JPH0114729Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0114729Y2 JPH0114729Y2 JP1983022301U JP2230183U JPH0114729Y2 JP H0114729 Y2 JPH0114729 Y2 JP H0114729Y2 JP 1983022301 U JP1983022301 U JP 1983022301U JP 2230183 U JP2230183 U JP 2230183U JP H0114729 Y2 JPH0114729 Y2 JP H0114729Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust
- turbine
- engine
- recovery turbine
- recovery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 33
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 15
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Supercharger (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は排気ターボコンパウンド機関に関す
る。
る。
第１図に従来の排気ターボコンパウンド機関の
構成を示す。図において、機関本体１１のシリン
ダ１２から出た排気は排気枝管１３を通り排気管
１４に流入する。さらに排気タービン入口管１５
を通り排気タービン２１を駆動し大気に放出され
る。排気タービン２１は同軸上のブロワ２２を駆
動すると共に回収軸３１を駆動する。ここで、ブ
ロワ２２は大気を圧縮して高圧の給気を給気通路
２３を通して給気管２４へ供給する。この高圧の
給気は給気管２４からシリンダ１２へ供給されシ
リンダ内の作動ガスとなる。さらに排気タービン
２１で駆動される回収軸３１の回収動力は、多段
の減速歯車で構成される減速系３２により、その
回転数をクランク軸１６の回転数まで低下し、ク
ランク軸１６の駆動力となる。
構成を示す。図において、機関本体１１のシリン
ダ１２から出た排気は排気枝管１３を通り排気管
１４に流入する。さらに排気タービン入口管１５
を通り排気タービン２１を駆動し大気に放出され
る。排気タービン２１は同軸上のブロワ２２を駆
動すると共に回収軸３１を駆動する。ここで、ブ
ロワ２２は大気を圧縮して高圧の給気を給気通路
２３を通して給気管２４へ供給する。この高圧の
給気は給気管２４からシリンダ１２へ供給されシ
リンダ内の作動ガスとなる。さらに排気タービン
２１で駆動される回収軸３１の回収動力は、多段
の減速歯車で構成される減速系３２により、その
回転数をクランク軸１６の回転数まで低下し、ク
ランク軸１６の駆動力となる。
上記のものの作用について述べる。
まず機関が最大出力で作動している場合を考え
る。シリンダから排出する排気のエネルギは排気
タービン２１で回収され、ブロワ２２を駆動す
る。ブロワ２２は最大出力時に必要な給気圧PSO
の給気を給気管２４に供給する。さらに排気ター
ビン２１で回収されブロワ２２を駆動した残りの
動力を回収軸３１から減速系３２を通してクラン
ク軸１６に戻す。この結果、その回収動力分だけ
機関の出力が増大し、その分機関の燃費が改善さ
れる。
る。シリンダから排出する排気のエネルギは排気
タービン２１で回収され、ブロワ２２を駆動す
る。ブロワ２２は最大出力時に必要な給気圧PSO
の給気を給気管２４に供給する。さらに排気ター
ビン２１で回収されブロワ２２を駆動した残りの
動力を回収軸３１から減速系３２を通してクラン
ク軸１６に戻す。この結果、その回収動力分だけ
機関の出力が増大し、その分機関の燃費が改善さ
れる。
このときの排気タービン２１の作動状態を第２
図に示す。
図に示す。
ここで、ηTは排気タービンの効率、ｕは排気タ
ービンの周速、C0は排気のもつタービン入口理
論速度で、ｕ、C0は次式で定義される。
ービンの周速、C0は排気のもつタービン入口理
論速度で、ｕ、C0は次式で定義される。
ｕ＝１／60πDTNT (1)
ここで、DTは排気タービン径、NTは排気ター
ビン回転数である。
ビン回転数である。
ここで、ｋは排気の比熱比、Ｒは排気のガス定
数、Teは排気のタービン入口温度、Peは排気の
タービン入口圧力、Paは大気圧力である。
数、Teは排気のタービン入口温度、Peは排気の
タービン入口圧力、Paは大気圧力である。
ηTは、第２図に示すように、通常ｕ／C0＝0.6
付近で最高となるので、機関の最大出力時の排気
のタービン入口状態Te，PeのC0で、ｕ／C0＝0.6
程度になるようにDT及びNTが設定される。
付近で最高となるので、機関の最大出力時の排気
のタービン入口状態Te，PeのC0で、ｕ／C0＝0.6
程度になるようにDT及びNTが設定される。
この結果、機関の回転数NEと排気タービン回
転数NTの比NT／NEが決まり、減速系３２の減速
比がNT／NEに設定される。なお、このときブロ
ワ２２の容量はNTの回転数で必要な給気圧PSOの
給気を供給するように設定される。
転数NTの比NT／NEが決まり、減速系３２の減速
比がNT／NEに設定される。なお、このときブロ
ワ２２の容量はNTの回転数で必要な給気圧PSOの
給気を供給するように設定される。
しかし上記のものには次の欠点がある。
排気の最大出力時と同じ回転数で負荷が下がつ
た場合を考える。
た場合を考える。
まず第３図に最大出力時と同じ回転数で負荷が
下がつた場合の給気圧の変化を実線で示す。
下がつた場合の給気圧の変化を実線で示す。
この排気ターボコンパウンド機関の場合は機関
の負荷が下がつてもブロワの回転数が変らないた
め、最大出力時と同じ給気圧PSOの給気を供給す
る。この結果、部分負荷時には過剰な給気をシリ
ンダに供給することになり、ブロワ駆動動力が大
きくその分だけ回収軸３１への回収動力が減り部
分負荷時の燃費が悪化する。
の負荷が下がつてもブロワの回転数が変らないた
め、最大出力時と同じ給気圧PSOの給気を供給す
る。この結果、部分負荷時には過剰な給気をシリ
ンダに供給することになり、ブロワ駆動動力が大
きくその分だけ回収軸３１への回収動力が減り部
分負荷時の燃費が悪化する。
また部分負荷時には排気のタービン入口温度、
圧力がいずれも低下するためC0が小さくなるが、
前述のように排気タービンの回転数は最大出力時
と同じままなので、ｕは変らない。その結果、
ｕ／C0が大きくなり、第２図に示したようにηTが
低下して排気エネルギの回収量がへり、部分負荷
時の燃費が悪化する。
圧力がいずれも低下するためC0が小さくなるが、
前述のように排気タービンの回転数は最大出力時
と同じままなので、ｕは変らない。その結果、
ｕ／C0が大きくなり、第２図に示したようにηTが
低下して排気エネルギの回収量がへり、部分負荷
時の燃費が悪化する。
本考案の目的は上記の点に着目し、部分負荷時
の燃費を改善できる排気ターボコンパウンド機関
を提供することであり、その特徴とするところ
は、ブロワを駆動する排気タービンの下流側の排
気通路に設けられた回収タービン、同回収タービ
ンに駆動される油圧ポンプと同油圧ポンプに油路
を介して接続され機関のクランク軸を駆動する油
圧モータ、上記回収タービンの排気の圧力及び温
度を検知して同回収タービンの回転数を制御する
制御器を備えたことである。
の燃費を改善できる排気ターボコンパウンド機関
を提供することであり、その特徴とするところ
は、ブロワを駆動する排気タービンの下流側の排
気通路に設けられた回収タービン、同回収タービ
ンに駆動される油圧ポンプと同油圧ポンプに油路
を介して接続され機関のクランク軸を駆動する油
圧モータ、上記回収タービンの排気の圧力及び温
度を検知して同回収タービンの回転数を制御する
制御器を備えたことである。
この場合は、排気タービンをブロワ駆動排気タ
ービンと回収タービンとに分け、回収タービンの
回収動力を油圧でクランク軸に戻し、回収タービ
ンの回転数を回収タービン入口の排気状態に応じ
て変化させる。
ービンと回収タービンとに分け、回収タービンの
回収動力を油圧でクランク軸に戻し、回収タービ
ンの回転数を回収タービン入口の排気状態に応じ
て変化させる。
以下図面を参照して本考案による実施例につき
説明する。
説明する。
第４図は本考案による１実施例の排気ターボコ
ンパウンド機関の構成を示す説明図である。
ンパウンド機関の構成を示す説明図である。
図において、排気管１４からの排気は排気ター
ビン入口管１５を通り、まずブロワ２２を駆動す
るブロワ駆動タービン４１に流入する。さらにそ
の排気は、下流側の回収タービン入口管４２を経
て回収タービン４３を駆動した後、大気に放出さ
れる。
ビン入口管１５を通り、まずブロワ２２を駆動す
るブロワ駆動タービン４１に流入する。さらにそ
の排気は、下流側の回収タービン入口管４２を経
て回収タービン４３を駆動した後、大気に放出さ
れる。
回収タービン４３は容積型の油圧ポンプ４４例
えば公知の斜板式アキシヤルピストンポンプを駆
動し、油圧ポンプ４４で発生した高圧の油は油圧
系路４５によりクランク軸１６を駆動する容積型
の可変容量の油圧モータ４６例えば公知の斜板式
油圧モータに伝えられる。
えば公知の斜板式アキシヤルピストンポンプを駆
動し、油圧ポンプ４４で発生した高圧の油は油圧
系路４５によりクランク軸１６を駆動する容積型
の可変容量の油圧モータ４６例えば公知の斜板式
油圧モータに伝えられる。
上記斜板式アキシヤルピストンポンプ及びモー
タは、斜板の傾き角度を変えることにより可変容
量となるものである。
タは、斜板の傾き角度を変えることにより可変容
量となるものである。
すなわち、可変型の油圧モータ４６の場合、斜
板の傾き角度を大きくする（アキシヤルピストン
の運動方向に近ずける）と油圧モータの１回転の
容量が大きくなり、逆に斜板を立てる（アキシヤ
ルピストンの運動方向に垂直に近ずける）と１回
転の容量が小さくなる。
板の傾き角度を大きくする（アキシヤルピストン
の運動方向に近ずける）と油圧モータの１回転の
容量が大きくなり、逆に斜板を立てる（アキシヤ
ルピストンの運動方向に垂直に近ずける）と１回
転の容量が小さくなる。
回収タービン４３の入口排気の状態は温度検知
器５１と圧力検知器５２により制御器５３に伝え
られる。制御器５３からは容量制御信号５４が可
変容量の油圧モータ４６へ伝えられる。またこの
とき回収タービン４３の回転数NT2も回転検知器
５５により制御器５３に伝えられる。
器５１と圧力検知器５２により制御器５３に伝え
られる。制御器５３からは容量制御信号５４が可
変容量の油圧モータ４６へ伝えられる。またこの
とき回収タービン４３の回転数NT2も回転検知器
５５により制御器５３に伝えられる。
上記構成の場合の作用について述べる。
機関が最大出力時には所定の給気圧PSOを供給
するように、ブロワ駆動タービン４１の容量を決
める。さらに残りの排気エネルギは回収タービン
４３で回収されるが、このとき回収タービン４３
の回転数NT2は温度検知器５１、圧力検知器５２
の信号をもとに、制御器５３によりｕ／C0＝0.6
付近になるように制御される。
するように、ブロワ駆動タービン４１の容量を決
める。さらに残りの排気エネルギは回収タービン
４３で回収されるが、このとき回収タービン４３
の回転数NT2は温度検知器５１、圧力検知器５２
の信号をもとに、制御器５３によりｕ／C0＝0.6
付近になるように制御される。
即ち、油圧ポンプ４４と油圧モータ４６は油圧
系路４５により直結しているので同一油量が流れ
る。ところで機関の回転数NEは一定であるので、
油圧モータ４６の一回転の容量を大きくすると単
位時間当りの油量が大きくなる。この結果、油圧
ポンプ４４の吐出油圧が低下し、所要トルクが低
下するので、駆動する回収タービン４３の回転数
NT2が上昇する。回収タービン４３の回転数NT2
を下げるときは逆に油圧モータ４６の容量を小さ
くすれば良い。
系路４５により直結しているので同一油量が流れ
る。ところで機関の回転数NEは一定であるので、
油圧モータ４６の一回転の容量を大きくすると単
位時間当りの油量が大きくなる。この結果、油圧
ポンプ４４の吐出油圧が低下し、所要トルクが低
下するので、駆動する回収タービン４３の回転数
NT2が上昇する。回収タービン４３の回転数NT2
を下げるときは逆に油圧モータ４６の容量を小さ
くすれば良い。
以上のように回収タービン４３の回転数はｕ／
C0＝0.6になるように回転検知器５５の信号を調
べながら制御される。
C0＝0.6になるように回転検知器５５の信号を調
べながら制御される。
上述の場合には次の効果がある。
機関が最大出力時には従来の排気ターボコンパ
ウンド機関と同じ燃費の改善を得ることができ
る。
ウンド機関と同じ燃費の改善を得ることができ
る。
さらに機関が最大出力時と同じ回転数で負荷が
下がつた部分負荷の場合、ブロワ駆動タービン４
１は機関の回転系と直結していないので、排気の
ブロワ駆動タービン４１の入口温度、圧力の低下
に応じて通常の排気ターボ過給機関と同様にその
回転数が低下し第３図の破線で示すように負荷の
低下に応じて給気圧が低下する。
下がつた部分負荷の場合、ブロワ駆動タービン４
１は機関の回転系と直結していないので、排気の
ブロワ駆動タービン４１の入口温度、圧力の低下
に応じて通常の排気ターボ過給機関と同様にその
回転数が低下し第３図の破線で示すように負荷の
低下に応じて給気圧が低下する。
このため、部分負荷の場合過剰な給気をシリン
ダに供給することがなくなり、その分だけ回収タ
ービン４３への排気のエネルギが増大する。
ダに供給することがなくなり、その分だけ回収タ
ービン４３への排気のエネルギが増大する。
この結果、部分負荷時に従来の排気ターボコン
パウンドよりも燃費の改善を実現することができ
る。
パウンドよりも燃費の改善を実現することができ
る。
また、この部分負荷時に排気の回収タービン４
３入口の温度、圧力が低下しC0は小さくなるが、
温度検知器５１と圧力検知器５２からの信号にも
とずき制御器５３が容量制御信号５４によつて可
変容量の油圧モータ４６の容量を変え、回収ター
ビン４３の回転数NT2を低下させｕ／C0＝0.6付近
になるように制御される。
３入口の温度、圧力が低下しC0は小さくなるが、
温度検知器５１と圧力検知器５２からの信号にも
とずき制御器５３が容量制御信号５４によつて可
変容量の油圧モータ４６の容量を変え、回収ター
ビン４３の回転数NT2を低下させｕ／C0＝0.6付近
になるように制御される。
この結果、回収タービン４３の効率は高くたも
たれ、部分負荷時の燃費改善をさらに図ることが
できる。
たれ、部分負荷時の燃費改善をさらに図ることが
できる。
第１図は従来の排気ターボコンパウンド機関の
構成を示す説明図、第２図は排気タービンの効率
の変化を示す線図、第３図は給気圧の変化を示す
線図、第４図は本考案による１実施例の排気ター
ボコンパウンド機関の構成を示す説明図である。 １５……排気タービン入口管、１６……クラン
ク軸、２２……ブロワ、４１……ブロワ駆動ター
ビン、４２……回収タービン入口管、４３……回
収タービン、４４……油圧ポンプ、４５……油圧
系路、４６……油圧モータ、５１……温度検知
器、５２……圧力検知器、５３……制御器。
構成を示す説明図、第２図は排気タービンの効率
の変化を示す線図、第３図は給気圧の変化を示す
線図、第４図は本考案による１実施例の排気ター
ボコンパウンド機関の構成を示す説明図である。 １５……排気タービン入口管、１６……クラン
ク軸、２２……ブロワ、４１……ブロワ駆動ター
ビン、４２……回収タービン入口管、４３……回
収タービン、４４……油圧ポンプ、４５……油圧
系路、４６……油圧モータ、５１……温度検知
器、５２……圧力検知器、５３……制御器。
Claims (1)
- 機関からの排気によりブロワを駆動する排気タ
ービンの下流側の排気通路に設けられ該排気ター
ビンを経た排気により駆動される回収タービン、
同回収タービンに駆動される油圧ポンプ、同油圧
ポンプに油路を介して接続され機関のクランク軸
を駆動する油圧モータ、上記回収タービン入口の
排気の圧力及び温度並びに回収タービンの回転数
を検出しこの検出信号により上記油圧モータを介
して上記回収タービンの回転数を制御する制御器
を備えたことを特徴とする排気ターボコンパウン
ド機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1983022301U JPS59130014U (ja) | 1983-02-19 | 1983-02-19 | 排気タ−ボコンパウンド機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1983022301U JPS59130014U (ja) | 1983-02-19 | 1983-02-19 | 排気タ−ボコンパウンド機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59130014U JPS59130014U (ja) | 1984-08-31 |
| JPH0114729Y2 true JPH0114729Y2 (ja) | 1989-04-28 |
Family
ID=30153400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1983022301U Granted JPS59130014U (ja) | 1983-02-19 | 1983-02-19 | 排気タ−ボコンパウンド機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59130014U (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5964260B2 (ja) * | 2013-02-13 | 2016-08-03 | 三菱重工業株式会社 | エンジンの排ガスエネルギー回収装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5856341Y2 (ja) * | 1978-12-28 | 1983-12-26 | 株式会社小松製作所 | デイ−ゼルエンジンの排気エネルギ回収制御装置 |
| JPS5789828U (ja) * | 1980-11-21 | 1982-06-02 |
-
1983
- 1983-02-19 JP JP1983022301U patent/JPS59130014U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59130014U (ja) | 1984-08-31 |
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