JPH0544536B2 - - Google Patents
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- JPH0544536B2 JPH0544536B2 JP59051562A JP5156284A JPH0544536B2 JP H0544536 B2 JPH0544536 B2 JP H0544536B2 JP 59051562 A JP59051562 A JP 59051562A JP 5156284 A JP5156284 A JP 5156284A JP H0544536 B2 JPH0544536 B2 JP H0544536B2
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- shaft
- rotor
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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
- F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
- F02B39/02—Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
- F02B39/08—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio
- F02B39/10—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio electric
-
- 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
-
- 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
- F02B37/04—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
- F02B37/10—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump at least one pump being alternatively or simultaneously driven by exhaust and other drive, e.g. by pressurised fluid from a reservoir or an engine-driven pump
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はリラクタンス電動−発電機を有する内
燃機関のターボチヤージヤに関する。
燃機関のターボチヤージヤに関する。
（従来技術）
内燃機関の出力、トルクを向上するために、タ
ーボチヤージヤは極めて有効な装置である。内燃
機関の出力は、空気と燃料との混合気を燃焼する
ことによつて得られるのであるから、この出力を
上げるにはできるかぎり多量の空気をシリンダ内
に吸入することからはじまる。
ーボチヤージヤは極めて有効な装置である。内燃
機関の出力は、空気と燃料との混合気を燃焼する
ことによつて得られるのであるから、この出力を
上げるにはできるかぎり多量の空気をシリンダ内
に吸入することからはじまる。
このため、上記ターボチヤージヤによれば、内
燃機関の排気ガスによつてタービンを駆動し、こ
の駆動回転力を利用してコンプレツサを駆動し、
正規量以上の空気をシリンダに吸入させることに
よつて、空燃比を上げ、さらに燃焼効率を高めて
機関出力の向上を図ることができる。
燃機関の排気ガスによつてタービンを駆動し、こ
の駆動回転力を利用してコンプレツサを駆動し、
正規量以上の空気をシリンダに吸入させることに
よつて、空燃比を上げ、さらに燃焼効率を高めて
機関出力の向上を図ることができる。
（従来技術の問題点）
しかしながら、かかる従来のターボチヤージヤ
では、中高速域でのトルク上昇は大きいが、特に
高速軽負荷域の排気ガスエネルギーが過剰気味と
なり過剰ガスをそのまま大気に廃棄するという無
駄を生じている。一方、低速高負荷域では十分な
排気ガスエネルギーが得られないので、十分なる
吸気過給が実現できず、出力、トルクの向上が僅
小で、トランスミツシヨン選択の自由度がなく、
出力で改善が見られても、大形内燃機関から小形
内燃機関への代替の可能性が少なかつた。従つ
て、小形内燃機関にターボチヤージヤを設置して
大出力を得る場合、フアイナルギヤ比を小さくす
るか、各段ギヤの強度向上を図ることにより、ト
ランスミツシヨンの段数増加なしで対応できれば
好都合であるが、低速時でのトルクが小さいた
め、トランスミツシヨンの大幅な変更を実施しな
いと登坂性能を満足できない。
では、中高速域でのトルク上昇は大きいが、特に
高速軽負荷域の排気ガスエネルギーが過剰気味と
なり過剰ガスをそのまま大気に廃棄するという無
駄を生じている。一方、低速高負荷域では十分な
排気ガスエネルギーが得られないので、十分なる
吸気過給が実現できず、出力、トルクの向上が僅
小で、トランスミツシヨン選択の自由度がなく、
出力で改善が見られても、大形内燃機関から小形
内燃機関への代替の可能性が少なかつた。従つ
て、小形内燃機関にターボチヤージヤを設置して
大出力を得る場合、フアイナルギヤ比を小さくす
るか、各段ギヤの強度向上を図ることにより、ト
ランスミツシヨンの段数増加なしで対応できれば
好都合であるが、低速時でのトルクが小さいた
め、トランスミツシヨンの大幅な変更を実施しな
いと登坂性能を満足できない。
一方、これに対し、低速時にターボチヤージヤ
の駆動力を発電機によつて助勢しこれによつて低
速域での吸気過給効率を高める方法が考えられる
ものの、駆動部分に重量の大きい巻線、磁極片あ
るいは永久磁石等を取り付けることになるため、
回転慣性力が増し、ターボチヤージヤとしての機
能を十分に果し得ないという問題があつた。
の駆動力を発電機によつて助勢しこれによつて低
速域での吸気過給効率を高める方法が考えられる
ものの、駆動部分に重量の大きい巻線、磁極片あ
るいは永久磁石等を取り付けることになるため、
回転慣性力が増し、ターボチヤージヤとしての機
能を十分に果し得ないという問題があつた。
（発明の目的）
本発明はかかる従来の諸問題点に鑑みなされた
もので、機関運転の低速域ではコンプレツサ動作
を助勢し、中高速域では排気ガスの余剰エネルギ
ーを電力に変換し、回収利用できるようにした内
燃機関のターボチヤージヤを提供することを目的
とする。
もので、機関運転の低速域ではコンプレツサ動作
を助勢し、中高速域では排気ガスの余剰エネルギ
ーを電力に変換し、回収利用できるようにした内
燃機関のターボチヤージヤを提供することを目的
とする。
（発明の概要）
この目的達成のために、本発明は排気ガスエネ
ルギーによつてタービンインペラを駆動し、この
タービンインペラにシヤフトを介して連結したコ
ンプレツサインペラに吸気過給動作を行なわしめ
る内燃機関のターボチヤージヤにおいて、上記シ
ヤフトの一部にこれに直行する一方向の磁気抵抗
が極めて小さく、この方向に直交する方向の磁気
抵抗が大きい断面が略Ｉ字状の異径部を設け、該
異径部外周に対向設置され、かつ、無負荷誘導起
電力を発生する巻線相に90°進みの電機子電流を
流すように構成されたステータコイルを設け、こ
れらの異径部をロータとするリラクタンス電動−
発電機を備えたターボチヤージヤ構造としたので
ある。
ルギーによつてタービンインペラを駆動し、この
タービンインペラにシヤフトを介して連結したコ
ンプレツサインペラに吸気過給動作を行なわしめ
る内燃機関のターボチヤージヤにおいて、上記シ
ヤフトの一部にこれに直行する一方向の磁気抵抗
が極めて小さく、この方向に直交する方向の磁気
抵抗が大きい断面が略Ｉ字状の異径部を設け、該
異径部外周に対向設置され、かつ、無負荷誘導起
電力を発生する巻線相に90°進みの電機子電流を
流すように構成されたステータコイルを設け、こ
れらの異径部をロータとするリラクタンス電動−
発電機を備えたターボチヤージヤ構造としたので
ある。
（実施例）
以下に、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。
説明する。
第１図はターボチヤージヤ構造を示す断面図で
ある。１はコンプレツサハウジング、２はタービ
ンハウジング、３はセンタハウジングで、これら
の各ハウジング１，２，３は図示しないボルト、
ナツトにより一体結合されている。
ある。１はコンプレツサハウジング、２はタービ
ンハウジング、３はセンタハウジングで、これら
の各ハウジング１，２，３は図示しないボルト、
ナツトにより一体結合されている。
４はコンプレツサインペラ、５はタービンイン
ペラで、これらはそれぞれコンプレツサハウジン
グ１およびタービンハウジング２内に配設され、
かつシヤフト６によつて一体結合されている。こ
のシヤフト６は低炭素鋼からなり、後述するベア
リングとの摺接部は、高周波加熱による焼入れ処
理が施されて耐摩耗性が付与されている。
ペラで、これらはそれぞれコンプレツサハウジン
グ１およびタービンハウジング２内に配設され、
かつシヤフト６によつて一体結合されている。こ
のシヤフト６は低炭素鋼からなり、後述するベア
リングとの摺接部は、高周波加熱による焼入れ処
理が施されて耐摩耗性が付与されている。
また、このシヤフト６の中央部付近は一定軸長
に亘つて膨径部７となつており、この膨径部７の
正対する２個所が削られてＩ字状断面の異径部８
となつている。第２図はその断面形状を示す図で
ある。この膨径部７は後述のリラクタンス電動−
発電機のロータとなる。
に亘つて膨径部７となつており、この膨径部７の
正対する２個所が削られてＩ字状断面の異径部８
となつている。第２図はその断面形状を示す図で
ある。この膨径部７は後述のリラクタンス電動−
発電機のロータとなる。
上記センタハウジング３の両端には、図示のよ
うに固定ベアリング９が嵌合されており、この固
定ベアリング９の内部にはフローテイングメタル
１０が回転自在に設けられている。そしてこのフ
ローテイングメタル１０にシヤフト６の両端部付
近が回転自在に支承されている。
うに固定ベアリング９が嵌合されており、この固
定ベアリング９の内部にはフローテイングメタル
１０が回転自在に設けられている。そしてこのフ
ローテイングメタル１０にシヤフト６の両端部付
近が回転自在に支承されている。
なお、１１は固定ベアリング９、フローテイン
グメタル１０およびシヤフト６の各摺接部に潤滑
油を供給するための油孔である。
グメタル１０およびシヤフト６の各摺接部に潤滑
油を供給するための油孔である。
さらに、上記センタハウジング３内の中央部に
は、ステータコイル１２を装着したステータコア
１３がリング状に設けられ、このステータコア１
３が異径部８付近の膨径部７外周に対向してい
る。なお、ステータコイル１２は三相の電動−発
電機用コイルとして、ステータコア１３に巻装さ
れる。
は、ステータコイル１２を装着したステータコア
１３がリング状に設けられ、このステータコア１
３が異径部８付近の膨径部７外周に対向してい
る。なお、ステータコイル１２は三相の電動−発
電機用コイルとして、ステータコア１３に巻装さ
れる。
そして、上記膨径部７の異径部８、ステータコ
イル１３およびステータコイル１２はリラクタン
ス電動−発電機MGを構成する。
イル１３およびステータコイル１２はリラクタン
ス電動−発電機MGを構成する。
１４は機関の負荷の大きさ、吸気圧の大きさに
応じてリラクタンス電動−発電機MGを発電機と
して駆動したり、発電機として駆動した外部に発
電電力を取り出したりするように動作する制御回
路である。
応じてリラクタンス電動−発電機MGを発電機と
して駆動したり、発電機として駆動した外部に発
電電力を取り出したりするように動作する制御回
路である。
１５はインジエクシヨンポンプ等に設けられた
負荷センサ、１６は吸気マニホルド等に設けられ
た吸気圧センサ、１７は負荷および吸気圧に応じ
た適正空燃比を記憶させた空燃比メモリで、制御
回路１４は適正空燃比を演算して、リラクタンス
電動−発電機MGに演算結果に基づく駆動電流を
供給し、コンプレツサによる吸気過給を助勢す
る。
負荷センサ、１６は吸気マニホルド等に設けられ
た吸気圧センサ、１７は負荷および吸気圧に応じ
た適正空燃比を記憶させた空燃比メモリで、制御
回路１４は適正空燃比を演算して、リラクタンス
電動−発電機MGに演算結果に基づく駆動電流を
供給し、コンプレツサによる吸気過給を助勢す
る。
１８は発電によつて得た電圧を直流の適正レベ
ルの電圧に変換する電圧変換器、１９は電圧変換
した電力を充電するバツテリである。
ルの電圧に変換する電圧変換器、１９は電圧変換
した電力を充電するバツテリである。
かかるリラクタンス電動−発電機MGでは、内
燃機関が発進時や登坂時の低速高負荷域運転の場
合に、負荷センサ１５、吸気圧センサ１６の各出
力に基づき制御回路１４が現在の空燃比を適正化
すべき駆動電流を、リラクタンス電動−発電機
MGのステータコイル１２に供給する。
燃機関が発進時や登坂時の低速高負荷域運転の場
合に、負荷センサ１５、吸気圧センサ１６の各出
力に基づき制御回路１４が現在の空燃比を適正化
すべき駆動電流を、リラクタンス電動−発電機
MGのステータコイル１２に供給する。
このため、リラクタンス電動−発電機MGは発
電機として動作し、ロータとなる膨径部７を有す
るシヤフト６を回転助勢し、コンプレツサインペ
ラ５によるシリンダへの吸気過給量を向上させ
る。これにより、空燃比を上昇させ、混合気の燃
焼爆発力を高めて、出力、トルクの向上を図るこ
とができる。
電機として動作し、ロータとなる膨径部７を有す
るシヤフト６を回転助勢し、コンプレツサインペ
ラ５によるシリンダへの吸気過給量を向上させ
る。これにより、空燃比を上昇させ、混合気の燃
焼爆発力を高めて、出力、トルクの向上を図るこ
とができる。
一方、内燃機関の中高速回転域では、タービン
インペラ５は高速の回転をして、コンプレツサイ
ンペラ４による吸気過給量が十分になると同時
に、上記膨径部７を発電機ロータとして駆動させ
ることによつて、ステータコイル１２に電圧を誘
起させ、この誘起電圧を電圧変換器１８を通して
バツテリ１９に充電したり、図示しない負荷に供
給することができる。
インペラ５は高速の回転をして、コンプレツサイ
ンペラ４による吸気過給量が十分になると同時
に、上記膨径部７を発電機ロータとして駆動させ
ることによつて、ステータコイル１２に電圧を誘
起させ、この誘起電圧を電圧変換器１８を通して
バツテリ１９に充電したり、図示しない負荷に供
給することができる。
次に、上記のリラクタンス電動−発電機MGが
発電機として作動する原理について具体的に述べ
る。
発電機として作動する原理について具体的に述べ
る。
第３図ａ，ｂは三相同期発電機の原理図および
起電力波形図である。いま図示のように各相コイ
ルA1−A2，B1−B2，C1−C2中を永久磁石からな
るＩ字型のロータＭが回転するものとして、この
ロータＭが図示の状態にある場合に、各相コイル
の起電力の方向は、第３図ａのようになり、この
ときのコイルA1−A2の起電力eaは最大である。
起電力波形図である。いま図示のように各相コイ
ルA1−A2，B1−B2，C1−C2中を永久磁石からな
るＩ字型のロータＭが回転するものとして、この
ロータＭが図示の状態にある場合に、各相コイル
の起電力の方向は、第３図ａのようになり、この
ときのコイルA1−A2の起電力eaは最大である。
ここでこの発電機に負荷をかけ、起電力eaと
同相の電機子電流ia1が流れたとすると、他の各
相の電流と電圧も各々同相となるから、電機子巻
線中の電流はθ＝０の瞬間には、第３図ｂの起電
力分布と一致する。そしてこの電機子電流によつ
て、空隙中には第３図ａ矢印Ｐ方向に起磁力が発
生する。
同相の電機子電流ia1が流れたとすると、他の各
相の電流と電圧も各々同相となるから、電機子巻
線中の電流はθ＝０の瞬間には、第３図ｂの起電
力分布と一致する。そしてこの電機子電流によつ
て、空隙中には第３図ａ矢印Ｐ方向に起磁力が発
生する。
すなわち、起電力eaと電機子電流ia1とが同相
であれば、界磁コイルで作られる磁束より90°遅
れた位置に電機子電流によつて起磁力が発生す
る。
であれば、界磁コイルで作られる磁束より90°遅
れた位置に電機子電流によつて起磁力が発生す
る。
したがつて、第４図ｂにおいて、無負荷誘導起
電力eaに対して各々90°進みに電流ia2，ib2，ic2
を流したとすると、コイルA1−A2には起電力ea
に対してこれらが90°進み、θ＝０の瞬間、ia2に
よる起磁力が０となるが、ib2，ic2によつて第４
図ａに示すように界磁磁束と同方向の矢印Ｑで示
す起磁力が作用し、これが界磁磁束を増加させ
る。
電力eaに対して各々90°進みに電流ia2，ib2，ic2
を流したとすると、コイルA1−A2には起電力ea
に対してこれらが90°進み、θ＝０の瞬間、ia2に
よる起磁力が０となるが、ib2，ic2によつて第４
図ａに示すように界磁磁束と同方向の矢印Ｑで示
す起磁力が作用し、これが界磁磁束を増加させ
る。
無負荷誘導起電力に対して常に90°進みの電流
を発生させ、その大きさを連続的に変化すれば、
第４図ａに示す通常の同期発電機における界磁電
流を調整したことと等価になり、界磁コイルや永
久磁石がなくても、同期発電機と同一の作用を持
つリラクタンス発電機を得ることができる。な
お、このリラクタンス発電機では、電機子コイル
に負荷電流とともに磁界電流を流さなければなら
ないため、効率が低下する。
を発生させ、その大きさを連続的に変化すれば、
第４図ａに示す通常の同期発電機における界磁電
流を調整したことと等価になり、界磁コイルや永
久磁石がなくても、同期発電機と同一の作用を持
つリラクタンス発電機を得ることができる。な
お、このリラクタンス発電機では、電機子コイル
に負荷電流とともに磁界電流を流さなければなら
ないため、効率が低下する。
なお、第５図は上記リラクタンス発電機の制御
回路であり同図において、２１は同発電機の電機
子コイル、２２はロータ、２３は負荷、２４は進
相無効電力源、２５はロータ回転位置センサであ
り常にロータ２２の回転位置を検出し、その回転
位置に応じて進相無効電力源２４から電機子コイ
ル２１に所定の位相（ロータ２１の所定回転位
置）で励磁電流を供給する。そしてその後ロータ
２２が少し回転された所定の回転位相の時、その
回転力により、電機子コイル２１に誘起起動力を
発生して、負荷２３に電力を供給する。なお、こ
の作用はリラクタンス回転電機としての一般的に
知られた作用である。
回路であり同図において、２１は同発電機の電機
子コイル、２２はロータ、２３は負荷、２４は進
相無効電力源、２５はロータ回転位置センサであ
り常にロータ２２の回転位置を検出し、その回転
位置に応じて進相無効電力源２４から電機子コイ
ル２１に所定の位相（ロータ２１の所定回転位
置）で励磁電流を供給する。そしてその後ロータ
２２が少し回転された所定の回転位相の時、その
回転力により、電機子コイル２１に誘起起動力を
発生して、負荷２３に電力を供給する。なお、こ
の作用はリラクタンス回転電機としての一般的に
知られた作用である。
以上の動作原理から明らかなように、このリラ
クタンス発電機は通常の突極同期発電機から界磁
巻線を取り除いたものであるから、等価回路は第
６図の突極発電機の界磁巻線による主磁束によつ
て生じる起電力E0を０としたものに一致する。
クタンス発電機は通常の突極同期発電機から界磁
巻線を取り除いたものであるから、等価回路は第
６図の突極発電機の界磁巻線による主磁束によつ
て生じる起電力E0を０としたものに一致する。
ここで、負荷２３の接続によつて生じる逆起電
力をVaとした場合に、Xq，Xdが発電機出力に
対してどのような影響があるかを検討する。なお
この発電機の動作解析を簡単にするため、それぞ
れ巻線抵抗Rq，Rdを無視して、横軸インピーダ
ンスをZq≒jXq、直軸インピーダンスをZd≒jXd
とした場合、第７図に示すようなベクトル図を得
る。
力をVaとした場合に、Xq，Xdが発電機出力に
対してどのような影響があるかを検討する。なお
この発電機の動作解析を簡単にするため、それぞ
れ巻線抵抗Rq，Rdを無視して、横軸インピーダ
ンスをZq≒jXq、直軸インピーダンスをZd≒jXd
とした場合、第７図に示すようなベクトル図を得
る。
第７図において、
Ia・cosθ＝Iq ……(1)
Ia・sinθ＝Id ……(2)
Va・cosδ＝Xd・Id ……(3)
Va・sinδ＝Xq・Iq ……(4)
となり、一相の出力Pphは、
Pph＝Va・Ia・cosΨ
＝Va・Ia・cos（θ＋δ） ……(5)
これを変形して、
Pph＝1/2（１−α）Xd・Ia2sin2θ ……(6)
ここで、α＝Xq／Xdとし、(1)〜(4)式をもとに
して(6)式を変形すると、 Va＝Xa・Ia√2＋2 2 ……(7) となり、一相の出力Pphは、 Pph＝（１−α）sin2θ／２√sin2θ＋α2cos2θVa・Ia
＝K1Va・Ia ……(8) となる。
して(6)式を変形すると、 Va＝Xa・Ia√2＋2 2 ……(7) となり、一相の出力Pphは、 Pph＝（１−α）sin2θ／２√sin2θ＋α2cos2θVa・Ia
＝K1Va・Ia ……(8) となる。
ここで、出力Pphを増加させるためには、(6)式
より、Iaはコイルの許容電流で抑えられるから、
Xdをできるだけ大きくすればよく、Xqをできる
だけ小さくすればよい。
より、Iaはコイルの許容電流で抑えられるから、
Xdをできるだけ大きくすればよく、Xqをできる
だけ小さくすればよい。
つまり、第８図ａに示すように、ロータの回転
位置とコイル軸の方向とが一致すると、コイルが
作る磁束は実線矢印Ｒを通るため、磁路の磁気抵
抗は小さく、したがつてコイルの自己インダクタ
ンスL1が大きくなる。いつぽう、第８図ｂのよ
うにロータの回転位置とコイル軸とが直交する場
合には、磁路の磁気抵抗は大きく、コイルのイン
ダクタンスL2は小さくなる。したがつて、 Xd＝３／２・ωL1 ……(9) Xq＝３／２・ωL2 ……(10) となる。
位置とコイル軸の方向とが一致すると、コイルが
作る磁束は実線矢印Ｒを通るため、磁路の磁気抵
抗は小さく、したがつてコイルの自己インダクタ
ンスL1が大きくなる。いつぽう、第８図ｂのよ
うにロータの回転位置とコイル軸とが直交する場
合には、磁路の磁気抵抗は大きく、コイルのイン
ダクタンスL2は小さくなる。したがつて、 Xd＝３／２・ωL1 ……(9) Xq＝３／２・ωL2 ……(10) となる。
この原理からも明らかなように、第１図および
第２図に示すシヤフト６の膨径部７に形成した異
径部８とステータコイル１２とは、リアクタンス
発電機のロータを構成し、異径部８のｄ軸方向
（長径部）で磁気抵抗を小さく、ｑ軸方向で磁気
抵抗を大きくしたロータが、ｄ軸を小さくして出
力Pphを大ならしめる。
第２図に示すシヤフト６の膨径部７に形成した異
径部８とステータコイル１２とは、リアクタンス
発電機のロータを構成し、異径部８のｄ軸方向
（長径部）で磁気抵抗を小さく、ｑ軸方向で磁気
抵抗を大きくしたロータが、ｄ軸を小さくして出
力Pphを大ならしめる。
また、かかるリラクタンス発電機はステータコ
イル１２に電圧を印加することにより、膨径部を
ロータとする電動機として使用できるものであ
る。この発明はかかる電動機−発電機特性を利用
したリラクタンス電動機−発電機MGを有するタ
ーボチヤージヤである。
イル１２に電圧を印加することにより、膨径部を
ロータとする電動機として使用できるものであ
る。この発明はかかる電動機−発電機特性を利用
したリラクタンス電動機−発電機MGを有するタ
ーボチヤージヤである。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明によれば、ターボ
チヤージヤの作動をリラクタンス電動−発電機の
電動作動によつて助勢することにより、低速高負
荷域での吸気過給効率を高めて、機関出力および
トルクの向上が図れるほか、発電作動によつて高
速低負荷域等での排気ガスの余剰エネルギーを電
力として回収できる。
チヤージヤの作動をリラクタンス電動−発電機の
電動作動によつて助勢することにより、低速高負
荷域での吸気過給効率を高めて、機関出力および
トルクの向上が図れるほか、発電作動によつて高
速低負荷域等での排気ガスの余剰エネルギーを電
力として回収できる。
また、リラクタンス電動−発電機では、ロータ
としてコンプレツサインペラとタービンインペラ
とを結ぶシヤフト自体を使うために、従来のよう
にロータ構成部材が遠心力を受けて剥離したり、
破損したり、振動したりしたりするようなことが
なく、超高速に耐えるロータとして最も好適かつ
理想的になる。
としてコンプレツサインペラとタービンインペラ
とを結ぶシヤフト自体を使うために、従来のよう
にロータ構成部材が遠心力を受けて剥離したり、
破損したり、振動したりしたりするようなことが
なく、超高速に耐えるロータとして最も好適かつ
理想的になる。
さらに、ロータ径は極力小さく抑えることがで
きるため、ジエネレータ付ターボチヤージヤの小
型化が図れる。
きるため、ジエネレータ付ターボチヤージヤの小
型化が図れる。
また、上記リラクタンス電動−発電機では界磁
コイルや永久磁石を使わないため、構成の簡素
化、ローコスト化に加え、軽量化が図れる。
コイルや永久磁石を使わないため、構成の簡素
化、ローコスト化に加え、軽量化が図れる。
加えて、ロータ側への電力の授受がないので、
刷子の使用を省くことができ、高速回転に好適で
ある等の効果が得られる。
刷子の使用を省くことができ、高速回転に好適で
ある等の効果が得られる。
第１図は本発明のターボチヤージヤの概略を示
す断面図、第２図は同じくシヤフトの膨径部の断
面図、第３図は三相同期発電機の原理を示す説明
図、第４図はリラクタンス発電機の原理説明図、
第５図は三相同期発電機の制御回路図、第６図は
リラクタンス発電機の等価回路図、第７図は同じ
く等価回路説明のためのベクトル図、第８図はロ
ータの回転位置と巻線との関係を示す説明図であ
る。 ４……コンプレツサインペラ、５……タービン
インペラ、６……シヤフト、７……膨径部、８…
…異径部、１２……ステータコイル、１３……ス
テータコア。
す断面図、第２図は同じくシヤフトの膨径部の断
面図、第３図は三相同期発電機の原理を示す説明
図、第４図はリラクタンス発電機の原理説明図、
第５図は三相同期発電機の制御回路図、第６図は
リラクタンス発電機の等価回路図、第７図は同じ
く等価回路説明のためのベクトル図、第８図はロ
ータの回転位置と巻線との関係を示す説明図であ
る。 ４……コンプレツサインペラ、５……タービン
インペラ、６……シヤフト、７……膨径部、８…
…異径部、１２……ステータコイル、１３……ス
テータコア。
Claims (1)
- １ 排気ガスエネルギーによつてタービンインペ
ラを駆動し、該タービンインペラにシヤフトを介
して連結したコンプレツサインペラに吸気過給動
作を行なわしめる内燃機関のターボチヤージヤに
おいて、上記シヤフトの一部にこれと直交する一
方向（長径部）に磁気抵抗が極めて小さく、該方
向（長径部）に直交する方向に磁気抵抗が大きい
断面が略Ｉ字状の異径部を形成し、該異径部に対
向設置され、かつ無負荷誘導起電力を発生する巻
線相に無負荷誘導起電力に対して90°進みの電機
子電流を流すように構成されたステータコイルを
有してなることを特徴とする内燃機関のターボチ
ヤージヤ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59051562A JPS60195330A (ja) | 1984-03-17 | 1984-03-17 | 内燃機関のタ−ボチヤ−ジヤ |
| DE8585301843T DE3574171D1 (en) | 1984-03-17 | 1985-03-15 | Turbocharger for internal combustion engines |
| AU40045/85A AU583262B2 (en) | 1984-03-17 | 1985-03-15 | Turbocharger for internal combustion E |
| EP85301843A EP0159146B1 (en) | 1984-03-17 | 1985-03-15 | Turbocharger for internal combustion engines |
| US07/139,099 US4769993A (en) | 1984-03-17 | 1987-12-24 | Turbocharger for internal combustion engines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59051562A JPS60195330A (ja) | 1984-03-17 | 1984-03-17 | 内燃機関のタ−ボチヤ−ジヤ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60195330A JPS60195330A (ja) | 1985-10-03 |
| JPH0544536B2 true JPH0544536B2 (ja) | 1993-07-06 |
Family
ID=12890414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59051562A Granted JPS60195330A (ja) | 1984-03-17 | 1984-03-17 | 内燃機関のタ−ボチヤ−ジヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60195330A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63272907A (ja) * | 1987-04-28 | 1988-11-10 | Isuzu Motors Ltd | 回転電機付タ−ボチヤ−ジヤの制御装置 |
| JPH065020B2 (ja) * | 1987-07-29 | 1994-01-19 | いすゞ自動車株式会社 | 回転電機付タ−ボチャ−ジャの制御装置 |
| JPS6435023A (en) * | 1987-07-30 | 1989-02-06 | Isuzu Motors Ltd | Controlling device of turbocharger with rotary electric machine |
| DE10142971A1 (de) | 2001-09-01 | 2003-03-27 | Eupec Gmbh & Co Kg | Leistungshalbleitermodul |
| WO2009139278A1 (ja) * | 2008-05-14 | 2009-11-19 | 三菱電機株式会社 | 磁気誘導子型回転機およびそれを用いた流体移送装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49119107A (ja) * | 1973-03-19 | 1974-11-14 | ||
| JPS586925B2 (ja) * | 1973-07-31 | 1983-02-07 | イー・アイ・デユポン・デ・ニモアス・アンド・カンパニー | 光学的走査装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS586925U (ja) * | 1982-06-09 | 1983-01-17 | 三菱重工業株式会社 | 内燃機関の排気タ−ボ過給装置 |
-
1984
- 1984-03-17 JP JP59051562A patent/JPS60195330A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49119107A (ja) * | 1973-03-19 | 1974-11-14 | ||
| JPS586925B2 (ja) * | 1973-07-31 | 1983-02-07 | イー・アイ・デユポン・デ・ニモアス・アンド・カンパニー | 光学的走査装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60195330A (ja) | 1985-10-03 |
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