[发明专利]二级增压式排气涡轮增压器

说明书

技术领域

本发明涉及一种二级增压式排气涡轮增压器，将高压级增压器和低压 级增压器串联地配置在废气的流路上，并利用废气控制阀切换控制所述高 压级增压器的废气流路和低压级增压器的废气流路的流量，其中，高压级 增压器由自发动机的排气岐管排出的废气驱动，低压级增压器由驱动该高 压级增压器后的废气驱动。

背景技术

近年来，在车辆用柴油发动机中已采用了二级增压式排气涡轮增压器， 其构成为将高压级增压器和低压级增压器串联地配置在废气的流路上，对 利用所述低压级增压器的低压压缩机进行了第一级加压的进气，利用所述 高压级增压器的高压压缩机进行第二级加压，并供给到发动机，其中，高 压级增压器具有由自发动机排出的废气驱动的高压涡轮机，低压级增压器 具有由驱动该高压级增压器后的废气驱动的低压涡轮机。

在具有该多级增压式排气涡轮增压器的发动机中，在发动机的中等速 度运转区域、低速度运转区域，使高压级增压器及低压级增压器双方工作 而进行二级增压，由此，有利于提高发动机的低速扭矩和过渡特性。另外， 在发动机的高速度运转区域，使废气绕过高压级增压器而进行低压级增压 器的一级增压，由此，可以使用更高的压缩机效率，从而实现匹配自由度 高的稳定运转。

图6是该二级增压式排气涡轮增压器的工作说明图。

在图6中，附图标记1是具有高压涡轮机1a和与该高压涡轮机1a同 轴驱动的高压压缩机1b的高压级增压器，附图标记2是具有低压涡轮机2a 和与该低压涡轮机2a同轴驱动的低压压缩机2b的低压级增压器。

来自发动机的气缸100的废气汇聚于排气岐管103，并通过排气管4 被送入到高压级增压器1的高压涡轮机1a，一部分废气通过排气控制阀5 并流过排气管6及排气管10被送入到低压级增压器2的低压涡轮机2a。

这里，在所述图6的Y部表示的废气控制阀5被设于所述高压级增压 器1和低压级增压器2之间，通过控制其开度，调整高压级增压器1的废 气量和绕过该高压级增压器1并输送到低压级增压器2的低压涡轮机2a的 废气量之间的关系。即，来自所述高压级增压器1的高压涡轮机1a的排出 气体流过排气管8，并与利用所述废气控制阀5进行流量调整后的排出气体 在排气管9混合后，流过排气管10被送入到低压级增压器2的低压涡轮机 2a。

在所述低压级增压器2中，低压压缩机2b利用低压涡轮机2a被同轴 驱动，并对来自空气冷却器2c的空气进行加压，该加压后的空气通过进气 管21、进气吸入管18被供给到所述高压级增压器1的高压压缩机1b。

在所述高压级增压器1中，高压压缩机1b利用高压涡轮机1a被同轴 驱动，经由进气管20、中间冷却器21、进气管22，将空气自进气岐管101 供给到发动机的气缸100。

在此，压缩机旁通阀装置05设于所述高压压缩机1b的旁通管17，并 控制绕过所述高压压缩机1b的空气的量。

另外，废气旁通阀12设于低压涡轮机2a的旁通管11，并控制绕过所 述低压涡轮机2a的废气量。

图4是该二级增压式排气涡轮增压器的主要部分结构说明图。

在图4中，高压级增压器1具有高压涡轮机1a和与该高压涡轮机1a 同轴驱动的高压压缩机1b。低压级增压器2具有低压涡轮机2a和与该低压 涡轮机2a同轴驱动的低压压缩机2b。

所述高压涡轮机1a的出口利用接合面11a与低压连接外壳12螺栓结 合，并通过该低压连接外壳12与所述低压级增压器2的低压气体入口通路 2s连接。

另外，来自所述低压级增压器2的低压压缩机2b的压缩空气，经由进 气连接配管21及高压压缩机罩9，被吸入到高压级增压器1的高压压缩机 1b。在此，如前所述，压缩机旁通阀装置05设于所述高压压缩机1b的旁 通管17，并控制绕过所述高压压缩机1b自空气排出管8排出的空气的量。

图5(A)是图4所示的二级增压式排气涡轮增压器的排气岐管部及低 压连接部的结构图，图5(B)是图5(A)的Z-Z剖面图；

在图5中，附图标记200是排气岐管部，对于其排气岐管103，由一体 的铸造件构成该排气岐管103和所述高压级增压器1的高压涡轮机1a的壳 体10。