JPH01195925A - 吸引型ターボ過給機 - Google Patents

吸引型ターボ過給機

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JPH01195925A
JPH01195925A JP63019758A JP1975888A JPH01195925A JP H01195925 A JPH01195925 A JP H01195925A JP 63019758 A JP63019758 A JP 63019758A JP 1975888 A JP1975888 A JP 1975888A JP H01195925 A JPH01195925 A JP H01195925A
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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） 本発明は内燃機関に使用されるターボ過給機に関し、特
には吸引エネルギーにより駆動する吸引型ターボ過給機
に関するものである。
（従来の技術） 従来のターボ過給機は、排気エネルギーを直接利用して
排気タービンを駆動する方式である。即ちシリンダから
排出される排気ガス流によって排気タービンを回転させ
、それと結合している圧縮機により吸気を過給する。
（技術的課題） そのため排気タービンは高温、高速の排気ガス流に耐え
る必要が有り、製造上高度の技術を要求されると同時に
、その価格も高価となる問題があった。特に高温化する
と効率の低下を来すため、ターボ過給機の冷却を行なう
必要も生じ、機構的により複雑、高級化せざるを得ない
。
本発明は前記の問題点に着目して成されたもので、その
目的は排気ガス流を加速し発生させた負圧により吸引空
気流を形成し、その吸引エネルギーにより過給機のター
ビンを駆動する吸引型のターボ過給機を提供することに
ある。
本発明の他の目的は、排気ガス流の加速による吸引エネ
ルギーにより吸引した空気流によりエンジンを強制空冷
し、さらにその空気流によりタービンを駆動する吸引型
ターボ過給機を提供することにある。
（技術的手段） 前記目的は、内燃機関の排気系に排気ガス流を加速して
負圧を発生する負圧発生装置を設け、負圧によって吸引
される々気流の吸引路を前記加速装置に接続し、該吸引
路に過給様を接続することによってそのタービンを吸引
空気流により駆動するようにした吸引型ターボ過給機に
より達せられる。
前記負圧発生装ばは、内燃機関から排出される高速排気
ガス流をさらに加速することによって高度の負圧を形成
するものである。それ故、排気管系の下流、マフラーを
有する場合はそれよりも下流で、特に最下流に設けるの
が最良であり、これにより後方（下流）の抵抗を受ける
ことなく高速を維持し強力な負圧を形成することができ
る。
負圧発生装置は１段又はそれ以上の多段構成とすること
ができ、例えば３段の場合上流より第１、第２、第３の
加速部を前後に配置することにより形成され、その形態
は各加速部の直後で吸引路を通して導入される吸引外気
の容積分が加算されるため、第１加速部より第２加速部
が、第２加速部よりは第３加速部が順次大容積となるよ
うに、またそれにより多段階に吸引加速が行なえるよう
に設定される。容積の増加分としては例えば第１段目の
加速部に於ける内圧、流分に、第１段目の空気導入口か
ら流入する吸引加速流が加算された第２段目の加速部の
内圧が第１段目の加速部よりも低くなるように設定する
のが良い。
吸引路は負圧発生装置に接続され、吸引空気流をエネル
ギーとして利用可能な状態とするもので先端は直接、或
いは空気冷却を必要とする部分を介して間接的に空気取
入口に接続される。本発明では空気取入口に直接接続し
た構成と、空気取入口に通じたエアジャケットに接続し
た構成が開示されているので、後者の場合はエンジンの
強制的な空冷を同時に行なうことができる。
本発明の過給機駆動と、従来の排気ターボ過給機駆動と
の基本的な相違は、従来のものが排気ガス流の押込みに
よる排気タービンの駆動であるのに対し、本発明のもの
は吸引エネルギーでタービンを駆動する点にある。従っ
て本発明の場合は吸気タービン駆動式ということになる
。
（実施例） 次に図面を参照して詳細に説明する。
実施例工。
第１図には本発明に係るターボ過給機と関連各部との関
係が示されており、各図に於て１はガソリンエンジン、
２は排気系管、３は排気マフラー、４は負圧発生装置、
５は該装置４に一端が接続された吸引路、６は吸引路５
を吸気タービンに接続。
したターボ過給機、７は吸引空気の取入口、８は吸引路
５に介装した負圧マフラー、９はテイルチューブを示す
。
例示の負圧発生装置４は排気マフラー３の後端に一体的
に設けられており、排気マフラー３は排気系管２との接
続口３１を前部に開口し、中心に接続口３１より小径の
主流路３２を設けたもので、接続口３１から主流路３２
の入口絞部３３までは下流に向ってテーバ状の壁面３４
となっている。主流路３２は多数の通気孔３５を周面に
開口した中心筒３６より成り、その外周に２重のバイパ
ス流路３７．３８を形成する有孔筒３９と無孔筒４０が
設置されている。４１は有孔筒３９の通気孔、４２は主
流路出口、４３はバイパス路出口、４４は主流路後端に
設けた排気ガス流の加速整流子、４５はその加速流出口
、４６は放熱口４７を多数開口した最外部のカバーであ
る。
負圧発生装置４はマフラー３の下流側に接続されており
、これはテーバ管部５１と第１、第２の加速部５２．５
３により排気ガス流をさらに多段加速し強力な負圧を形
成するもので、その負圧により両加速部５２．５３の直
後に設けた第１、第２空気導入口５４．５５に通じるよ
うケーシング５６に接続した吸引管５を介して空気流を
吸引する構成を有している。加速部は単段でも良く、ま
た３段以上設けても良い。
前記第１加速部５２の容積Ｖ１はテーバ管部５１で排気
流速を最小に絞り第１次加速流を得るために必要な容積
に設定される。尚実施例の第２加速部５３の容積はＶ２
＝ＡＶ＋　　（△＝２）となるような関係で増積されて
いる。勿論この係数Ａは別の任意な数値をとることがで
きる。ティルチューブ９の内径は第２加速部５３の内径
より大であり、また第１、第２の各空気導入口５４．５
５については前進角θをつけるのが良く、この角度θは
Ｏより大で９０度未満、望ましくは１０〜４５度の範囲
が良い。
ターボ過給機６は吸気タービン６１と過給タービン即ち
インペラ６２とから成る遠心型のものとして例示されて
おり、Ｖｌは吸気タービン６１により吸引される流れ、
■ｏは吸、引路５へ導出される流れ、ＣＩはインペラ６
２により吸引される流れ、ＣＯはインペラ６２からデイ
フユーザ６３を経て圧送される過給気の流れを示す。ま
た６４はエンジン１の気化器又はインジェクタへ過給器
を圧送する管路である。
作用及び効果 上述した構成に於て、ガソリンエンジン１を始動すると
、排気ガスは排気系管２を通り、排気マフラー３で消音
された上で負圧発生装置４に流入し、・２段の加速部５
２．５３によって加速され、テイルチューブ９より大気
放出される。その際、加速部外周に加速に応じた負圧が
発生する結果、吸引路５内に負圧発生部４へ吸引される
流れが生じ、該路５に通じたタービン６１は空気取入ロ
アから取入れられた吸引空気流により回転を始め、その
回転数は負圧の高まり、即ちエンジン１の運転負荷の増
大、に対応して高められる。同時に吸気タービン６１と
回転軸でつながったインペラ６２の回転により過給機内
に空気が流入し、圧縮されて管路６４より圧縮した空気
を気化器またはインジェクタへ圧送するものである。
上記によれば本発明では排気ガスより負圧を発生させて
タービンを吸引駆動するだけのように思われるが、真空
吸引作用の強力なこと、下流に抵抗を設けずに済むので
強力な吸引エネルギーをそのまま利用し易い利点があり
、排気タービン駆動方式に於るエネルギー利用の不完全
さを解決することができる。
実施例■。
第４図は本発明に係るターボ過給機とエンジンの冷却手
段とを組合わせた実施例であり、第１図と同じ構成につ
いては符号を共用し詳細な説明は省く。
この実施例では、エンジン１の発熱部回りに水冷のウォ
ータジャケットに代わるエアジャケット７１を設け、そ
れと吸気タービン６１の吸引ロア２との間にエア通路７
３を設けたもので、７４は吸気孔、７５は排気孔を示す
。この実施例に於る負圧発生装置４は第１実施例と同構
造であるが３段加速を行なっている。そのほかは第１実
施例の場合と同じで良く、加速部容積の増率も２倍とす
る。
作用及び効果 以上の構成に於ては、エンジン１の作動により空気取入
ロアより負圧発生部４へ向けて空気を吸引する点までは
前記実施例の場合と同様であるが、取入れられた吸引空
気はエアジャケット７１を満し通過することにより、エ
ンジン芯部の冷却を行ない、その上でターボ過給機６を
駆動する点で相違する。
そのため、吸気タービン６１を通過する空気流は外気よ
り高温となるが、排気ガスそのものよりは遥かに低温で
あり、吸気タービン６１に対する熱影響は殆んどなく、
また空気密度が高いので充填効率等の低下も来たさない
。
排気ガスエネルギーにより高度の負圧を形成し、それに
より、吸引した外気をエンジンのジャケットに導いて強
制空冷を行なう方式は既に開示したが、本発明はその強
制空冷方式と組合せても以上のように実施可能であり、
かつ空冷側、ターボ側いずれの機能、性能も損なわれな
い。
尚、排気ａ７５０ｃｃの自動２輪車用４サイクルエンジ
ンの場合、第１加速部径１０〜４０＃１Ｉｌｌ、テイル
チューブ長さ５０〜３００Ｍの範囲で良好な結果が得ら
れ、３段加速の場合、コネクタバイブ８２、各空気導入
ロア３〜７５の流速は音速を越えた。
排気マフラーの変形例 第５図は負圧発生装置４を組合わせるマフラー３に低速
トルク増強機構を組込んだ例で、マフラー３の主流路３
２に進退可能に可動弁体８０を嵌挿しばね８１により主
流路人口８２に弾力当接させる一方、接続口３１とバイ
パス流路３７とをアイドル流路８３で常時通じさせた構
造を付加したものに相当する。
８４は整流覆、８５は可動弁体により開閉する調節流域
、８６は断熱層、８７は環状壁、８８は受圧面を示す。
他の構成は第２図のものと同様で良い。
この構成によると、排気エネルギー小のときは弁体８０
が主流路３２を閉じているためアイドル流路８３から排
気ガスが流出し、抵抗となるためこれに対抗してエンジ
ン１のトルクが増大し、回転を上げてエネルギーが高ま
ると弁体８０が後退して通過抵抗を減じ、通常のマフラ
ーと同様となるので、アイドル回転時から大きなトルク
が得られる。低速回転時にはターボ性能も期待できない
が、上記構成によりその点が補なわれる。
なお、負圧発生装置４と吸引路５間の負圧マフラー８は
排気音の逆行と減速時に生ずる圧力の瞬間的な脈動を防
止するもので、逆止弁を内蔵することができる。
（発明の効果） この装置で過給されたエンジンを搭載した車両、航空機
等は、実際の運行状態に於て負荷が高まるにつれて高い
トルクの排気エネルギーを生じるので、吸気タービンに
作用するトルクも空ふかし状態より実運行時の方が遥か
に高くなる。さらに、吸気タービン６１、インペラ６２
のいずれにも排気ガス温度は全く関係しないから°それ
らは特別な耐熱性を備える必要がない特徴が発揮される
し、また低温空気のため作動能率、充填効率は共に従来
方式に比較して大幅な向上が望まれる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の吸引型ターボ過給機に関するもので、第
１図は第１実施例の概念的説明図、第２図はマフラーに
接続された負圧発生部の断面図、第３図は本発明に係る
ターボの作＠説明図、第４図は第２実施例の説明図、第
５図はマフラー変形例の断面図である。 第１図 第４図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）内燃機関の排気系に排気ガス流を加速して負圧を
    発生する負圧発生装置を設け、該負圧によって吸引され
    る空気流の吸引路を前記加速装置に接続し、該吸引路に
    過給機を接続することによってそのタービンを吸引空気
    流により駆動するようにした吸引型ターボ過給機。
  2. （２）内燃機関は燃焼熱を冷却する手段としてエアジャ
    ケットを有しており、該エアジャケットと過給機のター
    ビン側吸引口とが接続された構成を有する特許請求の範
    囲第１項記載の吸引型ターボ過給機。
  3. （３）負圧発生装置は排気系のマフラーの下流に直列に
    接続されている特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
    吸引型ターボ過給機。
JP63019758A 1988-01-30 1988-01-30 吸引型ターボ過給機 Expired - Lifetime JPH0768914B2 (ja)

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