JPH0517382B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0517382B2 JPH0517382B2 JP60243752A JP24375285A JPH0517382B2 JP H0517382 B2 JPH0517382 B2 JP H0517382B2 JP 60243752 A JP60243752 A JP 60243752A JP 24375285 A JP24375285 A JP 24375285A JP H0517382 B2 JPH0517382 B2 JP H0517382B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- engine
- exhaust
- clutch
- crankshaft
- way clutch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B41/00—Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
- F02B41/02—Engines with prolonged expansion
- F02B41/10—Engines with prolonged expansion in exhaust turbines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、デイーゼル機関用の過給機システム
に関し、特に一般車両用、荷役運搬機械用、建設
機械用、特車用、舶用等に使用される２サイク
ル、４サイクル内燃機関に広く利用可能な、ター
ボコンパウンド機関に関する。
に関し、特に一般車両用、荷役運搬機械用、建設
機械用、特車用、舶用等に使用される２サイク
ル、４サイクル内燃機関に広く利用可能な、ター
ボコンパウンド機関に関する。
第４図に示すように、従来のターボコンパウン
ド機関の一例が構成されており、排気ガスは機関
１の排気管２より排気ターボ過給機１０のタービ
ン９に導かれ、これによりコンプレツサ８を駆動
し、吸入空気を加圧する。加圧することにより、
温度上昇した加圧空気は、給気冷却器３により冷
却された後、給気管４を通つて機関１に過給され
る。
ド機関の一例が構成されており、排気ガスは機関
１の排気管２より排気ターボ過給機１０のタービ
ン９に導かれ、これによりコンプレツサ８を駆動
し、吸入空気を加圧する。加圧することにより、
温度上昇した加圧空気は、給気冷却器３により冷
却された後、給気管４を通つて機関１に過給され
る。
そして、通常の排気ターボ過給機関では、排気
ターボ過給機１０のタービン９から出た排気ガス
のエネルギーは大気中に排棄されるが、ターボコ
ンパウンド機関では、タービン後流部に低圧回収
タービン７を設け、これを、減速ギヤ列６を介し
て機関１のクランク軸５に機械的に結合する事に
より、排気エネルギーを低圧回収タービン７によ
り有効に回収して機関の性能向上がはかられてい
る。
ターボ過給機１０のタービン９から出た排気ガス
のエネルギーは大気中に排棄されるが、ターボコ
ンパウンド機関では、タービン後流部に低圧回収
タービン７を設け、これを、減速ギヤ列６を介し
て機関１のクランク軸５に機械的に結合する事に
より、排気エネルギーを低圧回収タービン７によ
り有効に回収して機関の性能向上がはかられてい
る。
上述のように構成された従来の機関による場合
には、次のような問題点がある。
には、次のような問題点がある。
(1) 回収排気エネルギー量の多い高負荷域でター
ボコンパウンド機関としての性能向上は可能で
あるが、回収排気エネルギー量の少ない低速域
や中低負荷域では、回収タービン７や減速ギヤ
列６による機関ポンピング損失、摩擦損失等の
デメリツトを上まわる性能向上を期待できず、
機関の広い速度、負荷範囲での性能向上が困難
である。
ボコンパウンド機関としての性能向上は可能で
あるが、回収排気エネルギー量の少ない低速域
や中低負荷域では、回収タービン７や減速ギヤ
列６による機関ポンピング損失、摩擦損失等の
デメリツトを上まわる性能向上を期待できず、
機関の広い速度、負荷範囲での性能向上が困難
である。
(2) 回収タービンが低圧型のため、タービン外径
が大きくなり、しかも排気ターボチヤージヤと
回収タービンとの間の配管等、機関本体を軽量
コンパクトにまとめる事ができない。
が大きくなり、しかも排気ターボチヤージヤと
回収タービンとの間の配管等、機関本体を軽量
コンパクトにまとめる事ができない。
(3) 排気ターボチヤージヤ・タービン後流側に回
収タービン７が設置されているため、排気ター
ボチヤージヤ・タービンの後流側が絞られる過
渡的負荷条件に対し排気ターボチヤージヤの吹
上りが悪く、機関過渡特性が良くない。
収タービン７が設置されているため、排気ター
ボチヤージヤ・タービンの後流側が絞られる過
渡的負荷条件に対し排気ターボチヤージヤの吹
上りが悪く、機関過渡特性が良くない。
本発明は、これらの問題点の解消をはかろうと
するもので、内燃機関の運転状態に対応した過給
を行えるようにした、ターボコンパウンド機関を
提供することを目的とする。
するもので、内燃機関の運転状態に対応した過給
を行えるようにした、ターボコンパウンド機関を
提供することを目的とする。
このため、本発明のターボコンパウンド機関
は、内燃機関において、排気ターボ過給機と、同
排気ターボ過給機と上記内燃機関のクランク軸と
の間にギヤ列をそなえて介装された動力伝達系と
をそなえ、同動力伝達系が、上記の排気ターボ過
給機から上記クランク軸へ動力を伝達させうる第
１のワンウエイクラツチ８ａと、上記クランク軸
から上記排気ターボ過給機へ動力を伝達させうる
第２のワンウエイクラツチ８ｂと、上記第１のワ
ンウエイクラツチを介する動力伝達路と上記第２
のワンウエイクラツチを介する動力伝達路とをそ
れぞれ断続しうる第１および第２のクラツチ７
ａ，７ｂとをそなえて構成され、上記内燃機関の
運転状態を検出するセンサと、同センサの検出信
号に基づき上記第１および第２のクラツチへそれ
ぞれ制御信号を出力して低中速低負荷状態では第
２のクラツチ７ｂを接続して排気ターボ過給機を
クラツチ軸にて駆動するメカニカルドライブ運転
となし、中高速高負荷状態では第２のクラツチ７
ｂを断、第１のクラツチ７ａを接として排気ター
ボ過給機の動力の一部をクランク軸に回収するタ
ーボコンパウンド運転となし、上記以外の運転状
態時には第１、第２のクラツチをともに断として
排気ターボ過給運転となすコントローラとが設け
られたことを特徴としている。
は、内燃機関において、排気ターボ過給機と、同
排気ターボ過給機と上記内燃機関のクランク軸と
の間にギヤ列をそなえて介装された動力伝達系と
をそなえ、同動力伝達系が、上記の排気ターボ過
給機から上記クランク軸へ動力を伝達させうる第
１のワンウエイクラツチ８ａと、上記クランク軸
から上記排気ターボ過給機へ動力を伝達させうる
第２のワンウエイクラツチ８ｂと、上記第１のワ
ンウエイクラツチを介する動力伝達路と上記第２
のワンウエイクラツチを介する動力伝達路とをそ
れぞれ断続しうる第１および第２のクラツチ７
ａ，７ｂとをそなえて構成され、上記内燃機関の
運転状態を検出するセンサと、同センサの検出信
号に基づき上記第１および第２のクラツチへそれ
ぞれ制御信号を出力して低中速低負荷状態では第
２のクラツチ７ｂを接続して排気ターボ過給機を
クラツチ軸にて駆動するメカニカルドライブ運転
となし、中高速高負荷状態では第２のクラツチ７
ｂを断、第１のクラツチ７ａを接として排気ター
ボ過給機の動力の一部をクランク軸に回収するタ
ーボコンパウンド運転となし、上記以外の運転状
態時には第１、第２のクラツチをともに断として
排気ターボ過給運転となすコントローラとが設け
られたことを特徴としている。
上述の本発明のターボコンパウンド機関では、
コントローラからの制御信号にもとづき、第１お
よび第２のクラツチがそれぞれ断続され、第２の
クラツチが接続された排気ターボ過給機メカニカ
ルドライブ状態と、第１のクラツチが接続された
ターボコンパウンド状態と、第１および第２のク
ラツチをいずれも接続されない排気ターボ過給状
態とが切り換えられる。
コントローラからの制御信号にもとづき、第１お
よび第２のクラツチがそれぞれ断続され、第２の
クラツチが接続された排気ターボ過給機メカニカ
ルドライブ状態と、第１のクラツチが接続された
ターボコンパウンド状態と、第１および第２のク
ラツチをいずれも接続されない排気ターボ過給状
態とが切り換えられる。
以下、図面により本発明の実施例について説明
すると、第１〜３図は本発明の一実施例としての
ターボコンパウンド機関を示すもので、第１図は
その全体構成を示す模式図、第２図はその制御系
を示すブロツク図、第３図はその作動を示すグラ
フである。
すると、第１〜３図は本発明の一実施例としての
ターボコンパウンド機関を示すもので、第１図は
その全体構成を示す模式図、第２図はその制御系
を示すブロツク図、第３図はその作動を示すグラ
フである。
第１図に示すように、排気ターボ過給機９のタ
ービン部において、タービン動翼１１の外側に可
変静翼である可変ノズル１２が円周上に配置さ
れ、この可変ノズル１２の開度を変更させる駆動
リング１３が、リンクを介して可変ノズル１２に
連結されている。
ービン部において、タービン動翼１１の外側に可
変静翼である可変ノズル１２が円周上に配置さ
れ、この可変ノズル１２の開度を変更させる駆動
リング１３が、リンクを介して可変ノズル１２に
連結されている。
排気ターボ過給機９は減速ギヤ列６をそなえた
動力伝達系を介して機関クランク軸５に結合され
ている。この減速ギヤ列６は、排気ターボ過給機
９とクランク軸５との間の動力伝達において、２
系列の並列ギヤ列を有して構成されている。これ
らのギヤ列相互間には、機関回転速度、負荷等の
制御信号により機械的、電気的油圧的に断続可能
な第１のクラツチ７ａ、第２のクラツチ７ｂと、
このクラツチ７ａ，７ｂとそれぞれシリーズに連
結された第１のワンウエイクラツチ８ａ、第２の
ワンウエイクラツチ８ｂが介装されている。二つ
のワンウエイクラツチ８ａ，８ｂは、ギヤ列６を
介しての排気ターボ過給機９とクランク軸５との
間の動力伝達方向を、相互に逆向きになるよう構
成されている。すなわち、図中ワンウエイクラツ
チ８ａ，８ｂの矢印方向は、動力伝達方向を示し
ており、矢印と逆方向への動力伝達は行われない
ようになつている。なお、それぞれのギヤ列６に
挿入されるワンウエイクラツチ８ａ，８ｂは不可
欠の構成要素であるが、クラツチ７ａ，７ｂは必
要に応じ、その一方を省略することができる。従
つて、本ギヤ列においてクラツチ７ａ，７ｂ、ワ
ンウエイクラツチ８ａ，８ｂの作用により一方の
ギヤ列を接続状態にし動力伝達を行なわせる場
合、他方のギヤ列を切断状態にすることができ、
また、両ギヤ列を切断状態とする事もできるよう
になつている。その他の構成は第４図と同様に、
機関１、排気管２、給気冷却器３、給気管４等よ
り成つている。
動力伝達系を介して機関クランク軸５に結合され
ている。この減速ギヤ列６は、排気ターボ過給機
９とクランク軸５との間の動力伝達において、２
系列の並列ギヤ列を有して構成されている。これ
らのギヤ列相互間には、機関回転速度、負荷等の
制御信号により機械的、電気的油圧的に断続可能
な第１のクラツチ７ａ、第２のクラツチ７ｂと、
このクラツチ７ａ，７ｂとそれぞれシリーズに連
結された第１のワンウエイクラツチ８ａ、第２の
ワンウエイクラツチ８ｂが介装されている。二つ
のワンウエイクラツチ８ａ，８ｂは、ギヤ列６を
介しての排気ターボ過給機９とクランク軸５との
間の動力伝達方向を、相互に逆向きになるよう構
成されている。すなわち、図中ワンウエイクラツ
チ８ａ，８ｂの矢印方向は、動力伝達方向を示し
ており、矢印と逆方向への動力伝達は行われない
ようになつている。なお、それぞれのギヤ列６に
挿入されるワンウエイクラツチ８ａ，８ｂは不可
欠の構成要素であるが、クラツチ７ａ，７ｂは必
要に応じ、その一方を省略することができる。従
つて、本ギヤ列においてクラツチ７ａ，７ｂ、ワ
ンウエイクラツチ８ａ，８ｂの作用により一方の
ギヤ列を接続状態にし動力伝達を行なわせる場
合、他方のギヤ列を切断状態にすることができ、
また、両ギヤ列を切断状態とする事もできるよう
になつている。その他の構成は第４図と同様に、
機関１、排気管２、給気冷却器３、給気管４等よ
り成つている。
そして、本実施例における制御システムは第２
図に示すように構成されており、可変ノズル１２
を駆動する駆動リング１３にリンクを介し、アク
チユエータ１６が接続されている。アクチユエー
タ１６は、可変ノズル開閉駆動回路２４を介しコ
ントローラとしてのマイクロコンピユータ２２に
連結されており、マイクロコンピユータ２２にお
いて機関回転速度、コンプレツサ出口給気圧力、
燃料噴射量、タービン入口温度等に対し最適なノ
ズル面積が得られるよう演算され、可変ノズル開
閉駆動回路２４に出力されて、駆動回路２４から
の制御信号によりアクチユエータ１６が駆動さ
れ、可変ノズル開度を調整しうるようになつてい
る。
図に示すように構成されており、可変ノズル１２
を駆動する駆動リング１３にリンクを介し、アク
チユエータ１６が接続されている。アクチユエー
タ１６は、可変ノズル開閉駆動回路２４を介しコ
ントローラとしてのマイクロコンピユータ２２に
連結されており、マイクロコンピユータ２２にお
いて機関回転速度、コンプレツサ出口給気圧力、
燃料噴射量、タービン入口温度等に対し最適なノ
ズル面積が得られるよう演算され、可変ノズル開
閉駆動回路２４に出力されて、駆動回路２４から
の制御信号によりアクチユエータ１６が駆動さ
れ、可変ノズル開度を調整しうるようになつてい
る。
排気ターボ過給機９とクランク軸５とを結合す
る減速ギヤ列６に介装されたクラツチ７ａ，７ｂ
は、機関１と排気ターボ過給機９の運転状態、す
なわち、機関１が排気ターボ過給機９を駆動する
メカニカルドライブ状態、排気ターボ過給機９か
ら機関１側へタービン排気エネルギーが回収され
るターボコンパウンド状態、機関１と排気ターボ
過給機９との間に機械的結合状態のないフルター
ボ状態の３状態を機関の使用条件、負荷条件に応
じて制御するもので、機関回転速度、燃料噴射
量、コンプレツサ出口圧力等に対応して望ましい
状態の選択が３状態の中からコントローラとして
のマイクロコンピユータ２２により行なわれ、ク
ラツチ断続駆動回路２３からの制御信号により、
クラツチ断続用アクチユエータ１７ａ，１７ｂが
作動してクラツチ７ａ，７ｂの断続が行なわれる
ようになつている。
る減速ギヤ列６に介装されたクラツチ７ａ，７ｂ
は、機関１と排気ターボ過給機９の運転状態、す
なわち、機関１が排気ターボ過給機９を駆動する
メカニカルドライブ状態、排気ターボ過給機９か
ら機関１側へタービン排気エネルギーが回収され
るターボコンパウンド状態、機関１と排気ターボ
過給機９との間に機械的結合状態のないフルター
ボ状態の３状態を機関の使用条件、負荷条件に応
じて制御するもので、機関回転速度、燃料噴射
量、コンプレツサ出口圧力等に対応して望ましい
状態の選択が３状態の中からコントローラとして
のマイクロコンピユータ２２により行なわれ、ク
ラツチ断続駆動回路２３からの制御信号により、
クラツチ断続用アクチユエータ１７ａ，１７ｂが
作動してクラツチ７ａ，７ｂの断続が行なわれる
ようになつている。
なお、クラツチ７ａ，７ｂの断続を機関回転数
のみにより制御する場合は、機械的に断続を行な
える遠心式クラツチまたは機関潤滑油圧により断
続を行なえる油圧式クラツチ等を使用する事もで
きる。そして、燃料噴射ポンプ１４の噴射タイミ
ング変更アクチユエータ１５は、機関の使用条
件、負荷条件に応じ、最適タイミングがマイクロ
コンピユータ２２により演算され、噴射タイミン
グ変更駆動回路２５からの制御信号により噴射タ
イミング変更アクチユエータ１５が作動して燃料
噴射ポンプ１４が調整され、噴射タイミングが決
定されるようになつている。
のみにより制御する場合は、機械的に断続を行な
える遠心式クラツチまたは機関潤滑油圧により断
続を行なえる油圧式クラツチ等を使用する事もで
きる。そして、燃料噴射ポンプ１４の噴射タイミ
ング変更アクチユエータ１５は、機関の使用条
件、負荷条件に応じ、最適タイミングがマイクロ
コンピユータ２２により演算され、噴射タイミン
グ変更駆動回路２５からの制御信号により噴射タ
イミング変更アクチユエータ１５が作動して燃料
噴射ポンプ１４が調整され、噴射タイミングが決
定されるようになつている。
図示例では燃料噴射ポンプ１４を列型噴射ポン
プで示しているため、噴射タイミング変更アクチ
ユエータ１５は、いわゆる電子式タイマに相当す
るが、燃料噴射ポンプ１４がユニツトインジエク
タ型、またはユニツトポンプ型等である場合、そ
れに相応する噴射タイミング変更機構で構成され
る。
プで示しているため、噴射タイミング変更アクチ
ユエータ１５は、いわゆる電子式タイマに相当す
るが、燃料噴射ポンプ１４がユニツトインジエク
タ型、またはユニツトポンプ型等である場合、そ
れに相応する噴射タイミング変更機構で構成され
る。
ところで、マイクロコンピユータ２２において
機関の運転状態を検出するためスロツトル開度セ
ンサ１８、機関回転速度センサ１９が設けられて
おり、機関回転速度は機関回転速度センサ１９、
燃料噴射量は燃料噴射ポンプ１４のスロツトル開
度センサ１８により検出され、マイクロコンピユ
ータ２２に入力されるようになつている。
機関の運転状態を検出するためスロツトル開度セ
ンサ１８、機関回転速度センサ１９が設けられて
おり、機関回転速度は機関回転速度センサ１９、
燃料噴射量は燃料噴射ポンプ１４のスロツトル開
度センサ１８により検出され、マイクロコンピユ
ータ２２に入力されるようになつている。
そして、コンプレツサ出口圧力は圧力センサ２
０により、タービン入口排気温度は温度センサ２
１により検出され、それぞれＡ／Ｄ変換器２６，
２７を介してマイクロコンピユータ２２に入力さ
れるようになつている。マイクロコンピユータ２
２は、予め定めた制御プログラムに従つてソフト
ウエアによるデイジタル演算処理を実行するよう
に構成されており、CPU，RAM，ROM，Ｉ／
Ｏ回路部等を主要部として構成されている。
０により、タービン入口排気温度は温度センサ２
１により検出され、それぞれＡ／Ｄ変換器２６，
２７を介してマイクロコンピユータ２２に入力さ
れるようになつている。マイクロコンピユータ２
２は、予め定めた制御プログラムに従つてソフト
ウエアによるデイジタル演算処理を実行するよう
に構成されており、CPU，RAM，ROM，Ｉ／
Ｏ回路部等を主要部として構成されている。
そして、マイクロコンピユータ２２には、第３
図に示すような運転状態判断のマツプが内蔵され
ており、そのマツプに従つて演算を行なうように
なつている。
図に示すような運転状態判断のマツプが内蔵され
ており、そのマツプに従つて演算を行なうように
なつている。
本発明の一実施例としてのターボコンパウンド
機関は、上述のごとく構成されているので、第３
図に示すような排気ターボ過給機と機関との３過
給状態Ａ，Ｂ，Ｃのうち、どの状態に対応するか
がマイクロコンピユータ２２において演算され
る。そして、それぞれの過給状態に対応するよう
に減速ギヤ列クラツチ、タービンノズル面積、噴
射ポンプ進角特性が調整される。
機関は、上述のごとく構成されているので、第３
図に示すような排気ターボ過給機と機関との３過
給状態Ａ，Ｂ，Ｃのうち、どの状態に対応するか
がマイクロコンピユータ２２において演算され
る。そして、それぞれの過給状態に対応するよう
に減速ギヤ列クラツチ、タービンノズル面積、噴
射ポンプ進角特性が調整される。
すなわち、車両用エンジンとして要求される発
進加走性向上のため、低中速低中負荷域Ｃでは第
２のクラツチ７ｂがON状態となり排気ターボ過
給機メカニカルドライブが行なわれる。一方中高
速、高負荷域Ａでは、第２のクラツチ７ｂが
OFF、第１のクラツチ７ａがON状態になり、排
気ターボ過給機９タービンのターボコンパウンド
状態で運転され、余剰出力が機関側へ回収され
て、機関性能向上がもたらされる。このとき、タ
ービンノズル面積は図に実線で示すようなワンウ
エイクラツチ８ａ，８ｂがOFF状態の排気ター
ボ過給状態に対し鎖線で示す位置まで小さく調整
され、噴射ポンプも排気ターボ過給状態に対し鎖
線で示すように遅角される。そして、その他の速
度、負荷域ではクラツチ７ａ，７ｂがOFF状態
に調整され、排気ターボ過給状態で運転される。
進加走性向上のため、低中速低中負荷域Ｃでは第
２のクラツチ７ｂがON状態となり排気ターボ過
給機メカニカルドライブが行なわれる。一方中高
速、高負荷域Ａでは、第２のクラツチ７ｂが
OFF、第１のクラツチ７ａがON状態になり、排
気ターボ過給機９タービンのターボコンパウンド
状態で運転され、余剰出力が機関側へ回収され
て、機関性能向上がもたらされる。このとき、タ
ービンノズル面積は図に実線で示すようなワンウ
エイクラツチ８ａ，８ｂがOFF状態の排気ター
ボ過給状態に対し鎖線で示す位置まで小さく調整
され、噴射ポンプも排気ターボ過給状態に対し鎖
線で示すように遅角される。そして、その他の速
度、負荷域ではクラツチ７ａ，７ｂがOFF状態
に調整され、排気ターボ過給状態で運転される。
このような本実施例の機関によれば、次のよう
な効果ないし利点が得られる。
な効果ないし利点が得られる。
(1) 機関１より減速ギヤ列６を介して排気ターボ
過給機９を機械駆動する事ができる。
過給機９を機械駆動する事ができる。
(2) 排気ターボ過給機９タービンの余剰エネルギ
ーをギヤ列６を介し、機関１へ回収する事がで
きる。
ーをギヤ列６を介し、機関１へ回収する事がで
きる。
(3) 減速ギヤ列６に挿入されているクラツチ７
ａ，７ｂをOFF状態にする事により、排気タ
ーボ過給機９は、機関との機械的結合なく、フ
ル・ターボ状態で運転する事ができる。
ａ，７ｂをOFF状態にする事により、排気タ
ーボ過給機９は、機関との機械的結合なく、フ
ル・ターボ状態で運転する事ができる。
(4) 減速ギヤ列６に挿入されたクラツチ７ａ，７
ｂを機関制御信号により接断する事により上記
(1)、(2)、(3)の排気ターボ過給機９の運転条件
を、機関に必要な条件に応じて制御する事がで
きる。そしてこの場合、動力伝達系がワンウエ
イクラツチとクラツチとからなる動力伝達路の
２組みを並設して構成されていて、上記(1)、
(2)、(3)の運転の切換えがこれら２組みの動力伝
達路のクラツチを各別に操作することによつて
行なわれるため、誤作動のおそれがなく、各運
転モード切換えを簡素な装置により正確に行な
うことができる。
ｂを機関制御信号により接断する事により上記
(1)、(2)、(3)の排気ターボ過給機９の運転条件
を、機関に必要な条件に応じて制御する事がで
きる。そしてこの場合、動力伝達系がワンウエ
イクラツチとクラツチとからなる動力伝達路の
２組みを並設して構成されていて、上記(1)、
(2)、(3)の運転の切換えがこれら２組みの動力伝
達路のクラツチを各別に操作することによつて
行なわれるため、誤作動のおそれがなく、各運
転モード切換えを簡素な装置により正確に行な
うことができる。
(5) 排気ターボ過給機９におけるタービンの可変
ノズル１２の面積を機関制御信号により制御す
る事により(4)項は、よりきめ細かく制御する事
ができる。
ノズル１２の面積を機関制御信号により制御す
る事により(4)項は、よりきめ細かく制御する事
ができる。
(6) 低圧タービン回収ターボコンパウンド機関よ
り機関をコンパクトにまとめられる。
り機関をコンパクトにまとめられる。
以上詳述したように、本発明のターボコンパウ
ンド機関によれば、簡素な構成で、機関に要求さ
れる回転速度、負荷条件に応じメカニカルドライ
ブ、フル・ターボ、ターボコンパウンドの三つの
状態にて運転する事ができるようになり、次のよ
うな効果ないし利点が得られる。
ンド機関によれば、簡素な構成で、機関に要求さ
れる回転速度、負荷条件に応じメカニカルドライ
ブ、フル・ターボ、ターボコンパウンドの三つの
状態にて運転する事ができるようになり、次のよ
うな効果ないし利点が得られる。
(1) 排気ターボチヤージヤのメカニカルドライブ
により、車両用エンジンとして発進加速性に優
れるようになる。
により、車両用エンジンとして発進加速性に優
れるようになる。
(2) 中高速、高負荷域でターボコンパウンド運転
により機関高性能化（高出力、低燃費化）がも
たらされる。
により機関高性能化（高出力、低燃費化）がも
たらされる。
(3) (1)、(2)項の過給条件が機関にとつて性能上不
利となる回転速度、負荷範囲では、フル・ター
ボ状態にて運転できるため、(1)、(2)項の過給を
上記の不利な範囲において行なわざるを得ない
場合に生ずるデメリツトをカバーする事ができ
る。
利となる回転速度、負荷範囲では、フル・ター
ボ状態にて運転できるため、(1)、(2)項の過給を
上記の不利な範囲において行なわざるを得ない
場合に生ずるデメリツトをカバーする事ができ
る。
(4) 一段排気ターボチヤージヤであるため、ター
ボチヤージヤを含めた機関全体が、多機能過給
運転に拘わらずコンパクトにまとめる。
ボチヤージヤを含めた機関全体が、多機能過給
運転に拘わらずコンパクトにまとめる。
(5) 動力伝達系がワンウエイクラツチとクラツチ
とからなる動力伝達路の２組みで構成されてい
て、運転モードの切換えが上記各組みのクラツ
チを各別に接、断操作して行なわれるので、運
転モードの切換えを正確かつ簡素な装置により
行なうことができる。
とからなる動力伝達路の２組みで構成されてい
て、運転モードの切換えが上記各組みのクラツ
チを各別に接、断操作して行なわれるので、運
転モードの切換えを正確かつ簡素な装置により
行なうことができる。
第１〜３図は本発明の一実施例としてのターボ
コンパウンド機関を示すもので、第１図はその全
体構成を示す模式図、第２図はその制御系を示す
ブロツク図、第３図はその作動を示すグラフであ
り、第４図は従来の低圧タービン回収ターボコン
パウンド機関のシステム構成図である。 １……機関、２……排気管、３……給気冷却
器、４……給気管、５……クランク軸、６……減
速ギヤ列、７ａ……第１のクラツチ、７ｂ……第
２のクラツチ、８ａ……第１のワンウエイクラツ
チ、８ｂ……第２のワンウエイクラツチ、９……
排気ターボ過給機、１０……コンプレツサ、１１
……タービン動翼、１２……可変ノズル、１３…
…駆動リング、１４……燃料噴射ポンプ、１５…
…噴射タイミング変更アクチユエータ、１６……
アクチユエータ、１７ａ，１７ｂ……クラツチ断
続用アクチユエータ、１８……スロツトル開度セ
ンサ、１９……機関回転速度センサ、２０……圧
力センサ、２１……温度センサ、２２……コント
ローラとしてのマイクロコンピユータ、２３……
クラツチ断続駆動回路、２４……可変ノズル開閉
駆動回路、２５……噴射タイミング変更駆動回
路、２６，２７……Ａ／Ｄ変換器。
コンパウンド機関を示すもので、第１図はその全
体構成を示す模式図、第２図はその制御系を示す
ブロツク図、第３図はその作動を示すグラフであ
り、第４図は従来の低圧タービン回収ターボコン
パウンド機関のシステム構成図である。 １……機関、２……排気管、３……給気冷却
器、４……給気管、５……クランク軸、６……減
速ギヤ列、７ａ……第１のクラツチ、７ｂ……第
２のクラツチ、８ａ……第１のワンウエイクラツ
チ、８ｂ……第２のワンウエイクラツチ、９……
排気ターボ過給機、１０……コンプレツサ、１１
……タービン動翼、１２……可変ノズル、１３…
…駆動リング、１４……燃料噴射ポンプ、１５…
…噴射タイミング変更アクチユエータ、１６……
アクチユエータ、１７ａ，１７ｂ……クラツチ断
続用アクチユエータ、１８……スロツトル開度セ
ンサ、１９……機関回転速度センサ、２０……圧
力センサ、２１……温度センサ、２２……コント
ローラとしてのマイクロコンピユータ、２３……
クラツチ断続駆動回路、２４……可変ノズル開閉
駆動回路、２５……噴射タイミング変更駆動回
路、２６，２７……Ａ／Ｄ変換器。
Claims (1)
- １ 内燃機関において、排気ターボ過給機と、同
排気ターボ過給機と上記内燃機関のクランク軸と
の間にギヤ列をそなえて介装された動力伝達系と
をそなえ、同動力伝達系が、上記の排気ターボ過
給機から上記クランク軸へ動力を伝達させうる第
１のワンウエイクラツチ８ａと、上記クランク軸
から上記排気ターボ過給機へ動力を伝達させうる
第２のワンウエイクラツチ８ｂと、上記第１のワ
ンウエイクラツチを介する動力伝達路と上記第２
のワンウエイクラツチを介する動力伝達路とをそ
れぞれ断続しうる第１および第２のクラツチと７
ａ，７ｂとをそなえて構成され、上記内燃機関の
運転状態を検出するセンサと、同センサの検出信
号に基づき上記第１および第２のクラツチへそれ
ぞれ制御信号を出力して低中速低負荷状態では第
２のクラツチ７ｂを接続して排気ターボ過給機を
クランク軸にて駆動するメカニカルドライブ運転
となし、中高速高負荷状態では第２のクラツチ７
ｂを断、第１のクラツチ７ａを接として排気ター
ボ過給機の動力の一部をクランク軸に回収するタ
ーボコンパウンド運転となし、上記以外の運転状
態時には第１、第２のクラツチをともに断として
排気ターボ過給運転となすコントローラとが設け
られたことを特徴とする、ターボコンパウンド機
関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60243752A JPS62103422A (ja) | 1985-10-30 | 1985-10-30 | タ−ボコンパウンド機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60243752A JPS62103422A (ja) | 1985-10-30 | 1985-10-30 | タ−ボコンパウンド機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62103422A JPS62103422A (ja) | 1987-05-13 |
| JPH0517382B2 true JPH0517382B2 (ja) | 1993-03-09 |
Family
ID=17108454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60243752A Granted JPS62103422A (ja) | 1985-10-30 | 1985-10-30 | タ−ボコンパウンド機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62103422A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2534558Y2 (ja) * | 1991-05-20 | 1997-04-30 | 三菱重工業株式会社 | ターボコンパウンドエンジンにおける過給システムの油圧式制御装置 |
| JP2534559Y2 (ja) * | 1991-05-21 | 1997-04-30 | 三菱重工業株式会社 | ターボコンパウンド機関における過給機駆動用ギヤ装置 |
| JP2580709Y2 (ja) * | 1992-07-22 | 1998-09-17 | 防衛庁技術研究本部長 | ターボコンパウンドエンジンにおける過給システム |
| US7765805B2 (en) * | 2007-07-24 | 2010-08-03 | Kasi Forvaltning I Goteborg Ab | Enhanced supercharging system and an internal combustion engine having such a system |
| DE102008005201A1 (de) * | 2008-01-18 | 2009-07-23 | Voith Patent Gmbh | Turbolader-Turbocompoundsystem |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55139228U (ja) * | 1979-03-27 | 1980-10-04 | ||
| JPS5830419A (ja) * | 1981-08-17 | 1983-02-22 | Toyota Motor Corp | ス−パタ−ボチヤ−ジヤ |
| JPS6027785U (ja) * | 1983-08-02 | 1985-02-25 | 呉藤 大三 | 位牌塔 |
| JPS6075643U (ja) * | 1983-10-31 | 1985-05-27 | いすゞ自動車株式会社 | タ−ボコンパウンド式内燃機関 |
-
1985
- 1985-10-30 JP JP60243752A patent/JPS62103422A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62103422A (ja) | 1987-05-13 |
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