JPH0367024A

JPH0367024A - 内燃機関

Info

Publication number: JPH0367024A
Application number: JP2202328A
Authority: JP
Inventors: Michael Sturm; ミヒャエル、シュトゥルム
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-07-28
Filing date: 1990-07-30
Publication date: 1991-03-22
Anticipated expiration: 2013-12-02
Also published as: JP2831448B2; DE4020854A1; DE4020854B4

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、内燃機関の排気ガスにより駆動されるタービ
ンを有し、このタービンが内燃機関の燃焼室の出口開口
に入口を介して接続され、タービンに駆動結合された軸
を駆動し、この軸が伝動装置および液体クラッチを介し
て駆動エネルギーを間接的あるいは直接的に内燃機関の
クランク軸に付与する内燃機関に関する。

〔従来の技術〕

米国特許第４５８６３３７号公報には、出力側において
、クラッチを介して種々の機械を駆動するために伝動装
置に駆動結合され、入力端において軸を介して排気ガス
ターボ過給機に駆動結合されている内燃機関が開示され
ている。この排気ガスターボ過給機には内燃機関の排気
ガス配管を介して排気ガスが供給され、この後には新鮮
空気を。

吸い込みこれを出燃機関の入口に導入する圧縮機が接続
されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

この公知の装置の場合、出力はタービン軸および伝動装
置を介してカム軸およびエンジン軸に戻されるので伝動
装置が切り離されている場合、存在するエネルギーポテ
ンシャルは入力端においてエンジン軸に導かれる。これ
によってエンジン回転数が不必要に増大される。

このために本発明の目的は、タービンの排気ガスエネル
ギーを、内燃機関の回転数が過大とならないように、内
燃機関ないし駆動装置に０（給することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、この目的は、エンジンを介して駆動さ
れクラッチに後置して接続された伝動装置が液体クラッ
チを介して内燃機関の出力軸に駆動結合されていること
によって遠戚される。

このことによって、クラッチが開いている場合の駆動ポ
テンシャルは無駄にされず、クラッチの駆動系に後置し
て接続された伝動装置ないし採用すべきランチに作用す
るが、内燃機関の入力軸には作用しなくなり、従ってエ
ンジン回転数が不必要に高められることがなくなる。

本発明に基づく有利な実施態様に基づいて、内燃機関の
クランク軸は切換自在なクラッチを介して駆動軸に、ま
た、この駆動軸を介して液体クラッチに駆動結合され、
そのタービンを介して駆動される軸はクラッチに後置し
て接続された駆動軸に伝動装置を介して接続される。

さらに、クラッチに後置して接続された駆動軸が間接的
あるいは直接的にランナ軸に駆動結合されていると有利
である。本発明に基づく装置において、タービンで駆動
される軸が間接的あるいは直接的に別の機械を駆動する
と特に有利である。

また、内燃機関の排気ガスエネルギーの代わりに、補助
エネルギーとして独立したエネルギー源、例えば補助機
械が採用され、この補助機械がガスタービンあるいはエ
ンジンとして形成され、その出口配管が西燃機関のクラ
ッチの後部で軸に導かれていることが特に有利である。

本発明の別の実施態様では、液体クラッチの出力部分が
フランジを介して、出燃機関の出力軸に固着されている
。

また、タービン軸を駆動するために内燃機関の排気ガス
が、制御要素を介して制御される。この制御要素が１つ
の入口開口と複数の出口開口とを持ったハウジングから
なり、その入口開口が燃焼室に、出口開口がタービンな
いしマフラに、制御要素ハウジング内におけるスライダ
の位置に関連して接続されることが有利である。

本発明に話づく別の失施態様では、流体クラッチが電磁
うず流継手によって置き換えられる。さらにまた、制御
要素が切換レバーの位置に関連して、液圧式、空気圧式
、電気式あるいは機械式に調整されると有利である。

〔実施例〕

以下図面に示した実施例を参照して本発明の内燃機関を
詳細に説明する。

図面において１０は内燃機関である。内燃機関１０はこ
れにフランジ結合された伝動装置１３（第２図参照）に
クラッチ１１を介して接続されている。内燃機関１０は
図示していない燃焼室を有し、その出口開口２１には曲
管２２が配置されている。曲管２２は入口配管２３およ
び入口開口４３を介して制御要素ないし制御ロッド４９
の／＼ウジング３つに接続されている（第４図参照）。

ハウジング３つは第１のハウジング半部４４と第２のハ
ウジング半部４４′からなり、その中に貫通孔４８付き
のスライダ４５が調整口７Ｅに支持されている。そのス
ライダ４５は制御要素４９によって少なくとも３つの位
置に変位調整できる。

各位置においては、制御要素４つは係旧要素５０によっ
て固定される。係止要素５０はスライダ４５の外側面と
ハウジング３つの内側面との間で有効に作用する。

第４図に示した軸方向に２１１整自在なスライダ４５の
代わりに、別の実施例（第１２図から第１５図参照）に
基づいて、回転弁３４０をｌ＼ウジング３９′内に回転
自在に支持することができる。

回転弁３４０はハウジング３９′内において制御要素３
１７を形成している。回転弁３４０はレバー３２４、ヒ
ンジピン３２３、ロッド３２１およびヒンジピン３２２
を介して、電動機３２０の調整ピストン３１８によって
所望の位置に調整できるロッド３２１に結合されている
。また、電動機３２０は電源３１９に接続されている。

レバー３２４には復帰ばね３００が接続されている。復
帰ばね３００は、その反対側端がばね受け３０１に固定
され、回転弁３４０をその出発位置に引き戻している。

回転弁３４０を持つノ＼ウジング３９′は第４図におけ
るスライダ４５と同じように作用するので、以下に第４
図における実施例と叉なった作用についてのみ説明する
。

内燃機関１０から出る排気ガスは、ハウジング３つに設
けられた出口開口４６，４７．１４８およびこれに接続
された出口配管２５．２６　（第４図参照）を介して、
タービンランナ８２を有するタービン８１の入口配管２
７に接続されている。

タービン８１は出口接続短管１９２および出口配管２８
を介してマフラ２９に接続されている。

そのためにハウジング３９西にスライダ４５が設けられ
ており、このスライダ４５は、第１の位置において出口
開口４６．４７ないし１４８を入口配管２３に接続する
か、あるいはこれらを入口配管２３から遮断する貫通孔
４８を有している。

入口配管２３は内燃機関１０の曲管２２に接続されてい
る。

曲管２２は、さらに、マフラ２９に接続されているバイ
パス配管２４にバイパス弁３３（第１図参照）を介して
接続されている。このバイパス弁３３は弁体３５によっ
て形成されている。マフラ２９内に導入された排気ガス
はマフラ配管３０を通して系外に排出される。

第４図から分かるように、スライダ４５の貫通孔４８は
出口開口２５と一致している。この位置は、排気ガスが
利用されずに系外に排出される中立位置に相応している
。

第４図に示したハウジング３つは、ボルト２８１を介し
て分離白花に互いに結合されている２９のハウジング半
部４４，４４’からなっている。

そのためにハウジング半部４４，４４’の外周面に対向
して位置する２９のフランジ１８１が設けられており、
これらのフランジ１８１にボルト２８１が差し込まれる
。

さらに第４図から分かるように、スライダ４５は直立ロ
ッド４９を有しており、このロッド４９には調整ロッド
５３（第１図参照）が接続されている。この調節ロッド
５３は、さらに、２！Ｊ整レバー５１に接続されており
、この調整レバー５１によってスライダ４５は、排気ガ
スをタービン８１あるいはマフラ２９のいずれかに導く
ために、所望の位置に置かれる。

第８図から分るように、２Ｉ！１レバー５１は案内フレ
ーム５２内に移動自在に受けられている。案内フレーム
５２はスライダ５４の上に自由に動けるように置かれて
おり、スライダ５４は調整レバー５１に固着されている
。これによって、伝動装置１３を各変速段群に調整する
ために′：Ｊ！Ｊ整レバー５１を切り換えることを可能
にする遊び係合が得られる。そのために５！Ｊ整レバー
５１はガイド５５（第１図参照）で受けられており、伝
動装置１３を各切換位置に調整するために使用される。

第２図から分るように、タービン８１（第１図参照）は
、タービンランナ８２に結合され液体クラッチ６１のハ
ウジング１９３に導入されている軸８３を駆動する。こ
のハウジング１９３はフランジ１６１およびボルト７０
を介して伝動装置１３の壁１４に着脱自在に結合されて
いる。

ハウジング１９３内にある輔８３の端部には歯車９３が
配置され、この歯車９３は内燃機関１０の出力軸に配置
されているｍ！ｆｉ９２に噛み合っている。この歯車９
２は出力軸６５上を自由に回転する。この歯車９２は液
体クラッチ６１の人力部分６２の端面にボルト３６０を
介して着脱自在に粘合され、この入力部分６２を駆動す
る。そのために人力部分６２は転がり軸受９９を介して
出口軸６５の上に回転自在に支ｔｊｊされている。出力
軸６５は、傘歯車装置７１を介して駆動袖７２に結合さ
れている。

人力部分６２には出力部分１６７が後置されており、こ
の出力部分１６７は出力軸６５上に固定して配置された
フランジ１０２にボルト１０１によって結合されている
。人力部分６２と出力部分１６７との間に、出力軸６５
上に配置された係止要素１００が設けられている。この
係止要素１００は、入力部分６２と出力部分１６７との
間に隙間が維持されることを保証する。

第２図から分るように、出力軸６５は壁１４に固着され
た転がり軸受１０３の保持器１０４に、また、クラッチ
ハウジング１９３の端面にボルト６８を介して結合され
た転がり軸受９５の軸受ハウジング６６に受けられてい
る。タービン８１の輔８３は転がり軸受９７によって軸
受ハウジング６７内に回転自在に受けられている。軸受
ハウジング６７はボルト６９によって同様にクラッチハ
ウジング１９３の端面に固着されている。

第４囚から分るように、スライダ４５は係止要素５０に
よって少なくとも３つの犬なった位置Ｐｇ’　、Ｐｎ、
Ｐｇ″に固定できるようになっている。係止要素５０は
ハウジング半部４４に設けられた’ａ　１５０に収容さ
れ、ばね１８２によってこの溝１５０の中に神し付けら
れている（第７図参照）。ばね１８２はスライダ４５に
設けられた溝１５０の巾に配置されている。

第１０図から第１５図には、既に述べたように、内燃機
関１０の排気ガスに対する制御装置の別の実施例が示さ
れている。回転弁３４０は貫通開口３４２．３４３，３
４４　（第１５図参照）が設けられている円筒状ケース
からなっている。第１３図から分るように、回転弁３４
０はＷ流位置にあり、配管３１０をタービン８１に接続
された出目配管３１２に結合しているので、タービン８
１にはこれを駆動するためにガスが供給される。配管３
１０は内燃機関１０の燃焼室に接続されている。

制御要素３１７の同転弁ハウジング３９′には、マフラ
２９に接続されている別の配管３１１が接続されている
。回転弁３４０は球軸受３４１によって回転弁ハウジン
グ３９′の中に回転自在に収容されている。球軸受３４
１は、回転弁ノ＼ウジング３９′の側壁３５１に形成さ
れている環状満３５０の中に収容されている。

回転弁３４０には円筒状の接続短管３４０が配置されて
おり、この接続短管３４０は側壁３５１に設けられた開
口を通って延びている。側壁３５１には、貫流開口３４
２，３４３．３４４が配管３１０，３１１，３１２の開
口と一致するようにするためストッパ３３０か設けられ
ている。

このために回転弁３４０にレバー３２４が設けられてお
り、このレバー３２４は回転弁３４０が反叶計方向に移
動する際にストッパ３３０に接触し、これによって配管
３１０．３１２を通ってタービン８１にガスが流れるこ
とを保証する。レバー３２４がばね３００によって第１
３図に示した位置に置かれると、開口３４２，３４３が
自由に開けられるので、燃焼室から出たガスは配管３１
１を通ってマフラ２９に達する。

ばね３００は第１３図から分るように、レバー３２４に
接続され、また、内燃機関１０のハウジングに配置さた
ればね受け３０１に接続されている。レバー３２４には
ロッド３２１が、また、ばね３００が作用する。ロッド
３２１はヒンジビン３２２を介してサーボモータ３２０
によって調整できるサーボピストン３１８に接続されて
いる。

サーボモータ３２０は電源３１９に接続され、ここから
電流が供給される。

第１３図に示した回転弁３４０は調整レバー５１（第１
図および第１０図参照）を介して調整される。このため
に調整レバー５１に種々の接触スイッチ３０５，３０６
　（第１０図参照）が付属されている。例えば調整レバ
ー５１が第１１図に示した位置（中立位置）Ｐｎから破
線で示した位置Ｐｇに移動されると、接触スイッチ３０
５ないし３０６は閉じられ、これによってサーボモータ
３２０の電流回路も閉じられるので、ピストン３１８が
右ないし左に移動される。これによって回転弁３４０は
ロッド３２１およびレバー３２４を介して、排気ガスが
配管３１０、開口３４４および配管３１２を介してター
ビン８１に導かれる位置に置かれる。この位置において
レバー３２４はストッパ３３０に接している。調整レバ
ー５１が再び中立位置Ｐｎ（第１０図の中央位置）に置
かれると、接触スイッチ３０５ないし３０６が開かれ、
電流回路が遮断されるので、ピストン３１８は左側に移
動され、ばね３００が回転弁３４０を第１３図に示され
た位置に戻す。これによって排気ガスは内燃機関１０か
ら配管３１０および開口３４２を介して配管３１１に導
かれ、マフラ２９に向って流出する。

即ち、伝動装置において、ある変速段から別の変速段に
切り換える場合、調整レバー５１によって、タービン８
１が燃焼室から流出する排気ガスを介して駆動エネルギ
ーを供給され、このタービン８１に導入されるエネルギ
ーが、軸８３、歯車９２．９３および入力部分６２なら
びに出力部分１６７を介して出力軸６５に導かれること
を保証する。

内燃機関１０の出力軸６５に排気ガスエネルギーを導く
ことによって、切換過程ないし加速過程の際に、いわゆ
る「車体振動作用」が生ずることが防止される。つまり
クラッチが踏まれた際、伝動装置１３が内燃機関１０か
ら切り離されるので、排気ガスエネルギーはタービン８
１、さらには伝動装置歯車９２．９３ならびに入力部分
６２および出力部分１６７を介して出力軸６５に導かれ
る。

これよって切換過程中においてタービン８１と出力軸６
５との駆動結合が維持され、このことは自動車の一様な
いしは連続的な加速を可能にする。

さらに、この駆動装置によれば、加速度が著しく高めら
れ、最大速度が極めて大きくなり、また燃料消費量が非
常に少なくなる。

タービン８１への燃焼ガスの流れは排気ガス通路に設け
られた制御要素４４によって制御される。

この制御要素４４は内燃機関１０の伝動装置１３の切換
レバーの位置に関係して排気ガス流を、系統全体の駆動
エネルギーの需要に応じて、出力軸６５の駆動出力のた
めにタービン８１に供給するか、あるいは系統全体にお
いて駆動エネルギーが不要な場合（中立位置）、燃焼ガ
ス全部をタービン駆動ユニットを迂回して直接２９に導
く。

〔発明の効果〕

本発明に裁づく装置によれば、それにより得られる連続
的な加速によって、「車体振動作用」が避けられる。こ
のことは、第２の駆動ユニット（タービン・液体クラッ
チ）によって切換過程の際の切り離し中においても駆動
エネルギーを出力軸に供給することによって可能となる
。この良好な駆動特性によって、燃料消′Ｉ！！量は著
しく低減され、同時に内燃機関の出力が極めて大きくな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はタービンと制御□素とを持った内燃機関の概略
斜視図、第２図はガスタービンと内燃機関の出力軸との
間の駆動軸の断面図、第３図は内燃機関の出力軸を持っ
た伝動装置部分の背面図、第４図は内燃機関の排気ガス
を制御する制御要素の断面図、第５図は第４図における
制御要素ハウジングの断面図、第６図は種々の出口開口
を持った制御要素のハウジングの側面図、第７図は第４
図における調整機構の部分断面図、第８図および第９図
は制御要素のスライダを：Ａ整する切換レバーのガイド
の断面図および平面図、第１０図および第１１図は切換
レバーを持った制御機構の異なった実施例の断面図およ
び平面図、第１２図および第１３図は回転弁の側面図お
よび平面図、第１４図および第１５図は第１２図におけ
る内側回転弁藍素の側面図および平面図である。１０・・・内燃機関、１１・・・クラッチ、２１・・・
出口開口、２７・・・入口配管、３９・・・ハウジング
、４５・・・スライダ、４６．４７・・・出口開口、４
９・・・ロッド、６１・・・液体クラッチ、６５・・・
出力軸、８１・・・タービン、８３・・・軸、９２．９
３・・・歯車、１０２・・・フランジ、１４８・・・出
口開口、１６７・・・出力部分、３１１・・・配管、３
１２・・・出口配管、３１７・・・制御要素、３４０・
・・回転弁、３４２・・・貫通孔。

Claims

【特許請求の範囲】１、内燃機関（１０）の排気ガスにより駆動されるター
ビン（８１）を有しており、このタービン（８１）が内
燃機関（１０）の燃焼室の出口開口（２１）に入口（２
７）を介して接続され、タービン（８１）に駆動結合さ
れた軸（８３）を駆動し、この軸（８３）が伝動装置（
９２、９３）および液体クラッチ（６１）を介して駆動
エネルギーを間接的あるいは直接的に内燃機関（１０）
のクランク軸に供給するような内燃機関において、内燃
機関（１０）のクランク軸が切換自在なクラッチ（１１
）を介して駆動軸（６５）に、およびこの駆動軸（６５
）を介して液体クラッチ（６５）に駆動結合され、その
タービン（８１）を介して駆動される軸（８３）が、ク
ラッチ（１１）に後置して接続された駆動軸（６５）に
伝動装置（９２、９３）を介して接続されることを特徴
とする内燃機関。２、クラッチ（１１）に後置して接続された駆動軸（６
５）が間接的あるいは直接的にランナ軸に駆動結合され
ていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関。３、タービン（８１）で駆動される軸（８３）が間接的あるいは直接的に別の機械を駆動する
ことを特徴とする請求項１記載の内燃機関。４、液体クラッチ（６１）の出力部分（１６７）がフランジ（１０２）を介して、内燃機関（
１０）の出力軸（６５）に固着されていることを特徴と
する請求項１又は２記載の内燃機関。５、タービン（８１）の軸（８３）を駆動するために内
燃機関（１０）の排気ガスが、制御要素（４９、３１７
）を介して制御され、この制御要素（４９、３１７）が
１つの入口開口（４３、３４２）と複数の出口開口（４
６、４７、１４８）とを持ったハウジング（３９、３１
７）からなり、その入口開口（４３、３１０）が燃焼室
に、出口開口（４６、４７、１４８、３１１、３１２）
がタービン（８１）ないしマフラ（２９）に、ハウジン
グ（３９、３１７）内におけるスライダ（４５、３４０
）の位置に関連して接続されることを特徴とする請求項
１記載の内燃機関。６、流体クラッチ（６１）が電磁うず流継手によって置
き換えられることを特徴とする請求項１記載の内燃機関
。７、制御要素（４９、３１７）が切換レバーの位置に関
連して、液圧式、空気圧式、電気式あるいは機械式に調
整されることを特徴とする請求項１記載の内燃機関。