JPS62101831A

JPS62101831A - 排気タ−ボ過給装置

Info

Publication number: JPS62101831A
Application number: JP24238285A
Authority: JP
Inventors: Toshimasu Tanaka; 田中　稔益
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1985-10-28
Filing date: 1985-10-28
Publication date: 1987-05-12

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、独立した２系統の排気通路からそれぞれ排気
ガスをタービンに導くようにした排気ターボ過給装置の
改良に関するものである。

（従来技術）従来から、例えば実開昭５６−１７１６３０号公報に示
されるように、エンジンの各気筒とターボ過給機のター
ビンとの間の、排気マニホールドからタービン周囲のス
クＩ〕−ル°挙にわたる範囲の排気系を、互いに独立し
てそれぞれ半数ずつの気筒からの排気ガスを独立にター
ビンに導く２系統の排気通路に分けることにより、排気
脈動を有効に利用して低速域でのターボ過給機の駆動効
率を高め、トルク向上を図るようにしたものが知られて
いる。なお、このように独立した２系統の排気通路を構
成する場合に、上記公報の装置では排気行程が連続しな
い気筒の排気ガスが同一系統の排気通路に導かれるよう
にしているが、排気行程が連続する気筒の排気ガスが同
一系統の排気通路に導かれるようにしても、排気脈動が
高められて有効にタービンに作用し、駆動効率を高める
ことができる。

ところで、上記従来装置では、筒中な構造で最高過給圧
を制御するため、２系統のうちの一方の排気通路とター
ビン１；流側との間に、設定過給圧で開作動するバイパ
ス弁を備えたバイパス通路を設けているが、このように
した場合、設定過給圧に達して−１−記バイパス弁が開
作動されたとき、一方の排気通路のみからＤ１気ガスが
バイパス通路に逃がされるため、両排気通路における背
圧に差が生じ、その影響で気筒によってトルク等にばら
つきが生じるという問題がある。

そこでこのような問題を解消づるため、上記排気通路間
に弁で開閉される連通孔を設けておき、上記バイパス弁
が開かれたとぎに上記連通孔を問いて両排気通路間で排
気ガスを流通させるように１−ることが考えられる。し
かしこの場合、バイパス通路への排気ガス逃がし量が多
いときにも両排気通路に圧力差が生じることを避けるに
は上記連通孔を比較的大径に形成する必要があるので、
単にこの連通孔をバイパス弁の間作動時に全開させるだ
けでは、このときに排気脈動による効果が失われて過給
圧が急激に低下する。従って過給圧が設定過給圧に達し
た直後の運転域では、上記のにうなバイパス弁および連
通孔の弁の開作動による過給圧の低下と、これに応じて
バイパス弁および連通孔の弁が閉じられることによる過
給圧の−Ｌ［とが繰返されて、過給圧が大幅に変動する
ハンチングを生じ、運転状態が不安定になるという問題
が生じる。

（発明の目的）本発明はこのような事情に鑑み、２系統の独立した排気
通路により低速域での過給機駆動効率を高めるとともに
、一方の排気通路に接続したバイパス通路のバイパス弁
で過給圧を制御しつつ、両排気通路間に圧力差が生じる
ことを防止し、しかも過給圧が設定過給圧に達した直後
の運転域でハンチングが生じることを防いで過給圧を適
正に制御することのできるＪＪＩ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、複数気筒の排気系を２群に分けて各々独ｑに
排気ガスをターボ過給機のタービンに導く２系統の排気
通路を構成し、その一方の排気通路と上記タービン下流
との間にバイパス通路を設け、このバイパス通路に設定
過給圧で開作動するバイパス弁を設けた排気ターボ過給
装置において、上記両排気通路の間に、連通弁によって
開閉される第１連通孔と、この第１連通孔よりも小径の
第２連通孔とを配設するとともに、上記バイパス弁の開
作動開始状態より高回転高負荷側で上記連通弁を開作動
する制御手段を設けたものである。

この（１４成により、上記バイパス弁が開かれて排気ガ
スが一方の１）ｌ：気通路からバイパス通路に逃がされ
ているとき、両排気通路間でも排気ガスが流通して圧力
差が防止され、しかも、バイパス弁が開作動されてから
もバイパス通路への１１気ガス逃がし串が少ない運転域
では小径の第２連通孔のみが間口して、２系統の排気通
路による排気脈動の効果が維持され、急激な過給圧の低
下が防止されることとなる。

（実施例）第１図は本発明の一実施例を示し、この図では本発明装
置を４気筒エンジンに適用しており、１はＬンジン、２
ａ〜２ｄはエンジン１の各気筒ぐある。また、３はター
ボ過給機であって、υｌ気系に組込まれたタービン４と
、このタービン４に軸５を介して連結されて吸気系に組
込まれたコンプレッサ６とを備え、排気ガス流によりタ
ービン４が駆動され、これに伴ってコンブレラ１す６が
回転することにより、エンジン１に吸気を過給するよう
になっている。上記タービン４を収容するタービンハウ
ジング７の排気導入口部分は、排気マニホールド８の下
流端部に連結されている。

上記排気マニホールド８１．：は、各気筒２ａ〜２ｄの
吸気ボー１−９に連通ずる通路が東結する部分にりｌ気
系を２群に分ける仕切壁１０が設けられている。またタ
ービンハウジング７内にも、上記仕切壁１０に対応した
仕切壁１１が設けられている。

こうして上記仕切壁１０．１１により、各気筒２ａ〜２
ｄの排気系が２群に分けられ、各々独立に排気ガスをタ
ービン４に導く２系統の排気通路１２．１３が構成され
でおり、図示の実施例では、第１．第２気筒２ａ、２ｂ
に連通ずる排気通路１２と、第３．第４気筒２ｃ、２ｄ
に連通ずる排気通路１３とに分割されている。

上記２系統のうちの一方の排気通路１２とタービン４の
下流側の排気通路１４との間には、タービン４をバイパ
スするバイパス通路１５が設けられ、このバイパス通路
１５は例えばタービンハウジング７に一体に形成されて
いる。このバイパス通路１５にはバイパス弁１６が設け
られ、このバイパス弁１６は、コンプレッサ６の下流の
吸気通路１８内の過給圧を通路１９を介して圧力室１７
ａに導くようにしたアクチュエータ１７により、設定過
給圧で開かれるようになっている。

また、上記両排気通路１２．１３間の仕切壁１０には、
比較的大径の第１連通孔２１およびこの第１連通孔２１
を開閉する連通弁２２と、上記第１連通孔２１より小径
に形成された第２連通孔２３とが配設されている。上記
連通弁２・２はアクチュエータ２４のダイヤフラム２４
ａに連結されている。このアクチュエータ２４は、圧力
室２４ｂが通路２５および三方電磁弁２６を介して大気
側とコンプレッサ６下流の吸気通路１８とに選択的に連
通され、三方電磁弁２６がＯＦＦ状態となって上記圧力
室２４ｂが大気側に開放されたときは連通弁２２を開じ
、三方電磁弁２６がＯＮ状態となって上記圧力室２４ｂ
に過給圧が導入されたときは連通弁２２を開くようにな
っている。

２７はバイパス弁１６の開作動開始状態より高回転高負
荷側で連通弁２２を間作ｖＪする制御手段としてのコン
トロールユニット（ＥＣｔＪ）であり、エンジン回転数
検出信号２８を受け、三方電磁弁２６に制御信号を出力
し、バイパス弁１６が開作動するときの回転数（後記Ｎ
ｘ）より高回転側の後記所定回転数Ｎｙまでは三方電磁
弁２６をＯＦＦとすることによって連通弁２２を閉じ、
所定回転数Ｎ１以上で三方電磁弁２６をＯＮとすること
によって連通弁２２を開くようにしている。

このターボ過給装置の動作を第２図とともに説明する。

第２図はエンジン回転数と過給ｊモとの関係を示してお
り、過給圧が設定過給圧ｐｏに達するまでのバイパス弁
１６および連通弁２２が閉じている状態にある低回転域
では、この図に線Ａ１で示すようにエンジン回転数が高
くなるにつれて過給圧が上昇する。この状態では、２系
統の排気通路１２．１３により排気脈動が有効にタービ
ン４に伝えられて過給機駆動効率が高められ、この場合
、両排気通路１２．１３間で第２連通孔２３は開口して
いるもののその径は小さいため、上記の排気脈動による
効果がそれほど損われることはない。

従って排気系を２系統に分けていない一般の装置（以下
「スタンダード排気系」と呼ぶ）による場合の過給圧特
性（破線Ｂ）と比べると、低回転域での過給圧が高めら
れる。

そして、点Ｘで設定過給圧ＰＯに達したとき、それに応
じてバイパス弁１６が開かれ、排気ガスがバイパス通路
１５に逃がされることにより、それ以上に過給圧が上昇
することが防止され、上記点Ｘに相当する回転数ＮＸよ
り高回転側では線Ａ２で示すように過給圧が設定過給圧
ＰＯに保たれる。

一方、上記の点Ｘでバイパス弁１６が開作動してからち
、スタンダード排気系による場合に過給圧が設定過給圧
ＰＯに達する点Ｙにほぼ対応覆る所定回転数ＮＹまでは
連通弁２２が閉じた状態に保たれ、この範囲の運転域で
は、一方の排気通路１２からバイパス通路１５に排気ガ
スが逃がされるに伴い第２連通孔２３を排気ガスが流通
することにより、両排気通路１２．１３に圧力差が生じ
ることが防止される。この場合、両排気通路１２゜１３
に圧力差が生じないようにするには、両排気通路１２．
１３間の連通部分において、バイパス通路１５への排気
ガス逃がし量の１／２の排気ガス流通ｔ６を確保し得る
ことが要求されるが、上記所定回転数Ｎｙまでは排気ガ
ス逃がし吊が少ないため、第２連通孔２３はこの運転域
で上記要求を満足し得る程度に小径に形成しておけばに
い。そして上記所定回転数Ｎ１以上では、コント［１−
ルユニット２７からの制御信号によって連通弁２２が開
かれることにより、大径の第１連通孔２１をも排気ガス
が流通し、このため、排気ガス逃がし吊が増大する高回
転高負荷時にも両排気通路１２゜１３に圧力差が生じる
ことが防止される。

ところで、単に上記圧力差の防止を図るだけであれば、
上記第２連通孔２３を設けずにバイパス弁１６の閉作動
時に第１連通孔２１の連通弁２２を開くようにすればよ
いわけであるが、このようにすると、上記点Ｘで連通弁
２２が開かれて大径の第１連通孔２１により両排気通路
１２．１３が連通されるに伴い、排気脈動による効果が
失われるため第２図に２点鎖線矢印で示すように過給圧
がスタンダード排気系による場合の特性まで急激に低下
げる。従ってこのようなバイパス弁１６お」こび連通弁
２２の閉作動による過給圧の低下と、それに応じたバイ
パス弁１６および連通弁２２の閉作動による過給圧の上
ｎとが繰返されてハンチングを生じる。

これに対して本発明では、所定回転数Ｎｙに達するまで
は連通弁２２を閉じて小径の第２連通孔２３により排気
ガスを流通させるようにしているので、この範囲では排
気脈動による効果が維持され、上記ハンチングが防止さ
れることとなる。また、上記所定回転数Ｎｙ以−しでは
、上記連通弁２２が間かれることによって排気脈動によ
る効果が失われても設定過給圧を１を持することができ
るので、ハンチングを生じることはない。

なお、上記実施例では連通弁２２の開閉作動をエンジン
回転数に応じて制御しているが、エンジン回転数と負荷
とに応じて制御してもよい。

（発明の効果）以上のように本発明は、排気脈動を利用して過給機駆動
効率を高めるべく２系統の排気通路を構成し、その一方
の排気通路とタービン下流との間にバイパス弁を備えた
バイパス通路を設けたターボ過給装置において、両排気
通路間に設けた第１および第２の連通孔により、上記バ
イパス弁が聞いてバイパス通路に排気ガスが逃がされて
いるときに両ＩＪ［気道路間でも排気ガスが流通するよ
うにしているため、両排気通路に圧力差が生じることを
防止して各気筒の１−ルクを均一にすることができる。

しかも、バイパス弁が閉作動されてからち比較的低回転
低負荷側の運転域では、第１連通孔を閉じて小径の第２
連通孔のみが開口することにより排気脈動の効果が維持
されるようにしているので、ハンチングを生じることな
く適正に過給圧を制御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断面図、第２図は
エンジン回転数と過給圧どの関係を示す説明図である。１・・・エンジン、２ａ〜２ｄ・・・気筒、３・・・タ
ーボ過給機、４・・・タービン、１２．１３・・・２系
統の排気通路、１５・・・バイパス通路、１６・・・バ
イパス弁、２１・・・第１連通孔、２２・・・連通弁、
２３・・・第２連通孔、２７・・・コントロールユニツ
］〜。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［η　　１同　　　　　　　　弁理士　　板
谷　康夫第　　２　　図

Claims

【特許請求の範囲】

１、複数気筒の排気系を２群に分けて各々独立に排気ガ
スをターボ過給機のタービンに導く２系統の排気通路を
構成し、その一方の排気通路と上記タービン下流との間
にバイパス通路を設け、このバイパス通路に設定過給圧
で開作動するバイパス弁を設けた排気ターボ過給装置に
おいて、上記両排気通路の間に、連通弁によって開閉さ
れる第１連通孔と、この第１連通孔よりも小径の第２連
通孔とを配設するとともに、上記バイパス弁の開作動開
始状態より高回転高負荷側で上記連通弁を開作動する制
御手段を設けたことを特徴とする排気ターボ過給装置。