JPS62101833A

JPS62101833A - エンジンの排気タ−ボ過給装置

Info

Publication number: JPS62101833A
Application number: JP60243177A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Hitomi; 光夫人見
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1985-10-29
Filing date: 1985-10-29
Publication date: 1987-05-12
Also published as: JPH0563616B2

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、エンジンの排気ガスにより駆動されるタービ
ンによって吸気通路に介設したブロアを駆動して吸気を
加圧供給（過給）するようにした工［従来技術］一般に、この種の排気ターボ過給装置において、排気ガ
ス量そのものが少なく、かつ排圧の低いエンジンの低速
運転時１こ十分なタービン出力を得ることが困難である
ことが認識されており、この対策として、点火順序が連
続しない気筒の排気通路群に区分して、各群を排気集合
通路に集合させて所謂デュアルの排気マニホールドを形
成し、各排気集合通路をタービンの各スクロールに連通
させ、排気脈動を減少させることなしにタービンに導い
て、特に低速運転時におけるタービン出力の向上を図る
ようにしたものが知られている。

この方式により、確かに低速時におけるタービン出力は
向上させることができるが、逆に高速時には排気ガス量
が増大してタービン出力が過度に上昇し、ブロアによっ
て生成される過給圧の過度の上昇はエンジンの信頼性に
とって好ましくない結果を招来する。

このため、実開昭５９−１４８４２７号公報に１Ｌｌ−
＋−＋ｒｌ＋ｆ、１．４１！−Ｈト＃ｍ人ｆｆＯ々！−
：＃：Ｍ−＆１Ｌｆｆｉ二市選手段を設け、高速運転時
には両方の排気集合通路を連通させ、この連通により排
気脈動を相互に干渉させて弱め、タービン出力の過度の
上昇を防止するようにしたものが提案されている。

しかしながら、エンジンの高負荷高速運転時には、排気
ガス量の増加もあって、上記のように排気脈動を干渉さ
せるだけでは依然として過給圧が過大となる問題があっ
た。

以上のように、エンジンの低速運転から高速運転までの
広い運転範囲にわたって過不足なしに過給を行なうこと
は仲々に困難な問題がある。

また、エンジンの排気通路にタービンをバイパスするウ
ェストゲート通路を設け、タービン上流の排圧が設定圧
を越えて上昇しようとしたときにウェストゲートバルブ
を開作動させて、排気ガスの一部をタービン下流の排気
通路に直接に導くようにしたものが従来よりよく知られ
ている。

しかしながら、２つの独立した排気集合通路を有する排
気マニホールドを備え、各排気集合通路をタービンの各
スクロール室に連通させた排気ターボ過給装置に上記ウ
ェストゲート方式を単に適用した場合には、２つのウェ
ストゲート構造を設ける必要が生ずるうえ、ウェストゲ
ートバルブの開作動によりバイパスされる排気ガスのエ
ネルギーは有効に利用されないものであり、エンジンの
運転状態に応じて効率良く過給圧を得ることは、上記と
同様なかなかに困難であった。

［発明の目的］本発明の目的は、簡単な構造でもって、エンジンの低速
から高速までの広い運転範囲にわたって、各運転状態に
応じて効率の良い過給圧を得ることができるエンジンの
排気ターボ過給装置を提供することである。

［発明の構成］このため、本発明は各気筒からの排気通路を２群に分け
て、各群の排気通路を排気集合通路に集合させ、各排気
集合通路の排気ガスを夫々独立にタービン１．−　”７
　’ｘ　Ｊ−るようにしたエンジンの排気ターボ過給装
置において、上記両排気集合通路を相互に連通させる連
通手段と、一方の排気集合通路からタービンをバイパス
させて排気ガスを下流に流す排気バイパス手段とを設け
、エンジンが低速から高速に移行するにつれ、連通手段
を排気バイパス手段に先立って動作させ、連通手段によ
って両排気集合通路を連通させ、その連通状態でさらに
排圧が上昇しようとしたときに排気バイパス手段を開作
動させるようにして構成したものである。

［発明の効果］本発明によれば、簡単な構造でもって、エンジンの低速
、中速、高速といった多段の運転状態に応じてタービン
に流入する排気ガスを最適に制御することができ、広い
運転範囲にわたって効率的な過給を行なうことができる
。

［実施例］以下、本発明の実施例を添付の図面を参照して具体的に
説明する。

第１図に示すように、４つの気筒＃１〜＃４を備えたエ
ンジンＥはターボ過給機ｌを備えている。

よく知られているように、ターボ過給機ｌは、工２と、
タービン２の出力軸に連結されたブロア３とからなり、
吸気通路４に介設されたブロア３によって加圧された吸
気はスロットル弁５を介してサージタンク６に流入し、
サージタンク６から独立に伸びる各独立吸気通路７，７
．・・・を通して各気筒に供給（過給）される。

上記の４気筒エンジンＥでは、よく知られているように
、＃１．＃３．＃４．＃２気筒の順で点火されるが、こ
の実施例では４つの気筒を点火順序の連続しない２つの
組Ｇｌ（＃１．＃４）、Ｇ２（＃２．＃３）に分け、各
組Ｇｌ、Ｇ２ごとにそれに属する各気筒の排気通路８を
集合させて２つの排気集合通路９．ｌＯを形成し、２つ
の排気集合通路９．ＩＯは隔壁１１で相互に独立に仕切
ったうえで、各排気集合通路９，１０をタービン２内に
形成した２つのスクロール２ａ、２ｂに夫々連通させて
いる。

また、上記２つの排気集合通路９．ｌＯは、タービン２
１−流において連通路１２により相互に連通させ、この
連通路１２の途中には、該連通路１２を開閉する連通バ
ルブ１３を設けて、本発明にいう連通手段を構成する。

また、＃２と＃３の気筒の排気通路８を集合させた排気
集合通路１０には、その途中からタービン２をバイパス
して下流の排気通路１４に至るウェストゲート通路１５
を設け、このウェストゲート通路１５の入口をウェスト
ゲートバルブ１６によって開閉するようにして、本発明
にいう排気ノくイパス手段を構成する。

上記の構成について、連通バルブ１３およびウェストゲ
ートバルブ１６の作動制御方式を第６図に従って説明す
る。

（イ）エンジンＥの低速運転時エンジンＥが低速運転されている間は連通ノ（ルブ１３
およびウェストゲートバルブ１６はいずれも閉状態に保
持されている。この状態では、各排気集合通路９，１０
に集合される排気ガスは、干渉による脈動の減少なしに
タービン２の各スクロール２ａ、２ｂに夫々導入され、
排気脈動によってタービン２を効率的に駆動することが
でき、過給圧Ｐを低速運転時においても早期に立上らせ
ることができろ。

（ロ）エンジンＥの中速運転時いま、上記（イ）の低速運転範囲で過給圧Ｐが予め設定
した最高過給圧Ｐ　ｍａｘに達するときのエンジン回転
数をＲａとし、この設定回転数Ｒａを越えた運転状態を
仮に中速運転というと、この中速運転時には連通バルブ
１３をエンジン回転数の上昇に伴なってその開度が大き
くなるように開作動させるがウェストゲートバルブ１６
は閉じたままに維持する。

連通バルブ１３が開作動されると、連通路１２によって
両排気集合通路９．１０は相互に連通される。そのため
、各排気集合通路９．１０の排気脈動は位相が互いに逆
位相となるため、相互に干渉し合って緩和されるように
なる。この干渉の度合を、排気ガス量の増加に見合って
調整するように連通バルブ１３を開作動させてゆけば、
過給圧Ｐを最高過給圧Ｐ　ｍａｘにフィックスした状態
に制御できるようになる。

また、この状態では、排気ガスの全量がタービンに導か
れるため、ウェストゲートバルブを開くことによって排
気ガスの一部をバイパスさせる場合に比して、排気ガス
のエネルギーを有効に利用することができる。

（ハ）エンジンＥの高速運転時エンジン回転数が前記（ロ）で設定される設定回転数Ｒ
ａを越えた中速運転時からさらに増加して、設定回転数
Ｒａよりさらに高速側に予め設定した高速側設定回転数
Ｒｈを越えると、この時点では連通バルブ１３が全開さ
れると同時にウェストゲートバルブ１６が開き始められ
る。

つまり、この運転時は連通路１２を全開して両排気集合
通路９．１０の排気脈動を最大限干渉させて脈動を低下
させると同時に、ウェストゲートバルブ１６を開くこと
によって排気ガスの一部をタービン２をバイパスさせて
下流の排気通路１４瞬流下させる。

この場合、ウェストゲート通路１５が設けられていない
排気集合通路９の排気ガスの一部も、連通路１２を通し
ていま一つの排気集合通路１０側に導かれるため、排気
集合通路９側に排気バイノくス手段を設ける必要はなく
、両排気集合通路９゜１０で排気バイパス手段を共用す
ることかできる。

そして、エンジン回転数が上昇したときには、それに応
じてウェストゲートバルブ１６を大きく開いていき、バ
イパス量を増大して、過給圧Ｐを最高過給圧Ｐ　ｍａｘ
に保持するようにすることができる。

第２図に示す実施例は、＃１．＃２気筒の排気通路８．
８を排気集合通路９に、＃３．＃４気筒の排気通路８．
８をいま一つの排気集合通路ＩＯに集合させたものであ
って、他の点は第１図の実施例と同様である。

また第３図に示す例は、＃１〜＃６の計６気筒のエンジ
ンＥに本発明を適用したものである。−軸の６気筒エン
ジンでは、点火順序は＃１−＃５−＃３−＃６−＃２−
＃４と設定されるから、この実施例では点火順序が連続
する気筒の組（＃ｌ。

＃５．＃３）、（＃６．＃２．＃４）どうしに組分けさ
れて、各組ごとに排気通路８が、排気集合通路９．１０
に各々集合されている。他の構造は、第１図や第２図に
説明したものと同じであるから、同一番号を付して重複
した説明を省略する。

また、第４図に示す６気筒エンジンの実施例では、２つ
のターボ過給機１．１′　を各排気集合通路９．１０に
対応して設け、各排気集合通路９゜１０を各タービン２
，２°に夫々連通させた点が第３図の実施例と異なる。

この場合も、両排気集合通路９．ＩＯは連通バルブ１３
を介設した連通路１２により連通可能であり、一つの排
気集合通路９にウェストゲート通路１５とウェストゲー
トバルブ１６とを設けることは第３図の場合と同様であ
る。

さらに、第５図に示す実施例は、Ｖ型エンジンＶＥに本
発明を適用したものである。

■型エンジンＶＥでの点火順序は左右バンクで交互にな
るように、したがって気筒類に＃１−＃１−＃３−＃ｌ
−＃５−＃６に設定されることから、この実施例では＃
１．＃２．＃３気筒を排気集合通路９で＃４．＃５．＃
６気筒を排気集合通路ＩＯで夫々集合させた排気通路構
造を採用している。この実施例も他の点は前述した実施
例と同じであるので同一番号を付して説明を省略する。

なお、６気筒エンジンでは、点火順序が連続する気筒か
らの排気ガスの脈動は逆位相とはならず連続した正圧を
得ることができる。

以上のように、本発明によれば、タービンに流入する排
気ガスの流量や脈動状態を３段階的に制御することがで
きるので、有効な過給圧を低速から高速までの広い運転
範囲にわたって確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は夫々４気筒エンジンについての実施例
を示す概略説明図、第３図、第４図、第５図は各々６気
筒エンジンについて本発明を適用した場合の実施例を示
す概略説明図、第６図は連通バルブ、ウェストゲートバ
ルブの制御方式と過給圧との関係を示すグラフである。ｌ・・・ターボ過給機、　　２，２゛　・・・タービン
、３　ブロア、　　訃・・排気通路、　９．１０・・・
排気集合通路、　　１２・・連通路、　　１３・・連通
バルブ、１５・・ウェストゲート通路、　　１６・・・
ウェストゲートバルブ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）各気筒からの排気通路を２群に分けて、各群を排
気集合通路に集合させ、これら２つの排気集合通路を夫
々独立にタービンに導入するようにしたエンジンの排気
ターボ過給装置であって、２つの排気集合通路を相互に
連通させる連通手段と、一方の排気集合通路からタービ
ンをバイパスさせて排気ガスを下流に流す排気バイパス
手段を設け、この排気バイパス手段の作動点を連通手段
の連通開始点より高速側に設定したことを特徴とするエ
ンジンの排気ターボ過給装置。