JPH045804B2 - - Google Patents
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- JPH045804B2 JPH045804B2 JP58015117A JP1511783A JPH045804B2 JP H045804 B2 JPH045804 B2 JP H045804B2 JP 58015117 A JP58015117 A JP 58015117A JP 1511783 A JP1511783 A JP 1511783A JP H045804 B2 JPH045804 B2 JP H045804B2
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- exhaust
- engine
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- exhaust gas
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- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims 1
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
- F02B33/32—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type
- F02B33/34—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with rotary pumps
- F02B33/36—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with rotary pumps of positive-displacement type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
- F01N5/04—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using kinetic energy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/001—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust using exhaust drives arranged in parallel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/004—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust drives arranged in series
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/005—Exhaust driven pumps being combined with an exhaust driven auxiliary apparatus, e.g. a ventilator
-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、排気エネルギー回収装置を有するエ
ンジンに関する。
ンジンに関する。
内燃機関であるガソリンエンジンやデイーゼル
エンジンは、燃料をシリンダ内で燃焼させて発生
するエネルギーによつてピストンを押し下げて出
力を発生し、シリンダ内での燃焼により発生した
排気ガスはそのまま排気マニホールドから外気方
向に排出される。この排気ガスは高温かつ高圧で
あり、今だかなりのエネルギーを保持している。
エンジンは、燃料をシリンダ内で燃焼させて発生
するエネルギーによつてピストンを押し下げて出
力を発生し、シリンダ内での燃焼により発生した
排気ガスはそのまま排気マニホールドから外気方
向に排出される。この排気ガスは高温かつ高圧で
あり、今だかなりのエネルギーを保持している。
ところで、最近内燃機関の各部たとえば排気マ
ニホールドの外壁、シリンダライナー、シリンダ
ヘツド断熱板、排気バルブ、ピストンなどにセラ
ミツクスを使用した断熱式の内燃機関が開されて
いる。この内燃機関は、従来の如くその内部に発
生した熱を放熱して内燃機関を冷却するというこ
とを行はず、従来のものよりも高熱の排気ガスを
取り出してこのエネルギーを回収してエンジンの
運転効率を高めようとするものである。従来から
行なわれているものを説明すると、排気ガスによ
り回転されるタービンを排気口近くに配設せしめ
ておき、このタービンから得られた余剰の回転力
を多段のギヤによる速度変換により減速し、クラ
ンク軸に帰還させるものであるが、かかる装置は
エネルギー回収装置全体の構造が複雑であり、か
つ伝達効率が悪いため、内燃機関全体の値段を高
価なものにするばかりか運転効率もあまり良くは
なく、部分負荷では使用できないという欠点もあ
つて、あまり有効なものではなかつた。また、前
記の如き断熱エンジンではなく、冷熱装置を設け
た通常のエンジンにおいて、排気ガスにより回転
されるタービンを排気口近くに配設しせめてお
き、このタービンによつて空気コンプレツサを回
転させ、エンジンの高速回転高負荷時に不足しが
ちな燃焼用空気を吸気マニホールドに圧送し、エ
ンジンの運転効率を高めようとするものもあつた
が、この装置においては、タービンを高速回転時
に有効な圧縮空気を生ずる高速型とする必要があ
り、従つて、このタービンによつては、排気ガス
の流速が低速の時には有効な圧縮空気を発生する
ことができず、エンジンの低速回転高負荷時に不
足する空気を有効にエンジンに送り込むことがで
きず、低速回転高負荷時のエンジンの運転効率を
向上させることはできない。また、この装置にあ
つては、エンジンの高速回転時に、タービンで発
生する圧縮空気の全てをエンジンに供給すると供
給量が過大となるため、排気ガスの一部をバイパ
スして大気中に直接放出する必要が生ずることと
なり、さらに低速回転時の排気エネルギーはすべ
て大気中に直接放出することとなり、これらのエ
ネルギーを有効に利用することができなかつた。
ニホールドの外壁、シリンダライナー、シリンダ
ヘツド断熱板、排気バルブ、ピストンなどにセラ
ミツクスを使用した断熱式の内燃機関が開されて
いる。この内燃機関は、従来の如くその内部に発
生した熱を放熱して内燃機関を冷却するというこ
とを行はず、従来のものよりも高熱の排気ガスを
取り出してこのエネルギーを回収してエンジンの
運転効率を高めようとするものである。従来から
行なわれているものを説明すると、排気ガスによ
り回転されるタービンを排気口近くに配設せしめ
ておき、このタービンから得られた余剰の回転力
を多段のギヤによる速度変換により減速し、クラ
ンク軸に帰還させるものであるが、かかる装置は
エネルギー回収装置全体の構造が複雑であり、か
つ伝達効率が悪いため、内燃機関全体の値段を高
価なものにするばかりか運転効率もあまり良くは
なく、部分負荷では使用できないという欠点もあ
つて、あまり有効なものではなかつた。また、前
記の如き断熱エンジンではなく、冷熱装置を設け
た通常のエンジンにおいて、排気ガスにより回転
されるタービンを排気口近くに配設しせめてお
き、このタービンによつて空気コンプレツサを回
転させ、エンジンの高速回転高負荷時に不足しが
ちな燃焼用空気を吸気マニホールドに圧送し、エ
ンジンの運転効率を高めようとするものもあつた
が、この装置においては、タービンを高速回転時
に有効な圧縮空気を生ずる高速型とする必要があ
り、従つて、このタービンによつては、排気ガス
の流速が低速の時には有効な圧縮空気を発生する
ことができず、エンジンの低速回転高負荷時に不
足する空気を有効にエンジンに送り込むことがで
きず、低速回転高負荷時のエンジンの運転効率を
向上させることはできない。また、この装置にあ
つては、エンジンの高速回転時に、タービンで発
生する圧縮空気の全てをエンジンに供給すると供
給量が過大となるため、排気ガスの一部をバイパ
スして大気中に直接放出する必要が生ずることと
なり、さらに低速回転時の排気エネルギーはすべ
て大気中に直接放出することとなり、これらのエ
ネルギーを有効に利用することができなかつた。
本発明は、このような従来の欠点を改善せんと
するものであり、その目的は、断熱エンジンにお
いてその排気ガスが保持しているエネルギーを効
率良く回収してエンジンの運転効率を高めるとと
もに過給動作を有効となし得ることができるよう
な排気エネルギー回収装置付きエンジンを提供す
ることにある。
するものであり、その目的は、断熱エンジンにお
いてその排気ガスが保持しているエネルギーを効
率良く回収してエンジンの運転効率を高めるとと
もに過給動作を有効となし得ることができるよう
な排気エネルギー回収装置付きエンジンを提供す
ることにある。
次に本発明の一実施例を図面を用いて詳細に説
明する。
明する。
図は本発明の構成好であり、同図中１は断熱形
式のエンジンである。このエンジンは、前述のよ
うに、シリンダライナー、シリンダヘツド断熱
板、排気バルブ、ピストンなどにセラミツクスを
使用した断熱式のものである。２は排気マニホー
ルドであり、外壁はセラミツクスで構成されて、
断熱構造となつている。排気モニホールド２の先
端には、第１の排気タービン３が接続されてい
る。第１の排気タービン３には排気マニホールド
２から直接高温・高速の排気ガスが通過するた
め、該排気タービン３は高速回転で有効な出力を
生じるいわゆる高速型のタービンとする。３ａは
タービン渦室であり、内部にタービンブレード３
ｂが回転可能に配設されている。４は高圧の交流
発電機であり、その回転軸は排気タービン３のタ
ービン軸３ｃと直結している。交流発電機４は、
回転子が永久磁石で構成され、固定側に電機子巻
線を配設した２極交流発電機である。この交流発
電機４は、第１の排気タービン３により、最高１
分間に約10万回程度の回転数で駆動されるので、
回転子は細くかつ回転軸方向に長く形成されてお
り、高速回転により生ずる遠心力を極力少なくし
て、回転子の破壊を防止している。また、この交
流発電機４は高速回転であるため、自動車用とし
ては高電圧の約200V程度、周波数約３・5KHz程
度の交流電圧を発生する。５はサイリスタ・ブリ
ツジにより構成されているコンバータであり、交
流発電機４により発電された交流を直流（脈流）
に変換する。このコンバータを構成するサイリス
タは、３・5KHz程度の周波数でも十分に作動す
る高周波用のサイリスタである。６はインバータ
であり、上記コンバータ５によつて変換された直
流を交流に変換する。なお該インバータ６は、後
述する制御装置２１から送られて来る指令信号
VCにより指令される周波数の交流を出力し、そ
の周波数はエンジン１の回転数に依存し、ほぼ数
10Hzから数100Hzの間にある。７は誘導電動機で
あり、その回転軸は２枚の歯車７ａと７ｂを介し
てエンジン１の出力軸１ａと連結している。８は
進相用のコンデンサである。９は制御装置２１か
ら送られて来る制御信号CSによりオン・オフ制
御されるスイツチング回路、１０は高圧型のバツ
テリーである。
式のエンジンである。このエンジンは、前述のよ
うに、シリンダライナー、シリンダヘツド断熱
板、排気バルブ、ピストンなどにセラミツクスを
使用した断熱式のものである。２は排気マニホー
ルドであり、外壁はセラミツクスで構成されて、
断熱構造となつている。排気モニホールド２の先
端には、第１の排気タービン３が接続されてい
る。第１の排気タービン３には排気マニホールド
２から直接高温・高速の排気ガスが通過するた
め、該排気タービン３は高速回転で有効な出力を
生じるいわゆる高速型のタービンとする。３ａは
タービン渦室であり、内部にタービンブレード３
ｂが回転可能に配設されている。４は高圧の交流
発電機であり、その回転軸は排気タービン３のタ
ービン軸３ｃと直結している。交流発電機４は、
回転子が永久磁石で構成され、固定側に電機子巻
線を配設した２極交流発電機である。この交流発
電機４は、第１の排気タービン３により、最高１
分間に約10万回程度の回転数で駆動されるので、
回転子は細くかつ回転軸方向に長く形成されてお
り、高速回転により生ずる遠心力を極力少なくし
て、回転子の破壊を防止している。また、この交
流発電機４は高速回転であるため、自動車用とし
ては高電圧の約200V程度、周波数約３・5KHz程
度の交流電圧を発生する。５はサイリスタ・ブリ
ツジにより構成されているコンバータであり、交
流発電機４により発電された交流を直流（脈流）
に変換する。このコンバータを構成するサイリス
タは、３・5KHz程度の周波数でも十分に作動す
る高周波用のサイリスタである。６はインバータ
であり、上記コンバータ５によつて変換された直
流を交流に変換する。なお該インバータ６は、後
述する制御装置２１から送られて来る指令信号
VCにより指令される周波数の交流を出力し、そ
の周波数はエンジン１の回転数に依存し、ほぼ数
10Hzから数100Hzの間にある。７は誘導電動機で
あり、その回転軸は２枚の歯車７ａと７ｂを介し
てエンジン１の出力軸１ａと連結している。８は
進相用のコンデンサである。９は制御装置２１か
ら送られて来る制御信号CSによりオン・オフ制
御されるスイツチング回路、１０は高圧型のバツ
テリーである。
第１の排気タービン３の出口部には第２の排気
タービン１４が接続され、残余の排気ガスエネル
ギーを回収する。この第２の排気タービン１４
は、比較的低速の空気流速でもつとも有効な圧縮
空気を生ずる特性を有するいわゆる低速型のもの
とする。１４ａはタービン渦室であり、内部にタ
ービンブレード１４ｂが回転可能に配設されてい
る。１５は吸気用コンプレツサであり、その回転
軸は第２の排気タービン１４のタービン軸１４ｃ
と直結している。吸気用コンプレツサ１５によつ
て圧縮された圧縮空気は導入管１６を通じて吸気
マニホールド１７に圧送される。２２は排気バイ
パス回路であり、排気マニホールド２からの排気
ガスを直接第２の排気タービン１４に送るために
設けられている。２０はメインバルブ、２３はバ
イパスバルブであり、各々のバルブには該バルブ
を開閉するためアクチユエータ２４，２５が設け
られている。１８は、たとえば歯車７ｂの歯数を
ピツクアツプコイルにて計数するような構造を有
する回転数検出器である。１９はラツク位置やア
クセル踏込量などからエンジン１の負荷を検出す
る負荷検出器である。２１は制御装置であり、回
転数検出器１８、負荷検出器１９のデータから第
１の排気タービン３に送るべき排気ガスの量と第
２の排気タービン１４に直接送るべき排気ガスの
量を計算し、その信号をアクチユエータ２４，２
５に送り、メインバルブ２０、バイパスバルブ２
３の開度を制御するものである。また、該制御装
置２１は、電流検出器２６，２７の出力を見なが
らインバータ６を力行又は回生状態で運転するた
めの指令信号VCを出力するとともに、スイツチ
ング回路９をオン・オフ制御する制御信号CSを
出力する。２８は空気圧センサである。
タービン１４が接続され、残余の排気ガスエネル
ギーを回収する。この第２の排気タービン１４
は、比較的低速の空気流速でもつとも有効な圧縮
空気を生ずる特性を有するいわゆる低速型のもの
とする。１４ａはタービン渦室であり、内部にタ
ービンブレード１４ｂが回転可能に配設されてい
る。１５は吸気用コンプレツサであり、その回転
軸は第２の排気タービン１４のタービン軸１４ｃ
と直結している。吸気用コンプレツサ１５によつ
て圧縮された圧縮空気は導入管１６を通じて吸気
マニホールド１７に圧送される。２２は排気バイ
パス回路であり、排気マニホールド２からの排気
ガスを直接第２の排気タービン１４に送るために
設けられている。２０はメインバルブ、２３はバ
イパスバルブであり、各々のバルブには該バルブ
を開閉するためアクチユエータ２４，２５が設け
られている。１８は、たとえば歯車７ｂの歯数を
ピツクアツプコイルにて計数するような構造を有
する回転数検出器である。１９はラツク位置やア
クセル踏込量などからエンジン１の負荷を検出す
る負荷検出器である。２１は制御装置であり、回
転数検出器１８、負荷検出器１９のデータから第
１の排気タービン３に送るべき排気ガスの量と第
２の排気タービン１４に直接送るべき排気ガスの
量を計算し、その信号をアクチユエータ２４，２
５に送り、メインバルブ２０、バイパスバルブ２
３の開度を制御するものである。また、該制御装
置２１は、電流検出器２６，２７の出力を見なが
らインバータ６を力行又は回生状態で運転するた
めの指令信号VCを出力するとともに、スイツチ
ング回路９をオン・オフ制御する制御信号CSを
出力する。２８は空気圧センサである。
次に本発明の動作について説明する。
まず、エンジン１を始動するにあたつて、メイ
ンバルブ２０は全開の状態、バイパスバルブ２３
は全閉の状態におかれ、エンジン１から吐出され
る排気ガスは全て排気タービン３に流入せしめ
る。
ンバルブ２０は全開の状態、バイパスバルブ２３
は全閉の状態におかれ、エンジン１から吐出され
る排気ガスは全て排気タービン３に流入せしめ
る。
エンジン１が回転を始めて、第１の排気タービ
ン３に高温・高圧の排気ガスが送入されると、第
１の排気タービン３のタービンブレード３ｂが回
転を始め、交流発電機４が駆動されて、発電を始
める。交流発電機４で発生した高い周波数を有す
る交流電力はいつたんコンバータ５で直流に変換
され、この直流電力はインバータ６で誘導電動機
７を駆動するような低周波の交流に変換され、こ
れを駆動しようとするが、第１の排気タービン３
の回転数が少ないため、交流発電機４の出力電力
も小さく、誘導電動機７を駆動するに至らない。
ン３に高温・高圧の排気ガスが送入されると、第
１の排気タービン３のタービンブレード３ｂが回
転を始め、交流発電機４が駆動されて、発電を始
める。交流発電機４で発生した高い周波数を有す
る交流電力はいつたんコンバータ５で直流に変換
され、この直流電力はインバータ６で誘導電動機
７を駆動するような低周波の交流に変換され、こ
れを駆動しようとするが、第１の排気タービン３
の回転数が少ないため、交流発電機４の出力電力
も小さく、誘導電動機７を駆動するに至らない。
エンジン１の回転数が漸次上昇して排気ガスの
圧力も高くなり、その温度も上昇すると、交流発
電機４の出力電力も上昇する。そして、インバー
タ６の出力電力が誘導電動機７の逆起電力よりも
大きくなるとインバータ６は力行状態となり誘導
電動機７を駆動するようになる。そして、誘導電
動機７はエンジン１の出力軸１ａをその出力が増
加する方向に駆動するため、排気ガスが有するエ
ネルギーは回収されてエンジン１の出力軸１ａに
帰還される。
圧力も高くなり、その温度も上昇すると、交流発
電機４の出力電力も上昇する。そして、インバー
タ６の出力電力が誘導電動機７の逆起電力よりも
大きくなるとインバータ６は力行状態となり誘導
電動機７を駆動するようになる。そして、誘導電
動機７はエンジン１の出力軸１ａをその出力が増
加する方向に駆動するため、排気ガスが有するエ
ネルギーは回収されてエンジン１の出力軸１ａに
帰還される。
本発明において、エンジン１が部分負荷状態で
は、第１の排気タービン３を駆動し終つた排気ガ
ス中に、可成りのエネルギーが残存する。このた
め、第１の排気タービン３では回収できなかつた
残余の排気エネルギーは、第２の排気タービン１
４を通過するが、この排気エネルギーによつて第
２の排気タービン１４のタービンブレード１４ｂ
が回転を始める。これによつて、タービンブレー
ド１４ｂと結合されている吸気用コンプレツサ１
５が駆動され、圧縮された空気は導入管１６によ
つて吸気マニホールド１７に圧送される。しか
し、その空気量は大したものではない。車両が高
速走行しているような状態で、エンジン１の回転
数も大きくなり、全負荷状態で運転されていると
きには、排気ガスも高温・高圧になるため、第１
の排気タービン３を通過し、第２の排気タービン
１４に達する排気ガスのエネルギーも大きくな
り、吸気マニホールド１７に送られる空気圧も上
昇してインターセプトポイントに近ずく。制御装
置２１は空気圧センサ２８からの信号によりこれ
を検出し、インバータ６に指令信号VCを与えて
誘導電動機７を最大の力行状態としてエンジン１
へのエネルギーの帰還を最大とし、第１の排気タ
ービン３の負荷を増大せしめる。このため第２の
排気タービン１４の回転数も減少して吸気マニホ
ールド１７内の圧力はインターセプトポイントを
越えない。なお、エンジン１の負荷がさらに上昇
して吸気マニホールド１７内の空気圧がさらに上
昇しようとすれば、スイツチング回路９をオンと
し、バツテリー１０にもエネルギーを蓄積させれ
ば、第１の排気タービン３の負荷も増大し、第２
の排気タービン１４の回転数は減少し、吸気マニ
ホールド１７内の圧力は低下する。
は、第１の排気タービン３を駆動し終つた排気ガ
ス中に、可成りのエネルギーが残存する。このた
め、第１の排気タービン３では回収できなかつた
残余の排気エネルギーは、第２の排気タービン１
４を通過するが、この排気エネルギーによつて第
２の排気タービン１４のタービンブレード１４ｂ
が回転を始める。これによつて、タービンブレー
ド１４ｂと結合されている吸気用コンプレツサ１
５が駆動され、圧縮された空気は導入管１６によ
つて吸気マニホールド１７に圧送される。しか
し、その空気量は大したものではない。車両が高
速走行しているような状態で、エンジン１の回転
数も大きくなり、全負荷状態で運転されていると
きには、排気ガスも高温・高圧になるため、第１
の排気タービン３を通過し、第２の排気タービン
１４に達する排気ガスのエネルギーも大きくな
り、吸気マニホールド１７に送られる空気圧も上
昇してインターセプトポイントに近ずく。制御装
置２１は空気圧センサ２８からの信号によりこれ
を検出し、インバータ６に指令信号VCを与えて
誘導電動機７を最大の力行状態としてエンジン１
へのエネルギーの帰還を最大とし、第１の排気タ
ービン３の負荷を増大せしめる。このため第２の
排気タービン１４の回転数も減少して吸気マニホ
ールド１７内の圧力はインターセプトポイントを
越えない。なお、エンジン１の負荷がさらに上昇
して吸気マニホールド１７内の空気圧がさらに上
昇しようとすれば、スイツチング回路９をオンと
し、バツテリー１０にもエネルギーを蓄積させれ
ば、第１の排気タービン３の負荷も増大し、第２
の排気タービン１４の回転数は減少し、吸気マニ
ホールド１７内の圧力は低下する。
エンジン１が低速回転かつ高負荷のとき、すな
わち、坂道をローギアで登攀しているようなとき
には、吸気マニホールド１７から吸入される空気
が理想的な空気量より不足しがちであることが一
般に知られているが、このときは、メインバルブ
２０によつて、第１の排気タービン３への排気ガ
スの供給を制限し、バイパスバルブ２３を開くこ
とによつて、第２の排気タービン１４へ排気ガス
を直接供給して、燃焼に最適な圧縮空気を吸気マ
ニホールド１７へ圧送するのである。第２の排気
タービン１４は低速型としているので、有効な圧
縮空気をエンジン１に送ることができる。
わち、坂道をローギアで登攀しているようなとき
には、吸気マニホールド１７から吸入される空気
が理想的な空気量より不足しがちであることが一
般に知られているが、このときは、メインバルブ
２０によつて、第１の排気タービン３への排気ガ
スの供給を制限し、バイパスバルブ２３を開くこ
とによつて、第２の排気タービン１４へ排気ガス
を直接供給して、燃焼に最適な圧縮空気を吸気マ
ニホールド１７へ圧送するのである。第２の排気
タービン１４は低速型としているので、有効な圧
縮空気をエンジン１に送ることができる。
メインバルブ２０とバイパスバルブ２３の開閉
の調整は制御装置２１によつて行なわれる。すな
わち速度検出器１８と負荷検出器１９のデータを
制御装置２１に読み込み、該制御装置２１におい
てその時の速度、負荷に最適なメインバルブ２
０、バイパスバルブ２３の開度を計算し、その制
御信号を両アクチユエータ２４，２５に送るので
ある。
の調整は制御装置２１によつて行なわれる。すな
わち速度検出器１８と負荷検出器１９のデータを
制御装置２１に読み込み、該制御装置２１におい
てその時の速度、負荷に最適なメインバルブ２
０、バイパスバルブ２３の開度を計算し、その制
御信号を両アクチユエータ２４，２５に送るので
ある。
以上詳細に説明したように、本発明は、従来の
装置のようにエンジンの高速回転高負荷時のみし
かエンジンの圧縮空気を圧送できないものと異な
り、エンジンの低回転高負荷時においてもエンジ
ンに圧縮空気を圧送でき、しかも、高速・高負荷
時は云うに及ばず、エンジンの中速・中負荷運転
時あるいは中速・低負荷時のようにエンジンに圧
縮空気を圧送する必要性があまりないときには、
その時の排気エネルギーをエンジンの出力軸に有
効に回収ができる。また、エンジンの出力軸に排
気エネルギーを回収する構造は、従来の機械系に
て排気エネルギーを回収するものに比べて摩擦損
失が小さくまた回路電圧を高くするなどして電気
回路抵抗の損失を減少せしめることができるの
で、従来のものに比べてエンジンの燃焼効率を飛
躍的に増進させることができ、しかも、エネルギ
ー回収装置全体の構造をきわめて簡易とすること
ができる。
装置のようにエンジンの高速回転高負荷時のみし
かエンジンの圧縮空気を圧送できないものと異な
り、エンジンの低回転高負荷時においてもエンジ
ンに圧縮空気を圧送でき、しかも、高速・高負荷
時は云うに及ばず、エンジンの中速・中負荷運転
時あるいは中速・低負荷時のようにエンジンに圧
縮空気を圧送する必要性があまりないときには、
その時の排気エネルギーをエンジンの出力軸に有
効に回収ができる。また、エンジンの出力軸に排
気エネルギーを回収する構造は、従来の機械系に
て排気エネルギーを回収するものに比べて摩擦損
失が小さくまた回路電圧を高くするなどして電気
回路抵抗の損失を減少せしめることができるの
で、従来のものに比べてエンジンの燃焼効率を飛
躍的に増進させることができ、しかも、エネルギ
ー回収装置全体の構造をきわめて簡易とすること
ができる。
図は本発明の一実施例を示す構成図である。
１……エンジン、１ａ……出力軸、２……排気
マニホールド、３……排気タービン、３ａ……タ
ービン渦室、３ｂ……タービンブレード、３ｃ…
…タービン軸、４……交流発電機、５……コンバ
ータ、６……インバータ、７……誘導電動機、７
ａ……歯車、７ｂ……歯車、８……進相コンデン
サ、９……DC−DCコンバータ、１０……バツテ
リー、１４……排気タービン、１４ａ……タービ
ン渦室、１４ｂ……タービンブレード、１４ｃ…
…タービン軸、１５……吸気用コンプレツサ、１
６……導入管、１７……吸気マニホールド、１８
……回転数検出器、１９……負荷検出器、２０…
…メインバルブ、２１……制御装置、２２……排
気バイパス回路、２３……バイパスバルブ、２４
……アクチユエータ、２５……アクチユエータ。
マニホールド、３……排気タービン、３ａ……タ
ービン渦室、３ｂ……タービンブレード、３ｃ…
…タービン軸、４……交流発電機、５……コンバ
ータ、６……インバータ、７……誘導電動機、７
ａ……歯車、７ｂ……歯車、８……進相コンデン
サ、９……DC−DCコンバータ、１０……バツテ
リー、１４……排気タービン、１４ａ……タービ
ン渦室、１４ｂ……タービンブレード、１４ｃ…
…タービン軸、１５……吸気用コンプレツサ、１
６……導入管、１７……吸気マニホールド、１８
……回転数検出器、１９……負荷検出器、２０…
…メインバルブ、２１……制御装置、２２……排
気バイパス回路、２３……バイパスバルブ、２４
……アクチユエータ、２５……アクチユエータ。
Claims (1)
- １ エンジンの排気回路に第１と第２の排気ター
ビンを排気の通過方向に順次に設け、第１の排気
タービンに発電機を連結し、第２の排気タービン
に吸気用のコンプレツサを設けるとともに、前記
発電機の発電エネルギーをエンジンの回転軸に帰
還する手段を設け、前記第１の排気タービンの上
流側に該第１の排気タービンへの排気流量を調整
自在にする排気バイパス回路を設けたことを特徴
とする排気エネルギー回収装置付きエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58015117A JPS59141712A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | 排気エネルギ−回収装置付きエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58015117A JPS59141712A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | 排気エネルギ−回収装置付きエンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59141712A JPS59141712A (ja) | 1984-08-14 |
| JPH045804B2 true JPH045804B2 (ja) | 1992-02-03 |
Family
ID=11879880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58015117A Granted JPS59141712A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | 排気エネルギ−回収装置付きエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59141712A (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2510855B2 (ja) * | 1986-02-10 | 1996-06-26 | いすゞ自動車株式会社 | 車両におけるエネルギ−回収装置 |
| JP2590475B2 (ja) * | 1987-04-28 | 1997-03-12 | いすゞ自動車株式会社 | 回転電機付タ−ボチヤ−ジヤの制御装置 |
| ATE434124T1 (de) | 1999-10-08 | 2009-07-15 | James J Mehail | Motor mit externer brennkammer |
| US6718751B2 (en) | 1999-10-08 | 2004-04-13 | Jeffrey S. Melcher | Engine having external combustion chamber |
| US7958727B2 (en) | 2005-12-29 | 2011-06-14 | Honeywell International Inc. | Electric boost compressor and turbine generator system |
| DE102008064521B4 (de) * | 2008-12-18 | 2021-05-20 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader |
| KR101137093B1 (ko) | 2010-04-01 | 2012-04-19 | 현대위아 주식회사 | 엔진의 배기가스를 이용한 발전장치 |
| CN102733906A (zh) * | 2012-06-07 | 2012-10-17 | 江汉油田龙天工贸潜江有限责任公司 | 内燃机的尾气驱动涡轮发电装置 |
| GB2508866B (en) * | 2012-12-13 | 2020-05-20 | Bowman Power Group Ltd | Turbogenerator system and method |
| GB2509103B (en) | 2012-12-20 | 2020-05-06 | Bowman Power Group Ltd | Method and apparatus for controlling a turbogenerator system |
| JP6340629B2 (ja) * | 2016-02-17 | 2018-06-13 | マツダ株式会社 | ハイブリッド自動車の駆動装置 |
| GB2579585A (en) * | 2018-12-04 | 2020-07-01 | Bowman Power Group Ltd | A method and apparatus for controlling the flow of exhaust fluid to a turbogenerator |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55109728A (en) * | 1980-01-07 | 1980-08-23 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Two-stage supercharging type diesel engine |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5789828U (ja) * | 1980-11-21 | 1982-06-02 |
-
1983
- 1983-01-31 JP JP58015117A patent/JPS59141712A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55109728A (en) * | 1980-01-07 | 1980-08-23 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Two-stage supercharging type diesel engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59141712A (ja) | 1984-08-14 |
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