JPH08260996A - ターボコンパウンドエンジン - Google Patents

ターボコンパウンドエンジン

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JPH08260996A
JPH08260996A JP7067539A JP6753995A JPH08260996A JP H08260996 A JPH08260996 A JP H08260996A JP 7067539 A JP7067539 A JP 7067539A JP 6753995 A JP6753995 A JP 6753995A JP H08260996 A JPH08260996 A JP H08260996A
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JP
Japan
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clutch
engine
power transmission
turbine
turbo compound
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Withdrawn
Application number
JP7067539A
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English (en)
Inventor
Sei Kawatani
聖 川谷
Hideki Sugishita
英樹 杉下
Junya Watanabe
純也 渡邊
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Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Motors Corp filed Critical Mitsubishi Motors Corp
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Publication of JPH08260996A publication Critical patent/JPH08260996A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K23/00—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for
    • B60K23/02—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for main transmission clutches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D48/00—External control of clutches
    • F16D48/02—Control by fluid pressure
    • F16D48/0206—Control by fluid pressure in a system with a plurality of fluid-actuated clutches
    • 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
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D48/00—External control of clutches
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    • F16D2048/0227—Source of pressure producing the clutch engagement or disengagement action within a circuit; Means for initiating command action in power assisted devices
    • F16D2048/023—Source of pressure producing the clutch engagement or disengagement action within a circuit; Means for initiating command action in power assisted devices by pedal actuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • 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
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    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

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  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 変速機シフト操作後の再加速時のレスポンス
向上が図れるターボコンパウンドエンジンを提供するこ
とを目的とする。 【構成】 エンジン1の吸気系5に介装されたコンプレ
ッサ3bと排気系2に介装され前記コンプレッサに連結
されたタービン3aとを有する排気ターボ過給機3と、
前記タービン下流の排気系に介装された排熱回収タービ
ン6と、該排熱回収タービンの回転軸と前記エンジンの
クランク軸11とを連結する減速ギヤ列7と、前記クラ
ンク軸と変速機の入力軸との動力伝達を断続する変速機
クラッチ14と、該変速機クラッチを断続すべく乗員に
より操作されるクラッチペダル16とを備え、前記減速
ギヤ列7が、乗員による前記クラッチペダル16の操作
に連動して作動され前記回転軸から前記クランク軸への
動力伝達を遮断する排熱回収タービンクラッチ17を有
することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車等内燃機関に広
く利用されるターボコンパウンドエンジンに関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来のターボコンパウンドエンジンとし
て、例えば図4に示すようなものがある(特開平2−1
08809号公報参照)。これは、エンジン1の排気系
2からの排気ガスを排気ターボ過給機3のタービン3a
へ導いてこれを回転駆動し、これによりこのタービン3
aと同軸上に装着されたコンプレッサ3bを回転駆動し
てエンジン1への吸入空気を加圧する。加圧された吸入
空気は吸気系5を通ってエンジン1に過給される。
【0003】排気ターボ過給機3のタービン3aを出た
排気ガスはタービン下流部に設けられた排熱回収タービ
ン6に導入される。排熱回収タービン6は減速ギヤ列7
の駆動軸8に連結され、この駆動軸8はワンウェイクラ
ッチ9及び巻掛け伝動機構10aを介してエンジン1の
クランク軸11に連結される一方、巻掛け伝動機構10
bを介して冷却ファン12と冷却水ポンプ13に連結さ
れ、これによりタービン3aを出た排気ガスのエネルギ
は有効に回収されることになり、エンジン1の出力アッ
プと燃費低減が図られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記エンジ
ンにおいて、エンジン低負荷域での、排熱回収タービン
連れ回り損失を防止するため、一般にワンウェイクラッ
チにより、排熱回収タービン側回転数<エンジン側回転
数となった場合、接続が絶たれるようになっている。こ
れは、実公平3−9532号公報等でも開示されてい
る。
【0005】ところが、前記排熱回収タービン側回転数
<エンジン側回転数の条件下以外の変速機のシフト操作
時には、エンジンの回転数低下とともに排熱回収タービ
ンの回転数も低下する(クランク軸11と駆動軸8とが
繋がっていることから)ため、再加速時に、排熱回収タ
ービンの回転上昇が遅れレスポンスが悪くなるという不
具合があった。
【0006】また、エンジンと排気ターボ過給機間の動
力伝達機構にワンウェイクラッチと遠心クラッチとを並
列に組み込んだ技術が実公平5−3718号公報で開示
されている。
【0007】これによれば、遠心クラッチが空転するエ
ンジンの高速回転域でのシフト操作時には、前記回転落
ちの問題はないが、遠心クラッチが接続するエンジンの
低,中速回転域のシフト操作時には、前記回転落ちの問
題は依然として存在する。
【0008】そこで、本発明の目的は、変速機シフト操
作後の再加速時のレスポンス向上が図れるターボコンパ
ウンドエンジンを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係るターボコン
パウンドエンジンは、エンジンの吸気系に介装されたコ
ンプレッサと排気系に介装され前記コンプレッサに連結
された第1タービンとを有する排気ターボ過給機と、前
記第1タービン下流の排気系に介装された排気エネルギ
回収用の第2タービンと、該第2タービンの回転軸と前
記エンジンの出力軸側とを連結し前記第2タービンの回
転を減速して前記出力軸側に伝達する動力伝達機構と、
前記エンジンのクランク軸と変速機の入力軸との動力伝
達を断続する第1クラッチと、該第1クラッチを断続す
べく乗員により操作されるクラッチペダルとを備え、前
記動力伝達機構が、乗員による前記クラッチペダルの操
作に連動して作動され前記回転軸から前記エンジンの出
力軸への動力伝達を遮断する第2クラッチを有すること
を特徴とする。
【0010】前記第2クラッチは、前記第1クラッチの
断続を制御する操作系に機械的に連結されて動力伝達が
断続されることを特徴とする。
【0011】前記第2クラッチは、前記第1クラッチの
断続を制御する操作系の一部材の移動により発生する油
圧力により動力伝達が断続されることを特徴とする。
【0012】前記第2クラッチは、動力伝達を断続する
アクチュエータを有し、前記クラッチペダルの操作を検
出する検出部材の出力に応じて作動される前記アクチュ
エータにより動力伝達が断続されることを特徴とする。
【0013】前記アクチュエータは、エンジンの低負荷
域で第2クラッチを断つように作動することを特徴とす
る。
【0014】
【作用】前記構成によれば、変速機シフト操作時に運転
者がクラッチペダルを踏むと、第1クラッチが断状態と
なると同時にこれに連動する第2クラッチも断状態とな
り、第2タービンとエンジンのクランク軸とは繋がって
いないので、エンジン回転数降下により第2タービン回
転数が落ちることは回避される。
【0015】また、前記第2クラッチは、前記第1クラ
ッチの断続を制御する操作系に機械的に連結されて動力
伝達が断続されると、操作系が全て機械式で構成され
る。
【0016】また、前記第2クラッチは、前記第1クラ
ッチの断続を制御する操作系の一部材の移動により発生
する油圧力により動力伝達が断続されると、油圧配管が
簡略化される。
【0017】また、前記第2クラッチは、動力伝達を断
続するアクチュエータを有し、前記クラッチペダルの操
作を検出する検出部材の出力に応じて作動される前記ア
クチュエータにより動力伝達が断続されると、クラッチ
ペダルと第2クラッチとは信号線で接続すれば良く、レ
イアウト性が向上される。
【0018】また、前記アクチュエータは、エンジンの
低負荷域で第2クラッチを断つように作動すると、動力
伝達機構に、エンジン低負荷域での、排熱回収タービン
連れ回り損失を防止するためのワンウェイクラッチが不
要となる。
【0019】
【実施例】以下、本発明に係るターボコンパウンドエン
ジンの一実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図1は第1実施例のターボコンパウンドエンジンの概略
構成図である。尚、本図において図4と同一部材には同
一符号を付して重複する説明は省略する。
【0020】図示のように、エンジン1のクランク軸1
1に変速機クラッチ(第1クラッチ)14を介して変速
機の入力軸15が連結される。そして、排熱回収タービ
ン(第2タービン)6とエンジン1のクランク軸11と
の間に介装された動力伝達機構としての減速ギヤ列7
(厳密には駆動軸8上)に、クラッチペダル16に連動
する排熱回収タービンクラッチ(第2クラッチ)17が
組み込まれる。尚、図中18はコンプレッサ3bで加圧
されて昇温した吸入空気を冷却するインタクーラであ
る。
【0021】前記排熱回収タービンクラッチ17と変速
機クラッチ14とは、リンク19a,19bの揺動で断
続作用を行う同一構造のもので、前記クラッチペダル1
6に連結した油圧シリンダ18aと前記両リンク19
a,19bに連結した油圧シリンダ18b,18cとが
油圧配管で連繋され、前記クラッチペダル16が踏み込
まれると、排熱回収タービンクラッチ17と変速機クラ
ッチ14とが共に断状態となるようになっている。
【0022】このように構成されるため、変速機クラッ
チ14が接続される通常運転域では、排熱回収タービン
クラッチ17も接続されるため、排熱回収タービン6に
よる動力回収機能が従前と同様に得られる。
【0023】変速機のシフト操作中は、運転者がクラッ
チペダル16を踏んでいるため、変速機クラッチ14に
連動して排熱回収タービンクラッチ17が断状態である
ため、図3のエンジン及び排熱回収タービン回転数の比
較特性図でも判るように、エンジン回転数が降下しても
排熱回収タービン回転数が低下することなく、再加速時
のレスポンスが向上される。尚、本実施例においては、
油圧機構により、両リンク19a,19bを駆動してい
るが、この機構に代えてロッド又はワイヤーにより機械
的に該リンクを駆動した場合でも本実施例と同様の作用
効果を奏する。
【0024】図2は第2実施例のターボコンパウンドエ
ンジンの概略構成図である。これは、第1実施例におけ
る排熱回収タービンクラッチ17に断続用のアクチュエ
ータを内蔵させ(図示せず)、このアクチュエータを、
エンジン回転数信号と負荷信号とクラッチペダルスイッ
チ21のオン−オフ信号とが入力される制御回路20か
らの出力信号で作動させるようにした例である。
【0025】これによれば、クラッチペダルスイッチ2
1のオン−オフ信号で変速機のシフト操作時を検出した
時に排熱回収タービンクラッチ17を断状態にすれば、
第1実施例と同様の作用効果が得られる。また、本実施
例では、エンジンの低速回転域或いは低負荷域を検出し
た時に排熱回収タービンクラッチ17を断状態にするこ
とで、第1実施例で用いていたワンウェイクラッチ9
(図1参照)が不要となる利点がある。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、排
気エネルギ回収用タービンの回転軸とエンジンのクラン
ク軸とを連結する動力伝達機構に、乗員による前記クラ
ッチペダルの操作に連動して作動され前記回転軸から前
記エンジンのクランク軸への動力伝達を遮断する第2ク
ラッチを組み込んだので、変速機のシフト操作中におけ
る排気エネルギ回収用タービンの回転落ちが防止されて
変速機シフト操作後の再加速時のレスポンス向上が図れ
る
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示すターボコンパウンド
エンジンの概略構成図である。
【図2】同じく第2実施例を示すターボコンパウンドエ
ンジンの概略構成図である。
【図3】エンジン及び排熱回収タービン回転数の比較特
性図である。
【図4】従来例のターボコンパウンドエンジンの概略構
成図である。
【符号の説明】 1 エンジン 2 排気系 3 排気ターボ過給機 5 吸気系 6 排熱回収タービン 7 減速ギヤ列 9 ワンウェイクラッチ 11 クランク軸 14 変速機クラッチ 16 クラッチペダル 17 排熱回収タービンクラッチ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンの吸気系に介装されたコンプレ
    ッサと排気系に介装され前記コンプレッサに連結された
    第1タービンとを有する排気ターボ過給機と、前記第1
    タービン下流の排気系に介装された排気エネルギ回収用
    の第2タービンと、該第2タービンの回転軸と前記エン
    ジンの出力軸側とを連結し前記第2タービンの回転を減
    速して前記出力軸側に伝達する動力伝達機構と、前記エ
    ンジンのクランク軸と変速機の入力軸との動力伝達を断
    続する第1クラッチと、該第1クラッチを断続すべく乗
    員により操作されるクラッチペダルとを備え、前記動力
    伝達機構が、乗員による前記クラッチペダルの操作に連
    動して作動され前記回転軸から前記エンジンの出力軸へ
    の動力伝達を遮断する第2クラッチを有することを特徴
    とするターボコンパウンドエンジン。
  2. 【請求項2】 前記第2クラッチは、前記第1クラッチ
    の断続を制御する操作系に機械的に連結されて動力伝達
    が断続されることを特徴とする請求項1に記載のターボ
    コンパウンドエンジン。
  3. 【請求項3】 前記第2クラッチは、前記第1クラッチ
    の断続を制御する操作系の一部材の移動により発生する
    油圧力により動力伝達が断続されることを特徴とする請
    求項1に記載のターボコンパウンドエンジン。
  4. 【請求項4】 前記第2クラッチは、動力伝達を断続す
    るアクチュエータを有し、前記クラッチペダルの操作を
    検出する検出部材の出力に応じて作動される前記アクチ
    ュエータにより動力伝達が断続されることを特徴とする
    請求項1に記載のターボコンパウンドエンジン。
  5. 【請求項5】 前記アクチュエータは、エンジンの低負
    荷域で第2クラッチを断つように作動することを特徴と
    する請求項4に記載のターボコンパウンドエンジン。
JP7067539A 1995-03-27 1995-03-27 ターボコンパウンドエンジン Withdrawn JPH08260996A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007085226A (ja) * 2005-09-21 2007-04-05 Hino Motors Ltd ターボコンパウンドエンジン
US7987673B2 (en) * 2005-01-28 2011-08-02 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Turbo-compound system
US9759128B2 (en) 2015-06-16 2017-09-12 Pratt & Whitney Canada Corp. Compound engine assembly with exhaust pipe nozzle

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

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Effective date: 20020604