(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数段のターボチャージャから成る多段過給システムにおいて、各段のターボチャージャのコンプレッサ相互間を繋ぐ吸気系路に、該吸気系路内が負圧になった時にのみ開いて前記吸気系路を大気開放するチェックバルブを設けたことを特徴とする多段過給システム。
【請求項２】
エンジンから直に送出される排気によって高圧段タービンを作動させ且つ高圧段コンプレッサで圧縮した吸気をエンジンへ送給する高圧段ターボチャージャと、該高圧段ターボチャージャの高圧段タービンから送出される排気によって低圧段タービンを作動させ且つ低圧段コンプレッサで圧縮した吸気を前記高圧段コンプレッサへ送給する低圧段ターボチャージャとにより二段で構成され、高圧段コンプレッサの入口から低圧段コンプレッサの出口までの間を繋ぐ吸気系路にチェックバルブが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の多段過給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数段のターボチャージャから成る多段過給システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、低速軽負荷域での燃費向上、トルクアップや高ＥＧＲ率の実現のために、ターボチャージャを二段で備えた過給システムが提案されており、この種の二段過給システムにおいては、図３に示す如く、エンジンの排気マニホールド１から送出される排気Ｇにより高圧段タービン２を作動させ且つ高圧段コンプレッサ３で圧縮した吸気Ａをインタークーラ４を介し図示しないエンジンの吸気マニホールドへ送給する高圧段ターボチャージャ５と、該高圧段ターボチャージャ５の高圧段タービン２から送出される排気Ｇにより低圧段タービン６を作動させ且つ低圧段コンプレッサ７で圧縮した吸気Ａを前記高圧段コンプレッサ３へ送給する低圧段ターボチャージャ８とが備えられている。尚、図３中９は外気から塵や埃を除去して清浄な吸気Ａとして低圧段コンプレッサ７に導くエアクリーナを示す。
【０００３】
而して、斯かる二段過給システムにおいては、エンジンが稼動状態である時に、排気マニホールド１から送出される排気Ｇが、高圧段タービン２へ流入して高圧段コンプレッサ３を駆動した後、低圧段タービン６へ流入して低圧段コンプレッサ７を駆動し、該低圧段コンプレッサ７に流入して圧縮された吸気Ａは、高圧段コンプレッサ３に送給されて該高圧段コンプレッサ３で再び圧縮され、インタークーラ４を介してエンジンの吸気マニホールドへ送給されるので、エンジンの各シリンダへの吸気Ａの送給量を増加して１サイクル当たりの燃料噴射量を多くすることが可能となり、これによりエンジンの出力を高めることが可能となる。
【０００４】
尚、前述の如き二段過給システムと関連する一般的技術水準を示すものとしては下記の特許文献１等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−７１１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、斯かる従来の二段過給システムにおいては、信号待ちの停車状態から急発進する場合等の如き変化率の大きな加速を行う際に、エンジンの排気マニホールド１からの排気Ｇが最初に導入される高圧段タービン２が低圧段タービン６より先に回転することになり、これにより低圧段コンプレッサ７が高圧段コンプレッサ３より遅れて回転する結果、高圧段コンプレッサ３の入口から低圧段コンプレッサ７の出口までの間を繋ぐ吸気系路１０内が瞬間的に負圧となって、低圧段ターボチャージャ８の軸受から潤滑油が吸い出されてしまう問題があり、このような潤滑油の吸い出しが長期間に亘り繰り返されることで低圧段コンプレッサ７及び高圧段コンプレッサ３（吸気系路の上流側での潤滑油の漏出が下流側のコンプレッサにも影響するため）の翼車にコーキングを招いたり、その性能や信頼性を損なう虞れがあった。
【０００７】
更に補足して説明すれば、図４にグラフで示す通り、アクセルを踏み込んでアクセル開度を急激に上げると、これに追従してエンジンの回転数が上昇する結果、エンジン駆動によるオイルポンプの回転数も上がり、潤滑油の給油圧も直ぐに追従して上昇してくるが、低圧段コンプレッサ７によるブースト圧の上昇はターボラグにより少し遅れて上昇してくるため、高圧段コンプレッサ３の先行回転により低圧段コンプレッサ７側のブースト圧が負圧となった時点で既に給油圧は十分に高くなっており、低圧段ターボチャージャ８の軸受から低圧段コンプレッサ７側へ吸い出され易い条件が整ってしまうことになる。
【０００８】
尚、低圧段コンプレッサ７の軸受には、該軸受から低圧段コンプレッサ７側への潤滑油の漏出を防止するシールリング（図示せず）が備えられているが、この種のシールリングは、通常の過給運転時における低圧段コンプレッサ７側からの正圧の作用によりシール機能を発揮するようになっているため、低圧段コンプレッサ７側のハウジング内が負圧になると、シールリングの機能が低下してしまう虞れがあった。
【０００９】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、加速時に各段のコンプレッサ相互間の吸気系路内が負圧となることによるターボチャージャの軸受からの潤滑油の吸い出しを防ぎ得るようにした多段過給システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、複数段のターボチャージャから成る多段過給システムにおいて、各段のターボチャージャのコンプレッサ相互間を繋ぐ吸気系路に、該吸気系路内が負圧になった時にのみ開いて前記吸気系路を大気開放するチェックバルブを設けたことを特徴とする多段過給システム、に係るものである。
【００１１】
而して、このようにすれば、信号待ちの停車状態から急発進する場合等の如き変化率の大きな加速が行われた際に、排気系路の上流側のタービンから順に回転が高まることで各段のコンプレッサ相互間を繋ぐ吸気系路の圧力が低下しても、該吸気系路内に負圧が生じるや否やチェックバルブが開いて大気開放されることになる。
【００１２】
この結果、排気系路の上流側から二段目以降のターボチャージャの軸受から潤滑油が吸い出されることが防止され、このような潤滑油の吸い出しが長期間に亘り繰り返されることで各段のターボチャージャのコンプレッサの翼車にコーキングを招いたり、その性能や信頼性を損なったりする虞れを解消することが可能となる。
【００１３】
尚、通常の過給運転時にあっては、各段のコンプレッサ相互間を繋ぐ吸気系路内は全て正圧となるため、チェックバルブが閉じてブースト圧が確実に保持されることになり、圧力抜け等による過給効率の低下が起こる心配はない。
【００１４】
また、本発明においては、エンジンから直に送出される排気によって高圧段タービンを作動させ且つ高圧段コンプレッサで圧縮した吸気をエンジンへ送給する高圧段ターボチャージャと、該高圧段ターボチャージャの高圧段タービンから送出される排気によって低圧段タービンを作動させ且つ低圧段コンプレッサで圧縮した吸気を前記高圧段コンプレッサへ送給する低圧段ターボチャージャとにより二段で構成され、高圧段コンプレッサの入口から低圧段コンプレッサの出口までの間を繋ぐ吸気系路にチェックバルブが設けられていても良い。
【発明の効果】
【００１５】
上記した本発明の多段過給システムによれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００１６】
（Ｉ）加速時に各段のコンプレッサ相互間を繋ぐ吸気系路の圧力が低下しても、該吸気系路のチェックバルブが開いて前記吸気系路が大気開放され、各段のコンプレッサ相互間の吸気系路内が負圧となることを確実に回避できるので、排気系路の上流側から二段目以降のターボチャージャの軸受から潤滑油が吸い出されることを防止でき、このような潤滑油の吸い出しが長期間に亘り繰り返されることを要因として、各段のターボチャージャのコンプレッサの翼車にコーキングを招いたり、その性能や信頼性を損なったりする虞れを解消することができる。
【００１７】
（ＩＩ）各段のターボチャージャのコンプレッサ相互間を繋ぐ吸気系路にチェックバルブを新たに追加装備するだけで実施することができるので、その実施コストを安価に抑制することができ、既存設備の改造も大幅なコストアップを伴うことなく実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。
【図２】本形態例におけるブースト圧と潤滑油の給油圧との関係を示すグラフである。
【図３】従来例を示す概略図である。
【図４】従来例におけるブースト圧と潤滑油の給油圧との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
図１及び図２は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図３と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００２１】
本形態例においては、前述した図３の従来例の場合と同様に、エンジンの排気マニホールド１から送出される排気Ｇにより高圧段タービン２を作動させ且つ高圧段コンプレッサ３で圧縮した吸気Ａをインタークーラ４を介し図示しないエンジンの吸気マニホールドへ送給する高圧段ターボチャージャ５と、該高圧段ターボチャージャ５の高圧段タービン２から送出される排気Ｇにより低圧段タービン６を作動させ且つ低圧段コンプレッサ７で圧縮した吸気Ａを前記高圧段コンプレッサ３へ送給する低圧段ターボチャージャ８とにより二段式の過給システムが構成されているが、高圧段コンプレッサ３の入口から低圧段コンプレッサ７の出口までの間を繋ぐ吸気系路１０の途中に、該吸気系路１０内が負圧になった時にのみ開いて前記吸気系路１０を大気開放するチェックバルブ１１を設けた点を特徴としている。
【００２２】
而して、このようにすれば、信号待ちの停車状態から急発進する場合等の如き変化率の大きな加速が行われた際に、エンジンの排気マニホールド１からの排気Ｇが最初に導入される高圧段タービン２が低圧段タービン６より先に回転し、これにより低圧段コンプレッサ７が高圧段コンプレッサ３より遅れて回転することで、高圧段コンプレッサ３の入口から低圧段コンプレッサ７の出口までの間を繋ぐ吸気系路１０の圧力が低下しても、該吸気系路１０内に負圧が生じるや否やチェックバルブ１１が開いて大気開放されることになる。
【００２３】
即ち、図２にグラフで示す如く、アクセルが踏み込まれてアクセル開度が急激に上げられても、これに追従するエンジンの回転数や給油圧の上昇に遅れて上昇するブースト圧が加速直後に負圧に落ち込むことがなくなる。
【００２４】
この結果、低圧段ターボチャージャ８（排気系路の上流側から二段目のターボチャージャ）の軸受から潤滑油が吸い出されることが防止され、このような潤滑油の吸い出しが長期間に亘り繰り返されることで低圧段コンプレッサ７及び高圧段コンプレッサ３（吸気系路の上流側での潤滑油の漏出が下流側のコンプレッサにも影響するため）の翼車にコーキングを招いたり、その性能や信頼性を損なったりする虞れを解消することが可能となる。
【００２５】
尚、通常の過給運転時にあっては、高圧段コンプレッサ３の入口から低圧段コンプレッサ７の出口までの間を繋ぐ吸気系路１０内は全て正圧となるため、チェックバルブ１１が閉じてブースト圧が確実に保持されることになり、圧力抜け等による過給効率の低下が起こる心配はない。
【００２６】
従って、上記形態例によれば、加速時に高圧段コンプレッサ３の入口から低圧段コンプレッサ７の出口までの間を繋ぐ吸気系路１０（各段のコンプレッサ相互間を繋ぐ吸気系路）の圧力が低下しても、該吸気系路１０のチェックバルブ１１が開いて前記吸気系路１０が大気開放され、前記吸気系路１０内が負圧となることを確実に回避できるので、低圧段ターボチャージャ８の軸受から潤滑油が吸い出されることを防止でき、このような潤滑油の吸い出しが長期間に亘り繰り返されることを要因として、低圧段コンプレッサ７及び高圧段コンプレッサ３の翼車にコーキングを招いたり、その性能や信頼性を損なったりする虞れを解消することができる。
【００２７】
また、高圧段コンプレッサ３の入口から低圧段コンプレッサ７の出口までの間を繋ぐ吸気系路１０にチェックバルブ１１を新たに追加装備するだけで実施することができるので、その実施コストを安価に抑制することができ、既存設備の改造も大幅なコストアップを伴うことなく実現することができる。
【００２８】
尚、本発明の多段過給システムは、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、高圧段ターボチャージャと低圧段ターボチャージャとから成る二段の構成とする以外に、三段以上のターボチャージャから成るものであっても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００２９】
２  高圧段タービン
３  高圧段コンプレッサ
５  高圧段ターボチャージャ
６  低圧段タービン
７  低圧段コンプレッサ
８  低圧段ターボチャージャ
１０  吸気系路
１１  チェックバルブ
Ａ  吸気
Ｇ  排気
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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