JPH1026027A - エンジンの過給装置 - Google Patents
エンジンの過給装置Info
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- JPH1026027A JPH1026027A JP8180512A JP18051296A JPH1026027A JP H1026027 A JPH1026027 A JP H1026027A JP 8180512 A JP8180512 A JP 8180512A JP 18051296 A JP18051296 A JP 18051296A JP H1026027 A JPH1026027 A JP H1026027A
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- 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
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/22—Control of the pumps by varying cross-section of exhaust passages or air passages, e.g. by throttling turbine inlets or outlets or by varying effective number of guide conduits
- F02B37/225—Control of the pumps by varying cross-section of exhaust passages or air passages, e.g. by throttling turbine inlets or outlets or by varying effective number of guide conduits air passages
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- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エンジンの低速域でも、遠心圧縮機の圧力比
を高めて過給による加速性能の向上や排気エミッション
の低減を達成し、また、遠心圧縮機の効率を高める。 【解決手段】 エンジンのシリンダに遠心圧縮機で高圧
空気を供給する過給装置において、遠心圧縮機３は、回
転中の羽根車１２に流入する空気流に羽根車１２と同一
方向の旋回を与える空気流旋回機構２１を旋回量調整可
能に設け、エンジンの低速域では、羽根車１２に流入す
る空気流に与える旋回を大きくし、エンジンの高速域で
は、羽根車１２に流入する空気流に与える旋回を小さく
または零にする構成にした。
を高めて過給による加速性能の向上や排気エミッション
の低減を達成し、また、遠心圧縮機の効率を高める。 【解決手段】 エンジンのシリンダに遠心圧縮機で高圧
空気を供給する過給装置において、遠心圧縮機３は、回
転中の羽根車１２に流入する空気流に羽根車１２と同一
方向の旋回を与える空気流旋回機構２１を旋回量調整可
能に設け、エンジンの低速域では、羽根車１２に流入す
る空気流に与える旋回を大きくし、エンジンの高速域で
は、羽根車１２に流入する空気流に与える旋回を小さく
または零にする構成にした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンのシリン
ダに遠心圧縮機で高圧空気を供給する過給装置に関す
る。
ダに遠心圧縮機で高圧空気を供給する過給装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ターボチャージャとも呼ばれる排気ター
ビン過給装置は、エンジンのシリンダに接続した吸気通
路の途中に遠心圧縮機を介在し、エンジンのシリンダに
接続した排気通路の途中にガスタービンを介在し、遠心
圧縮機とガスタービンを同軸に連結している。
ビン過給装置は、エンジンのシリンダに接続した吸気通
路の途中に遠心圧縮機を介在し、エンジンのシリンダに
接続した排気通路の途中にガスタービンを介在し、遠心
圧縮機とガスタービンを同軸に連結している。
【０００３】排気通路を流れる排気ガスでガスタービン
が回転されて遠心圧縮機が回転され、吸気通路を流れる
空気が遠心圧縮機で圧縮され、高圧になった空気がエン
ジンのシリンダに供給される。
が回転されて遠心圧縮機が回転され、吸気通路を流れる
空気が遠心圧縮機で圧縮され、高圧になった空気がエン
ジンのシリンダに供給される。
【０００４】エンジンは、その外周の大気圧より高圧の
空気が供給されることにより、出力特性が向上する。
空気が供給されることにより、出力特性が向上する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、エンジンの
過給装置は、エンジンの低速域では、遠心圧縮機のサー
ジング限界のため、遠心圧縮機の圧力比を十分に高める
ことができず、十分に過給することができない。従っ
て、エンジンの低速域では、過給による加速性能の向上
や排気エミッションの低減を達成することが困難であ
る。
過給装置は、エンジンの低速域では、遠心圧縮機のサー
ジング限界のため、遠心圧縮機の圧力比を十分に高める
ことができず、十分に過給することができない。従っ
て、エンジンの低速域では、過給による加速性能の向上
や排気エミッションの低減を達成することが困難であ
る。
【０００６】また、自動車用エンジンのように運転範囲
が広いエンジンの過給装置においては、遠心圧縮機は、
運転範囲が広く、最高効率点をはずれた条件でも運転さ
れ、小流量域では、効率が高くない。従って、エンジン
の低速域では、過給効率が高いとは言い難い。
が広いエンジンの過給装置においては、遠心圧縮機は、
運転範囲が広く、最高効率点をはずれた条件でも運転さ
れ、小流量域では、効率が高くない。従って、エンジン
の低速域では、過給効率が高いとは言い難い。
【０００７】
【課題を解決するための着眼】エンジンの過給装置にお
いて、遠心圧縮機は、空気入口から回転中の羽根車に流
入する空気流に羽根車と同一方向の旋回を与えると、小
流量域で現れるサージング限界が更に小流量側に移動
し、小流量域でも、圧力比を高めることができ、また、
最高効率点が小流量側に移動し、小流量域でも、効率を
高めることができることを発見した。
いて、遠心圧縮機は、空気入口から回転中の羽根車に流
入する空気流に羽根車と同一方向の旋回を与えると、小
流量域で現れるサージング限界が更に小流量側に移動
し、小流量域でも、圧力比を高めることができ、また、
最高効率点が小流量側に移動し、小流量域でも、効率を
高めることができることを発見した。
【０００８】そこで、遠心圧縮機は、図２に示すよう
に、羽根車と同芯状の空気入口に、回転中の羽根車１２
に流入する空気流に旋回を与える案内羽根２３を、羽根
車１２の軸芯方向からの傾斜角度を調整可能に設け、空
気流量が少なくなるエンジンの低速域では、案内羽根２
３の傾斜角度を大きくして、回転中の羽根車１２に流入
する空気流に羽根車１２と同一方向の大きな旋回を与
え、空気流量が多くなるエンジンの高速域では、案内羽
根２３の傾斜角度を小さくし、または、零にして、回転
中の羽根車１２に流入する空気流に羽根車１２と同一方
向の小さな旋回を与え、または、旋回を与えないことを
考え付いた。
に、羽根車と同芯状の空気入口に、回転中の羽根車１２
に流入する空気流に旋回を与える案内羽根２３を、羽根
車１２の軸芯方向からの傾斜角度を調整可能に設け、空
気流量が少なくなるエンジンの低速域では、案内羽根２
３の傾斜角度を大きくして、回転中の羽根車１２に流入
する空気流に羽根車１２と同一方向の大きな旋回を与
え、空気流量が多くなるエンジンの高速域では、案内羽
根２３の傾斜角度を小さくし、または、零にして、回転
中の羽根車１２に流入する空気流に羽根車１２と同一方
向の小さな旋回を与え、または、旋回を与えないことを
考え付いた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、エンジンのシ
リンダに遠心圧縮機で高圧空気を供給する過給装置にお
いて、遠心圧縮機は、回転中の羽根車に流入する空気流
に羽根車と同一方向の旋回を与える空気流旋回機構を旋
回量調整可能に設け、エンジンの低速域では、羽根車に
流入する空気流に与える旋回を大きくし、エンジンの高
速域では、羽根車に流入する空気流に与える旋回を小さ
くまたは零にする構成にしたことを特徴とするエンジン
の過給装置である。
リンダに遠心圧縮機で高圧空気を供給する過給装置にお
いて、遠心圧縮機は、回転中の羽根車に流入する空気流
に羽根車と同一方向の旋回を与える空気流旋回機構を旋
回量調整可能に設け、エンジンの低速域では、羽根車に
流入する空気流に与える旋回を大きくし、エンジンの高
速域では、羽根車に流入する空気流に与える旋回を小さ
くまたは零にする構成にしたことを特徴とするエンジン
の過給装置である。
【００１０】遠心圧縮機は、エンジンの低速域では、羽
根車に流入する空気流に羽根車と同一方向の大きな旋回
が与えられ、小流量域で現れるサージング限界が更に小
流量側に移動し、また、最高効率点が小流量側に移動す
る。エンジンの高速域では、羽根車に流入する空気流に
与えられる旋回が小さくまたは零になり、最高効率点が
大流量側に戻り、また、空気流に旋回を与えることによ
る圧力損失が少なくなる。
根車に流入する空気流に羽根車と同一方向の大きな旋回
が与えられ、小流量域で現れるサージング限界が更に小
流量側に移動し、また、最高効率点が小流量側に移動す
る。エンジンの高速域では、羽根車に流入する空気流に
与えられる旋回が小さくまたは零になり、最高効率点が
大流量側に戻り、また、空気流に旋回を与えることによ
る圧力損失が少なくなる。
【００１１】
【発明の効果】エンジンの低速域でも、遠心圧縮機の圧
力比を高めて、過給による加速性能の向上や排気エミッ
ションの低減を達成することができ、また、遠心圧縮機
の効率を高めることができる。
力比を高めて、過給による加速性能の向上や排気エミッ
ションの低減を達成することができ、また、遠心圧縮機
の効率を高めることができる。
【００１２】
＜第１例（図１〜図５参照）＞本例のエンジンの過給装
置は、図１に略示するように、自動車用エンジンの排気
タービン過給装置であり、自動車用エンジンの複数のシ
リンダ１の吸気口に接続した吸気通路２の途中に遠心圧
縮機３を介在し、複数のシリンダ１の排気口に接続した
排気通路４の途中にガスタービン５を介在し、遠心圧縮
機３とガスタービン５を同軸に連結している。
置は、図１に略示するように、自動車用エンジンの排気
タービン過給装置であり、自動車用エンジンの複数のシ
リンダ１の吸気口に接続した吸気通路２の途中に遠心圧
縮機３を介在し、複数のシリンダ１の排気口に接続した
排気通路４の途中にガスタービン５を介在し、遠心圧縮
機３とガスタービン５を同軸に連結している。
【００１３】エンジンの排気通路４を流れる排気ガスで
ガスタービン５が回転されて遠心圧縮機３が回転され、
吸気通路２を流れる空気が遠心圧縮機３で圧縮され、高
圧になった空気が各シリンダ１に供給される。
ガスタービン５が回転されて遠心圧縮機３が回転され、
吸気通路２を流れる空気が遠心圧縮機３で圧縮され、高
圧になった空気が各シリンダ１に供給される。
【００１４】遠心圧縮機３は、図２に示すように、ケー
シング１１の中央部に羽根車１２を入れ、羽根車１２の
軸１３をケーシング１１の後部に軸受し、ケーシング１
１の前部に円筒形状の空気入口管１４を羽根車１２と同
芯状に設け、ケーシング１１の外周部にディフューザ１
５と渦巻室１６を内外に同芯状に設けている。渦巻室１
６の大径部には、図示しないが、空気出口管を接続して
いる。
シング１１の中央部に羽根車１２を入れ、羽根車１２の
軸１３をケーシング１１の後部に軸受し、ケーシング１
１の前部に円筒形状の空気入口管１４を羽根車１２と同
芯状に設け、ケーシング１１の外周部にディフューザ１
５と渦巻室１６を内外に同芯状に設けている。渦巻室１
６の大径部には、図示しないが、空気出口管を接続して
いる。
【００１５】羽根車１２は、図３に示すように、円盤形
状の主板１７の中心部に軸１３を貫通して固定し、主板
１７の前面に湾曲板形状の羽根１８を等間隔位置にほぼ
径方向に沿って固定している。
状の主板１７の中心部に軸１３を貫通して固定し、主板
１７の前面に湾曲板形状の羽根１８を等間隔位置にほぼ
径方向に沿って固定している。
【００１６】エンジンの吸気通路２を流れる空気は、遠
心圧縮機３の空気入口管１４から回転中の羽根車１２の
前面の入口に流入し、羽根車１２の羽根１８の間の湾曲
通路を通って、羽根車１２の外周の出口からディフュー
ザ１５を経て渦巻室１６に流入し、高圧になった空気が
渦巻室１６の空気出口管から流出し、エンジンのシリン
ダ１に流入する。
心圧縮機３の空気入口管１４から回転中の羽根車１２の
前面の入口に流入し、羽根車１２の羽根１８の間の湾曲
通路を通って、羽根車１２の外周の出口からディフュー
ザ１５を経て渦巻室１６に流入し、高圧になった空気が
渦巻室１６の空気出口管から流出し、エンジンのシリン
ダ１に流入する。
【００１７】遠心圧縮機３は、図２に示すように、羽根
車１２と同芯状の空気入口に、回転中の羽根車１２に流
入する空気流に羽根車１２と同一方向の旋回を与える空
気流旋回機構２１を旋回量調整可能に設けている。
車１２と同芯状の空気入口に、回転中の羽根車１２に流
入する空気流に羽根車１２と同一方向の旋回を与える空
気流旋回機構２１を旋回量調整可能に設けている。
【００１８】空気流旋回機構２１は、図２に示すよう
に、円筒形状の空気入口管１４の中心を挟む上下の２個
所に、それぞれ、軸２２を空気入口管１４の径方向に貫
通して軸受し、空気入口管１４内に突出した両軸２２の
内側部の後側に、それぞれ、その軸２２の軸芯方向に沿
って略三角板形状の案内羽根２３の前側を固定し、空気
入口管１４の中心に近付くに従って空気入口管１４の軸
芯方向の幅が狭くなる両案内羽根２３を、それぞれ、羽
根車１２の前面の入口の前側に配置している。
に、円筒形状の空気入口管１４の中心を挟む上下の２個
所に、それぞれ、軸２２を空気入口管１４の径方向に貫
通して軸受し、空気入口管１４内に突出した両軸２２の
内側部の後側に、それぞれ、その軸２２の軸芯方向に沿
って略三角板形状の案内羽根２３の前側を固定し、空気
入口管１４の中心に近付くに従って空気入口管１４の軸
芯方向の幅が狭くなる両案内羽根２３を、それぞれ、羽
根車１２の前面の入口の前側に配置している。
【００１９】空気入口管１４外に突出した両軸２２の外
端には、図２に示すように、それぞれ、その軸２２を所
望の角度回転する回転駆動装置２４を連結し、上下の両
案内羽根２３を、それぞれ、その案内羽根２３と対面し
た羽根車１２の羽根１８の移動方向に傾斜可能にし、図
４に示すように、両案内羽根２３がそれぞれ空気入口管
１４と羽根車１２の軸芯方向から傾斜する角度を調整可
能にしている。回転駆動装置２４には、ステップモータ
式、油圧または空圧式のアクチュエータが例示される。
端には、図２に示すように、それぞれ、その軸２２を所
望の角度回転する回転駆動装置２４を連結し、上下の両
案内羽根２３を、それぞれ、その案内羽根２３と対面し
た羽根車１２の羽根１８の移動方向に傾斜可能にし、図
４に示すように、両案内羽根２３がそれぞれ空気入口管
１４と羽根車１２の軸芯方向から傾斜する角度を調整可
能にしている。回転駆動装置２４には、ステップモータ
式、油圧または空圧式のアクチュエータが例示される。
【００２０】両案内羽根２３が羽根車１２の軸芯方向に
配置されて羽根車１２の軸芯方向から傾斜していない
と、両案内羽根２３のない従来の場合と同様に、空気入
口管１４の空気流が羽根車１２の軸芯方向に流れて羽根
車１２の入口に流入する。
配置されて羽根車１２の軸芯方向から傾斜していない
と、両案内羽根２３のない従来の場合と同様に、空気入
口管１４の空気流が羽根車１２の軸芯方向に流れて羽根
車１２の入口に流入する。
【００２１】両案内羽根２３がそれぞれその案内羽根２
３と対面した羽根車１２の羽根１８の移動方向に傾斜し
ていると、各案内羽根２３を通過する空気流がそれぞれ
その案内羽根２３でその傾斜方向に折曲されて羽根車１
２の軸芯方向から傾斜し、回転中の羽根車１２の入口に
流入する空気流が羽根車１２と同一方向に同芯状に旋回
する。
３と対面した羽根車１２の羽根１８の移動方向に傾斜し
ていると、各案内羽根２３を通過する空気流がそれぞれ
その案内羽根２３でその傾斜方向に折曲されて羽根車１
２の軸芯方向から傾斜し、回転中の羽根車１２の入口に
流入する空気流が羽根車１２と同一方向に同芯状に旋回
する。
【００２２】羽根車１２の入口の速度三角形は、両案内
羽根２３が羽根車１２の軸芯方向から傾斜せず、空気入
口管１４を流れる空気流が羽根車１２の軸芯方向から羽
根車１２の入口に流入するときには、図４に破線で示す
ようになり、両案内羽根２３が羽根車１２の軸芯方向か
ら傾斜して、羽根車１２の入口に流入する空気流が羽根
車の羽根１８の移動方向に傾斜するときには、図４に実
線で示すようになる。
羽根２３が羽根車１２の軸芯方向から傾斜せず、空気入
口管１４を流れる空気流が羽根車１２の軸芯方向から羽
根車１２の入口に流入するときには、図４に破線で示す
ようになり、両案内羽根２３が羽根車１２の軸芯方向か
ら傾斜して、羽根車１２の入口に流入する空気流が羽根
車の羽根１８の移動方向に傾斜するときには、図４に実
線で示すようになる。
【００２３】図４中、Ｃは、空気入口管１４を流れる空
気流の絶対速度を示し、Ｕは、羽根車１２の入口の周方
向速度を示し、Ｗは、空気流が羽根車１２の入口に流入
する相対速度を示す。αは、羽根車１２の入口に流入す
る空気流が羽根車１２の軸芯方向から羽根車の羽根１８
の移動方向に傾斜する角度を示し、βは、空気流が羽根
車１２の入口に流入する相対角度を示す。
気流の絶対速度を示し、Ｕは、羽根車１２の入口の周方
向速度を示し、Ｗは、空気流が羽根車１２の入口に流入
する相対速度を示す。αは、羽根車１２の入口に流入す
る空気流が羽根車１２の軸芯方向から羽根車の羽根１８
の移動方向に傾斜する角度を示し、βは、空気流が羽根
車１２の入口に流入する相対角度を示す。
【００２４】羽根車１２の入口の速度三角形から明らか
なように、両案内羽根２３が羽根車１２の軸芯方向から
傾斜して、羽根車１２の入口に流入する空気流が羽根車
の羽根１８の移動方向に傾斜して羽根車１２と同一方向
に旋回すると、空気流が羽根車１２の入口に流入する相
対角度βがほとんど変化せずに、空気入口管１４を流れ
る空気流の軸芯方向の絶対速度Ｃcosαと、空気流が羽
根車１２の入口に流入する相対速度Ｗが減少する。
なように、両案内羽根２３が羽根車１２の軸芯方向から
傾斜して、羽根車１２の入口に流入する空気流が羽根車
の羽根１８の移動方向に傾斜して羽根車１２と同一方向
に旋回すると、空気流が羽根車１２の入口に流入する相
対角度βがほとんど変化せずに、空気入口管１４を流れ
る空気流の軸芯方向の絶対速度Ｃcosαと、空気流が羽
根車１２の入口に流入する相対速度Ｗが減少する。
【００２５】羽根車１２に流入する空気流が傾斜する角
度αが大きくなるに従って、空気流が羽根車１２に流入
する相対角度βがほとんど変化せずに、空気流の軸芯方
向の絶対速度Ｃcosαと空気流の相対流入速度Ｗ、即
ち、羽根車１２に流入する空気流量が徐々に減少する。
遠心圧縮機３は、空気流が羽根車１２に流入する相対角
度βが羽根車の羽根１８の入口角度に一致して空気流が
羽根車の羽根１８に沿って流れるときに効率が最高にな
り、また、空気流が羽根車の羽根１８から激しく剥離し
て不安定になるとサージングになるので、空気流の傾斜
角度αが大きくなるに従って、最高効率点が小流量側に
移動し、また、サージング限界が小流量側に移動する。
度αが大きくなるに従って、空気流が羽根車１２に流入
する相対角度βがほとんど変化せずに、空気流の軸芯方
向の絶対速度Ｃcosαと空気流の相対流入速度Ｗ、即
ち、羽根車１２に流入する空気流量が徐々に減少する。
遠心圧縮機３は、空気流が羽根車１２に流入する相対角
度βが羽根車の羽根１８の入口角度に一致して空気流が
羽根車の羽根１８に沿って流れるときに効率が最高にな
り、また、空気流が羽根車の羽根１８から激しく剥離し
て不安定になるとサージングになるので、空気流の傾斜
角度αが大きくなるに従って、最高効率点が小流量側に
移動し、また、サージング限界が小流量側に移動する。
【００２６】遠心圧縮機３の空気流量に対する効率と圧
力比の特性は、回転速度がｎ1とｎ2（ｎ1＜ｎ2）である
場合、空気流の傾斜角度αが小さいまたは零のときに
は、図５に細線で示すようになり、空気流の傾斜角度α
が大きいときには、図５に実線で示すようになる。
力比の特性は、回転速度がｎ1とｎ2（ｎ1＜ｎ2）である
場合、空気流の傾斜角度αが小さいまたは零のときに
は、図５に細線で示すようになり、空気流の傾斜角度α
が大きいときには、図５に実線で示すようになる。
【００２７】図５から明らかなように、空気流の傾斜角
度αが大きくなると、効率の最高点が小流量側に移動
し、また、小流量域でサージング線が小流量側に移動し
てエンジン作動線が小流量側に移動する。
度αが大きくなると、効率の最高点が小流量側に移動
し、また、小流量域でサージング線が小流量側に移動し
てエンジン作動線が小流量側に移動する。
【００２８】回転速度が遅くてｎ1である場合、空気流
の傾斜角度αが小さいまたは零のときには、遠心圧縮機
３が有効に作動する最小の空気流量がＱ2であるが、空
気流の傾斜角度αが大きくなると、圧力比と効率がほと
んど変化せずに、最小の空気流量が更に小さくなってＱ
1になる。空気流量がＱ2より少ない領域でも、遠心圧縮
機３が有効に作動する。即ち、エンジンの更に低速の領
域でも、遠心圧縮機３の圧力比を高めて、過給による加
速性能の向上や排気エミッションの低減を達成すること
ができる。
の傾斜角度αが小さいまたは零のときには、遠心圧縮機
３が有効に作動する最小の空気流量がＱ2であるが、空
気流の傾斜角度αが大きくなると、圧力比と効率がほと
んど変化せずに、最小の空気流量が更に小さくなってＱ
1になる。空気流量がＱ2より少ない領域でも、遠心圧縮
機３が有効に作動する。即ち、エンジンの更に低速の領
域でも、遠心圧縮機３の圧力比を高めて、過給による加
速性能の向上や排気エミッションの低減を達成すること
ができる。
【００２９】また、回転速度がｎ1より速くてｎ2であ
り、空気流量が中流量域のＱ3である場合、空気流の傾
斜角度αが小さいまたは零のときには、効率がη1であ
るが、空気流の傾斜角度αが大きくなると、圧力比が変
化せずに、効率が高くなってη2になる。
り、空気流量が中流量域のＱ3である場合、空気流の傾
斜角度αが小さいまたは零のときには、効率がη1であ
るが、空気流の傾斜角度αが大きくなると、圧力比が変
化せずに、効率が高くなってη2になる。
【００３０】図２に示すように、両案内羽根２３の回転
駆動装置２４をエンジンの回転速度に応じて制御する制
御装置２５を設けている。エンジンの低速域では、両案
内羽根２３の傾斜角度を大きくして、羽根車１２に流入
する空気流に与える旋回を大きくし、エンジンの高速域
では、両案内羽根２３の傾斜角度を小さくまたは零にし
て、羽根車１２に流入する空気流に与える旋回を小さく
または零にする。
駆動装置２４をエンジンの回転速度に応じて制御する制
御装置２５を設けている。エンジンの低速域では、両案
内羽根２３の傾斜角度を大きくして、羽根車１２に流入
する空気流に与える旋回を大きくし、エンジンの高速域
では、両案内羽根２３の傾斜角度を小さくまたは零にし
て、羽根車１２に流入する空気流に与える旋回を小さく
または零にする。
【００３１】＜第２例（図６と図７参照）＞本例のエン
ジンの過給装置は、第１例における遠心圧縮機の空気流
旋回機構２１の案内羽根の回転駆動装置２４とその制御
装置２５を簡単な構造にしたものである。
ジンの過給装置は、第１例における遠心圧縮機の空気流
旋回機構２１の案内羽根の回転駆動装置２４とその制御
装置２５を簡単な構造にしたものである。
【００３２】案内羽根２３の傾斜角度をエンジンの回転
速度に応じて制御する制御装置３１は、図６と図７に示
すように、両案内羽根２３の軸２２の外端に、それぞ
れ、その径方向に突出した腕３２を固定し、各腕３２の
先端とケーシング１１の外面の間に螺旋ばね３３を取り
付けて、各軸２２に、それぞれ、その軸２２の後側の案
内羽根２３を羽根車１２の軸芯方向から羽根車の羽根１
８の移動方向に傾斜させる弾性回転力を付与し、ケーシ
ング１１の外面に、各腕３２に当たるストップピン３４
を固定して、各案内羽根２３の傾斜角度が許容角度を越
えない構成にしている。
速度に応じて制御する制御装置３１は、図６と図７に示
すように、両案内羽根２３の軸２２の外端に、それぞ
れ、その径方向に突出した腕３２を固定し、各腕３２の
先端とケーシング１１の外面の間に螺旋ばね３３を取り
付けて、各軸２２に、それぞれ、その軸２２の後側の案
内羽根２３を羽根車１２の軸芯方向から羽根車の羽根１
８の移動方向に傾斜させる弾性回転力を付与し、ケーシ
ング１１の外面に、各腕３２に当たるストップピン３４
を固定して、各案内羽根２３の傾斜角度が許容角度を越
えない構成にしている。
【００３３】エンジンの低速域では、遠心圧縮機の羽根
車１２に流入する空気流の流量が少なく、空気流が螺旋
ばね３３による弾性回転力に抗して各案内羽根２３を回
転させる力が弱く、両案内羽根２３が羽根車の羽根１８
の移動方向に傾斜する角度が大きくなって、羽根車１２
に流入する空気流に与えられる旋回が大きくなる。
車１２に流入する空気流の流量が少なく、空気流が螺旋
ばね３３による弾性回転力に抗して各案内羽根２３を回
転させる力が弱く、両案内羽根２３が羽根車の羽根１８
の移動方向に傾斜する角度が大きくなって、羽根車１２
に流入する空気流に与えられる旋回が大きくなる。
【００３４】エンジンの高速域では、遠心圧縮機の羽根
車１２に流入する空気流の流量が多く、空気流が螺旋ば
ね３３による弾性回転力に抗して各案内羽根２３を回転
させる力が強く、図６と図７に示すように、両案内羽根
２３が羽根車の羽根１８の移動方向に傾斜する角度が小
さくまたは零になって、羽根車１２に流入する空気流に
与えられる旋回が小さくまたは零になる。
車１２に流入する空気流の流量が多く、空気流が螺旋ば
ね３３による弾性回転力に抗して各案内羽根２３を回転
させる力が強く、図６と図７に示すように、両案内羽根
２３が羽根車の羽根１８の移動方向に傾斜する角度が小
さくまたは零になって、羽根車１２に流入する空気流に
与えられる旋回が小さくまたは零になる。
【００３５】その他の点は、第１例におけるのと同様で
ある。
ある。
【００３６】＜第３例（図８参照）＞本例のエンジンの
過給装置は、第１例における遠心圧縮機の空気流旋回機
構２１の案内羽根２３の形状を変えて枚数を増やし、全
案内羽根を連動して傾斜させる機構を設けたものであ
る。
過給装置は、第１例における遠心圧縮機の空気流旋回機
構２１の案内羽根２３の形状を変えて枚数を増やし、全
案内羽根を連動して傾斜させる機構を設けたものであ
る。
【００３７】空気流旋回機構４１は、図８に示すよう
に、円筒形状の空気入口管１４の中心を挟む上下と左右
の４個所に、それぞれ、軸４２を空気入口管１４の径方
向に貫通して軸受し、空気入口管１４内に突出した各軸
４２の内側部の後側と前側に、それぞれ、その軸の軸芯
方向に沿って三角板形状の案内羽根４３を固定し、空気
入口管１４の中心に近付くに従って空気入口管１４の軸
芯方向の幅が狭くなる各案内羽根４３を、それぞれ、羽
根車１２の前面の入口の前側に配置している。
に、円筒形状の空気入口管１４の中心を挟む上下と左右
の４個所に、それぞれ、軸４２を空気入口管１４の径方
向に貫通して軸受し、空気入口管１４内に突出した各軸
４２の内側部の後側と前側に、それぞれ、その軸の軸芯
方向に沿って三角板形状の案内羽根４３を固定し、空気
入口管１４の中心に近付くに従って空気入口管１４の軸
芯方向の幅が狭くなる各案内羽根４３を、それぞれ、羽
根車１２の前面の入口の前側に配置している。
【００３８】全案内羽根４３を連動して傾斜させる機構
は、図８に示すように、空気入口管１４外に突出した各
軸４２の外端にそれぞれピニオン４４を固定し、ケーシ
ング１１の外周段部に軸受４５を介して円環形状のフェ
ースギヤ４６を嵌合し、フェースギヤ４６に各ピニオン
４４を噛み合わせている。いずれかのピニオン４４また
はフェースギヤ４６を回転すると、４枚のピニオン４４
が同様に回転して、４枚の案内羽根４３が連動して傾斜
する。
は、図８に示すように、空気入口管１４外に突出した各
軸４２の外端にそれぞれピニオン４４を固定し、ケーシ
ング１１の外周段部に軸受４５を介して円環形状のフェ
ースギヤ４６を嵌合し、フェースギヤ４６に各ピニオン
４４を噛み合わせている。いずれかのピニオン４４また
はフェースギヤ４６を回転すると、４枚のピニオン４４
が同様に回転して、４枚の案内羽根４３が連動して傾斜
する。
【００３９】１本の軸４２には、図８に示すように、そ
の軸４２を所望の角度回転する回転駆動装置２４を連結
し、回転駆動装置２４をエンジンの回転速度に応じて制
御する制御装置２５を設けている。エンジンの低速域で
は、全案内羽根４３の傾斜角度を大きくして、羽根車１
２に流入する空気流に与える旋回を大きくし、エンジン
の高速域では、全案内羽根４３の傾斜角度を小さくまた
は零にして、羽根車１２に流入する空気流に与える旋回
を小さくまたは零にする。
の軸４２を所望の角度回転する回転駆動装置２４を連結
し、回転駆動装置２４をエンジンの回転速度に応じて制
御する制御装置２５を設けている。エンジンの低速域で
は、全案内羽根４３の傾斜角度を大きくして、羽根車１
２に流入する空気流に与える旋回を大きくし、エンジン
の高速域では、全案内羽根４３の傾斜角度を小さくまた
は零にして、羽根車１２に流入する空気流に与える旋回
を小さくまたは零にする。
【００４０】その他の点は、第１例におけるのと同様で
ある。
ある。
【００４１】回転駆動装置２４は、軸４２に代えてフェ
ースギヤ４６に連結してもよい。ピニオン４４とフェー
スギヤ４６は、ベベルギヤにしてもよい。
ースギヤ４６に連結してもよい。ピニオン４４とフェー
スギヤ４６は、ベベルギヤにしてもよい。
【００４２】全案内羽根を連動して傾斜させる機構４
４，４５，４６は、第１例または第２例における空気流
旋回機構２１に設けて、回転駆動装置２４または弾性回
転力付与機構３２，３３，３４を１個にしてもよい。
４，４５，４６は、第１例または第２例における空気流
旋回機構２１に設けて、回転駆動装置２４または弾性回
転力付与機構３２，３３，３４を１個にしてもよい。
【図１】本発明の実施形態の第１例のエンジンの過給装
置の概略図。
置の概略図。
【図２】同過給装置の遠心圧縮機の縦断面図であって案
内羽根が傾斜していない状態の図。
内羽根が傾斜していない状態の図。
【図３】同過給装置の遠心圧縮機の羽根車の斜視図。
【図４】図２のＡ−Ａ線断面図であって案内羽根が傾斜
している状態の図。
している状態の図。
【図５】同過給装置の遠心圧縮機の空気流量に対する効
率と圧力比の特性線図。
率と圧力比の特性線図。
【図６】第２例の過給装置の遠心圧縮機の縦断面図であ
って案内羽根が傾斜していない状態の図。
って案内羽根が傾斜していない状態の図。
【図７】図６のＢ−Ｂ線断面図。
【図８】第３例の過給装置の遠心圧縮機の縦断面図であ
って案内羽根が傾斜していない状態の図。
って案内羽根が傾斜していない状態の図。
１ エンジンのシリンダ ３ 過給装置の遠心圧縮機 １２ 羽根車 ２１，４１ 空気流旋回機構 ２２，４２ 軸 ２３，４３ 案内羽根 ２４ 回転駆動装置 ２５ 制御装置 ３２ 腕，弾性回転力付与機構 ３３ 螺旋ばね，弾性回転力付与機構 ４４ ピニオン，全案内羽根を連動して傾斜させる機構 ４６ フェースギヤ，全案内羽根を連動して傾斜させる
機構
機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 別所 昭信 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 石野 実 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内
Claims (5)
- 【請求項１】 エンジンのシリンダに遠心圧縮機で高圧
空気を供給する過給装置において、 遠心圧縮機は、回転中の羽根車に流入する空気流に羽根
車と同一方向の旋回を与える空気流旋回機構を旋回量調
整可能に設け、 エンジンの低速域では、羽根車に流入する空気流に与え
る旋回を大きくし、エンジンの高速域では、羽根車に流
入する空気流に与える旋回を小さくまたは零にする構成
にしたことを特徴とするエンジンの過給装置。 - 【請求項２】 空気流旋回機構は、羽根車と同芯状の空
気入口の中心を挟む複数個所に、それぞれ、軸を羽根車
の径方向に軸受し、各軸にそれぞれ案内羽根を固定し、
各案内羽根をそれぞれ羽根車の入口の前側に配置し、回
転中の羽根車に流入する空気流に羽根車と同一方向の旋
回を与える案内羽根を、羽根車の軸芯方向からの傾斜角
度を調整可能に設けたことを特徴とする請求項１に記載
のエンジンの過給装置。 - 【請求項３】 案内羽根の軸に、その軸を所望の角度回
転する回転駆動装置を連結し、回転駆動装置をエンジン
の回転速度に応じて制御する制御装置を設けたことを特
徴とする請求項２に記載のエンジンの過給装置。 - 【請求項４】 案内羽根の軸に、その軸の案内羽根を羽
根車の軸芯方向から傾斜させる弾性回転力を付与し、こ
の弾性回転力に抗して案内羽根を、羽根車に流入する空
気流がその流量に応じて回転させ、エンジンの低速域で
は、案内羽根が羽根車の軸芯方向から傾斜する角度を大
きくし、エンジンの高速域では、案内羽根が羽根車の軸
芯方向から傾斜する角度を小さくまたは零にする構成に
したことを特徴とする請求項２に記載のエンジンの過給
装置。 - 【請求項５】 全案内羽根を連動して傾斜させる機構を
設けたことを特徴とする請求項２，３または４に記載の
エンジンの過給装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18051296A JP3779772B2 (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | エンジンの過給装置とその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18051296A JP3779772B2 (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | エンジンの過給装置とその制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1026027A true JPH1026027A (ja) | 1998-01-27 |
| JP3779772B2 JP3779772B2 (ja) | 2006-05-31 |
Family
ID=16084555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18051296A Expired - Fee Related JP3779772B2 (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | エンジンの過給装置とその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3779772B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003148157A (ja) * | 2001-11-13 | 2003-05-21 | Hitachi Ltd | ターボチャージャのモータ位置制御装置及びモータ装置制御方法 |
| JP2003148156A (ja) * | 2001-11-13 | 2003-05-21 | Hitachi Ltd | ターボチャージャのモータ位置制御装置及びモータ装置制御方法 |
| KR100435743B1 (ko) * | 2001-10-11 | 2004-06-12 | 현대자동차주식회사 | 터보차저 운전 제어장치 |
| JP2004183582A (ja) * | 2002-12-05 | 2004-07-02 | Hitachi Ltd | モータ駆動による位置制御方法および装置 |
| JP2006170215A (ja) * | 2006-01-23 | 2006-06-29 | Hitachi Ltd | ターボチャージャのモータ位置制御装置及びモータ装置制御方法 |
| JP2007298044A (ja) * | 2007-07-18 | 2007-11-15 | Hitachi Ltd | モータ駆動による位置制御装置 |
| JP2011111988A (ja) * | 2009-11-27 | 2011-06-09 | Toyota Central R&D Labs Inc | 過給エンジンシステム |
| JP2011202574A (ja) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Ihi Corp | 過給機付エンジンのｅｇｒ装置 |
| WO2014033878A1 (ja) * | 2012-08-30 | 2014-03-06 | 三菱重工業株式会社 | 遠心圧縮機 |
| KR101483698B1 (ko) * | 2013-09-25 | 2015-01-22 | 현대자동차 주식회사 | 가변 터보차저 |
| JP2015105644A (ja) * | 2013-12-02 | 2015-06-08 | 株式会社豊田中央研究所 | 過給機用圧縮機 |
| JP2017082627A (ja) * | 2015-10-26 | 2017-05-18 | 川崎重工業株式会社 | 自動二輪車のエンジン吸気システム |
| JP2017082629A (ja) * | 2015-10-26 | 2017-05-18 | 川崎重工業株式会社 | 過給機の吸気制御ユニット |
-
1996
- 1996-07-10 JP JP18051296A patent/JP3779772B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100435743B1 (ko) * | 2001-10-11 | 2004-06-12 | 현대자동차주식회사 | 터보차저 운전 제어장치 |
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| WO2014033878A1 (ja) * | 2012-08-30 | 2014-03-06 | 三菱重工業株式会社 | 遠心圧縮機 |
| JP5599528B2 (ja) * | 2012-08-30 | 2014-10-01 | 三菱重工業株式会社 | 遠心圧縮機 |
| EP2863032A4 (en) * | 2012-08-30 | 2015-05-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | CENTRIFUGAL COMPRESSOR |
| US9732756B2 (en) | 2012-08-30 | 2017-08-15 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Centrifugal compressor |
| CN107816440A (zh) * | 2012-08-30 | 2018-03-20 | 三菱重工业株式会社 | 离心压缩机 |
| CN107816440B (zh) * | 2012-08-30 | 2020-03-06 | 三菱重工发动机和增压器株式会社 | 离心压缩机 |
| KR101483698B1 (ko) * | 2013-09-25 | 2015-01-22 | 현대자동차 주식회사 | 가변 터보차저 |
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| JP2017082629A (ja) * | 2015-10-26 | 2017-05-18 | 川崎重工業株式会社 | 過給機の吸気制御ユニット |
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| JP3779772B2 (ja) | 2006-05-31 |
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