JPH0531221Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0531221Y2 JPH0531221Y2 JP1987004972U JP497287U JPH0531221Y2 JP H0531221 Y2 JPH0531221 Y2 JP H0531221Y2 JP 1987004972 U JP1987004972 U JP 1987004972U JP 497287 U JP497287 U JP 497287U JP H0531221 Y2 JPH0531221 Y2 JP H0531221Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- turbine
- turbo
- engine
- cooler
- exhaust
- 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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- Supercharger (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は、排気ターボ過給機、空気冷却器およ
び給気を膨張して低温化するターボ冷却器を有す
るターボクーリングエンジンに関する。
び給気を膨張して低温化するターボ冷却器を有す
るターボクーリングエンジンに関する。
従来のターボクーリングエンジンの構成を第３
図に示す。
図に示す。
０１はエンジン本体、０２は排気ターボ過給機
タービンでエンジンの排気により駆動される。０
３は排気ターボ過給機コンプレツサで、タービン
０２と同軸上に配され、大気を吸入圧縮する。０
４は空気冷却器で、コンプレツサ０３からの高温
高圧空気を冷却する。０５はターボ冷却器コンプ
レツサで、空気冷却器０４から送られてきた高圧
空気をさらに圧縮する。０６は空気冷却器で、コ
ンプレツサ０５の吐出空気を冷却する。０７はタ
ーボ冷却器タービンで、コンプレツサ０５と同一
軸上に配され空気冷却器０６からの高圧空気に膨
張仕事をさせることにより低温化する。このとき
生じた仕事は同一軸上に配されたコンプレツサ０
５の圧縮仕事として与えられる。
タービンでエンジンの排気により駆動される。０
３は排気ターボ過給機コンプレツサで、タービン
０２と同軸上に配され、大気を吸入圧縮する。０
４は空気冷却器で、コンプレツサ０３からの高温
高圧空気を冷却する。０５はターボ冷却器コンプ
レツサで、空気冷却器０４から送られてきた高圧
空気をさらに圧縮する。０６は空気冷却器で、コ
ンプレツサ０５の吐出空気を冷却する。０７はタ
ーボ冷却器タービンで、コンプレツサ０５と同一
軸上に配され空気冷却器０６からの高圧空気に膨
張仕事をさせることにより低温化する。このとき
生じた仕事は同一軸上に配されたコンプレツサ０
５の圧縮仕事として与えられる。
タービン０７から出た低温の空気はエンジン０
１の給気としてエンジン０１に送り込まれる。
１の給気としてエンジン０１に送り込まれる。
上記ターボクーリングエンジンの作用及び効果
は次の通りである。
は次の通りである。
エンジンの給気は極低温に冷却されているの
で、密度が高く、それだけ大量の空気を吸入でき
るので、高出力化が得られる。
で、密度が高く、それだけ大量の空気を吸入でき
るので、高出力化が得られる。
また、吸入空気温度が低温であるため、燃焼時
の温度上昇も低く押えられるので、エンジンの排
気有毒物質NOxの生成濃度が低く保たれ、低公
害性を得ることができる。
の温度上昇も低く押えられるので、エンジンの排
気有毒物質NOxの生成濃度が低く保たれ、低公
害性を得ることができる。
従来のターボクーリングエンジンにおいては、
上記の通りエンジンの設定出力および回転数にお
いては、高出力と低公害性を得ることができる
が、第４図に実線にて示すように、エンジンの部
分負荷においては空気流量が減少し、膨張タービ
ン０７による冷却能力が低下してくる。このため
一点鎖線に示す通常の過給エンジンに比べて低負
荷域でのNOxの低減効果は期待できず、逆に低
負荷域で過大な給気圧力により燃費が大幅に悪化
してしまう。
上記の通りエンジンの設定出力および回転数にお
いては、高出力と低公害性を得ることができる
が、第４図に実線にて示すように、エンジンの部
分負荷においては空気流量が減少し、膨張タービ
ン０７による冷却能力が低下してくる。このため
一点鎖線に示す通常の過給エンジンに比べて低負
荷域でのNOxの低減効果は期待できず、逆に低
負荷域で過大な給気圧力により燃費が大幅に悪化
してしまう。
次に、第５図に実線にて示すように、エンジン
の中低回転数域においては、空気流量の減少によ
り、膨張タービン０７による冷却能力が低下し
て、給気温度が上昇する。このため、NOxの排
出濃度が増大して、ターボクーリングエンジンの
長所を十分に発揮することができない。第５図中
一点鎖線は通常の過給エンジンの性能を示す。
の中低回転数域においては、空気流量の減少によ
り、膨張タービン０７による冷却能力が低下し
て、給気温度が上昇する。このため、NOxの排
出濃度が増大して、ターボクーリングエンジンの
長所を十分に発揮することができない。第５図中
一点鎖線は通常の過給エンジンの性能を示す。
ターボクーリングエンジンの
１ 低負荷域における燃費の悪化
２ 中速回転数域におけるNOxの増大
を改善するために、本考案は排気ターボ過給機タ
ービンおよびターボ冷却器タービンに、それぞれ
絞り面積の可変機構を設けると共に、同絞り面積
可変機構を作動し、低負荷域で前記排気ターボ過
給機のタービンおよび前記ターボ冷却器のタービ
ンの絞り面積を増大させ、エンジンの中速域で前
記各絞り面積を縮少させる絞り面積制御装置を設
けた。
ービンおよびターボ冷却器タービンに、それぞれ
絞り面積の可変機構を設けると共に、同絞り面積
可変機構を作動し、低負荷域で前記排気ターボ過
給機のタービンおよび前記ターボ冷却器のタービ
ンの絞り面積を増大させ、エンジンの中速域で前
記各絞り面積を縮少させる絞り面積制御装置を設
けた。
本考案は、以上の構成を有するために、次の作
用を奏することができる。
用を奏することができる。
１ エンジンの低負荷域にて、排気ターボ過給機
タービンの可変絞り面積を増大させると共にタ
ーボ冷却器タービンの可変絞り面積を増大させ
ることにより、低負荷域でのポンプ損失を減少
させ、これによつて燃費の悪化を改善する。
タービンの可変絞り面積を増大させると共にタ
ーボ冷却器タービンの可変絞り面積を増大させ
ることにより、低負荷域でのポンプ損失を減少
させ、これによつて燃費の悪化を改善する。
２ エンジンの中速回転数域にて、排気ターボ過
給機タービンの可変絞り面積を減少、ターボ冷
却器タービンの可変絞り面積を減少させること
により、エンジンへの給気温度を低下させ、こ
れによつて中速回転数域でのNOx濃度を低減
する。
給機タービンの可変絞り面積を減少、ターボ冷
却器タービンの可変絞り面積を減少させること
により、エンジンへの給気温度を低下させ、こ
れによつて中速回転数域でのNOx濃度を低減
する。
本考案の一実施例を第１図及び第２図によつて
説明する。
説明する。
１〜７は、第３図に示される従来のものの０１
〜０７と同一である。２１は排気ターボ過給機タ
ービン２に取付けられた絞り面積制御装置であ
る。
〜０７と同一である。２１は排気ターボ過給機タ
ービン２に取付けられた絞り面積制御装置であ
る。
第２図において、２２はタービン静翼であり、
２４はタービン動翼でエンジン排気によつて回転
駆動される。同静翼２２はその端部がタービン本
体に回転できるように取付けられたピン２５に固
定され絞り面積可変機構を形成している。２３
は、図示しない装置によつてエンジンの負荷およ
び／回転数に応じて回転する回転板であり、２６
はその内側の端部が上記ピン２５に固定され外側
の端部のヨークが回転板２３に取付けられたピン
２７に挿入されたレバーであつて、上記回転板２
３、ピン２７、レバー２６等は絞り面積制御装置
２１を形成している。エンジンの負荷および／回
転数に応じて回転板２３が第２図矢印方向に移動
することによつて、レバー２６を介して静翼２２
は第２図に示すようにその取付角度が変えられ、
タービンの絞り面積を変えることができる。７１
はターボ冷却器タービン７に取付けられた絞り面
積制御装置で、その構成は第２図に示す絞り面積
制御装置２１と同一である。
２４はタービン動翼でエンジン排気によつて回転
駆動される。同静翼２２はその端部がタービン本
体に回転できるように取付けられたピン２５に固
定され絞り面積可変機構を形成している。２３
は、図示しない装置によつてエンジンの負荷およ
び／回転数に応じて回転する回転板であり、２６
はその内側の端部が上記ピン２５に固定され外側
の端部のヨークが回転板２３に取付けられたピン
２７に挿入されたレバーであつて、上記回転板２
３、ピン２７、レバー２６等は絞り面積制御装置
２１を形成している。エンジンの負荷および／回
転数に応じて回転板２３が第２図矢印方向に移動
することによつて、レバー２６を介して静翼２２
は第２図に示すようにその取付角度が変えられ、
タービンの絞り面積を変えることができる。７１
はターボ冷却器タービン７に取付けられた絞り面
積制御装置で、その構成は第２図に示す絞り面積
制御装置２１と同一である。
本実施例は上記のように構成されているので、
次のような作用及び効果を有する。
次のような作用及び効果を有する。
エンジンの低負荷域にて、タービン２の絞り面
積可変装置２１により絞り面積を増大させ、ま
た、タービン７の可変装置７１により絞り面積を
増大させることにより、エンジンのポンプ損失が
低減されるために、第４図に破線にて示すように
部分負荷における燃費悪化を改善することができ
る。このとき、給気圧力は低下し、また、給気温
度は上昇するが、低負荷域では燃焼に必要な空気
は十分あるので、燃焼性能の悪化はない。また、
NOxのレベルも低いので給気温度上昇による
NOx増大も問題とならない。
積可変装置２１により絞り面積を増大させ、ま
た、タービン７の可変装置７１により絞り面積を
増大させることにより、エンジンのポンプ損失が
低減されるために、第４図に破線にて示すように
部分負荷における燃費悪化を改善することができ
る。このとき、給気圧力は低下し、また、給気温
度は上昇するが、低負荷域では燃焼に必要な空気
は十分あるので、燃焼性能の悪化はない。また、
NOxのレベルも低いので給気温度上昇による
NOx増大も問題とならない。
一方、エンジンの中速回転数域にて、タービン
２の絞り面積可変装置２１により絞り面積を縮小
させ、またタービン７の可変装置７１により絞り
面積を縮小させることにより、第５図に破線にて
示すように、中速回転数域で給気温度を低下させ
ることができるので、燃費の若干の悪化は伴なう
が、排気NOxの低減を得ることができる。
２の絞り面積可変装置２１により絞り面積を縮小
させ、またタービン７の可変装置７１により絞り
面積を縮小させることにより、第５図に破線にて
示すように、中速回転数域で給気温度を低下させ
ることができるので、燃費の若干の悪化は伴なう
が、排気NOxの低減を得ることができる。
本考案は、以上説明したように、エンジンの負
荷及び回転数に応じて、排気ターボ過給機のター
ビン及びターボ冷却器のタービンの絞り面積を制
御することができるので、ターボクーリングエン
ジンの低負荷域での燃費悪化を防止し、中速回転
数域でもNOx低減効果を高めることができる。
荷及び回転数に応じて、排気ターボ過給機のター
ビン及びターボ冷却器のタービンの絞り面積を制
御することができるので、ターボクーリングエン
ジンの低負荷域での燃費悪化を防止し、中速回転
数域でもNOx低減効果を高めることができる。
従つて、本考案は、ターボクーリングエンジン
の高出力、低公害性の長所を十分に発揮すること
ができる効果を有するものである。
の高出力、低公害性の長所を十分に発揮すること
ができる効果を有するものである。
第１図は、本考案の一実施例の説明図、第２図
は、上記実施例の要部の説明図、第３図は、従来
のターボクーリングエンジンの説明図、第４図及
び第５図は、それぞれ本考案のターボクーリング
エンジン、従来のターボクーリングエンジン及び
通常の過給エンジンの性能比較図である。 図面中、２は排気ターボ過給機タービン、３は
排気ターボ過給機コンプレツサ、４，６は空気冷
却器、５はターボ冷却器コンプレツサ、７はター
ボ冷却器タービン、２１及び７１は絞り面積制御
装置、２２はタービン静翼、２３は絞り面積制御
装置の回転板、２４はタービンの動翼、をそれぞ
れ示す。
は、上記実施例の要部の説明図、第３図は、従来
のターボクーリングエンジンの説明図、第４図及
び第５図は、それぞれ本考案のターボクーリング
エンジン、従来のターボクーリングエンジン及び
通常の過給エンジンの性能比較図である。 図面中、２は排気ターボ過給機タービン、３は
排気ターボ過給機コンプレツサ、４，６は空気冷
却器、５はターボ冷却器コンプレツサ、７はター
ボ冷却器タービン、２１及び７１は絞り面積制御
装置、２２はタービン静翼、２３は絞り面積制御
装置の回転板、２４はタービンの動翼、をそれぞ
れ示す。
Claims (1)
- 排気ターボ過給機、空気冷却器および給気を膨
張して低温化するターボ冷却器を有するターボク
ーリングエンジンにおいて、排気ターボ過給機の
タービンおよび前記ターボ冷却器のタービンに排
気の該タービン入口絞り面積を調節する絞り面積
可変機構を夫々設けると共にエンジンの負荷およ
び回転数に応じて同絞り面積可変機構を作動さ
せ、低負荷域で前記排気ターボ過給機のタービン
および前記ターボ冷却器のタービンの絞り面積を
増大させ、エンジンの中速域で前記各絞り面積を
縮少させる絞り面積制御装置を設けたことを特徴
とするターボクーリングエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987004972U JPH0531221Y2 (ja) | 1987-01-19 | 1987-01-19 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987004972U JPH0531221Y2 (ja) | 1987-01-19 | 1987-01-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63113732U JPS63113732U (ja) | 1988-07-22 |
| JPH0531221Y2 true JPH0531221Y2 (ja) | 1993-08-11 |
Family
ID=30786127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987004972U Expired - Lifetime JPH0531221Y2 (ja) | 1987-01-19 | 1987-01-19 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0531221Y2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6067721A (ja) * | 1983-09-22 | 1985-04-18 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 排気タ−ボコンパウンド機関 |
| JPH0612069B2 (ja) * | 1984-07-31 | 1994-02-16 | 三菱重工業株式会社 | ターボコンパウンド機関 |
| JPS61234224A (ja) * | 1985-04-11 | 1986-10-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 内燃機関 |
-
1987
- 1987-01-19 JP JP1987004972U patent/JPH0531221Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63113732U (ja) | 1988-07-22 |
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