JPH0647932B2 - 排気タ−ボ過給機付内燃機関の排気ガス処理装置 - Google Patents

排気タ−ボ過給機付内燃機関の排気ガス処理装置

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JPH0647932B2
JPH0647932B2 JP62145673A JP14567387A JPH0647932B2 JP H0647932 B2 JPH0647932 B2 JP H0647932B2 JP 62145673 A JP62145673 A JP 62145673A JP 14567387 A JP14567387 A JP 14567387A JP H0647932 B2 JPH0647932 B2 JP H0647932B2
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、２この高圧段排気ターボ化過給機と１個の低
圧段排気ターボ過給機とを有する排気ターボ過給機付内
燃機関の排気ガス処理装置に関するものである。
（従来技術及びその問題点） 従来から、多気筒内燃機関に２個の高圧段排気ターボ過
給機と、１個の低圧段排気ターボ過給機とを設けた２段
過給機付内燃機関が知られているが、排気ガス量が少な
い低速時には２個の高圧段タービンを十分に駆動し得る
だけの排気ガス量がなく、タービン効率が低く、過給圧
が不十分である。
また、低速時には燃焼状態が悪く、排気煙や排気臭を除
去することが要望されている。
（発明の目的） 本発明は、低速時の排気浄化と機関性能の向上を両立で
きる排気ターボ過給機付内燃機関の排気ガス処理装置を
提供することを目的としている。
（発明の構成） （１）技術的手段 本発明は、多気筒内燃機関に２個の高圧段排気ターボ過
給機と、１個の低圧段排気ターボ過給機とを設けた２段
過給機付内燃機関において、一方の高圧段排気ターボ過
給機のタービンは、内燃機関の一部の気筒用の排気マニ
ホールドに、一方の排気通路を介して接続し、他方の高
圧段排気ターボ過給機のタービンは、残りの気筒用の排
気マニホールドに他方の排気通路を介して接続し、両排
気通路間にはこれらを接続する接続配管を設け、一方の
排気通路と接続配管との間に切替自在な３方弁を介装
し、他方の排気通路又は該排気通路に他方のタービンを
介して接続する管路の途中に、排気ガスに熱量を追加す
るアフターバーナー装置および排気ガス浄化用の触媒を
設け、排気ガス量の少ない時に前記３方弁で排気ガスを
他方の排気通路に繁がる高圧段排気ターボ過給機だけに
供給するようにした内燃機関の排気ガス処理装置であ
る。
（２）作用 低速時には１個の高圧段排気ターボ過給機だけに排気を
供給して、少ないガス量でタービン効率を上げる。
（実施例） （１）第１実施例 本発明を採用した第１実施例のディーゼルエンジンを示
す第１図で、１０は例えば６気筒のディーゼルエンジン
である。ディーゼルエンジン１０は３気筒分づつに吸気
マニホールド１２ａ、１２ｂと排気マニホールド１４
ａ、１４ｂを有している。
このデイーゼルエンジン１０には２個の高圧段排気ター
ボ過給機１６ａ、１６ｂと１個に低圧段排気ターボ過給
機２０が設けられている。高圧段過給機１６ａ、１６ｂ
はタービン１８ａ、１８ｂ及びブロワ１９ａ、１９ｂを
備えている。低圧段排気ターボ過給機２０はタービン２
１、ブロワ２２を備えている。排気マニホールド１４ａ
とタービン１８ａは配管２４で接続され、配管２４には
３方弁２６、アフターバーナー装置２８、触媒３０が介
装されている。３方弁２６にはバイパス配管３２が分岐
接続し、バイパス配管３２はアフターバーナー装置２
８、触媒３０をバイパスして触媒３０より下流の配管２
４に分岐接続している。一方、排気マニホールド１４ｂ
とタービン１８ａは配管３４で接続され、配管３４には
３方弁３６が介装されている。３方弁３６には配管２４
と配管３４を繁ぐ接続配管３８が分岐接続している。
タービン１８ａ、１８ｂには配管４０が接続し、配管４
０は前記低圧段排気ターボ過給機２０のタービン２１に
繁がっている。タービン２１から排気Ｅが排出されるよ
うになっている。また、ブロワ２２には吸気Ａが吸入さ
れている。
ブロワ２２には配管４２が接続しており、配管４２はイ
ンタークーラ４４を介して３方弁４６に繁がっている。
３方弁４６には配管４８、５０が接続し、配管４８は前
記高圧段過給機１６ａのブロワ１９ａに繁がり、配管５
０は過給機１６ｂのブロワ１９ｂに繁がっている。
ブロワ１９ａ、１９ｂにはそれぞれ配管５２、５４が接
続し、配管５２、５４はインタークーラ５６を介して吸
気マニホールド１２ａ、１２ｂに過給吸気を供給するよ
うになっている。
次に作用を説明する。第１図に示す例えばアイドル時等
の低速低負荷時には、ディーゼルエンジン１０から排出
される排気Ｅのガス量が少ないので、２個の高圧段過給
機１６ａ、１６ｂを駆動すると、タービン効率が低下
し、過給圧も低くなる。
そこで、３方弁３６を切換えて排気マニホールド１４
ａ、１４ｂの排気Ｅを接続配管３８から配管２４に集中
し、タービン１８ｂには排気Ｅを供給せず、過給機１６
ｂを停止して高圧団過給機１６ａのタービン１８ａだけ
に排気Ｅを供給する。したがって、タービン１８ａに供
給される排気Ｅのガス量が増えてタービン１８ａのター
ビン効率がよくなる。
また、低速低負荷にはディーゼルエンジン１０の燃焼状
態が悪く、排気Ｅの排気煙や排気臭が多いので、３方弁
２６を切換えてアフターバーナー装置２８で排気２８で
排気Ｅに熱量を追加し、触媒３０による排気ガス処理を
促進する。
タービン１８ａを駆動した後の排気Ｅはタービン２１を
駆動し、タービン２１はブロワ２２を駆動し、吸気Ａを
圧縮して配管４２、４８からブロワ１９ａで更に圧縮
し、配管５２から吸気マニホールド１２ａ、１２ｂへ過
給吸気を供給する。なお、図中で太線は排気Ｅ又は吸気
Ａが流れている配管を示している。
第２図は低高速負荷時には、アフターバーナー装置２８
を作動させつつ排気Ｅのガス量が増えるので、触媒３０
による排気Ｅの流通抵抗が増加し、ディーゼルエンジン
１０の燃費等の性能に悪影響がある。そこで、３方弁２
６を切換えて、排気Ｅを配管２、バイパス配管３２の両
者に流し、バイパス配管３２を通る排気Ｅの分だけター
ビン１８ａの過給能力を上げる。
第３図の高速低負荷時には、排気ガス量が増しディーゼ
ルエンジン１０の燃焼状態が良好になり、アフターバー
ナー装置２８、触媒３０を作動させる必要がなくなるの
で、３方弁２６を切換えてバイパス配管３２だけに排気
Ｅを流し、タービン１８ａに排気Ｅを送る。
更に第４図の中速高付荷、高速高付荷時には、３方弁３
６を切換えて、配管２４、３４の両者からタービン１８
ａ、１８ｂに排気Ｅを流し、両高圧段過給機１６ａ、１
６ｂを駆動する。この状態では、排気Ｅのガス量が多い
ので、タービン１８ａ、１８ｂのタービン効率が高く、
過給圧も十分に上がる。
（２）第２実施例 第５図に示す第２実施例では、３方弁２６、アフターバ
ーナー装置２８、触媒３０を、タービン１８ａとのター
ビン２１を繁ぐ配管４０ａの途中に介装してある。ター
ビン１８ｂとタービン２１は配管４０ｂで接続してい
る。なお、第５図において、第１図と同一の符号で示し
た部分は同一または相当部分を示す。
この場合では、タービン１８ａに排気マニホールド１４
ａ、１４ｂからの排気Ｅが直接に流れるので、タービン
１８ａの動圧過給効果を損なうことなく流入することに
なり、高圧段過給機１６ａの過給性能が高い。
この第２実施例でも同様に、低速、低負荷時には第５図
のように３方弁２６、３６を切換え、高圧段過給機１６
ａだけを作動して過給機１６ｂを停止する。
また、同様に低速高負荷時には第６図のように３方弁２
６を切換え、高速低負荷時には第７図のように３方弁２
６、３６を切換え、最後に高速高負荷時には第８図のよ
うに３方弁２６、３６を切換える。
（発明の効果） 以上説明したように本発明による排気ターボ過給機付内
燃機関の排気ガス処理装置では、一方の高圧段排気ター
ボ過給機１６ｂのタービン１８ｂは、内燃機関の一部の
気筒用の排気マニホールド１４ｂに、一方の排気通路３
４を介して接続し、他方の高圧段排気ターボ過給機１６
ａのタービン１８ａは、残りの気筒用の排気マニホール
ド１４ａに他方の排気通路２４を介して接続し、両排気
通路２４，３４間にはこれらを接続する接続配管３８を
設け、一方の排気通路３４と接続配管３８との間に切替
自在な３方弁３６を介装し、他方の排気通路２４又は該
排気通路２４に他方のタービン１８ａを介して接続する
管路４０ａの途中に、排気ガスに熱量を追加するアフタ
ーバーナー装置２８および排気ガス浄化用の触媒３０を
設け、排気ガス量の少ない時に前記３方弁３６で排気ガ
スを他方の排気通路２４に繁がる高圧段排気ターボ過給
機１６ａだけに供給するようにしているので、排気ガス
量は少なく、かつディーゼルエンジン１０の燃焼状態が
悪い低速負荷時には、アフターバーナー装置２８、触媒
３０で排気ガスを浄化しながら、３方弁３６を切換えて
排気ガスを高圧段過給機１６ａのタービン１８ａに集中
されることができ、排気ガス量が少ないと効率が低下す
るタービン１８ａへの排気ガス供給量を増やして、ター
ビン１８ａのタービン効率を向上でき、ディーゼルエン
ジン１０の出力を増大することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第１実施例の低速低負荷時を示す構造
略図、第２図、第３図、第４図はそれぞれ別の作動状態
を示す第１実施例の構造略図、第５図は第２実施例の低
速低負荷時を示す構造略図、第６図、第７図、第８図は
それぞれ別の作動状態を示す第２実施例の構造略図であ
る。１０……ディーゼルエンジン、１６ａ、１６ｂ……
高圧段排気ターボ過給機、２０……低圧段排気ターボ過
給機、２６、３６……３方弁、２８……アフターバーナ
ー装置、３０……触媒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 透 大阪府大阪市北区茶屋町１番32号 ヤンマ ーディーゼル株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−203815（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−109726（ＪＰ，Ａ) 特開 昭47−43606（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】多気筒内燃機関に２個の高圧段排気ターボ
    過給機と、１個の低圧段排気ターボ過給機とを設けた２
    段過給機付内燃機関において、一方の高圧段排気ターボ
    過給機(16b) のタービン(18b) は、内燃機関の一部の気
    筒用の排気マニホールド(14b)に、一方の排気通路(34)
    を介して接続し、他方の高圧段排気ターボ過給機(16a)
    のタービン(18a) は、残りの気筒用の排気マニホールド
    (14a )に他方の排気通路(24)を介して接続し、両排気通
    路(24,34) 間にはこれらを接続する接続配管(38)を設
    け、一方の排気通路(34)と接続配管(38)との間に切換自
    在な３方弁(36)を介装し、他方の排気通路(24)又は該排
    気通路(24)に他方のタービン(18a) を介して接続する管
    路(40a) の途中に、排気ガスに熱量を追加するアフター
    バーナー装置(28)および排気ガス浄化用の触媒(30)を設
    け、排気ガス量の少ない時に前記３方弁(36)で排気ガス
    を他方の排気通路(24)に繋がる高圧段排気ターボ過給機
    (16a) だけに供給するようにしたことを特徴とする排気
    ターボ過給機付内燃機関の排気ガス処理装置。
JP62145673A 1987-06-10 1987-06-10 排気タ−ボ過給機付内燃機関の排気ガス処理装置 Expired - Lifetime JPH0647932B2 (ja)

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