JPS61210224A - 排気タ−ボ過給機付エンジン - Google Patents

排気タ−ボ過給機付エンジン

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JPS61210224A
JPS61210224A JP60050971A JP5097185A JPS61210224A JP S61210224 A JPS61210224 A JP S61210224A JP 60050971 A JP60050971 A JP 60050971A JP 5097185 A JP5097185 A JP 5097185A JP S61210224 A JPS61210224 A JP S61210224A
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JP
Japan
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exhaust
intake
port
valve
suction
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JP60050971A
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Fumio Hitase
日當瀬 文雄
Mitsuo Hitomi
光夫 人見
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Mazda Motor Corp
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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
    • F02B37/007Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in parallel, e.g. at least one pump supplying alternatively
    • 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
    • F02B37/02Gas passages between engine outlet and pump drive, e.g. reservoirs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/10Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/10Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
    • F01N13/107More than one exhaust manifold or exhaust collector
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

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、排気ターボ過給機付エンジンで、詳しくは、
低速域から高速域に亘る全域において出力を向上するた
めに、排気により駆動されて過給可能な2つの排気ター
ボ過給機を並列に設けてある排気ターボ過給機付エンジ
ンに関する。
(従来の技術) 従来のかかる排気ターボ過給機付エンジンにおいては、
排気通路を2つに分岐させ、各排気通路それぞれに排気
ターボ過給機を設けるとともに、一方の排気通路を過給
圧やエンジン回転数によって開閉するバルブを設け、も
って、低速域においては、一方の排気通路を閉塞して、
他方の排気通路側の排気ターボ過給機のみを駆動させる
ことにより、レスポンスおよびトルクを向上させ、高速
域においては、一方の排気通路を開放して、両排気ター
ボ過給機を駆動させることにより、排圧の上昇および吸
気温度の上昇を抑制して、出力を向上させるようにして
いた(例えば、実開昭56−157325号公報)。
しかしながら、前記従来の排気ターボ過給機付エンジン
によるときは、一方の排気通路を開閉するためのバルブ
およびこれを過給圧やエンジン回転数に基づいて開閉制
御するための制御機構が必要であるから、構造が複雑化
し、かつ、コストアンプを招来していた、。しかし、だ
からといって、前記のバルブを省略すると、高速域での
充填効率を確保するようにバルブタイミングを設定した
場合には、排気ターボ過給機による過給圧が低い低速域
において吸気の吹返しが発生して、充填効率が悪くなり
、低速域での出力特性が非常に悪くなり、反対に、低速
域での充填効率を改善するために、吸気バルブの閉塞タ
イミングを早くした場合には、高速域において2つの排
気ターボ過給機で過給する割には充填効率が低く、高速
域での出力が低くなる。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、かかる実状にかんがみて開発されたものであ
って、その目的は、構造の複雑化およびコストアンプを
招来することはなく、2つの排気ターボ過給機を設けた
ことによる高速域での出力の向上を図りながらも、低速
域での出力を向上する点にある。
(問題点を解決するための手段) 上記目的達成のために講じた本発明による排気ターボ過
給機付エンジンの特徴構成は、1つの気筒についてそれ
ぞれに吸気ポートと排気ポートとを複数個づつ設け、か
つ、一方の排気ポートからの排気を前記一方の排気ター
ボ過給機に導く排気通路と、他方の排気ポートからの排
気を前記他方の排気ターボ過給機に導く排気通路と、一
方の排気ターボ過給機により加圧された吸気を一方の吸
気ポートに導く吸気通路と、他方の排気ターボ過給機に
より加圧された吸気を他方の吸気ポートに導く吸気通路
とを設け、前記一方の排気ポートを開閉する排気バルブ
の開放タイミングよりも他方の排気ポートを開閉する排
気バルブの開放タイミングを早くするとともに、前記他
方の吸気ポートを開閉する吸気バルブの閉塞タイミング
よりも一方の吸気ポートを開閉する吸気バルブの閉塞タ
イミングを早くしである点にあり、それによる作用・効
果は次の通りである。
(作 用) 一方の排気ポートを開閉する排気バルブの開放タイミン
グよりも他方の排気ポートを開閉する排気バルブの開放
タイミングを早(したことによって、一方の排気ポート
から排出される排気の量よりも他方の排気ポートから排
出される排気の量を多くして、他方の排気ターボ過給機
による過給圧を高くすることができるから、他方の吸気
ポートを開閉する吸気バルブの閉塞タイミングを遅くし
て高速域での充填効率を高めるようにしてあっても、低
速域において、他方の排気ターボ過給機による高い過給
圧により吸気を確実に気筒内に押込んで、吸気の吹返し
を阻止し、充填効率を高めることができる。換言すると
、低速域での充填効率を高くしながらも、高速域での充
填効率を低下させることがない。
しかも、一方の吸気ポートを開閉する吸気バルブの閉塞
タイミングを他方の吸気ポートを開閉する吸気バルブの
閉塞タイミングよりも早くしであるから、低速域におい
て、一方の排気ターボ過給機による過給圧が低いものの
、吸気の吹返しを阻止して、この一方の吸気ポートから
の充填効率を向上できる。
(発明の効果) 従って、本発明によれば、低速域においても高速域と同
様に2つの排気ターボ過給機を駆動して過給する形式を
とることにより、前述した従来エンジンにおけるバルブ
およびそれの制御機構を不要にして、構造の簡素化およ
びコストダウンを達成しながらも、バルブタイミングを
工夫することにより、2つの排気ターボ過給機で過給す
ることによる高速域での出力を低下させることはなく、
低速域での出力を向上できるに至った。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
エンジンは、第1図に示すように、2つの排気ターボ過
給機(la) 、 (lb)を備えており、4つの各気
筒(2)には、それぞれ、プライマリおよびセカンダリ
の吸気ポート(3a) 、 (3b)と排気ポー ト(
4a) 、 (4b)  とが形成されている。
そして、(5a)は、前記プライマリ排気ポート(4a
)からの排気を第1排気ターボ過給機(1a)のタービ
ン(6a)に導く第1排気通路であり、(5b)は、前
記セカンダリ排気ポート(4b)からの排気を第2排気
ターボ過給機(1b)のタービン(6b)に導く第2排
気通路であり、(7a)は、前記第1排気ターボ過給機
(1a)の前記タービン(6a)に直結するコンプレッ
サ(8a)により加圧された吸気を前記プライマリ吸気
ポート(3a)に導く第1吸気通路であり、(7b)は
、前記第2排気ターボ過給1(lb)のタービン(6b
)に直結するコンプレッサ(8b)により加圧された吸
気を前記セカンダリ吸気ポー) (3b)に導く第2吸
気通路である。
つまり、第1排気ターボ過給機(1a)は、プライマリ
排気ポート(4a)からの排気により駆動されてプライ
マリ吸気ポー) (3a)から過給するものであり、第
2排気ターボ過給機(1b)は、セカンダリ排気ポート
(4b)からの排気により駆動されてセカンダリ吸気ポ
ート(3b)から過給するものである。
前記セカンダリ排気ポート(4b)を開閉する排気バル
ブ(9b)は、第2図に示すように、プライマリ排気ポ
ー) (4a)を開閉する排気バルブ(9a)よりも早
いタイミングで開放するものであり、前記プライマリ吸
気ポート(3a)を開閉する吸気バルブ(10a)は、
第3図に示すように、セカンダリ吸気ポー) (3b)
を開閉する吸気バルブ(10b)よりも早いタイミング
で閉塞するものである。
なお、前記セカンダリ吸気バルブ(10a)の閉塞タイ
ミングは、高速域での吸気の充填効率を高めるタイミン
グである。
(11)はエアークリーナ、(12)はエアーフローセ
ンサ、(13a) 、 (13b)はアクセルペダルに
連動するスロットルバルブ、(14)は消音器である。
上記の構成によれば、セカンダリ排気バルブ(9b)の
開放タイミング(tb)がプライマリ排気バルブ(9a
)の開放タイミング(ta)よりも早いことにより、第
4図に示すように、セカンダリ排気ポー) (4b)か
ら排出される排気量(Qb)が、プライマリ排気ボー)
 (4a)から排出される排気量(Qa)よりも多くな
る。そのため、第2排気ターボ過給器(1b)による過
給圧が第1排気ターボ過給機(la)による過給圧より
も高くなる。これによって、高速域における充填効率を
向上するために、セカンダリ吸気バルブ(10b)の閉
塞タイミングを遅くしてあっても、低速域において、高
い過給圧をもって吸気が気筒(2)の内に押込まれ、吸
気の吹返しが阻止され、充填効率が向上する。他方、プ
ライマリ吸気バルブ(10a)の閉塞タイミングがセカ
ンダリ吸気バルブ(10b)の閉塞タイミングよりも早
いことにより、第1排気ターボ過給機(1a)による過
給圧が低いものの、低速域における吸気の吹返しが阻止
され、プライマリ吸気ポート(3a)からの充填効率の
低下が防止される。従って高速域での出力を維持しつつ
、低速域の出力が向上されるのである。
なお、本発明を実施するにあたっては、プライマリ側の
吸排気バルブ(lla) 、 (10a)とセカンダリ
側の吸排気バルブ(llb) 、 (10b)との有効
面積を等しく構成しても良いが、バルブ径やバルブリフ
ト量、カム形状等を選定することによって〈例えば、セ
カンダリ側の吸排気バルブ(llb) 、 (10b)
の有効面積をプライマリ側の吸排気バルブ(lla) 
、 (10a)の有効面積よりも大きく構成しても良い
【図面の簡単な説明】
図面は本発明に係る排気ターボ過給機付エンジンの実施
例を示し、第1図は概略構成図、第2図は排気バルブタ
イミングの特性図、第3図は吸気バルブタイミングの特
検図、第4図は排気量の変化を示すグラフである。 (la) 、 (lb) −−排気ターボ過給機、(3
a) 。 (3b)・・・・・・吸気ポート、(4a) 、 (4
b)・・・・・・排気ポート、(5a> 、 (5b)
 ・”−排気通路、(7a) 。 (7b)・・・・・・吸気通路、(9a) 、 (9b
)・・・・・・排気バルブ、(10a) 、 (10b
)・・・・・・吸気バルブ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 排気により駆動されて過給可能な2つの排気ターボ過給
    機を並列に設けてある排気ターボ過給機付エンジンにお
    いて、1つの気筒についてそれぞれに吸気ポートと排気
    ポートとを複数個づつ設け、かつ、一方の排気ポートか
    らの排気を前記一方の排気ターボ過給機に導く排気通路
    と、他方の排気ポートからの排気を前記他方の排気ター
    ボ過給機に導く排気通路と、一方の排気ターボ過給機に
    より加圧された吸気を一方の吸気ポートに導く吸気通路
    と、他方の排気ターボ過給機により加圧された吸気を他
    方の吸気ポートに導く吸気通路とを設け、前記一方の排
    気ポートを開閉する排気バルブの開放タイミングよりも
    他方の排気ポートを開閉する排気バルブの開放タイミン
    グを早くするとともに、前記他方の吸気ポートを開閉す
    る吸気バルブの閉塞タイミングよりも一方の吸気ポート
    を開閉する吸気バルブの閉塞タイミングを早くしてある
    排気ターボ過給機付エンジン。
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