運転域で出力性能を向上するのに困難がある。

すなわち、ターボエンジンにおいて、排気量の多い高速
時における過給圧を適正化し、ノッキング等を発生させ
ることなく所望の高速出力を得るように設定される場合
には、排気量の少ない低速時におけるタービン部の回転
上昇が困難となり、所望の低速出力を確保するのに足る
過給圧を得るのに困難を生ずる。

また、ターボエンジンにおいて、タービン部の出「１部
に作用する背圧を低くシ、タービン部の円滑な回転上昇
を図るべく、タービン部の出口部に連結される排気通路
の流路面積を大きく設定する場合には、排気脈動に基づ
く負圧のピーク値がエンジンの高速域側へ転移してしま
う、このため、低速時には、上記排気脈動の負圧をター
ビン部を介してエンジンの排気出口部に十分に作用させ
ることができず、排気効率の向−Ｌ−、による低速出力
の向トを実現することもできない。

本発明は、ターボエンジンにおいて、エンジンのあらゆ
る速度状態下で出力性能を向上可能とすることを目的と
する。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、ターボ過給機を備えてなるターボエンジンの
排気システムにおいて、ターボ過給機のタービン部の出
口部に相１Ｆに並列的に連結される複数の排気通路と、
少なくとも一部の排気通路に配設される開閉ゴｆと、エ
ンジンの回転速度を検出する速度検出器と、速度検出器
の検出速度が低速側から高速側に移行するに応じて開閉
弁を開き側に制御し、高速側から低速側に移行するに応
じて開閉弁を閉じ側に制御する制御器とを有してなるよ
うにしたものである。

［作用］ エンジンの低速時には、速度検出器の検出結果に基づい
て制御器が開閉弁を閉じ側に制御する。

したがって、タービン部の出口部に連結されて開き状１
ム（４通状態）にある排気通路の流路面積が小となり、
排気脈動に基づく負圧のピーク値がエンジンの低速域側
に設定される。これにより、この低速時においてピーク
となる排気脈動の負圧をタービン部を介してエンジンの
排気出口部に十分に作用させることができ、排気効率の
向上による低速１１１力の向上を実現できる。

エンジンの高速時には、速度検出器の検出結果にノ＾づ
いて制御器が開閉弁を開き側に制御する。

したがって、ターどン部の出目部に連結されて開き状態
（導通状態）にある排気通路の流路面積が大となり、タ
ービン部の出口部に作用する背圧を低くすることになる
。これにより、ターボ過給機のタービン部は円滑に回転
上昇し、適正な過給圧を確保し、所望の高速出力を得る
ことができる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示す模式図、第２図はｆｔ
５１図のエンジンを示す模式図、第３図はエンジンの回
転速度と出力トルクの関係を示す線図、第４図は排気管
の一例を示す模式図である。

ターボエンジンｌＯは４気筒４サイクルエンジンであり
、各気筒に燃焼室１１を有している。

１２はターボ過給機であり、ターボ過給機１２はタービ
ン部１３、コンプレッサ部１４を備えている。

ターボ過給機１２のタービン部１３の入口部には、各気
筒の燃焼室１１に連なる排気マニホールド１５が接続さ
れ、タービン部１３の出口部には排気管１６が連結され
ている。すなわち、ターボ過給機１２のタービン部１３
は、燃焼室１１に生ずる排気を排気マニホールド１５を
経て導入することにより、タービン羽根車を回転してコ
ンプレッサ部１４を駆動するとともに、該排気を排気管
１６から排気消音器１６Ａを介して外部に排出ｏｆ雀と
している。

ターボ過給機１２のコンプレッサ部１４の入口部には空
気導入部１７が形成され、コンプレッサ部１４の出口部
には給気管１８、インタークーラー１９．給気マニホー
ルド２０を介して各気筒の燃焼室１１が接続されている
。すなわち、ターボ過給機１２のコンプレッサ部１４は
、前記タービン部１３の回転によって駆動され、空気導
入部１７から導入した空気を圧縮し、給気管１８、イン
タークーラー１９．給気マニホールド２０を経て各気筒
の燃焼室１１に供給可能としている。なお、給気マニホ
ールド２０は各気筒に対応する燃料供給装置（気化器、
燃料噴射装置等）２１、スロットル弁２２を備えている
。

しかして、排気管１６は、タービン部１３の出［」部に
相−〃に並列的に連結される常１ｔ）ｌ　ｖＦ気油通路
２３Ａ開閉排気通路２３Ｂを備えている（なお、排気管
１６は３個以−ヒの排気通路を並列的に備えるものであ
ってもよい）、開閉排気通路２３Ｂは駆動モータ２４に
て開閉される開閉弁２５を備えている。また、エンジン
１０のクランク袖１０Ａにはエンジン回転速度検出器２
６が連結され、スロットル弁２２にはエンジン負荷検出
器２７が律結されている。

また、各検出器２６．２７の検出情報は、開閉弁制御器
２８に転送されるようになっている。制御器２８は、Ｃ
ＰＵ２９、ＲＯＭ３０．ＲＡＭ３１からなり、■速度検
出器２６の検出結果が低速側から高速側に移行するに応
じ、開閉弁２５を予め定めた速度−Ｊ「開度カーブにし
たがって開き側に制御し、（り速度検出器２６の検出結
果が高速側から低速側に移行するに応じ、開閉弁２５を
予め定めた速度−弁開度カーブにしたがって閉じ側に制
御する。また、■負荷検出器２７の検出結果が低負荷側
から高負荷側に移行するに応じ、上記（’５　、（＠）
で定める開閉ブ１２５の開度を、予め定めた負荷−弁補
正開度カーブにしたがって開き側に補正し、（４）負荷
検出器２７の検出結果が高負荷側から低負荷側に移行す
るに応じ、Ｌ記■、■で定める開閉ブｆｆ１２５の開度
を、予め定めた負荷−弁補正間度カーブにしたがって閉
じ側に補正する。

なお、上記排気管１６は１例えば第４図に示すような２
重管にて形成し、外管３２と内管３３の間隙を常開排気
通路２３Ａとし、内管３３の内径部を開閉排気通路２３
Ｂとするものであってもよい。

次に、Ｌ記実施例の作用について説明する。

エンジン１０の低速時には、速度検出器２６の検出結果
に基づいて制御器２８が開閉弁２５を閉じ側に制御する
。したがって、タービン部１３のＩＩＩ　ＩＪ部に連結
されて開き状態（導通状態）にある排気通路の波路面積
が小となり、排気脈動に基づく負圧のピーク値がエンジ
ンｌＯの低速域側に設定される。これにより、この低速
時においてピークとなる排気脈動の負圧をタービン部１
３を介してエンジン１０の排気出口部に十分に作用させ
ることができ、排気効率の向にによる低速出力の向にを
実現できる（第３図の一点鎖線参照）。

エンジン１０の高速時には、速度検出器２６の検出結果
に基づいて制御器２８が開閉弁２５を開き側に制御する
。したがって、タービン部１３の出口部に連結されて開
き状態（導通状態）にある排気通路の流路面積が大とな
り、タービン部１３の出口部に作用する背圧を低くする
ことになる。

これにより、ターボ過給＃１１２のタービン部１３は円
滑に回転上昇し、適正な過給圧を確保し、所望の高速出
力を得ることができる（第３図の実線参照）。

さらに、上記実施例では、エンジンｌＯの低負荷時には
、負荷検出器２７の検出結果に基づいて制御器２８が開
閉弁２５を閉じ側に補正する。これにより、低負荷状態
下で吸気バルブ３４と排気バルブ３５（第２図参照）が
オーバーラツプ状態で開く時、燃焼室１１からの新気の
吹抜けを防止して給気効率を向上し、低負荷出力の向−
ヒを図ることもできる。

また、上記実施例では、エンジン１０の高負荷時には、
負荷検出器２７の検出結果に基づいて制御器２８が開閉
弁２５を開き側に補正する。これにより、高負荷状態下
でタービン部１３の出口部に作用する背圧を低くし、タ
ービン部１３を円滑に回転ト昇させ、高負荷出力の向上
を図ることもできる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、ターボエンジンにおい
て、エンジンのあらゆる速度状態下で出力性能を向上す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す模式図、第２図は第１
図のエンジンを示す模式図、第３図はエンジンの回転速
度と出力トルクの関係を示す線図、第４図は排気管の一
例を示す模式図である。 ｌＯ・・・ターボエンジン、１２・・・ターボ過給機、
１３・・・タービン部、１６・・・排気管。 ２３Ａ・・・常開排気通路、２３Ｂ・・・開閉排気通路
、２５・・・開閉弁、２６・・・速度検出器、２　Ｂ　
・ｆｔｊｌ　Ｗ器。 代理人　弁理士　　塩　川　修　治 第２　図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ターボ過給機を備えてなるターボエンジンの排気
   システムにおいて、ターボ過給機のタービン部の出口部
   に相互に並列的に連結される複数の排気通路と、少なく
   とも一部の排気通路に配設される開閉弁と、エンジンの
   回転速度を検出する速度検出器と、速度検出器の検出速
   度が低速側から高速側に移行するに応じて開閉弁を開き
   側に制御し、高速側から低速側に移行するに応じて開閉
   弁を閉じ側に制御する制御器とを有してなることを特徴
   とするターボエンジンの排気システム。