JPH05503558A - フライホイール取り付け部材 - Google Patents

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】 フライホイール取り付は部材 本発明は内燃機関と、タービンと、内燃機関から延出するクランクシャフトとを 備え、タービンが内燃機関からの排気ガスにより駆動される内燃機関アセンブリ に関長い間、内燃機関の設計者は損失となっている内燃機関の排気ガスから可能 な限り最大限のエネルギを獲得しようと試んてきた。これを行う一般的方法は、 排気ガスにより駆動され、内燃機関を過給するために燃焼空気を圧縮するコンプ レッサに機械的に連結したタービンを備えるいわゆるターボチャージャを内燃機 関に設けることである。４０−５０年前に車両用内燃機関に使用されて以来、タ ーボチャージャは発展、改良され、それにより高水準の調整可能性及び操作上の 信頼性を達成した。それにも拘らず大量のエネルギがタービンから排出後の排気 ガスに残存している。

この残存エネルギのいくらかを利用する方法は、排気ガスにより駆動される第２ タービンを第１タービンと組合わせて、かつ第１タービンの下流に配設すること である。残存エネルギのいくらかを内燃機関のクランクシャフトに、もしくはそ れに接続したトランスミッションに機械的に伝達するように第２タービンをなん らかの方法で連結すれば、いわゆるターボ複式システムか得られる。

そのようなシステムは例えば、米国特許第４，５８６゜３３７号（米国クラス６ Ｏ−６０５）明細書及び国際公開公報第Ｗ○８６１００，６６５号（ＩＰＣクラ スＦ０２Ｂ４１／Ｉ　Ｏ１３７１０Ｏ１６７１００）から既に知られている。こ れら２つの明細書はカムシャフトトランスミッションのタイミングギヤを介して 排気ガスから得られたエネルギを長軸に沿ってクランクシャフトに伝達する排気 タービンを図示する。このように常時負荷をかけるために形成されたギヤを使用 することか可能である。

しかし、この装置は複雑で、また大きなスペースを必要とする。他の欠点はパワ ータービンから得られたトルクがカムシャフトギヤに直接伝達される点にあり、 クランクシャフトによるカムシャフトの駆動はパルプの開放時期か均一かつクラ ンクシャフトと同期するように最適状態にされているので好ましくない。パワー タービンからカムシャフトタイミングギヤに直接伝達される不均一なトルク振動 は最適なバルブ同期に消極的な効果を及はし、パワータービンからの振動を考慮 してカムシャフト駆動を再設計する必要性が生じる。

排気ガスタービンからのエネルギをトランスミッションを介してフライホイール のスタータリングギヤに伝達することも知られている。しかし、スタータ操作に 適合したリングギヤの噛み合わせをタービンに連結したトランスミッションによ り伝達される負荷及び速度にマツチするように修正する必要がある。

発明の目的 本発明の目的はフライホイール、特にスタータ用リングギヤの修正を必要とせず にタービンからのエネルギをクランクシャフトに伝達する可能性、もしくはエネ ルギをカムシャフトタイミングギヤを介してクランクシャフトに伝達する可能性 を提供することである。他の目的は内燃機関の作動工程において１つ、かつ同一 の基本内燃機関を使用可能とすることであり、この基本内燃機関は複式機関とす る付加機構と共に、もしくは付加機構を用いずに使用可能であり、この基本内燃 機関において変更が必要な部品はフライホイールのケーシングのみである。

更に他の目的は同じ型式の従来の装置と比較して製造、組立て及び保守に関し利 点を有する、複式内燃機関アセンブリを提供することである。

これらの点の中で、本発明のアセンブリの特徴は、トランスミッションの一部を 形成する歯車がクランクシャフトに固着された端部プレートに固定されると共に 回転する態様で配設されること、端部プレートから延出するクランクシャフトの 延長部及びフライホイールの取り付は部材として機能するフランジが上記歯車に 形成されることであり、上記フランジにより内燃機関アセンブリは一方でタービ ンのトランスミッション用歯車がクランクシャフトの端部プレートとフライホイ ールとの間に配設されるターボを付加した複式内燃機関アセンブリと、他方でフ ライホイールがクランクシャフトの端部プレートに対し直接固着されるターボを 付加しない内燃機関アセンブリとの間の切り替えを可能とする。このように現在 の内燃機関アセンブリは基本内燃機関のフライホイールケーシングを変更する以 外に大きな介在、もしくは修正を必要とせずに使用することか可能である。追加 歯車上の新しいフライホイール取り付は部材はクランクシャフトの端部プレート 上のフライホイール取り付は部材と同一なので、複式機関とする付加機構を用い る、もしくは付加機構を用いない内燃機関において現在のフライホイールも使用 可能である。

組立て及び保守の点で育利な実施例は内燃機関に固定されたケーシング内にフラ イホイールが収容される場合に達成される。このケーシングは中間歯車用取り付 は部材として機能し、この中間歯車を介してエネルギはタービンからクランクシ ャフトに、即ち実際上、クランクシャフトに固着された端部プレートに配設され た歯車に伝達される。

本発明を図示する実施例について添付図面を参照して以下により詳細に説明する 。

図面の簡単な説明 第１図は本発明の内燃機関アセンブリを図解的に示す。

第２図は本発明の１実施例のトランスミッション・フライホイール装置を詳細に 示す。

好ましい実施例の説明 第１図は内燃機関２と、第１排気タービン２３とこのタービンにより駆動され、 内燃機関２の吸気を圧縮するターボコンプレッサ２４とを備えるターホチャージ ャ２２と、以下でパワータービンと称される第２排気ガスタービン３と、パワー タービン３と内燃機関２のクランクシャフト５との間のトランスミッション４と を具備する、ターホ複式内燃機関アセンブリｌを図解的に示す。内燃機関のクラ ンクシャフトはカプリング４３とギヤボックス２５とを備えるトランスミッショ ン４６を介して例えば大型陸上車両の形態の負荷６を駆動する。内燃機関２から の排気ガスは第１段で排気ガスタービン２３を、その後組合わせて連結されたパ ワータービン３を駆動する。

第２図は内燃機関のクランクシャフト５の横断面を示す。トルク伝達列下流側の ギヤボックス２５に面する円形の＠部プレート２６上にクランクシャフト５の端 部プレート２６と同じ直径りを有するフランジ８が形成される。フランジ８はク ランクシャフト５の延長部及びリングギヤＩＯがその周に配設されるフライホイ ール９用取り付は部材として機能する。歯車７のハブはギヤボックスに向くフラ ンジ上及び端部プレート２６上に同一の取り付は面を有する、クランクシャフト ５の端部プレート２６とフライホイール９との間の中間カプリングピースとして 形成されているので、１つの、かつ同一のフライホイールか複式運転を行わない 内燃機関にも使用可能である。複式運転の場合、歯車７がクランクシャフトの端 部プレートとフライホイールとの間に配設される場合は複式機関のコンパクトな 付加機構が得られ、大きなフライホイール９に近接して、かつ部分的に半径方向 内側に装着され、油圧力プリングは別として複式機関の全体のトランスミッショ ンかフライホイールの真正面の垂直面に延在する。この構造の大きな利点はパワ ータービンからの長いトランスミツショクシャフトが完全に不要になることであ る。歯車７及びフライホイール９はボルト付ジヨイント２７によりクランクシャ フト５の端部プレート２６に固着される。フライホイール９はベアリングホルダ ワッシャ２９により歯車７のフランジ８に対し所定位置で保持されるポールベア リング２８により支持され、ベアリングワッシャ２９はボルト付ジヨイント２７ によりベアリングに押圧される。リングギヤｌＯはスタータ（図示せず）と通常 の態様で接続可能である。

フライホイール９は上記内燃機関及びギヤボックスに固定され、かつクランクシ ャフト５とタービン３との間のトランスミッション４の部材を収容するケーシン グ１１により収容される。これらの部材はクランクシャフト５に配設された上述 の歯車７と、マツシュルーム状ベアリングホルダ１４に配設されたベアリング１ ３を育する中間歯車１２と、油圧力プリング１６から延出するシャフト１７に配 設された駆動歯車１５とを備える。中間歯車１２は歯車７と係合して歯車７を駆 動し、ベアリング１３の外側リング３０の外側に配設され、ワッシャ３Ｉ及びボ ルト付ジヨイント３２により外側リング３０にしっかりとクランプされ、ボルト 付ジヨイント３２は中間歯車Ｉ２の内側に配設された縁部３３に対し外側リング ３０をクランプする。

マツシュルーム状ベアリングホルダ１４は以下て夫々キャップ及び足と称する、 キャップ状部材及び足状部材２０及び２１を備える。足２１上にベアリング１３ の内側リング３４が配設される。ボルト付ジヨイント３５は足２１の中心を挿通 して配設され、フライホイール９から離れて面し、油圧力プリングＩ６を収容す るハウジング３７と境を接するケーシングの部材１８にしっかりと配設されるの で、上記ベアリングはしっかりと保持される。従って、この部材１８はベアリン グ１３の内側リング３４をキャップ２０の下側に押圧する。キャップ２゜はケー シングＩＩ内でシール状態でクランプされ、シール４４により歯車７のフランジ ８に対してもシールされる。

中Ｍ歯車１２は歯車１５と係合して歯車１５により駆動され、歯車１５は油圧力 プリング１６から延出するシャフト１７上に配設される。歯車１５はその中心を 挿通して配設され、シャフト１７の端に固着されたボルト付ジヨイント４５によ りシャフト１７上に固定される。シャフト１７はローラベアリング３６により支 持され、このローラベアリングは歯車１５及び中間歯車１２が配設されるケーシ ングＩＩの部分からカプリングハウジング３７を分離する。油圧力プリング１６ には油が充填され、この油はカプリングから流出してカプリングハウジング３７ 内に吹付けられ、カプリングハウジング３７の出口３９を介して内燃機関２の油 だめ（図示せず）に排出される。カプリング１６とクランクシャフト５との間の トランスミッンヨン用の油はベアリング３６を介してカプリングハウジング３７ から送出され、クランクハウジング（図示せず）により攪拌され、歯車７，１２ ．１５に吹きかける。

油圧力プリング１６はこのカプリング１６上に配設された被駆動歯車１９と、タ ービンシャフト４０上に配設された駆動歯車４１とを有するトランスミッション を介してパワータービン３により駆動される。パワータービン３及びカプリング １６は保守及び修理の際の分解／組立てを容易にするために別個のハウジングに 配設される。

タービン３は歯車４１と共にカプリングハウジング３７から取外し可能で、その 後カプリングハウジング３７は歯車１５及びベアリング３６と共にハウジング１ １から困難を伴わずに取外し可能である。また、中間歯車１２はケーシング１１ を分解せずに容易に接近可能である。

ギヤボックス２５及びカプリング４３を取り外すと、フライホイール９及びベア リングホルダ１４はベアリング１３と共に分解され、歯車１２を取外すことがで きる。

本発明は異なる型式の内燃機関アセンブリを共通基本部品と組合わせることがで き、内燃機関製造工程において大きな価値を育する。従って、本発明は広い範囲 の内燃機関の価格をかなり抑えることに貢献し、１つ、かつ同一の基本内燃機関 を複式運転を行って、もしくは複式操作を行わないで使用可能であり、双方の場 合に基本内燃機関は機能及び重量の観点から最適化される。

工場およびスペアパーツ店で保持しなければならない品目数は複式内燃機関の購 入費及び保守費を低減することに貢献する本発明により減少する。

クランクシャフト後端のパワータービンに別個のトランスミッションを設けるこ とにより、カムシャフ、トタイミングギャに直接連結することにより発生する全 ての消極的な効果も防止され、カムシャフト及びスタータモータ用の各トランス ミッションは夫々の所定前提条件に対し最適なものとすることかでき、パワータ ービンからの追加トルクも内燃機関の出力出口に最も近接した最も好ましいとこ ろて連結可能である。

本発明は内燃機関アセンブリの製造及び組立て、その後の保守及び修理双方に関 して育利な、トランスミッションの簡単な組立て及び分解を可能とする。更に、 上記解決法はターボを付加した複式内燃機関アセンブリと、もしくはターボを付 加しない内燃機関アセンブリとの間の簡単な切替えを可能とする。

要　約　書 車両用複式内燃機関アセンブリ（１）は内燃機関（２）と、タービン（３）と、 タービン（３）と内燃機関（２）の一部を形成するクランクシャフト（５）との 間に配設されたトランスミ・ソション（４）とを備える。

前記タービンは内燃機関（２）からの排気ガスにより駆動される。クランクシャ フト（５）の後端に歯車が装着される。この歯車上にクランクシャフト（５）の 延長部及びフライホイール（９）用取り付は部材として機能するフランジ（８） が形成される。本発明により、フライホイール（９）のリングギヤ（１０）を修 正せずにノくワーをタービン（３）からクランクシャフト（５）に伝達すること かできる。また、本発明は製造、組み立て及び保守に関し利点を提供する。

国際調査報告 国際調査報告 ρＣＴ／ＳＥ　９０１００８５７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．内燃機関（２）と、タービン（３）と、タービン（３）とクランクシャフト （５）との間に配設されたトランスミッション（４）とを備え、タービン（３） が内燃機関（２）からの排気ガスにより駆動される車両用複式内燃機関アセンブ リ（１）であって、前記トランスミッションの一部を形成する歯車（７）が前記 クランクシャフトに固着された端部プレート（２６）上に固定されると共に回転 する態様で配設され、この歯車（７）上に前記クランクシャフト（５）の延長部 及びフライホイール（９）用取り付け部材として機能する、前記端部プレート（ ２６）と同じ外径を有するフランジ（８）が形成され、このフランジにより前記 内燃機関アセンブリは一方で、タービン（３）のトランスミッション（４）用歯 車（７）がクランクシャフト（５）の端部プレート（２６）とフライホイール（ ９）との間に配設されるターボを付加した複式内燃機関アセンブリと、他方でフ ライホイール（９）をクランクシャフト（５）の前記端部プレートに対ししっか りと固定するターボを付加しない内燃機関アセンブリとの間の簡単な切り換えを 可能とすることを特徴とする内燃機関アセンブリ。 ２．前記フライホイール（９）は前記内燃機関に固着され、ベアリングホルダ（ １４）用取り付け部材として機能するケーシング（１１）により収容され、端部 に配設された歯車（７）を介してタービン（３）の出力をクランクシャフト（５ ）に伝達する中間歯車（１２）用ベアリング（１３）が前記ベアリングホルダに 配設されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の内燃機関アセンブリ。 ３．前記フライホイール（９）はケーシング（１１）に固着され、歯車（７）の フランジ（８）に対しシール作用を行うシール（４４）を介してトランスミッシ ョン（４）からの油をシールすることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項 のいずれか１項に記載の内燃機関アセンブリ。 ４．前記ベアリングホルダ（１４）はその中心に配設された取り外し自在の取り 付け部材（３６）を有する請求の範囲第１項から第３項のいずれか１項に記載の 内燃機関ユニット。