JPH0429059Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、大、小の容量をもつターボ過給機が
並列に配設され、これらターボ過給機の作動切換
により、中速高負荷領域、高速高負荷領域、及び
過給しにくいとされていた発進時、低速高負荷領
域等、総てのエンジン状態に対応した給気が有効
に出来るようにした大、小容量ターボ過給機付エ
ンジンにおいて、高速高負荷領域で大、小容量タ
ーボ過給機を共に作動させる場合、これらターボ
過給機のコンプレツサによる各ブースト圧を均衡
するよう大、小容量ターボ過給機の各排気ガス通
路の仕切壁に付設された切換弁の切換方向及び開
口面積を制御することにより、エンジンに対する
給気の充填効率が改善されるターボ過給機付エン
ジンに関するものである。

従来技術 従来における、大、小の容量をもつターボ過給
機が並列に配設され、これらターボ過給機の作動
切換により中速高負荷領域、高速高負荷領域及び
低速高負荷領域等、総てのエンジン状態に対応し
た給気を有効に出来るようにした大、小容量ター
ボ過給機付エンジンに関しては先に出願した実願
昭61−27843号で記載された考案が存在する。

上記の考案は、大、小容量ターボ過給機を並列
に配設され、各々のターボ過給機のタービンとエ
ンジン間に開閉切換弁を介在させた排気通路が設
けられ、また、各タービンで作動させられる各々
のコンプレツサより上記エンジンに給気する逆止
弁を介在させた給気通路が設けられたものであつ
て、上記開閉切換弁が開閉切換された結果、小容
量ターボ過給機のみの作動で発進及び低速高負荷
領域を、大容量ターボ過給機のみの作動で中速高
負荷領域を、そして、大、小容量ターボ過給機が
共に作動させられて高速高負荷領域をと、エンジ
ンの回転数及び負荷にマツチングした３段階領域
の給気が可能とされたターボ過給機付エンジンで
あつた。

以下、第１図に基いて、従来のターボ過給機付
エンジンを説明すると、１′は大容量ターボ過給
機、２′は小容量ターボ過給機であつて、これら
大、小容量ターボ過給機を並列に配設し、大容量
ターボ過給機１′がエンジン３′よりの開閉切換弁
４′を経て流れる排気ガスでタービン５′を回転さ
せ、該タービンと連動するコンプレツサ６′が作
動させられることにより上記エンジン３′に逆止
弁７′を経由させて大容量の給気がされ、また、
小容量ターボ過給機２′においても、エンジン
３′より開閉切換弁８′を経て流れる排気ガスでタ
ービン９′を回転させて連動するコンプレツサ１
０′を作動させ、該コンプレツサ１０′によりエン
ジン３′に逆止弁１１′を経由させて小容量の給気
がされたものであつた。

そして、エンジンの回転数及び負荷状態にマツ
チングした給気が開閉切換弁４′，８′の開閉切換
えによつて可能とし、エンジン３′よりの排気ガ
スによるタービンの回転が小容量ターボ過給機
２′のみにした時には車両発進時及び低速高負荷
領域での運転をし、大容量ターボ過給機１′のみ
にした時には中速高負荷領域での運転をさせて、
また、大容量ターボ過給機１′と小容量ターボ過
給機２′の両者を共に回転作動させた時には高速
高負荷領域での運転をさせた。

以上の大、小容量ターボ過給機付エンジンのエ
ンジンの回転数Ne及び負荷トルクＴに関しての
運転領域を図示すると、第２図に示す如く３段階
領域に分けられ、発進時及び低速高負荷領域であ
る領域「小」が小容量ターボ過給機のみで運転さ
れ、中速高負荷領域である領域「大」が大容量タ
ーボ過給機のみで運転され、また、高速高負荷領
域である領域「小＋大」が大、小容量ターボ過給
機の両者で運転された。そして、エンジンの回転
数及び負荷にマツチングした給気が大、小容量よ
りなるターボ過給機の開閉切換弁４′，８′の切換
えで行われていた。

考案が解決しようとする問題点 ところが、従来の大、小容量をもつたターボ過
給機付エンジンでは、これらターボ過給機の給気
特性がそれぞれで異なるため、高速高負荷領域で
大、小容量ターボ過給機の両者を共に運転させた
場合に、両ターボ過給機のコンプレツサの各ブー
スト圧はそれぞれ独立して変形し、エンジン３′
の回転数又は負荷の状態によつては各々のブース
ト圧に圧力差を生じ、エンジンへの給気が円滑に
行われなくなると共に給気圧のアンバランスとな
つて、大、小容量ターボ過給機全体のエンジンに
対する充填効率を低下させるなどの不都合があつ
た。

そこで、本考案は、高速高負荷領域で大、小容
量ターボ過給機が共に作動される場合、これらタ
ーボ過給機のコンプレツサの各ブースト圧を等し
くするよう大、小容量ターボ過給機の各排気ガス
通路の仕切壁に付設された切換弁の切換方向及び
開口面積を制御することにより、エンジンに対す
る大、小容量ターボ過給機の充填効率が改善され
ることを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 本考案は、大、小容量ターボ過給機を並列に配
設し、各ターボ過給機の開閉切換弁で開閉切換え
がされることにより、発進時、低速高負荷領域、
中速高負荷領域、及び高速高負荷領域などのエン
ジン状態にマツチングした給気を可能とさせた
大、小容量ターボ過給機付エンジンにおいて、高
速高負荷領域で大、小容量ターボ過給機が共に作
動される場合、これらターボ過給機のコンプレツ
サによる両ブースト圧の圧力差に応じて切換方向
及び開口面積を制御し、大容量ターボ過給機の排
気ガス通路の排気ガスの一部を小容量ターボ過給
機の排気ガス通路へ、又は小容量ターボ過給機の
排気ガス通路の排気ガスの一部を大容量ターボ過
給機の排気ガス通路へと調整して分流させること
により、上記両ブースト圧を等しくするよう作動
する切換弁を、大、小容量ターボ過給機の開閉切
換弁よりタービン側の両排気ガス通路仕切壁に付
設したことを特徴とするターボ過給機付エンジン
である。

作 用 従つて、大、小容量をもつターボ過給機が並列
に配設されたターボ過給機付エンジンにおいて、
各々のターボ過給機の開閉切換弁でエンジンから
の排気ガスが切換えられて各ターボ過給機のター
ビンの回転を制御させて、発進時、低速高負荷領
域、中速高負荷領域及び高速高負荷領域等、エン
ジン状態に応じた給気がされるに当つて、高速高
負荷領域で大、小容量ターボ過給機が共に作動し
ている場合に、これらターボ過給機のコンプレツ
サの両ブースト圧の圧力差に応じて切換方向及び
開口面積を制御し、両ブースト圧を等しくするよ
う作動させる切換弁が大、小容量ターボ過給機の
開閉切換弁よりタービン側の両排気ガス通路仕切
壁に付設される。

従つて、仮に、大容量ターボ過給機のコンプレ
ツサによるブースト圧が小容量ターボ過給機のコ
ンプレツサによるブースト圧より大きくなつたと
すると、前記切換弁は大容量ターボ過給機の排気
ガス通路の排気ガスの一部が小容量ターボ過給機
の排気ガス通路へ分流され、小容量ターボ過給機
の排気ガス通路の排気ガス流量を増加させると共
に大容量ターボ過給機の排気ガス通路の排気ガス
流量を減少させて、両コンプレツサのブースト圧
が均衡するよう作動する。逆に、大容量ターボ過
給機のコンプレツサによるブースト圧が小容量タ
ーボ過給機のコンプレツサによるブースト圧より
小さくなつたとすると、前記切換弁は小容量ター
ボ過給機の排気ガス通路の排気ガスの一部が大容
量ターボ過給機の排気ガス通路へ分流され、両コ
ンプレツサのブースト圧が均衡するよう作動す
る。

実施例 以下、本考案の一実施例を図面に基いて説明す
ると、第３図に示す如く、１は大容量ターボ過給
機、２は小容量ターボ過給機であつて、これら
大、小容量ターボ過給機を並列に配設し、これら
大、小容量ターボ過給機はエンジンからの排気ガ
ス１４で小容量ターボ過給機２のタービン９が回
転させられると、その連動するコンプレツサ１０
の作動でエンジンへ給気通路１１ａによつて給気
１５され、また、大容量ターボ過給機１のタービ
ン５が回転させられると、その連動するコンプレ
ツサ６の作動でエンジンへ給気通路７ａによつて
給気１６される。大、小容量ターボ過給機１，２
の各々にはタービン５，９に排気ガス１４の流入
を切換える開閉切換弁４，８が各排気ガス通常１
４ａ，１４ｂに設けられ、これら開閉切換弁４，
８の切換えで大、小容量ターボ過給機の運転がさ
れ、小容量ターボ過給機２のみの作動で発進時及
び低速高負荷領域のエンジンの給気をし、大容量
ターボ過給機１のみの作動で中速高負荷領域のエ
ンジンの給気をする。また、大、小容量ターボ過
給機１，２を共に作動させることによつて高速高
負荷領域のエンジンの給気がされることになる。

ところが、これら大、小容量ターボ過給機１，
２の給気特性はそれぞれ異なり、上述の高速高負
荷領域で大、小容量ターボ過給機の両者を共に運
転させた場合に、両ターボ過給機のコンプレツサ
６，１０による各ブースト圧はそれぞれ独立して
変化するので、両ブースト圧の圧力差に応じて
大、小容量ターボ過給機の排気通路１４ａ，１４
ｂの仕切壁１４ｃに付設された切換弁１２の切換
方向及び開口面積が制御され、大、小容量ターボ
過給機のコンプレツサの各ブースト圧を等しくす
ることによりエンジンに対する大、小容量ターボ
過給機の充填効率が改善される。

即ち、大、小容量ターボ過給機１，２を共に作
動させていた場合に、仮に、大容量ターボ過給機
１の給気通路７ａのブースト圧P₁が小容量ター
ボ過給機２の給気通路１１ａのブースト圧P₂よ
り大きくなり、ΔP＝P₁−P₂の圧力差を生じたと
すると、アクチユエータ１３のダイヤフラム１３
ａが圧力差ΔPに基づいて変位し、大、小容量タ
ーボ過給機１，２の各排気ガス通路１４ａ，１４
ｂの仕切壁１４ｃに付設された切換弁１２は図示
のＡ方向に回動して大容量ターボ過給機の排気ガ
ス通路１４ａの排気ガスの一部が小容量ターボ過
給機の排気ガス通路１４ｂへ分流され、該小容量
ターボ過給機の排気ガス通路１４ｂの排気ガス流
量を増加させると共に大容量ターボ過給機の排気
ガス通路１４ａの排気ガス流量を減少させる。従
つて、小容量ターボ過給機２の回転数が増加し、
大容量ターボ過給機１の回転数は減少して、両給
気通路７ａ，１１ａのブースト圧を均衡されるべ
く調整される。

逆に、大容量ターボ過給機１の給気通路７ａの
ブースト圧P₁が小容量ターボ過給機２の給気通
路１１ａのブースト圧P₂より小さくなり、ΔP′＝
P₂−P₁の圧力差を生じた場合には、アクチユエ
ータ１３のダイヤフラム１３ａが圧力差ΔP′に基
づいて変位し、切換弁１２を図示のＢ方向に回動
させて小容量ターボ過給機の排気ガス通路１４ｂ
の排気ガスの一部が大容量ターボ過給機の排気ガ
ス通路１４ａへ分流され、大容量ターボ過給機１
の回転数を増加させると共に小容量ターボ過給機
２の回転数が減少させられて両給気通路７ａ，１
１ａのブースト圧を均衡させるべく作動する。

なお、上記実施例においては、切換弁１２の制
御はダイヤフラム１３ａを使用した機械的アクチ
ユエータにより行なわれたが、圧力検知センサ
（図示せず）で検知した信号に基づき、電気的に
操作される電気的アクチユエータ（図示せず）に
より行われてもよいことは云うまでもない。

効 果 以上の結果、本考案は、発進時、低速高負荷領
域、中速高負荷領域、高速高負荷領域、及び部分
負荷領域の総てのエンジン状態に対応する給気を
大、小容量ターボ過給機の作動切換えで可能とし
たうえ、高速高負荷領域で大、小容量ターボ過給
機が共に作動した場合の為に、これらターボ過給
機のコンプレツサによつて生ずる各ブースト圧の
圧力差で圧力差分多いターボ過給機の排気ガス通
路の排気ガスの一部を圧力差分少ないターボ過給
機の排気ガス通路へ自動的に調整して分流させて
大、小容量ターボ過給機のコンプレツサによる各
ブースト圧を均衡させる切換弁が付設構成された
ことによつて、エンジンへの給気を円滑に行うこ
とが可能となり、しかも、エンジンに対する給気
の充填効率を改善させることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の大、小容量ターボ過給機付エ
ンジンの概略図である。第２図は、大、小容量タ
ーボ過給機付エンジンの回転数に対する負荷の関
係を示す特性図である。第３図は、本考案の大、
小容量ターボ過給機の構造図である。 １，１′……大容量ターボ過給機、２，２′……
小容量ターボ過給機、３′……エンジン、４，
４′，８，８′……開閉切換弁、５，５′，９，
９′……タービン、６，６′，１０，１０′……コ
ンプレツサ、７′，１１′……逆止弁、７ａ，１１
ａ……給気通路、１２……切換弁、１３……アク
チユエータ、１３ａ……ダイヤフラム、１４……
排気ガス、１４ａ，１４ｂ……排気ガス通路、１
５，１６……給気。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 大、小容量ターボ過給機を並列に配設し、各タ
   ーボ過給機の開閉切換弁で開閉切換えがされるこ
   とにより、発進時、低速高負荷領域、中速高負荷
   領域、及び高速高負荷領域などのエンジン状態に
   マツチングした給気を可能とさせた大、小容量タ
   ーボ過給機付エンジンにおいて、高速高負荷領域
   で大、小容量ターボ過給機が共に作動する為生ず
   るこれらターボ過給機のコンプレツサによる両ブ
   ースト圧の圧力差に応じて切換方向及び開口面積
   が制御され、大、小容量ターボ過給機の両ブース
   ト圧が均衡するよう作動する切換弁を大、小容量
   ターボ過給機の開閉切換弁よりタービン側の両排
   気ガス通路仕切壁に付設したことを特徴とするタ
   ーボ過給機付エンジン。