JPH01110831A - Turbocompound engine - Google Patents

Turbocompound engine

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JPH01110831A
JPH01110831A JP62266288A JP26628887A JPH01110831A JP H01110831 A JPH01110831 A JP H01110831A JP 62266288 A JP62266288 A JP 62266288A JP 26628887 A JP26628887 A JP 26628887A JP H01110831 A JPH01110831 A JP H01110831A
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JP
Japan
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exhaust
turbine
energy
engine
turbocharger
Prior art date
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Pending
Application number
JP62266288A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideo Kawamura
英男 河村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
Priority to JP62266288A priority Critical patent/JPH01110831A/en
Publication of JPH01110831A publication Critical patent/JPH01110831A/en
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Abstract

PURPOSE:To properly achieve the proper exhaust gas flow rate and energy recovery by forming a combustion chamber wall into a heat shielding structure and installing the turbine of a turbocharger generator into an exhaust pipe and constituting a turbine nozzle into a variable mechanism. CONSTITUTION:An exhaust passage is formed into a perfect heat shielding structure by forming a combustion chamber wall 15, heat insulating liner 23, cylinder liner 8, piston head 31, exhaust port linear 30, and an exhaust manifold 5 from ceramic material, and all the exhaust energy can be recovered by a turbocharger generator 25 on the downstream side. An AC machine 3 is operated as dynamo in a part having a low engine load, and the exhaust energy is accumulated into a battery, while, in a part having a large engine load, a compressor 2 is driven to act as turbocharger, and a part is supplied as the electric power energy by power generation. Further, a turbine 4 varies the nozzle area by revolving a nozzle 32, and the nozzle area can be varied, and the exhaust flow rate and the most suitable energy recovery can be contrived.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、自動車等のターボチャージャゼネレータを
備えたターボコンパウンドエンジンに関する。ここでい
うターボチャージャゼネレータとは、タービンとコンプ
レッサを有すると共に両ブレード間に交流機を設けたも
のであり、ターボチャージャの機能と発電・電動機の機
能を有するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a turbo compound engine equipped with a turbocharger generator for automobiles and the like. The turbocharger generator referred to herein has a turbine and a compressor, and an alternating current machine is provided between both blades, and has the functions of a turbocharger and a generator/electric motor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、低速から高速までの広い領域にわたって適量且つ
十分な吸気過給を可能にする内燃機関のターボチャージ
中は、例えば、特開昭60−195329号公報に開示
されている。この内燃機関のターボチャージャについて
は、内燃機関の排気ボートに連通ずる排気マニホルドに
ターボチャージャのタービンのスクロールが連通し、内
燃機関の本体に設けた燃料噴射ポンプに燃料噴射回部ち
負荷の大きさを検出する負荷センサーが設けられたもの
であり、特に、内燃機関の排気ガスのエネルギーによっ
て駆動されるタービンと、該タービンの駆動によってシ
リンダ内に吸気過給するコンプレッサとから成り、前記
タービンによって駆動される交流機である電動・発電機
を有し、前記電動・発電機は内燃機関の運転状態に応じ
て電動機又は発電機として作動され、詳しくは前記電動
・発電機は内燃機関の少なくとも低速高負荷の運転領域
では電動機として駆動されるものである。
Conventionally, a turbocharging system for an internal combustion engine that enables adequate and sufficient intake air supercharging over a wide range from low speeds to high speeds is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 195329/1983. In a turbocharger for an internal combustion engine, the scroll of the turbine of the turbocharger communicates with the exhaust manifold that communicates with the exhaust boat of the internal combustion engine, and the fuel injection pump installed in the main body of the internal combustion engine has a fuel injection circuit that handles the load. The compressor is equipped with a load sensor that detects the energy of the exhaust gas of the internal combustion engine, and is composed of a turbine driven by the energy of the exhaust gas of the internal combustion engine, and a compressor that supercharges intake air into the cylinder by the drive of the turbine. The motor/generator is operated as a motor or a generator depending on the operating state of the internal combustion engine, and more specifically, the motor/generator is operated at least at low and high speeds of the internal combustion engine. In the load operating range, it is driven as an electric motor.

(発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、上記のような従来の内燃機関のターボチ
ャージ中については、内燃機関の排気ポ−トに連通ずる
排気マニホルドにターボチャージャのタービンのスクロ
ールが連通したものであるが、排気管及びエンジンその
ものの断熱構造を考慮し、排気ガスが有する排気エネル
ギーを有効に回収するということについては開示されて
おらず、また、排気ガス流量とエネルギー回収の最適化
を開示したものではない。
(Problems to be Solved by the Invention) However, during turbocharging of the conventional internal combustion engine as described above, the scroll of the turbine of the turbocharger communicates with the exhaust manifold that communicates with the exhaust port of the internal combustion engine. However, it does not disclose how to effectively recover the exhaust energy contained in exhaust gas by considering the insulation structure of the exhaust pipe and the engine itself, and it does not disclose how to optimize the exhaust gas flow rate and energy recovery. It's not something I did.

この発明の目的は、上記の問題点を解消することであり
、エンジンの燃焼室壁、及び排気ボート、排気マニホル
ド等の排気管を通じて排気ガスの排気エネルギーが流出
するのを防止し、ターボチャージャゼネレータの交流機
を大出力が発生できるように大容量のものを使用し、有
効エネルギーをほとんど回収するように構成して有効に
回収エネルギーを利用し、例えば、アイドリング時の発
電性を十分に確保するようにタービンノズルを可変機構
に構成して単独のタービンであるにもかかわらず排気ガ
ス流量とエネルギー回収との最適化を図った構造に構成
したターボコンパウンドエンジンを提供することである
The purpose of this invention is to solve the above problems, and to prevent the exhaust energy of exhaust gas from flowing out through the combustion chamber wall of the engine and the exhaust pipe of the exhaust boat, exhaust manifold, etc. Use a large-capacity alternator that can generate high output, configure it to recover most of the effective energy, and use the recovered energy effectively, for example, to ensure sufficient power generation during idling. It is an object of the present invention to provide a turbo compound engine in which a turbine nozzle is configured as a variable mechanism so that exhaust gas flow rate and energy recovery are optimized even though it is a single turbine.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明は、上記の問題点を解消し、上記の目的を達成
するために、次のように構成されている。
In order to solve the above problems and achieve the above objects, the present invention is configured as follows.

即ち、この発明は、エンジンの燃焼室壁をセラミック材
料等によって断熱構造に構成し、前記エンジンの排気管
にターボチャージャゼネレータのタービンノズルけ、前
記タービンのタービンノズルを可変機構に構成したこと
を特徴とするターボコンパウンドエンジンに関する。
That is, the present invention is characterized in that the combustion chamber wall of the engine is constructed with a heat insulating structure using a ceramic material or the like, a turbine nozzle of a turbocharger generator is provided in the exhaust pipe of the engine, and the turbine nozzle of the turbine is constructed as a variable mechanism. This article relates to a turbo compound engine.

〔作用〕[Effect]

この発明によるターボコンパウンドエンジンは、以上の
ように構成されており、次のように作用する。即ち、エ
ンジンの燃焼室壁を断熱構造に構成して前記排気管にタ
ーボチャージャゼネレータのタービンを取付けたので、
エンジンの排気ガスが有する排気エネルギーをシリンダ
ヘッド等から流出させることなく下流に設置したエネル
ギー回収装置であるターボチャージャゼネレータに全て
送り込むことができ、またタービンノズルを可変機構に
構成したので、アイドリング時等の排気ガスの流量が少
ない時には、前記タービンノズルのノズル面積を絞り、
排気ガスの流量が少ないにもかかわらず排気ガスの流速
をを速くしてタービンブレードを速く回転させ、交流機
の発電性を十分に確保し、単独のタービンであるにもか
かわらず排気ガス流量とエネルギー回収との最適化を図
ることができる。
The turbo compound engine according to the present invention is constructed as described above and operates as follows. That is, since the combustion chamber wall of the engine is configured to have an adiabatic structure and the turbine of the turbocharger generator is attached to the exhaust pipe,
It is possible to send all the exhaust energy contained in the exhaust gas from the engine to the turbocharger generator, which is an energy recovery device installed downstream, without letting it flow out from the cylinder head, etc. Also, since the turbine nozzle is configured with a variable mechanism, it can be used during idling, etc. When the flow rate of exhaust gas is low, the nozzle area of the turbine nozzle is reduced,
Even though the flow rate of exhaust gas is small, the flow rate of exhaust gas is increased to rotate the turbine blades quickly, ensuring sufficient power generation performance of the alternator, and even though it is a single turbine, the flow rate of exhaust gas is increased. Optimization with energy recovery can be achieved.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照して、この発明によるターボコンパウ
ンドエンジンの一実施例を詳述する。第1図はこの発明
によるターボコンパウンドエンジンの一実施例を示す概
略断面図、第2図は第1図のターボチャージャゼネレー
タの一例を示す概略断面図、第3図は第2図のタービン
を示す断面図、及び第4図は第2図のタービンのタービ
ンノズルを示す説明図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a turbo compound engine according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment of a turbo compound engine according to the present invention, FIG. 2 is a schematic sectional view showing an example of the turbocharger generator shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic sectional view showing an example of the turbocharger generator shown in FIG. 2. The sectional view and FIG. 4 are explanatory diagrams showing the turbine nozzle of the turbine of FIG. 2.

第1図において、この発明の一実施例であるターボチャ
ージャゼネレータ25と断熱エンジン1から成るターボ
コンパウンドエンジンが符号10によって全体的に示さ
れている。該ターボチャージャゼネレータ25は、第2
図に示すように、主として、断熱エンジン1の排気ガス
によって駆動されるタービン4、タービン4の駆動によ
りて過給するコンプレッサ2、及びタービン4によって
駆動される交流機3から成る。タービン4については、
タービンハウジング18内にタービンブレード22が配
置され、更に、第3図又は第4図に示すように、タービ
ンノズル32は回転軸33の回転によってノズル面積が
変更できるように可変機構に構成されたものである。ま
た、コンプレッサ2については、コンプレッサハウジン
グ17内にコンプレッサインペラ21が配置されたもの
である。更に、コンプレッサインペラ21とタービンブ
レード22とはシャフト20の両端に固定されている。
In FIG. 1, a turbo compound engine comprising a turbocharger generator 25 and an adiabatic engine 1, which is an embodiment of the present invention, is indicated generally by the reference numeral 10. The turbocharger generator 25 has a second
As shown in the figure, it mainly consists of a turbine 4 driven by exhaust gas from an adiabatic engine 1, a compressor 2 supercharging by the drive of the turbine 4, and an alternating current machine 3 driven by the turbine 4. Regarding turbine 4,
Turbine blades 22 are disposed within the turbine housing 18, and as shown in FIG. 3 or 4, the turbine nozzle 32 is configured as a variable mechanism so that the nozzle area can be changed by rotation of a rotating shaft 33. It is. Further, regarding the compressor 2, a compressor impeller 21 is disposed within a compressor housing 17. Further, a compressor impeller 21 and a turbine blade 22 are fixed to both ends of the shaft 20.

また、交流機3については、上記特開昭60−1953
29号公報等に開示された内燃機関のターボチャージャ
と同様に、電動・発電機として作用できるものである。
Regarding AC machine 3, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-1953
Similar to the turbocharger for an internal combustion engine disclosed in Publication No. 29, etc., it can function as an electric motor/generator.

この交流機3は、センタハウジング16内を貫通するシ
ャフト20の中央部に取付けられた軸方向に伸長する永
久磁石である磁石ロータ27、ステータコイル26等か
ら成る。シャフト20はセンタハウジング16に固定さ
れたベアリング19に回転自在に支持されている0図示
していないが、ベアリング19の配置位置はタービン4
と交流機3との間のみで一対で支持する構造に構成でき
ることは勿論である。
The alternating current machine 3 includes a magnet rotor 27, which is a permanent magnet extending in the axial direction, attached to the center of a shaft 20 that passes through the center housing 16, a stator coil 26, and the like. The shaft 20 is rotatably supported by a bearing 19 fixed to the center housing 16. Although not shown, the bearing 19 is located at the turbine 4.
Of course, it is possible to construct a structure in which they are supported as a pair only between the AC generator 3 and the AC generator 3.

タービンブレード22はタービンスクロール28に送込
まれる排気ガスの流れ即ち排気ガスエネルギーを受けて
回転し、排気ガスは矢印Cの方向に流れる。また、コン
プレッサインペラ21は、矢印Aのように、吸気口から
空気が導入され、該空気を吸気として空気通路29を通
じて断熱エンジンlの吸気マニホルド11に送込む作用
を果たす。
The turbine blades 22 are rotated by the flow of exhaust gas sent to the turbine scroll 28, that is, the exhaust gas energy, and the exhaust gas flows in the direction of arrow C. In addition, the compressor impeller 21 has the function of introducing air from an intake port as shown by arrow A, and sending the air as intake air to the intake manifold 11 of the adiabatic engine 1 through the air passage 29.

交流機3は、タービン4によって駆動され、ステータコ
イル26に電流を誘起し、この電流を電源側に戻す機能
を果たすものであり、即ち回生電流をバッテリに充電し
たり又は負荷として利用できるものである。
The alternating current machine 3 is driven by the turbine 4 and has the function of inducing a current in the stator coil 26 and returning this current to the power supply side, that is, the regenerative current can be used to charge a battery or as a load. be.

この発明によるターボコンパウンドエンジン10におけ
る断熱エンジン1については、エンジンの燃焼室13を
構成するシリンダヘッド12の燃焼室壁15を窒化珪素
、炭化珪素等のセラミック材料で形成すると共に、シリ
ンダヘッド12との間にチタン酸カリウムウィスカー、
アルミナファイバ等のセラミック材料等から成る断熱材
23を介在させて断熱構造に構成している。更に、シリ
ンダボディ7には同様にセラミック材料等から成るシリ
ンダライナ8を嵌合することもできる。また、ピストン
9については、断熱構造に構成したものであり、ピスト
ンヘンド31を同様のセラミック材料で構成して断熱材
を介してピストンスカートに固定している。また、断熱
エンジン1の各シリンダヘッド12には、各排気ポート
6を介して排気マニホルド5、次いでタービンスクロー
ル28に連通している。排気ポート6を構成する排気ポ
ートライナ30は、セラミック材料、断熱材等によって
断熱構造に構成されている。また、排気ポート6には、
同様にセラミック材料等によって断熱構造に構成された
排気マニホルド5がti続されている。そして、排気マ
ニホルド5からの排気ガスはタービン4に送込まれるよ
うに構成されている。このように構成することによって
、断熱エンジン1のシリンダヘッド12からタービン4
までの排気通路即ち排気管を完全に断熱構造に構成する
ことができる。このような構成によりて、断熱エンジン
1から排気される排気ガスの排気エネルギーがシリンダ
ヘッド、途中経路等を通じて流出することを防止でき、
排気エネルギーを全て下流に設置したエネルギー回収装
置即ちターボチャージャゼネレータによって回収できる
ようになる。また、各々の吸気マニホルド11には、デ
ィーゼルエンジンの場合には、燃料噴射ノズルが設けら
れており、燃料噴射ノズルには、燃料ポンプ及びそれら
を制御するコントローラによって燃料が制御して送込ま
れるように構成されている。なお、図中、14は吸気ポ
ート、24は排気パルプを示す。
In the adiabatic engine 1 in the turbo compound engine 10 according to the present invention, the combustion chamber wall 15 of the cylinder head 12 constituting the combustion chamber 13 of the engine is formed of a ceramic material such as silicon nitride or silicon carbide, and Potassium titanate whiskers in between,
A heat insulating structure is constructed by interposing a heat insulating material 23 made of a ceramic material such as alumina fiber. Furthermore, a cylinder liner 8 made of a ceramic material or the like can also be fitted into the cylinder body 7. Further, the piston 9 has a heat-insulating structure, and the piston hend 31 is made of a similar ceramic material and is fixed to the piston skirt via a heat-insulating material. Further, each cylinder head 12 of the adiabatic engine 1 communicates with the exhaust manifold 5 and then with the turbine scroll 28 via each exhaust port 6. The exhaust port liner 30 constituting the exhaust port 6 has a heat insulating structure made of a ceramic material, a heat insulating material, or the like. In addition, the exhaust port 6 has
Similarly, an exhaust manifold 5 having a heat insulating structure made of ceramic material or the like is connected to the exhaust manifold 5. The exhaust gas from the exhaust manifold 5 is then sent to the turbine 4. With this configuration, the turbine 4 is connected from the cylinder head 12 of the adiabatic engine 1.
The exhaust passageway up to the exhaust pipe, that is, the exhaust pipe can be configured to have a completely insulated structure. With this configuration, it is possible to prevent the exhaust energy of the exhaust gas exhausted from the adiabatic engine 1 from flowing out through the cylinder head, intermediate path, etc.
All of the exhaust energy can be recovered by an energy recovery device, ie, a turbocharger generator, installed downstream. Further, each intake manifold 11 is provided with a fuel injection nozzle in the case of a diesel engine, and fuel is controlled and sent to the fuel injection nozzle by a fuel pump and a controller that controls them. It is composed of In addition, in the figure, 14 indicates an intake port, and 24 indicates an exhaust pulp.

この発明によるターボコンパウンドエンジン10は、上
記のように構成されており、特に、次のような作動の点
に特徴を有している。ターボチャージャゼネレータ25
における交流a3は、大出力が発生できるように大容量
のものを使用する。
The turbo compound engine 10 according to the present invention is configured as described above, and is particularly characterized by the following operation points. turbocharger generator 25
The AC a3 used here has a large capacity so that it can generate a large output.

交流機3を大容量に構成することによって、例えば、エ
ンジンの負荷の小さい部分では、エンジンに多量の吸気
を送り込む必要がないので従来のターボチャージ中とし
ての機能は不要になるため、断熱エンジンlの排気ガス
の排気エネルギーによって回転する回転エネルギーは交
流機3によって電力に変換し回生電流としてバッテリに
蓄電又は他の負荷として使用する。しかしながら、エン
ジンの負荷が大きい部分では、エンジンは多量の吸気を
必要とするので、断熱エンジン1の排気ガスの排気エネ
ルギーによって回転する回転エネルギーの一部分をター
ボチャージャとして機能させるためコンプレッサ2を駆
動するコンプレッサ駆動エネルギーとして消費し、回転
エネルギーの残り部分を交流機3によって発電した電力
を電力エネルギーとして供給するように作動する。また
、ターボチャージャゼネレータ25のタービン4を多段
にすることなく一列として構成する。もし、り−ビンを
多段に構成すると、タービンにかかる排気圧によってデ
ィーゼルサイクルの排気工程圧力が増加することになり
、エンジンの総合効率が低下するという問題が生じるか
らである。そこで、タービン4を一列にして排気ガスの
膨張比を大きくとり、且つベアリング19等のフリクシ
ョンが最小になるように構成し、最大の効率が上がるよ
うにする。更に、ターボチャージャゼネレータ25の出
力は、断熱エンジン1の燃料流量に合ったブースト圧ま
で確保し、残りの出力は、電力出力に変換することによ
って排気ガスの有効エネルギーを全て回収することとす
る。また、単独のタービン4によるエネルギー回収は、
排気ガス流量との最適化ができ難いので、タービンノズ
ル32を回転軸33の回転によってノズル面積を変更で
きるように可変機構に構成し、タービン速度とタービン
ノズル32からの流出ガス速度の最適化を図ることとし
たものである。
By configuring the alternator 3 to have a large capacity, for example, in areas where the engine load is small, there is no need to send a large amount of intake air to the engine, so the conventional function during turbocharging is no longer necessary, so the adiabatic engine l The rotational energy generated by the exhaust energy of the exhaust gas is converted into electric power by the AC machine 3 and used as regenerative current to store electricity in a battery or as another load. However, in areas where the engine load is large, the engine requires a large amount of intake air, so a part of the rotational energy generated by the exhaust energy of the exhaust gas of the adiabatic engine 1 is used to function as a turbocharger. The rotational energy is consumed as driving energy, and the remaining part of the rotational energy is operated to supply the electric power generated by the alternating current machine 3 as electric energy. Further, the turbine 4 of the turbocharger generator 25 is configured in a single row without having multiple stages. This is because if the ribs are configured in multiple stages, the exhaust pressure applied to the turbine will increase the exhaust stroke pressure of the diesel cycle, resulting in a problem of lowering the overall efficiency of the engine. Therefore, the turbines 4 are arranged in a row to increase the expansion ratio of the exhaust gas and to minimize the friction of the bearings 19, etc., thereby increasing the maximum efficiency. Furthermore, the output of the turbocharger generator 25 is secured to a boost pressure that matches the fuel flow rate of the adiabatic engine 1, and the remaining output is converted into electric power output to recover all the effective energy of the exhaust gas. In addition, energy recovery by a single turbine 4 is
Since it is difficult to optimize the flow rate of the exhaust gas, the turbine nozzle 32 is configured with a variable mechanism so that the nozzle area can be changed by rotating the rotating shaft 33, and the turbine speed and the speed of the gas flowing out from the turbine nozzle 32 are optimized. This is what we decided to do.

(発明の効果) この発明によるターボコンパウンドエンジンは、以上の
ように構成されているので、次のような特有の効果を奏
する。即ち、この発明は、エンジンの燃焼室壁を断熱構
造に構成し、前記排気管にターボチャージャゼネレータ
のタービンを取付け、タービンノズルを可変機構付きに
構成したので、エンジンの排気ガスが有する排気エネル
ギーを下流に設置したエネルギー回収装置であるターボ
チャージャゼネレータのタービンに全て送り込むことが
でき、排気ガス流量にマツチしたエネルギー回収ができ
る0例えば、アイドリング時等の排気ガスの流量が少な
い時には、前記タービンノズルのノズル面積を絞り、排
気ガスの流量が少ないにもかかわらず排気ガスの流速を
を速くしてタービンブレードを速く回転させ、単独のタ
ービンであるにもかかわらず、交流機の発電性を十分に
確保してエンジンからの排気ガス流量と前記ターボチャ
ージャゼネレータでのエネルギー回収との最適化を図る
ことができる。また、ターボチャージャゼネレータの交
流機を大容量に構成することができ、排気エネルギーを
有効に消費できる。即ち、負荷の小さい場合には排気ガ
スによって回転する回転エネルギーを電力に変換し、負
荷の大きい場合にはコンプレッサの駆動エネルギーと電
力エネルギーを供給できる。また、タービンを一列とし
て排気ガスの膨張比を大きくすると、エンジンの総合効
率を向上させることができる。更に、ターボチャージャ
ゼネレータの出力を、断熱エンジンの燃料流量に合った
ブースト圧まで確保し、それ以上は吸気送り込みに消費
せずに残りの出力を電力出力に変換するように作動する
と、排気ガスの有効エネルギーを全て回収することがで
きる。
(Effects of the Invention) Since the turbo compound engine according to the present invention is configured as described above, it exhibits the following unique effects. That is, in the present invention, the combustion chamber wall of the engine is configured to have a heat-insulating structure, the turbine of the turbocharger generator is attached to the exhaust pipe, and the turbine nozzle is configured with a variable mechanism, so that the exhaust energy of the exhaust gas of the engine is reduced. All of the energy can be sent to the turbine of the turbocharger generator, which is an energy recovery device installed downstream, and the energy can be recovered in a way that matches the exhaust gas flow rate.For example, when the exhaust gas flow rate is low, such as during idling, the turbine nozzle By narrowing the nozzle area and increasing the flow rate of exhaust gas even though the flow rate of exhaust gas is small, the turbine blades rotate faster, ensuring sufficient power generation performance of the alternator even though it is a single turbine. Thus, the flow rate of exhaust gas from the engine and the energy recovery in the turbocharger generator can be optimized. Furthermore, the alternating current machine of the turbocharger generator can be constructed with a large capacity, and exhaust energy can be consumed effectively. That is, when the load is small, the rotational energy generated by the exhaust gas is converted into electric power, and when the load is large, the driving energy and electric power energy for the compressor can be supplied. Further, by arranging the turbines in a row to increase the expansion ratio of exhaust gas, the overall efficiency of the engine can be improved. Furthermore, if the turbocharger generator output is maintained at a boost pressure that matches the fuel flow rate of the adiabatic engine, and the remaining output is converted to electric power output without consuming any more for intake air supply, the exhaust gas will be reduced. All available energy can be recovered.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明によるターボコンパウンドエンジンの
一実施例を示す概略断面図、第2図は第り図のターボチ
ャージャゼネレータの一例を示す概略断面図、第3図は
第2図のタービンを示す断面図、及び第4図は第2図の
タービンのタービンノズルを示す説明図である。 1・−・−・・・断熱エンジン、2・・−・・・コンプ
レッサ、3−・・・・交流機、4−・−・・・・タービ
ン、5−・・・・・・排気マニホルド、6・・・・・・
−排気ボート、8−・−・・シリンダライナ、9−・・
−・−ピストン、lO−・・・−ターボコンパウンドエ
ンジン、12・−・・−・シリンダヘッド、13−・・
・・燃焼室、15−・・・・−・燃焼室壁、20・・−
・−シャフト、22−・・・・・・タービンブレード、
23−・−・・−断熱材、25−・・・−・ターボチャ
ージャゼネレータ、30−・−・−排気ボートライナ、
31−・・−・ピストンヘッド、32・−・・−タービ
ンノズル、33−・−回転軸。 特許出願人  いすり自動車株式会社 代理人    弁理士 尾 仲 −宗 第  1  図 第  2  図
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment of the turbo compound engine according to the present invention, FIG. 2 is a schematic sectional view showing an example of the turbocharger generator shown in FIG. 3, and FIG. 3 is a schematic sectional view showing the turbine shown in FIG. The sectional view and FIG. 4 are explanatory diagrams showing the turbine nozzle of the turbine of FIG. 2. 1-----Adiabatic engine, 2---Compressor, 3---AC machine, 4---Turbine, 5---Exhaust manifold, 6...
-Exhaust boat, 8-... Cylinder liner, 9-...
---Piston, lO---turbo compound engine, 12--- cylinder head, 13--
・・Combustion chamber, 15−・・・・−・Combustion chamber wall, 20・・−
・-Shaft, 22-...Turbine blade,
23---Insulation material, 25---Turbocharger generator, 30---Exhaust boat liner,
31-- Piston head, 32-- Turbine nozzle, 33-- Rotating shaft. Patent Applicant Isuri Motors Co., Ltd. Agent Patent Attorney Sodai Onaka 1 Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] エンジンの燃焼室壁をセラミック材料等によって断熱構
造に構成し、前記エンジンの排気管にターボチャージャ
ゼネレータのタービンを取付け、タービンノズルを可変
機構に構成したことを特徴とするターボコンパウンドエ
ンジン。
A turbo compound engine characterized in that a combustion chamber wall of the engine is constructed with a heat insulating structure using a ceramic material or the like, a turbine of a turbocharger generator is attached to an exhaust pipe of the engine, and a turbine nozzle is constructed as a variable mechanism.
JP62266288A 1987-10-23 1987-10-23 Turbocompound engine Pending JPH01110831A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20150330282A1 (en) * 2012-12-13 2015-11-19 Bowman Power Group Limited Turbogenerator system and method
CN111033012A (en) * 2017-08-28 2020-04-17 株式会社丰田自动织机 Turbocharger

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