JPH01117938A - ターボコンパウンドエンジン - 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】 ［産業上の利用分野１ この発明はエンジンのクランク軸と排気通路のパワータ
ービンとを反転機構で正逆転自在に接続したターボコン
パウンドエンジンに関する。

［従来の技術１ エンジンの排気系に介設されたパワータービンを逆転さ
せてクランク軸に制動力を加えるようにしたターボコン
パウンドエンジンとしては、本出願人の先の提案（特願
昭６１−２２８１０号）がある。

この提案は第２図に示しであるように、排気通路ｂ１に
パワータービンａを介設し、そのパワータービンａの上
流の排気通路ｂ２にパワータービンｄを迂回する流体通
路Ｃを接続し、反転用のギヤトレーンｄからでパワータ
ービンｄが逆転されたときに流体通路Ｃの上流を閉じて
、流体通路Ｃを開くロータリパルプ等の流路切換手段ｅ
を設けて構成したものである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記提案のようにエンジンブレーキ（排
気ブレーキ）時に必ずパワータービンを逆転させるよう
に、通常運転時には正転に切り換えてエネルギ回収を行
なわせることは、都度パワータービン及びパワータービ
ンとクランク軸との間の駆動力伝達系に反転による負荷
を加えることになるから耐久性、（：頼性において負担
を軽減するような提案が望まれていた。

Ｅ問題点を解決するための手段］ この発明は上記問題点を解決することを目的としており
、この発明は排気通路に介設されてクランク軸と反転機
構で接続されたパワータービンの直−上流に排気ブレー
キ弁を、直下流に開閉弁を設けてターボコンパウンドエ
ンジンを構成したものである。

［作　用］ 反転機構の切換えによってパワータービンは排気ガスの
流れに対して正転・逆転される。このとぎ排気ブレーキ
弁が閉じて開閉弁が開に制御されると、パワータービン
は逆転時にコンプレッサ仕事をしクランク軸を制動する
。パワータービンの逆転時で排気ブレーキ弁が開で開閉
弁が閉じると、パワータービンはコンプレツナ仕事をせ
ずにガスの撹拌仕事のみを行うから、実質的にクランク
軸に対する制動力は低下する。

他方、逆転時に排気ブレーキは閉じられているから、正
転切換１時に排気ブレーキ弁の開と共に開閉弁を開くと
、差圧によってパワータービンは迅速に正転されること
になり、正転時の応答性が向上する。また排気ブレーキ
弁のサージングについても、開閉弁を開かせることによ
って容易に解消できる。

［実施例］ 以下にこの発明の好適一実施例を添付図面に基づいて説
明する。

第１Δ図に示す１はエンジン、２はエンジン１の吸気ボ
ー］・、３はエンジンの排気ポートである。

図示されるように吸気ボート２には吸気通路４が接続さ
れ、排気ポート３には排気通路５が接続される。

排気通路５の上流にはターボ過給機６のタービン６ａが
介設されると共に、そのタービン６ａよりさらに下流の
排気通路５ａには排気エネルギを回収するパワータービ
ン７が介設される。ターボ過給機６のコンプレッサ６ｂ
は吸気通路４の上流に介設される。

排気通路５は一端がパワータービン７の上流の排気通路
５ａに接続され他端がパワータービン７の下流の排気通
路５ｂに接続された排気バイパス通路８で結ばれている
と共に、一端が吸気通路４の上流に他端パワータービン
７より下流で且つ上記排気バイパス通路８の接続部より
上流の排気通路５ｂに接続された吸気バイパス通路９で
結ばれている。

排気バイパス通路８の下流には流れ方向に沿って順に排
気バイパス通路８の排気ガス流量を絞る絞り部１０．排
気バイパス通路８を開閉する開閉弁１１が設けられ、吸
気バイパス通路９の上流には吸気バイパス通路９を開閉
する開開弁１２が設けられる。

また、排気バイパス通路８の接続部上流の排気通路５ａ
、５ｂには、それぞれ排気通路５ａを開閉する排気ブレ
ーキ弁１３．排気通路５ｂを開閉する遮断弁１４が設け
られると共に、この発明の実施例にあっては遮断弁１４
とパワータービン７間の排気通路５ｂで且つ吸気バイパ
ス通路９の接続部上流に開開弁６１が設けられる。

これら開閉弁１１．１２、排気ブレーキ弁１３、遮断弁
１４及び開閉弁６１は実施例にあっては電磁切換弁から
成る。

さて、パワータービン７の出力軸１５とエンジン１のク
ランク軸１６とは、パワータービン７の回転駆動力をパ
ワータービン７に伝達する反転（１構１７で接続される
。

反転機構１７は例えば第１Ｂ図に示しであるように構成
しである。パワータービン７のタービン軸１５の出力端
には、出力歯車１８が固定されておりその出力歯車１８
には遊星歯車１９が噛合されている。遊星歯車１９はロ
ックアツプ機構２０を備えた流体継手２１の出力ポンプ
車２１ｂと一体となって回転される環状歯車２２と噛合
される。

即ち出力歯車１８は遊星歯車１９及び環状歯車２２から
成る遊星歯車機構２３によって流体継手２１に接続され
、パワータービン７から流体継手２１の出力ポンプ２１
ａに回転駆動力を伝達するようになっている。

次に、反転機構１７を主体的に構成する遊星歯車機構２
５を説明する。

遊星歯車機構２５は大別して上記出力ポンプ車２１ａの
軸端に太陽歯車２６を固定した太陽歯車軸２７と、太陽
歯車２６の円周方向に等間隔を有して、その太陽歯車２
６に噛合した複数の遊星歯車２８と、これら遊星歯車２
８と噛合う内歯を有した環状歯車２９と、上記遊星歯車
２８の、太陽歯車２６回りに遊星歯車２８を自転させつ
つ公転させるキャリア３０と、上記第１伝達歯車２４に
噛合された第２伝達歯車３１と、この第２伝達歯車３１
に同軸上に設けられてワンウニクラッチ３２で上記クラ
ンク軸１６のクランク軸歯車３４の回転駆動力を第２伝
達歯車３１に伝達する第３伝達歯車３３と、上記キャリ
ア３０をフリーまたは固定する油圧クラッチ手段３５と
から構成される。

油圧クラッヂ手段３５はこの実施例にあってはキャリア
３０を半径方向外方へ延出して形成したフランジ部分、
即ちクラッチ部３６に断続自在で、且つ接続時にキャリ
ア３０の回転を止める油圧クラッチ３７と、油圧クラッ
チ３７に作動油を供給するポンプ３８と、ポンプ３８と
油圧クラッチ３７とを結ぶ作動油通路３９に介設した開
閉弁４０とから成る。

次に上記開閉弁１１．１２．４０，６１、排気ブレーキ
弁１３及び遮断弁１４を開閉制御する制御回路を第１Ａ
図に基づいて説明する。

制御回路は、実施例にあっては、コントロールリレー回
路７０と、コントロールリレー回路７０を操作するスイ
ッチング回路７１とから成り、スイッチング回路７１の
操作によってコントロールリレー回路７０が上記開閉弁
１１．１２．４０、排気ブレーキ弁１３、ｎ断弁１４を
適時開閉するようになっている。

スイッチング回路１１は大別するとコントロールリレー
回路７０を動作する電源回路７２と、コントロールリレ
ー回路７０の制御の一系統をキャンセルし、他方の制御
を保持する割り込み回路７３とから構成される。

電源回路７２は排気ブレーキスイッチ７４．ブレーキコ
ントロールスイッチ７５．クラッチスイッチ７６を直列
接続して構成され、これら全スイッチ７４，７５．７６
がＯＮのときにコントロールリレー回路７０を動作する
ように構成される。コントロールリレー回路７０はこの
ときをエンジンブレーキ時であるとして排気ブレーキ弁
１３と遮断弁１４及び開閉弁４０を通電し、排気通路５
ａ。

５ｂを閉じて排気バイパス通路８を開き、タイマ機能に
よって、これより遅れて開閉弁１２を断電し、吸気バイ
パス通路８を開くように構成される。

したがって、通電時において電源回路７２がＯＮのとき
は反転機構１７が逆転に切換られてパワータービン７は
クランク軸１６によって逆転され、吸気バイパス通路９
及び排気通路５ｂの空気または排気ガスを排気バイパス
通路８を介して下流の排気通路５ｂへ送り、クランク軸
１６に対して負の仕事、即ち制動力を作り出す。

一方、割り込み回路７３はコントロールリレー回路７０
を介して上記排気ブレーキ弁１３と電源回路７２とを接
続する電流ライン７７に介設した第１ダイオード７８と
、排気ブレーキ弁１３と開閉弁６１とを接続する電流ラ
イン７９に第２ダイオ゛−ド８０を介して別電源８１か
ら電流を供給するスイッチ８２とから構成される。但し
開閉弁１３は抵抗８３を介して接地をとる。

従って、排気ブレーキスイッチ７４をＯＦＦにしたとき
にあっても第２ダイオード８０を介しての電流が排気ブ
レーキ弁１３を開状態に保つことができるから、スイッ
チ８２の０Ｎ−ＯＦＦで開閉弁６１のみを開閉自在とす
ることができるよ・うになる。

尚、第２ダイオード８０に逆バイアスをかけるものを採
用することも当然可能である。

［発明の効果］ 以上説明したことから明らかなように、この発明によれ
ば、パワータービンを反転機構で正転または逆転させて
いる最中に開閉弁のみの開閉を行えるようにしたから、
エンジンブレーキの調節をパワータービンを逆転させる
ことなく可能にし、正転切換時の出力の応答性の向上や
排気ブレーキ弁のサージングを阻止することをも可能に
する。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図はこの発明の好適一実施例を示す全体図、第１
Ｂ図は第１図の要部詳細図、第２図は従来例を示す全体
図である。 図中、５は排気通路、１３は排気ブレーキ弁、１６はク
ランク軸、１７は反転機構、６１は開閉弁である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 排気通路に介設されてクランク軸と反転機構で接続され
   たパワータービンの直上流に排気ブレーキ弁を、直下流
   に開閉弁を設けて成るターボコンパウンドエンジン。