JPS63246416A - 内燃機関の過給装置 - Google Patents
内燃機関の過給装置Info
- Publication number
- JPS63246416A JPS63246416A JP62077473A JP7747387A JPS63246416A JP S63246416 A JPS63246416 A JP S63246416A JP 62077473 A JP62077473 A JP 62077473A JP 7747387 A JP7747387 A JP 7747387A JP S63246416 A JPS63246416 A JP S63246416A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust
- turbocharger
- engine
- intake
- valve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
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- Supercharger (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。
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〕
本発明は内燃機関の過給装置に関する。
特開昭59−68521号公報並びに特開昭59−15
5532号公報は複数のターボチャージャを備えた内燃
機関を開示している。
5532号公報は複数のターボチャージャを備えた内燃
機関を開示している。
上記公報に開示された内燃機関では、排気ガスの圧力又
は過給吸気圧力が高くなるに従ってターボチャージャを
順次的に作動させるようにしている。例えば、排気ガス
の圧力が所定レベル以下のときには、第1のターボチャ
ージャのみ作動させ、排気ガスの圧力が同所定圧力以上
になると第1及び第2のターボチャージャをともに作動
させるようにしている。このように、ターボチャージャ
を順次的に作動させることによって、内燃機関の低速域
でのトルクを改善し、且つ高速域でも高いトルクを得る
ことができる。しかしながら、このようにターボチャー
ジャを順次的に作動させると、高速域においては排気ガ
スが複数のターボチャージャに分配されることになり、
得られるトルクが制限を受けるという問題があった。本
発明は上記問題点に着目し、低高速域の全域にわたって
エンジン出力を向上させることを目的とする。
は過給吸気圧力が高くなるに従ってターボチャージャを
順次的に作動させるようにしている。例えば、排気ガス
の圧力が所定レベル以下のときには、第1のターボチャ
ージャのみ作動させ、排気ガスの圧力が同所定圧力以上
になると第1及び第2のターボチャージャをともに作動
させるようにしている。このように、ターボチャージャ
を順次的に作動させることによって、内燃機関の低速域
でのトルクを改善し、且つ高速域でも高いトルクを得る
ことができる。しかしながら、このようにターボチャー
ジャを順次的に作動させると、高速域においては排気ガ
スが複数のターボチャージャに分配されることになり、
得られるトルクが制限を受けるという問題があった。本
発明は上記問題点に着目し、低高速域の全域にわたって
エンジン出力を向上させることを目的とする。
本発明による内燃機関の過給装置は、排気タービンと過
給コンブ【/・ソサとを備えた比較的に小型の第1のタ
ーボチャージャと比較的に大型の第2のターボチャージ
ャとを具備し、機関の排気通路から分岐して前記第1の
ターボチャージャ及び前記第2のターボチャージャの排
気タービンにそれぞれ通じる第1及び第2の分岐排気通
路を設け、機関の排気通路を該第1及び第2の分岐排気
通路に選択的に連通せしめる弁装置を設けたことを特徴
とするものである。
給コンブ【/・ソサとを備えた比較的に小型の第1のタ
ーボチャージャと比較的に大型の第2のターボチャージ
ャとを具備し、機関の排気通路から分岐して前記第1の
ターボチャージャ及び前記第2のターボチャージャの排
気タービンにそれぞれ通じる第1及び第2の分岐排気通
路を設け、機関の排気通路を該第1及び第2の分岐排気
通路に選択的に連通せしめる弁装置を設けたことを特徴
とするものである。
機関本体10は吸気マニホールド12と排気マニホール
ド14とを有する。排気マニホールド14の集合部は2
つの第1及び第2の分岐排気管16.18に接続される
。また、吸気マニホールド12も2つの第1及び第2の
吸気管20 、22に接続される。
ド14とを有する。排気マニホールド14の集合部は2
つの第1及び第2の分岐排気管16.18に接続される
。また、吸気マニホールド12も2つの第1及び第2の
吸気管20 、22に接続される。
本発明においては、比較的に小型の第1のターボチャー
ジャ24と比較的に大型の第2のターボチャージャ26
とが設けられる。これらのターボチャージャ24 、2
6はそれぞれ排気タービン24a。
ジャ24と比較的に大型の第2のターボチャージャ26
とが設けられる。これらのターボチャージャ24 、2
6はそれぞれ排気タービン24a。
26aと過給コンプレッサ24b、26bとを備えてい
る。第1のターボチャージャ24は、その排気タービン
24aが第1の分岐排気管16の途中に配置され、且つ
その過給コンプレッサ24bが第1の吸気管20の途中
に配置される。同様に、第2のターボチャージャ26は
、その排気タービン26aが第2の分岐排気管18の途
中に配置され、且つその過給コンプレッサ26bが第2
の吸気管22の途中に配置される=そして、排気マニホ
ールド14から第1及び第2の分岐排気管16 、18
への分岐部に、排気制御弁28が配置される。排気制御
弁28は分岐部のほぼ中央部に回動支点を持ち、第1及
び第2の分岐排気管16 、18を選択的に閉鎖するこ
とができる。即ち、排気マニホールド14を第1及び第
2の分岐排気管16 、18に選択的に連通せしめるこ
とができる。なお、排気制御弁28は回動途中の位置で
再分岐排気管16 、 I8をともぼ開放する。さらに
、大型の第2のターボチャージャ26が配置された方の
第2の分岐排気管18にはその排気タービン24aをバ
イパスしてバイパス通路30が形成され、このバイパス
通路30には従来のターボチャージャ26と同様の過給
圧によって作動されるウェイストゲート弁32が配置さ
れる。
る。第1のターボチャージャ24は、その排気タービン
24aが第1の分岐排気管16の途中に配置され、且つ
その過給コンプレッサ24bが第1の吸気管20の途中
に配置される。同様に、第2のターボチャージャ26は
、その排気タービン26aが第2の分岐排気管18の途
中に配置され、且つその過給コンプレッサ26bが第2
の吸気管22の途中に配置される=そして、排気マニホ
ールド14から第1及び第2の分岐排気管16 、18
への分岐部に、排気制御弁28が配置される。排気制御
弁28は分岐部のほぼ中央部に回動支点を持ち、第1及
び第2の分岐排気管16 、18を選択的に閉鎖するこ
とができる。即ち、排気マニホールド14を第1及び第
2の分岐排気管16 、18に選択的に連通せしめるこ
とができる。なお、排気制御弁28は回動途中の位置で
再分岐排気管16 、 I8をともぼ開放する。さらに
、大型の第2のターボチャージャ26が配置された方の
第2の分岐排気管18にはその排気タービン24aをバ
イパスしてバイパス通路30が形成され、このバイパス
通路30には従来のターボチャージャ26と同様の過給
圧によって作動されるウェイストゲート弁32が配置さ
れる。
第1及び第2の吸気管20 、22はそれぞれの上流の
位置において空気を取り入れることができる。
位置において空気を取り入れることができる。
これらの第1及び第2の吸気管20 、22にはそれぞ
れ過給コンプレッサ24b、26bをバイパスしてバイ
パス通路34 、36が形成される。これらのバイパス
通路34 、36にはそれぞれ吸気バイパス弁38 、
40が配置される。吸気バイパス弁38 、40はバイ
パス通路34 、36を開放又は遮断することができる
ものである。また、第1及び第2の吸気管20 、22
のバイパス通路34.罰への連結部よりも下流の位置に
、それぞれ吸気遮断弁42 、44が配置される。これ
らの吸気遮断弁42 、44は吸気管20 、22を開
放又は遮断することができるものである。
れ過給コンプレッサ24b、26bをバイパスしてバイ
パス通路34 、36が形成される。これらのバイパス
通路34 、36にはそれぞれ吸気バイパス弁38 、
40が配置される。吸気バイパス弁38 、40はバイ
パス通路34 、36を開放又は遮断することができる
ものである。また、第1及び第2の吸気管20 、22
のバイパス通路34.罰への連結部よりも下流の位置に
、それぞれ吸気遮断弁42 、44が配置される。これ
らの吸気遮断弁42 、44は吸気管20 、22を開
放又は遮断することができるものである。
排気制御弁281、吸気バイパス弁38 、40並びに
吸気遮断弁42 、44はそれぞれ電気的に制御可能・
2ζ弁であり、制御装置46によって制御されるように
なっている。制御装置46はマイクロコンピュータとし
て構成され、演算と制御の機能を有する中央処理装置(
CPU) 4 Bと、プログラムを記憶させたリード
オンリメモリ(ROM) 50と、データ等を記憶さ
せるランダムアクセスメモリ(RAM) 52とを備
え、これらはバス54によって相互に接続されるととも
に、入出力インターフェース(110手段)56にも接
続されている。制御装置46には内燃機関の運転状態を
検出する各種センサからの信号が入力される0例えば、
内燃機関の負荷を表す信号a、回転数を表す信号b、冷
却水温を表す信号C等が入力される。
吸気遮断弁42 、44はそれぞれ電気的に制御可能・
2ζ弁であり、制御装置46によって制御されるように
なっている。制御装置46はマイクロコンピュータとし
て構成され、演算と制御の機能を有する中央処理装置(
CPU) 4 Bと、プログラムを記憶させたリード
オンリメモリ(ROM) 50と、データ等を記憶さ
せるランダムアクセスメモリ(RAM) 52とを備
え、これらはバス54によって相互に接続されるととも
に、入出力インターフェース(110手段)56にも接
続されている。制御装置46には内燃機関の運転状態を
検出する各種センサからの信号が入力される0例えば、
内燃機関の負荷を表す信号a、回転数を表す信号b、冷
却水温を表す信号C等が入力される。
第2図は運転状態に応じて排気制御弁28、吸気バイパ
ス弁38 、40並びに吸気遮断弁42 p44が作動
される例を説明する図である。排気制御弁28の作動に
ついては、丸印は第1の分岐排気管16が開放されると
きを示し、従ってこのときは第2の分岐排気管18は閉
鎖されることになる。機関の低速域においては、第1図
に示されるように、排気制御弁28は第1の分岐排気管
16を開放し、第2の分岐排気管18を閉鎖する。従っ
て、このときには、第1のターボチャージャ24が作動
し、第2のターボチャージャ26は作動しない、従って
、低速域において排気ガス量が少なくても小型の第1の
ターボチャージャ24の特性を発揮させることができる
のである。そして、このときには、第1の吸気バイパス
弁38は閉じ且つ第1の吸気遮断弁42は開いているの
で第1のターボチャージャ24で発生した過給圧を吸気
マニホールド12に供給することができる。また、第2
の吸気遮断弁44は閉じているので第1のターボチャー
ジャ24から吸気マニホールド12に供給された過給圧
は全て機関の燃焼室に入れられる。また、第2の吸気バ
イパス弁40は開いており、第2のターボチャージャ2
6の惰性回転等により発生した圧力を逃がすことができ
る。
ス弁38 、40並びに吸気遮断弁42 p44が作動
される例を説明する図である。排気制御弁28の作動に
ついては、丸印は第1の分岐排気管16が開放されると
きを示し、従ってこのときは第2の分岐排気管18は閉
鎖されることになる。機関の低速域においては、第1図
に示されるように、排気制御弁28は第1の分岐排気管
16を開放し、第2の分岐排気管18を閉鎖する。従っ
て、このときには、第1のターボチャージャ24が作動
し、第2のターボチャージャ26は作動しない、従って
、低速域において排気ガス量が少なくても小型の第1の
ターボチャージャ24の特性を発揮させることができる
のである。そして、このときには、第1の吸気バイパス
弁38は閉じ且つ第1の吸気遮断弁42は開いているの
で第1のターボチャージャ24で発生した過給圧を吸気
マニホールド12に供給することができる。また、第2
の吸気遮断弁44は閉じているので第1のターボチャー
ジャ24から吸気マニホールド12に供給された過給圧
は全て機関の燃焼室に入れられる。また、第2の吸気バ
イパス弁40は開いており、第2のターボチャージャ2
6の惰性回転等により発生した圧力を逃がすことができ
る。
機関運転状態が高速域になると、全ての弁が逆に切り換
えられる。すると全ての排気ガスが第2のターボチャー
ジャ26を作動させるのに使用されるようになる。なお
、低速域から高速域への切り換えに際して、排気制御弁
28は2つの分岐排気管16 、1Bをともに開放させ
る状態を経過し、このときに2つのターボチャージャ2
4 、26の発生した過給圧をともに吸気マニホールド
12に導入するようにすることによって、大型の第2の
ターボチャージャ26の作動のタイムラグを緩和するこ
とができる。そして、第2のターボチャージャ26が実
質的に作動するようになったところで吸気側の弁を第2
図に示されるように切り換えるのである。
えられる。すると全ての排気ガスが第2のターボチャー
ジャ26を作動させるのに使用されるようになる。なお
、低速域から高速域への切り換えに際して、排気制御弁
28は2つの分岐排気管16 、1Bをともに開放させ
る状態を経過し、このときに2つのターボチャージャ2
4 、26の発生した過給圧をともに吸気マニホールド
12に導入するようにすることによって、大型の第2の
ターボチャージャ26の作動のタイムラグを緩和するこ
とができる。そして、第2のターボチャージャ26が実
質的に作動するようになったところで吸気側の弁を第2
図に示されるように切り換えるのである。
第3図は、小型の第1のターボチャージャ24が比較的
に少ない排気ガス流量G1で最高の効率を発揮するよう
に形成されたものであり、大型の第2のターボチャージ
ャ26が01よりも大きいG2で最高の効率を発揮する
ように形成されたものであることを示している。このよ
うに、本発明では流量の少ない低速時及び流量の多い高
速時を含む全領域で高い効率を得ることができるのであ
る。一方、前述した従来技術のように高速時に2つのタ
ーボチャージャを作動させるようにすると排気ガスが分
配されるので、大型のターボチャージャで使用できる排
気ガス量はG2−G1になり、使用されるターボチャー
ジャが同じであれば従来技術の効率は本発明のものより
も低いのである。
に少ない排気ガス流量G1で最高の効率を発揮するよう
に形成されたものであり、大型の第2のターボチャージ
ャ26が01よりも大きいG2で最高の効率を発揮する
ように形成されたものであることを示している。このよ
うに、本発明では流量の少ない低速時及び流量の多い高
速時を含む全領域で高い効率を得ることができるのであ
る。一方、前述した従来技術のように高速時に2つのタ
ーボチャージャを作動させるようにすると排気ガスが分
配されるので、大型のターボチャージャで使用できる排
気ガス量はG2−G1になり、使用されるターボチャー
ジャが同じであれば従来技術の効率は本発明のものより
も低いのである。
また、そのような従来タイプのものにおいては、破線で
示されるように排気ガス量G2−G、で最高の効率を発
揮するようなターボチャージャが使用されるのが普通と
思われるが、それでも、全ての排気ガス量G2を使用す
る本発明のものよりも効率が低いのである。
示されるように排気ガス量G2−G、で最高の効率を発
揮するようなターボチャージャが使用されるのが普通と
思われるが、それでも、全ての排気ガス量G2を使用す
る本発明のものよりも効率が低いのである。
第4図は内燃機関の回転数に対するトルクを示す図であ
る。実線は以上説明した本発明によるものであり、破線
は従来技術によるものである。本発明によるものは低速
域でトルクを高めることができるばかりでなく、高速域
においては従来技術よりもさらに高いトルクを得ること
ができるのである。
る。実線は以上説明した本発明によるものであり、破線
は従来技術によるものである。本発明によるものは低速
域でトルクを高めることができるばかりでなく、高速域
においては従来技術よりもさらに高いトルクを得ること
ができるのである。
以上説明したように、本発明によれば低速トルク並びに
高速トルクを向上させることができる。
高速トルクを向上させることができる。
また、小型のターボチャージャは高過給状態で使用され
ないためにサージング等の不具合も発生しない。
ないためにサージング等の不具合も発生しない。
第1図は本発明による内燃機関の過給装置を示す構成図
、第2図は第1図の答弁の作動を説明する説明図、第3
図は2つのターボチャージャの特性を示す図、第4図は
本発明と従来技術のものとのトルクを比較して示す図で
ある。 12・・・・・・吸気マニホールド、 14・・・・・・排気マニホールド、 16.18・・・分岐排気管、 20 、22・・・吸気管、 24 、26・・・ターボチャージャ、28・・・・・
・排気制御弁、 38 、40・・・吸気バイパス弁、 42 、44・・・吸気遮断弁。 第1図 14./す゛ り すζナヤーノヤ 42.l
J4・・ 吸気遮断升×バルブ閉 第2図 33図
、第2図は第1図の答弁の作動を説明する説明図、第3
図は2つのターボチャージャの特性を示す図、第4図は
本発明と従来技術のものとのトルクを比較して示す図で
ある。 12・・・・・・吸気マニホールド、 14・・・・・・排気マニホールド、 16.18・・・分岐排気管、 20 、22・・・吸気管、 24 、26・・・ターボチャージャ、28・・・・・
・排気制御弁、 38 、40・・・吸気バイパス弁、 42 、44・・・吸気遮断弁。 第1図 14./す゛ り すζナヤーノヤ 42.l
J4・・ 吸気遮断升×バルブ閉 第2図 33図
Claims (1)
- 排気タービンと過給コンプレッサとを備えた比較的に小
型の第1のターボチャージャと比較的に大型の第2のタ
ーボチャージャとを具備し、機関の排気通路から分岐し
て前記第1のターボチャージャ及び前記第2のターボチ
ャージャの排気タービンにそれぞれ通じる第1及び第2
の分岐排気通路を設け、機関の排気通路を該第1及び第
2の分岐排気通路に選択的に連通せしめる弁装置を設け
たことを特徴とする内燃機関の過給装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62077473A JPS63246416A (ja) | 1987-04-01 | 1987-04-01 | 内燃機関の過給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62077473A JPS63246416A (ja) | 1987-04-01 | 1987-04-01 | 内燃機関の過給装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63246416A true JPS63246416A (ja) | 1988-10-13 |
Family
ID=13634954
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62077473A Pending JPS63246416A (ja) | 1987-04-01 | 1987-04-01 | 内燃機関の過給装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63246416A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03264730A (ja) * | 1990-03-14 | 1991-11-26 | Hino Motors Ltd | ターボチャージャ付エンジン |
JPH04255526A (ja) * | 1991-02-07 | 1992-09-10 | Hino Motors Ltd | 過給機付エンジン |
DE102014220655A1 (de) * | 2014-10-13 | 2016-04-14 | Ford Global Technologies, Llc | Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit zwei Abgasturboladern und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine |
-
1987
- 1987-04-01 JP JP62077473A patent/JPS63246416A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03264730A (ja) * | 1990-03-14 | 1991-11-26 | Hino Motors Ltd | ターボチャージャ付エンジン |
JPH04255526A (ja) * | 1991-02-07 | 1992-09-10 | Hino Motors Ltd | 過給機付エンジン |
DE102014220655A1 (de) * | 2014-10-13 | 2016-04-14 | Ford Global Technologies, Llc | Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit zwei Abgasturboladern und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine |
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