JPS62103418A - 排気タ−ボ過給装置 - 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） 本発明は排気ターボ過給装置に関し、特に過給効率向上
のためターボ過給機のタービンに対する排気系の＠造を
改良した＠胃に関するものである。

（従来技術） 従来の一般的な排気ターボ過給装置は、複数気筒からの
排気ガスを集合させてターボ過給機のタービンに導く排
気通路を備えるとともに、高速域でエンジンへの過給圧
が上貸し過ぎることを防止するため、」−記タービンを
バイパスするバイパス通路と、このバイパス通路を開閉
づ−るバイパス弁とを備え、過給圧が設定値に達したと
ぎバイパス弁が間かれて排気ガスの一部をバイパス通路
に逃がすようにしている。そして上記バイパス弁は、通
常、タービンハウジングに一体的に形成され、上流端が
タービンの直上流のタービンハウジング内に開口してい
る。

なお、実開昭５６−６Ｆ３０２８号公報に示されるよう
に、排気系を２系統の排気通路に分け、半数ずつの気筒
からの排気ガスを各々集合させて独立にタービンに導く
ことにより、排気の動圧を利用して過給機駆動効率の向
上を図るようにしたものもあるが、この装置においても
、バイパス通路の上流端は、タービンの直十流の２分割
されたりＩ気導入路に開口している。

このような装置においては、排気ボー１〜からタービン
近傍までの排気通路が、活気ガス量が多い高速時にも各
気筒からの１１気ガスの全量を充分に流通させ得るよう
に比較的大径に形成されており、タービンの直前である
程度通路を絞って排気流速を高めるようにしている。し
かしこのような構造によると、排気ガス量が少ない低速
域では、排気ガスが排気通路内で膨張して排気エネルギ
ーが低下し、タービン直前で通路を絞ってもエネルギー
ロスが生じる。このため、低速域での過給効率を高める
には排気通路径を小さくすることが望まれるが、上記の
ように従来までは高速時に排気ガスの全量を流通させる
必要があることから、＋Ｊｌ気通路径を小さくすること
が内勤であっ１〔。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑み、高速時にタービンをバ
イパスさせる排気ガスをＩＪＩ気ボー１−近傍で分流さ
せることにより、拮気ガスをタービンに導く排気通路の
径を小さクシ術で低速域での過給効率を高めることがで
き、しかもこのようにする場合に、気筒間で排気干渉が
生じることを防止することのできる排気ターボ過給装置
を提供するものである。

（発明の構成） 本発明は、複数の気筒の排気ポートから排気ガスをター
ボ過給機のタービンに導く排気通路と、上記タービンを
バイパスして排気ガスを導くバイパス通路と、このバイ
パス通路を開閉してエンジンへの過給圧を制御ｌ′？ｌ
−るバイパス弁とを備えた排気ターボ過給装置において
、上記バイパス通路に、上流端が各気筒の排気ポート近
傍の排気通路にそれぞれ開口する気筒別バイパス通路を
形成するとともに、これら気筒別バイパス通路のうちの
排気行程が連続しない気筒に対応する通路同士を各々集
合させ、これらの集合部にバイパス弁を設けたものであ
る。

つまり、排気ガスを排気ポート近傍でバイパスさせるこ
とにより、排気ポート近傍からタービンまでの排気通路
径を高速時の排気ガスバイパス量に見合う分だけ小さく
Ｊ−ることができるようにし、また排気行程が連続しな
い気筒に対応する気筒別バイパス通路同士を集合させて
ここにバイパス弁を設けることにより、排気行程が連続
づる気筒間でバイパス通路を介して排気干渉が生じるこ
とを避けるようにしたものである。

（実施例） 第１図は本発明装詔を４気筒エンジンに適用した実施例
を示し、１はエンジン、２８〜２ｄはエンジン１の各気
筒、３は各気筒２ａ〜２ｄの排気ポートであり、各気筒
２ａ〜２ｄの排気ポート３に連通する気筒別排気通路４
は排気マニホールド５において集合されている。この排
気マニホールド５の下流に、ターボ過給機６のタービン
７がタービンハウジング８内に収容された状態で装備さ
れている。上記ターボ過給１ｆｉ６は周知のように、タ
ービン７が排気ガスににって駆動されることにより、こ
のタービン７に軸９を介して連動するコンプレッサ１０
が回転して吸気をエンジン１に過給するようになってい
る。

また、当実施例では、排気の動圧を利用して過給機駆動
効率を高めるため、排気マニホールド５における排気通
路集合部からタービンハウジング８内にわたって仕切壁
１１．１２が設【づられることにより、半数ずつの気筒
からの排気ガスをそれぞれ集合させて独立にタービン７
に導く２系統の排気通路１３．１４が構成されている。

このように２系統の排気通路１３．１４を構成する場合
に、排気行程が連続しない第１．第４気筒２ａ、２ｄの
各気筒別排気通路４および第２．第３気筒２ｂ。

２Ｇの各気筒別排気通路４をそれぞれ集合させるように
してもよいが、図示のように、排気行程が連続する第１
．第２気筒２ａ、　２ｂの各気筒別排気通路４および第
３．第４気筒２Ｃ，２ｄの各気筒別排気通路４をそれぞ
れ集合させてもよい。この図示の排気系によると、排気
行程が連続する気筒の一方からの排気の残留圧により他
方からの排気の動圧が高められ、この動圧がタービン７
に作用して駆動効率が高められる。

１５は上記タービン７をバイパスさせてυ１気ガスを導
くバイパス通路であり、このバイパス通路１５は、上流
端が各１気ポー１−３の近傍の各気筒別排気通路４に開
口した気筒別バイパス通路１６を備えている。これら気
筒別バイパス通路１６は、排気行程が連続しない気筒に
対応Ｊるもの同士が集合され、つまり第１気筒２ａと第
４気筒２ｄとに対応する各気筒別バイパス通路１６、お
よび第２気筒２ｂと第３気筒２Ｃとに対応する各気筒別
バイパス通路１６が各々集合されており、この２つのバ
イパス通路集合部１７が下流側の共通バイパス通路１８
に連通している。共通バイパス通路１８の下流端はター
ビン７下流の排気通路１９に開口している。上記両バイ
パス通路集合部１７はバイパス弁２０にＪ：ってそれぞ
れ開閉され、図に示す実施例では共通のバイパス弁２０
によって開閉されるようになっている１゜ 第２図および第３図は主要部の具体構造を示している。

これらの図に示すように、上記各気筒別バイパス通路１
６は排気マニホールド５に一体に形成され、上記両バイ
パス通路集合部１７は排気マニホールド５に取付けられ
た弁室２１に開口し、この弁室２１に共通バイパス通路
１８が接続されている。そして、弁室２１に軸２２を介
して回動可能に取付けられたバイパス弁２０により、上
記両バイパス通路集合部１７の弁室２１に対する各開口
部が同時に開閉されるようになっている。上記バイパス
弁２０は、過給圧に応じて働くアクチュエータ２３によ
り、過給圧が設定値となったとき開作動されるようにな
っている。

このｔｊｌ気ターボ過給装置においては、排気ガス量が
少なくて過給圧が設定値よりも低い低速域では、バイパ
ス弁２０によりバイパス通路１５が閉じられた状態で、
各気筒２ａ〜２ｄからの排気ガスがターボ過給１ｆｉ６
のタービン７に導かれ、またｉＪｌ気ガス量が多い高速
域では、過給圧が設定値に達するに伴ってバイパス弁２
０が開かれ、各気筒２ａ〜２ｄからの排気ガスの一部が
気筒別バイパス通路１６および共通バイパス通路１８を
通ってタービン７の下流にバイパスされ、これによって
最高過給圧が制御される。この場合、ｖ１気ポート３の
近傍から排気ガスがバイパスされるので、これにより下
流の気筒別ＩＪＩ気通路４おＪ：び刊気通路１３．１４
は、高速域での排気ガスバイパス量を除いた排気ガスを
流通させるに足る程度に細くしておけばよい。従って排
気ガス吊の少ない低速域で、排気通路において排気エネ
ルギーが低下することが抑制され、排気エネルギーを有
効にタービン７に作用させて過給効率を高めることがで
きる。

さらに当実施例のように排気系を２系統の排気通路１３
．１４に分けた場合、これによって排気の動圧が利用さ
れることと、上記の排気通路径が小さくされることとの
相乗作用により、低速域での過給効率がより一層高めら
れる。

また上記のように排気ボート３近傍に気筒別バイパス通
路１６を開口させる場合に、特に低速域では、ＩＪＩ気
行程が連続する気筒に対応した気筒別バイパス通路１６
が連通すると排気干渉が生じ、つまりこれらの気筒間で
１１気行程がオーバーラツプする期間に排気行程開始直
後の気筒の高圧の排気ガスが排気行程終了直前の気筒へ
持ち込まれる排気の吹ぎ返し等が生じるが、本発明では
υ１気行程が連続しない気筒に対応した気筒別バイパス
通路１６を各々集合させてここにバイパス弁２０を設け
ることにより、排気行程が連続する気筒に対応した気筒
別バイパス通路１６が低速域で連通ずることを避けてい
るため、上記の排気干渉を防止することができる。

なお、上記の排気干渉を防止するためには各気筒別バイ
パス通路１６にそれぞれバイパス弁２０を設けることも
考えられるが、このようにすると気筒数だ【プバイパス
弁２０が必要となる。これと比べて本発明では、バイパ
ス通路集合部１７にバイパス弁２０を設けているので、
構造を簡素化できる。この場合、両バイパス通路集合部
１７に別個にバイパス弁２０を設けておいてもよいが、
上記実施例のように共通のバイパス弁２０で両バイパス
通路集合部１７を開閉させるようにすれば、構造がより
一層簡素化される。

（発明の効果） 以上のように本発明は、気筒別バイパス通路の上流端を
各気筒の排気ボー１−近傍に開口さけているので、排気
ボー１〜近傍からタービンまでの排気通路系を高速域で
のｔＪｌ気ガスバイパス量に見合う分だけ小さくするこ
とができ、これにＪ：って低速域での過給効率を高める
ことができる。しかも、排気行程が連続しない気筒に対
応気筒別バイパス通路同士を各々集合さｕ′にれらの集
合部がバイパス弁で開閉されるにうにしているので、簡
単な構造によりながら、排気行程が連続する気筒間で排
気干渉が生じることを避り、排気の吹き返しによる出力
低下等を防止することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略図、第２図は主要
部の具体構造を示寸断面図、第３図は第２図の■−■線
に沿った断面図である。 １・・・エンジン、２ａ〜２ｄ・・・気筒、３・・・排
気ボー１〜．４・・・気筒別排気通路、１３．１４・・
・排気通路、１５・・・バイパス通路、１６・・・気筒
別バイパス＝　１１− 通路、２０・・・バイパス弁。 特許出願人　　　　　マ　ツ　ダ　株式会社代　理　人
　　　　　弁理士　　小谷　悦司同　　　　　　　弁理
士　　艮１月　　正向　　　　　　　弁理士　　板谷　
原人第　２　図 第　　１　　図 第　　３　　図 ・［１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、複数の気筒の排気ポートから排気ガスをターボ過給
   機のタービンに導く排気通路と、上記タービンをバイパ
   スして排気ガスを導くバイパス通路と、このバイパス通
   路を開閉してエンジンへの過給圧を制御するバイパス弁
   とを備えた排気ターボ過給装置において、上記バイパス
   通路に、上流端が各気筒の排気ポート近傍の排気通路に
   それぞれ開口する気筒別バイパス通路を形成するととも
   に、これら気筒別バイパス通路のうちの排気行程が連続
   しない気筒に対応する通路同士を各々集合させ、これら
   の集合部にバイパス弁を設けたことを特徴とする排気タ
   ーボ過給装置。