JPS6321329A - エンジンの排気装置 - Google Patents

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装置に関するしのである。

（従来技術） 排気ターボ過給機には、２スク［１−ルタイプ過給機即
ち、タービンのスクロール部を並列配置された２つのス
クロール部で構成し、−・方のスクロール部はこれをエ
ンジンの全運転領域を通して開路させ、他方のスクロー
ル部はこれをエンジンの運転状態に応じて開閉する切換
弁によりエンジンの高負荷運転領域においてのみ開路さ
せち−）でエンジンのより広範囲の運転領域において過
給効果を得ろようにしたものがある（例えは、実開昭５
６−５０７３５号公報釡照）。

また、ごのような２スクロールタイプの排気ターボ過給
機においては、常開とされろスクロール部に臨んでウェ
ストゲ−）・弁か設けられろ３、ところで、上記切換弁
及びウェストゲート通フ；（゛タイヤフラム式のアクヂ
；＋．　Ｊ，−夕によりレバ−装置を介して駆動される
が、そもそも該切換弁及びウェストゲート弁はともに熱
条件の厳しいタービン」−流側位置に設けられるもので
あるところから、これらに連結されるアクチユエータは
その配置構造が適切に設定されていないとタービン側か
らの熱影響を強く受け、場合によってはその作動特性か
変化しタービン効率の低下を招くとかそれ自体の耐久性
が低下するなど種々の熱害の発生が懸念される。

（発明の目的） 本発明は上記従来技術の項で指摘した問題点を解決しよ
うとするもので、タービンの排気通路切換用の切換弁と
排気逃出用のウェストゲート弁とを有する排気ターボ過
給機を備えたエンジンの排気装置において、上記切換弁
駆動用アクチュエータとウェストゲート弁部動用アクチ
ュエータの熱害を可及的に防止しもって長期に亘って高
水準の過給効果を得るようにすることを目的とするもの
である。

（目的を達成するだめの手段） 本発明では上記の目的を達成するための手段として、エ
ンジンの排気通路に、タービンとブロアとを備えた排気
ターボ過給機の上記タービンか取付けられているととも
に、上記タービンに常時閉略されろ第１のスクロール部
と切換弁によって開閉制御される第２のスクロール部と
が形成され且つ上記第１のスクロール部にはウェストゲ
ート弁が備えられているエンジンの排気装置において、
上記切換弁を駆動するための切換弁用アクチュエータと
」−記ウエストゲート弁を駆動するためのウェストゲー
ト弁用アクチコ、エータとを、」―記切換弁用アクチュ
エータを走行風の上流側に上記ウェストゲート弁用アク
チュエータを走行風の下流側にそれぞれ位置せしめた状
態で上記ブロアのプロアケーノング側に配置したもので
ある。

（作　用） 本発明では上記の手段により、 （＋）　　切換弁用アクチユエータとウェストゲート弁
用アクチュエータは、タービン側よりも熱的条件の良好
なブロアケーソング側に配置されているため、タービン
側にあるときに受ける輻射熱よりも少ない輻射熱しか受
けない（これはブラケットを伝イっる伝導熱についても
同じことがいえる）、（２）排気上流側に位置し且つ常
時高温排気中に晒されるなど熱的条件がより厳しい切換
弁に連結される切換弁用アクチュエータは上流側の比較
的低温度の走行風により、また該切換弁よりも熱的条件
の良好なウェストゲート弁に連結されるウェストゲート
弁用アクチュエータは下流側の走行風（上流側よりも昇
温せしめられる）によりそれぞれ冷却され、各アクチュ
エータはタービン側からのそれぞれの伝熱量に応じて冷
却されろ、 等の作用が得られる。

（実施例） 以下、第１図ないし第４図を参照して本発明の好適な実
施例を説明する。

第１図には本発明の実施例に係る自動車用エンジンの排
気系の概略システム図が、また第２図ないし第４図には
第１図に示した排気ターボ過給機１０の外観詳細図がそ
れぞれ示されている。第１図において符号１は４つの気
筒２Ａ、２Ｂ、２Ｃ。

２Ｄを備えたエンジン本体であり、この各気筒２Ａ、２
Ｂ、２Ｃ，２Ｄの各排気ポー１−３Ａ、３Ｂ、３Ｃ，３
Ｄには排気マニホールド４か接続されている。この排気
マニホールド４は、上記排気ポート３　Ａ、３　Ｂ、３
　Ｃ，３Ｄにれぞれ独立して接続される４本の独立排気
通路５　Ａ、５　Ｂ、５　Ｃ，５Ｄとこれをその下流側
において集合させろ集合通路６とから構成されており、
さらに詳しくは第３図及び第４図にそれぞれ示す如く略
り字形に屈曲されその下流開口端４ａを下方に向けて開
口させている。

この排気マニホールド４の下流間１］端４ａに後述する
排気ターボ過給機１０のタービン１１が取付けられてい
る。

排気ターボ過給機ＩＯは、スクロール部１５内にタービ
ンブレード１９を配してなるタービン１１とプロアゲ−
シンク２０内にインペラ２３を配してなるブロア１２と
で構成されている。タービン１１は２スクロールタイプ
のタービンであって、タービンブードング１４のスクロ
ール部１５は隔壁１６により軸方向に区画され、その−
刃側の室を第１のスクロール部１７とし他方側の室を第
２のスクロール部１８としている。この第１のスクロー
ル部１７と第２のスクロール部１８のうち、第１のスク
ロール部１７は常時開放通路とされているが、第２のス
クロール部１８はエンジンの運転状態に応じて開閉され
るようになっている。即ち、第２のスクロール部１８の
上流端は、上記スクロール部１５に形成した肩部１５ａ
と上記隔壁１６の端面１６ａとに跨がる弁座面２４とさ
れている。この弁座面２４には、スクロール部１５の肩
部１５ａに弁軸２２を中心として開閉自在に取付けられ
た切換弁２１が着座し得るようになっている。尚、この
切換弁２Ｉは後述する切換弁用アクチュエータ３１によ
って開閉駆動されるしのであり、特にこの実施例におい
てはエンジン高負荷運転領域においてのみ開口され、そ
れ以外の運転領域においては閉塞されろ。

さらに、上記第１のスクロール部Ｉ７にはウェストボー
ト２７が形成されている。このウェストボート２７は、
タービンケーシングＩ４のタービンブレード１９下流側
の通路壁に貫設した連通路２Ｂに連通しており、第１の
スクロール部１７はこのウェストボート２７及び連通路
２８を介することにより上記タービンブレード１９をバ
イパスして該タービンブレード１９の下流側に接続され
る。このウェストボート２７には、ウェストゲート弁２
５が取付けられており、該ウェストボート２７はこのウ
ェストゲート弁２５により適宜に開閉される。尚、この
ウェストゲート弁２５は、その弁軸２６を後述するウェ
ストゲート弁用アクチュエータ３２によって回動させる
ことにより開閉せしめられ、上記ブロア１２下流の吸気
圧が設定川辺」二に上昇した時開弁されるようにその作
動特性が設定されている。

このように、切換弁２１は切換弁用アクチュエータ３１
て、またウェストゲート弁２５はつＪストゲート弁用ア
クチュエータ３２によりそれぞれ駆動されろ訳であるが
、その場合、問題となるのは上記切換弁用アクチュエー
タ３１あるいはウェアー ストゲート弁用アクチュエータ３２がタービン１１側か
らの輻射熱あるいは伝導熱の影響を受けてその作動特性
が変化したりあるいはその耐久性が低下する等の熱害の
発生である。

このため、この実施例においては、これら２つのアクチ
ュエータ３１．３２の配置に際して本発明を適用するこ
とにより該各アクチュエータ３１゜３２の熱害発生を効
果的に防止している。以下、この各アクチュエータ３１
．３２の取付構造を第２図ないし第４図を参照して説明
する。

この２つのアクチュエータ３１．３２の配置構成を決定
するにあたっては、排気ターボ過給機１０全体としての
熱分布並びにそれぞれ対応する弁、即ち、切換弁２１と
ウェストゲート弁２５の実際の熱的条件とを勘案した。

即ち、排気ターボ過給機１０のタービン１１とブロア１
２と・の間においては排気が流通するタービン１１の方
がブロア１２よりら高温となりその輻射熱も大きい。従
って、タービン１１とブロア１２とを比べた場合、各ア
クチュエータ３１．３２の取付位置としてはタービンｌ
ｌ側よりもブロア１２側の方が輻射熱の影響からみてよ
り好適であるということが言える。

次に、この２つのアクチュエータ３１．３２をそれぞれ
ブロアＩ２側に配置ずろとして、それではこの２つのア
クチュエータ３１．３２をこのブロア１２のどの位置に
配置するかが問題となる。

これに対して本発明者らは、各アクチュエータ３１．３
２がタービン１１側から受ける伝導熱の影響を考慮した
。即ち、切換弁２Ｉとウェストゲート弁２５とを比較し
た場合、排気上流側に位置し月つ常に高温の排気ガスに
晒される切換弁２１の方が、該切換弁２１よりも排気下
流側に位置し且つ排気流通を阻害しないように通路壁に
沿って設けられるウェストゲート弁２５よりも熱的条件
が厳しく、従ってアクチュエータ側への伝導熱量も切換
弁２１に連結される切換弁用アクチュエータ３Ｉの方が
ウェストゲート弁２５に伝達されろウエストケ−１・弁
用アクチュエータ３２よりら多くなる。

本発明はこのような事情に対処ずろためになされたもの
で、この実施例においては第２図ないし第４図にそれぞ
れ示すように切換弁用アクチュエータ３１とウェストゲ
ート弁用アクチュエータ３２をともにブロアＩ２側に配
置し、しかも切換弁用アクチュエータ３１とウェストゲ
ート弁用アクチュエータ３２のうち、切換弁用アクチュ
エータ３１を車両走行前方（矢印Ｆ）側に、ウェストゲ
ート弁用アクチュエータ３２を車両走行方向後方側に配
置し、それによって熱的条件の厳しい切換弁用アクチュ
エータ３１がより良好な冷却条件下に置かれるようにし
たものである。

尚、この他に、ウェストゲート弁用アクチュエータ３２
を切換弁用アクチュエータ３１よりも走行風の下流側、
具体的には第３図に示すように排気ターボ過給機ＩＯと
エンジン本体１との遊休スペース部分に配置する理由と
して、本来ウェストゲート弁２５は排気流の妨げとなら
ないように排気通路壁に設けるものであり、従って通常
排気通路中に設けられる切換弁２１よりもそのレイアウ
トの自由度が大であり、またそれに伴ってウェストゲー
ト弁用アクチュエータ３２のレイアウトの自由度も犬で
ありその配置を上記切換弁用アクチュエータ３１に比し
て比較的自由に設定できることらあげられる。

−１−述の如く切換弁用アクチュエータ３１とウェスト
ゲート弁用アクチュエータ３２をそれぞれブロア１２側
にしかも切換弁用アクチュエータ３１がウェストゲート
弁用アクチュエータ３２よりも走行風の−に流側に位置
するようにして配置することによりターピン１１側から
の輻射熱及び伝導熱による該切換弁用アクチュエータ３
１及びウェストゲート弁用アクチュエータ３２の熱害発
生が効果的に抑制できることになる。またウェストゲー
ト弁用アクチュエータ３２が排気ターボ過給機１０とエ
ンジン本体１との間の遊休スペース内に配置可能である
ため、装置のコンパクト化にも有効である。

尚、この実施例においては切換弁２１と切換弁用アクチ
ュエータ３１がともに排気ターボ過給機１０側に設けら
れているため、これらの組立に際しては該切換弁２１と
切換弁用アクチュエータ３１と排気ターボ過給機ＩＯと
を＝・体物としてその相対位置調整を行ない切換弁２１
の全閉時における密閉度を良好に設定することが可能で
ある。従って、切換弁２１の全閉時における排気洩出が
少なく、それたけ吸気の過給圧を高圧に維持して特にエ
ンジンの低速運転領域における加速レスポンスの改善を
図ることができる。

（発明の効果） 本発明は、エンジンの排気通路に、タービンとブロアと
を備えた排気ターボ過給機の上記タービンが取付けられ
ているとともに、上記タービンに常時閉略される第１の
スクロール部と切換弁によって開閉制御される第２のス
クロール部とが形成され月つ上記第１のスクロール部に
はウェストゲート弁が備えられているエンジンの排気装
置において、上記切換弁を駆動するための切換弁用アク
チュエータと上記ウェストゲート弁を駆動するためのウ
ェストゲート弁用アクチュエータとを、上記切換弁用ア
クチュエータを走行風の上流側に上記つェストゲート弁
用アクチュエータを走行風の下流側にそれぞれ位置せし
めた状態で上記ブロアのブロアケーシング側に配置した
ことを特徴とするものである。

従って、本発明のエンジンの排気装置によれば、（１）
　　切換弁用アクチュエータとウェストゲート弁用アク
チュエータとがともにタービン側よりも熱的条件の良好
なブロアケーシング側に配置されているため、タービン
側からの輻射熱により上記各アクチュエータが受ける熱
影響が可及的に軽減される、 （２）排気」―流側に位置し且つ常時高温排気中に晒さ
れるなど熱的条件がより厳しい切換弁に連結される切換
弁用アクチュエータが走行風の上流側に、また該切換弁
よりも下流側に位置して該切換弁よりも熱的条件の良好
なウェストゲート弁に連結されるウェストゲート弁用ア
クチュエータが走行風の下流側にそれぞれ配置されてい
るため、上記各アクチュエータは走行風によってタービ
ン側からの伝熱量に応じて効果的に冷却される、等のこ
とから、上記アクチュエータの熱害発生が効果的に防止
され、排気ターボ過給機の過給特性が長期に亘って良好
に維持されろという効果が得られろ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るエンジンの排気装置の概
略構成を示す縦断面図、第２図は第１図に示した排気タ
ーボ過給機の詳細正面図、第３図は第２図の■−■矢視
図、第４図は第２図の■−■矢視図である。 １・・・・・エンジン本体 ４・・・・・排気マニホールド １０・・・・排気ターボ過給機 １１・・・・タービン １２・・・・ブロア １７・・・・第１のスクロール部 １８・・・・第２のスクロール部 ２０・・・・プロアケーンング ２１・・・・切換弁 ２５・・・・ウェストゲート弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エンジンの排気通路に、タービンとブロアとを備え
   た排気ターボ過給機の上記タービンが取付けられている
   とともに、上記タービンに常時開路される第１のスクロ
   ール部と切換弁によって開閉制御される第２のスクロー
   ル部とが形成され且つ上記第１のスクロール部にはウェ
   ストゲート弁が備えられているエンジンの排気装置であ
   って、上記切換弁を駆動するための切換弁用アクチュエ
   ータと上記ウェストゲート弁を駆動するためのウェスト
   ゲート弁用アクチュエータとが、上記切換弁用アクチュ
   エータを走行風の上流側に上記ウェストゲート弁用アク
   チュエータを走行風の下流側にそれぞれ位置せしめた状
   態で上記ブロアのブロアケーシング側に配置されている
   ことを特徴とするエンジンの排気装置。