JPH1030446A - エンジンの過給装置 - Google Patents

エンジンの過給装置

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Publication number
JPH1030446A
JPH1030446A JP8187689A JP18768996A JPH1030446A JP H1030446 A JPH1030446 A JP H1030446A JP 8187689 A JP8187689 A JP 8187689A JP 18768996 A JP18768996 A JP 18768996A JP H1030446 A JPH1030446 A JP H1030446A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust
valve
engine
passage
turbine
Prior art date
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Pending
Application number
JP8187689A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuji Yajima
裕司 矢島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
UD Trucks Corp
Original Assignee
UD Trucks Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by UD Trucks Corp filed Critical UD Trucks Corp
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Publication of JPH1030446A publication Critical patent/JPH1030446A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Supercharger (AREA)
  • Characterised By The Charging Evacuation (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】ターボ付き多気筒エンジンにおいて、低速での
タービン回転を向上させながら、タービンへのガス流量
の増加に伴ってエンジンの吸排気損失や燃費率が悪化す
るのを防止する。 【解決手段】ターボ2にタービン4a,4bをコンプレ
ッサ3と同軸に連結し、各タービン4a,4bへの排気
の圧力どうしが干渉しあうのを避けるべく2系統の排気
通路10,11を分離形成し、これら排気通路10,1
1を互いに連通する通路14と、この連通路14を開閉
するバルブ15と、その開閉をエンジン運転状態に応じ
て制御する手段16を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はエンジンの過給装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】エンジンの過給装置として、エンジンの
排気エネルギでタービンを回し、そのタービンがコンプ
レッサを駆動することにより、エンジンの吸入空気を過
給するターボを採用するものがよく知られている。この
うち、多気筒エンジンにおいて、排気脈動を利用して低
速でのタービン回転を向上させるため、ターボに2つの
タービンをコンプレッサと同軸に連結し、その下流側の
排気通路を2系統に分割形成し、排気の圧力が干渉する
のを防止するようにしたもの例がある(特開平8ー28
286号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
排気系をチューニングすると、図4のようなA特性が得
られる。チューニングを行わない場合に相当するB特性
と比較すると、タービンへのガス流量が少ない運転領域
では、排気の動的効果が生かされ、タービンへのエネル
ギ伝達が向上するため、エンジンの吸排気損失や燃費率
が改善されるものの、ガス流量が所定値を越える運転領
域に入ると、タービン上流の排圧が高くなり、タービン
のA/Rを調整しないと、逆にB特性よりも吸排気損失
や燃費率を悪化させる傾向が見られる。
【0004】この発明はこのような問題点に着目してな
されたもので、タービンへのガス流量が所定値を越える
運転領域でも、吸排気損失が少なく、燃費の良いターボ
付き多気筒エンジンの実現を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、ターボ付
き多気筒エンジンにおいて、ターボに2つのタービンを
コンプレッサと同軸に連結し、各タービンへの排気の圧
力どうしが干渉しあうのを避けるべく排気通路を2系統
に分離形成し、これら排気通路を互いに連通する通路
と、この連通路を開閉するバルブと、その開閉をエンジ
ン運転状態に応じて制御する手段を設ける。
【0006】第2の発明は、ツインスクロールターボを
備える多気筒エンジンにおいて、ターボ下流側の排気通
路を2つのタービンスクロールへの排気の圧力どうしが
干渉しあうのを避けるべく2系統に分離形成し、これら
排気通路を互いに連通する通路と、この連通路を開閉す
るバルブと、その開閉をエンジン運転状態に応じて制御
する手段を設ける。
【0007】第3の発明は、第1の発明または第2の発
明におけるバルブの制御手段は、エンジン運転状態とし
てエンジンの回転速度と負荷を検出する手段と、これら
の検出信号に基づいて所定の高速高負荷領域でバルブを
開いてそれ以外の運転領域でバルブを閉じるように制御
するコントローラを備える。
【0008】
【発明の実施の形態】図1はV型6気筒エンジンへの適
用例を表すもので、その吸気通路1にターボ2のコンプ
レッサ3が介装される。ターボ2はエンジンの排気エネ
ルギでタービン4を回してコンプレッサ3を駆動し、エ
ンジンの吸入空気を過給するもので、この例では2つの
タービン4a,4bがコンプレッサ3と同軸上に連結さ
れる。
【0009】コンプレッサ3からの給気はアフタクーラ
5を通して吸気マニホールド6に供給され、両バンクの
各シリンダ7(気筒)へ導入される。なお、一方のバン
クに吸排気の干渉しない1番気筒〜3番気筒が、もう一
方のバンクに吸排気の干渉しない4番気筒〜6番気筒が
それぞれ配列される。
【0010】エンジンの排気系は各バンクに応じて2系
統の排気通路10,11に分割形成される。12は1番
気筒〜3番気筒の排気を集合する排気マニホールド、1
3は4番気筒〜6番気筒の排気を集合する排気マニホー
ルドで、これらマニホールド12,13はそれぞれター
ビン4a,4bに接続される。
【0011】タービン4の入り口付近で2つの排気通路
10,11を連通する通路14が形成され、この連通路
14を開閉するバルブ15が設けられる。バルブ15の
開閉を制御するのがコントローラ16で、マイクロコン
ピュータで構成され、エンジンの運転状態を代表する負
荷と回転速度とから、所定の高速高負荷領域でバルブ1
5を開いてそれ以外でバルブ15を閉じるように制御す
る。
【0012】図示しないが、エンジンの回転速度を検出
する回転センサと、エンジンの負荷(アクセル開度)を
検出する負荷センサが設けられる。コントローラ16の
メモリに図2のような制御マップが格納される。このマ
ップは図4のA特性とB特性との交点Pに対応するガス
流量を境にバルブ15の閉じ領域と開き領域を設定した
ものである。
【0013】図3はコントローラ16の制御内容を説明
するフローチャートで、エンジンの回転センサと負荷セ
ンサの検出信号を読み込み、これらの検出信号に基づい
て制御マップ上の開弁領域に相当するかどうかを判定す
る(ステップ1,ステップ2)。開弁領域のときはバル
ブ15を開く一方、開弁領域でないときはバルブ15を
閉じるように制御する(ステップ3,ステップ4)。
【0014】このように構成すると、タービン4へのガ
ス流量が少ない運転領域ではバルブ15が閉じられ、タ
ービン4へのガス流量が所定値(図4のA特性とB特性
との交点Pに対応するガス流量)を越えると、バルブ1
5は開かれる。
【0015】バルブ15が閉じて連通路14が遮断され
ると、1番気筒〜3番気筒と4番気筒〜6番気筒の排気
はそれぞれ排気通路10,11を通してタービン4a,
4bヘ別々に流れる。そのため、排気の圧力が干渉しあ
うのが避けられ、低速でのタービン回転が向上する。バ
ルブ15が開くと、1番気筒〜3番気筒と4番気筒〜6
番気筒の排気が連通路を介して合流するため、通路体積
の膨張や排気の干渉により、タービン4a,4b上流の
排圧が低下する。
【0016】このため、タービン4へのガス流量が少な
い運転領域では、図4のA特性が選択され、タービン4
へのガス流量が所定値を越えると、図4のB特性に切り
替わるから、エンジンの広い運転領域において、その吸
排気損失を低減して燃費率を改善できる。
【0017】ターボ2については、タービンハウジング
のスクロールを2系統に分離した、ツインスクロール型
を採用しても良い。図5〜図6において、ツインスクロ
ールターボ20を備える多気筒エンジンへの適用例を説
明する。
【0018】図5の4気筒エンジンの場合、タービン2
2の一方のスクロールに1番気筒と4番気筒を集合する
排気通路10が、タービン22のもう一方のスクロール
に2番気筒と3番気筒を集合する排気通路11がそれぞ
れ接続され、これら排気通路10,11を互いに連通す
る通路14と、この連通路14を開閉するバルブ15が
設けられる。そして、図示しないコントローラにより、
バルブ15は図2と同じく制御される。
【0019】図6の直列6気筒エンジンの場合、タービ
ン22の一方のスクロールに1番気筒〜3番気筒を集合
する排気通路10が、タービン22のもう一方のスクロ
ールに4番気筒〜6番気筒11がそれぞれ接続される。
図示しないコントローラにより、図2と同じく排気通路
10,11の連通路14を開閉するようにバルブ15を
制御する。
【0020】図7のV型8気筒エンジンの場合、吸気系
もバンク毎の通路1に分離形成され、2機のターボ20
が配置される。左側のバンクにおいて、タービン22の
一方のスクロールに1番気筒と5番気筒を集合する排気
通路10が、タービン22のもう一方のスクロールに3
番気筒と7番気筒を集合する排気通路11がそれぞれ接
続される。右側のバンクにおいて、タービン22の一方
のスクロールに2番気筒と4番気筒を集合する排気通路
10が、タービン22のもう一方のスクロールに6番気
筒と8番気筒を集合する排気通路11がそれぞれ接続さ
れる。
【0021】バンク毎の排気通路10,11を連通する
通路14と、その連通路14を開閉するバルブ15が設
けられ、図示しないコントローラにより、各バルブ15
は図2と同じく制御される。
【0022】なお、図5〜図7において、1はエンジン
の吸気通路、21はターボのコンプレッサを表す。
【0023】
【発明の効果】第1の発明によれば、ターボ付き多気筒
エンジンにおいて、ターボに2つのタービンをコンプレ
ッサと同軸に連結し、各タービンへの排気の圧力どうし
が干渉しあうのを避けるべく排気通路を2系統に分離形
成し、これら排気通路を互いに連通する通路と、この連
通路を開閉するバルブと、その開閉をエンジン運転状態
に応じて制御する手段を設けたので、エンジンの広い運
転領域でその吸排気損失を低減して燃費率を改善でき
る。
【0024】第2の発明によれば、ツインスクロールタ
ーボを備える多気筒エンジンにおいて、ターボ下流側の
排気通路を2つのタービンスクロールへの排気の圧力ど
うしが干渉しあうのを避けるべく2系統に分離形成し、
これら排気通路を互いに連通する通路と、この連通路を
開閉するバルブと、その開閉をエンジン運転状態に応じ
て制御する手段を設けたので、ターボのタービンを増や
すことなく、エンジンの広い運転領域でその吸排気損失
を低減して燃費率を改善できる。
【0025】第3の発明によれば、第1の発明または第
2の発明において、バルブの制御手段は、エンジン運転
状態としてエンジンの回転速度と負荷を検出する手段
と、これらの検出信号に基づいて所定の高速高負荷領域
でバルブを開いてそれ以外の運転領域でバルブを閉じる
ように制御するコントローラを備えたので、バルブはエ
ンジン運転状態に応じて適正に開閉され、エンジンの広
い運転領域でその吸排気損失を低減して燃費率を改善で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態を表す構成図である。
【図2】同じく制御マップの特性図である。
【図3】同じくコントローラの制御内容を説明するフロ
ーチャートである。
【図4】バルブの開閉状態と吸排気損失および燃費率と
の関係を表す特性図である。
【図5】4気筒エンジンへの適用例を表す概略図であ
る。
【図6】6気筒エンジンへの適用例を表す概略図であ
る。
【図7】8気筒エンジンへの適用例を表す概略図であ
る。
【符号の説明】 1 吸気通路 2 2連タービン型ターボ 3 コンプレッサ 4,4a,4b タービン 6 吸気マニホールド 7 シリンダ(気筒) 10,11 排気通路 12,13 排気マニホールド 14 連通路 15 バルブ 16 コントローラ 20 ツインスクロールターボ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ターボ付き多気筒エンジンにおいて、ター
    ボに2つのタービンをコンプレッサと同軸に連結し、各
    タービンへの排気の圧力どうしが干渉しあうのを避ける
    べく排気通路を2系統に分離形成し、これら排気通路を
    互いに連通する通路と、この連通路を開閉するバルブ
    と、その開閉をエンジン運転状態に応じて制御する手段
    を設けたことを特徴とするエンジンの過給装置。
  2. 【請求項2】ツインスクロールターボを備える多気筒エ
    ンジンにおいて、ターボ下流側の排気通路を2つのター
    ビンスクロールへの排気の圧力どうしが干渉しあうのを
    避けるべく2系統に分離形成し、これら排気通路を互い
    に連通する通路と、この連通路を開閉するバルブと、そ
    の開閉をエンジン運転状態に応じて制御する手段を設け
    たことを特徴とするエンジンの過給装置。
  3. 【請求項3】バルブの制御手段は、エンジン運転状態と
    してエンジンの回転速度と負荷を検出する手段と、これ
    らの検出信号に基づいて所定の高速高負荷領域でバルブ
    を開いてそれ以外の運転領域でバルブを閉じるように制
    御するコントローラを備えたことを特徴とする請求項1
    または請求項2に記載の過給装置。
JP8187689A 1996-07-17 1996-07-17 エンジンの過給装置 Pending JPH1030446A (ja)

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JP8187689A JPH1030446A (ja) 1996-07-17 1996-07-17 エンジンの過給装置

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JPH1030446A true JPH1030446A (ja) 1998-02-03

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ID=16210432

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JP8187689A Pending JPH1030446A (ja) 1996-07-17 1996-07-17 エンジンの過給装置

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007060831A1 (en) 2005-11-24 2007-05-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust passage changeover valve
JP2008038657A (ja) * 2006-08-02 2008-02-21 Yanmar Co Ltd 過給機付内燃機関の排気制御方法
JP2010518305A (ja) * 2007-02-10 2010-05-27 バイエリッシェ モートーレン ウエルケ アクチエンゲゼルシャフト 内燃機関用の排ガスシステム
CN102444464A (zh) * 2011-11-03 2012-05-09 上海交通大学 双涡单压涡轮增压系统
JP2017521602A (ja) * 2014-07-24 2017-08-03 イエフペ エネルジ ヌヴェルIfp Energies Nouvelles 過給内燃機関に導入される空気の量を調節する装置およびそのような装置を使用する方法

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