JPH0223692B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0223692B2 JPH0223692B2 JP55129831A JP12983180A JPH0223692B2 JP H0223692 B2 JPH0223692 B2 JP H0223692B2 JP 55129831 A JP55129831 A JP 55129831A JP 12983180 A JP12983180 A JP 12983180A JP H0223692 B2 JPH0223692 B2 JP H0223692B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compressed air
- turbine
- air
- exhaust
- blowing
- Prior art date
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は排気タービン過給機付内燃機関の加速
時特性を改良した圧縮空気吹込装置に関する。
時特性を改良した圧縮空気吹込装置に関する。
排気タービン過給機は機関の排気ガスでタービ
ンを駆動し、該タービン軸に連結されたコンプレ
ツサによつて給気を過給するものとなつている。
ンを駆動し、該タービン軸に連結されたコンプレ
ツサによつて給気を過給するものとなつている。
このため、機関に急に負荷が加わり、加速しよ
うとしても、排気ガス量がそれに応答してすぐに
上昇しないので、機関回転数が低下するなど加速
特性が良くないものとなつていた。
うとしても、排気ガス量がそれに応答してすぐに
上昇しないので、機関回転数が低下するなど加速
特性が良くないものとなつていた。
上記欠点を改良するものとして、機関の加速時
に給気系又は排気系のどちらか一方に圧縮空気を
吹き込む装置も公知である。
に給気系又は排気系のどちらか一方に圧縮空気を
吹き込む装置も公知である。
第１図を参照して、機関加速検出装置１の信号
を受けて圧縮空気の吹込みノズル２に設けられた
弁３を開閉する。吹込みノズル２は給気系のコン
プレツサ４の位置よりも後流の給気通路５に配置
され、機関の加速時に該給気通路５に圧縮空気を
吹き込む。
を受けて圧縮空気の吹込みノズル２に設けられた
弁３を開閉する。吹込みノズル２は給気系のコン
プレツサ４の位置よりも後流の給気通路５に配置
され、機関の加速時に該給気通路５に圧縮空気を
吹き込む。
第２図を参照して、圧縮空気の吹込ノズル６は
排気系のタービン７よりも上流の排気通路８に配
置され、加速検出装置９の信号により加速時に排
気通路８に圧縮空気を吹き込む。
排気系のタービン７よりも上流の排気通路８に配
置され、加速検出装置９の信号により加速時に排
気通路８に圧縮空気を吹き込む。
上記第１，２図に示す圧縮空気の吹込装置はい
ずれも公知のものであるが、次のような欠点を有
する。
ずれも公知のものであるが、次のような欠点を有
する。
機関の加速時にはそれに応答する排気ガス量が
急速に得られないので、そのかわりとして圧縮空
気を使用する。
急速に得られないので、そのかわりとして圧縮空
気を使用する。
したがつて、必要な圧縮空気の量はその加速状
態により定められるわけであるが、一個所に大量
に吹き込むとその効率が低下する傾向にある。
態により定められるわけであるが、一個所に大量
に吹き込むとその効率が低下する傾向にある。
第３図は縦軸に圧縮空気の吹き込みによる出力
アツプの効率（η）を示し、横軸は圧縮空気の吹
込み量（又は圧力）を示す。
アツプの効率（η）を示し、横軸は圧縮空気の吹
込み量（又は圧力）を示す。
特性曲線は吹込み量の比較的少ないＴで最高効
率となり、そこを頂点として左右方向に減少す
る。
率となり、そこを頂点として左右方向に減少す
る。
したがつて、Ｔを含む所定範囲（Ｒ−R′）で
吹込み量を選ぶのが最も望ましいが、通常の機関
における加速状態はＴを越えた点が多い。
吹込み量を選ぶのが最も望ましいが、通常の機関
における加速状態はＴを越えた点が多い。
上記特性は、圧縮空気の吹込みが給気系の場合
も、排気系の場合もほとんど同様である。
も、排気系の場合もほとんど同様である。
今、給気系又は排気系のうち一個所だけに圧縮
空気を吹き込んだとすると、図のＵの吹き込み量
となり効率はＶとなる。このＶの値は最高効率の
Ｍと比べると相当に低い値となる。
空気を吹き込んだとすると、図のＵの吹き込み量
となり効率はＶとなる。このＶの値は最高効率の
Ｍと比べると相当に低い値となる。
そこで、本発明の目的は、上記欠点を改良し、
圧縮空気の吹込み効率を向上させ、圧縮空気の貯
蔵タンクを小型化し、又は圧縮空気圧を低下させ
た加速補助装置を提供せんとするにある。
圧縮空気の吹込み効率を向上させ、圧縮空気の貯
蔵タンクを小型化し、又は圧縮空気圧を低下させ
た加速補助装置を提供せんとするにある。
以下、本発明の装置を詳細に説明する。
前述の第３図に戻つて、圧縮空気の吹込み量は
少ない方が効率はよいが、それでは必要空気量に
満たない。
少ない方が効率はよいが、それでは必要空気量に
満たない。
そこで、必要空気量Ｕを給気系と排気系の２個
所へ分割して吹き込む。
所へ分割して吹き込む。
すなわち、給気系へ１／2U、排気系へ１／2U
ずつ吹き込む訳である。
ずつ吹き込む訳である。
すると、吹込みによる効率はＮとなり、この値
は少なくともＶよりも大巾によくなる。
は少なくともＶよりも大巾によくなる。
上記の場合、給気系と排気系の効率特性は必ら
ずしも全く一致するものではないので、吹込み量
を丁度１／２とするとは限らない。
ずしも全く一致するものではないので、吹込み量
を丁度１／２とするとは限らない。
上述の理由により本発明は機関の加速時に給気
系と排気系の両者に圧縮空気を吹込む構成とする
ものである。
系と排気系の両者に圧縮空気を吹込む構成とする
ものである。
第４図は本発明の一実施例になる装置を示すも
のである。
のである。
機関１１は排気タービン過給機１２を有し、該
排気タービン過給機１２はコンプレツサ１３及び
タービン１４とからなつている。
排気タービン過給機１２はコンプレツサ１３及び
タービン１４とからなつている。
給気はコンプレツサ１３の上流に位置する給気
通路１５1を通つてコンプレツサ１３へ入りコン
プレツサ１３の後流の給気通路１５2を通つて給
気マニホルド１６へ導入される。機関１１からの
排気は、排気マニホルド１７を介してタービン上
流の排気通路１８1へ導かれ、タービン１４を駆
動して後、タービン後流の排気通路１８2へ排気
される。
通路１５1を通つてコンプレツサ１３へ入りコン
プレツサ１３の後流の給気通路１５2を通つて給
気マニホルド１６へ導入される。機関１１からの
排気は、排気マニホルド１７を介してタービン上
流の排気通路１８1へ導かれ、タービン１４を駆
動して後、タービン後流の排気通路１８2へ排気
される。
機関の回転数、負荷等を検知して加速状態を検
出する検出装置１９が設けられ、該検出装置１９
からの信号は圧縮空気の吹込装置の開閉弁２０に
与えられる。
出する検出装置１９が設けられ、該検出装置１９
からの信号は圧縮空気の吹込装置の開閉弁２０に
与えられる。
圧縮空気の吹込装置は圧縮空気を貯蔵するタン
ク２１、弁２０及び吹込みノズル２２，２３から
なつている。
ク２１、弁２０及び吹込みノズル２２，２３から
なつている。
吹込みノズル２２は給気通路１５2に開口され、
下流へ向けて圧縮空気を吹込む。給気通路１５2
には、さらに、吹込みノズル２２の先端に対向し
て内径がラツパ状の筒体２４が設けられている。
筒体２４は、第５図に示す如く入口側に半径方向
外側に小さく開く拡開部２４1を有し、開口面積
の最も狭いのど部２４2該のど部２４2よりも下流
側の末広部２４3とからなり、吹込みノズルは拡
開部２４1に臨ませられて配置されている。
下流へ向けて圧縮空気を吹込む。給気通路１５2
には、さらに、吹込みノズル２２の先端に対向し
て内径がラツパ状の筒体２４が設けられている。
筒体２４は、第５図に示す如く入口側に半径方向
外側に小さく開く拡開部２４1を有し、開口面積
の最も狭いのど部２４2該のど部２４2よりも下流
側の末広部２４3とからなり、吹込みノズルは拡
開部２４1に臨ませられて配置されている。
吹込みノズル２３は、第６図に示す如くタービ
ン１４のケーシング２５に設けられ、排気ガス流
入室２６内を挿通して直接ブレード２７に向けら
れている。この吹込みノズル２３は、図示のほか
排気ガス流入室２６を軸方向に２室に分割する仕
切壁２８内に設けてもよい。
ン１４のケーシング２５に設けられ、排気ガス流
入室２６内を挿通して直接ブレード２７に向けら
れている。この吹込みノズル２３は、図示のほか
排気ガス流入室２６を軸方向に２室に分割する仕
切壁２８内に設けてもよい。
本発明は上記の如く構成されているので、機関
が加速時になると、検出装置１９でこれを検出
し、該検出装置１９からの信号によつて弁２０が
開く。すると、吹込ノズル２２から給気通路１５
２へ、吹込みノズル２３からタービン１４のブレ
ードに夫々圧縮空気が吹き込まれ、又は吹き付け
られる。
が加速時になると、検出装置１９でこれを検出
し、該検出装置１９からの信号によつて弁２０が
開く。すると、吹込ノズル２２から給気通路１５
２へ、吹込みノズル２３からタービン１４のブレ
ードに夫々圧縮空気が吹き込まれ、又は吹き付け
られる。
吹込みノズル２２から給気通路１５2へ吹き込
まれる場合、第５図の吹き込み空気流Ｊが回りの
空気をＥの如く吸い込み、丁度ここにエゼクタ効
果が生ずる。このため、吹込みノズル２２よりも
上流の給気圧が低下し、コンプレツサ１３による
過給度が単純な吹き込みよりも向上する。又、筒
体の末広部２４3は吹き込まれた空気流の速度エ
ネルギを効率よく静圧に変換するため、圧縮空気
の利用効率を尚一層向上させる。
まれる場合、第５図の吹き込み空気流Ｊが回りの
空気をＥの如く吸い込み、丁度ここにエゼクタ効
果が生ずる。このため、吹込みノズル２２よりも
上流の給気圧が低下し、コンプレツサ１３による
過給度が単純な吹き込みよりも向上する。又、筒
体の末広部２４3は吹き込まれた空気流の速度エ
ネルギを効率よく静圧に変換するため、圧縮空気
の利用効率を尚一層向上させる。
又、吹込みノズル２３によつてタービン１４の
ブレード２７に直接圧縮空気を吹き付けるもので
は、圧縮空気の持つエネルギを一旦速度エネルギ
に変えて直接タービン１４の回転エネルギに変換
するため、利用効率がタービン１４の上流に吹き
込むものと比べて極めて高い。さらにタービン１
４の上流に吹き込むものでは、排気通路内圧力を
高めるため、機関の排圧が高まり、機関効率を阻
害する恐れもある。これに対し、本発明ではター
ビンブレードに吹き付けるので、この欠点がな
い。
ブレード２７に直接圧縮空気を吹き付けるもので
は、圧縮空気の持つエネルギを一旦速度エネルギ
に変えて直接タービン１４の回転エネルギに変換
するため、利用効率がタービン１４の上流に吹き
込むものと比べて極めて高い。さらにタービン１
４の上流に吹き込むものでは、排気通路内圧力を
高めるため、機関の排圧が高まり、機関効率を阻
害する恐れもある。これに対し、本発明ではター
ビンブレードに吹き付けるので、この欠点がな
い。
以上のとおり、本発明によると、加速時の空気
吹込み効率を著しく向上させるので、圧縮空気の
吹込み量の低減をはかることができる。
吹込み効率を著しく向上させるので、圧縮空気の
吹込み量の低減をはかることができる。
又、圧縮空気はタンク内に貯蔵されているので
タンクの小型化を達成しうるものとなり、殊に車
輛用の機関に適したものとなる。
タンクの小型化を達成しうるものとなり、殊に車
輛用の機関に適したものとなる。
さらに、圧縮空気圧を低減しうるので、圧縮空
気吹込み装置の簡素化もはかることができる。
気吹込み装置の簡素化もはかることができる。
第１，２図は公知の加速時補助装置の一例を示
す図、第３図は圧縮空気の吹込み特性を示す線
図、第４図は本発明の一実施例を示す系統図であ
る。第５図は本発明の給気系吹込みの一実施例を
示す断面図、第６図は本発明の排気系吹込みの一
実施例を示す断面図である。
す図、第３図は圧縮空気の吹込み特性を示す線
図、第４図は本発明の一実施例を示す系統図であ
る。第５図は本発明の給気系吹込みの一実施例を
示す断面図、第６図は本発明の排気系吹込みの一
実施例を示す断面図である。
Claims (1)
- １ 排気ガスでタービンを駆動し、該タービンに
よつてコンプレツサを駆動して給気を過給する排
気タービン過給機付内燃機関において、機関の加
速を検知して給気系と排気系の両者に圧縮空気を
吸い込む加速時補助装置であつて、排気系に圧縮
空気を吸い込むノズルがタービンブレードに圧縮
空気を直接吹き付ける如くタービンのケーシング
に設けられ、給気系に圧縮空気を吸い込むノズル
がコンプレツサの下流の給気通路に設けられ、該
ノズルの先端に内径がラツパ状の筒体を対向設置
し、ノズルから該筒状に吹き込まれた空気流によ
り給気通路内の給気の一部が筒体内に吸い込まれ
るエゼクタを構成することを特徴とする排気ター
ビン過給機付内燃機関における加速時補助装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55129831A JPS5756623A (en) | 1980-09-18 | 1980-09-18 | Acceleration time auxiliary device in internal combustion engine with exhaust gas turbine supercharger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55129831A JPS5756623A (en) | 1980-09-18 | 1980-09-18 | Acceleration time auxiliary device in internal combustion engine with exhaust gas turbine supercharger |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5756623A JPS5756623A (en) | 1982-04-05 |
| JPH0223692B2 true JPH0223692B2 (ja) | 1990-05-25 |
Family
ID=15019301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55129831A Granted JPS5756623A (en) | 1980-09-18 | 1980-09-18 | Acceleration time auxiliary device in internal combustion engine with exhaust gas turbine supercharger |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5756623A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5952134U (ja) * | 1982-09-30 | 1984-04-05 | 株式会社新潟鐵工所 | 排気タ−ビン加速装置 |
| DE3906312C1 (ja) * | 1989-02-28 | 1989-12-21 | Man Nutzfahrzeuge Ag, 8000 Muenchen, De | |
| US7076952B1 (en) | 2005-01-02 | 2006-07-18 | Jan Vetrovec | Supercharged internal combustion engine |
| US7685819B2 (en) | 2006-03-27 | 2010-03-30 | Aqwest Llc | Turbocharged internal combustion engine system |
| DE102007059145A1 (de) * | 2007-12-07 | 2009-06-10 | Deutz Ag | Dynamischer Booster |
| GB2523855B (en) * | 2014-03-07 | 2020-04-01 | Cummins Ltd | Turbomachine arrangement |
| GB2552482A (en) * | 2016-07-25 | 2018-01-31 | Jaguar Land Rover Ltd | Direct injection of gas into a turbine volute |
| IT202000000991A1 (it) | 2020-01-20 | 2021-07-20 | Fpt Ind Spa | Impianto motore di veicolo provvisto di un turbocompressore di sovralimentazione, e metodo di controllo per comandare tale impianto motore |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53110708A (en) * | 1977-03-10 | 1978-09-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Internal combustion engine |
| JPS5557621A (en) * | 1978-10-24 | 1980-04-28 | Sanzou Okuda | Rapid-acceleration auxiliary device of supercharger utilizing exhaust gas |
-
1980
- 1980-09-18 JP JP55129831A patent/JPS5756623A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5756623A (en) | 1982-04-05 |
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