JPS58200033A - タ−ボコンパウンドエンジン - Google Patents
タ−ボコンパウンドエンジンInfo
- Publication number
- JPS58200033A JPS58200033A JP57082738A JP8273882A JPS58200033A JP S58200033 A JPS58200033 A JP S58200033A JP 57082738 A JP57082738 A JP 57082738A JP 8273882 A JP8273882 A JP 8273882A JP S58200033 A JPS58200033 A JP S58200033A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- turbine
- output
- engine
- exhaust
- combustor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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
- F02B41/00—Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
- F02B41/02—Engines with prolonged expansion
- F02B41/10—Engines with prolonged expansion in exhaust turbines
-
- 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)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はターボ過給機からの排気エネルギをさらに出力
タービンで回収し、これをエンジン出力として還元する
ようにしたターボコンパウンドエンジンの改良に関する
。
タービンで回収し、これをエンジン出力として還元する
ようにしたターボコンパウンドエンジンの改良に関する
。
エンジンの比出力の向ヒあるいは燃費の低減を目的とし
て、排気エネルギで給気コンプレッサを駆動するように
したターボ過給エンジンが周知であるが、さらにターボ
過給機からの排気エネルギをも回収してこれをエンジン
出力として還元することにより可及的に効率を高めるよ
うにしたターボコンパウンドエンジンというものが考え
られている。
て、排気エネルギで給気コンプレッサを駆動するように
したターボ過給エンジンが周知であるが、さらにターボ
過給機からの排気エネルギをも回収してこれをエンジン
出力として還元することにより可及的に効率を高めるよ
うにしたターボコンパウンドエンジンというものが考え
られている。
ターボ過給機２の排気タービン２ａに導入して給気コン
プレッサ２ｂを駆動するとともに、排気タービン２ａを
通過した排気で出力タービーン３（回収タービン）を駆
動し、その回転力を減速歯車列等からなる動力伝達装置
４を介してエンジン出力軸１ａへと伝えるようになって
いる。なお、５は過給気を冷却して吸気充填率及びノッ
キング限界を高めるためのアフタクーラ、４ａは出力タ
ービン３とエンジン出力軸１ａとの間で生じる回転差を
吸収するための流体継手である。（山海堂発行１−内燃
機関」２０巻５号Ｐ、３４〜４０参照）このターボコン
パウンドエンジンによると、排気タービン２ａを通過し
た排気の残存エネルギがさらに出力タービン３を介して
輸出力とじて回収されるので、効率向−ヒを目的とした
排気エネルギの有効利用という点では確かに有望な面が
ある。
プレッサ２ｂを駆動するとともに、排気タービン２ａを
通過した排気で出力タービーン３（回収タービン）を駆
動し、その回転力を減速歯車列等からなる動力伝達装置
４を介してエンジン出力軸１ａへと伝えるようになって
いる。なお、５は過給気を冷却して吸気充填率及びノッ
キング限界を高めるためのアフタクーラ、４ａは出力タ
ービン３とエンジン出力軸１ａとの間で生じる回転差を
吸収するための流体継手である。（山海堂発行１−内燃
機関」２０巻５号Ｐ、３４〜４０参照）このターボコン
パウンドエンジンによると、排気タービン２ａを通過し
た排気の残存エネルギがさらに出力タービン３を介して
輸出力とじて回収されるので、効率向−ヒを目的とした
排気エネルギの有効利用という点では確かに有望な面が
ある。
しかしながら、排気タービン２ａを通過する過程で排気
が膨張し、その温度がかなり低下するため、出力タービ
ン３それ自体の効率という点で限界があり、このため構
造が複雑化するわ９には顕著な性能向ト効来が得られな
いのが現状である。
が膨張し、その温度がかなり低下するため、出力タービ
ン３それ自体の効率という点で限界があり、このため構
造が複雑化するわ９には顕著な性能向ト効来が得られな
いのが現状である。
これに対して、第２図に示したように、ターボ過給機２
のコンプレッサ２ｂがら排気タービニ、ｙ２ｇへとエン
ジン１を迂回して空気を供給する通路６と、この通路６
の空気に燃料を供給してこれを着火燃焼させる燃焼器７
とを設け、エンジン１がらの排気のみならず前記燃焼ガ
スをも排気タービン２ａに供給することにより、ターボ
過給の欠点とされるエンジシ低速域での効率低下を補う
ようにしたものが提案されている（仏ハイパーバ社ノシ
ステム；仏特許２０８７０９５号又は特開昭４８−５０
１１１号公報）。
のコンプレッサ２ｂがら排気タービニ、ｙ２ｇへとエン
ジン１を迂回して空気を供給する通路６と、この通路６
の空気に燃料を供給してこれを着火燃焼させる燃焼器７
とを設け、エンジン１がらの排気のみならず前記燃焼ガ
スをも排気タービン２ａに供給することにより、ターボ
過給の欠点とされるエンジシ低速域での効率低下を補う
ようにしたものが提案されている（仏ハイパーバ社ノシ
ステム；仏特許２０８７０９５号又は特開昭４８−５０
１１１号公報）。
このシステムによると、燃焼器７を介しての燃焼ガスを
排気タービン２ａへと供給することにより何時でもター
ボ過給機２をフル作動させることができるので、第３図
に示したように低速域での出力特性を大巾に改善するこ
とが可能である。ただし、エンジン最大出力の向上とい
う点に関しては、燃焼器７等を持たない通常のターボ過
給の場合と同様に、エンジン本体１の機械的強度の面か
ら限界を生じるので格別の利点は見出せない（第３図参
照）。
排気タービン２ａへと供給することにより何時でもター
ボ過給機２をフル作動させることができるので、第３図
に示したように低速域での出力特性を大巾に改善するこ
とが可能である。ただし、エンジン最大出力の向上とい
う点に関しては、燃焼器７等を持たない通常のターボ過
給の場合と同様に、エンジン本体１の機械的強度の面か
ら限界を生じるので格別の利点は見出せない（第３図参
照）。
そこで本発明は、ターボコンパウンドエンジンにおける
排気エネルギの有効利用と、その結果としての効率向上
、及びエンジンの機械的強度に制約されない出力向上化
を達成することを目的とするＯ このために本発明では、ディーゼルエンジンの排気中に
は常時余剰な空気（酸素）が含まれることに着目し、デ
ィーゼルのターボコンパウンドエンジン、すなわちエン
ジンの排気エネルギで作動するターボ過給機と、このタ
ーボ過給機の排気タービンからの排気エネルギで作動す
る出力タービンと、この出力タービンの回転力をエンジ
ン出力軸に伝達する動力伝達装置とを備えたディーゼル
エンジンにおいて、前記排気タービンと出力タービンと
を接続する排気通路の途中に位置する燃焼器と、この燃
焼器に燃料を供給する燃料供給装置とを備えた排気加熱
装置を設ける。
排気エネルギの有効利用と、その結果としての効率向上
、及びエンジンの機械的強度に制約されない出力向上化
を達成することを目的とするＯ このために本発明では、ディーゼルエンジンの排気中に
は常時余剰な空気（酸素）が含まれることに着目し、デ
ィーゼルのターボコンパウンドエンジン、すなわちエン
ジンの排気エネルギで作動するターボ過給機と、このタ
ーボ過給機の排気タービンからの排気エネルギで作動す
る出力タービンと、この出力タービンの回転力をエンジ
ン出力軸に伝達する動力伝達装置とを備えたディーゼル
エンジンにおいて、前記排気タービンと出力タービンと
を接続する排気通路の途中に位置する燃焼器と、この燃
焼器に燃料を供給する燃料供給装置とを備えた排気加熱
装置を設ける。
上記排気加熱装置は１．例えばアクセルペダル開度等か
らエンジン負荷状態を検出する周知の制御系統を介して
制御し、大出力が要求される高置荷時に燃焼器に燃料を
供給してこれを排気中の余剰空気で燃焼させる。これに
より、排気タービンを通過して低温化した排気は再び高
温化して出力タービンへと流入する。この結果、出力タ
ービンが効率良く作動し、て充分な出力向上効果が得ら
れるのである。
らエンジン負荷状態を検出する周知の制御系統を介して
制御し、大出力が要求される高置荷時に燃焼器に燃料を
供給してこれを排気中の余剰空気で燃焼させる。これに
より、排気タービンを通過して低温化した排気は再び高
温化して出力タービンへと流入する。この結果、出力タ
ービンが効率良く作動し、て充分な出力向上効果が得ら
れるのである。
以下、本発明の実施例を第４図または第５図に基づいて
説明する。
説明する。
第４図において、１１はディーゼルエンジン（本体）、
１２はターボ過給機、１３は出力タービン、１４は動力
伝達装置である。また、１２ａは前記ターボ過給機１２
の排気タービン、１２ｂは同じくコンプレッサ、１１ａ
はエンジン１１の出力軸、１６は排気タービン１２ａと
出力タービン１３とを接続する排気通路、１７はこの排
気通路１６の途中に位置した燃焼器である。さらに、１
８〜２０は前記燃焼器１７へと燃料を供給する燃料供給
装置を形成するものであって、１８は燃料タンク、１９
は燃料タンク１８と燃焼器１７とを接続する燃料通路、
２０は制御系統（図示せず）からの指令に基づき所定の
高負荷運転時に燃料タンク１８の燃料を通路１９を介し
て燃焼器１７へと圧送するポンプである。
１２はターボ過給機、１３は出力タービン、１４は動力
伝達装置である。また、１２ａは前記ターボ過給機１２
の排気タービン、１２ｂは同じくコンプレッサ、１１ａ
はエンジン１１の出力軸、１６は排気タービン１２ａと
出力タービン１３とを接続する排気通路、１７はこの排
気通路１６の途中に位置した燃焼器である。さらに、１
８〜２０は前記燃焼器１７へと燃料を供給する燃料供給
装置を形成するものであって、１８は燃料タンク、１９
は燃料タンク１８と燃焼器１７とを接続する燃料通路、
２０は制御系統（図示せず）からの指令に基づき所定の
高負荷運転時に燃料タンク１８の燃料を通路１９を介し
て燃焼器１７へと圧送するポンプである。
燃焼器１７は、第５図に示したように、排気通路１６の
途中に嵌装される略筒状のライナ（燃焼筒）１７ａと、
このライナ１７ａの内側に燃料通路１９を介しての燃料
を噴射する燃料噴射弁１７ｂ。
途中に嵌装される略筒状のライナ（燃焼筒）１７ａと、
このライナ１７ａの内側に燃料通路１９を介しての燃料
を噴射する燃料噴射弁１７ｂ。
及び噴射燃料に点火する点火栓１７ｃなどを備える。ラ
イナ１７ｍは耐熱性合金やアルミナ系セラミック等から
なり、頂部周辺に開口した一次孔＋７ｄ並びに下流側局
面に開口した二次孔１７ｅを介して導入［７た排気を燃
料と混合して燃やし、この燃焼ガスを下流側に押し出す
。なお、ディーゼルエンジン１１からの排気中には、既
述したように余剰な空気が存在し、例えば全負荷時であ
っても空気過剰率λ＝１．３程度で、エンジン１１が要
求する空気量に対して３割程度の余分な空気が燃焼のた
めに費されることなく排出される。従って、前に述べた
ように【７て燃料を燃やして排気温度を充分に高めるこ
とが可能である。また、この場合連続燃焼であるから、
燃料として低質の、例えば重油などを使用することがで
きる。一方、点火栓１７ｃは、上記制御系統を介して、
所定の＾負荷運転状態に至ったときにスイく−クして燃
料に点火するように制御される。
イナ１７ｍは耐熱性合金やアルミナ系セラミック等から
なり、頂部周辺に開口した一次孔＋７ｄ並びに下流側局
面に開口した二次孔１７ｅを介して導入［７た排気を燃
料と混合して燃やし、この燃焼ガスを下流側に押し出す
。なお、ディーゼルエンジン１１からの排気中には、既
述したように余剰な空気が存在し、例えば全負荷時であ
っても空気過剰率λ＝１．３程度で、エンジン１１が要
求する空気量に対して３割程度の余分な空気が燃焼のた
めに費されることなく排出される。従って、前に述べた
ように【７て燃料を燃やして排気温度を充分に高めるこ
とが可能である。また、この場合連続燃焼であるから、
燃料として低質の、例えば重油などを使用することがで
きる。一方、点火栓１７ｃは、上記制御系統を介して、
所定の＾負荷運転状態に至ったときにスイく−クして燃
料に点火するように制御される。
このような構成から、運転員□荷が比較的低い状態では
、上記燃焼器１７並びにポンプ２０等からなる排気加熱
装置は作動せず、従って第１図と同様に出力タービン１
３は排気タービン１２ａを介してのエンジン排気のみを
エネルギ源として作動し、その出力を動力伝達装置１４
を介してエンジン出力軸１１ａへと作用させる。これに
対して、運転負荷がある程度増加して所定の高負荷状態
になると、上述したようにして燃焼器１７で加熱されて
膨張した排気が出方タービン１３へと送す込まれるため
、出力タービン１３の効率が上昇して強力な回転力を発
生するようになる。この結果、ターボ過給の効果と相挨
って、エンジン全体として著しい出力の向上が達成され
るのである。
、上記燃焼器１７並びにポンプ２０等からなる排気加熱
装置は作動せず、従って第１図と同様に出力タービン１
３は排気タービン１２ａを介してのエンジン排気のみを
エネルギ源として作動し、その出力を動力伝達装置１４
を介してエンジン出力軸１１ａへと作用させる。これに
対して、運転負荷がある程度増加して所定の高負荷状態
になると、上述したようにして燃焼器１７で加熱されて
膨張した排気が出方タービン１３へと送す込まれるため
、出力タービン１３の効率が上昇して強力な回転力を発
生するようになる。この結果、ターボ過給の効果と相挨
って、エンジン全体として著しい出力の向上が達成され
るのである。
以上のように本発明によれば、出力タービン−＼の排気
を加熱してタービン効率を高めるようにしたことから、
エンジン本体の機械的強度上あるいは異常燃焼防止上の
負担 ′ −１肴橋蕃手手今を増化することな
くターボ・・パラ １；／ドー／ジ〜とじての綜合的な
出方の向上を図る ；ことができ、あるいは出方タービ
ンを介しての出力向−Ｅ分だけエンジン本体を小型軽量
化できるという効果を生じる。さらに本発明では、排気
を連続的に再燃焼させる関係上、排気中の未燃成分やス
モーク等を燃やしつくして排気を浄化できるという効果
をも期待できる。
を加熱してタービン効率を高めるようにしたことから、
エンジン本体の機械的強度上あるいは異常燃焼防止上の
負担 ′ −１肴橋蕃手手今を増化することな
くターボ・・パラ １；／ドー／ジ〜とじての綜合的な
出方の向上を図る ；ことができ、あるいは出方タービ
ンを介しての出力向−Ｅ分だけエンジン本体を小型軽量
化できるという効果を生じる。さらに本発明では、排気
を連続的に再燃焼させる関係上、排気中の未燃成分やス
モーク等を燃やしつくして排気を浄化できるという効果
をも期待できる。
第１図は従来のターバコンパウンドエンシンノ櫃略構成
図である。第２図はその他の従来例の概略構成図、第３
図はその全負荷性能曲線図である。 第４図は本発明の一実施例の概略構成図、第５図はその
燃焼器の拡大〜■面図である。 １１・・・ディーゼルエンジン（本体）、１１ａ・・・
エンジン出力軸、１２・・・ターボ過給器、１２ａ・・
・排気タービン、１３・・・出力タービン、１４・・・
動力伝達装置、１６・・・排気タービンと２次タービン
とを接続する排気通路、１７・・・燃焼器、１８・・・
燃料タンク、１９・・・燃料通路、２ｏ・・・ポンプ。 第１図 ０ 第２図 第３図
図である。第２図はその他の従来例の概略構成図、第３
図はその全負荷性能曲線図である。 第４図は本発明の一実施例の概略構成図、第５図はその
燃焼器の拡大〜■面図である。 １１・・・ディーゼルエンジン（本体）、１１ａ・・・
エンジン出力軸、１２・・・ターボ過給器、１２ａ・・
・排気タービン、１３・・・出力タービン、１４・・・
動力伝達装置、１６・・・排気タービンと２次タービン
とを接続する排気通路、１７・・・燃焼器、１８・・・
燃料タンク、１９・・・燃料通路、２ｏ・・・ポンプ。 第１図 ０ 第２図 第３図
Claims (1)
- エンジンの排気エネルギで作動するターボ過給機と、こ
のターボ過給機の排気タービンからの排気エネルギで作
動する出力タービンと、この出力タービンの回転力をエ
ンジン出力軸に伝達する動力伝達装置とを備えたディー
ゼルエンジンにおいて、前記排気タービンと出力タービ
ンとを接続する排気通路の途中に位置する燃焼器と、こ
の燃焼器に燃料を供給する燃料供給装置とを備えた排気
加熱装置を設けたことを特徴とするターボコンパウンド
エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57082738A JPS58200033A (ja) | 1982-05-17 | 1982-05-17 | タ−ボコンパウンドエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57082738A JPS58200033A (ja) | 1982-05-17 | 1982-05-17 | タ−ボコンパウンドエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58200033A true JPS58200033A (ja) | 1983-11-21 |
Family
ID=13782751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57082738A Pending JPS58200033A (ja) | 1982-05-17 | 1982-05-17 | タ−ボコンパウンドエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58200033A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6131619A (ja) * | 1984-07-24 | 1986-02-14 | Mayekawa Mfg Co Ltd | 過給機付の内燃機関 |
| US5138840A (en) * | 1988-04-08 | 1992-08-18 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Power transmission apparatus for internal combustion engine including supercharger |
-
1982
- 1982-05-17 JP JP57082738A patent/JPS58200033A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6131619A (ja) * | 1984-07-24 | 1986-02-14 | Mayekawa Mfg Co Ltd | 過給機付の内燃機関 |
| JPH0341649B2 (ja) * | 1984-07-24 | 1991-06-24 | ||
| US5138840A (en) * | 1988-04-08 | 1992-08-18 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Power transmission apparatus for internal combustion engine including supercharger |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8820056B2 (en) | Rich fuel mixture super-turbocharged engine system | |
| US8677751B2 (en) | Rich fuel mixture super-turbocharged engine system | |
| JP4592816B2 (ja) | Ｓｃｒ反応器を備える大型ターボ過給型ディーゼルエンジン | |
| JPS6017930B2 (ja) | 内燃機関の燃焼室の始動方法 | |
| US3423927A (en) | Installation for the operation of a diesel engine with exhaust gas turbo-charger | |
| JP2005146893A (ja) | 内燃機関および内燃機関の制御方法 | |
| GB2197907A (en) | Exhaust-gas-turbocharged low-compression multi-cylinder diesel | |
| SE9401651D0 (sv) | Förbränningsmotor av turbocompoundtyp med avgasbroms | |
| AU2009350143A1 (en) | Improving fuel efficiency for a piston engine using a super-turbocharger | |
| WO2006051299A1 (en) | A pressure-charged gasoline internal combustion engine | |
| WO2012170001A1 (en) | Rich fuel mixture super-turbocharged engine system | |
| JP2009209809A (ja) | エンジンの過給装置 | |
| US9677465B2 (en) | Natural gas engine and operation method for natural gas engine | |
| JP2015531455A (ja) | 駆動シャフトを駆動するための熱エンジン | |
| JP2019090378A (ja) | 過給機付エンジン | |
| JP6634774B2 (ja) | 天然ガスエンジン及び天然ガスエンジンの遮熱方法 | |
| JP2598060B2 (ja) | 内燃機関の作動サイクルを制御する方法とその実施方法 | |
| US4913098A (en) | Waste heat steam supercharger | |
| JPS58200033A (ja) | タ−ボコンパウンドエンジン | |
| JP6907691B2 (ja) | 圧縮天然ガス機関の吸排気構造 | |
| JP2905315B2 (ja) | 過給機付ディーゼルエンジンの吸気装置 | |
| JPS58119922A (ja) | タ−ボ過給機付エンジン | |
| JPH11280502A (ja) | ターボチャージャを備えたミラーサイクル型ガスエンジン | |
| JP6666945B2 (ja) | 内燃エンジンシステムの少なくとも一部における温度を上昇させるための方法ならびにこのようなシステムを備える車両 | |
| JP2781928B2 (ja) | パルス燃焼器 |