JP2004225651A - Spacer member for engine exhaust system, and engine with supercharger equipped with the spacer member - Google Patents

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spacer member
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divider
turbine housing
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Toshihiko Ito
壽彦 伊藤
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Yanmar Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide constitution implementing high supercharging performance and preventing damage of a portion collided with exhaust gas caused by collision of the exhaust gas, even when an exhaust manifold without a partition wall at an outlet part of an exhaust passage is assembled with respect to a turbine housing having a divider therein. <P>SOLUTION: A spacer member 6 is interposed between the turbine housing 41 having the divider in an exhaust passage, and the exhaust manifold 31 without the partition wall at the outlet part of the exhaust passage. A divider part 62 is formed to the spacer member 6. The divider part 62 is continuous to the divider 43 of the turbine housing 41, and has a tip in a streamline shape. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、過給機付きエンジンの排気マニホールドとタービンハウジングとの間に配設される間座部材及びその間座部材を備えた過給機付きエンジンに係る。
【0002】
【従来の技術】
従来より、一般的な過給機付き多気筒エンジンの排気系には、排気マニホールド及びタービンハウジングが備えられている。つまり、各気筒から排出された排気ガスを排気マニホールドで合流させた後、タービンハウジング内を通過させて排気管に排出している。そして、この排気途中の排気ガスによってタービンハウジング内のタービンを高速回転させ、その回転力によって給気を過給するようになっている(例えば、下記の特許文献1参照)。
【0003】
また、各気筒から排出される排気ガス同士が互いの排気脈動の影響を受けて過給効率が低下してしまうことを解消するために、排気マニホールドからタービンハウジングの内部に亘って気筒群毎に分岐した排気通路を形成することが行われている。例えば、1台の過給機を有する6気筒エンジンの場合、エンジンの着火順序を考慮して排気脈動の影響を受けないように排気マニホールドの排気通路集合部を2つの独立した通路部に分けると共に、タービンハウジング内部にデバイダと呼ばれる仕切壁を形成しておく。このような2つの分離した排気通路を用いることにより排気ガスはタービンに噴出するまで他シリンダからの排気脈動の影響を受けることが緩和できる。尚、タービンハウジングの内部に仕切壁を形成した構成は下記の特許文献2に開示されている。
【0004】
一方、この種の過給機付き多気筒エンジンとして、タービンの慣性マスを小さくして加速性の向上を図るために、複数の過給機を備えたものがある。例えば2台の過給機を備えたツインターボ方式のエンジン等である。例えば、6気筒エンジンをツインターボ方式とする場合には、各過給機(ターボ)に対応して2本の排気マニホールドまたは2つの独立した排気通路を有する1本の排気マニホールド及び2個のタービンハウジングを備えさせることになる。
【0005】
これにより、各気筒から排出される排気ガス同士の互いの排気脈動の影響を緩和し且つタービンの慣性を小さくすることでエンジン性能の向上を図ることが可能となる。
【0006】
【特許文献1】
特開2001−98948号公報
【特許文献2】
特開平5−272346号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年の小形過給機は排気脈動の影響を緩和するためタービンハウジングにデバイダを備えているものが大半である。例えば、6気筒エンジンをツインターボ方式とする場合、各々の過給機に連通する排気マニホールドとしては、2つの排気マニホールドを備えさせるか、または2つの独立した排気通路を有する排気マニホールドを備えさせる必要がある。図5は、この2つの独立した排気通路b,cが形成された排気マニホールドaを示している。この図に示すように、各々の過給機に連通する各々の排気ガス出口部d,eは各々仕切壁のない1口形状となっているのが一般的である。
【0008】
しかしながら、上述したように小形のタービンハウジングは、内部に仕切壁が形成された排気マニホールドが接続されることを前提として作製されているものが大半である。この場合、このタービンハウジング内のデバイダ先端は、排気マニホールドとの間に介在されるガスケットを当接させるべく平坦面となっている。
【0009】
従って、内部にデバイダを備えたタービンハウジングに対して、仕切壁のない(排気出口が1口の)排気マニホールドを組み合わせた場合、各気筒から排出されて排気マニホールドを通過した排気ガスがタービンハウジングのデバイダ先端の平坦面に衝突することになり、この部分で排気ガスの圧力損失が生じてしまって本来の過給性能が得られなくなる可能性がある。また、このデバイダ先端の平坦面には高温度で高速度の排気ガスが衝突するので、このデバイダ先端に亀裂等の損傷を招いてしまう可能性もある。
【0010】
この不具合を解消するためには、過給機のタービンハウジングを取り付ける排気出口が仕切壁のない1口形状の排気マニホールドに対応するべく、デバイダを備えないタービンハウジングを特別に作製しておく必要があるが、これでは製造コストの高騰に繋がってしまい好ましくない。
【0011】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、内部にデバイダを備えたタービンハウジングに対して、排気出口が仕切壁のない1口形状の排気マニホールドを組み合わせた場合であっても、高い過給性能を得ることが可能であり、且つ排気ガスの衝突部分に、排気ガスの衝突による損傷を生じさせることのない構成を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
−発明の概要−
上記の目的を達成するために、本発明は、排気マニホールドとタービンハウジングとの間に間座部材を配設し、タービンハウジングの排気通路内に形成されているデバイダ(仕切壁)に連続するデバイダ部をこの間座部材に形成すると共に、このデバイダ部の先端を流線形(例えば、先細り状の曲面)とすることで、排気マニホールドの排気出口が仕切壁のない1口形状であっても、排気通路の分岐部分に、排気ガスが衝突する平坦面が存在しないようにした。
【0013】
−解決手段−
具体的には、過給機付きエンジンの排気系に配設され、排気ガスを分流する仕切壁を排気通路内に有するタービンハウジングと、排気通路出口が仕切壁のない1口形状の排気マニホールドとの間に介在される間座部材を前提とする。そして、この間座部材を、タービンハウジングの排気通路内の仕切壁に連続する形状とし、また、この間座部材に、排気マニホールドの排気通路出口部に臨む先端部が流線形状に形成されたデバイダ部を備えさせている。
【0014】
この特定事項により、排気マニホールドのタービンハウジング取付部の排気ガス出口が仕切壁のない1口形状である場合であっても、各気筒から排出されて排気マニホールドを通過した排気ガスは間座部材のデバイダ部によって円滑に分流されてタービンハウジング内に導かれることになる。このため、排気ガスが平坦面に衝突することによる圧力損失を回避でき過給性能の低下を抑制できる。また、間座部材のデバイダ部に対する排気ガスの衝撃は小さいため、このデバイダ部に損傷を招くこともない。
【0015】
また、少なくともデバイダ部の先端部を高耐熱性材料により形成することで、高温の排気ガスによる熱的衝撃によるデバイダ部の損傷を確実に防止することができる。
【0016】
また、上記解決手段に係る間座部材を使用するのに適したエンジンとして具体的には以下のものが掲げられる。つまり、ツインターボ方式の小形でタービンハウジングにデバイダを有する過給機を備え、各過給機それぞれに対応した排気マニホールドとタービンハウジングとの間に上記解決手段に係るエンジン排気系間座部材をそれぞれ介在させた過給機付きエンジンである。
【0017】
この種のツインターボエンジンとして、例えば6気筒エンジンを採用した場合、1つの排気マニホールドまたは1つの排気通路部には3つの気筒からの排気が流れることになり、対応して排気出口は1口形状となっている。このような構成の排気マニホールドに対して、仕切壁(デバイダ)を排気通路内に有するタービンハウジングを接続する場合に、上記解決手段に係る間座部材を使用すれば上記作用効果を奏することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本形態は、本発明を6気筒ツインターボエンジンに適用した場合について説明する。
【0019】
図1は、本形態に係る6気筒ツインターボエンジン1の排気系の一部を示す側面図である。図2は、排気マニホールド31,32とタービンハウジング41,42との接続部分の断面図である。図3は、後述する間座部材6を排気マニホールド31側から見た斜視図である。
【0020】
これらの図に示すように、本エンジン1の排気系は、シリンダヘッド2に接続された2つの排気マニホールド31,32、各排気マニホールド31,32に接続されたタービンハウジング41,42を備えている。つまり、各気筒のうち図中左側に位置する第1、第2、第3気筒から排出された排気ガスは、第1排気マニホールド31、第1タービンハウジング41を通過し、この第1タービンハウジング41内のタービンを高速回転させる。一方、図中右側に位置する第4、第5、第6気筒から排出された排気ガスは、第2排気マニホールド32、第2タービンハウジング42を通過し、この第2タービンハウジング42内のタービンを高速回転させる。そして、これらタービンの回転力によって給気を過給するようになっている。また、各タービンハウジング41,42を通過した排気ガスは排気出口ベンド5を経て合流し、図示しない排気管に排出される。
【0021】
上記各タービンハウジング41,42の排気導入口周辺部の構成について説明する。この各タービンハウジング41,42の形状は互いに同一であるため、ここでは、一方のタービンハウジング41についてのみ説明する。
【0022】
図2に示すように、タービンハウジング41は、内部に2つの排気通路を分岐形成するためのデバイダと呼ばれる仕切壁43が形成されている。つまり、このデバイダ43によって仕切られた各排気通路4A,4Bがそれぞれ独立した排気通路として使用される構成となっている。これは、本タービンハウジング41を所謂シングルターボとして別の形態のエンジンに搭載した場合に、エンジンの各気筒から排出される排気ガス同士が互いの排気脈動の影響を受けて排気効率が低下してしまうことを解消するための構成である。
【0023】
次に、各排気マニホールド31,32の排気導出口周辺部の構成について説明する。この各排気マニホールド31,32の形状も互いに類似しているため、ここでは、一方の排気マニホールド31についてのみ説明する。
【0024】
この排気マニホールド31は、単一の排気通路3Aが形成されている。従って、本エンジン1では、各気筒から排出された排気ガスは、排気マニホールド31で一旦合流した後、タービンハウジング41内部において、デバイダ43によって仕切られた各排気通路4A,4Bに分流され、タービンハウジング41内のタービンを回転させて再び合流し、排気出口ベンド5を経て、他方のタービンハウジング42から排出された排気ガスと合流して排気管に排出されることになる。
【0025】
本形態の特徴とするところは、上記排気マニホールド31,32とタービンハウジング41,42との間にそれぞれ介在されている間座部材6にある。以下、この間座部材6について説明する。
【0026】
図2及び図3に示すように、この間座部材6は、外縁形状が、排気マニホールド31の下流側端面の外縁形状及びタービンハウジング41の上流側端面の外縁形状に略一致している。また、その内部に形成されている開口61の内縁形状は、排気マニホールド31の排気通路形状及びタービンハウジング41の排気通路形状に略一致している。また、この間座部材6の4箇所の隅角部の周辺には、排気マニホールド31及びタービンハウジング41と共にボルト締結されるためのボルト孔64,64,…が形成されている。
【0027】
そして、この間座部材6の特徴とするところは、その開口61の中央部に形成されているデバイダ部62にある。このデバイダ部62は、タービンハウジング41の排気通路に形成されたデバイダ43に連続する形状であって、且つ排気マニホールド31の排気通路に臨む先端部63が流線形状に形成されている。具体的には、排気マニホールド31側に向かって先細り状となる曲面で形成されている。つまり、このデバイダ部62は、タービンハウジング41側の端面が平坦面で形成されている一方、排気マニホールド31側の端面が流線形状の湾曲面で形成されている。
【0028】
また、この間座部材6の構成材料としては耐熱性に優れた材料(高耐熱性材料)が採用され、例えばFCD材(球状黒鉛鋳鉄)が採用可能である。この間座部材6の構成材料はこれに限るものではない。また、この高耐熱性材料は間座部材6の少なくともデバイダ部62の先端部に設ければよく、これによって高温の排気ガスによる熱的衝撃によるデバイダ部62の損傷を確実に防止することができる。
【0029】
また、排気マニホールド31と間座部材6との間、タービンハウジング41と間座部材6との間にはそれぞれの端面形状に略合致した形状のガスケット71,72が介在されて、これら各部材31,6,41同士の間から排気ガスが漏れ出さないようになっている。つまり、タービンハウジング41と間座部材6との間に介在されるガスケット72はデバイダ部62に対応するシール部(排気通路同士の間での排気ガスの流通を阻止するシール部)を備えている一方、排気マニホールド31と間座部材6との間に介在されるガスケット71は、このデバイダ部62に対応するシール部は備えていない。
【0030】
尚、図2における33は、排気マニホールド31の外周部に形成された冷却水通路である。
【0031】
以上の構成により、本形態では、排気マニホールド31,32において各気筒から排出された排気ガスは間座部材6のデバイダ部62によって円滑に分流されてタービンハウジング41,42内に導かれることになる。このため、排気ガスが平坦面に衝突することによる圧力損失を回避できて過給性能の低下を抑制できる。また、間座部材6のデバイダ部62に対する排気ガスの熱的衝撃は小さいため、このデバイダ部62に損傷を招くことがなく、エンジン排気系の耐久性の向上を図ることができる。
【0032】
また、本形態の如く、デバイダを備えているタービンハウジング41,42を採用する場合には、この排気マニホールド31,32とタービンハウジング41,42との間に間座部材6を介在させる一方、デバイダを備えていないタービンハウジングを採用する場合には、間座部材6を介在させることなく、排気マニホールド31,32とタービンハウジング41,42とを直接的に接続すればよい。このため、同一の排気マニホールド31,32を複数種類のタービンハウジング41,42に対して適用することが可能であり、排気マニホールド31,32の汎用性を拡大することもできる。
【0033】
−その他の実施形態−
上記実施形態では、本発明を6気筒ツインターボエンジンに適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、1個の過給機のみを備えた多気筒シングルターボエンジンや12気筒4ターボエンジン、また、他の複数個の過給機を備えた多気筒エンジンに対して適用することも可能である。
【0034】
また、図4に示すように、各々のタービンハウジング41,42に連通する2つの独立した排気通路が形成された1個の排気マニホールド3を備えたツインターボエンジンに適用することも可能である。
【0035】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、排気マニホールドとタービンハウジングとの間に間座部材を配設し、タービンハウジングの排気通路内に形成されているデバイダ(仕切壁)に連続するデバイダ部をこの間座部材に形成すると共に、このデバイダ部の先端を流線形とすることで、排気マニホールドのタービンハウジング取付部の排気ガス出口が仕切壁のない1口形状の場合であっても、排気通路の分岐部分に、排気ガスが衝突する平坦面が存在しないようにした。このため、排気マニホールドの排気ガス出口が1口形状の場合であっても、各気筒から排出された排気ガスは間座部材のデバイダ部によって円滑に分流されてタービンハウジング内に導かれることになり、排気ガスが平坦面に衝突することによる圧力損失を低減でき過給性能の低下を抑制できる。また、間座部材のデバイダ部に対する排気ガスの熱的衝撃は小さいため、このデバイダ部に損傷を招くこともない。
【0036】
また、互いに仕切壁を有しない排気マニホールドとタービンハウジングとを組み合わせる場合には間座部材を介在させる必要がない。つまり、仕切壁を有しない排気ガス出口が1口形状の排気マニホールドに対して組み合わされるタービンハウジング内にデバイダを備えているか否かによって間座部材を介在させたり介在させなかったりすることで、同一の排気マニホールドを複数種類のタービンハウジングに対して適用することが可能であり、排気マニホールドの汎用性を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態に係る6気筒ツインターボエンジンの排気系の一部を示す側面図である。
【図2】排気マニホールドとタービンハウジングとの接続部分の断面図である。
【図3】間座部材の斜視図である。
【図4】他の実施形態に係る6気筒ツインターボエンジンの排気系の一部を示す側面図である。
【図5】2つの独立した排気通路が形成された排気マニホールドを示す図である。
【符号の説明】
1 6気筒ツインターボエンジン
31,32 排気マニホールド
41,42 タービンハウジング
6 間座部材
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a spacer member disposed between an exhaust manifold of a supercharged engine and a turbine housing, and to a supercharged engine including the spacer member.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an exhaust system of a general multi-cylinder engine with a supercharger includes an exhaust manifold and a turbine housing. That is, after the exhaust gas discharged from each cylinder is joined by the exhaust manifold, the exhaust gas passes through the inside of the turbine housing and is discharged to the exhaust pipe. Then, the turbine in the turbine housing is rotated at high speed by the exhaust gas in the middle of the exhaust, and the supply air is supercharged by the rotational force (for example, see Patent Document 1 below).
[0003]
Further, in order to eliminate the fact that the exhaust gas discharged from each cylinder is affected by each other's exhaust pulsation and the supercharging efficiency is reduced, each of the cylinder groups extends from the exhaust manifold to the inside of the turbine housing. It has been practiced to form a branched exhaust passage. For example, in the case of a six-cylinder engine having one turbocharger, the exhaust manifold of the exhaust manifold is divided into two independent passages so as not to be affected by exhaust pulsation in consideration of the ignition sequence of the engine. A partition wall called a divider is formed inside the turbine housing. By using such two separate exhaust passages, it is possible to reduce the influence of exhaust pulsation from other cylinders until exhaust gas is jetted to the turbine. The configuration in which a partition wall is formed inside the turbine housing is disclosed in Patent Document 2 below.
[0004]
On the other hand, as this kind of a multi-cylinder engine with a supercharger, there is an engine provided with a plurality of superchargers in order to reduce the inertial mass of the turbine and improve acceleration. For example, it is a twin-turbo engine equipped with two superchargers. For example, when a six-cylinder engine is a twin turbo system, two exhaust manifolds or one exhaust manifold having two independent exhaust passages and two turbines are provided for each turbocharger (turbo). A housing will be provided.
[0005]
As a result, it is possible to improve the engine performance by alleviating the influence of the exhaust pulsation of the exhaust gases discharged from each cylinder and reducing the inertia of the turbine.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2001-98948 A [Patent Document 2]
JP-A-5-272346
[Problems to be solved by the invention]
By the way, most of the recent small turbochargers are provided with a divider in a turbine housing to reduce the influence of exhaust pulsation. For example, when a six-cylinder engine is a twin turbo system, it is necessary to provide two exhaust manifolds or an exhaust manifold having two independent exhaust passages as an exhaust manifold communicating with each turbocharger. There is. FIG. 5 shows an exhaust manifold a in which the two independent exhaust passages b and c are formed. As shown in this drawing, each of the exhaust gas outlets d and e communicating with each of the superchargers generally has a single port shape without a partition wall.
[0008]
However, as described above, most of small turbine housings are manufactured on the assumption that an exhaust manifold having a partition wall formed therein is connected. In this case, the tip of the divider in the turbine housing has a flat surface so as to abut a gasket interposed between the exhaust manifold and the exhaust manifold.
[0009]
Therefore, when an exhaust manifold without a partition wall (having one exhaust outlet) is combined with a turbine housing having a divider inside, exhaust gas discharged from each cylinder and passing through the exhaust manifold is generated in the turbine housing. This impinges on the flat surface at the tip of the divider, and a pressure loss of the exhaust gas may occur at this portion, so that the original supercharging performance may not be obtained. Further, since the exhaust gas at a high temperature and at a high speed collides with the flat surface of the divider tip, there is a possibility that the divider tip may be damaged such as a crack.
[0010]
In order to solve this problem, it is necessary to prepare a turbine housing without a divider so that the exhaust outlet for mounting the turbine housing of the turbocharger corresponds to a single-port exhaust manifold without a partition wall. However, this leads to an increase in manufacturing cost, which is not preferable.
[0011]
The present invention has been made in view of the above point, and an object thereof is to combine a single-port exhaust manifold without an exhaust outlet with a partition wall in a turbine housing having a divider therein. Even in such a case, it is an object of the present invention to provide a configuration that can achieve high supercharging performance and does not cause damage due to exhaust gas collision at an exhaust gas collision portion.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
-Summary of the invention-
In order to achieve the above object, the present invention provides a spacer which is provided between an exhaust manifold and a turbine housing and which is continuous with a divider (partition wall) formed in an exhaust passage of the turbine housing. By forming the end of the divider member into a streamlined shape (for example, a tapered curved surface), even if the exhaust outlet of the exhaust manifold has a one-port shape without a partition wall, the exhaust portion is formed in the spacer member. At the branch of the passage, there was no flat surface against which the exhaust gas collided.
[0013]
-Solution-
Specifically, a turbine housing which is provided in an exhaust system of a supercharged engine and has a partition wall for dividing exhaust gas in an exhaust passage, and a one-port exhaust manifold having an exhaust passage outlet having no partition wall. It is assumed that the spacer member is interposed between them. The spacer member has a shape that is continuous with a partition wall in the exhaust passage of the turbine housing. The divider member has a streamlined front end facing the exhaust passage outlet of the exhaust manifold. Is provided.
[0014]
According to this specific matter, even when the exhaust gas outlet of the turbine housing mounting portion of the exhaust manifold has a single-port shape without a partition wall, the exhaust gas discharged from each cylinder and passing through the exhaust manifold is used as the spacer member. The flow is smoothly divided by the divider and guided into the turbine housing. For this reason, pressure loss due to the exhaust gas colliding with the flat surface can be avoided, and a decrease in supercharging performance can be suppressed. Further, since the impact of the exhaust gas on the divider portion of the spacer member is small, the divider portion is not damaged.
[0015]
In addition, by forming at least the distal end of the divider section with a high heat-resistant material, it is possible to reliably prevent the divider section from being damaged by thermal shock due to high-temperature exhaust gas.
[0016]
In addition, the following are specifically listed as engines suitable for using the spacer member according to the above solution. In other words, the turbocharger has a turbocharger having a divider in the turbine housing in a small size of a twin turbo system, and the engine exhaust system spacer member according to the above solution is provided between the exhaust manifold and the turbine housing corresponding to each turbocharger. It is an engine with a supercharger interposed.
[0017]
For example, when a six-cylinder engine is adopted as this type of twin turbo engine, exhaust from three cylinders flows into one exhaust manifold or one exhaust passage, and the exhaust outlet has a one-port shape correspondingly. It has become. When the turbine housing having the partition wall (divider) in the exhaust passage is connected to the exhaust manifold having such a configuration, the above-described operation and effect can be obtained by using the spacer member according to the above solution. .
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment describes a case where the present invention is applied to a six-cylinder twin turbo engine.
[0019]
FIG. 1 is a side view showing a part of an exhaust system of a six-cylinder twin turbo engine 1 according to the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of a connection portion between the exhaust manifolds 31 and 32 and the turbine housings 41 and 42. FIG. 3 is a perspective view of the spacer member 6 described below, as viewed from the exhaust manifold 31 side.
[0020]
As shown in these figures, the exhaust system of the engine 1 includes two exhaust manifolds 31 and 32 connected to the cylinder head 2 and turbine housings 41 and 42 connected to the respective exhaust manifolds 31 and 32. . That is, the exhaust gas discharged from the first, second, and third cylinders located on the left side in the drawing among the cylinders passes through the first exhaust manifold 31, the first turbine housing 41, and the first turbine housing 41 High-speed rotation of the turbine inside. On the other hand, the exhaust gas discharged from the fourth, fifth, and sixth cylinders located on the right side in the drawing passes through the second exhaust manifold 32 and the second turbine housing 42, and passes through the turbine in the second turbine housing 42. Rotate at high speed. The supply air is supercharged by the rotational force of these turbines. Exhaust gas passing through each of the turbine housings 41 and 42 joins via an exhaust outlet bend 5 and is discharged to an exhaust pipe (not shown).
[0021]
The configuration around the exhaust inlet of each of the turbine housings 41 and 42 will be described. Since the shapes of the turbine housings 41 and 42 are the same, only one of the turbine housings 41 will be described here.
[0022]
As shown in FIG. 2, a partition wall 43 called a divider is formed inside the turbine housing 41 to branch and form two exhaust passages. That is, the exhaust passages 4A and 4B partitioned by the divider 43 are used as independent exhaust passages. This is because when the present turbine housing 41 is mounted on a different type of engine as a so-called single turbo, the exhaust gas discharged from each cylinder of the engine is affected by mutual exhaust pulsation, and the exhaust efficiency is reduced. This is a configuration for solving the problem.
[0023]
Next, the configuration of the exhaust outlets of the exhaust manifolds 31, 32 will be described. Since the shape of each of the exhaust manifolds 31 and 32 is similar to each other, only one of the exhaust manifolds 31 will be described here.
[0024]
The exhaust manifold 31 has a single exhaust passage 3A. Therefore, in the engine 1, the exhaust gas discharged from each cylinder is once merged in the exhaust manifold 31, and then divided inside each of the exhaust passages 4 </ b> A and 4 </ b> B partitioned by the divider 43 inside the turbine housing 41. The turbine in 41 is rotated and merges again, passes through the exhaust outlet bend 5, merges with the exhaust gas discharged from the other turbine housing 42, and is discharged to the exhaust pipe.
[0025]
The feature of this embodiment resides in the spacer member 6 interposed between the exhaust manifolds 31, 32 and the turbine housings 41, 42, respectively. Hereinafter, the spacer member 6 will be described.
[0026]
As shown in FIGS. 2 and 3, the outer edge shape of the spacer member 6 substantially matches the outer edge shape of the downstream end face of the exhaust manifold 31 and the outer edge shape of the upstream end face of the turbine housing 41. The shape of the inner edge of the opening 61 formed therein substantially matches the shape of the exhaust passage of the exhaust manifold 31 and the shape of the exhaust passage of the turbine housing 41. Bolt holes 64, 64,... For bolting together with the exhaust manifold 31 and the turbine housing 41 are formed around the four corners of the spacer member 6.
[0027]
The spacer member 6 is characterized by a divider 62 formed at the center of the opening 61. The divider portion 62 has a shape that is continuous with the divider 43 formed in the exhaust passage of the turbine housing 41, and has a streamlined distal end 63 facing the exhaust passage of the exhaust manifold 31. Specifically, it is formed with a curved surface that tapers toward the exhaust manifold 31 side. That is, the divider 62 has an end face on the turbine housing 41 side formed as a flat face, and an end face on the exhaust manifold 31 side formed as a streamlined curved face.
[0028]
Further, as a constituent material of the spacer member 6, a material having excellent heat resistance (high heat resistant material) is used, and for example, an FCD material (spheroidal graphite cast iron) can be used. The constituent material of the spacer member 6 is not limited to this. The high heat-resistant material may be provided at least at the end of the divider portion 62 of the spacer member 6, thereby reliably preventing the divider portion 62 from being damaged by thermal shock due to high-temperature exhaust gas. .
[0029]
Further, gaskets 71 and 72 having shapes substantially conforming to the respective end face shapes are interposed between the exhaust manifold 31 and the spacer member 6 and between the turbine housing 41 and the spacer member 6. , 6, 41 are prevented from leaking. That is, the gasket 72 interposed between the turbine housing 41 and the spacer member 6 has a seal portion corresponding to the divider portion 62 (a seal portion for preventing the flow of exhaust gas between the exhaust passages). On the other hand, the gasket 71 interposed between the exhaust manifold 31 and the spacer member 6 does not include a seal corresponding to the divider 62.
[0030]
Incidentally, reference numeral 33 in FIG. 2 denotes a cooling water passage formed in the outer peripheral portion of the exhaust manifold 31.
[0031]
With the configuration described above, in the present embodiment, the exhaust gas discharged from each cylinder in the exhaust manifolds 31 and 32 is smoothly divided by the divider 62 of the spacer member 6 and guided into the turbine housings 41 and 42. . For this reason, pressure loss due to the exhaust gas colliding with the flat surface can be avoided, and a decrease in supercharging performance can be suppressed. Further, since thermal shock of the exhaust gas to the divider portion 62 of the spacer member 6 is small, the divider portion 62 is not damaged and the durability of the engine exhaust system can be improved.
[0032]
When the turbine housings 41 and 42 having the divider are employed as in this embodiment, the spacer member 6 is interposed between the exhaust manifolds 31 and 32 and the turbine housings 41 and 42, while the divider is provided. In the case of employing a turbine housing that does not include the exhaust manifolds 31 and 32, the exhaust manifolds 31 and 32 and the turbine housings 41 and 42 may be directly connected without interposing the spacer member 6. Therefore, the same exhaust manifolds 31, 32 can be applied to a plurality of types of turbine housings 41, 42, and the versatility of the exhaust manifolds 31, 32 can be expanded.
[0033]
-Other embodiments-
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a six-cylinder twin turbo engine has been described. The present invention is not limited to this, but is applied to a multi-cylinder single turbo engine or a 12-cylinder 4-turbo engine having only one turbocharger, or to a multi-cylinder engine having a plurality of turbochargers. It is also possible.
[0034]
Further, as shown in FIG. 4, the present invention can be applied to a twin turbo engine including one exhaust manifold 3 in which two independent exhaust passages communicating with the respective turbine housings 41 and 42 are formed.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, the spacer member is disposed between the exhaust manifold and the turbine housing, and the divider portion that is continuous with the divider (partition wall) formed in the exhaust passage of the turbine housing is connected to the spacer member. The exhaust gas outlet of the turbine housing mounting portion of the exhaust manifold has a one-port shape without a partition wall by forming the tip of the divider portion into a streamlined shape. In addition, there was no flat surface against which the exhaust gas collided. For this reason, even if the exhaust gas outlet of the exhaust manifold has a single-port shape, the exhaust gas discharged from each cylinder is smoothly divided by the divider portion of the spacer member and guided into the turbine housing. In addition, the pressure loss due to the exhaust gas colliding with the flat surface can be reduced, and the deterioration of the supercharging performance can be suppressed. Further, since the thermal shock of the exhaust gas to the divider portion of the spacer member is small, the divider portion is not damaged.
[0036]
Further, when an exhaust manifold having no partition wall and a turbine housing are combined, it is not necessary to interpose a spacer member. In other words, depending on whether or not the exhaust gas outlet having no partition wall is provided with a divider in the turbine housing that is combined with the one-port-shaped exhaust manifold, the spacer member is interposed or not interposed. Can be applied to a plurality of types of turbine housings, and the versatility of the exhaust manifold can be expanded.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing a part of an exhaust system of a six-cylinder twin turbo engine according to an embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a connection portion between an exhaust manifold and a turbine housing.
FIG. 3 is a perspective view of a spacer member.
FIG. 4 is a side view showing a part of an exhaust system of a six-cylinder twin turbo engine according to another embodiment.
FIG. 5 is a view showing an exhaust manifold in which two independent exhaust passages are formed.
[Explanation of symbols]
16-cylinder twin turbo engine 31, 32 Exhaust manifold 41, 42 Turbine housing 6 Spacer member

Claims (3)

過給機付きエンジンの排気系に配設され、排気ガスを分流する仕切壁を排気通路内に有するタービンハウジングと、排気通路出口部に仕切壁を有しない排気マニホールドとの間に介在される間座部材であって、
上記タービンハウジングの排気通路内の仕切壁に連続する形状であって、且つ排気マニホールドの排気通路出口部に臨む先端部が流線形状に形成されたデバイダ部を備えていることを特徴とするエンジン排気系間座部材。
While being interposed between a turbine housing which is provided in an exhaust system of a supercharged engine and has a partition wall for dividing exhaust gas in an exhaust passage, and an exhaust manifold having no partition wall at an exhaust passage outlet portion. A seat member,
An engine characterized in that it has a divider part continuous with a partition wall in an exhaust passage of the turbine housing and a streamlined tip part facing an exhaust passage outlet part of an exhaust manifold. Exhaust system spacer.
請求項1記載のエンジン排気系間座部材において、
少なくともデバイダ部の先端部は高耐熱性材料により形成されていることを特徴とするエンジン排気系間座部材。
The engine exhaust system spacer according to claim 1,
An engine exhaust system spacer member characterized in that at least a leading end of the divider part is formed of a high heat-resistant material.
ツインターボ方式の過給機を備え、各過給機それぞれに対応した排気マニホールドの排気通路出口部とタービンハウジングとの間に上記請求項1または2記載のエンジン排気系間座部材がそれぞれ介在されていることを特徴とする過給機付きエンジン。3. An engine exhaust system spacer member according to claim 1, wherein a twin turbo turbocharger is provided, and the engine exhaust system spacer member according to claim 1 or 2 is interposed between an exhaust passage outlet of an exhaust manifold and a turbine housing corresponding to each turbocharger. An engine with a supercharger.
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