JPH0533662A - ２ストロークターボコンパウンドエンジン - Google Patents
２ストロークターボコンパウンドエンジンInfo
- Publication number
- JPH0533662A JPH0533662A JP3214423A JP21442391A JPH0533662A JP H0533662 A JPH0533662 A JP H0533662A JP 3214423 A JP3214423 A JP 3214423A JP 21442391 A JP21442391 A JP 21442391A JP H0533662 A JPH0533662 A JP H0533662A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- turbine
- exhaust gas
- exhaust
- dynamic pressure
- turbocharger
- 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
Links
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
-
- 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)
Abstract
(57)【要約】
【目的】エンジンの総合的な効率を向上すること。
【構成】シリンダ３の側面に排気ポート４を設けること
により、排気ポート４の流動面積を大きくすることがで
きる。これにより、排気マニホルド１１内の流動抵抗を
小さくして背圧を低くし、掃気効率が向上される。そし
て、動圧タービン５にて排気ガスの消費流速エネルギは
発電機６にて電気エネルギとして回収される。更に、排
気ガスが保有する圧力および熱エネルギはターボチャー
ジャ用静圧タービン８を介して、発電機９により電気エ
ネルギとして回収されるとともに、コンプレッサ１０に
より空気を過給する。これによりエンジンの総合的な効
率は向上される。
により、排気ポート４の流動面積を大きくすることがで
きる。これにより、排気マニホルド１１内の流動抵抗を
小さくして背圧を低くし、掃気効率が向上される。そし
て、動圧タービン５にて排気ガスの消費流速エネルギは
発電機６にて電気エネルギとして回収される。更に、排
気ガスが保有する圧力および熱エネルギはターボチャー
ジャ用静圧タービン８を介して、発電機９により電気エ
ネルギとして回収されるとともに、コンプレッサ１０に
より空気を過給する。これによりエンジンの総合的な効
率は向上される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエンジン効率を向上する
ようにした２ストロークターボコンパウンドエンジンに
関するものである。
ようにした２ストロークターボコンパウンドエンジンに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ターボコンパウンドシステムはエンジン
の排気ガスのエネルギを利用してタービンを回転し、こ
のタービンによりコンプレッサを回転してエンジンに燃
焼用空気を過給しエンジン効率を向上するとともに発電
機を回転して発電をし、排気ガスのエネルギが低い段階
でその発電機をモータとして使用してコンプレッサを駆
動し、エンジンに燃焼用空気を過給してエンジン効率を
向上するようにしている。
の排気ガスのエネルギを利用してタービンを回転し、こ
のタービンによりコンプレッサを回転してエンジンに燃
焼用空気を過給しエンジン効率を向上するとともに発電
機を回転して発電をし、排気ガスのエネルギが低い段階
でその発電機をモータとして使用してコンプレッサを駆
動し、エンジンに燃焼用空気を過給してエンジン効率を
向上するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記ターボコンパウン
ドシステムはエンジンの排気ガスのエネルギを利用する
ので、コンパウンドシステムの効率を上げるにはエンジ
ンの吸気圧よりも排気圧が高い方がよいという実情があ
る。また、このターボコンパウンドシステムにおいて、
ターボチャージャ用タービンの圧力比およびエネルギ回
収用タービンの圧力比が存在するためにエンジンの背圧
は大幅に増大する。このように、エンジンの背圧が上昇
すると、エンジンの排気工程時に排気効率の低下または
ポンピング損失が増大する。このような理由により、タ
ーボコンパウンドシステムを用いてエネルギの回収を行
なっても、エンジンの総合的な出力の向上は結果的に減
少するという問題がある。特に、２サイクルエンジンの
掃気はその掃気圧が排気圧よりも高いことが条件である
ので、ターボコンパウンドシステムを使用してエンジン
の背圧が上昇するような２サイクルエンジンでは、必要
以上に掃気圧を高くしなければならないので、損失が大
きくなるという問題がある。すなわち、２サイクルエン
ジンの場合には排気圧力を高くしてターボコンパウンド
システムの最適点で作動させることができないという問
題がある。
ドシステムはエンジンの排気ガスのエネルギを利用する
ので、コンパウンドシステムの効率を上げるにはエンジ
ンの吸気圧よりも排気圧が高い方がよいという実情があ
る。また、このターボコンパウンドシステムにおいて、
ターボチャージャ用タービンの圧力比およびエネルギ回
収用タービンの圧力比が存在するためにエンジンの背圧
は大幅に増大する。このように、エンジンの背圧が上昇
すると、エンジンの排気工程時に排気効率の低下または
ポンピング損失が増大する。このような理由により、タ
ーボコンパウンドシステムを用いてエネルギの回収を行
なっても、エンジンの総合的な出力の向上は結果的に減
少するという問題がある。特に、２サイクルエンジンの
掃気はその掃気圧が排気圧よりも高いことが条件である
ので、ターボコンパウンドシステムを使用してエンジン
の背圧が上昇するような２サイクルエンジンでは、必要
以上に掃気圧を高くしなければならないので、損失が大
きくなるという問題がある。すなわち、２サイクルエン
ジンの場合には排気圧力を高くしてターボコンパウンド
システムの最適点で作動させることができないという問
題がある。
【０００４】このような理由によりコンパウンドシステ
ムと２サイクルエンジンとは相反するものがあり、２サ
イクルエンジンにコンパウンドシステムを採用するには
技術的に困難な問題がある。
ムと２サイクルエンジンとは相反するものがあり、２サ
イクルエンジンにコンパウンドシステムを採用するには
技術的に困難な問題がある。
【０００５】本発明は上記問題を解決するためになされ
たものであり、２サイクルエンジンにコンパウンドシス
テムを採用可能にしてエンジン効率を向上するようにし
た２ストロ−クタ−ボコンパウンドエンジンを提供する
ものである。
たものであり、２サイクルエンジンにコンパウンドシス
テムを採用可能にしてエンジン効率を向上するようにし
た２ストロ−クタ−ボコンパウンドエンジンを提供する
ものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明に係わる手段は、シリンダの側面に排気ポート
を設け、シリンダヘッド部に掃気バルブを設けた２スト
ロークエンジンの前記排気ポートに動圧タービン又は動
圧を主体にしたタービンを連結し、該動圧タービンの排
気出口に静圧ターボチャージャを接続し、該静圧ターボ
チャージャに発電機を直結するとともに前記動圧タービ
ンに発電機を直結したことを特徴とするものである。
の本発明に係わる手段は、シリンダの側面に排気ポート
を設け、シリンダヘッド部に掃気バルブを設けた２スト
ロークエンジンの前記排気ポートに動圧タービン又は動
圧を主体にしたタービンを連結し、該動圧タービンの排
気出口に静圧ターボチャージャを接続し、該静圧ターボ
チャージャに発電機を直結するとともに前記動圧タービ
ンに発電機を直結したことを特徴とするものである。
【０００７】
【作用】本発明はシリンダの側面に排気ポートを設けた
ので、その排気ポートの排気流路面積を大きくすること
が可能になる。このように、排気ポートの排気流路面積
を大きくすることにより、排気の流動抵抗が小さくなり
排気圧を低くすることが可能になるとともに、排気ガス
の排気ポート内での流動抵抗による損失を少なくして排
気ガスの保有エネルギの損失を少なくし、排気ガスをタ
ーボコンパウンドシステムに供給することが可能にな
る。また、排気ポートに動圧タービンを接続することに
より、上記排気ガスのブローダウン時の噴出エネルギー
を低下させることなく動圧タービンを駆動し又、後方に
接続された静圧ターボチャージャにその排気ガスを供給
することができ、排気ガスの保有エネルギの回収を行な
うとともに、動圧タービン又は動圧を主体としたタービ
ンに直結した発電機にてもエネルギを回収する。
ので、その排気ポートの排気流路面積を大きくすること
が可能になる。このように、排気ポートの排気流路面積
を大きくすることにより、排気の流動抵抗が小さくなり
排気圧を低くすることが可能になるとともに、排気ガス
の排気ポート内での流動抵抗による損失を少なくして排
気ガスの保有エネルギの損失を少なくし、排気ガスをタ
ーボコンパウンドシステムに供給することが可能にな
る。また、排気ポートに動圧タービンを接続することに
より、上記排気ガスのブローダウン時の噴出エネルギー
を低下させることなく動圧タービンを駆動し又、後方に
接続された静圧ターボチャージャにその排気ガスを供給
することができ、排気ガスの保有エネルギの回収を行な
うとともに、動圧タービン又は動圧を主体としたタービ
ンに直結した発電機にてもエネルギを回収する。
【０００８】
【実施例】以下本発明の一実施例について説明する。図
１において、シリンダヘッド１には掃気バルブ２が設け
られている。シリンダ３の側面には排気ポート４が設け
られ、この排気ポート４には動圧タービン又は動圧を主
体としたタービン５が接続されている。この動圧タービ
ン５は排気ガスがタービン内での膨張がない又は小さい
衝動翼を有しており、動圧タービン５の入口側と出口側
の排気ガスの圧力は基本的には変化しない。動圧タービ
ン５には発電機６が同軸上に設けられており、動圧ター
ビン５に流入した排気ガスの速度エネルギがこの発電機
６にて電気エネルギとして回収されるようになってい
る。７はピストンである。動圧タービン５の排気ガス出
口側にはスクロール１３を備えた静圧ターボチャージャ
用タービン８が接続されている。
１において、シリンダヘッド１には掃気バルブ２が設け
られている。シリンダ３の側面には排気ポート４が設け
られ、この排気ポート４には動圧タービン又は動圧を主
体としたタービン５が接続されている。この動圧タービ
ン５は排気ガスがタービン内での膨張がない又は小さい
衝動翼を有しており、動圧タービン５の入口側と出口側
の排気ガスの圧力は基本的には変化しない。動圧タービ
ン５には発電機６が同軸上に設けられており、動圧ター
ビン５に流入した排気ガスの速度エネルギがこの発電機
６にて電気エネルギとして回収されるようになってい
る。７はピストンである。動圧タービン５の排気ガス出
口側にはスクロール１３を備えた静圧ターボチャージャ
用タービン８が接続されている。
【０００９】この静圧ターボチャージャ用タービン８に
は図２に示すように発電機９とコンプレッサ１０が同軸
上に設けられている。排気ポート４は排気マニホルド１
１内を複数の整流板１２でしきることにより形成されて
いる。
は図２に示すように発電機９とコンプレッサ１０が同軸
上に設けられている。排気ポート４は排気マニホルド１
１内を複数の整流板１２でしきることにより形成されて
いる。
【００１０】このように構成した本実施例の作用につい
て次に説明する。図１において、ピストン７が下死点に
達して掃気バルブ２から新しい空気が供給されると同時
に、ピストン７の下降により排気ポート４が開かれて燃
焼ガスが排気され、シリンダ３内は掃気される。この燃
焼ガスの排気において、排気ポート４の流路面積は図３
に示すようにシリンダ３の周方向に広くとることがで
き、排気マニホルド１１内での排気の流動抵抗を少なく
することができる。また、図３に示すように排気マニホ
ルド１１内を複数の整流板１２で仕切って排気ポート４
を形成することにより、排気マニホルド１１内に流入す
る排気ガスの流動抵抗をさらに小さくすることが可能に
なる。
て次に説明する。図１において、ピストン７が下死点に
達して掃気バルブ２から新しい空気が供給されると同時
に、ピストン７の下降により排気ポート４が開かれて燃
焼ガスが排気され、シリンダ３内は掃気される。この燃
焼ガスの排気において、排気ポート４の流路面積は図３
に示すようにシリンダ３の周方向に広くとることがで
き、排気マニホルド１１内での排気の流動抵抗を少なく
することができる。また、図３に示すように排気マニホ
ルド１１内を複数の整流板１２で仕切って排気ポート４
を形成することにより、排気マニホルド１１内に流入す
る排気ガスの流動抵抗をさらに小さくすることが可能に
なる。
【００１１】このように、排気マニホルド１１内での排
気ガスの流動抵抗を小さくすることにより、排気ガスの
背圧が低くなり、シリンダ３内の掃気効率が向上される
とともに、排気ガスが保有しているエネルギの損失を少
なくする。このように、排気ガスの流動抵抗を少なくし
てエネルギの損失を最小限にした排気ガスは次に動圧タ
ービン又は動圧を主に利用するタービン５に供給され、
同軸に設けられた発電機６を駆動する。この動圧タービ
ン５の仕事量は動圧タービン５入口側の排気ガスの流速
と出口側の流速の差、すなわち排気ガスの速度エネルギ
の消費量に等しく、この消費された速度エネルギは発電
機６により電気エネルギとして回収される。
気ガスの流動抵抗を小さくすることにより、排気ガスの
背圧が低くなり、シリンダ３内の掃気効率が向上される
とともに、排気ガスが保有しているエネルギの損失を少
なくする。このように、排気ガスの流動抵抗を少なくし
てエネルギの損失を最小限にした排気ガスは次に動圧タ
ービン又は動圧を主に利用するタービン５に供給され、
同軸に設けられた発電機６を駆動する。この動圧タービ
ン５の仕事量は動圧タービン５入口側の排気ガスの流速
と出口側の流速の差、すなわち排気ガスの速度エネルギ
の消費量に等しく、この消費された速度エネルギは発電
機６により電気エネルギとして回収される。
【００１２】動圧タービン又は動圧を主に利用するター
ビン５は衝動翼又は、衝動翼を主に有しており、動圧タ
ービン５で仕事をした排気ガスは膨張しないので、排気
ガスは圧力および温度の低下がなく、速度エネルギは消
費しているが静圧タービンで仕事をするに必要なエネル
ギは消費されずに保有している。
ビン５は衝動翼又は、衝動翼を主に有しており、動圧タ
ービン５で仕事をした排気ガスは膨張しないので、排気
ガスは圧力および温度の低下がなく、速度エネルギは消
費しているが静圧タービンで仕事をするに必要なエネル
ギは消費されずに保有している。
【００１３】このようにして、圧力および温度が有する
エネルギの消費をすることなく動圧タービン５を流出し
た排気ガスは次にターボチャージャ用静圧タービン８に
供給され、同軸上に設けられた発電機９を駆動して排気
ガスの保有エネルギを電気エネルギとして回収し、か
つ、同軸上に設けられたコンプレッサ１０を駆動して、
燃焼用空気をシリンダ３内に過給する。
エネルギの消費をすることなく動圧タービン５を流出し
た排気ガスは次にターボチャージャ用静圧タービン８に
供給され、同軸上に設けられた発電機９を駆動して排気
ガスの保有エネルギを電気エネルギとして回収し、か
つ、同軸上に設けられたコンプレッサ１０を駆動して、
燃焼用空気をシリンダ３内に過給する。
【００１４】このように、排気ポート４の流動面積を大
きくし、排気マニホルド１１内の流動抵抗を小さくして
背圧を低くし、掃気効率を向上するとともに、動圧ター
ビン５にて排気ガスの消費流速エネルギを発電機６にて
電気エネルギとして回収し、更に、排気ガスが保有する
圧力および熱エネルギをターボチャージャ用静圧タービ
ン８を介して、発電機９により電気エネルギとして回収
するとともに、コンプレッサ１０により空気を過給し
て、エンジンの総合的な効率の向上が可能になる。
きくし、排気マニホルド１１内の流動抵抗を小さくして
背圧を低くし、掃気効率を向上するとともに、動圧ター
ビン５にて排気ガスの消費流速エネルギを発電機６にて
電気エネルギとして回収し、更に、排気ガスが保有する
圧力および熱エネルギをターボチャージャ用静圧タービ
ン８を介して、発電機９により電気エネルギとして回収
するとともに、コンプレッサ１０により空気を過給し
て、エンジンの総合的な効率の向上が可能になる。
【００１５】
【発明の効果】以上詳述した通り本発明によれば、排気
ポートをシリンダの側面に設け、この排気ポートに動圧
タービンを接続し、動圧タービンを流出した排気ガスを
ターボチャージャ用静圧タービンに導くようにしたの
で、排気ポートの流動面積を十分に大きくすることがで
き、背圧を低くして掃気効率を向上するとともに、動圧
タービンにて排気ガスの圧力および温度を低下させるこ
となく動圧タービンに直結した発電機にて排気ガスの消
費速度エネルギを電気エネルギとして回収することがで
き、かつ、ターボチャージャにて排気ガスの圧力および
熱エネルギを電気エネルギとして回収することができ、
かつ、過給することができる。これにより、エンジンの
総合的なエンジン効率が向上される。
ポートをシリンダの側面に設け、この排気ポートに動圧
タービンを接続し、動圧タービンを流出した排気ガスを
ターボチャージャ用静圧タービンに導くようにしたの
で、排気ポートの流動面積を十分に大きくすることがで
き、背圧を低くして掃気効率を向上するとともに、動圧
タービンにて排気ガスの圧力および温度を低下させるこ
となく動圧タービンに直結した発電機にて排気ガスの消
費速度エネルギを電気エネルギとして回収することがで
き、かつ、ターボチャージャにて排気ガスの圧力および
熱エネルギを電気エネルギとして回収することができ、
かつ、過給することができる。これにより、エンジンの
総合的なエンジン効率が向上される。
【図１】本発明の一実施例を縦断面図で示す模式図であ
る。
る。
【図２】図１のターボチャージャの模式図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線における横断面図である。
１…シリンダヘッド ２…掃気バルブ ３…シリンダ ４…排気ポート ５…動圧タービン ６…発電機 ８…ターボチャージャ用静圧タービン ９…発電機 １０…コンプレッサ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】シリンダの側面に排気ポートを設け、シリ
ンダヘッド部に掃気バルブを設けた２ストロークエンジ
ンの前記排気ポートに動圧タービン又は動圧を主体にし
たタービンを連結し、該動圧タービンの排気出口に静圧
ターボチャージャを接続し、該静圧ターボチャージャに
発電機を直結するとともに前記動圧タービンに発電機を
直結したことを特徴とする２ストロークターボコンパウ
ンドエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3214423A JPH0533662A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | ２ストロークターボコンパウンドエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3214423A JPH0533662A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | ２ストロークターボコンパウンドエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0533662A true JPH0533662A (ja) | 1993-02-09 |
Family
ID=16655548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3214423A Pending JPH0533662A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | ２ストロークターボコンパウンドエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0533662A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2536214A (en) * | 2015-03-05 | 2016-09-14 | Elogab O | Engine system and method of generating electricity from an internal combustion engine |
| JP2018100669A (ja) * | 2016-12-21 | 2018-06-28 | マン ディーゼル アンド ターボ フィリアル ア マン ディーゼル アンド ターボ エスイー チュスクランＭＡＮ Ｄｉｅｓｅｌ ＆ Ｔｕｒｂｏ，ｆｉｌｉａｌ ａｆ ＭＡＮ Ｄｉｅｓｅｌ ＆ Ｔｕｒｂｏ ＳＥ，Ｔｙｓｋｌａｎｄ | 排気ガス再循環をともなう大型ターボチャージャー付き２サイクル圧縮点火エンジン |
-
1991
- 1991-07-31 JP JP3214423A patent/JPH0533662A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2536214A (en) * | 2015-03-05 | 2016-09-14 | Elogab O | Engine system and method of generating electricity from an internal combustion engine |
| US10414449B2 (en) | 2015-03-05 | 2019-09-17 | 06Ab Limited | Method and system for reducing drag in a vehicle |
| GB2536214B (en) * | 2015-03-05 | 2020-05-27 | Elogab O | Engine system and method of generating electricity from an internal combustion engine |
| JP2018100669A (ja) * | 2016-12-21 | 2018-06-28 | マン ディーゼル アンド ターボ フィリアル ア マン ディーゼル アンド ターボ エスイー チュスクランＭＡＮ Ｄｉｅｓｅｌ ＆ Ｔｕｒｂｏ，ｆｉｌｉａｌ ａｆ ＭＡＮ Ｄｉｅｓｅｌ ＆ Ｔｕｒｂｏ ＳＥ，Ｔｙｓｋｌａｎｄ | 排気ガス再循環をともなう大型ターボチャージャー付き２サイクル圧縮点火エンジン |
| KR20180072552A (ko) * | 2016-12-21 | 2018-06-29 | 맨 디젤 앤드 터보 필리얼 아프 맨 디젤 앤드 터보 에스이 티스크랜드 | 배기가스 재순환 시스템을 갖춘 대형 터보차징 2 행정 압축 점화 엔진 |
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