JPH0612070B2 - タ−ボコンパウンド機関 - Google Patents
タ−ボコンパウンド機関Info
- Publication number
- JPH0612070B2 JPH0612070B2 JP61255870A JP25587086A JPH0612070B2 JP H0612070 B2 JPH0612070 B2 JP H0612070B2 JP 61255870 A JP61255870 A JP 61255870A JP 25587086 A JP25587086 A JP 25587086A JP H0612070 B2 JPH0612070 B2 JP H0612070B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- engine
- bypass valve
- power turbine
- turbocharger
- fluctuation rate
- 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
Links
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］ 本発明はターボコンパウンド機関に関するものである。
［従来の技術］ 実開昭60-157941号公報に開示されるターボコンパウン
ド機関では、ターボ過給機とパワータービンを接続する
管の途中に設けたバイパス弁を、アクセルペダルを踏み
込んだ時にのみ閉じてパワータービンへ排気を供給し、
アクセルペダルを離した時にはバイパス弁を開いてター
ボ過給機を出た排気を直接外部へ放出している。
ド機関では、ターボ過給機とパワータービンを接続する
管の途中に設けたバイパス弁を、アクセルペダルを踏み
込んだ時にのみ閉じてパワータービンへ排気を供給し、
アクセルペダルを離した時にはバイパス弁を開いてター
ボ過給機を出た排気を直接外部へ放出している。
上述のターボコンパウンド機関によれば、部分負荷運転
および全負荷運転でパワータービンを有効に駆動し、排
気エネルギを動力として吸収することができる。また、
排気エネルギが小さい無負荷運転ではパワータービンを
駆動することの無駄が省れる。
および全負荷運転でパワータービンを有効に駆動し、排
気エネルギを動力として吸収することができる。また、
排気エネルギが小さい無負荷運転ではパワータービンを
駆動することの無駄が省れる。
［発明が解決しようとする問題点］ しかし、車両に搭載されるターボコンパウンド機関の場
合に、急加速運転ではターボ過給機の応答遅れだけでな
く、パワータービンの応答遅れも重なり、第３図に破線
で示すように軸出力の損失が生じる。
合に、急加速運転ではターボ過給機の応答遅れだけでな
く、パワータービンの応答遅れも重なり、第３図に破線
で示すように軸出力の損失が生じる。
逆に、急減速運転ではパワータービンの出力が引続き発
生する一方、機関のクランク軸は回転数が低下するの
で、パワータービンの出力に過大な逆トルクが作用し、
流体クラツチや変速機を損傷する恐れがある。
生する一方、機関のクランク軸は回転数が低下するの
で、パワータービンの出力に過大な逆トルクが作用し、
流体クラツチや変速機を損傷する恐れがある。
本発明の目的は上述の問題を解消するために、急加・減
速時、パワータービンの駆動を停止する、ターボコンパ
ウンド機関を提供することにある。
速時、パワータービンの駆動を停止する、ターボコンパ
ウンド機関を提供することにある。
［問題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の構成は機関の排気
管にターボ過給機とパワータービンを順に接続し、ター
ボ過給機とパワータービンとを接続する管の途中に、開
弁時ターボ過給機からの排気を外部へ放出するバイパス
弁を配設し、機関のクランク軸に配設した機関回転数セ
ンサの信号に基づき機関の回転変動率を求める電子制御
装置を備え、機関の回転変動率が所定値よりも小さい時
電子制御装置に出力によりバイパス弁を閉じ、機関の回
転変動率が所定値よりも大きい時電子制御装置に出力に
よりバイパス弁を開くようにしたものである。
管にターボ過給機とパワータービンを順に接続し、ター
ボ過給機とパワータービンとを接続する管の途中に、開
弁時ターボ過給機からの排気を外部へ放出するバイパス
弁を配設し、機関のクランク軸に配設した機関回転数セ
ンサの信号に基づき機関の回転変動率を求める電子制御
装置を備え、機関の回転変動率が所定値よりも小さい時
電子制御装置に出力によりバイパス弁を閉じ、機関の回
転変動率が所定値よりも大きい時電子制御装置に出力に
よりバイパス弁を開くようにしたものである。
［作用］ 機関の回転変動率は、機関回転数センサの信号から電子
制御装置により演算される。機関の回転変動率が所定値
（流体クラツチ、変速機などの強度から勘案して決定さ
れる）よりも小さい場合は、電子制御装置の出力により
バイパス弁が閉じられる。ターボ過給機のタービンから
出た排気は、バイパス弁を経てパワータービンへ導入さ
れ、排気エネルギが動力として機関へ回収される。
制御装置により演算される。機関の回転変動率が所定値
（流体クラツチ、変速機などの強度から勘案して決定さ
れる）よりも小さい場合は、電子制御装置の出力により
バイパス弁が閉じられる。ターボ過給機のタービンから
出た排気は、バイパス弁を経てパワータービンへ導入さ
れ、排気エネルギが動力として機関へ回収される。
機関の回転変動率が所定値よりも大きい場合は、電子制
御装置の出力によりバイパス弁が開かれる。ターボ過給
機のタービンから出た排気は接続管、バイパス弁を経て
外部へ放出され、パワータービンは排気を導入されな
い。パワータービンは駆動されず、流体クラツチや変速
機の損傷を回避する。
御装置の出力によりバイパス弁が開かれる。ターボ過給
機のタービンから出た排気は接続管、バイパス弁を経て
外部へ放出され、パワータービンは排気を導入されな
い。パワータービンは駆動されず、流体クラツチや変速
機の損傷を回避する。
［発明の実施例］ 第１図に示すように、機関２の排気マニホールド３に連
なる排気管４は、ターボ過給機５のタービン８の入口に
接続され、タービン８の出口は接続管９を介してパワー
タービン１２の入口へ接続される。パワータービン１２
の出口は排気管２６に接続され、消音器を経て外部に開
放される。ターボ過給機５は軸７によりタービン８の翼
車とブロア６の翼車とが結合され、ブロア６により吸気
が加圧されて機関２へ供給される。
なる排気管４は、ターボ過給機５のタービン８の入口に
接続され、タービン８の出口は接続管９を介してパワー
タービン１２の入口へ接続される。パワータービン１２
の出口は排気管２６に接続され、消音器を経て外部に開
放される。ターボ過給機５は軸７によりタービン８の翼
車とブロア６の翼車とが結合され、ブロア６により吸気
が加圧されて機関２へ供給される。
パワータービン１２の軸１３は遊星歯車減速機１４の太
陽歯車と結合される一方、リング歯車の軸１５は流体ク
ラツチ１６の入力側に結合される。流体クラツチ１６の
出力側は軸１７を介して減速機１８の入力歯車２１に結
合され、減速機１８の出力歯車２４は機関２のクランク
軸１９に結合される。
陽歯車と結合される一方、リング歯車の軸１５は流体ク
ラツチ１６の入力側に結合される。流体クラツチ１６の
出力側は軸１７を介して減速機１８の入力歯車２１に結
合され、減速機１８の出力歯車２４は機関２のクランク
軸１９に結合される。
なお、流体クラツチ１６には作動油として機関２を潤滑
する潤滑油が供給され、逆止弁３９を経てオイルパン４
０へ戻される。
する潤滑油が供給され、逆止弁３９を経てオイルパン４
０へ戻される。
ターボ過給機５のタービン８の出口とパワータービン１
２の入口との接続管の途中に、バイパス弁１０が設けら
れ、バイパス弁１０を開くとタービン８の出口側がバイ
パス管２０に連通され、排気が直接外部へ排出され、パ
ワータービン１２へは送られない。バイパス弁１０は機
関の急加速運転および急減速運転では開かれ、通常の運
転では閉じられる。つまり、機関の回転変動率が所定値
よりも小さい時は、電子制御装置に出力によりバイパス
弁１０は閉じられ、機関の回転変動率が所定値よりも大
きい時は、電子制御装置に出力によりバイパス弁１０は
開かれる。
２の入口との接続管の途中に、バイパス弁１０が設けら
れ、バイパス弁１０を開くとタービン８の出口側がバイ
パス管２０に連通され、排気が直接外部へ排出され、パ
ワータービン１２へは送られない。バイパス弁１０は機
関の急加速運転および急減速運転では開かれ、通常の運
転では閉じられる。つまり、機関の回転変動率が所定値
よりも小さい時は、電子制御装置に出力によりバイパス
弁１０は閉じられ、機関の回転変動率が所定値よりも大
きい時は、電子制御装置に出力によりバイパス弁１０は
開かれる。
図示の実施例では、機関２のクランク軸１９に機関回転
数センサ３５が配設され、機関回転数センサ３５の信号
がマイクロコンピユータからなる電子制御装置３６へ入
力され、機関回転数の経時的変化から回転変動率が演算
される。回転変動率に基づく電子制御装置３６の出力に
よりバイパス弁１０が開閉される。バイパス弁１０は電
磁弁として構成され、例えば電磁コイルないし電磁アク
チユエータが通電されると、バイパス弁１０が開き、逆
に非通電されると、バイパス弁１０が閉じるように構成
される。
数センサ３５が配設され、機関回転数センサ３５の信号
がマイクロコンピユータからなる電子制御装置３６へ入
力され、機関回転数の経時的変化から回転変動率が演算
される。回転変動率に基づく電子制御装置３６の出力に
よりバイパス弁１０が開閉される。バイパス弁１０は電
磁弁として構成され、例えば電磁コイルないし電磁アク
チユエータが通電されると、バイパス弁１０が開き、逆
に非通電されると、バイパス弁１０が閉じるように構成
される。
第２図は上述の制御プログラムの流れ図であり、ｐ11〜
ｐ15は各ステツプで示す。ｐ11で回転数センサ３５の信
号に基づく機関回転数を逐次入力し、ｐ12で所定時間毎
に入力される機関回転数から回転変動率を算出する。ｐ
13で回転変動率が所定値αよりも大きいか否かを判別す
る。回転変動率が所定値αよりも小さい場合は、ｐ15で
バイパス弁１０を閉じる。一方、回転変動率が所定値α
よりも大きい場合は、ｐ14でバイパス弁１０を開く。
ｐ15は各ステツプで示す。ｐ11で回転数センサ３５の信
号に基づく機関回転数を逐次入力し、ｐ12で所定時間毎
に入力される機関回転数から回転変動率を算出する。ｐ
13で回転変動率が所定値αよりも大きいか否かを判別す
る。回転変動率が所定値αよりも小さい場合は、ｐ15で
バイパス弁１０を閉じる。一方、回転変動率が所定値α
よりも大きい場合は、ｐ14でバイパス弁１０を開く。
［発明の効果］ 本発明は上述のように、ターボ過給機とパワータービン
との間に配設したバイパス弁の開閉を、回転変動率に関
連して制御するように構成したので、機関の急加速運転
では、バイパス弁が開かれ、ターボ過給機だけが作動
し、パワータービンは停止しているので、パワータービ
ンを駆動することによる一時的な軸出力の損失・低下
と、加速性能の低下とが回避される。
との間に配設したバイパス弁の開閉を、回転変動率に関
連して制御するように構成したので、機関の急加速運転
では、バイパス弁が開かれ、ターボ過給機だけが作動
し、パワータービンは停止しているので、パワータービ
ンを駆動することによる一時的な軸出力の損失・低下
と、加速性能の低下とが回避される。
また、機関の急減速運転でも、バイパス弁が開かれ、パ
ワータービンが駆動されないので、機関のクランク軸か
ら変速機および流体クラツチを経てパワータービンの出
力軸へ伝達される過大な逆トルクによる流体クラツチの
損傷や歯車変速機における歯車の損傷などが回避され
る。
ワータービンが駆動されないので、機関のクランク軸か
ら変速機および流体クラツチを経てパワータービンの出
力軸へ伝達される過大な逆トルクによる流体クラツチの
損傷や歯車変速機における歯車の損傷などが回避され
る。
一方、通常の運転では、バイパス弁は閉じられ、パワー
タービンが駆動されるので、排気エネルギが動力として
有効に回収され、安定した走行が得られ、軸出力の増大
と走行燃費の向上が得られる。
タービンが駆動されるので、排気エネルギが動力として
有効に回収され、安定した走行が得られ、軸出力の増大
と走行燃費の向上が得られる。
第１図は本発明に係るターボコンパウンド機関の概略構
成図、第２図はターボコンパウンド機関におけるバイパ
ス弁をマイクロコンピユータで作動させる制御プログラ
ムの流れ図、第３図はターボコンパウンド機関の急加速
時の過渡特性を表す線図である。 ２：内燃機関、５：ターボ過給機、９：接続管、１０：
バイパス弁、１２：パワータービン、１４：遊星歯車減
速機、１６：流体クラツチ、１８：減速機、１９：クラ
ンク軸、２０：バイパス管、３５：機関回転数センサ、
３６：電子制御装置
成図、第２図はターボコンパウンド機関におけるバイパ
ス弁をマイクロコンピユータで作動させる制御プログラ
ムの流れ図、第３図はターボコンパウンド機関の急加速
時の過渡特性を表す線図である。 ２：内燃機関、５：ターボ過給機、９：接続管、１０：
バイパス弁、１２：パワータービン、１４：遊星歯車減
速機、１６：流体クラツチ、１８：減速機、１９：クラ
ンク軸、２０：バイパス管、３５：機関回転数センサ、
３６：電子制御装置
Claims (1)
- 【請求項１】機関の排気管にターボ過給機とパワーター
ビンを順に接続し、ターボ過給機とパワータービンとを
接続する管の途中に、開弁時ターボ過給機からの排気を
外部へ放出するバイパス弁を配設し、機関のクランク軸
に配設した機関回転数センサの信号に基づき機関の回転
変動率を求める電子制御装置を備え、機関の回転変動率
が所定値よりも小さい時電子制御装置に出力によりバイ
パス弁を閉じ、機関の回転変動率が所定値よりも大きい
時電子制御装置に出力によりバイパス弁を開くことを特
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 |
|---|---|---|---|
| JP61255870A JPH0612070B2 (ja) | 1986-10-29 | 1986-10-29 | タ−ボコンパウンド機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61255870A JPH0612070B2 (ja) | 1986-10-29 | 1986-10-29 | タ−ボコンパウンド機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63111239A JPS63111239A (ja) | 1988-05-16 |
| JPH0612070B2 true JPH0612070B2 (ja) | 1994-02-16 |
Family
ID=17284719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61255870A Expired - Lifetime JPH0612070B2 (ja) | 1986-10-29 | 1986-10-29 | タ−ボコンパウンド機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0612070B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006004092B3 (de) * | 2006-01-28 | 2007-08-16 | Man B & W Diesel A/S | Großmotor |
| DE102008064521B4 (de) * | 2008-12-18 | 2021-05-20 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader |
| CN115034020A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-09-09 | 李惠彬 | 基于发动机废气涡轮动能的机电耦合发电装置及设计方法 |
-
1986
- 1986-10-29 JP JP61255870A patent/JPH0612070B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63111239A (ja) | 1988-05-16 |
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