JP2534558Y2 - ターボコンパウンドエンジンにおける過給システムの油圧式制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、ディーゼル機関用の過
給機システムの油圧式制御装置に関し、特に一般車両
用、荷役運搬機械用、建設機械用、特車用、舶用等に使
用される２サイクル、４サイクル式ディーゼル機関に広
く利用可能な、ターボコンパウンド機関における過給シ
ステムの油圧式制御装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来ターボコンパウンドエンジンは、図
３に示すように、排気ターボ過給機14のタービン部にお
いて、タービン動翼16の外側に可変静翼である可変ノズ
ル17が円周上に配置され、この可変ノズル17の開度を変
更させる駆動リング18が、リンクを介して可変ノズル17
に連結されている。

【０００３】排気ターボ過給機１４は減速ギヤ列１１を
そなえた動力伝達系を介して機関クランク軸１０に結合
されている。この減速ギヤ列１１は、排気ターボ過給機
１４とクランク軸１０との間の動力伝達において、２系
列の並列ギヤ列を有して構成されている。これらのギヤ
列相互間には、機関回転速度、負荷等の制御信号により
油圧的に断続可能な第１のクラッチ１２ａ，第２のクラ
ッチ１２ｂと、このクラッチ１２ａ、１２ｂとそれぞれ
シリーズに連結された第１のワンウエイクラッチ１３
ｂ、第２のワンウエイクラッチ１３ｂが介装されてい
る。二つのワンウエイクラッチ１３ａ，１３ｂは、ギヤ
列１１を介しての排気ターボ過給機１４とクランク軸１
０との間の動力伝達方向を、相互に逆向きになるよう構
成されている。すなわち、図中ワンウエイクラッチ１３
ａ、１３ｂの矢印方向は、動力伝達方向を示しており、
矢印と逆方向への動力伝達は行なわれないようになって
いる。

【０００４】排気ターボ過給機14とクランク軸10とを結
合する減速ギヤ列11に介装されたクラッチ12a,12bは、
機関６と排気ターボ過給機14の運転モード、すなわち、
機関６が排気ターボ過給機14を駆動するメカニカルドラ
イブモード、排気ターボ過給機14から機関６側へタービ
ン排気エネルギーが回収されるターボコンパウンドモー
ド、機関６と排気ターボ過給機14との間の機械的結合状
態のないフルターボモードの３つの運転モードを機関の
使用条件、負荷条件に応じて制御するもので、機関回転
速度、燃料噴射量、コンプレッサ出口圧力等に対応して
望ましいモードの選択が３つの運転モードの中からコン
トローラとしてのマイクロコンピュータ（図示せず）に
より行なわれ、その制御信号により、クラッチ断続用ア
クチュエータ（図示せず）が作動してクラッチ12a,12b
の断続が行なわれるようになっている。

【０００５】そして、クラッチ１２ａ，１２ｂの断続
は、油圧式クラッチを使用して行なわれる。なお、図３
において、７は機関６の排気管、８は吸気冷却器、９は
機関６の吸気管、１５はコンプレッサを示す。

【０００６】上記油圧式クラッチの操作には図４に示す
ような油圧式制御装置が用いられている。

【０００７】すなわち図４において、符号１は油圧ポン
プを、また符号１２は油圧式クラッチを示している。そ
して、油圧ポンプ１から吐出された作動油は、エンジン
の負荷条件に応じたコントローラ（図示せず）からの指
令によりオン・オフ作動をする電磁弁４を経て油圧式ク
ラッチ１２に供給されるように構成されている。なお図
４は、電磁弁４がオフ（このとき過給システムがフルタ
ーボモードもしくはターボコンパウンドモードにある）
の状態を示している。また符号２は調圧弁、Ｐｏ、Ｐｃ
はそれぞれの位置の油圧を示している。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な従来の油圧式制御装置では、電磁弁４が図４に示した
状態にあるとき、油圧ポンプ１から吐出された作動油の
流れが電磁弁４により遮断されているため、油圧ポンプ
１は、常に負荷の大きい仕事をしている状態にある。さ
らに油圧ポンプ１は、機関クランク軸とギヤ列で連結さ
れているため、エンジンとしては、油圧ポンプ１の仕事
分が常に駆動馬力として必要となる。したがってエンジ
ンにとっては、マイナス要因となるという問題点があ
る。

【０００９】本考案は、このような問題点の解決をはか
ろうとするもので、制御系に上述のような従来の油圧式
制御装置が用いられたターボコンパウンドエンジンにお
いて、油圧ポンプと電磁弁との間にもう一つの第２の電
磁弁を設け、油圧式クラッチのオフ時に第２の電磁弁に
より作動油を例えば大気圧に開放することによりポンプ
駆動馬力の低減をはかった、ターボコンパウンドエンジ
ンにおける過給システムの油圧式制御装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本考案のターボコンパウンドエンジンにおける過給
システムの油圧式制御装置は、過給システムを有するタ
ーボコンパウンドエンジンにおいて、上記過給システム
が排気ターボ過給機と同排気ターボ過給機を上記エンジ
ンのクランク軸に連結するための２系統の並列ギヤ列よ
りなる減速ギヤ列とをそなえ、上記２系統の並列ギヤ列
のうちの一方が上記エンジンのクランク軸から上記排気
ターボ過給機を駆動するギヤ列として構成され他方が排
気ターボ過給機側から上記エンジンのクランク軸を駆動
するギヤ列として構成されるとともに、それぞれのギヤ
列に、駆動方向に動力伝達が可能で反対方向に動力を伝
達しないワンウエイクラッチが挿入され、さらに上記エ
ンジンの機関回転速度、負荷等の制御信号に従って断続
可能な油圧式クラッチが挿入されると共に、同油圧式ク
ラッチの油圧式制御装置が設けられ、同油圧式制御装置
が、上記油圧式クラッチを駆動する油圧ポンプと、同油
圧ポンプと上記油圧式クラッチとの間の配管に配設され
上記油圧式クラッチがオンの時には上記油圧ポンプから
の圧油を上記油圧式クラッチへ送ることが可能なオン状
態となり上記油圧式クラッチがオフの時には上記油圧式
クラッチ内の圧油を加圧状態から解放する第１の電磁弁
と、上記油圧ポンプと上記第１の電磁弁との間の配管に
配設され上記油圧式クラッチがオンの時には上記油圧ポ
ンプからの圧油を上記第１の電磁弁を経て上記油圧式ク
ラッチへ送ることが可能なオン状態となり上記油圧式ク
ラッチがオフの時には上記油圧ポンプからの圧油を加圧
状態から解放して上記油圧ポンプの出口圧力を低くする
第２の電磁弁とをそなえ、上記油圧式クラッチがオフの
時の上記油圧ポンプの駆動により生じる損失馬力の低減
がはかられる。

【００１１】

【作用】上述の本考案のターボコンパウンドエンジンに
おける過給システムの油圧式制御装置では、過給機をあ
る作動モードに切替えるべく油圧式クラッチがオフ状態
にセットされたときに、油圧ポンプの吐出側に設けられ
た第２の電磁弁が油圧ポンプの吐出側を例えば大気に開
放するように作用して、油圧ポンプの駆動に要する損失
馬力を低減することができる。

【００１２】

【実施例】以下、図面により本考案の一実施例としての
ターボコンパウンドエンジンにおける過給システムの油
圧式制御装置について説明すると、図１は模式系統図、
図２は作動説明図である。なお図１中図３，図４と同じ
符号はほぼ同一の部材を示している。

【００１３】この実施例のターボコンパウンドエンジン
における過給システムの油圧式制御装置も、図３に示し
たようなターボコンパウンドエンジンの油圧式クラッチ
12の断続制御に用いられるもので、油圧式クラッチ12を
駆動する油圧ポンプ１と電磁弁４とをそなえると共に、
油圧ポンプ１の吐出側と電磁弁４との間に、第２の電磁
弁３が配設されている。

【００１４】なお、油圧式クラッチ12が図３におけるク
ラッチ12aあるいは12bに相当し、また、電磁弁４が機関
回転速度、燃料噴射量、コンプレッサ出口圧力等に対応
して過給システムを望ましい運転モードに選択すべくコ
ントローラ（図示せず）により操作される点は、上述の
従来例の場合と同様である。

【００１５】図１は電磁弁４が閉状態にあり、したがっ
て油圧式クラッチ12がオフの状態（このとき、過給シス
テムは、フルターボモードもしくはターボコンパウンド
モードにある）を示していて、第２の電磁弁３は、この
とき油圧ポンプ１の吐出口を大気に連通すると共に、電
磁弁４が開状態に付勢されるとこれに連動して、油圧式
ポンプの吐出流体を電磁弁４を介して油圧式クラッチ12
へ供給し油圧式クラッチ12をオン状態に駆動できるよう
に構成されている。

【００１６】上述の構成において、図１に示した油圧式
クラッチ12がオフの時、油圧ポンプ１から出た作動油
は、第２の電磁弁３を通り大気に開放される。また、電
磁弁４は、それ以降の配管内の圧力をほぼ大気圧まで開
放し、油圧式クラッチ12のオフの時のきれを向上させて
いる。

【００１７】次にコントローラ（図示せず）から油圧式
クラッチ12にオンの指令が出ると、第２の電磁弁３およ
び電磁弁４がともにオンとなり、油圧ポンプ１からの作
動油が油圧式クラッチ12へ供給され、油圧式クラッチ12
はすみやかにオンとなる。

【００１８】図２の線図(a),(b)は、過給システムの過
給モードに応じた第２の電磁弁３、電磁弁４のオン・オ
フ状態を示しており、線図(a),(b)に示すように、第２
の電磁弁３と電磁弁４とは連動してオン・オフ作動す
る。

【００１９】また、第２の電磁弁３，電磁弁４のオン・
オフ作動により油圧Ｐoは線図(c)に示すように変動し、
本実施例の場合、従来の場合に比し斜線を施した面積に
相当する仕事分だけ、油圧ポンプの仕事を低減すること
ができる。

【００２０】なお各過給モードにおける油圧Ｐcおよび
油圧式クラッチの断接は、それぞれ線図(d),(e)に示す
とおりである。

【００２１】

【考案の効果】以上詳述したように、本考案のターボコ
ンパウンドエンジンにおける過給システムの油圧式制御
装置によれば、過給システムが、排気ターボチャージャ
がギヤ列を介してクランク軸に連結されかつギヤ列の中
間に制御信号により断続する油圧式クラッチをそなえる
と共に、エンジンの負荷条件に応じて運転モードを、メ
カニカルドライブモードと、フルターボモードおよびタ
ーボコンパウンドモードとの各運転モードに切換えるべ
く上記油圧式クラッチを駆動するための油圧式制御装置
をそなえたターボコンパウンドエンジンにおいて、油圧
式クラッチのオフ時（このとき過給システムはフルター
ボ過給モードもしくはターボコンパウンドモードにあ
る）の油圧ポンプの損失馬力を低減してエンジンの低燃
費化をはかることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例としてのターボコンパウンド
エンジンにおける過給システムの油圧式制御装置の模式
系統図である。

【図２】同作動説明図である。

【図３】従来のターボコンパウンドエンジンの模式側面
図である。

【図４】同過給システムの油圧式制御装置の模式系統図
である。

【符号の説明】

１ 油圧ポンプ２ 調圧弁 ３ 第２の電磁弁 ４ 第１の電磁弁６ 機関 ７ 排気管 ８ 給気冷却器 ９ 給気管 １０ クランク軸 １１ 減速ギヤ列 １２，１２ａ，１２ｂ 油圧式クラッチ １３ａ，１３ｂ ワンウエイクラッチ １４ ターボ過給機１５ コンプレッサ

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 過給システムを有するターボコンパウン
   ドエンジンにおいて、上記過給システムが排気ターボ過
   給機と同排気ターボ過給機を上記エンジンのクランク軸
   に連結するための２系統の並列ギヤ列よりなる減速ギヤ
   列とをそなえ、上記２系統の並列ギヤ列のうちの一方が
   上記エンジンのクランク軸から上記排気ターボ過給機を
   駆動するギヤ列として構成され他方が排気ターボ過給機
   側から上記エンジンのクランク軸を駆動するギヤ列とし
   て構成されるとともに、それぞれのギヤ列に、駆動方向
   に動力伝達が可能で反対方向に動力を伝達しないワンウ
   エイクラッチが挿入され、さらに上記エンジンの機関回
   転速度、負荷等の制御信号に従って断続可能な油圧式ク
   ラッチが挿入されると共に、同油圧式クラッチの油圧式
   制御装置が設けられ、同油圧式制御装置が、上記油圧式
   クラッチを駆動する油圧ポンプと、同油圧ポンプと上記
   油圧式クラッチとの間の配管に配設され上記油圧式クラ
   ッチがオンの時には上記油圧ポンプからの圧油を上記油
   圧式クラッチへ送ることが可能なオン状態になり上記油
   圧式クラッチがオフの時には上記油圧式クラッチ内の圧
   油を加圧状態から解放する第１の電磁弁と、上記油圧ポ
   ンプと上記第１の電磁弁との間の配管に配設され上記油
   圧式クラッチがオンの時には上記油圧ポンプからの圧油
   を上記第１の電磁弁を経て上記油圧式クラッチへ送るこ
   とが可能なオン状態となり上記油圧式クラッチがオフの
   時には上記油圧ポンプからの圧油を加圧状態から解放し
   て上記油圧ポンプの出口圧力を低くする第２の電磁弁と
   をそなえ、上記油圧式クラッチがオフの時の上記油圧ポ
   ンプの駆動により生じる損失馬力の低減をはかるように
   したことを特徴とする、ターボコンパウンドエンジンに
   おける過給システムの油圧式制御装置。