JPH06500381A - 過給内燃機関 - Google Patents

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】 □ 本発明は、排気駆動ターボ圧縮機と機械的にエンジンによって駆動されている圧 縮機とエンジンの過給をする機械圧縮機の効果を保持する手段とを含み、圧縮機 の圧力側がターボ圧縮機の吸い込み側に接続されている過給内燃機関に関する。

ハイ・アベレージの圧力を持つ過給ディーゼルエンジンは、低・中間毎分回転数 でのトルクが低いという短所が常にあるということはよく知られた事実である。

高動力を得るためには、高い毎分回転数範囲にある高ブースト圧力を得るように ターボユニットを最大限に利用しなければならない。このことは、より低い毎分 回転数範囲ではブースト圧力が比較的低（なるということに影響する。というの も、この低い範囲内にある利用可能な排気エネルギーは、たいていの場合ターボ ユニットを駆動させるのに十分ではないからである。このことは、その結果とし て、主にススや粒子の生成によって排出物質がより多く出ることになり、また、 低トルクは加速を低下させることにもなる。このことは特に複雑な抵抗カーブを 持っている滑走艇で問題となる。

ある条件のもので、たとえば大波が前にせまっているとき臨界値以上に艇を押し 進めることはむずかしくなる。

たとえばＵＳＰ−４２５８５５０などにより、低毎分回転数でのターボ圧縮機の 比較的にあまり強力ではない圧力を、序論で述べたようにターボ圧縮機と連結し て機械的に駆動された圧縮機で補うことはよく知られている。すなわち、機械圧 縮機の圧力側がターボ圧縮機の吸い込み側に接続されている。このことにより、 結果として２つの圧縮機を組み合わせた効果を持つターボ圧縮機の圧力側にブー スト圧力が発生する。前述した米国特許明細書で開示された既知のシステムでは 、十分なチャージ圧力がターボ圧縮機だけで達成されるときに、スイッチで切り 替えられる一組の弁が配列されている。それによって、ターボ圧縮機の吸い込み 口が機械圧縮機の圧力側から空気の取り入れ口へ直接再接続されているのと同時 に、機械圧縮機の圧力側はターボ圧縮機の給気冷却器に接続されている。

本発明の目的は、概して、前述した既知の機械圧縮機とターボ圧縮機との連結か ら始めて、主としてディーゼル型の過給内燃機関を達成することである。このデ ィーゼル型では、チャージ圧力が簡易な手段で低・中間毎分回転数範囲と同じ（ 高毎分回転数範囲をも最も効果的に利用できる。

特に、重滑走艇に特別に適する過給ディーゼルエンジンを提供することを目的と している。この過給ディーゼルエンジンは、低毎分回転数範囲でも十分な推進力 を提供でき、この推進力内で艇は滑走臨界値を打破することができる。

このことは、以下の事実によって序論で述べた型の過給内燃機関である本発明に よって達成される。前述した手段が、機械圧縮機とターボ圧縮機の吸い込み側と の連結点とターボ圧縮機の空気取り入れ口との間に配置されている弁手段を有し 、その弁手段が、機械圧縮機によって送られている空気の量がターボ圧縮機が使 用とする空気の量よりも多い間は閉じた状態となっており、後者が必要とする空 気の量が前者の可能とする容量を超えた場合に開（ように配置されている。

ターボ圧縮機が空気を必要とすることを圧縮機間の相互作用を制御するパラメー タの一つとすることで、比較的単純で費用のかからない設置をすることが可能で ある。最も単純な実施例では、前に述べた弁の手段が簡易な機械的逆止弁によっ て作られており、吸い込み側の圧力が弁の空気取り入れ口の圧力より以下に落ち るときに、弁はターボ圧縮機の吸い込み側の方に自動的に開（。本発明をさらに 展開させると、弁は、弁が開くとき、エンジンと機械圧縮機との間に配置された クラッチを解く制御手段と協働できる。

この発明を添付図面に見られる例に関してさらに詳しく説明する。その図１と図 ２は、圧縮機システムの異なる２つの実施例を表している２つのディーゼルエン ジンの概略図である。

図１において、ｌはディーゼル型の内燃機関、２はエンジン取り入れコンジット 、３は排気コンジットを示している。

タービン部分４と圧縮機部分５とで構成されているターボ圧縮機は、取り入れコ ンジット２と排気コンジット３とに従来の方法で接続されている。取り入れコン ジット２は、エアフィルタ７とエンジン１によって機械的に駆動されている圧縮 ｉ８の吸い込み側との間にあるコンジット６から枝分かれしている。これは既知 のどの型でもよいが、容量型、たとえば、一般的機構９のＶベルト伝動を通して エンジンクランク軸に直接駆動されるスクリ二−圧縮機、が好ましい。

さらには、機械圧縮機８の駆動軸とそのベルト車との間に電気磁気クラッチ１０ がある。クラッチの係合と解放とは電気制御ユニット１１によって制御されてお り、エンジン毎分回転数を表している信号と荷重（図１にダッシュ／点線で示さ れている）とが電気制御ユニットに送られる。圧縮機８の圧力側は、コンジット １２を通して、ターボ圧縮機の上流側にあるが、機械的逆止ベルト１３から下流 側にある取り入れコンジット２に連結されている。これは既知の適した型ならば どんなものでもよい。たとえば、バネでバイアスされたフラップの形をした閉鎖 要素のある弁などである。

前述したエンジンの設置は以下のように機能する。

エンジン１が空運転しているとき、磁気クラッチ１０は解放されており、そのた め圧縮機８は静止状態である。スロットルがゆっ（つと開き、それに伴い毎分回 転数もゆつ（つと増加するにつれて、機械圧縮機８が所定の毎分回転数で、たと えば約１５００毎分回転数で作動する。このように、スロットルがゆっくりと開 き、荷重がゆっくりと増加するとき、作動は毎分回転数によって変わる。しかし 、作動毎分回転数より低いエンジンスピードで、荷重の激増を示している信号が 制御ユニット１１によって受信された場合、必要とされるチャージ圧力が常に得 られるように機械圧縮機８はもっと早く作動する。

エンジン１の荷重が増加するにつれて、タート圧縮機４゜５は全チャージ圧力の 割合がだんだんと大きくなっていくものと認識する。そして、機械圧縮機が吐き 出すことができるもの以上に、ターボ圧縮機が吸い込み側で空気をもっと必要と するとき、逆止弁１３の下流圧力がエアフィルター側の圧力より小さくなるため 逆止弁１３は自動的に開（。逆止弁が開いた後、機械圧縮機８は機能を果たさな くなり、圧縮機８の磨耗を減らすのと同様、エンジンのエネルギー消費とノイズ を減らすため、この段階で圧縮機８をスイッチオフしなければならない。このこ とは、また、制御ユニット中に所定のターンオフ毎分回転数、たとえば３０００ 毎分回転数を記憶することにより、制御ユニットを介して、または、逆止弁が開 いていることを示す制御ユニットに対する信号を介して影響される。

図２では、エンジンの設置が前記したものと弁の手段とその制御に関してだけ異 なるものを表している。図１と同じ部品に関しては、図１と同じ参照番号をもっ て示しである。簡易な逆止弁の代わりに、弁は吸い込みコンジット２に配置され ている電気作動オンオフ弁１４の形で示される。弁１４の開閉は、機械圧縮機８ のそれぞれ吸い込み側と圧力側にあるそれぞれ一対の圧力センサー１５．１６か らの信号に応答して制御ユニット１１により制御される。それゆえ、圧力センサ ー１５．１６によって制御ユニットへ送信された信号が、吸い込み側と圧力側の 圧力が等しいと示したとき、制御ユニットは弁１４を開くことになるのである。

これらの信号は、また、同時に機械圧縮機をオフにするのにも使われるのである 。

国際調査報告 国際調査報告 フロントページの続き （７２）発明者　アンダーソン、タルトスウェーデン国　ニス−４３０９４ポフ スビオルコ　クレーヴエルヴ工−ゲン　１２（７２）発明者　オラウソン、アー ノルドスウェーデン国　ニス−４３９００オンサーラ　ギュタルゲルトスヴエー ゲン　５

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．排気駆動ターボ圧縮機と機械的にエンジンによって駆動されている圧縮機と エンジンの過給をする機械圧縮機の効果を保持する手段とを含む過給内燃機関で あり、前記圧縮機の圧力側が前記ターボ圧縮機の吸い込み側に接続されている前 記過給内燃機関において、前記手段が、機械圧縮機（８）とターボ圧縮機（４， ５）の吸い込み側との連結点とターボ圧縮機の空気取り入れ口（７）との間に配 置されている弁手段（１３；１４）を有し、前記弁手段（１３；１４）が、前記 機械圧縮機によって送られている空気の量が前記ターボ圧縮機が必要とする空気 の量よりも多い間は閉じた状態となっており、後者が必要とする空気の量が前者 の可能とする容量を超えた場合に開くように配置されていることを特徴とする前 記過給内燃機関。
2. ２．前記弁手段が逆止弁（１３）で形成されており、前記ターボ圧縮機（４，５ ）の吸い込み側の圧力が前記空気取り入れ口（７）に向かい合っている前記弁側 の圧力以下に落ちるとき、前記吸い込み側の方向に前記弁が開くように配置され ていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の前記過給内燃機関。
3. ３．前記弁がオンオフ弁（１４）によって形成されており、制御手段（１１）を 介して、前記弁が前記機械圧縮機（８）の吸い込み側と圧力側とにある圧力セン サー（１５，１６）に結合されており、前記吸い込み側と前記圧力側との圧力が 等しくなったときに開くようになっていることを特徴とする請求の範囲第１項に 記載の前記過給内燃機関。
4. ４．前記機械圧縮機（８）が、オンオフできるクラッチ（１０）を介してエンジ ンによって駆動されて、前記弁手段（１４）が、前記ターボ圧縮機の吸い込み側 と空気取り入れ口との間にある連結部を開くとき、前記圧縮機を作動させなくす る前記制御手段（１１）と協働することを特徴とする請求の範囲第１項から第３ 項のいずれか一つに記載の前記過給内燃機関。
5. ５．前記機械圧縮機（８）が容量型であることを特徴とする請求の範囲第１項か ら第４項のいずれか一つに記載の前記過給内燃機関。
6. ６．前記内燃機関（１）が船用ディーゼルエンジンであることを特徴とする請求 の範囲第１項から第５項のいずれか一つに記載の前記過給内燃機関。