JPH08200083A - 内燃機関の過給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 運転状態に応じた油量で動作することにより
燃費の悪化を防止することのできる油圧駆動式の内燃機
関の過給装置を提供する。 【構成】 内燃機関１０によって駆動される油圧ポンプ
１１によって加圧された作動油は、油圧配管１０２を介
して油圧タービン１２に供給され油圧タービンを回転駆
動する。油圧タービン１２の回転は油圧タービンに内蔵
される増速機構により増速され過給インペラ１４１を回
転駆動する。エアクリーナ１３１から吸入された吸気は
過給インペラで過給されスロットル弁１３４を介してイ
ンテークマニホールド１３３に供給される。インテーク
マニホールド内に吸気圧は吸気圧検出配管を介して油圧
ポンプにフィードバックされる。吸気圧の応じて油圧ポ
ンプの吐出量が調整される。従って内燃機関は吐出量に
応じた駆動力を供給すればよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の過給装置に係
わり、特に油圧駆動式の内燃機関の過給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の吸気効率を向上させて内燃機
関の出力を増加するために、過給装置を搭載する車両が
ある。過給装置には排気タービンで過給機を駆動するい
わゆるターボチャージャと、内燃機関の回転力によって
直接過給機を駆動するいわゆるスーパーチャージャとが
知られているが、近年内燃機関で駆動される油圧ポンプ
で高圧油圧を発生し、その油圧で油圧タービンを駆動す
る油圧駆動式の内燃機関の過給装置も使用されている。

【０００３】油圧駆動式過給装置にあっても内燃機関の
運転状態に応じて最適な過給圧を得ることが必要となる
が、このために油圧モータに供給される油量を制御する
ことが必要となる。この制御機構として、高速油路、低
速油路およびバイパス路を設置し、運転状態に応じて切
替弁により油路を切り換えることにより油圧モータに供
給される油量を制御する制御機構が提案されている（特
開平３−２７９６３１公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記提
案にかかる制御機構にあっては油圧ポンプから吐出され
る油量は運転状態に係わらず最大油量であり、低負荷運
転時には余剰油は仕事をすることなく油圧タンクに回収
される。即ち内燃機関が油圧ポンプを駆動するのに必要
な動力は運転状態にかかわらず油圧ポンプが最大油量を
吐出するために必要な動力となり、低負荷運転時には内
燃機関出力が無駄に使用されることとなる。

【０００５】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
って、運転状態に応じた油量で動作することにより燃費
の悪化を防止することのできる油圧駆動式の内燃機関の
過給装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明にかかる内燃
機関の過給装置は、内燃機関によって駆動される油圧ポ
ンプと、油圧ポンプによって吐出される高圧油によって
駆動される油圧タービンと、入力軸が油圧タービンに結
合され油圧タービンの回転速度を増速して出力軸に出力
する増速機構と、出力軸に結合される過給インペラと、
を具備し、油圧ポンプが過給用インペラによって加圧さ
れた吸気圧力に応じて吐出量を変更する吐出量変更手段
を含むことを特徴とする。

【０００７】第２の発明にかかる内燃機関の過給装置
は、増速機構が、油圧タービンが接続される入力軸に結
合されるアウターギヤと、アウターギヤの内側に入力軸
と同軸に配置され出力軸に結合されるサンギヤと、アウ
ターギヤの内側に配置されアウターギヤおよびサンギヤ
の双方に嵌合するプラネタリギヤと、から構成される。

【０００８】

【作用】第１の発明にかかる内燃機関の過給装置にあっ
ては、油圧ポンプから吐出される作動油によって油圧タ
ービンが駆動され、増速機構によって増速されて過給イ
ンペラが駆動される。過給された吸気圧は油圧ポンプに
フィードバックされ油圧ポンプの吐出量は所定の吸気圧
を得るのに必要な油量に制御される。

【０００９】第２の発明にかかる内燃機関の過給装置に
あっては、油圧タービン、増速機構および過給インペラ
が一体構造となり、小型となるだけでなく、組立の簡易
化および回転バランス調整の簡略化が達成される。

【００１０】

【実施例】図１は本発明にかかる油圧駆動式の内燃機関
の過給装置の構成図であって、４気筒内燃機関の場合を
示す。内燃機関１０のクランクシャフト１０１には油圧
ポンプ１１が直結されており、油圧ポンプ１１から吐出
された作動油は油圧配管１０２を介して油圧タービン１
２に供給される。

【００１１】エアクリーナ１３１から吸入された吸気は
吸気管１３２を介して過給器１４に供給される。過給器
１４内部には油圧タービン１２の出力軸１２１に直結さ
れた過給インペラ１４１が配置されており、過給インペ
ラ１４１が回転することにより吸気は加圧されてインテ
ークマニホールド１３３に供給される。なおインテーク
マニホールド１３３の入口には内燃機関１０に供給する
吸気量を調整するためのスロットル弁１３４が設置され
ている。

【００１２】インテークマニホールド１３３に供給され
た吸気は、吸気枝管１３５ａ〜ｄを介して内燃機関１０
に吸気される。インテークマニホールド１３３の吸気圧
は吸気圧検出配管１３６によって油圧ポンプ１１にフィ
ードバックされ、吸気圧に応じた油量が油圧ポンプ１１
から吐出される。

【００１３】図２は油圧ポンプ１１の断面図であって、
油圧インペラ１１１には４枚の翼１１１ａ〜ｄが配置さ
れている。また図３は油圧インペラ１１１およびポンプ
ハウジング１１２に嵌め込まれるインペラリング１１３
の斜視図である。インペラリング１１３には４枚の翼１
１１ａ〜ｄが挿入される穴１１３ａ〜ｄが開口してお
り、油圧インペラ１１１ａ〜ｄと穴１１３ａ〜ｄとが相
互に嵌合するように組み立てられる。

【００１４】油圧インペラ１１１は内燃機関のクランク
シャフト１０１に直結されており、内燃機関の回転によ
って油圧インペラ１１１が駆動されると油圧インペラ１
１１にタンク１１４から吸い込み管１１５を介して作動
油が供給される。油圧インペラ１１１の回転によって加
圧された作動油はポンプハウジング１１２に設けられた
吐出口１１６から吐出され、油圧配管１０２を介して油
圧タービン１２に供給される。

【００１５】油圧インペラ１１１の背面とポンプハウジ
ング１１２との間には、油量調整室１１７が設けられて
おり吸気圧検出配管１３６に連通している。ポンプハウ
ジング１１２は弾性体（例えばバネ）１１８によって油
圧インペラ１１１背面に向かって付勢されているため、
吸気圧が低い場合には油圧インペラ１１１ａ〜ｄは穴１
１３ａ〜ｄから引き出された状態となる。従って油圧ポ
ンプ１１から吐出される油量は多くなる。

【００１６】過給インペラ１４１が回転して吸気圧が上
昇すると油量調整室１１７内の圧力も上昇するため、油
量調整室１１７の容積が弾性体１１８の付勢力に抗して
増大し油圧インペラ１１１ａ〜ｄは穴１１３ａ〜ｄに挿
入され、吐出される油量は減少する。即ち吸気圧に応じ
た油量が油圧ポンプ１１から油圧タービン１２に供給さ
れる。

【００１７】図４は油圧タービンの断面図（イ）および
上面図（ロ）である。加圧された作動油は油圧タービン
１２のハウジング１２２に形成された作動油流路１２３
に供給され、タービンインペラ１２４に衝突した後、排
油口１２５からタンク１１４に回収される。タービンイ
ンペラ１２４はアウタロータ１２６の底面に設置されて
いるため、作動油が衝突することによりタービンインペ
ラ１２４に生じる回転力によりアウタロータ１２６が回
転駆動される。

【００１８】アウタロータ１２６の内周にはギヤが形成
されるとともに、内側にはアウタロータ１２６と同軸に
配置されるサンギヤ１２７と３つのプラネタリギヤ１２
８ａ〜ｃとが設置されている。プラネタリギヤ１２８ａ
〜ｃはアウタロータ１２６の内周に形成されたギヤとサ
ンギヤ１２７の双方に嵌合し、アウタロータ１２６の回
転を増速する増速機構を形成する。なおサンギヤ１２７
と過給インペラ１４１とは直結することができ、回転バ
ランスを予め調整可能とするために一体構造とすること
が望ましい。

【００１９】またプラネタリギヤ１２８ａ〜ｃの回転軸
は、作動油流路１２３の直上に配置され中空に形成さ
れ、サンギヤ１２７の回転軸も中空に形成される。そし
て作動油の一部はプラネタリギヤ１２８ａ〜ｃの回転
軸、サンギヤ１２７の回転軸に供給され、プラネタリギ
ヤ１２８ａ〜ｃの回転軸およびサンギヤ１２７の回転軸
に開口する給油口から噴出し、潤滑油として機能する。

【００２０】この構成により潤滑油供給のためのオイル
ジェット構造が不要となり、構造を簡略化することが可
能となる。さらにサンギヤ１２７の回転軸を支持するフ
ローティングブッシュ１２９の内側から潤滑油を供給す
ることができるため、油膜形成が良好となり軸受耐力が
向上する。

【００２１】さらにフローティングブッシュ１２９を半
円状の２分割構造とすることによりオイルホイップを抑
制でき、さらに軸受耐力を向上させることが可能とな
る。即ち本発明にかかる油圧駆動式の内燃機関の過給装
置によれば、吸気圧力に応じて油圧ポンプの吐出量が調
整されるため、内燃機関の出力を無駄に使用することが
防止される。

【００２２】さらに増速機構を油圧タービンの中に組み
込むことができるため全体を小型化することができるだ
けでなく、サンギヤと過給インペラとを一体構造とした
場合には組立前に一体構造の回転バランスを調整するこ
とができ、組立によるアンバランスの発生を抑制するこ
とが可能となる。また油圧ポンプと油圧タービンとは油
圧配管で接続されるため、油圧タービンの取り付け位
置、姿勢は特に制限されない。そして過給インペラを上
向きに搭載した場合には油圧タービンからの作動油の漏
洩を防止するうえで特に有利となる。

【００２３】

【発明の効果】第１の発明にかかる内燃機関の過給装置
によれば、過給インペラによって過給された吸気圧が油
圧ポンプにフィードバックされ、油圧ポンプの吐出量を
吸気圧を得るのに必要な油量に制御されるため、内燃機
関の動力の無駄な使用を防止することが可能となり燃費
を向上することが可能となる。

【００２４】第２の発明にかかる内燃機関の過給装置に
よれば、油圧タービン、増速機構および過給インペラを
が一体構造とすることができ、小型化できるだけでな
く、組立の簡易化および回転バランス調整の簡略化が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる内燃機関の過給装置の構成図で
ある。

【図２】油圧ポンプの断面図である。

【図３】油圧インペラとインペラリングの斜視図であ
る。

【図４】油圧タービンおよび上面図である。

【符号の説明】

１０…内燃機関 １０１…クランクシャフト １０２…油圧配管 １１…油圧ポンプ １２…油圧タービン １３１…エアクリーナ １３２…吸気管 １３３…インテークマニホールド １３４…スロットル弁 １３５ａ〜ｄ…吸気枝管 １３６…吸気圧検出配管 １４…過給装置 １４１…過給インペラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関によって駆動される油圧ポンプ
   と、 前記油圧ポンプによって吐出される高圧油によって駆動
   される油圧タービンと、 前記油圧タービンに入力軸が接続され、前記油圧タービ
   ンの回転速度を増速して出力軸に出力する増速機構と、 前記出力軸に結合される過給インペラと、を具備する内
   燃機関の過給装置において、 前記油圧ポンプが前記過給用インペラによって加圧され
   た吸気圧力に応じて吐出量を変更する吐出量変更手段を
   含むことを特徴とする内燃機関の過給装置。
2. 【請求項２】 前記増速機構が、 前記油圧タービンが結合される入力軸に直結されるアウ
   ターギヤと、 前記アウターギヤの内側に入力軸と同軸に配置され、出
   力軸に結合されるサンギヤと、 前記アウターギヤの内側に配置され、前記アウターギヤ
   および前記サンギヤの双方に嵌合するプラネタリギヤ
   と、から構成されることを特徴とする請求項１に記載の
   内燃機関の過給装置。