JP2006300064A - 内燃機関の排気駆動過給機 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関のエンジンの排気ガス流を膨張させるタービンと、内燃機関のエンジンに供給すべき過給空気流を圧縮する圧縮機を備え、タービンがタービンロータ（１１）、圧縮機が圧縮機ロータ（１２）を有し、タービンロータ（１１）と圧縮機ロータ（１２）が共通の軸（１３）上に配置され、タービンロータ（１１）と圧縮機ロータ（１２）との間に軸（１３）を支持する軸受ハウジング（１６）が置かれた内燃機関の排気駆動過給機の小型化を図る。
【解決手段】タービンロータ（１１）と圧縮機ロータ（１２）との間に置かれた軸受ハウジング（１６）に、所謂発電機運転時に排気駆動過給機から機械軸馬力を取り出し、或いは所謂エンジン運転時に排気駆動過給機に機械軸馬力を供給する少なくとも１つの液圧機械（１７）を一体に組み込む。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前文に記載の内燃機関の排気駆動過給機に関する。

内燃機関の効率を高めるべく、内燃機関に排気駆動過給機を装備することは既に公知である。排気駆動過給ないしターボチャージ運転の場合、エンジンから排出される排気ガスがタービンにおいて膨張し、その際、タービンはエンジンに供給すべき過給空気を圧縮する圧縮機を駆動する。この圧縮済み過給空気を所定の温度に冷却すべく、圧縮機とエンジンとの間にインタクーラ（過給空気冷却器）を接続している。この排気駆動過給運転ないしターボチャージ運転により、内燃機関の効率が向上する。

排気駆動過給機は、該過給機が内燃機関のエンジンにおける最良の過給パラメータを発生するために必要とされない余剰動力を用意する程に高い効率を有している。この余剰動力を利用すべく、特許文献１で既に、排気駆動過給機により用意された余剰動力を機械駆動エネルギに転換するため、伝動装置を介して液圧ポンプを排気駆動過給機に接続することが公知である。従来、かかる液圧ポンプは別個の補機として形成され、該補機は排気駆動過給機にフランジ結合され、排気駆動過給機に対し密封されていた。
独国特許第３５３２９３８号明細書

上述の点から出発し、本発明の課題は、内燃機関の新しい排気駆動過給機を提供することにある。

この課題は、請求項１に記載の内燃機関の排気駆動過給機によって解決される。本発明に基づき、タービンロータと圧縮機ロータとの間に置かれた軸受ハウジングに、所謂発電機運転時に排気駆動過給機から機械軸馬力を取り出し或いは所謂エンジン運転時に排気駆動過給機に機械軸馬力を供給する少なくとも１つの液圧機械を一体に組み込む。

本発明は、タービンロータと圧縮機ロータとの間を延びる排気駆動過給機の軸受ハウジングに、少なくとも１つの液圧機械を組み入れることを特徴とする。この液圧機械は、発電機ないしポンプ運転時或いはエンジン運転時に駆動される。発電機運転時、液圧機械は排気駆動過給機から機械軸馬力を取り出す。これに対しエンジン運転時、排気駆動過給機に機械軸馬力を供給する。

排気駆動過給機の軸受ハウジングへの液圧機械の一体組入れにより、特に小型な構造が生ずる。また、１つの或いは各液圧機械の排気駆動過給機に対する特別なシールは不要である。１つの或いは各液圧機械に油を供給すべく、ターボチャージャに元来存在する油供給口並びに油排出口が利用できる。この結果補助的な接続口は不要となる。排気駆動過給機の軸受ハウジングへの１つの又は各液圧機械の一体組入れで、排気駆動過給機における所謂オーバーハング質量を防止し、もって排気駆動過給機の振動傾向も最小にできる。

本発明の有利な実施態様を、従属請求項および以下の説明から明らかにする。

以下、図を参照し本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されない。

図１は、排気駆動過給機１０のタービンロータ１１並びに圧縮機ロータ１２の範囲を概略的に示す。タービンロータ１１はタービンランナとも呼ばれ、圧縮機ロータ１２は圧縮機インペラとも呼ばれる。タービンロータ１１並びに圧縮機ロータ１２は共通の軸１３上に支持され、軸１３の長手軸線１４を中心として一緒に回転する。軸１３は軸受１５を介して軸受ハウジング１６に支持され、ハウジング１６の少なくとも一部は、タービンロータ１１と圧縮機ロータ１２との間に置かれている。

本発明に従い、タービンロータ１１と圧縮機ロータ１２の間に位置した軸受ハウジング１６内に、少なくとも１つの液圧機械１７又は少なくとも１つのその駆動装置（歯車装置１９、２０）を組み入れている。この液圧機械１７は、発電機ないしポンプ運転時或いはエンジン運転時に駆動される。発電機ないしポンプ運転時、液圧機械１７は、排気駆動過給機１０によって用意された余剰動力を、例えば機械駆動エネルギに転換すべく、駆動過給機１０から機械軸動力を取り出す。これに対しエンジン運転時、液圧機械１７は、排気駆動過給機１０が十分な排気ガス動力を供給しないときも、最良の過給空気過剰率を調達すべく、排気駆動過給機１０に機械軸出力を供給（補給）する。

図１の実施例では、液圧機械１７を、歯車装置１８として形成した伝動装置を介して排気駆動過給機１０に連結している。

第１歯車１９は排気駆動過給機１０の軸１３上に置かれ、第２歯車２０は液圧機械１７に連結されている。両歯車１９、２０の直径の選択により、軸１３と液圧機械１７の回転数の伝達比が定まる。液圧機械１７を軸１３に連結し又は切り離すため、図示しないクラッチによって、伝動装置１８を解除ないし締結する。

液圧機械１７の軸受ハウジング１６への一体組入れに伴い、軸受ハウジング１６に元来存在する油供給口と排出口を、１つの又は各液圧機械に油を供給すべく利用できる。従って液圧機械１７の別個のシール装置は不要である。液圧機械１７の軸受ハウジング１６への一体組入れで、排気駆動過給機１０の振動挙動は不利に害されない。むしろ、別個の補機として形成した液圧機械の結合により生ずるオーバーハング質量を回避できる。軸受ハウジング１６への液圧機械１７の一体組入れにより、コンパクトな構造が可能となる。

既に述べたように、軸受ハウジング１６への液圧機械１７の一体組入れとは、少なくとも液圧機械１７の駆動装置１９、２０を軸受ハウジング１６の中に組み入れ、本来の液圧機械１７を軸受ハウジング１６にフランジ結合することをも意味する。

本発明に基づく内燃機関の排気駆動過給機の部分概略構成図。

符号の説明

１０ 排気駆動過給機、１１ タービンロータ、１２ 圧縮機ロータ、１３ 軸、１４ 長手軸線、１５ 軸受、１６ 軸受ハウジング、１７ 液圧機械、１８ 歯車装置、１９、２０ 歯車

Claims (4)

1. 内燃機関のエンジンから出る排気ガス流を膨張するためのタービンと、内燃機関のエンジンに供給すべき過給空気流を圧縮するための圧縮機とを備え、タービンがタービンロータ（１１）を有し、圧縮機が圧縮機ロータ（１２）を有し、タービンロータ（１１）および圧縮機ロータ（１２）が共通の軸（１３）上に配置され、タービンロータ（１１）と圧縮機ロータ（１２）との間に軸（１３）を支持するための軸受ハウジング（１６）が置かれた内燃機関の排気駆動過給機において、
   タービンロータ（１１）と圧縮機ロータ（１２）との間に置かれた軸受ハウジング（１６）に、所謂発電機運転時に排気駆動過給機から機械軸馬力を取り出し、或いは所謂エンジン運転時に排気駆動過給機に機械軸馬力を供給する少なくとも１つの液圧機械（１７）が一体に組み込まれたことを特徴とする内燃機関の排気駆動過給機。
2. １つの又は各液圧機械（１７）が、歯車装置（１８）ないし平歯車装置を介して軸（１３）に機械的に連結されたことを特徴とする請求項１記載の排気駆動過給機。
3. １つの又は各液圧機械（１７）が、軸（１３）に連結可能であり、且つ軸（１３）から切り離し可能であることを特徴とする請求項１又は２記載の排気駆動過給機。
4. 液圧機械（１７）の一体組込みが、その駆動装置（１９、２０）が軸受ハウジング（１６）に一体に組み入れられ、本来の液圧機械（１７）が軸受ハウジング（１６）にフランジ結合されることにあることを特徴とする請求項１記載の排気駆動過給機。
   
   

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