JP2020020323A - Supercharging type engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のターボチャージャが設けられた過給式エンジンに関する。 The present invention relates to a supercharged engine provided with a plurality of turbochargers.
従来より、自動車等に用いられるエンジンとして、エンジンからの排気エネルギーを利用して過給を行うターボチャージャを備えた過給式エンジンが知られている。例えば、特許文献１に記載の過給式エンジンでは、ターボチャージャがブラケットを介してシリンダブロックに取り付けられている。エンジン本体は、一対のシリンダ列がＶ字状に配置されたＶ型エンジンとして構成されており、シリンダ列間のシリンダブロックの上面にブラケットが締結されている。また、特許文献２では、Ｖ型エンジンに２つのターボチャージャ（第１ターボチャージャ及び第２ターボチャージャ）が搭載されている。第１ターボチャージャはシリンダ列間に配置されており、第２ターボチャージャはトランスミッションの上方に配置されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a supercharged engine provided with a turbocharger that performs supercharging by using exhaust energy from an engine has been known as an engine used in an automobile or the like. For example, in a supercharged engine described in Patent Document 1, a turbocharger is attached to a cylinder block via a bracket. The engine body is configured as a V-type engine in which a pair of cylinder rows are arranged in a V shape, and a bracket is fastened to the upper surface of a cylinder block between the cylinder rows. In Patent Document 2, two turbochargers (a first turbocharger and a second turbocharger) are mounted on a V-type engine. The first turbocharger is located between the cylinder rows and the second turbocharger is located above the transmission.
特許文献１のようにターボチャージャが１つの場合や、特許文献２のように複数のターボチャージャが異なる部材に固定される場合には、ターボチャージャの振動が大きな問題となることは特になかった。しかしながら、例えばＶ型エンジンのシリンダ列間に複数のターボチャージャを配置する場合など、複数のターボチャージャを互いに隣り合わせて共通の固定面に固定させると、各ターボチャージャが互いに影響を及ぼし合いながら大きく振動し、ターボチャージャに接続されている排気系（排気管や触媒）で生じる騒音が大きくなるという問題があった。 In the case where there is one turbocharger as in Patent Literature 1, or in the case where a plurality of turbochargers are fixed to different members as in Patent Literature 2, vibration of the turbocharger did not particularly cause a serious problem. However, when a plurality of turbochargers are fixed to a common fixed surface adjacent to each other, for example, in a case where a plurality of turbochargers are arranged between cylinder rows of a V-type engine, the respective turbochargers vibrate greatly while affecting each other. However, there is a problem that noise generated in an exhaust system (exhaust pipe or catalyst) connected to the turbocharger is increased.
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、複数のターボチャージャが互いに隣り合って共通の固定面に固定されている場合の排気系の騒音を低減することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problem, and has as its object to reduce noise of an exhaust system when a plurality of turbochargers are fixed to a common fixed surface adjacent to each other.
本発明は、複数のターボチャージャが設けられた過給式エンジンであって、前記複数のターボチャージャは、互いに隣り合ってエンジン本体の共通の固定面に固定されており、前記複数のターボチャージャの、タービンインペラとコンプレッサインペラとを連結するシャフトを回転自在に支持するベアリングが収容されたベアリングハウジング同士を、前記固定面と反対側の端部において連結する連結部材が設けられていることを特徴とする。 The present invention is a supercharged engine provided with a plurality of turbochargers, wherein the plurality of turbochargers are fixed to a common fixed surface of an engine body adjacent to each other, and the plurality of turbochargers are A connecting member that connects bearing housings that house bearings that rotatably support a shaft that connects the turbine impeller and the compressor impeller to each other at an end opposite to the fixing surface, is provided. I do.
本発明では、複数のターボチャージャのベアリングハウジング同士が、固定面と反対側の端部において連結部材によって連結されている。固定面に固定された複数のターボチャージャは、固定面と反対側の端部が自由端となり変位が大きくなりやすいが、当該端部を連結することによって変位が制限され、複数のターボチャージャの振動を効果的に抑えることが可能となる。したがって、ターボチャージャに接続されている排気系の騒音を低減することができる。 In the present invention, the bearing housings of the plurality of turbochargers are connected by a connecting member at an end opposite to the fixing surface. In the plurality of turbochargers fixed to the fixed surface, the end opposite to the fixed surface is a free end, and the displacement is likely to be large.However, by connecting the ends, the displacement is limited, and the vibration of the plurality of turbochargers is reduced. Can be effectively suppressed. Therefore, the noise of the exhaust system connected to the turbocharger can be reduced.
なお、連結部材をターボチャージャのベアリングハウジングではなく、タービンハウジング又はコンプレッサハウジングに締結することも考えられる。しかしながら、タービンハウジングは高温の排気により熱膨張しやすいため、タービンハウジングを連結部材の締結先とすると、締結部位での熱応力が過大となり、その対策のために重量やコストが増加するおそれがある。一方、コンプレッサハウジングは高温対策が不要のため、もともとそれほどの強度は持たないものとなっている。このため、コンプレッサハウジングを連結部材の締結先とすると、強度アップのための対策が必要となり、やはり重量やコストの増加につながるおそれがある。こういった観点から、本発明では、連結部材によってベアリングハウジング同士を連結するものとしている。 It is also conceivable that the connecting member is fastened to the turbine housing or the compressor housing instead of the bearing housing of the turbocharger. However, since the turbine housing is likely to thermally expand due to high-temperature exhaust, if the turbine housing is used as a fastening portion of the connecting member, thermal stress at the fastening portion will be excessive, and the weight and cost may increase due to the countermeasures. . On the other hand, since the compressor housing does not require measures against high temperatures, it does not originally have much strength. For this reason, if the compressor housing is used as a connection destination of the connecting member, a measure for increasing the strength is required, which may also lead to an increase in weight and cost. From such a viewpoint, in the present invention, the bearing housings are connected to each other by the connecting members.
本発明において、前記複数のターボチャージャの前記ベアリングハウジングが、前記固定面に固定されているとよい。 In the present invention, the bearing housings of the plurality of turbochargers may be fixed to the fixing surface.
ベアリングハウジングでなく、タービンハウジング又はコンプレッサハウジングを固定面に固定することも可能である。しかしながら、上述のように、タービンハウジング又はコンプレッサハウジングに締結部位を設けると、重量やコストの増加を招くおそれがある。そこで、ターボチャージャを固定面に固定する部位もベアリングハウジングとすることで、軽量化やコスト削減の効果を高めることができる。 Instead of the bearing housing, it is also possible to fix the turbine housing or the compressor housing to the fixed surface. However, as described above, providing a fastening portion in the turbine housing or the compressor housing may cause an increase in weight and cost. Therefore, by using the bearing housing for the portion where the turbocharger is fixed to the fixing surface, the effects of weight reduction and cost reduction can be enhanced.
本発明において、前記複数のターボチャージャは共通の支持部材を介して前記固定面に固定されているとよい。 In the present invention, the plurality of turbochargers may be fixed to the fixing surface via a common support member.
このように、複数のターボチャージャを共通の支持部材を介して固定面に固定すれば、複数のターボチャージャがそれぞれ個別に固定面に固定されている場合と比べて、ターボチャージャの振動をより抑えることができる。 As described above, when the plurality of turbochargers are fixed to the fixed surface via the common support member, the vibration of the turbocharger is further suppressed as compared with the case where the plurality of turbochargers are individually fixed to the fixed surface. be able to.
本発明において、前記複数のターボチャージャから排気を排出するための排気排出管は、前記各ターボチャージャに接続された管が途中で合流して１本の管になっているとよい。 In the present invention, it is preferable that an exhaust discharge pipe for discharging exhaust gas from the plurality of turbochargers is a single pipe in which pipes connected to the respective turbochargers merge on the way.
このような構成によれば、排気排出管を構成する部品点数を削減することができるが、後で詳細に説明するように、複数のターボチャージャが反対方向に交互に振動する振動モードが生じ、振動が大きくなりやすい。したがって、ターボチャージャの振動を効果的に抑えることができる本発明が、特に有利となる。 According to such a configuration, the number of components constituting the exhaust pipe can be reduced, but as described in detail later, a vibration mode in which a plurality of turbochargers alternately vibrate in opposite directions occurs. Vibration tends to increase. Therefore, the present invention that can effectively suppress the vibration of the turbocharger is particularly advantageous.
本発明において、前記複数のターボチャージャに吸気を導入するための吸気導入管は、１本の管が途中で分岐して前記各ターボチャージャに接続されているとよい。 In the present invention, it is preferable that an intake introduction pipe for introducing intake air to the plurality of turbochargers is connected to each of the turbochargers, with one pipe branching on the way.
このような構成によれば、吸気導入管を構成する部品点数を削減することができるが、後で詳細に説明するように、複数のターボチャージャが反対方向に交互に振動する振動モードが生じ、振動が大きくなりやすい。したがって、ターボチャージャの振動を効果的に抑えることができる本発明が、特に有利となる。 According to such a configuration, it is possible to reduce the number of parts constituting the intake introduction pipe, but as described in detail later, a vibration mode in which a plurality of turbochargers alternately vibrate in opposite directions occurs. Vibration tends to increase. Therefore, the present invention that can effectively suppress the vibration of the turbocharger is particularly advantageous.
本発明において、前記エンジン本体は、Ｖ字状に配置された一対のシリンダ列を有するＶ型エンジンとして構成されており、前記固定面は、前記一対のシリンダ列の側方に配置されたチェーンケースに設けられているとよい。 In the present invention, the engine main body is configured as a V-type engine having a pair of cylinder rows arranged in a V-shape, and the fixing surface is a chain case disposed on a side of the pair of cylinder rows. It is good to be provided in.
このように、シリンダ列の側方に設けられたチェーンケースにターボチャージャを固定するようにすれば、ターボチャージャと各シリンダとを接続する配管（排気マニホールド及び吸気マニホールド）の取り回しが容易となる。 As described above, if the turbocharger is fixed to the chain case provided on the side of the cylinder row, the piping (the exhaust manifold and the intake manifold) connecting the turbocharger and each cylinder can be easily arranged.
（過給式エンジンの概略構成）
以下、本実施形態に係る過給式エンジンについて、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係る過給式エンジンを模式的に示す正面図であり、図２は、本実施形態に係る過給式エンジンを模式的に示す側面図であり、図３は、２つのターボチャージャの上面図である。なお、各図では本発明に関わる主要な部材のみを図示しており、他の部材の図示は適宜省略している。
(Schematic configuration of supercharged engine)
Hereinafter, a supercharged engine according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view schematically illustrating a supercharged engine according to the present embodiment, FIG. 2 is a side view schematically illustrating the supercharged engine according to the present embodiment, and FIG. It is a top view of two turbochargers. In addition, in each drawing, only main members related to the present invention are illustrated, and illustration of other members is omitted as appropriate.
本実施形態の過給式エンジン１は、エンジン本体１０と、エンジン本体１０に搭載された２つのターボチャージャ２０とを備える。エンジン本体１０は、シリンダブロック１１、シリンダヘッド１２、オイルパン１３、及び、チェーンケース１４を有している。エンジン本体１０は、シリンダブロック１１内のクランクシャフト（図示省略）が前後方向に平行になるように配置されている。 The supercharged engine 1 of the present embodiment includes an engine body 10 and two turbochargers 20 mounted on the engine body 10. The engine body 10 includes a cylinder block 11, a cylinder head 12, an oil pan 13, and a chain case 14. The engine body 10 is arranged such that a crankshaft (not shown) in the cylinder block 11 is parallel to the front-back direction.
シリンダブロック１１の上部は、前後方向から見てＶ字状に分岐している。そして、シリンダブロック１１のＶ字状に分岐した部分のそれぞれの上端部にシリンダヘッド１２が取り付けられることで、左右一対のシリンダ列１５が形成されている。このように、エンジン本体１０は、Ｖ字状に配置された一対のシリンダ列１５を有するＶ型エンジンとして構成されている。本実施形態では、各シリンダヘッド１２の内側（Ｖ状空間側）に排気ポート１２ａが設けられており、各シリンダヘッド１２の外側に吸気ポート１２ｂが設けられている。 The upper part of the cylinder block 11 branches in a V-shape when viewed from the front-back direction. A pair of left and right cylinder rows 15 is formed by attaching the cylinder head 12 to the upper end of each of the V-shaped branched portions of the cylinder block 11. As described above, the engine body 10 is configured as a V-type engine having the pair of cylinder rows 15 arranged in a V-shape. In the present embodiment, an exhaust port 12a is provided inside each cylinder head 12 (the V-shaped space side), and an intake port 12b is provided outside each cylinder head 12.
オイルパン１３は、エンジンオイルを貯留する容器であり、シリンダブロック１１の下側に配置されている。チェーンケース１４は、不図示のタイミングチェーン等を収容するケースであり、シリンダブロック１１及びシリンダヘッド１２の前端面に取り付けられている。チェーンケース１４は、左右方向に離れている一対のシリンダ列１５を跨ぐように配置されている。図１に示すように、前方から見ると、一対のシリンダ列１５の間のＶ状空間の下部は、チェーンケース１４によって覆われている。 The oil pan 13 is a container for storing engine oil, and is arranged below the cylinder block 11. The chain case 14 is a case that accommodates a timing chain (not shown) and the like, and is attached to the front end surfaces of the cylinder block 11 and the cylinder head 12. The chain case 14 is disposed so as to straddle a pair of cylinder rows 15 that are separated in the left-right direction. As shown in FIG. 1, when viewed from the front, the lower part of the V-shaped space between the pair of cylinder rows 15 is covered by a chain case 14.
２つのターボチャージャ２０は、一対のシリンダ列１５の間のＶ状空間の上方に、左右方向に並んで配置されている。２つのターボチャージャ２０は、共通の支持部材１６を介して、チェーンケース１４の上面１４ａに固定されている。後で詳細に説明するように、ターボチャージャ２０は、エンジン本体１０からの排気エネルギーを利用して、吸気を圧縮してエンジン本体１０に供給するものである。 The two turbochargers 20 are arranged side by side in the left-right direction above the V-shaped space between the pair of cylinder rows 15. The two turbochargers 20 are fixed to the upper surface 14a of the chain case 14 via a common support member 16. As will be described later in detail, the turbocharger 20 uses exhaust energy from the engine body 10 to compress intake air and supply it to the engine body 10.
図２では、ターボチャージャ２０に接続される各配管を一点鎖線又は二点鎖線で模式的に図示している。エンジン本体１０の各排気ポート１２ａから排出された排気は、排気マニホールド３１を経由して、ターボチャージャ２０に供給される。そして、ターボチャージャ２０で使用された排気は、排気排出管３２を経由して排出される。一方、外部から取り込まれた吸気は、吸気導入管３３を経由して、ターボチャージャ２０に導入される。そして、ターボチャージャ２０で圧縮された吸気は、吸気マニホールド３４を経由して、各吸気ポート１２ｂに供給される。 In FIG. 2, each pipe connected to the turbocharger 20 is schematically illustrated by a one-dot chain line or a two-dot chain line. Exhaust gas exhausted from each exhaust port 12a of the engine body 10 is supplied to the turbocharger 20 via an exhaust manifold 31. Then, the exhaust gas used in the turbocharger 20 is discharged via an exhaust gas discharge pipe 32. On the other hand, the intake air taken in from the outside is introduced into the turbocharger 20 via the intake introduction pipe 33. Then, the intake air compressed by the turbocharger 20 is supplied to each intake port 12b via the intake manifold 34.
図３に示すように、排気排出管３２は、各ターボチャージャ２０に接続された管が途中で合流して１本の管となっている。排気排出管３２の合流地点よりも下流側には、排気を浄化するための触媒３５が設けられている。吸気導入管３３は、１本の管が途中で分岐して各ターボチャージャ２０に接続されている。なお、図３では、排気マニホールド３１や吸気マニホールド３４の図示は省略している。 As shown in FIG. 3, as the exhaust discharge pipe 32, pipes connected to the respective turbochargers 20 merge on the way to form one pipe. A catalyst 35 for purifying exhaust gas is provided downstream of the junction of the exhaust discharge pipe 32. The intake introduction pipe 33 is connected to each of the turbochargers 20 with one pipe branching on the way. In FIG. 3, illustration of the exhaust manifold 31 and the intake manifold 34 is omitted.
（ターボチャージャ）
次に、ターボチャージャ２０の詳細について説明する。図４は、ターボチャージャ２０の構成を示す断面図である。ターボチャージャ２０は、エンジン本体１０からの排気で回転駆動するタービンインペラ２１と、吸気を圧縮するコンプレッサインペラ２２と、タービンインペラ２１とコンプレッサインペラ２２とを連結するシャフト２３と、シャフト２３を回転自在に支持するベアリング２４と、これらの機械要素２１〜２４を収容するハウジング２５〜２７と、を有する。以下、シャフト２３が延びている方向を軸方向と言う。本実施形態では、各ターボチャージャ２０の軸方向が前後方向と平行になるように、２つのターボチャージャ２０が互いに左右方向に隣り合って配置されている。
(Turbocharger)
Next, details of the turbocharger 20 will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the turbocharger 20. The turbocharger 20 includes a turbine impeller 21 that is driven to rotate by exhaust gas from the engine body 10, a compressor impeller 22 that compresses intake air, a shaft 23 that connects the turbine impeller 21 and the compressor impeller 22, and a rotatable shaft 23. It has bearings 24 for support and housings 25 to 27 for housing these mechanical elements 21 to 24. Hereinafter, the direction in which the shaft 23 extends is referred to as an axial direction. In the present embodiment, the two turbochargers 20 are arranged adjacent to each other in the left-right direction such that the axial direction of each turbocharger 20 is parallel to the front-back direction.
タービンハウジング２５は、タービンインペラ２１を収容するハウジングである。タービンハウジング２５には、エンジン本体１０からの排気をタービンインペラ２１に供給するための渦巻き状の排気供給路２５ａが、タービンインペラ２１の径方向外側に形成されるとともに、タービンインペラ２１の駆動に供した排気を排出するための円筒状の排気排出路２５ｂが、タービンインペラ２１の軸方向外側に形成されている。排気供給路２５ａには排気マニホールド３１が接続されており、排気排出路２５ｂには排気排出管３２が接続されている。 The turbine housing 25 is a housing that houses the turbine impeller 21. In the turbine housing 25, a spiral exhaust supply path 25a for supplying exhaust gas from the engine body 10 to the turbine impeller 21 is formed radially outside the turbine impeller 21 and used for driving the turbine impeller 21. A cylindrical exhaust passage 25b for discharging the exhaust gas is formed outside the turbine impeller 21 in the axial direction. An exhaust manifold 31 is connected to the exhaust supply path 25a, and an exhaust pipe 32 is connected to the exhaust discharge path 25b.
コンプレッサハウジング２６は、コンプレッサインペラ２２を収容するハウジングである。コンプレッサハウジング２６には、吸気をコンプレッサインペラ２２に供給するための円筒状の吸気供給路２６ａが、コンプレッサインペラ２２の軸方向外側に形成されるとともに、コンプレッサインペラ２２により圧縮された吸気を排出するための渦巻き状の吸気排出路２６ｂが、コンプレッサインペラ２２の径方向外側に形成されている。吸気供給路２６ａには吸気導入管３３が接続されており、吸気排出路２６ｂには吸気マニホールド３４が接続されている。 The compressor housing 26 is a housing that houses the compressor impeller 22. In the compressor housing 26, a cylindrical intake air supply passage 26a for supplying intake air to the compressor impeller 22 is formed outside the compressor impeller 22 in the axial direction, and for discharging the intake air compressed by the compressor impeller 22. Is formed radially outward of the compressor impeller 22. An intake pipe 33 is connected to the intake supply path 26a, and an intake manifold 34 is connected to the intake discharge path 26b.
ベアリングハウジング２７は、シャフト２３及びベアリング２４を収容するハウジングである。ベアリングハウジング２７は、ターボチャージャ２０の軸方向の中央部に位置しており、両側に配置されたタービンハウジング２５及びコンプレッサハウジング２６とそれぞれ結合されている。本実施形態では、２つのターボチャージャ２０のベアリングハウジング２７が、支持部材１６を介してチェーンケース１４の上面１４ａに固定されている（図１及び図２参照）。 The bearing housing 27 is a housing that houses the shaft 23 and the bearing 24. The bearing housing 27 is located at a central portion in the axial direction of the turbocharger 20, and is coupled to the turbine housing 25 and the compressor housing 26 arranged on both sides, respectively. In the present embodiment, the bearing housings 27 of the two turbochargers 20 are fixed to the upper surface 14a of the chain case 14 via the support member 16 (see FIGS. 1 and 2).
このようなターボチャージャ２０によれば、エンジン本体１０から排出された排気によってタービンインペラ２１が回転駆動される。そして、タービンインペラ２１の回転動作が、シャフト２３を介してコンプレッサインペラ２２に伝達され、コンプレッサインペラ２２が回転する。その結果、吸気供給路２６ａに供給された吸気が、コンプレッサインペラ２２の回転動作によって圧縮され、最終的にエンジン本体１０に供給される。 According to such a turbocharger 20, the turbine impeller 21 is rotationally driven by the exhaust gas discharged from the engine body 10. Then, the rotation operation of the turbine impeller 21 is transmitted to the compressor impeller 22 via the shaft 23, and the compressor impeller 22 rotates. As a result, the intake air supplied to the intake supply passage 26a is compressed by the rotating operation of the compressor impeller 22, and is finally supplied to the engine body 10.
（排気系の騒音）
以上のように構成された過給式エンジン１では、ターボチャージャ２０に接続された排気排出管３２や触媒３５等の排気系において騒音が大きくなるという問題があった。その原因を本願発明者らが鋭意検討したところ、排気系の騒音はターボチャージャ２０の振動に起因しており、ターボチャージャ２０の振動が大きいために排気系の騒音が大きくなっていることが分かった。以下、詳細に説明する。
(Exhaust noise)
In the supercharged engine 1 configured as described above, there is a problem that noise is increased in the exhaust system such as the exhaust pipe 32 and the catalyst 35 connected to the turbocharger 20. The inventors of the present application diligently studied the cause, and found that the noise of the exhaust system was caused by the vibration of the turbocharger 20, and the noise of the exhaust system was large because the vibration of the turbocharger 20 was large. Was. The details will be described below.
ターボチャージャ２０では、シャフト２３の回転振動や自励振動が生じることで、ターボチャージャ２０の全体が振動することがある。このとき、本実施形態のように、２つのターボチャージャ２０が共通の固定面（チェーンケース１４の上面１４ａ）に固定されていると、慣性の法則に従って、固定面１４ａが節となって各ターボチャージャ２０が挙動する。具体的には、２つのターボチャージャ２０が交互に前後方向に振動したり、交互に左右方向に振動したりする（互いに近づいたり離れたりするように振動する）振動モードが生じる。このような振動モードが生じることで、ターボチャージャ２０で生じる振動が大きくなりやすく、その振動が伝達される排気系において騒音が大きくなると考えられる。特に２つのターボチャージャ２０が排気排出管３２及び吸気導入管３３によってつながっていると、互いに振動に及ぼす影響が顕著となり、上記の振動モードが現れやすくなると考えられる。 In the turbocharger 20, the rotation of the shaft 23 or self-excited vibration may cause the entire turbocharger 20 to vibrate. At this time, if the two turbochargers 20 are fixed to a common fixing surface (the upper surface 14a of the chain case 14) as in the present embodiment, the fixing surface 14a becomes a node according to the law of inertia, and each turbocharger 20 becomes a node. The charger 20 behaves. Specifically, a vibration mode in which the two turbochargers 20 vibrate alternately in the front-rear direction or alternately vibrate in the left-right direction (vibrates toward and away from each other) occurs. It is considered that the occurrence of such a vibration mode easily increases the vibration generated in the turbocharger 20, and increases the noise in the exhaust system to which the vibration is transmitted. In particular, when the two turbochargers 20 are connected by the exhaust / exhaust pipe 32 and the intake / intake pipe 33, the influence on the vibrations becomes remarkable, and the above-described vibration mode is likely to appear.
そこで、本実施形態では、ターボチャージャ２０の振動を効果的に抑えるべく、２つのターボチャージャ２０を連結部材４１で連結している。図５は、２つのターボチャージャ２０の連結部位の正面図であり、具体的には、図３のＶ−Ｖ面からベアリングハウジング２７を見たときの図である。 Therefore, in this embodiment, the two turbochargers 20 are connected by the connecting member 41 in order to effectively suppress the vibration of the turbocharger 20. FIG. 5 is a front view of a connection portion of the two turbochargers 20, specifically, a diagram when the bearing housing 27 is viewed from a VV plane in FIG.
既に説明したように、２つのターボチャージャ２０のベアリングハウジング２７は、共通の支持部材１６を介して、チェーンケース１４の上面１４ａ（固定面１４ａ）に固定されている。ベアリングハウジング２７及び支持部材１６は、本実施形態では複数のボルト２８によってチェーンケース１４に固定されているが、具体的な固定方法はこれに限定されるものではない。 As described above, the bearing housings 27 of the two turbochargers 20 are fixed to the upper surface 14a (fixed surface 14a) of the chain case 14 via the common support member 16. In this embodiment, the bearing housing 27 and the support member 16 are fixed to the chain case 14 by a plurality of bolts 28, but the specific fixing method is not limited to this.
連結部材４１は、例えば、厚さ数ミリのスチールからなる板状の部材である。連結部材４１は、２つのターボチャージャ２０のベアリングハウジング２７の上面にボルト４２によって締結されている。換言すると、連結部材４１は、共通の固定面１４ａに固定される２つのターボチャージャ２０を、当該固定面１４ａと反対側の端部（上部）において連結している。こうすることで、従来自由端であったターボチャージャ２０の上端の変位を抑えることができ、複数のターボチャージャ２０が反対方向に交互に振動する振動モードを効果的に抑えることができる。 The connecting member 41 is, for example, a plate-like member made of steel having a thickness of several millimeters. The connecting member 41 is fastened to the upper surfaces of the bearing housings 27 of the two turbochargers 20 by bolts 42. In other words, the connecting member 41 connects the two turbochargers 20 fixed to the common fixing surface 14a at an end (upper portion) opposite to the fixing surface 14a. By doing so, the displacement of the upper end of the turbocharger 20, which has been a free end in the related art, can be suppressed, and the vibration mode in which the plurality of turbochargers 20 alternately vibrate in opposite directions can be effectively suppressed.
図６は、連結部材４１の有無による排気系の騒音の差を示すグラフである。図６から明らかなように、連結部材４１によって２つのターボチャージャ２０を連結した場合には、概ね全周波数域にわたって騒音が低減した。特に、連結部材４１を設けない場合に騒音が際立っていた９６０Ｈｚ付近では、騒音レベルが１０ｄＢ以上も下がっており、騒音の低減効果が非常に大きいことが示された。 FIG. 6 is a graph illustrating a difference in noise of the exhaust system depending on the presence or absence of the connecting member 41. As is clear from FIG. 6, when the two turbochargers 20 are connected by the connecting member 41, the noise is reduced over almost the entire frequency range. In particular, at around 960 Hz where the noise was noticeable when the connecting member 41 was not provided, the noise level was reduced by 10 dB or more, indicating that the noise reduction effect was extremely large.
なお、ターボチャージャ２０を固定面１４ａに固定する部位や、２つのターボチャージャ２０同士を連結部材４１によって連結する部位を、ベアリングハウジング２７ではなく、タービンハウジング２５又はコンプレッサハウジング２６とすることも考えられる。しかしながら、タービンハウジング２５は高温の排気により熱膨張しやすいため、タービンハウジング２５を固定部位や連結部位とすると、熱応力が過大となり、その対策のために重量やコストが増加するおそれがある。 It should be noted that a part for fixing the turbocharger 20 to the fixing surface 14a and a part for connecting the two turbochargers 20 with the connecting member 41 may be replaced with the turbine housing 25 or the compressor housing 26 instead of the bearing housing 27. . However, since the turbine housing 25 is likely to thermally expand due to high-temperature exhaust gas, if the turbine housing 25 is used as a fixing portion or a connecting portion, thermal stress becomes excessive, and there is a possibility that weight and cost may increase due to the countermeasures.
また、コンプレッサハウジング２６も固定部位や連結部位としてあまり好ましくはない。というのも、タービンハウジング２５及びタービンハウジング２５に接するベアリングハウジング２７では、熱応力に耐えられるように比較的強度の高い鋳物によって作製されているが、コンプレッサハウジング２６は高温対策が不要なため、アルミニウムやアルミニウム合金などによって作製されており、それほど強度は高くないからである。このため、コンプレッサハウジング２６を固定部位や連結部位とすると、強度アップのための対策が必要となり、やはり重量やコストの増加につながるおそれがある。こういった観点から、本実施形態では、ベアリングハウジング２７を固定面１４ａに固定したり、連結部材４１によって連結したりする部位として利用している。 Also, the compressor housing 26 is not so preferable as a fixing portion or a connecting portion. This is because the turbine housing 25 and the bearing housing 27 which is in contact with the turbine housing 25 are made of a casting having relatively high strength so as to withstand thermal stress. This is because it is made of aluminum or an aluminum alloy and the strength is not so high. For this reason, if the compressor housing 26 is used as a fixing portion or a connecting portion, measures for increasing the strength are required, which may also lead to an increase in weight and cost. From this point of view, in the present embodiment, the bearing housing 27 is used as a part that is fixed to the fixing surface 14 a or connected by the connecting member 41.
（効果）
本実施形態に係る過給式エンジン１では、互いに隣り合ってエンジン本体１０の共通の固定面１４ａに固定された複数のターボチャージャ２０のベアリングハウジング２７同士を、固定面１４ａと反端側の端部において連結する連結部材４１が設けられている。固定面１４ａに固定された複数のターボチャージャ２０は、固定面１４ａと反対側の端部が自由端となり変位が大きくなりやすいが、当該端部を連結することによって変位が制限され、複数のターボチャージャ２０の振動を効果的に抑えることが可能となる。したがって、ターボチャージャ２０に接続されている排気系の騒音を低減することができる。
(effect)
In the supercharged engine 1 according to the present embodiment, the bearing housings 27 of the plurality of turbochargers 20 that are adjacent to each other and fixed to the common fixing surface 14a of the engine body 10 are connected to the fixing surface 14a and the end opposite to the fixing surface 14a. A connection member 41 is provided to connect the portions. The ends of the plurality of turbochargers 20 fixed to the fixing surface 14a, which are opposite to the ends opposite to the fixing surface 14a, are free ends and the displacement is likely to be large. The vibration of the charger 20 can be effectively suppressed. Therefore, noise of the exhaust system connected to the turbocharger 20 can be reduced.
本実施形態では、複数のターボチャージャ２０のベアリングハウジング２７が、固定面１４ａに固定されている。上述のように、ターボチャージャ２０を固定面１４ａに固定する部位をベアリングハウジング２７とすることで、軽量化やコスト削減の効果を高めることができる。 In the present embodiment, the bearing housings 27 of the plurality of turbochargers 20 are fixed to the fixing surface 14a. As described above, by using the bearing housing 27 as a portion for fixing the turbocharger 20 to the fixing surface 14a, the effects of weight reduction and cost reduction can be enhanced.
本実施形態では、複数のターボチャージャ２０は共通の支持部材１６を介して固定面１４ａに固定されている。このように、複数のターボチャージャ２０を共通の支持部材１６を介して固定面１４ａに固定すれば、複数のターボチャージャ２０がそれぞれ個別に固定面１４ａに固定されている場合と比べて、ターボチャージャ２０の振動をより抑えることができる。 In the present embodiment, the plurality of turbochargers 20 are fixed to the fixing surface 14a via the common support member 16. As described above, when the plurality of turbochargers 20 are fixed to the fixed surface 14a via the common support member 16, the turbochargers 20 are compared with the case where the plurality of turbochargers 20 are individually fixed to the fixed surface 14a. 20 can be further suppressed.
本実施形態では、複数のターボチャージャ２０から排気を排出するための排気排出管３２は、各ターボチャージャ２０に接続された管が途中で合流して１本の管になっている。このような構成によれば、排気排出管３２を構成する部品点数を削減することができるが、上述のように、複数のターボチャージャ２０が反対方向に交互に振動する振動モードが生じ、振動が大きくなりやすい。したがって、ターボチャージャ２０の振動を効果的に抑えることができる本発明が、特に有利となる。 In the present embodiment, the exhaust discharge pipe 32 for discharging exhaust gas from the plurality of turbochargers 20 is a single pipe in which pipes connected to the respective turbochargers 20 merge on the way. According to such a configuration, the number of components constituting the exhaust pipe 32 can be reduced. However, as described above, a vibration mode in which the plurality of turbochargers 20 vibrate alternately in the opposite direction occurs, and the vibration is reduced. Easy to grow. Therefore, the present invention that can effectively suppress the vibration of the turbocharger 20 is particularly advantageous.
本実施形態では、複数のターボチャージャ２０に吸気を導入するための吸気導入管３３は、１本の管が途中で分岐して各ターボチャージャ２０に接続されている。このような構成によれば、吸気導入管３３を構成する部品点数を削減することができるが、上述のように、複数のターボチャージャ２０が反対方向に交互に振動する振動モードが生じ、振動が大きくなりやすい。したがって、ターボチャージャ２０の振動を効果的に抑えることができる本発明が、特に有利となる。 In the present embodiment, an intake introduction pipe 33 for introducing intake air to the plurality of turbochargers 20 is connected to each of the turbochargers 20 by branching one pipe in the middle. According to such a configuration, it is possible to reduce the number of parts constituting the intake introduction pipe 33. However, as described above, a vibration mode in which the plurality of turbochargers 20 vibrate alternately in the opposite direction occurs, and the vibration is generated. Easy to grow. Therefore, the present invention that can effectively suppress the vibration of the turbocharger 20 is particularly advantageous.
本実施形態では、エンジン本体１０は、Ｖ字状に配置された一対のシリンダ列１５を有するＶ型エンジンとして構成されており、固定面１４ａは、一対のシリンダ列１５の側方に配置されたチェーンケース１４に設けられている。このように、シリンダ列１５の側方に設けられたチェーンケース１４にターボチャージャ２０を固定するようにすれば、ターボチャージャ２０と各シリンダとを接続する排気マニホールド３１及び吸気マニホールド３４の取り回しが容易となる。 In the present embodiment, the engine body 10 is configured as a V-type engine having a pair of cylinder rows 15 arranged in a V-shape, and the fixed surface 14a is disposed on the side of the pair of cylinder rows 15. It is provided on the chain case 14. As described above, if the turbocharger 20 is fixed to the chain case 14 provided on the side of the cylinder row 15, the exhaust manifold 31 and the intake manifold 34 connecting the turbocharger 20 and each cylinder can be easily handled. Becomes
（他の実施形態）
上記実施形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。
(Other embodiments)
Modifications in which various changes are made to the above embodiment will be described.
上記実施形態では、エンジン本体１０がＶ型エンジンであるものとしたが、エンジン本体１０がＶ型エンジンであることは必須ではない。 In the above embodiment, the engine body 10 is a V-type engine, but it is not essential that the engine body 10 be a V-type engine.
上記実施形態では、エンジン本体１０のクランクシャフトが前後方向に平行になるように、エンジン本体１０を配置するものとした。しかしながら、エンジン本体１０を配置する向きは変更可能である。 In the above embodiment, the engine body 10 is arranged such that the crankshaft of the engine body 10 is parallel to the front-rear direction. However, the direction in which the engine body 10 is arranged can be changed.
上記実施形態では、２つのターボチャージャ２０が左右方向に隣り合って並んだ状態で、Ｖ型エンジンのシリンダ列１５間に配置されるものとした。しかしながら、２つのターボチャージャ２０の配置はこれに限定されるものではない。また、ターボチャージャ２０のシャフト２３がクランクシャフトと平行であることは必須ではない。 In the above embodiment, the two turbochargers 20 are arranged between the cylinder rows 15 of the V-type engine in a state where they are arranged side by side in the left-right direction. However, the arrangement of the two turbochargers 20 is not limited to this. It is not essential that the shaft 23 of the turbocharger 20 is parallel to the crankshaft.
上記実施形態では、ターボチャージャ２０がチェーンケース１４に固定されるものとした。しかしながら、ターボチャージャ２０をエンジン本体１０の他の部位に固定することも可能である。 In the above embodiment, the turbocharger 20 is fixed to the chain case 14. However, it is also possible to fix the turbocharger 20 to another part of the engine body 10.
上記実施形態では、ターボチャージャ２０が支持部材１６を介して固定面１４ａに固定されるものとした。しかしながら、支持部材１６を設けることは必須ではなく、ターボチャージャ２０を直接的に固定面１４ａに固定するようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the turbocharger 20 is fixed to the fixing surface 14a via the support member 16. However, the provision of the support member 16 is not essential, and the turbocharger 20 may be directly fixed to the fixing surface 14a.
上記実施形態では、各ターボチャージャ２０に接続されている排気排出管３２及び吸気導入管３３が一部共通となっており、各ターボチャージャ２０が排気排出管３２及び吸気導入管３３を介して構造的につながっている構成とした。しかしながら、排気排出管及び吸気導入管を、各ターボチャージャ２０ごとに独立に構成してもよい。 In the above embodiment, the exhaust discharge pipe 32 and the intake pipe 33 connected to each turbocharger 20 are partially common, and each turbocharger 20 is structured via the exhaust discharge pipe 32 and the intake pipe 33. It was configured to be physically connected. However, the exhaust discharge pipe and the intake pipe may be independently configured for each turbocharger 20.
上記実施形態では、連結部材４１をベアリングハウジング２７の上面にボルト４２で固定するものとした。しかしながら、連結部材の配置や取付態様はこれに限定されるものではない。例えば、図７に示すように、連結部材４３をベアリングハウジング２７の上面に固定するためのボルト４４を、ベアリングハウジング２７をチェーンケース１４に固定するためのボルトと兼用するようにしてもよい。また、図８に示すように、連結部材４５をベアリングハウジング２７の前面（後面でもよい）の上端部に、ボルト４６によって締結するようにしてもよい。さらには、連結部材４１の固定方法はボルトを用いる方法に限定されず、リベット等を用いて固定してもよい。 In the above embodiment, the connecting member 41 is fixed to the upper surface of the bearing housing 27 with the bolt 42. However, the arrangement and attachment mode of the connecting member are not limited to this. For example, as shown in FIG. 7, a bolt 44 for fixing the connecting member 43 to the upper surface of the bearing housing 27 may also be used as a bolt for fixing the bearing housing 27 to the chain case 14. 8, the connecting member 45 may be fastened to the upper end of the front surface (or the rear surface) of the bearing housing 27 by a bolt 46. Furthermore, the method of fixing the connecting member 41 is not limited to a method using a bolt, and may be fixed using a rivet or the like.
１：過給式エンジン
１０：エンジン本体
１５：シリンダ列
１４：チェーンケース
１４ａ：固定面
２０：ターボチャージャ
２１：タービンインペラ
２２：コンプレッサインペラ
２３：シャフト
２４：ベアリング
２７：ベアリングハウジング
３２：排気排出管
３３：吸気導入管
４１、４３、４５：連結部材
1: Supercharged engine 10: Engine main body 15: Cylinder row 14: Chain case 14a: Fixed surface 20: Turbocharger 21: Turbine impeller 22: Compressor impeller 23: Shaft 24: Bearing 27: Bearing housing 32: Exhaust exhaust pipe 33 : Intake inlet pipe 41, 43, 45: Connecting member
Claims (6)
前記複数のターボチャージャは、互いに隣り合ってエンジン本体の共通の固定面に固定されており、
前記複数のターボチャージャの、タービンインペラとコンプレッサインペラとを連結するシャフトを回転自在に支持するベアリングが収容されたベアリングハウジング同士を、前記固定面と反対側の端部において連結する連結部材が設けられていることを特徴とする過給式エンジン。 A supercharged engine provided with a plurality of turbochargers,
The plurality of turbochargers are fixed to a common fixing surface of an engine body adjacent to each other,
A connecting member is provided for connecting bearing housings each containing a bearing rotatably supporting a shaft connecting the turbine impeller and the compressor impeller to the plurality of turbochargers at an end opposite to the fixing surface. A supercharged engine.
前記固定面は、前記一対のシリンダ列の側方に配置されたチェーンケースに設けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の過給式エンジン。 The engine body is configured as a V-type engine having a pair of cylinder rows arranged in a V shape,
The supercharged engine according to any one of claims 1 to 5, wherein the fixing surface is provided on a chain case arranged on a side of the pair of cylinder rows.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018146438A JP2020020323A (en) | 2018-08-03 | 2018-08-03 | Supercharging type engine |
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| JP2018146438A JP2020020323A (en) | 2018-08-03 | 2018-08-03 | Supercharging type engine |
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| Country | Link |
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56118520A (en) * | 1980-02-15 | 1981-09-17 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Supercharging internal combustion engine |
| JPH08226333A (en) * | 1994-11-04 | 1996-09-03 | Gec Alsthom Diesels Ltd | Turbocharger device |
| JP2010106699A (en) * | 2008-10-28 | 2010-05-13 | Honda Motor Co Ltd | Internal combustion engine |
| JP2010106810A (en) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Honda Motor Co Ltd | V-type internal combustion engine |
-
2018
- 2018-08-03 JP JP2018146438A patent/JP2020020323A/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56118520A (en) * | 1980-02-15 | 1981-09-17 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Supercharging internal combustion engine |
| JPH08226333A (en) * | 1994-11-04 | 1996-09-03 | Gec Alsthom Diesels Ltd | Turbocharger device |
| JP2010106699A (en) * | 2008-10-28 | 2010-05-13 | Honda Motor Co Ltd | Internal combustion engine |
| JP2010106810A (en) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Honda Motor Co Ltd | V-type internal combustion engine |
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