JPH0567771B2 - - Google Patents

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JPH0567771B2
JPH0567771B2 JP1253266A JP25326689A JPH0567771B2 JP H0567771 B2 JPH0567771 B2 JP H0567771B2 JP 1253266 A JP1253266 A JP 1253266A JP 25326689 A JP25326689 A JP 25326689A JP H0567771 B2 JPH0567771 B2 JP H0567771B2
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rotating
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Isuzu Motors Ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ターボチヤージヤの回転軸に電動−
発電機として作動する回転電機を備えた回転電機
付ターボチヤージヤに関する。
（従来の技術） エンジンの排気エネルギーにより駆動されるタ
ービンの回転軸に、コンプレツサを取付けて吸気
を圧縮し、エンジンに過給気を圧送してエンジン
出力を増大させるターボチヤージヤが多用されて
いる。そして、この種のターボチヤージヤの回転
軸に電動−発電機として作動する回転電機を取付
け、エンジンの運転状態に応じて該回転電機を電
動機あるいは発電機として作動させる回転電機付
ターボチヤージヤの提案が種々なされている。
このような提案として本出願人により、エンジ
ンが低速高負荷の運転領域では回転電機に電力を
供給し、電動機として作動させてターボチヤージ
ヤの過給作動を助勢し、エンジンの高回転時には
発電機として作動する回転電機からの発電電力を
バツテリーに供給する内燃機関のターボチヤージ
ヤの提案が特開昭62−48931号公報に開示されて
いる。
（発明が解決しようとする課題） このような従来のターボチヤージヤでは、エン
ジンから排出される排気ガスの変化により大きく
影響を受ける。すなわち、エンジンが低速部分負
荷時においては、エンジンから排出される排気ガ
スの圧力及び流量が共に低下し、特にアイドリン
グ状態時においては排気ガスのエネルギが小とな
り、ターボチヤージヤのタービンを駆動させるこ
とはほとんど不可能な状態となる。よつて、回転
電機から発電電力を取出すことができないという
問題がある。
一方、上記タービンを排気ガスが低圧小流量状
態で作動するようにセツテイングすると、排気ガ
スの高圧大流量時には排気抵抗が増大するため排
気エネルギを有効に回収できないばかりかエンジ
ンの出力を低下させてしまう。
また、タービンへ排気ガスを導入するスクロー
ル及び該スクロールからタービンブレードへのノ
ズルを２系統に分割し、低速部分負荷時には該ノ
ズルの一方を閉鎖し排気ガスの流速を増加させる
と、上記問題は若干改善させるものの、タービン
ブレードへの排気ガス吹付け位置が排気ガスの増
減により変動しタービンの性能を充分に発揮させ
ることができないという問題が残る。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、
エンジンの低速部分負荷状態から高速前負荷状態
までのいかなる状態においても有効に排気ガスの
有するエネルギを回収することのできる回転電機
付ターボチヤージヤを提供しようとするものであ
る。
（課題を解決するための手段） 本発明によれば、エンジンが所定回転数以上の
場合に作動する第１のタービンと、該第１のター
ビンの回転軸に接続されエンジンへの吸気を過給
するコンプレツサと、該回転軸を回転自在に軸承
する中空回転軸と、該中空回転軸に連結し、エン
ジンが上記所定回転数以下の場合に作動する第２
のタービンと、該中空回転軸に連結する電動−発
電機作動自在な回転電機と、上記回転軸と中空回
転軸とを接断する電磁クラツチとを有することを
特徴とする回転電機付ターボチヤージヤを提供で
きる。
（作用） 本発明の回転電機付ターボチヤージヤでは、エ
ンジンの回転数が所定回転数以上の場合にはエン
ジンからの排気ガスを第１のタービンに導き、該
第１のタービンにより駆動されるコンプレツサに
より過給すると共に、電磁クラツチを接続し第１
のタービンに連結する回転電機を発電機として作
動させる。そして、エンジンの回転数が上記所定
の回転数以下の場合には、エンジンからの排気ガ
スを低圧小流量時に作動する第２のタービンに導
くと共に電磁クラツチを切断し、該第２のタービ
ンにより回転電機を発電機として作動させ排気ガ
スの有するエネルギを電気エネルギに変換して回
収する。更に、電磁クラツチを接続し上記回転電
機を電動機作動させることによりコンプレツサに
よる過給を付勢する。
（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に従つて詳細に
説明する。
図は、本発明の一実施例を示す断面図である。
１はエンジン（図示せず）の中高回転時、例え
ば1500RPM以上時に相当する排気ガス流量で高
効率にて作動する第１タービンである。該第１タ
ービン１の回転は第１回転軸１１に伝達される。
また、該第１タービン１は第１スクロール１２か
ら導入される排気ガスによつて駆動される。
上記第１回転軸１１はコンプレツサ２に連結し
ており、排気ガスにより得た回転力で該コンプレ
ツサ２を駆動しエンジンへの過給を行なう。
また、上記第１回転軸１１には電磁クラツチ３
が接続されている。該電磁クラツチ３は、磁性体
から形成される円環の内周に設けられた互いに対
向する一対の磁極３１と、上記第１回転軸１１に
スプラインにより摺動自在に固定されている磁気
通路体３２、及び該磁気通路体３２と対向して後
述する第２回転軸４１に連結されている磁性体板
３３から構成されている。該電磁クラツチ３は、
磁極３１に捲設されているコイルに通電し該磁極
３１を互いに異なる極性に励磁すると、磁極３１
と磁性体板３３との間に磁気通路体３２を介して
磁路が形成されるため、摺動自在な磁気通路体３
２が磁性体板３３に吸引され密着するものであ
る。
上記第１回転軸１１の外周には、該第１回転軸
１１を回転自在に軸承する中空の第２回転軸４１
が配設されている。該第２回転軸４１には、エン
ジンの低回転時、例えば1500RPM以下時に相当
する排気ガス流量で高効率にて作動する第２ター
ビン４が連結している。該第２タービン４は第２
スクロール４２から導入される排気ガスによつて
駆動される。
上記第２回転軸４１には、第２タービン４の他
に、電動−発電機として作動する回転電機５が連
結している。該回転電機５は、外周部に固定され
ているステータ５１と、第２回転軸４１に連結し
該第２回転軸４１と共に回転する回転子５２とか
ら構成されている。更に、該回転子５２は永久磁
石からなるコア５３と該コア５３が遠心力により
破壊するのを防止する金属環５４とから構成され
ている。
次に、本発明によるターボチヤージヤの作動に
ついて説明する。
エンジンが低回転時、例えば1500RPM以下の
場合には電磁コイル３１は励磁されておらず、よ
つて磁気通路体３２と磁性板３３とは密着してい
ない。該状態にてエンジンからの排気ガスを排気
マニホールド（図示せず）に配設されたバルブに
て制限し、第２スクロール４２のみに導入する。
すると、該排気ガスにより第２タービン４が回転
駆動され、該第２回転軸４１を介して回転電機５
は発電機として駆動される。該回転電機５からの
発電電力は整流され、一旦車載バツテリに充電も
しくは直接車載電装部品に供給される。尚、該第
２タービン４から排出される流体、すなわち排気
ガスは第１タービン１に導かれ、該第１タービン
１がデイフユーザーとして作用するので、第２タ
ービン４は高効率で作動することができる。
エンジンの回転数が増加し1500RPM以上にな
ると、排気ガスの排出量が増加するので、磁極３
１を励磁し電磁クラツチ３を接続状態にする。そ
して、第２スクロール４２に供給されている排気
ガスを第１スクロール１２へ切換える。すると、
該第１スクロール１２からの排気ガスは第１ター
ビン１を回転駆動し、該第１タービン１の回転軸
である第１回転軸１１を介してコンプレツサ２を
駆動し、同時に電磁クラツチ３を介して回転電機
５を発電機として駆動する。該発電機作動する回
転電機５からの発電電力は上記と同じく整流さ
れ、一旦車載バツテリに充電もしくは直接車載電
装部品に供給される。
尚、エンジンが高負荷状態となり過給圧力の増
加が必要な場合、あるいは直ちに加速しなければ
ならない場合等には、電磁クラツチ３を接続状態
とし、回転電機５に電力を供給し電動機作動さ
せ、第１回転軸１１を介してコンプレツサ２の回
転を付勢することができる。
ところで、上記回転電機５の回転子５２を永久
磁石からなる構成にて説明したが、回転電機５は
かご型回転子を有する誘導式回転電機でもよい。
以上本発明の一実施例について詳細に説明した
が、本発明の精神から逸れないかぎりで、種々の
異なる実施例は容易に構成できるので、本発明は
前記特許請求の範囲において記載した限定以外、
特定の実施例に制約されるものではない。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、エンジ
ンの回転数が所定回転数以上の場合にはエンジン
からの排気ガスを第１のタービンに導き、該第１
のタービンにより駆動されるコンプレツサにより
過給すると共に、電磁クラツチを接続することに
より第１のタービンと連結する回転電機を発電機
として作動させる。そして、エンジンの回転数が
上記所定の回転数以下の場合には、エンジンから
の排気ガスを低圧小流量時に作動する第２のター
ビンに導くと共に電磁クラツチを切断し、該第２
のタービンにより回転電機を発電機として作動さ
せ排気ガスの有するエネルギを電気エネルギに変
換して回収する。更に、電磁クラツチを接続し上
記回転電機を電動機作動させることによりコンプ
レツサによる過給を付勢する回転電機付ターボチ
ヤージヤを提供できる。
【図面の簡単な説明】
図は、本発明の一実施例を示す断面図である。 １……第１タービン、２……コンプレツサ、３
……電磁クラツチ、４……第２タービン、５……
回転電機、１１……第１回転軸、１２……第１ス
クロール、４１……第２回転軸、４２……第２ス
クロール。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ コンプレツサと連結しエンジンが所定回転数
    以上の場合に作動する第１タービンと、回転電機
    と連結し該第１タービンの回転軸を回転自在に軸
    承する中空回転軸を有し所定回転数以下の場合に
    作動する第２タービンと、第１タービンと第２タ
    ービンとの回転軸を接断する電磁クラツチとを有
    する回転電機付ターボチヤージヤ。
JP1253266A 1989-09-28 1989-09-28 回転電機付ターボチャージャ Granted JPH03115739A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1253266A JPH03115739A (ja) 1989-09-28 1989-09-28 回転電機付ターボチャージャ
EP90310638A EP0420666B1 (en) 1989-09-28 1990-09-28 Turbocharger with rotary electric machine
US07/589,682 US5074115A (en) 1989-09-28 1990-09-28 Turbocharger with rotary electric machine
DE90310638T DE69004653T2 (de) 1989-09-28 1990-09-28 Turbolader mit elektrischer Rotationsmaschine.

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JPH03115739A JPH03115739A (ja) 1991-05-16
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