JPH05296055A - ２サイクルターボコンパウンドエンジン - Google Patents
２サイクルターボコンパウンドエンジンInfo
- Publication number
- JPH05296055A JPH05296055A JP4128253A JP12825392A JPH05296055A JP H05296055 A JPH05296055 A JP H05296055A JP 4128253 A JP4128253 A JP 4128253A JP 12825392 A JP12825392 A JP 12825392A JP H05296055 A JPH05296055 A JP H05296055A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- engine
- turbocharger
- turbine
- electric machine
- output
- 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.)
- Pending
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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
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
- F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
Landscapes
- Supercharger (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】回転電機付ターボチャージャを備えた２サイク
ルエンジンの排気エネルギーを利用し、ホイールモータ
を有する車両を効率よく運転する。 【構成】２サイクルエンジン１に回転電機３を有するタ
ーボチャージャ２を取付け、その排ガス流路に軸流型の
タービン発電機４を配置する。そして車輪にはホイール
モータ６を取付け、エンジン１の運転状態に応じ、部分
負荷時にはスタータ５に発電させて回転電機３に通電し
て過給圧を高め、大出力時には発電する回転電機３とタ
ービン発電機４の出力をホイールモータ６に供給して推
力を増大させる。
ルエンジンの排気エネルギーを利用し、ホイールモータ
を有する車両を効率よく運転する。 【構成】２サイクルエンジン１に回転電機３を有するタ
ーボチャージャ２を取付け、その排ガス流路に軸流型の
タービン発電機４を配置する。そして車輪にはホイール
モータ６を取付け、エンジン１の運転状態に応じ、部分
負荷時にはスタータ５に発電させて回転電機３に通電し
て過給圧を高め、大出力時には発電する回転電機３とタ
ービン発電機４の出力をホイールモータ６に供給して推
力を増大させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は回転電機を備えたターボ
チャージャを取付けた２サイクルエンジンにおける排気
エネルギー回収の効率化を図る２サイクルターボコンパ
ウンドエンジンに関する。
チャージャを取付けた２サイクルエンジンにおける排気
エネルギー回収の効率化を図る２サイクルターボコンパ
ウンドエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】通常のピストン往復型のエンジンでは、
ピストンの２行程で吸入、圧縮、爆発、排気の過程を行
う２サイクルエンジンと、ピストンの４行程で前記の４
過程を行う４サイクルエンジンとに大別されている。
ピストンの２行程で吸入、圧縮、爆発、排気の過程を行
う２サイクルエンジンと、ピストンの４行程で前記の４
過程を行う４サイクルエンジンとに大別されている。
【０００３】そして、この種の２サイクルエンジンの掃
気用にターボチャージャを取付け、さらに該ターボチャ
ージャの回転軸に回転電機を配置し、エンジンの出力軸
に結合した電動機構に前記回転電機の発電出力を供給
し、電動機構を力行させてエンジントルクを増大させる
ターボコンパウンドエンジンの試みが行われている。
気用にターボチャージャを取付け、さらに該ターボチャ
ージャの回転軸に回転電機を配置し、エンジンの出力軸
に結合した電動機構に前記回転電機の発電出力を供給
し、電動機構を力行させてエンジントルクを増大させる
ターボコンパウンドエンジンの試みが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のようなターボコ
ンパウンドエンジンでは、大出力を要する場合に回転電
機により回収された排気のエネルギーがエンジントルク
に利用されるが、通常ターボチャージャからの排ガスは
大気に放出されてしまうという不都合がある。
ンパウンドエンジンでは、大出力を要する場合に回転電
機により回収された排気のエネルギーがエンジントルク
に利用されるが、通常ターボチャージャからの排ガスは
大気に放出されてしまうという不都合がある。
【０００５】また、エンジンが低回転高負荷の場合、回
転電機に電力を供給して力行させ、ターボチャージャの
圧気作動を助勢させて過給気圧を増大させるが、その電
源としてバッテリが用いられるので、バッテリの上りが
生ずる虞がある。
転電機に電力を供給して力行させ、ターボチャージャの
圧気作動を助勢させて過給気圧を増大させるが、その電
源としてバッテリが用いられるので、バッテリの上りが
生ずる虞がある。
【０００６】本発明はこのような不都合を解消するため
になされたもので、その目的はターボチャージャの後流
に効率のよい２段タービンの設置や、車輪に電動機を取
付けることにより、排気エネルギーの回収を良好にしよ
うとする２サイクルターボコンパウンドエンジンを提供
することにある。
になされたもので、その目的はターボチャージャの後流
に効率のよい２段タービンの設置や、車輪に電動機を取
付けることにより、排気エネルギーの回収を良好にしよ
うとする２サイクルターボコンパウンドエンジンを提供
することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明によれば、２サイクルエンジンの吸排気流路
に接続したターボチャージャのタービン軸に回転電機を
取付け、その後流にタービン軸に取付けられたタービン
発電機を設けエンジンの運転状態に応じて発電作動する
タービン発電機の出力を車軸に結合させた電動機に供給
して推力を付勢する２サイクルターボコンパウンドエン
ジンにおいて、前記ターボチャージャからの排ガスによ
り駆動されるタービン発電機と、前記エンジンのクラン
ク軸に結合された発電自在なスタータと、該スタータを
エンジンの部分負荷時に発電作動せしめ出力を前記回転
電機に供給してターボチャージャの圧気作動を助勢する
過給圧増大手段と、前記エンジンの全負荷時にターボチ
ャージャの圧気作動を大にするとともに発電作動させた
回転電機の出力とタービン発電機の出力とを車軸に結合
させた電動機に供給する推力増大手段とを備えた２サイ
クルターボコンパウンドエンジンが提供される。
めに本発明によれば、２サイクルエンジンの吸排気流路
に接続したターボチャージャのタービン軸に回転電機を
取付け、その後流にタービン軸に取付けられたタービン
発電機を設けエンジンの運転状態に応じて発電作動する
タービン発電機の出力を車軸に結合させた電動機に供給
して推力を付勢する２サイクルターボコンパウンドエン
ジンにおいて、前記ターボチャージャからの排ガスによ
り駆動されるタービン発電機と、前記エンジンのクラン
ク軸に結合された発電自在なスタータと、該スタータを
エンジンの部分負荷時に発電作動せしめ出力を前記回転
電機に供給してターボチャージャの圧気作動を助勢する
過給圧増大手段と、前記エンジンの全負荷時にターボチ
ャージャの圧気作動を大にするとともに発電作動させた
回転電機の出力とタービン発電機の出力とを車軸に結合
させた電動機に供給する推力増大手段とを備えた２サイ
クルターボコンパウンドエンジンが提供される。
【０００６】
【作用】エンジンの吸排気流路に回転電機を備えたター
ボチャージャを取付け、その排ガス流路に軸流タービン
を有するタービン発電機を接続する。そして、エンジン
のスタータは発電作動するように構成するとともに車輪
には電動機を取付け、部分負荷時には発電するスタータ
からの電力を回転電機に供給し、過給気圧を高めてエン
ジントルクを増大させ、大出力運転時には発電作動する
回転電機の出力とタービン発電機の出力とを加え、車輪
の電動機に供給して推力を増大させる。
ボチャージャを取付け、その排ガス流路に軸流タービン
を有するタービン発電機を接続する。そして、エンジン
のスタータは発電作動するように構成するとともに車輪
には電動機を取付け、部分負荷時には発電するスタータ
からの電力を回転電機に供給し、過給気圧を高めてエン
ジントルクを増大させ、大出力運転時には発電作動する
回転電機の出力とタービン発電機の出力とを加え、車輪
の電動機に供給して推力を増大させる。
【０００７】
【実施例】つぎに本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【０００８】図１は本発明にかかる２サイクルターボコ
ンパウンドエンジンの一実施例を示す構成ブロック図で
あり、図２はそのエンジンとターボチャージャなどとの
接続状態を示す説明図である。
ンパウンドエンジンの一実施例を示す構成ブロック図で
あり、図２はそのエンジンとターボチャージャなどとの
接続状態を示す説明図である。
【０００９】これらの図面において、１はエンジンで、
そのシリンダ１１、ピストン１２、頭上部の排気弁１３
や排気流路１４などには遮熱性を有するセラミックスが
用いられ、ピストン下死点近傍の吸気ポート１５から新
気を取入れて２サイクル作動を行うもので、その排気管
２１と吸気管２２とにはターボチャージャ２が接続さ
れ、排気エネルギーの回収によってエンジン１の掃気が
行われる。
そのシリンダ１１、ピストン１２、頭上部の排気弁１３
や排気流路１４などには遮熱性を有するセラミックスが
用いられ、ピストン下死点近傍の吸気ポート１５から新
気を取入れて２サイクル作動を行うもので、その排気管
２１と吸気管２２とにはターボチャージャ２が接続さ
れ、排気エネルギーの回収によってエンジン１の掃気が
行われる。
【００１０】そして、ターボチャージャ２のタービン軸
２３には電動−発電機となる回転電機３が備えられ、エ
ンジン１からの排気エネルギーによりタービン２Ｔが駆
動されてコンプレッサ２Ｃが過給気をエンジン１に圧送
するとともに、回転電機３は発電作動を行うか、または
エンジン１の低回転時で排気エネルギーが不足の場合は
回転電機３に電力が供給されて力行し、コンプレッサ２
Ｃの圧気作動を助勢するものである。
２３には電動−発電機となる回転電機３が備えられ、エ
ンジン１からの排気エネルギーによりタービン２Ｔが駆
動されてコンプレッサ２Ｃが過給気をエンジン１に圧送
するとともに、回転電機３は発電作動を行うか、または
エンジン１の低回転時で排気エネルギーが不足の場合は
回転電機３に電力が供給されて力行し、コンプレッサ２
Ｃの圧気作動を助勢するものである。
【００１１】４はタービン発電機で、ターボチャージャ
２の排ガスにより駆動される軸流タービン４Ｔと、該タ
ービン軸に直結された発電機４Ｇとを備えており、エン
ジン１からの排気ガスはセラミックスが使用されたター
ビンハウジング２Ｈを介してタービン２Ｔを駆動し、そ
の後、直結された遮熱構造の軸流タービンケース４Ｋに
導かれて効率よくタービン発電機４を駆動するように形
成されている。
２の排ガスにより駆動される軸流タービン４Ｔと、該タ
ービン軸に直結された発電機４Ｇとを備えており、エン
ジン１からの排気ガスはセラミックスが使用されたター
ビンハウジング２Ｈを介してタービン２Ｔを駆動し、そ
の後、直結された遮熱構造の軸流タービンケース４Ｋに
導かれて効率よくタービン発電機４を駆動するように形
成されている。
【００１２】５はエンジン１のフライホイール１６に連
結されたスタータであり、エンジン始動時にはバッテリ
７１を電源とする電力が供給されてエンジンの始動を行
うが、エンジン１の運転状態に応じては、エンジントル
クにより駆動されて発電を行うものである。
結されたスタータであり、エンジン始動時にはバッテリ
７１を電源とする電力が供給されてエンジンの始動を行
うが、エンジン１の運転状態に応じては、エンジントル
クにより駆動されて発電を行うものである。
【００１１】６は車輪のホイール６１に取付けられたホ
イールモータで、前述の回転電機３の発電時の電力、あ
るいはタービン発電機４の電力が供給されると車両を駆
動するように構成されている。
イールモータで、前述の回転電機３の発電時の電力、あ
るいはタービン発電機４の電力が供給されると車両を駆
動するように構成されている。
【００１２】７はコントローラで、マイクロコンピュー
タからなるもので、中央制御装置、各種メモリや入／出
力回路などの他、整流器やインバータ、コンバータなど
の強電用の電力変換装置を備えており、エンジンの回転
数や負荷などによりエンジンの運転状態を検知すると、
その状態に応じ回転電機３の電動または発電作動の制御
やタービン発電機４、スタータ５、ホイールモータ６な
どの運転制御を設定されたプログラムに応じて発令し、
実施させるように構成されている。
タからなるもので、中央制御装置、各種メモリや入／出
力回路などの他、整流器やインバータ、コンバータなど
の強電用の電力変換装置を備えており、エンジンの回転
数や負荷などによりエンジンの運転状態を検知すると、
その状態に応じ回転電機３の電動または発電作動の制御
やタービン発電機４、スタータ５、ホイールモータ６な
どの運転制御を設定されたプログラムに応じて発令し、
実施させるように構成されている。
【００１３】つぎにこのように構成された本実施例の作
動を説明すると、エンジン１が部分負荷時には２サイク
ルエンジンとしての排気ガスが遮熱構造の排気流路１４
を介してターボチャージャ２に送られ、タービン２Ｔの
駆動によりコンプレッサ２Ｃに圧気作動させ、掃気を吸
気ポート１５からシリンダ１１に供給する。この場合排
気ガスが不足して十分なエンジントルクが得られないと
きは、スタータ５を発電作動させてその出力をコントロ
ーラ７の電力変換装置により回転電機３を力行させる周
波数の交流電力に変換し、該電力を回転電機３に供給し
てコンプレッサ２Ｃの圧気作動を助勢し、過給気圧を高
めるように作動させる。
動を説明すると、エンジン１が部分負荷時には２サイク
ルエンジンとしての排気ガスが遮熱構造の排気流路１４
を介してターボチャージャ２に送られ、タービン２Ｔの
駆動によりコンプレッサ２Ｃに圧気作動させ、掃気を吸
気ポート１５からシリンダ１１に供給する。この場合排
気ガスが不足して十分なエンジントルクが得られないと
きは、スタータ５を発電作動させてその出力をコントロ
ーラ７の電力変換装置により回転電機３を力行させる周
波数の交流電力に変換し、該電力を回転電機３に供給し
てコンプレッサ２Ｃの圧気作動を助勢し、過給気圧を高
めるように作動させる。
【００１４】ついで、エンジン回転が上昇し十分な出力
が得られて排気ガスが高温になってエネルギーが大にな
ると、コンプレッサ２Ｃからの過給圧は高まり、また回
転電機３の発電力が増大する。そして更に出力が増大す
ると、エンジン１は燃料の燃焼器と同様な働きになっ
て、コンプレッサ２Ｃや発電する回転電機３の駆動は勿
論のこと、２段目のタービン発電機４も十分に駆動さ
れ、その発電出力が回転電機３からの電力とともにホイ
ールモータ６に供給され、その電動力により車両の推力
が増大することになる。
が得られて排気ガスが高温になってエネルギーが大にな
ると、コンプレッサ２Ｃからの過給圧は高まり、また回
転電機３の発電力が増大する。そして更に出力が増大す
ると、エンジン１は燃料の燃焼器と同様な働きになっ
て、コンプレッサ２Ｃや発電する回転電機３の駆動は勿
論のこと、２段目のタービン発電機４も十分に駆動さ
れ、その発電出力が回転電機３からの電力とともにホイ
ールモータ６に供給され、その電動力により車両の推力
が増大することになる。
【００１５】以上、本発明を上述の実施例によって説明
したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であ
り、これらの変形を本発明の範囲から排除するものでは
ない。
したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であ
り、これらの変形を本発明の範囲から排除するものでは
ない。
【００１６】
【発明の効果】上述の実施例のように本発明によれば、
エンジンの部分負荷時に排気エネルギーが少なくてター
ボチャージャからの過給気が弱いときは、発電作動する
スタータからの電力を回転電機に供給して過給気圧を増
大させることができ、また大出力運転の場合には排出す
るガスエネルギーにより過給気圧を高めるとともに、発
電作動の回転電機の出力とタービン発電機からの出力と
を車輪のホイールモータに供給して力行させるので車両
の推力が増大するという効果が得られる。
エンジンの部分負荷時に排気エネルギーが少なくてター
ボチャージャからの過給気が弱いときは、発電作動する
スタータからの電力を回転電機に供給して過給気圧を増
大させることができ、また大出力運転の場合には排出す
るガスエネルギーにより過給気圧を高めるとともに、発
電作動の回転電機の出力とタービン発電機からの出力と
を車輪のホイールモータに供給して力行させるので車両
の推力が増大するという効果が得られる。
【図１】本発明にかかる２サイクルターボコンパウンド
エンジンの一実施例を示す構成ブロック図である。
エンジンの一実施例を示す構成ブロック図である。
【図２】本実施例におけるエンジンとターボチャージャ
などの接続状態を示す説明図である。
などの接続状態を示す説明図である。
１…エンジン ２…ターボチャージャ ３…回転電機 ４…タービン発電機 ５…スタータ ６…ホイールモータ ７…コントローラ
Claims (3)
- 【請求項１】２サイクルエンジンの吸排気流路に接続し
たターボチャージャのタービン軸に回転電機を取付け、
その後流にタービン軸に取付けられたタービン発電機を
設けエンジンの運転状態に応じて発電作動するタービン
発電機の出力を車軸に結合させた電動機に供給して推力
を付勢する２サイクルターボコンパウンドエンジンにお
いて、前記ターボチャージャからの排ガスにより駆動さ
れるタービン発電機と、前記エンジンのクランク軸に結
合された発電及び電動自在なスタータと、該スタータを
エンジンの部分負荷時に発電作動せしめ出力を前記回転
電機に供給してターボチャージャの圧気作動を助勢する
過給圧増大手段と、前記エンジンの全負荷時にターボチ
ャージャの圧気作動を大にするとともに発電作動させた
回転電機の出力とタービン発電機の出力とを車軸に結合
させた電動機に供給する推力増大手段とを備えたことを
特徴とする２サイクルターボコンパウンドエンジン。 - 【請求項２】前記のエンジンは燃焼室の部分および排気
流路にセラミックスを用いた遮熱構造を有することを特
徴とする請求項１記載の２サイクルターボコンパウンド
エンジン。 - 【請求項３】前記のタービン発電機は軸流タービンを有
して前記ターボチャージャの排ガス出口に直結され、さ
らに該ターボチャージャのタービンスクロール、排ガス
出口および軸流タービンのガス流路は遮熱構造を備えた
ものであることを特徴とする請求項１記載の２サイクル
ターボコンパウンドエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4128253A JPH05296055A (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | ２サイクルターボコンパウンドエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4128253A JPH05296055A (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | ２サイクルターボコンパウンドエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05296055A true JPH05296055A (ja) | 1993-11-09 |
Family
ID=14980284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4128253A Pending JPH05296055A (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | ２サイクルターボコンパウンドエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05296055A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106939821A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-07-11 | 大连依勒斯涡轮增压技术有限公司 | 一种紧凑型双动力输出涡轮机 |
-
1992
- 1992-04-21 JP JP4128253A patent/JPH05296055A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106939821A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-07-11 | 大连依勒斯涡轮增压技术有限公司 | 一种紧凑型双动力输出涡轮机 |
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