JPH0568616B2 - - Google Patents

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JPH0568616B2
JPH0568616B2 JP60199624A JP19962485A JPH0568616B2 JP H0568616 B2 JPH0568616 B2 JP H0568616B2 JP 60199624 A JP60199624 A JP 60199624A JP 19962485 A JP19962485 A JP 19962485A JP H0568616 B2 JPH0568616 B2 JP H0568616B2
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engine
liquid
turbine
turbocharger
oil
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JP60199624A
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JPS6172834A (ja
Inventor
Jei Kobayashi Robaado
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Garrett Corp
Original Assignee
Garrett Corp
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Publication date
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Publication of JPH0568616B2 publication Critical patent/JPH0568616B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/02Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/08Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/04Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
    • F02B37/10Engines 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/14Control of the alternation between or the operation of exhaust drive and other drive of a pump, e.g. dependent on speed
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は液圧を利用するいわゆる3輪ターボチ
ヤージヤを備えたエンジン機構に係り、特に寒冷
時に容易にエンジンを始動でき、且実質的に全運
転状態に亘つてエンジンへ供給する混合気の空燃
比を正確に調整しうるエンジン機構に関する。
(従来の技術) 燃焼エンジンに圧縮空気、いわゆるブースト空
気を供給するターボチヤージヤが周知である。タ
ーボチヤージヤには通常タービン羽根車とコンプ
レツサ羽根車とが具備され、両羽根車は一体に回
転可能に共通シヤフトに装着される。またタービ
ン羽根車およびコンプレツサ羽根車は夫々タービ
ンハウジングおよびコンプレツサハウジング内に
配設され、共通シヤフトを回転可能に支承する好
適なベアリングを含んだ中央ハウジングの両側部
に取り付けられている。エンジンから放出される
排気ガスはタービン羽根車へ送られこれによりタ
ービン羽根車が回動され、同時に共通シヤフトを
介してコンプレツサ羽根車が駆動され、外気がコ
ンプレツサに導入され圧縮されてエンジンへブー
スト空気として供給される。
ターボチヤージヤを併設してない従来のエンジ
ンに比べ、ターボチヤージヤを併設したエンジン
はエンジンの燃焼室すなわちシリンダへ高密度の
空気を供給でき、極めて好ましい。即ち空気の密
度が高ければエンジンに導入される空気量が増大
し、エンジンが極めて高性能かつ高効率で駆動さ
れ得ることになる。しかしながらターボチヤージ
ヤ式エンジンにおいては、ある動作状態にあると
き充分な過給気を供給できない問題があつた。例
えばエンジンが低速運転状態にあるときのターボ
チヤージヤからのブースト空気の供給量は通常高
負荷又はエンジンの急峻な加速要求に対応できる
値ではなかつた。特に二サイクルエンジンの場
合、エンジン始動時又は低速時にターボチヤージ
ヤからのブースト空気量が不充分となり、エンジ
ンを容易に始動できず、エンジンが停止すること
もあつた。
エンジンがある状態にある時にターボチヤージ
ヤのブースト空気量を上昇あるいは補足する各種
のエンジン機構が提案されている。例えば、エン
ジンがある状態にある時にターボチヤージヤへ送
るエンジンからの排気ガスあるいは他のガスエネ
ルギーを増大しターボチヤージヤに対して補助駆
動力を付与する。即ち駆動力を補足し得る燃焼機
構が提案されている。また複数のタービンあるい
はコンプレツサを相連結しブースト空気を補足す
る複合式エンジン機構も提案されている。一方機
械的駆動装置と油圧駆動装置を用いてターボチヤ
ージヤの回転速度を上昇させ、ブースト空気出力
の増大を図る構成も提供されている。
特に米国特許第4285200号および第4444014号に
は通気を抑止して油液により回動させるタービン
が中央ハウジング内のタービン羽根車とコンプレ
ツサ羽根車との間において共通シヤフトに装着さ
れたターボチヤージヤが開示されている。この場
合油圧駆動のタービンには圧縮された油液が供給
され、ターボチヤージヤの駆動力が補足されてエ
ンジンへのブースト空気量が増大され得る。
(発明が解決しようとする問題点) 上記米国特許のエンジン機構はエンジン利用分
野において広範に採用され、多くの利点を有する
が、スタータモータ等によるエンジン始動時には
エンジンへのブースト空気の供給量が依然として
不充分なため、エンジンが容易に始動できない問
題があつた。これは特にエンジン始動時に大量の
ブースト空気が必要な2サイクルエンジンあるい
はデイーゼルエンジンにおいて顕著であり、また
寒冷時には油液の粘性が増大するので、ターボチ
ヤージヤが円滑に回動し難く、回転速度が所望レ
ベルに達しないからブースト空気量も不充分とな
つていた。且このエンジン機構ではエンジンの加
速過渡状態にある程度対応できるものの、エンジ
ンの空燃比がエンジンの全運転状態にわたり最適
化されておらず、有毒な排気ガス量の低減化も図
られていなかつた。
しかして本発明は上記の問題点を除去し、寒冷
時にもエンジンを容易に始動でき、且運転状態の
実質的に大部分においてエンジンの空燃比を正確
に調整可能なエンジン機構を提供することを目的
とする。
(問題点を解決するための手段) 上記の目的を達成するため本発明のエンジン機
構は後述の如く構成される。即ちターボチヤージ
ヤは三輪式にされ、エンジンへのブースト空気が
調整される。且ターボチヤージヤには共通シヤフ
トに装着されたタービン羽根車およびコンプレツ
サ羽根車が包有され、夫々タービンハウジングお
よびコンプレツサハウジング内に配設され、共通
シヤフトは中央ハウジング内の好適なベヤリング
を介して枢支される。また通気を抑止して圧縮さ
れた液体、例えば油液を供給することにより回動
されるタービンが中央ハウジング内の共通シヤフ
トに支承され、液圧駆動、例えば油圧駆動のター
ビンに供給する圧縮された油液量を制御してター
ボチヤージヤに対し補足駆動力を与える、即ち駆
動力を補足せしめ、エンジンへのブースト空気量
を増大する。このとき好ましくはエンジン潤滑機
構への油液を共用して油圧駆動のタービンに供給
する。更に速度および負荷のようなエンジンの動
作パラメータ即ちエンジンへの空気導入条件に応
じてタービンへの油液供給量を調整する制御弁が
具備される。
また本発明のエンジン機構には、エンジン始動
時にターボチヤージヤの、油圧駆動のタービンへ
供給する油液の圧力を上昇してターボチヤージヤ
の回転速度を上げ、エンジンへ供給するブースト
空気量を増大してエンジンを容易に始動させうる
液圧上昇装置が具備される。この液圧上昇装置
は、エンジン始動時に油液の粘性を低下させ、共
通シヤフトを支持するベアリングの回転を円滑に
しタービンへ送る油液量を増大する装置と組み合
わせて用いることができる。液体量が上昇されゝ
ば、ターボチヤージヤがより迅速に高速まで加速
され得、エンジンへのブースト空気供給量が大巾
に増大されることになる。本発明の他の実施態様
によれば、広い動作範囲に亘つてエンジンへの燃
料および空気の供給量を調整し最適の空燃比を与
える装置が具備される。
更に本発明によれば、油圧駆動のタービンは2
以上のノズルと連系され、油液が別個に該ノズル
を介しタービンへ送らられ、タービンが駆動され
るように設けられる。即ち始動時にスタータモー
タ等による始動に応じ油圧駆動のタービン駆動用
のノズルの数を設定する選択弁が具備される。こ
れに伴いタービンに油液を送出するノズル領域が
減少され、油圧駆動のタービン駆動用の油液の圧
力が増大されてターボチヤージヤがより迅速に高
速まで加速され得、エンジンに充分な量のブース
ト空気を供給してエンジンを容易に始動できる。
エンジンが始動すると、直ちに選択弁により残り
のノズルが開放され相対的に低圧の油液が油圧駆
動のタービンへ送られる。
またターボチヤージヤへ供給される油液の粘性
は、寒冷時において始動前に好ましくは電気抵抗
体の如き一以上の加熱素子を用いて中央ハウジン
グおよびターボチヤージヤの共通シヤフト用のベ
アリングの温度を上げることにより、低下せしめ
ることが望ましい。好適な実施態様によれば、複
数の加熱素子を用いて、中央ハウジングの共通シ
ヤフトの近傍およびノズルへの液体の流路近傍が
加熱される。即ちエンジン始動時に中央ハウジン
グが加熱素子により加熱され、熱を共通シヤフト
のベアリングおよびベアリングに導入され油液に
対し伝達するよう機能する。少なくとも加温され
た油液の一部がベアリングを潤滑するように使用
されるので、共通シヤフトが確実かつ迅速に且高
速回転され得、エンジンへ充分な量のブースト空
気が供給され、エンジンの始動が容易になる。
本発明によれば油圧駆動のタービンおよびノズ
ルは容易且量産ラインをもつてターボチヤージヤ
が製造・組立可能になるように中央ハウジング内
に取り付けられる。この場合油圧作動のタービン
には軸方向に延びるタービンスリーブの一端部に
おいて半径方向外側へ突出する複数の羽根が具備
され、タービンスリーブはプレス嵌め等によりタ
ーボチヤージヤの共通シヤフトに対し固定可能に
構成される。ノズルには軸方向に延びるノズルス
リーブ上に半径方向へ突出する壁部が具備され、
壁部には複数の小さな開口部が設けられてなり、
ノズルスリーブは例えばプレス嵌めによりターボ
チヤージヤの共通シヤフトに対し僅かに間隙を置
いて中央ハウジングの開口部に取り付けられる。
取付後、ノズル開口部は油圧駆動のタービンの羽
根に近接して配設され、ノズルスリーブおよびタ
ービンスリーブが夫々中央ハウジングと協働さ
れ、且ノズル開口部への油液供給用の2以上の流
入チヤンバと内部に油圧駆動のタービンの収容す
る流出チヤンバとが区画される。
加えて本発明においてエンジン機構にはエンジ
ンの実質的に全運転状態において空燃比を正確に
調整する主制御装置が包有される。主制御装置は
好ましくは、エンジンの動作状態例えば速度およ
び負荷状態に応じて制御弁および燃料量調整器へ
指令信号を送り、エンジンの空燃比を制御するプ
ログラム可能な電子装置として構成される。また
パイロツト制御装置が具備され、指令信号が入力
されたとき、圧力調整されたパイロツト油液が制
御弁の一部をなす制御ピストンへ送られる。パイ
ロツト液体圧の大きさに応じて制御弁の位置が調
整され、油圧駆動のタービンへの油液供給量が調
整される。従つてエンジンへ導入される空気量と
燃料量とが同時に制御される。
(作 用) しかして本発明によれば、特にエンジンの速
度、負荷のような動作パラメータに応じて油圧駆
動のタービンを作動すると共に、エンジンの始動
時にタービンへの油液圧力を選択弁の切換え動作
により迅速に増大でき、且油圧駆動のタービン内
を加熱してベアリングへの油液の粘性を低下させ
るからタービンの始動回転が極めて容易となる
等々の顕著な作用を得ることができる。
(実施例) 第1図には本発明による液体の圧力、特に油圧
を利用したターボチヤージヤのエンジン機構10
の一実施例が示されている。エンジン機構10に
は圧縮空気を燃焼用のエンジン14へ供給するよ
うな、液圧、特に油圧を利用する3個の羽根車を
有したいわゆる三輪式のターボチヤージヤ12が
包有されており、ターボチヤージヤ12には油液
を周囲に充満させることにより通気を抑止した構
成の油圧により作動されるタービン16が含まれ
る。エンジン14が所定の作動状態にあるとき液
圧駆動、特に油圧駆動のタービン16が流体制御
装置18により制御されて駆動せしめられ、ター
ボチヤージヤ12に対し補助駆動力が与えられ
る、換言すれば駆動力が補足されてエンジン14
への空気供給量が増大され得る。この場合、エン
ジン機構10は特に寒冷時に空気圧力を上昇する
と共にエンジン始動時にタービン16へ送る流体
の粘性を低下させることにより、エンジン14を
容易且確実に始動させ得るように構成される。一
方第9図に示す本発明によるエンジン機構の他の
実施例においてはエンジン14′へ供給する空気
量および燃料量を同時に且正確に調整しエンジン
14′を最大効率で且有毒ガスの排気量を最少に
して駆動できる。
第1図のエンジン機構10は本件出願人の米国
特許第4285200号および第4444014号に開示された
エンジン機構を改良したものである。更に詳述す
るに、エンジン機構10はターボチヤージヤ12
の通常の圧縮空気の出力を補足して従来の2サイ
クル又は4サイクル往復機関のようなエンジン1
4への空気供給量を増加するよう構成されてい
る。ターボチヤージヤ12に対する駆動力は特に
エンジン負荷が比較的高くエンジンが低速作動し
ているとき、あるいはエンジン14を比較的迅速
に加速させたいとき補足することが好ましい。特
に2サイクルデイーゼルエンジンにあつては、低
速駆動時にエンジンが停止することを防ぐために
ターボチヤージヤ12の駆動力を補足する必要性
が高い。
本発明によるエンジン機構10は上記米国特許
第4285200号および第4444014号のものに比し、機
能および汎用性が更に増大せしめられ、寒冷時で
も、機械的に駆動される送風機、ブースタポン
プ、空気アキユムレータ等の格別の始動部材を付
加することなくエンジン14を確実且容易に始動
できる。一方流体制御装置18はエンジン14の
始動時にスタータモータ(図示せず)等によるエ
ンジン14の始動に応動し、タービン16へ供給
する流体の相対圧力を上昇させて、ターボチヤー
ジヤ12を比較的高速まで加速させ充分な量の空
気をエンジン14へ供給してエンジンの始動を容
易にする。また加熱素子20を直接ターボチヤー
ジヤ12内に収納させ、寒冷時にエンジン14を
始動するとき流体の粘性を低下させて、ターボチ
ヤージヤ12を迅速且確実に始動させると共に迅
速に高速回転させ得ることになる。
またターボチヤージヤ12にはタービン羽根車
21とコンプレツサ羽根車22とが包有され、
夫々タービンハウジング24とコンプレツサハウ
ジング25内に収容されており、共通シヤフト2
3を介し相連結されている。タービンハウジング
24およびコンプレツサハウジング25は中央ハ
ウジング26を介し連結され、中央ハウジング2
6内には共通シヤフト23を回転可能に支承する
好適なジヤーナルベアリングあるいはスラストベ
アリングのようなベアリング27が収容されてい
る。タービン16は中央ハウジング26内の適所
に共通シヤフト23と連動可能に且少なくとも2
個の流体ノズル28,29と連係されて支承され
ている。圧縮流体は流体制御装置18を介しノズ
ル28,29を経てタービン16に供給され得、
圧縮流体の供給によりターボチヤージヤ12に対
する駆動力が補足される。
この場合タービン羽根車21は、エンジン14
から放出され排気マニホルド30および排気管3
1を経てタービンハウジング24内へ送られる排
気ガスにより回動される。タービン羽根車21の
回動に伴い共通シヤフト23が回動され、コンプ
レツサ羽根車22が回動されて、コンプレツサハ
ウジングに外部空気が導入され圧縮される。この
圧縮空気はブースト空気として供給管32を介し
エンジン14の吸気マニホルド33に供給され
る。この供給管32に沿つて熱交換器34を配設
し、ブースト空気を冷却してエンジン14に加わ
る全熱負荷を軽減するように作用させ、空気の密
度を高めることが好ましい。エンジン14に比較
的高密度のブースト空気を供給すれば、エンジン
を比較的高性能且高効率で作動できる。
エンジン14にはモータオイルのような潤滑油
をターボチヤージヤ12へ供給し潤滑する流体ポ
ンプ装置35が包有され、この油液は油圧駆動の
タービン16を回転する流体制御装置18にも共
用させることが好ましい。流体ポンプ装置35に
は通常主オイル溜め部36が包有され、主オイル
溜め部36からエンジンにより駆動される比較的
低圧のポンプ37によりエンジン14およびター
ボチヤージヤ12へ送られる。また油液はフイル
タ38、冷却器39および管40のような好適な
流路を経てエンジンの潤滑部へ送られる。且油液
は冷却器39から溜め部50、管41および中央
ハウジング26内の一部又は全体に配設された管
42のような好適な流路を経て、ターボチヤージ
ヤ12の中央ハウジング26内のベアリング27
へ送られ潤滑する。オイルはベアリング27内を
通常重力により流動され帰り管43を介し主オイ
ル溜め部36へ戻される。
エンジン14の駆動中ターボチヤージヤ12の
駆動力を補足する必要がある場合、流体制御装置
18により調圧された潤滑油の一部が共通シヤフ
ト23に装着された油圧駆動のタービン16に流
動され、タービン16が駆動される。油液はエン
ジンの回転速度にほぼ正比例する流速で、高圧の
ポンプ装置44を介し中央ハウジング26へ供給
される。このとき二機能を有する制御弁45およ
び選択弁46を介し、油液の一部を好適に調整し
て中央ハウジング26へ供給される油液の圧力お
よび流量が調整され、これによりターボチヤージ
ヤ12の駆動力の補足の程度、延いてはエンジン
へのブースト空気の流量が制御される。当該制御
弁45および選択弁46は特に速度および負荷に
関連するエンジン作動状態に応じたエンジンの空
気流入の条件に従い、ターボチヤージヤの駆動力
の補足の程度ないしは補足の有無を調整する。
本発明の一特徴によれば、エンジン14の始動
を容易かつ確実にするように、制御弁45および
選択弁46の通常の動作を一時的に変更又は無効
にするモード制御スイツチ47が流体制御装置1
8内に包有される。即ちエンジン始動時に制御弁
45および選択弁46を制御して、油圧駆動のタ
ービン16へ供給する油液の圧力を一時的に上昇
することにより、ターボチヤージヤ12が迅速且
高速に加速されているエンジンへ充分なブースト
空気が供給され、エンジンが容易且確実に始動さ
れ得る。またモード制御スイツチ47は、例えば
エンジン14を大巾に加速したい時のような、エ
ンジンの過渡応答時に、制御弁45および選択弁
46を変更又は無効にして、エンジン14の性能
を高める際にも使用できる。
上記の高圧のポンプ装置44はギヤポンプのよ
うな一組の容量形ポンプ48,49で構成され、
各ポンプ48,49の吸入口は共に低圧のポンプ
37の放出側に配設された比較的小さな溜め部5
0に連通されている。ポンプ48,49は必要に
応じてその数を増大でき、例えばエンジンのクラ
ンクシヤフト(図示せず)に機械的に連結され、
エンジン14により駆動される単一のギヤポンプ
装置の一部をなすように設けることが好ましい。
ポンプ48,49から別個に油液が流出され、こ
の二油液流は互いに等しくし得、且エンジン速度
に正比例する流量に設定される。ポンプ48,4
9から流出する油液流は夫々管51,52を介し
制御弁45へ送られる。エンジン14の各種の作
動状態において、制御弁45を介し、管52内の
流体は管51の分岐管54に付設された一方逆止
め弁53を経て流動する油液流と合流され単一の
油液流にされる。
管51を流れる油液の一部は選択弁46の入口
部55へ送られ、選択弁46によりターボチヤー
ジヤ12の中央ハウジング26と連通される一組
の管56,57の一方又は双方への油液流の供給
が調整される。即ち管56,57を経て別個に流
出する圧縮された油液は夫々ノズル28,29へ
案内され、油圧駆動のタービン16に供給されて
タービン16が駆動される。当該選択弁46内に
は全体として円筒状の弁部材58が移動可能に収
容され、この弁部材58が選択弁46の中央チヤ
ンバ60内に配設され、肩部61と当接されたバ
ネ59により通常入口部55を閉鎖する位置に変
位されており、この場合バネ力に加えて、オイル
供給用の管41から管62を介し制御チヤンバ6
0へ油液圧を与え得る。
またポンプ48,49から送出される油液は制
御弁45に供給される。制御弁45はエンジン1
4の速度および負荷の増加のような動作状態に応
じて選択弁46から流出する流液圧を次第に低減
するように動作する。この制御弁45には一組の
ランド部63,64と断面積がランド部63,6
4より小さい心棒部65とを有するスプール弁を
備え、ランド部63,64は心棒部65を介し連
結され、長手の弁ハウジング66内を一体に移動
可能に設けられる。またランド部63,64は通
常夫々出口管69,70を介し低圧のオイル供給
用の管41へ送出可能な一組の環状の流出チヤン
バ67,68を閉鎖可能である。小径のアーム7
1がスプール弁のランド部63から弁ハウジング
66の小径部を貫通し小さな制御チヤンバ72内
へ向つて軸方向は突出しており、且制御ピストン
73に連結される。制御ピストン73はアーム7
1に対しスプール弁のランド部63,64と軸方
向に対向する制御チヤンバ72を閉鎖可能に設け
られている。制御ピストン73の軸方向の外面と
加圧プレート75との間に変位バネ74が圧縮さ
れて配設され、通常スプール弁がランド部63,
64により流出チヤンバ67,68が夫々閉鎖さ
れる位置に変位され、且管41から管76を介し
て送出される油液の圧力を加圧プレート75の外
面に加えてスプール弁に対する変位力を補足でき
る。また変位バネ74によるバネ力は弁ハウジン
グ66の端部を貫通する止めネジ77を適宜に回
わして調整し、設定可能である。
一方容量形ポンプ48に連通した管51は制御
弁45に連通され、弁ハウジング66内のランド
部64の軸方向外面、即ちスプール弁の制御弁7
3と対向する端部に油液が供給される。この場合
ランド部64の軸方向外面はランド部63,64
および心棒部65を軸方向に貫通する連通口80
を介しランド部63の外面と連通されていて、ラ
ンド部63の外面に対しても油液が加わり、スプ
ール弁には変位バネ74に抗する方向に実際に働
く力が小さくなる。また管51を経た油液は制御
管81を介しモード制御スイツチ47に供給さ
れ、エンジン14が通常走行モードにあるときモ
ード制御スイツチ47の動作により油液が管82
を経て制御チヤンバ72へ、あるいは管83を経
て選択弁46のピストン84の一側面へ夫々供給
される。ポンプ49と連通した管52は制御弁4
5に連通され、油液がスプール弁のランド部6
3,64間の空間に供給されて、ランド部63,
64にかかる軸方向の力の平衡が保たれ得る。
上述のように選択弁46のピストン84は制御
スイツチ47のモード設定に応動し、このときピ
ストン84と連動する弁部材58の動作位置が調
整されてターボチヤージヤ12の中央ハウジング
26への油液の供給が制御される。即ちピストン
84は選択弁46の上部チヤンバ85において摺
動可能に配設され、且ピストン84の上部が管5
1を介して低圧の管86から送入される油液の圧
力を受け、一方ピストン84の下部がモード制御
スイツチ47を介し管83から送入される油液の
圧力を受けるように設けられる。ピストンロツド
87はピストン84から下方へ突出し肩部61お
よび中央チヤンバ60を貫通し入口部55と反対
側の弁部材58の軸方向の上面と当接可能に構成
されている。
エンジン14が始動するとき、モード制御スイ
ツチ47は始動動作時のエンジンパラメータに応
じて管51と制御弁45内の制御チヤンバ72お
よびピストン84の下部との連通を断つように動
作し得る。またモード制御スイツチ47を介して
制御チヤンバ72とピストン84の下部とが管5
1に連通されるとき、管41内の液体圧が管7
6,88を介し大巾に低下され、例えばエンジン
の回転速度が通常約100乃至200rpmのとき当該流
体圧は比較的低下される。モード制御スイツチ4
7の具体的構成は図示していないが、周知の電磁
弁装置を用いることができエンジン始動動作時の
パラメータ、例えばスタータモータ(図示せず)
の付勢時に応動するように設けることができる。
モード制御スイツチ47として他の形態のスイツ
チを用いることができ、またエンジン始動動作時
の他のパラメータに応答させ得ることが理解され
よう。
この場合始動時に制御弁45内のピストン73
に対し互いに反対方向に働く液体圧が実質的に相
殺されると共に、変位バネ74によりスプール弁
に対し軸方向の変位力が与えられ、油液の流出チ
ヤンバ67,68からの放出が抑止される。また
選択弁46のピストン84の上部と下部との間に
ピストン84を下動するような大きな圧力差が生
じ、ピストンロツド87が下方に押進され、弁部
材58が下方へ移動されて入口部55が閉鎖され
る。一方バネ59のバネ力を好適に選択すること
により、エンジン14の始動時に管51内の液体
圧によつて弁部材58がある程度上方に押上げら
れて、油液が管51から管56を経てターボチヤ
ージヤ12へ供給され得、反面管57は閉鎖状態
に置かれる。
これにより、エンジン始動時に圧縮された油液
がノズル28を経て油圧駆動のタービン16へ送
られ、タービン16が駆動されるが、別のノズル
29への流体の供給は阻止されている。従つて所
望に応じノズルから放出する油液の有効放出面積
を効果的に半減し得ることになる。液体圧の大き
さはノズルからの全放出面積の自乗に反比例する
ので、有効放出面積を減少することにより液体圧
を大巾に上昇せしめて、この駆動力を油圧駆動の
タービン16に与えることができる。例えばノズ
ルの有効放出面積を1/2に減少すると、液体圧は
通常の始動時の4倍となり、タービン16が極め
て急速に加速され、迅速に高回転速度に達して、
エンジンへのブースト空気の供給量を大巾に上昇
し始動を極めて容易にし得る。タービン16から
放出された油液は上記米国特許第4285200号およ
び第4444014号と同様に逆止め弁90および管4
1を介し溜め部50へ回収される。
エンジン14が始動され、迅速に高速に、例え
ば通常の700乃至100rpmのアイドリング速度に達
すると、スタータモータが消勢される。このとき
ポンプ48,49の回転速度が大巾に上昇され、
これに応じポンプ48,49の液体出力即ち液体
圧力が上昇される。一方上述の如く液体圧を上昇
せしめただけではポンプ48,49からの油液を
制御弁45へ充分に流動させ得ない。従つてスタ
ータモータの消勢時あるいはエンジン始動を表わ
す他のパラメータに応じてモード制御スイツチ4
7が通常走行モードにされる。
通常走行モードにおいては、モード制御スイツ
チ47を介して管51が制御弁45内の制御チヤ
ンバ72に連通され、ピストン73に対し作用す
る変位バネ74のバネ力に抗する力が増大され
る。またモード制御スイツチ47により管51か
らの高圧流体がピストン84の下面に供給され、
ピストン84の上面に働く液体圧と等しくなる
が、ピストン84の下面にはピストンロツド87
を付設してあるから実際上は面積差があるから弁
部材58に最小の押下げ力が加わり、入口部55
が閉鎖され得る。管51内の液体圧が上昇する
と、弁部材58による入口部55への閉鎖力が低
減され、弁部材58が全開位置へ変位されて、油
液が管57およびノズル29をも介してタービン
16へ供給される。この全開位置状態を第2図に
示す。この場合弁部材58の円筒部分が補助弁座
91を越えて上方に変位され、油液が凹部92を
通り管57へ送出される。
エンジンが通常の走行状態にある間、制御弁4
5の制御チヤンバ72内の液体圧はエンジンがア
イドリング速度から上昇するに従い次第に上昇す
る。制御チヤンバ72内の液体圧が上昇し所定レ
ベルに達すると、変位バネ74のバネ力に勝る力
が発生し、ランド部63,64が変位され、先ず
管52が開放状態となり、管52内の液体の流動
量が次第に低下され、次に管51内の液体が低下
され(すべて米国特許第4444014号に開示した構
成と同様)、選択弁46の入口部55に加わる液
体圧が広範囲な高速回転動作中実質的に一定に保
たれる。この場合エンジン速度の上昇と共に排気
ガスの駆動エネルギが上昇するので、ターボチヤ
ージヤ12の駆動に寄与する割合はエンジンの空
気流入条件に応じて次第に低下する。ポンプ4
8,49からの流体出力はエンジンが所定速度に
あるとき完全に停止され、管41内の液体圧は管
41内を流れる液体の流量が大巾に上昇されるの
で上昇し、これにより中央チヤンバ60内に液体
圧が加わりバネ59のバネ力と相俟つて弁部材5
8が閉鎖される。弁部材58が閉鎖されると、タ
ーボチヤージヤ12による駆動力の補足が行なわ
れなくなり、且ターボチヤージヤ12への液体漏
れあるいはこの漏れに伴う損失が防止される。
また二機能を有する制御弁45はエンジンの負
荷の上昇に応動し、上述したような速度に応ずる
液体放出動作を一部又はすべて無効にするように
動作する。更に詳述するに、第1図に示す如く空
気圧により作動される作動ロツド93が、制御弁
のランド部64の外端部に隣接して配設された可
能のダイヤフラム94に支承される。またダイヤ
フラム94はハウジング95内に支承され、ダイ
ヤフラム94の一側面にはエンジンの負荷を表わ
すパラメータ、例えば空気路96を介しコンプレ
ツサの放出圧力が加えられ、一方ダイヤフラム9
4の他側には例えば主オイル溜め部36への帰り
管43から管97を経て導入される低圧の基準流
体の圧力が加えられる。
エンジンの負荷が所定の最大レベルまで上昇し
たとき、ダイヤフラム94により作動ロツド93
がランド部64に向つて変位され、ランド部6
3,64を変位する力がスプール弁に加えられ、
ポンプ48,49の液体出力が抑止される。従つ
てエンジン14が高負荷状態になると、エンジン
14に対するターボチヤージヤ12の駆動力の補
足の程度がエンジンへの実際の流入空気条件に応
じて更に低下される。
エンジンが増速の過渡状態にあるとき、モード
選択スイツチ47によりエンジン始動時について
上述した動作と同様に液体路の切り換えが行なわ
れ、制御弁45および選択弁46の通常走行動作
が再び変更あるいは無効にされる。即ちモード制
御スイツチ47はエンジンを大巾に加速する場合
のようなエンジンの過渡状態時に、従来の電子式
燃料制御装置等に応じてモード切換し得る。この
とき制御チヤンバ72内の液圧が管41内の液圧
と等しくなり、制御弁45の変位バネ74により
ランド部63,64が戻され油液量が増大され得
る。従つて高圧の油液の実質的にすべてが選択弁
46の入口部55に与えられ、エンジンが増速の
過渡状態にあるとき弁部材58が、管56,57
の双方を介して油圧駆動のタービン16に高圧の
油液を供給可能な位置に置かれる。この後モード
制御スイツチ47は上述したように通常走行モー
ドに戻され、エンジンが通常動作にされる。
更に特に第3図乃至第7図に詳示する如く、一
部上述したように中央ハウジング26内には加熱
素子20が配設されて、エンジンの始動に容易化
が促進される。図示の場合、中央ハウジング26
には上部フランジ100が包有され、取付ボルト
102を介してエンジン機構の所望の位置に装着
される。この上部フランジ100には中央ハウジ
ング内へ延び且開放端を有した長手の複数の空洞
部(図示の場合3個の空洞部104,105,1
06)が形成される。各空洞部104,105,
106は好ましくは電気抵抗による、例えば米国
のゼネラルエレクトリツクカンパニ社から販売さ
れているキヤロツト(Calrod)素子のような加
熱素子20を夫々緊密に受容可能に形成されてい
る。この加熱素子20は好適な導線108を介し
自動車のバツテリのような電源に接続され、周知
のスイツチ(図示せず)を閉成することによつて
付勢される。
図示の実施例の場合、3個の加熱素子20が中
央ハウジング26内に配設され、エンジン始動前
に中央ハウジング26の所望の個所を予熱し得
る。特に空洞部104,105内に収納された加
熱素子20は夫々中央ハウジング26のタービン
16およびコンプレツサ端部のベアリングの収容
開口部110,112近傍(第5図参照)、並び
にタービンおよびコンプレツサ端部のベアリング
27(第1図および第7図参照)自体を加熱し得
るように配設される。空洞部106内の加熱素子
20は中央ハウジング26に近接して配設され、
始動時に管56から油液が送入される流入路11
4近傍を加熱する。
特に寒冷時に、当該加熱素子20はエンジン始
動前に数分間付勢され、中央ハウジング26に対
する加熱を実現する。中央ハウジング26および
ベアリング27は加熱素子20からの熱を保有し
て管51,52を介し送入されるベアリング潤滑
用の油液あるいは流入路114を経て供給される
タービン16駆動用の油液を直ちに加熱するよう
作用することになる。従つて油液は加熱されるこ
とにより粘性が大巾に低下され、従来品の如く冷
却したオイルによつてベアリングの回動性が損な
われるようなことなくターボチヤージヤ12が実
質的に直ちに回転始動され得る。更に流体の粘性
が低いため、ターボチヤージヤ12がより迅速に
且高速度に加速されて充分な量のブースト空気が
エンジン14へ供給され、エンジンの始動性が増
進される。
本発明の他の特徴によれば、中央ハウジング2
6はタービン16がノズル28,29と近接して
配設可能に好適に構成される。更に詳述するに、
中央ハウジング26には共通シヤフト23を受容
する中央開口部が設けられ、該中央開口部は軸方
向に離間されたベアリング収容開口部110,1
12間に形成され、ベアリング収容開口部11
0,112内にジヤーナルベアリングが保持リン
グ116を介して保持され得る(特に第7図参
照)。またボス118はベアリング収容開口部1
10,112間において軸方向に延びるように配
設され、内部にベアリング収容開口部110,1
12の直径より大のシヤフト開口を有するように
設けられている。一組の壁部120,122がボ
ス118の軸方向の一端部において半径方向内向
きに延びるように設けられ、且ノズルスリーブ1
24と緊密にプレス嵌め可能な長さを有してい
る。一方ノズルスリーブ124自体は共通シヤフ
ト23を挿通可能に設けられると共に、ボス11
8の壁部120,122と接合可能に半径方向外
向きに延びる壁部126,128が具備される。
またノズルスリーブ124からは一組の軸方向に
延びる分割体130,132が外向きに突設さ
れ、同様に軸方向へ延びる分割体134,136
とプレス嵌め可能に設けられる。この分割体13
4,136はボス118から内向きに突設されて
いる。これによりボス118およびノズルスリー
ブ124が相俟つて軸方向に分割された半円筒状
の一組の流入チヤンバ138,140が区画され
ることになる。流入チヤンバ138,140には
夫々管56から流入路114を介して送入される
油液および管57から流入路115を介して送入
される油液が受容され得る。
ノズルスリーブ124に設けられた垂直な壁部
126には軸方向に開口されると共に円周方向に
互いに離間され、夫々ノズル28,29をなす2
組のノズル開口部142,144が形成されてい
る。この場合第8図に示す各ノズル28,29を
なすノズル開口部は4個であるが必要に応じて個
数を増減できる。またノズル開口部142,14
4は流入チヤンバ138,140からの油液を放
出せしめ、放出チヤンバ146内の油圧駆動のタ
ービン16を駆動可能に配設されている。
一方油圧駆動のタービン16には、共通シヤフ
ト23に対しプレス嵌め可能に且共通シヤフト2
3と共に回転可能なタービンスリーブ152が具
備され、タービンスリーブ152の開放端部に半
径方向に直角に延びる壁部150が具備されてい
る。またタービン16は羽根153と羽根153
を囲繞する囲繞体154とを有する。タービンス
リーブ152の他端部には垂直に外端壁部156
が穿設される。この外端壁部156は、ボス11
8に設けられた半径方向内向きに突出する壁部1
58に対し軸方向において合致すると共に僅かの
間隙を置いて対峙せしめられ、流出チヤンバ14
6の一部を囲繞するように形成されている。ター
ビンハウジング26に具備されたドレン穴147
(第5図参照)は充分に小さく設けられ、ノズル
28,29の一方又は双方を経て油液が供給され
るとき、タービン16が実質的に直ちに駆動可能
にされる。油液の送入が停止されたとき、タービ
ンスリーブ152の外端壁部156は流出チヤン
バ146内の油液のレベルを迅速に低位せしめる
よう作用して、油液の発泡を防止する油切りとし
て機能し得る。流出チヤンバ146からドレン穴
147を通し流出された油液は管41は送られ
(第1図参照)、一方ベアリングを潤滑した油液は
溜め部160(第7図参照)から帰り管43を介
し主オイル溜め部36(第1図参照)へ回収され
る。
本発明のエンジン機構10によれば、寒冷時に
もタービン16へ送られる油液の圧力を上昇させ
ると共に油液の粘性を低下させてターボチヤージ
ヤ12のベアリング27を潤滑することによりタ
ーボチヤージヤ12の回転速度が上昇され且エン
ジン14への空気供給量が増大されるので容易か
つ確実にエンジンが迅速に始動されうる。この場
合エンジンの通常の運転中には、エンジン機構1
0によりターボチヤージヤ12の駆動力の補足の
程度が所定レベルに維持され、且エンジン14へ
の空気供給量が所定レベルに維持され、また急速
加速状態のような過渡状態にも好適に応動し得
る。且ターボチヤージヤ12の中央ハウジング2
6は簡潔な構成をもつて量産性に富み、信頼性が
高い上、始動時における油液の圧力および粘性を
有効に制御可能なノズル28,29並びに加熱素
子20を具備することが好ましい。
第9図には本発明の他の実施例のエンジン機構
が示されており、エンジンの速度および負荷のよ
うな動作パラメータに応じてエンジンの空燃比を
所定値に正確に調整可能に構成される。即ち所定
の動作状態において、特に効率あるいは排気レベ
ルが最適となるよう、エンジン14の全運転状態
にわたつて空気量と燃料量とを同時に正確且最適
に調整することが望ましい。
第9図の実施例において第1図の構成部材と同
等の部材には同一番号にダツシユを付して示して
ある。エンジン14′には三輪式ターボチヤージ
ヤ12′からブースト空気が供給可能に設けられ、
ターボチヤージヤ12′には排気ガスにより駆動
されるタービン羽根車21′、コンプレツサ羽根
車22′および油圧駆動のタービン16′が包有さ
れ、共通シヤフト23′を介し互いに連結され、
且タービン16′は中央ハウジング26′内に収容
される。流体制御装置18′は制御弁45′と選択
弁46′を有し、ターボチヤージヤ12′と油圧ポ
ンプ装置35′との間に配設されエンジン潤滑機
構の一部をなしている。
ターボチヤージヤ12′に補助駆動力を与える
場合、エンジン14′により駆動される少なくと
も2個のポンプ48′,49′を有する高圧のポン
プ装置44′により各ポンプ48′,49′から油
液が夫々管51′,52′を経て選択弁46′の入
口部55′および制御弁45′へ送られ、また一方
逆止め弁53′が管51′に各管51′,52′から
の油液流を合流可能に付設される。制御弁45′
内には一対のランド部63′,64′を有する簡潔
な構成のスプール弁が包有されており、ランド部
63′,64′は長手の弁ハウジング66′内にお
いて摺動可能に収容され、且小径の心棒部65′
を介し互いに連結されている。変位バネ74′が
制御弁45′の一端部に付設された位置調節可能
な加圧プレート75′とランド部63′の軸方向外
端面との間に配設されており、この変位バネ7
4′のバネ力によりランド部63′,64′が通常
位置に移動されたとき、低圧の油液が流動する管
41′に連通される環状の流出チヤンバ67′,6
8′が閉鎖される。また管41′内の低圧の油液を
管76′から制御弁へ送入可能に設け、変位バネ
74′のバネ力に液圧を相乗させることが好まし
い。
更に管51′は制御弁45′のランド部64′の
軸方向外端面に隣接する制御チヤンバ72′と連
通され、変位バネ74′に抗して高圧の液圧がス
プール弁に加えられる。一方管52′が制御弁4
5′のランド部63′,64′間の空間と、軸方向
に力を加えないように連通される。従つて制御チ
ヤンバ72′内に液圧が加わると変位バネ74′の
バネ力に抗しランド部63′,64′が次第に移動
され、第1図の実施例に沿つて説明した動作と実
質的に同様にエンジン14′の空気流入条件に応
じてポンプ48′,49′の各液体出力が低減され
得る。
エンジン始動前にターボチヤージヤの中央ハウ
ジング26′は上記の第1図の実施例と同様に中
央ハウジング26′内に配設した複数の加熱素子
20′により予熱可能である。この加熱素子2
0′によりエンジン始動時送られる油液の粘性が
低下され、従来品の如くベアリングの回動性が損
なわれず実質的に直ちにターボチヤージヤ12′
が確実に回動され、エンジン14′へ充分な量の
ブースト空気が供給可能となり、迅速に高速回転
し得る。
またエンジンの始動時には、例えばスタータモ
ータ(図示せず)の付勢に応答する電磁弁装置の
ようなモード制御スイツチ47′を介して、ポン
プ48′,49′からの圧縮された油液が管81′,
83′を経、選択弁46′の上部チヤンバ85′内
のピストン84′上部へ送られる。このときピス
トン84′の下部は管86′を介し管41′と連通
されていて、ピストン84′上部の液圧が大であ
るから、第9図に示す如くピストン84′により
押下げ力がピストンロツド87′を介し弁部材5
8′に加えられ、弁部材58′がバネ59′および
中央チヤンバ60′内の液体圧により下方へ移動
されて入口部55′が閉鎖される。一方管51′内
の液体圧がエンジン始動時に働く押下げ力より勝
ると弁部材58′がある高さまで上動され、高圧
の油液が管56′びにノズル28′を介し油圧駆動
のタービン16′へ送られ、タービン16′が駆動
される。このとき管57′は閉鎖され、油液のノ
ズル29′への供給が阻止されているので、エン
ジン始動時にポンプ容量を増大することなく、液
体圧を効果的に上昇せしめ得、ターボチヤージヤ
12′の駆動力を増大してエンジンへのブースト
空気供給量を増加し得る。
エンジンが始動すると直ちに第9図のモード制
御スイツチ47′が例えばスタータモータの消勢
に応じてモードを切り換えるように作動する。即
ちモード制御スイツチ47′を介しピストン8
4′の上部が管41′と連通され、弁部材58′に
加わる下方への押圧力の大半が除去される。同時
にエンジン14が極めて高速レベルまで加速さ
れ、入口部55′の液体圧が上昇される。この結
果弁部材58′が完全に開放され、油液が管5
6′,57′を経てタービン16′へ送られる。
エンジン14′が始動されると、第1図の実施
例と同様に、制御弁45′によりポンプ48′,4
9′の各液体出力が次第に低下され、制御チヤン
バ72′内の液体圧が所定の限界レベルに達した
とき、制御チヤンバ72′内の液体圧が一定に維
持される。一方第9図のエンジン機構には制御弁
45′の通常の圧力応答動作を無効にし、所望の
動作範囲にわたり空燃比を正確に調整する電子装
置が包有される。
更に詳述するに、第9図のエンジン機構にはエ
ンジン等への燃料量を調整する、好ましくはプロ
グラム可能な電子制御装置でなる主制御装置20
0が包有される。この主制御装置200はエンジ
ンの動作状態を示す複数の入力、即ち速度計のよ
うな速度検出器202およびコンプレツサの放出
圧を検出する圧力センサのような負荷検出器20
4からの検出信号を受ける。また主制御装置20
0はエンジンの動作状態を表わすパラメータに応
答し、エンジンの実質的に全運転状態において空
燃比の最適値を常時決定する。主制御装置200
からは、好適な指令信号206が送出され、燃料
量調整器208へ送られてエンジンへの燃料供給
量が制御されることになる。また主制御装置20
0から導線209を介しパイロツト制御器210
へ指令信号が送られる。
当該パイロツト制御器210は実際には比例直
流電圧である指令信号に応動する電動油圧装置で
なり、指令信号がパイロツト制御器210内の巻
線212へ送られることにより、バネ力が加えら
れた接極子214が変位せしめられ、これに伴い
シリンダ218内において移動可能な制御アーム
216が変位される。制御アーム216には軸方
向に互いに離間されたピストン220およびポペ
ツト222を有しポペツト222はシリンダ21
8のパイロツト油液を入力する端部側に配設され
る。このパイロツト油液は圧力調整器224の放
出側からシリンダ218のピストン220とポペ
ツト222との間に送入される。圧力調整器22
4には例えばポンプ48′から送出されるベアリ
ング用油液の一部が流入されるような管226を
介し小量の油液が導入される。圧力調整器224
へ過剰の油液が送入された場合、管41′等の好
適な低圧力液体流動部へ回収され再循環され得
る。
パイロツト制御器210は指令電圧信号に応動
し、シリンダ218の端部に設けられた放出口2
28に対して変位可能なポペツト222の位置を
調整し得る。シリンダ218の端部の放出口22
8はパイロツト管230と連通されており、ポペ
ツト222の位置調整に伴いエンジンの速度およ
び負荷のような動作パラメータの組合せを表わす
ような圧力を持つ油液がパイロツト管230へ送
出される。更にハウジング234内の制御ピスト
ン232の一側面にパイロツト管230から送出
される油液が導入され、且制御ピストン232の
他側面には管41′からの油液が送入されるよう
に設けられている。またパイロツト管230から
管41′へは油液が流動することを抑止するバイ
パスオリフイス235がパイロツト管230と管
41′との間に配設される。
制御ピストン232には制御チヤンバ72′内
のランド部64′の外端面と当接可能な作動ロツ
ド236が支承されており、制御ピストン232
がランド部64′の外端面に当接したとき、制御
ピストン232により制御弁45′の動作が無効
にされ、速度並びに負荷あるいは別のパラメータ
との組合せに応じてポンプ48′,49′の液体出
力が制御され、延いてはこのようなパラメータに
応じてエンジンの燃料量が制御されることにな
る。また所望ならば作動ロツド236をランド部
64′と直接連結せしめ、主制御装置200の制
御によりランド部63′,64′を進退可能になす
こともできる。この場合も作動ロツド236によ
り適宜にランド部63′,64′が変位され、主制
御装置200によつて検出されるエンジンの加速
過渡状態においてタービン16′に送られる油液
量が低減される。
(発明の効果) 上述のエンジン機構によれば、エンジンを効果
的かつ容易に始動でき、同時に通常運転あるいは
加速過渡運転状態等の、実質的に全運転状態に亘
つてターボチヤージヤの駆動力を有効に補足し、
エンジンの駆動効率を顕著に向上できる。且エン
ジンパラメータの組合せに応動する単一の制御装
置を用いて空気量と燃料量を同時に制御しエンジ
ンを最適効率で駆動し得、有毒な排気ガスを最小
限に抑止できる等々の効果を達成する。
本発明は図示の実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲の技術的思想に含まれる設計
変更を包有することは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるエンジン機構の一実施例
の簡略説明図、第2図は同部分断面図、第3図は
同部分斜視図、第4図は同部分側面図、第5図は
第3図の線5−5に沿つて切断した部分拡大断面
図、第6図は同部分簡略説明図、第7図は同部分
拡大縦断面図、第8図は第7図の線8−8に沿つ
て切断した部分断面図、第9図は本発明によるエ
ンジン機構の他の実施例の簡略説明図である。 10…エンジン機構、12…ターボチヤージ
ヤ、14…エンジン、16…油圧駆動のタービ
ン、18…液体制御装置、20…加熱素子、21
…タービン羽根車、22…コンプレツサ羽根車、
23…共通シヤフト、24…タービンハウジン
グ、25…コンプレツサハウジング、26…中央
ハウジング、27…ベアリング、28,29…ノ
ズル、30…排気マニホルド、31…排気管、3
2…供給管、33…吸気マニホルド、34…熱交
換器、35…流体ポンプ装置、36…主オイル溜
め部、37…ポンプ、38…フイルタ、39…冷
却器、40,41,42…管、43…帰り管、4
4…ポンプ装置、45…制御弁、46…選択弁、
47…モード制御スイツチ、48,49…ポン
プ、50…溜め部、51,52…管、53…一方
逆止め弁、54…分岐管、55…入口部、56,
57…管、58…弁部材、59…バネ、60…制
御チヤンバ、61…肩部、62…管、63,64
…ランド部、65…心棒部、66…弁ハウジン
グ、67,68…流出チヤンバ、69,70…出
口管、71…アーム、72…制御チヤンバ、73
…制御ピストン、74…変位バネ、75…加圧プ
レート、76…管、77…止めネジ、80…連通
口、81…制御管、82,83…管、84…ピス
トン、85…上部チヤンバ、86…管、87…ピ
ストンロツド、88…管、90…逆止め弁、91
…弁座、92…凹部、93…作動ロツド、94…
ダイヤフラム、95…ハウジング、96…空気
路、97…管、100…上部フランジ、102…
取付ボルト、104〜106…空洞部、108…
導線、110,112…ベアリング収容開口部、
114,115…流入路、116…保持リング、
118…ボス、120,122…壁部、124…
ノズルスリーブ、126,128…壁部、13
0,132,134,136…分割体、138,
140…流入チヤンバ、142,144…ノズル
開口部、146…流出チヤンバ、147…ドレン
穴、150…壁部、152…タービンスリーブ、
153…羽根、154…囲繞体、156…外端壁
部、158…壁部、160…溜め部、200…主
制御装置、202…速度検出器、204…負荷検
出器、206…指令信号、208…燃料量調整
器、209…導線、210…パイロツト制御器、
212…巻線、214…接触子、216…制御ア
ーム、218…シリンダ、220…ピストン、2
22…ポペツト、224…圧力調整器、226…
管、228…放出口、230…パイロツト管、2
32…制御ピストン、234…ハウジング、23
5…バイパスオリフイス、236…作動ロツド。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 燃焼エンジンからの排気ガスにより駆動され
    るタービンと排気ガス駆動のタービンにより回動
    されブースト空気をエンジンへ供給するコンプレ
    ツサとコンプレツサの補足駆動力を与える液圧駆
    動のタービンとを有するターボチヤージヤと、液
    圧駆動のタービンを回動するように圧縮された液
    体を液圧駆動のタービンへ供給可能な液体供給装
    置と、エンジン始動時に液圧駆動のタービンへ供
    給する液体圧力を上昇しコンプレツサの補足駆動
    力を増加してエンジンへのブースト空気の供給量
    を増大させる第1の装置と、エンジン始動時に液
    体の粘性を減少可能で且液圧駆動のタービンへの
    液体供給量を増大してコンプレツサの補足駆動力
    を上昇しエンジンへのブースト空気の供給量を増
    大する第2の装置とを備えたブースト空気を燃焼
    エンジンへ供給するエンジン機構。 2 液体供給装置には圧縮された液体を供給する
    少なくとも一のポンプと圧縮された液体を供給す
    る放出領域が可変のノズル装置とが包有され、第
    1の装置にはエンジンの始動時にノズル装置の放
    出領域を減少して液圧駆動のタービンへ供給する
    液体の圧力を上昇する装置が包有されてなる特許
    請求の範囲第1項記載のエンジン機構。 3 液体供給装置には圧縮された液体を別個に液
    圧駆動のタービンへ回動可能に供給する少なくと
    も2つのノズルおよび少なくとも2本の供給管が
    包有され、第1の装置にはエンジン始動時に供給
    管の少なくとも一方を介する液体の供給を抑止し
    且他方の供給管の少なくとも一を介する液体の供
    給を許容する装置が包有されてなる特許請求の範
    囲第1項記載のエンジン機構。 4 ターボチヤージヤには中央ハウジングと中央
    ハウジングを貫通して延び排気ガス駆動のタービ
    ンおよびコンプレツサを連結する共通シヤフトと
    中央ハウジング内において共通シヤフトを枢支す
    るベアリング装置とが包有され、液圧駆動のター
    ビンが中央ハウジング内において共通シヤフトと
    共に回転可能に共通シヤフトに装着され、中央ハ
    ウジングには液体を少なくとも2つのノズルへ別
    個に供給する少なくとも2本の流路が具備されて
    なる特許請求の範囲第3項記載のエンジン機構。 5 液体供給装置にはエンジン始動時に中央ハウ
    ジングの流路の少なくとも一方を介する液体供給
    を抑止し他方の流路の少なくとも一を介する液体
    供給を許容する装置が包有され、第2の装置には
    中央ハウジング内において他方の流路の少なくと
    も一の近傍を加熱する装置が包有されてなる特許
    請求の範囲第4項記載のエンジン機構。 6 第2の装置には中央ハウジング内においてベ
    アリング装置の近傍を加熱する装置が包有されて
    なる特許請求の範囲第5項記載のエンジン機構。 7 エンジンへの燃料供給量を調整する燃料量調
    整器と、エンジンの少なくとも一の運転状態を検
    出し少なくとも一の運転状態を表す少なくとも一
    のパラメータ信号を発生する装置と、少なくとも
    一のパラメータ信号の入力に応じて燃料量調整器
    を制御してエンジンへの燃料供給量を調整し且液
    体供給装置を制御してコンプレツサに対する補足
    駆動力レベルを制御しエンジンへの空気供給量を
    制御する主制御装置とが包有されてなる特許請求
    の範囲第1項記載のエンジン機構。
JP60199624A 1984-09-14 1985-09-11 エンジン機構 Granted JPS6172834A (ja)

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