本發(fā)明涉及具有在上下方向上排列配置的多個增壓器的發(fā)動機的增壓裝置。

背景技術：

例如，如專利文獻1所記載的多級增壓裝置那樣，已知有具有多個增壓器的發(fā)動機的增壓裝置。對于多個增壓器的配置考慮各種方式，不過在重視減小設置面積的情況下，一般會在上下方向上排列多個增壓器。

專利文獻1：日本特開2012－140890號公報

增壓器具有轉軸、以及將該轉軸支承為旋轉自如的軸承，并朝軸承供給機油以便進行潤滑、冷卻。供給至軸承的機油經由設置于增壓器的下方的排泄管返回到油底殼，利用泵從油底殼朝增壓器再次供給機油，由此構成機油的循環(huán)路徑。

當如上述那樣在上下方向上排列多個增壓器時，上側的增壓器與下側的增壓器之間的空間會變得狹窄，存在由此致使設置于上側的增壓器的下方的排泄管的形狀、尺寸以及配置等受到限制，難以順暢地排出上側的增壓器的機油(提高機油排出性)的情況。另一方面，如果擴寬上側的增壓器與下側的增壓器之間的空間以便將排泄管適當地設置于上側的增壓器的下方，則增壓裝置的配置所需要的容積變大，搭載性惡化。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于在具有第1增壓器、以及配置于該第1增壓器的下方的第2增壓器的發(fā)動機的增壓裝置中，能夠不使增壓裝置的搭載性惡化地提高第1增壓器的機油排出性。

解決上述課題的發(fā)動機的增壓裝置具備：第1增壓器，在內部具有第1軸承以及經由該第1軸承的第1機油通路；以及第2增壓器，在內部具有第2軸承以及經由該第2軸承的第2機油通路，且配置于上述第1增壓器的下方，上述發(fā)動機的增壓裝置的特征在于，在上述第2增壓器的內部具有與上述第1機油通路連通的排泄通路，從上述第1機油通路排出的機油經由上述排泄通路從上述第2增壓器排出。

附圖說明

圖1是示意性地示出本實施方式所涉及的增壓裝置的結構的局部截面圖。

圖2是圖1的增壓裝置所具備的低速用渦輪增壓器的局部放大圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對本實施方式所涉及的增壓裝置進行說明。圖1所示的增壓裝置1構成為具有串聯(lián)(或者按順序)配置的多個增壓器10、20的多級增壓裝置。但是，本發(fā)明并不限定于具有串聯(lián)配置的多個增壓器的多級增壓裝置，也可以應用于具有并聯(lián)配置的多個增壓器的增壓裝置。

＜增壓裝置的結構＞

增壓裝置1相對于搭載于車輛的發(fā)動機100設置，具有主要當高速運轉時發(fā)揮功能的大容量的高速用渦輪增壓器10、以及主要當低速運轉時發(fā)揮功能的小容量的低速用渦輪增壓器20。高速用渦輪增壓器10以及低速用渦輪增壓器20在鉛垂方向(上下方向)上排列，在高速用渦輪增壓器10的下方配置低速用渦輪增壓器20。也就是說，高速用渦輪增壓器10相當于“第1增壓器”，低速用渦輪增壓器20相當于“第2增壓器”。

高速用渦輪增壓器10具有：借助排氣而旋轉驅動的渦輪11；壓縮進氣的壓縮機12；連結渦輪11與壓縮機12的轉軸13；將轉軸13支承為旋轉自如的軸承14(第1軸承)；以及收納這些機械要素11～14的殼體15。

殼體15由收納渦輪11的渦輪殼體部16、收納壓縮機12的壓縮機殼體部17、以及收納軸承14的圓筒狀的軸承殼體部18構成。軸承殼體部18位于殼體15的中央部分，渦輪殼體部16安裝于軸承殼體部18的一端(圖1的右側)，壓縮機殼體部17安裝于軸承殼體部18的另一端(圖1的左側)。

在渦輪殼體部16，在渦輪11的徑向外側形成有用于將排氣供給至渦輪11的環(huán)狀的供給部16a，并且，在渦輪11的軸向外側形成有用于排出被用來進行渦輪11的驅動的排氣的圓筒狀的排出部16b。此外，在壓縮機殼體部17，在壓縮機12的軸向外側形成有用于將進氣供給至壓縮機12的圓筒狀的供給部17a，并且在壓縮機12的徑向外側形成有用于排出由壓縮機12壓縮后的進氣的環(huán)狀的排出部17b。

低速用渦輪增壓器20也形成為與高速用渦輪增壓器10大致相同的結構。低速用渦輪增壓器20具有：借助排氣而旋轉驅動的渦輪21；壓縮進氣的壓縮機22；連結渦輪21與壓縮機22的轉軸23；將轉軸23支承為旋轉自如的軸承24(第2軸承)；以及收納這些機械要素21～24的殼體25。

殼體25由收納渦輪21的渦輪殼體部26、收納壓縮機22的壓縮機殼體部27、以及收納軸承24的圓筒狀的軸承殼體部28構成。軸承殼體部28位于殼體25的中央部分，渦輪殼體部26安裝于軸承殼體部28的一端(圖1的右側)，壓縮機殼體部27安裝于軸承殼體部28的另一端(圖1的左側)。

在渦輪殼體部26，在渦輪21的徑向外側形成有用于將排氣供給至渦輪21的環(huán)狀的供給部26a，并且在渦輪21的軸向外側形成有用于排出被用于進行渦輪21的驅動的排氣的圓筒狀的排出部26b。此外，在壓縮機殼體部27，在壓縮機22的軸向外側形成有用于將進氣供給至壓縮機22的圓筒狀的供給部27a，并且在壓縮機22的徑向外側形成有用于排出由壓縮機22壓縮后的進氣的環(huán)狀的排出部27b。

發(fā)動機100的進氣部與高速用渦輪增壓器10以及低速用渦輪增壓器20通過進氣路徑30連接。此外，發(fā)動機100的排氣部與高速用渦輪增壓器10以及低速用渦輪增壓器20通過排氣路徑40連接。

進氣路徑30具有第1進氣路徑31(圖1中用粗虛線圖示)、第2進氣路徑32(圖1中用粗虛線圖示)以及旁通進氣路徑33(圖1中用細虛線圖示)。第1進氣路徑31是連接高速用渦輪增壓器10的排出部17b與低速用渦輪增壓器20的供給部27a的路徑。第2進氣路徑32是連接低速用渦輪增壓器20的排出部27b與發(fā)動機100的進氣部的路徑。旁通進氣路徑33是從第1進氣路徑31分支并與第2進氣路徑32匯合，繞過低速用渦輪增壓器20的路徑。在旁通進氣路徑33設置有切換進氣的流通·非流通的進氣切換閥34。此外，在第2進氣路徑32中的相比與旁通進氣路徑33的匯合點靠下游側的位置設置有冷卻進氣的中間冷卻器35。

排氣路徑40具有第1排氣路徑41(圖1中用粗虛線圖示)、第2排氣路徑42(圖1中用粗虛線圖示)以及旁通排氣路徑43(圖1中用細虛線圖示)。第1排氣路徑41是連接發(fā)動機100的排氣部與低速用渦輪增壓器20的供給部26a的路徑。第2排氣路徑42是連接低速用渦輪增壓器20的排出部26b與高速用渦輪增壓器10的供給部16a的路徑。旁通排氣路徑43是從第1排氣路徑41分支并與第2排氣路徑42匯合，繞過低速用渦輪增壓器20的路徑。在旁通排氣路徑43設置有切換排氣的流通·非流通的排氣切換閥44。

＜增壓裝置的動作＞

在如以上那樣構成的增壓裝置1中，當低速運轉時，進氣切換閥34處于關閉狀態(tài)，并且排氣切換閥44處于關閉狀態(tài)。結果，來自發(fā)動機100的排氣不通過旁通排氣路徑43而流入低速用渦輪增壓器20，因此，借助排氣能量首先驅動低速用渦輪增壓器20，接著驅動高速用渦輪增壓器10。此外，由于旁通進氣路徑33閉塞，所以由高速用渦輪增壓器10加壓后的進氣由低速用渦輪增壓器20再次加壓。但是，由于高速用渦輪增壓器10為大容量，所以當低速運轉時由高速用渦輪增壓器10加壓進氣的程度非常低，主要利用低速用渦輪增壓器20進行進氣的加壓。

另一方面，當高速運轉時，進氣切換閥34處于打開狀態(tài)，并且排氣切換閥44處于打開狀態(tài)。結果，來自發(fā)動機100的排氣的大部分通過旁通排氣路徑43直接流入高速用渦輪增壓器10，因此，排氣能量主要被高速用渦輪增壓器10的驅動消耗。此外，旁通進氣路徑33敞開，因此，由高速用渦輪增壓器10加壓后的進氣的大部分在旁通進氣路徑33流動，直接供給至發(fā)動機100。由此，能夠抑制由高速用渦輪增壓器10加壓后的進氣流入小容量的低速用渦輪增壓器20，因壓力損失而致使壓力降低。

＜機油通路的結構＞

為了進行潤滑以及冷卻而需要朝分別設置于渦輪增壓器10、20的軸承14、24供給機油。因此，在渦輪增壓器10、20的殼體15、25(詳細來說為軸承殼體部18、28)以經由軸承14、24的方式分別形成機油通路19、29。

形成于高速用渦輪增壓器10的軸承殼體部18的機油通路19具有：將從未圖示的油底殼通過泵汲取的相比大氣壓為高壓的機油供給至軸承14的機油供給通路19a；以及從軸承14朝高速用渦輪增壓器10的外部排出機油的機油排出通路19b。通過泵汲取的相比大氣壓為高壓的機油在穿過軸承14時降低至接近大氣壓的壓力。同樣地，形成于低速用渦輪增壓器20的軸承殼體部28的機油通路29具有：將從未圖示的油底殼通過泵汲取的相比大氣壓為高壓的機油供給至軸承24的機油供給通路29a；以及從軸承24朝低速用渦輪增壓器20的外部排出機油的機油排出通路29b。通過泵汲取的相比大氣壓為高壓的機油在穿過軸承24時降低至接近大氣壓的壓力。

此處，對于兩個渦輪增壓器10、20中的配置于下側的低速用渦輪增壓器20而言，構成為從機油通路29(機油排出通路29b)排出的機油經由與機油通路29的出口連接的未圖示的排泄管最終返回到油底殼。但是，由于在高速用渦輪增壓器10與低速用渦輪增壓器20之間不存在充足的空間，所以難以處于機油排出性考慮而對于配置于上側的高速用渦輪增壓器10同樣地配置排泄管。

因此，在本實施方式中，使形成于高速用渦輪增壓器10的機油通路19的出口經由在兩渦輪增壓器10、20之間延伸的連通路50與形成于低速用渦輪增壓器20的排泄通路51的入口連通。如此一來，只要能夠在高速用渦輪增壓器10與低速用渦輪增壓器20之間確保連通路50，便無需配置高速用渦輪增壓器10用的排泄管，即便高速用渦輪增壓器10與低速用渦輪增壓器20之間的空間狹窄，也能夠提高高速用渦輪增壓器10的機油排出性。本實施方式的連通路50主要由沿鉛垂方向延伸的管等構成，連通路50的上端部與機油通路19的出口連接，連通路50的下端部與排泄通路51的入口連接。另外，本實施方式的連通路50并不限定于鉛垂方向，只要朝下方延伸即可。

對排泄通路51的詳細情況進行說明。排泄通路51形成于低速用渦輪增壓器20的殼體25(軸承殼體部28)。排泄通路51具有：連接連通路50的流入通路51a；與流入通路51a連通，以包圍軸承24的周圍的方式形成為大致環(huán)狀的環(huán)狀通路51b；以及連接環(huán)狀通路51b的下部與機油通路29(機油排出通路29b)的連接通路51c(參照圖2)。也就是說，排泄通路51與機油通路29分開地形成于低速用渦輪增壓器20的內部，在機油的流動方向上在相比軸承24靠下游側的位置與機油通路29(機油排出通路29b)匯合。另外，環(huán)狀通路51b內以及機油排出通路29b內的機油的壓力為接近大氣壓的壓力。

如圖2的局部放大圖所示，在排泄通路51的環(huán)狀通路51b的下部連接有沿大致水平方向形成的連接通路51c，不過該連接通路51c形成于比環(huán)狀通路51b的下端高的位置。由此，環(huán)狀通路51b中的相比連接通路51c靠下側的空間、更詳細來說環(huán)狀通路51b中的相比連接連接通路51c的部位靠下側的空間(圖2中用粗線包圍的部分)作為貯存部52發(fā)揮功能，即便當在發(fā)動機100停止的狀態(tài)下不進行機油的循環(huán)時，也能夠在貯存部52貯存機油。另外，連接通路51c只要將環(huán)狀通路51b與機油排出通路29b連通即可，并不限定于大致水平方向，也可以相對于上下方向傾斜地形成。

(效果)

在本實施方式的增壓裝置1中，在配置于高速用渦輪增壓器10(第1增壓器)的下方的低速用渦輪增壓器20(第2增壓器)的內部，形成有與形成于高速用渦輪增壓器10的內部的機油通路19(第1機油通路)連通的排泄通路51。排泄通路51位于相比機油通路19靠下方的位置，因此，從高速用渦輪增壓器10排出的機油經由排泄通路51順暢地從低速用渦輪增壓器20排出。此外，排泄通路51形成于低速用渦輪增壓器20的內部，因此，無需在高速用渦輪增壓器10與低速用渦輪增壓器20之間確保寬廣的空間。因而，不會使增壓裝置1的搭載性惡化，能夠提高高速用渦輪增壓器10的機油排出性。

此外，通過使從高速用渦輪增壓器10排出的機油在形成于低速用渦輪增壓器20的內部的排泄通路51流通，能夠將該機油作為冷卻介質加以利用。尤其地，如本實施方式那樣，通過將負載比較低的低速用渦輪增壓器20配置于下側，能夠相對地提高機油所帶來的冷卻效果。在機油所帶來的冷卻效果足夠高的情況下，也可以不朝低速用渦輪增壓器20供給以往為了冷卻而供給的冷卻水。在該情況下，能夠將以往作為冷卻水的供給路徑使用的通路作為排泄通路51加以利用。

此外，在本實施方式中，排泄通路51構成為在機油的流動方向上在相比軸承24(第2軸承)靠下游側的位置與機油通路29(第2機油通路)匯合。因此，從高速用渦輪增壓器10排出的機油經由排泄通路51從機油通路29朝低速用渦輪增壓器20的外部排出，因此無需另行設置與排泄通路51連接的排泄管。因此，能夠削減結構部件，并且能夠提高增壓裝置1的搭載性。

此外，在本實施方式中，在排泄通路51設置有能夠貯存機油的貯存部52。當發(fā)動機100的停止后的熄火停放期間(dead soak)，存在因排氣系所具有的熱導致軸承24等受到熱損傷的顧慮，但如果在貯存部52貯存機油，則能夠相應地增大排氣系的熱容量，能夠降低對軸承24等造成的熱的影響。

[其他實施方式]

本發(fā)明并不限定于上述實施方式，只要不脫離其主旨，便能夠將上述實施方式的要素適當組合或者施加各種變更。

例如，在上述實施方式中，作為第1增壓器設置高速用渦輪增壓器10，作為第2增壓器設置低速用渦輪增壓器20，但也可以將第1增壓器設為低速用渦輪增壓器，將第2增壓器設為高速用渦輪增壓器。

此外，在上述實施方式中，使排泄通路51在機油的流動方向上在相比軸承24靠下游側的位置與機油通路29匯合，即在機油排出通路29b匯合，不過也可以構成為使排泄通路51在軸承24的配設空間內與機油通路29匯合。不過，如果這樣做，則存在在排泄通路51流動的接近大氣壓的機油因轉軸23的旋轉而容易飛散，附著于渦輪21、壓縮機22而造成惡劣影響的顧慮。因而，如上述實施方式那樣，優(yōu)選使排泄通路51在相比軸承24靠下游側的位置與機油通路29匯合。另外，如果使排泄通路51在相比軸承24靠上流側與機油通路29匯合，即在機油供給通路29a匯合，則高壓的機油供給通路29a的機油會朝排泄通路51流出，致使朝軸承24供給的機油的油壓變低，因此如此構成并不理想。

此外，原本就不需要使排泄通路51與機油通路29匯合。也可以分別設置與排泄通路51連接的排泄管、與機油通路29連接的排泄管，分別經由不同的路徑到達油底殼?；蛘?，也可以在低速用渦輪增壓器20的外部，使與排泄通路51連接的排泄管和與機油通路29連接的排泄管匯合。

此外，在上述實施方式中，使形成于高速用渦輪增壓器10的機油通路19與形成于低速用渦輪增壓器20的排泄通路51經由連通路50連通。也可以取而代之，將機油通路19的出口與排泄通路51的入口直接連接。