JPH03117624A - ターボ過給エンジン - Google Patents

ターボ過給エンジン

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JPH03117624A
JPH03117624A JP1254681A JP25468189A JPH03117624A JP H03117624 A JPH03117624 A JP H03117624A JP 1254681 A JP1254681 A JP 1254681A JP 25468189 A JP25468189 A JP 25468189A JP H03117624 A JPH03117624 A JP H03117624A
Authority
JP
Japan
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speed range
engine
low speed
turbocharger
compressor
Prior art date
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Pending
Application number
JP1254681A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuji Eguchi
江口 展司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino Motors Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH03117624A publication Critical patent/JPH03117624A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/013Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in series
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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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。

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エンジンに係り、とくに排気ガスに
よって排気タービンを駆動するとともに、この排気ター
ビンと直結されたコンプレッサによって吸気を圧縮して
シリンダ内に供給するようにしたターボ過給エンジンに
関する。
【発明の概要X ターボ過給エンジンにおいて、2組のターボチャージャ
を用いるようにし、低速域においてはこれら2tIAの
ターボチャージャを2段に組合わせて過給を行なうとと
もに、高速域においては一方のターボチャージャのみに
よって過給を行なうようにしたものであって、低速トル
クを向上させるとともに、低速側での吸気歯の不足によ
る黒煙の発生を防止するようにしたものである。 K従来の技術】 従来のターボ過給エンジンは第4図に示すような構造に
なっており、排気マニホールド1を通しては排出される
排気ガスをターボチャージャ2のタービン3に導き、こ
れによってタービン3を駆動するようにしている。ター
ビン3にはコンプレッサ4が直結されているために、エ
アクリーナ5を通して導入された吸気をコンプレッサ4
によつて圧縮し、吸気管6を通してインタクーラ7に導
き、このインタクーラ7によって冷却してその体積を小
さくし、吸気マニホールド8を通してシリンダ内に供給
するようにしていた。 K発明が解決しようとする問題点】 このような従来のターボ過給エンジンの欠点は、低速ト
ルクが不足するとともに、低速時に排気煙を発生するこ
とである。すなわちターボチャージャ2はエンジンの回
転数が低い場合にタービン3によって取出すエネルギも
小さく、このためにコンプレッサ4による過給効果も少
なく、低速トルクが不足しがちになる。そしてこのよう
に吸気量が少ない状態で大量の燃料が供給されると、燃
料が完全に燃焼されずに排気ガス中に黒煙を排出する問
題がある。 そこで従来はターボチャージャ2のコンプレッサ4のブ
ースト圧が低速域で大きな圧力を生ずるような工夫を行
なっている。ところがこのような低速型のターボチャー
ジャ2を用いると、高速側でブースト圧が過剰になる。 そこでウェストゲートバルブ9を設け、高速域において
はこのバルブ9を開いて排気ガスを直接排出するように
しており、ターボチャージャ2を用いないようにしてい
る。従って高速域においては排気ガスの有するエネルギ
がそのまま捨てられることになり、排気ガスのもってい
るエネルギが有効利用されず、燃費が悪化することにな
っていた。 ターボ過給エンジンの低速トルクの不足を補うために、
バリアプルジェオメトリターボを用いる試みがなされて
いる。この種のターボはエンジンの回転数に応じてガイ
ドベーンの角度を変更し、タービンの効率を変えるもの
であるが、この場合においても有効な排気エルネギを部
分的に捨てることになる。従って排気ガスのもっている
エネルギにロスを生じ、燃費を悪化させることになる。 本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであっ
て、排気ガスの有するエネルギを捨てることなく、しか
もターボ過給エンジンの低速トルクの不足を補うととも
に、低速域での排気煙の発生を防止するようにしたター
ボ過給エンジンを提供することを目的とするものである
。 に問題点を解決するための手段】 本発明は、排気タービンによって駆動されるコンプレッ
サで吸気を圧縮してシリンダ内に供給するようにしたエ
ンジンにおいて、2組のターボチャージャを設け、低速
域では2段に組合わせて過給を行なうとともに、高速域
では一方のターボチャージのみによって過給を行なうよ
うにしたものである。
【作用】
従って低速域においては2組のターボチャージャが2段
に組合わされて過給が行なわれることになり、低速域で
のブースト圧が上昇することになる。また高速域におい
ては一方のターボチャージャのみによって過給が行なわ
れるために、異常なブースト圧の上昇が押えられるとと
もに、高速側においても排気ガスのエネルギを有効に利
用することが可能になる。 K実施例】 第1図は本発明の一実施例に係るターボ過給エンジンを
示すものであって、このターボ過給エンジンはディーゼ
ルエンジン14から構成されている。ディーゼルエンジ
ン14のシリンダブロックの両側には吸気マニホールド
15と排気マニホールド16とがそれぞれ取付けられて
いる。排気マニホールド16には第1のターボチャージ
ャ17のタービン18が接続されるとともに、このター
ビン18と直結されたコンプレッサ19は吸気管20を
介してエアクリーナ21に接続されている。 またコンプレッサ19の出口側は吸気管20を介して第
1のインタクーラ22に接続されている。 このインタクーラ22の出口側は切換え弁23および吸
気管24を介して上記吸気マニホールド15に接続され
るようになっている。 上記第1段のターボチャージャ17のタービン18の出
口側は切換え弁27と接続されるとともに、この切換え
弁27が排気管28を介してマフラ29に接続されてい
る。切換え弁27のもう一方の出口は排気管30を介し
て第2段のターボチャージャ31のタービン32に接続
されている。 タービン32と直結されているコンプレッサ33の入口
側には吸気管34が接続されている。この吸気管34の
先端部は上記切換え弁23に接続されている。またこの
コンプレッサ33の出口側は吸気管35を介して第2の
インタクーラ36に接続されるようになっている。この
インタクーラ36の出口側が上記吸気管24に接続され
ている。 以上のような構成において、第1段のターボチャージャ
17のコンプレッサ19および第2段のターボチャージ
ャ31のコンプレッサ33はそれぞれ第2図に示すよう
な特性を示しており、第1段のターボチャージャ17の
コンプレッサ19は空気流量が比較的低い領域において
ブースト圧がピークに達するようになっている。これに
対して第2段のターボチャージャ31のコンプレッサ3
3は空気流量がやや多い領域においてそのブースト圧が
最大になるような特性を有している。そして第3図に示
すように、エンジン14の回転数が最大トルクと対応す
る回転数よりも下側の領域においては、第1段のターボ
チャージャ17と第2段のターボチャージャ31とがと
もに用いられるようになっている。これに対して最大ト
ルクと対応する回転数よりも高い領域においては、第1
段のターボチャージャ17のみが用いられるようになっ
ており、これによってエンジン14は第3図に示すよう
なトルク特性を生ずるようにしている。 エンジン14の回転数は回転検出センサ38によって検
出されるとともに、低速域においてはコントローラ37
が切換え弁27を第2段のターボチャージャ31のター
ビン32側に切換える。同時に切換え弁23を第2段の
ターボチャージャ31のコンブレブザ33側に切換える
。従ってエンジン14のシリンダ内の燃焼によって生じ
た排気ガスは第1段のターボチャージャ17のタービン
18を駆動した後に、さらに第2段のターボチャージャ
31のタービン32を駆動し、その後にマフラ29を通
して排出されることになる。従ってエアクリーナ21を
通して導入された吸気はまず第1段のターボチャージャ
17のコンプレッサ19によって圧縮され、この後に吸
気管2oによって第1のインタクーラ22に導かれ、こ
のインタクーラ22によって冷却される。この後に吸気
は切換え弁23および吸気管34によって第2段のター
ボチャージャ31のコンプレッサ33に導かれ、ここで
第2段の圧縮が行なわれるとともに、吸気管35によっ
て第2のインタクーラ36に導かれ、ここで再度冷却さ
れた後に吸気管24および吸気マニホールド15を通し
てエンジン14のシリンダ内に供給されることになる。 エンジン14の回転数が最大トルクと対応する回転数を
越えると、そのことを回転検出センサ38が検出すると
ともに、コントローラ37は切換え弁27をマフラ29
側に切換えるとともに、切換え弁23を吸気管24側に
切換える。従ってこのような回転域においては、第2段
のターボチャージャ31は作動せず、第1段のターボチ
ャージャ17のみによって過給が行なわれる。すなわち
エンジン14内の燃焼によって生じた排気ガスは第1段
のターボチャージャ17のタービン18を駆動した後に
マフラ29を通して排出される。従ってエアクリーナ2
1によって導入された吸気は第1のターボチャージャ1
7のタービン19によって圧縮され、第1のインタクー
ラ22によって冷却された後に切換え弁23および吸気
管24を通して吸気マニホールド15に供給され、エン
ジン14のシリンダに順次導入されることになる。 以上のように本実施例に係るターボ過給エンジンは2組
のターボチせ一ジャ17.31を備えており、低速から
最大トルク点までの領域においては、2組のターボチャ
ージャ17.31をともに作動させ、ブースト圧を高め
るとともに、空気偕の増加を図るようにしている。これ
に対して最大トルク点よりも高速側においては第1段の
ターボチャージャ17のみを作動させるようにしている
。 従って低速域でのエンジーン14の出力トルクを第3図
において実線で示すように向上させることが可能になる
とともに、低速域での空気量の増加によって、排気ガス
中の黒煙の発生を防止することが可能になる。また高速
域においてもターボ過給が行なわれるために、排気ガス
のもっているエネルギを有効に利用することが可能にな
り、燃費の低−減につながることになる。 K発明の効果】 以上のように本発明は、2組のターボチャージャを設け
、低速域では2段に組合わせて過給を行なうとともに、
高速域では一方のターボチャージャのみによって過給を
行なうようにしたものである。従って低速域でのトルク
の向上を図るとともに、空気量を増大することによって
排気ガス中の黒煙の発生を押えることが可能になる。ま
た高速域においても排気ガスのエネルギを有効に利用し
て過給を行なうことができるために、燃費の低減を図る
ことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係るターボ過給エンジンを
示す平面図、第2図はターボチャージャの特性を示すグ
ラフ、第3図はエンジンの特性を示すグラフ、第4図は
従来のターボ過給エンジンの平面図である。 また図面中の主要な部分の名称はつぎの通りである。 17・・・第1段のターボチャージャ 18・・・タービン 19・・・コンプレッサ 22・・・第1のインタクーラ 23・・・切換え弁 27・・・切換え弁 31・・・第2のターボチャージャ 32・・・タービン 33・・・コンプレッサ 36・・・第2のインタクーラ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、排気タービンによって駆動されるコンプレッサで吸
    気を圧縮してシリンダ内に供給するようにしたエンジン
    において、2組のターボチャージャを設け、低速域では
    2段に組合わせて過給を行なうとともに、高速域では一
    方のターボチャージのみによつて過給を行なうようにし
    たことを特徴とするターボ過給エンジン。
JP1254681A 1989-09-29 1989-09-29 ターボ過給エンジン Pending JPH03117624A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1254681A JPH03117624A (ja) 1989-09-29 1989-09-29 ターボ過給エンジン

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JP1254681A JPH03117624A (ja) 1989-09-29 1989-09-29 ターボ過給エンジン

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ID=17268387

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