JPH01187320A - ターボ過給機付エンジンの排気装置 - 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） 本発明は、ターボ過給機付エンジンにおける排気装置に
関するものである。

（従来の技術） 従来より、ターボ過給機を備えたエンジンにおいて、過
給機のタービンに排気ガスを導入する排気導入通路を複
数の独立通路に分割し、その一部の通路に開閉弁を設け
、低回転低負荷時には開閉弁を閉じてタービンに対する
排気ガスの流速を高めてタービン効率の向上を図る一方
、高速高負荷状態においては開閉弁を開いて排気ガス流
量の増大に対応するようにした技術は、例えば実公昭６
０−１２３０号公報に見られるように公知である。

また、多気筒エンジンにおいて、各気筒からの排気通路
を独立形成してターボ過給機のタービンにそれぞれ導入
するようにすることも考えられる。

一方、過給圧の上限を所定値に規制するために、ターボ
過給機のタービンをバイパスしてその上下流の排気通路
を連通ずるバイパス通路を設け、このバイパス通路に過
給圧が所定値以上に上昇した場合に開作動するウェスト
ゲートバルブを設ける技術も知られている。

（発明が解決しようとする課題） しかして、上記のようなターボ過給機付エンジンにおい
て、このターボ過給機の設置によって各気筒の排気通路
の圧力すなわち排圧が上昇し、これに伴って吸気行程へ
の排気ガスの持ち込み量が増大して気筒内の吸気温度が
上昇し、ノッキングが発生し易くなり、各気筒で排圧が
異なるとノッキングの発生程度も異なる。また、エンジ
ンの冷却性能は冷却水の流通経路等に対応して各気筒で
異なり、温度の高い気筒では燃焼室壁温度の影響を受け
てノッキングが発生し易くなる傾向にある。

そして、各気筒のノッキング性能が異なると、ノッキン
グが発生しゃすい気筒の性能に対応して過給圧等の制御
を行わなければならず、そのセットロスによってエンジ
ン出力性能等を十分に発揮できない可能性がある。

そこで本発明は上記事情に鑑み、エンジン温度分布等に
対応してノッキングの発生しゃすい気筒の排圧を調整し
て各気筒のノッキング性能を合わせてセットロスの低減
を図るようにしたターボ過給機付エンジンの排気装置を
提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明の排気装置は、ターボ過
給機のタービンに対しエンジンの各気筒からの排気通路
を独立形成し、この−ビン上流の各独立排気通路とター
ビン下流の排気通路とを連通し、過給圧が所定値以上に
なった時開放するバイパス通路を各々設け、該バイパス
通路の内、ノッキングが発生しゃすい気筒のバイパス通
路の通路抵抗を小さく形成したものである。

上記バイパス通路の通路抵抗の低減は、例えば通路径の
増大、通路長さの短縮等によって得るものである。

（作用） 上記のようなターボ過給機付エンジンの排気装置では、
タービン上流の各気筒独立の排気通路からそれぞれター
ビンをバイパスしてタービン下流の排気通路に連通する
バイパス通路を各気筒に対応して設け、例えばエンジン
温度が他の気筒より高くノッキングの発生しやすい気筒
に対するバイパス通路の抵抗を小さくし、このバイパス
通路が開放した状態での該当気筒の排圧を他の気筒より
低下し、吸気温度の低下によってノッキングを抑制し、
他の気筒とのノッキング性能を合わせて、同一レベルで
各種セツティングが行えるようにしている。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の各実施態様を説明する。

実施例１ この実施例は第１図に示し、２気筒ロータリピストンエ
ンジンにおける例を示す。

エンジン本体１は、フロント側からフロントサイドハウ
ジング２、フロントロータハウジング３、中間サイドハ
ウジング４、リヤロータハウジング５、リヤサイドハウ
ジング６が順に配設され、両ロータハウジング３．５の
内部にフロント側の第１気筒ＩＦとリヤ側の第２気筒Ｉ
Ｒとが構成されている。

そして、冷却水はフロントサイドハウジング２の流入口
から流入し、ホットゾーンの冷却水通路７をリヤ側に軸
方向に流れ、リヤサイドハウジング６でコールドゾーン
側に流れてから、再びフロント側に軸方向に流れてフロ
ントサイドハウジング２から流出するものであって、第
１気筒ＩＦに対する冷却効果が大きく各部の温度は第１
気筒ＩＦより第２気筒ＩＲが高くなり、温度条件は第２
気筒ＩＲの方がノッキングが発生しやすい状態にある。

また、このエンジンは各気筒ＩＦ、ＩＲへの吸気を過給
するターボ過給機８を備え、該ターボ過給機８のタービ
ン８ａは各気筒ＩＦ、ＩＲからの排気ガスを排出する排
気通路１０の途中に介装される。この排気通路１０は、
第１および第２気筒ＩＦ、ＩＲの排気ボート１１．１１
からタービン８ａに至る上流側の排気通路１０が、両気
筒で独立した第１および第２独立排気通路１３ｆ、１３
ｒに形成され、この第１および第２独立排気通路１３ｆ
、１３ｒは各排気ポート１１．１１に接続されるマニホ
ールド部分とタービン８ａ外周のスクロール部分とによ
って構成されている。

さらに、上記タービン８ａをバイパスして、上流側の第
１および第２独立排気通路１３ｆ、１３ｒのスクロール
部分と、下流側の排気通路１０とを連通ずる第１および
第２バイパス通路１４ｆ。

１４ｒが設けられ、両バイパス通路１４ｆ、１４ｒは共
通のウェストゲートバルブ１５によって開閉作動され、
ウェストゲートバルブ１５より下流側部分は合流して共
通に設けられている。該ウェストゲートバルブ１５は、
図示しない駆動機構によって過給圧に応じて作動され、
過給圧が所定値以上に上昇した際に両バイパス通路１４
ｆ、１４ｒを開放作動するものである。

そして、上記第２バイパス通路１４ｒはノッキングが発
生しやすい第２気筒ＩＲに対応する第２独立排気通路１
３ｒに接続され、その通路径が第１バイパス通路１４ｆ
より大きく形成されて通路抵抗が小さくなるように構成
されている。

本実施例によれば、エンジン本体１を流れる冷却水はフ
ロント側からリヤ側に流れるのにしたがって温度が上昇
し、第２気筒ＩＲ側でノッキングが発生し易くなるが、
エンジン負荷および回転数が上昇して過給圧が高くなり
ノッキングが発生する領域でウェストゲートバルブ１５
が開くと、排気ガスの一部は第１および第２バイパス通
路１４ｆ、４「によってタービン８ａをバイパスして流
れ、タービン回転数を規制して過給圧の上昇を抑制する
。その際、この第２気筒ＩＲに対する第２バイパス通路
１４「の通路径が大きくその通路抵抗が小さいことから
、第２気筒ＩＲのタービン８ａ上流の第２独立排気通路
１３ｒの排圧が第１気筒ＩＦの排圧より低くなり、吸気
行程への排気ガスの持ち込みを低減して吸気温度の低下
によって耐ノツキング性能を向上し、第１気筒ＩＦと同
様のノッキング特性を得るようにしている。

実施例２ この実施例は第２図に示し、３気筒ロータリピストンエ
ンジンの例を示す。

エンジン本体２１は、フロント側から第１ないし第３気
筒２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃを順に備え、各気筒２１Ａ〜
２１Ｃのロータハウジング２３゜２５．２７の両側に前
後端のサイドハウジング２２．２８．２つの中間ハウジ
ング２４．２６が配設されている。冷却水は前例同様に
フロント側からリヤ側に冷却水通路３０を流れ、リヤサ
イドハウジング２８でＵターンしてフロントサイドハウ
ジング２２から流出するものであり、温度分布はフロン
ト側からリヤ側にすなわち第１気筒２１Ａから第３気筒
２１Ｃに対して順に高くなり、ノッキング性能も第１気
筒２１Ａから順に第３気筒２１Ｃで最も発生し易くなる
ものである。

そして、過給機３２に対する排気通路３１は、タービン
３２ａの上流側が各気筒２１Ａ〜２１Ｃの排気ポート２
つに対してそれぞれ独立して第１ないし第３独立排気通
路３３ａ〜３３ｃに分離形成され、この独立排気通路３
３ａ〜３３ｃに連通してタービン３２ａをバイパスする
第１ないし第３バイパス通路３４ａ〜３４ｃがそれぞれ
形成されている。この各バイパス通路３４ａ〜３４ｃは
、共通のウェストゲートバルブ３５によって過給圧に応
じて開閉作動され、ウェストゲートバルブ３５より下流
側は合流して共通に形成されている。

また、上記バイパス通路は、第１バイパス通路３４ａか
ら第２バイパス通路３４ｂおよび第３バイパス通路３４
ｃになるに従ってその通路長さが短く、通路抵抗が順に
小さくなるように構成されている。

この実施例においてもノッキング発生領域となってウェ
ストゲートバルブ３５が開作動してバイパス通路３４ａ
〜３４ｃを開くと、第１気筒２１Ａから第３気筒２ＩＣ
に対して順にバイパス通路３４ａ〜３４ｃの通路抵抗が
小さく、排圧は第１気筒２１Ａから順に第２気筒２１Ｂ
１第３気筒２１Ｃで低くなって耐ノツキング性が向上し
、エンジン温度に対するノッキング性能を同一条件とす
るように作用する。これにより、各気筒に対する各種セ
ツティングを均等化し、セットロスを減少することがで
きる。

上記のような実施例によれば、バイパス通路の通路抵抗
をエンジン温度分布等のノッキング性能に対応して調整
し、ノッキングが発生しゃすい気筒の排圧が低下するよ
うに設定し、これによって各気筒のノッキングの発生レ
ベルを合わせることができるものである。

なお、上記実施例においては、エンジン温度についての
みノッキングの発生程度を判定するようにしているが、
実際にいずれの気筒でノッキングが発生しやすいかを求
め、それに応じてバイパス通路の通路抵抗を設定すれば
よいものである。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、タービンをバイパスする
バイパス通路を各気筒に対応してそれぞれ設け、ノッキ
ングの発生しやすい気筒に対するバイパス通路の抵抗を
小さくするようにしたことにより、このバイパス通路が
開放した状態での該当気筒の排圧を低下してノッキング
の抑制を図ることができ、他の気筒とノッキング性能を
合わせて、同一レベルで各種セツティングが行え、有効
に過給効果を発揮させてセットロスを少なくすることが
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における過給機付エンジ
ンの概略構成図、 第２図は第２の実施例における過給機付エンジンの概略
構成図である。 １．２１・・・・・・エンジン本体、ＩＦ、ＩＲ，２１
Ａ〜２１Ｃ・・・・・・気筒、８．３２・・・・・・タ
ーボ過給機、８ａ、３２ａ・・・・・・タービン、１０
．３１・・・・・・排気通路、１３ｆ、１３ｒ、３３ａ
　〜３３ｃｍ・−・独立排気通路、１４ｆ、１４ｒ、３
４ａ　〜３４ｃｍ−−−バイパス通路、１５．３５・・
・・・・ウェストゲートバルブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ターボ過給機を備え、該ターボ過給機のタービン
   に対しエンジンの各気筒からの排気通路を独立形成し、
   上記各独立排気通路とタービン下流の排気通路とを連通
   すると共に、過給圧が所定値以上になった時開放するバ
   イパス通路を各々設け、該バイパス通路の内、ノッキン
   グが発生しやすい気筒のバイパス通路の通路抵抗を小さ
   く形成したことを特徴とするターボ過給機付エンジンの
   排気装置。