JPS5882020A - Turbosupercharger for internal combustion engine - Google Patents

Turbosupercharger for internal combustion engine

Info

Publication number
JPS5882020A
JPS5882020A JP57188920A JP18892082A JPS5882020A JP S5882020 A JPS5882020 A JP S5882020A JP 57188920 A JP57188920 A JP 57188920A JP 18892082 A JP18892082 A JP 18892082A JP S5882020 A JPS5882020 A JP S5882020A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
turbine
engine
compressor
inlet
outlet
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
Application number
JP57188920A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
モ−リス・ミストフスキ−
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF International UK Ltd
Original Assignee
Lucas Industries Ltd
Joseph Lucas Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lucas Industries Ltd, Joseph Lucas Industries Ltd filed Critical Lucas Industries Ltd
Publication of JPS5882020A publication Critical patent/JPS5882020A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F02B37/16Control of the pumps by bypassing charging air
    • F02B37/164Control of the pumps by bypassing charging air the bypassed air being used in an auxiliary apparatus, e.g. in an air turbine
    • 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

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、Ill関の排気ガスによって駆動されるタ
ービンとこのタービンによって駆動されるとともに機関
のインレットマニホルドに接続されて機関内の流体を加
圧するための圧縮機を有する内燃機関用ターボスーパー
チャージャに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention includes a turbine driven by exhaust gas from an engine, and a compressor driven by the turbine and connected to an inlet manifold of an engine to pressurize fluid within the engine. This invention relates to a turbo supercharger for internal combustion engines.

ターボスーパーチャージャは、機関と関連してmtmの
低速及び低負荷時に、機関のインレットマニホルド内に
できるだけ高い圧力を発生させ、できるだけ大きな利冑
をターボスーパーチャージャから得るように設計されて
いる。このようにすると、機関の高速及び高負荷時に過
度の加圧状態が生じることになる。機関が損傷する危険
を最小にするために、加圧の程度を制御するように操作
される種々の形式の弁を設けることが知られている。
The turbo supercharger is designed to generate as high a pressure as possible in the inlet manifold of the engine at low mtm speeds and low loads associated with the engine to obtain as much profit as possible from the turbo supercharger. This would result in excessive pressurization at high engine speeds and high loads. In order to minimize the risk of damage to the engine, it is known to provide various types of valves that are operated to control the degree of pressurization.

この種々の形式の弁としては、例えば、圧縮機の入口及
び出口において絞りになっている弁や、圧縮機の入口と
出口との間に設けられたパイ1<ス弁や、タービンの出
口に設けられた絞り弁や、タービンの入口の手前に設け
られたウェイストゲイト(wastegate )が知
られている。しかし、これらの公知の弁は、機関の燃料
消費麺を大きくすることになるかなり大きな絞りないし
はエネルギ損失を生ずるという欠点がある。
These various types of valves include, for example, valves that act as throttles at the inlet and outlet of the compressor, space valves provided between the inlet and outlet of the compressor, and valves at the outlet of the turbine. Throttle valves installed and wastegates installed before the inlet of the turbine are known. However, these known valves have the disadvantage that they result in considerable throttling or energy losses which increase the fuel consumption of the engine.

この発明の目的は、圧縮機の出口における圧力をエネル
ギ損失を最小に押えた状態でItllllできるターボ
スーパーチャージャを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a turbo supercharger that can control the pressure at the outlet of the compressor while minimizing energy loss.

この発明によれば、機関の排気ガスによって駆動される
第1タービンと、第1タービンにより駆動され、かつ機
関のインレットマニホルドに接続され機関内の流体を加
圧するための圧縮機と、第1タービン及び圧縮機又は機
関により駆動される回転部に機械的に結合されている第
2タービンと、この第2タービンの入口を圧縮機の出口
に接続するための通路とこの通路を通って流れる流体の
流れを制御するための弁とを具備する内燃機関用ターボ
スーパーチャージャが提供される。
According to this invention, the first turbine is driven by the exhaust gas of the engine, the compressor is driven by the first turbine and is connected to the inlet manifold of the engine for pressurizing fluid in the engine, and the first turbine is connected to the inlet manifold of the engine. and a second turbine mechanically coupled to a rotating part driven by the compressor or engine, a passageway for connecting the inlet of the second turbine to the outlet of the compressor, and a passage for fluid flowing through the passageway. A turbo supercharger for an internal combustion engine is provided having a valve for controlling flow.

以下この発明を図面に基づいて説明する。The present invention will be explained below based on the drawings.

第1図は、この発明の内燃機関用ターボスーパーチャー
ジャの一実施例を示し、10は、ケーシングの中に設け
られた半径方向流量型のタービンである。このケーシン
グは、機関12の排気マニホルド11に接続された入口
を有゛する。そしてこの機関12は圧縮点火型のもので
ある。タービンのケーシングは、機関12の排気H@に
接続される出口13を有する。
FIG. 1 shows an embodiment of a turbo supercharger for an internal combustion engine according to the present invention, and 10 is a radial flow type turbine provided in a casing. This casing has an inlet connected to the exhaust manifold 11 of the engine 12. This engine 12 is of a compression ignition type. The turbine casing has an outlet 13 connected to the exhaust H@ of the engine 12.

ケーシング内に主圧縮l114が設けられており、この
ケーシングは、入口15と、機関12のエアインレット
マニホルド16に接続される出口を有する。この圧縮機
14は半径方向流量型のもので、軸17によってタービ
ン10に結合される。ターボスーパーチャージャは、圧
縮点火型機関に取り付けられるもので、機関12に掛る
負荷及び機関の速度が増加するにつれて、機関から出る
排気ガスがタービン10を駆動してインレットマニホル
ド16・に供給される空気を加圧し機関によって発生さ
れる動力を増加せしめるものである。
A main compression l 114 is provided within the casing, which has an inlet 15 and an outlet connected to the air inlet manifold 16 of the engine 12. The compressor 14 is of the radial flow type and is connected to the turbine 10 by a shaft 17. A turbo supercharger is installed in a compression-ignition engine such that as the load on the engine 12 and the speed of the engine increases, the exhaust gases from the engine drive the turbine 10 and the air supplied to the inlet manifold 16 increases. This increases the power generated by the engine.

この発明に基づいて、1III112のインレットマニ
ホルド16内の空気の圧力を制御するために、別のター
ビン18(以下タービン10を第1タービン及びタービ
ン18を第2タービンという。)を設ける。この第2タ
ービン18は軸17に仮設され、通路19の一端に接続
される入口を有する。
Based on this invention, another turbine 18 (hereinafter referred to as the first turbine and the second turbine) is provided to control the pressure of the air in the inlet manifold 16 of the IIII 112. This second turbine 18 is mounted on the shaft 17 and has an inlet connected to one end of the passage 19 .

通路19の他端は圧縮1114の出口に接続されている
。通路19内に弁20が設けられており、この弁20は
、通路19を通って第2タービン18に流入する空気の
流れを制御するように操作される。第2タービン18の
出口は、別の通路21に5− よって圧縮機140入口に接続される。必要があれば、
通路21は、多数の出口又は透孔を有するディフューザ
リング22に接続してもよい。
The other end of passage 19 is connected to the outlet of compression 1114. A valve 20 is provided within passage 19 and is operated to control the flow of air through passage 19 and into second turbine 18 . The outlet of the second turbine 18 is connected to the compressor 140 inlet by another passage 21 . If necessary,
The passageway 21 may connect to a diffuser ring 22 having multiple outlets or through holes.

第2図は機関速度(N)と圧縮1114の出力圧力(P
)との関係を示す。実線は、第2タービン18を設けな
いときの圧縮機14の出力圧力を示す。この場合、圧力
は機関の速度とともに増加し、am内に先に述べた弁の
ような何等かの圧力制御装置を設ける必要があることが
わかる。第2図の破線は、弁20を開くことによって得
られる圧力制御方式を示す。この場合、圧縮機14の出
口からの空気が第2タービン18を駆動し、この空気は
圧縮機14の入口へ戻される。
Figure 2 shows engine speed (N) and compression 1114 output pressure (P
). The solid line indicates the output pressure of the compressor 14 when the second turbine 18 is not provided. In this case it can be seen that the pressure increases with the speed of the engine and it is necessary to provide some pressure control device in the am, such as the valve mentioned above. The dashed line in FIG. 2 shows the pressure control scheme obtained by opening the valve 20. In this case, air from the outlet of the compressor 14 drives the second turbine 18 and this air is returned to the inlet of the compressor 14.

第3図は、機関速度と第1タービン10の入口における
圧力との関係を示す。上方の曲線は従来のものを示し、
中央の曲線は本発明のものを示す。
FIG. 3 shows the relationship between engine speed and pressure at the inlet of the first turbine 10. The upper curve shows the conventional one;
The central curve shows that of the present invention.

第3図の下の曲線は、所望の圧縮機の出口圧力を示す。The lower curve in FIG. 3 shows the desired compressor outlet pressure.

この図から明らかなとおり、従来のターボスーパーチャ
ージャでは排気入口での圧力が本発明の第2タービンを
用いた場合に比べて機関の速6一 度とともに大きく増加する。上方の曲線と中央の曲線と
の簡のハツチングで示した部分は本発明を用いた場合の
エネルギーの節約分を示す。
As is clear from this figure, in the conventional turbo supercharger, the pressure at the exhaust inlet increases significantly as the engine speed increases compared to when the second turbine of the present invention is used. The hatched area between the upper curve and the middle curve shows the energy savings when using the present invention.

第4図はAで示す公知のもの、Bで示す本発明によるも
の及びCで示す望ましいものの機関の燃料消費量を示す
。ハツチングで示す部分は上記のバイパス方式を用いた
場合のエネルギーの節約分を示すら 上述の通り、第2タービン18は、第1タービン10及
び圧縮機14に接続している軸17に結合されている。
FIG. 4 shows the fuel consumption of the known engine, denoted A, the one according to the invention, denoted B, and the preferred one, denoted C. The hatched area shows the energy savings when using the above-described bypass method. There is.

しかし、第2タービン18は機関の回転部分に接続され
、圧縮114の出口から取り入れられた空気より回復さ
れたエネルギーが機関自体に供給されるか、ジェネレー
ターのような機関の付属品に供給されるようにしてもよ
6X0上述の如く、本発明の構造は、公知のターボスー
パーチャージャをほんのわずか変更し、別のタービンを
圧縮機のバックプレートの反対側に設Cするだけで構成
できる。上述の制御方式によって、タービンと圧msを
通常のものよりも小さくするができ、特に回転部分の慣
性を減らすことができる。このことによって、ターボス
ーパーチャージャを、IIl関の加速が行なわれている
間、さらに迅速に応答させることができる。多くのター
ボスーパーチャージャでは、圧縮機の出口からインレッ
トマニホルドへ供給される空気を冷却するために冷却装
[(インタクーラ)を設ける必要がある。
However, the second turbine 18 is connected to the rotating part of the engine and the energy recovered from the air taken from the outlet of the compressor 114 is supplied to the engine itself or to an accessory of the engine such as a generator. As mentioned above, the structure of the present invention can be constructed with only slight modifications to known turbo-superchargers and by placing another turbine on the opposite side of the compressor backplate. The control strategy described above allows the turbine and pressure ms to be made smaller than usual and in particular to reduce the inertia of the rotating parts. This allows the turbo supercharger to respond more quickly during III acceleration. Many turbo superchargers require a cooling system (an intercooler) to cool the air supplied from the compressor outlet to the inlet manifold.

しかし、この発明においては、冷却装M(インタクーラ
)を設ける必要性は減少し、機関へ供給される空気圧の
制御はウェイストゲートを用いることなしに行なうこと
ができる。
However, in the present invention, the necessity of providing the cooling device M (intercooler) is reduced, and the air pressure supplied to the engine can be controlled without using a wastegate.

なおこの発明のターボスーパーチャージャは、従来の気
化器または燃料噴射装置を備えることができるガソリン
機関またはガスエンジンにも用いることができるもので
ある。
Note that the turbo supercharger of the present invention can also be used in gasoline or gas engines that can be equipped with conventional carburetors or fuel injection devices.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、この発明の内燃機関用ターボスーパーチャー
ジャの一実施例を量的に表わしたもの、第2図は、公知
のものと本発明のものの機関速度と圧縮機の出力圧力と
の関係図、第3図は、公知のもの、本発明のもの及び理
想のものの機関速度とタービンの入口における圧力との
関係図、第4図は、公知のもの、本発明のもの及び理想
のものの機関の消費量を示す図である。 10・・・第1タービン、11・・・排気マニホルド、
12・・・機関、13・・・出口、14・・・圧縮機、
15・・・入口、16・・・エアインレットマニホルド
、17・・・軸、18・・・第2タービン、19・・・
通路、20・・・弁、21・・・通路、22・・・デフ
ユーザリング。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 9−
FIG. 1 is a quantitative representation of an embodiment of the turbo supercharger for an internal combustion engine according to the present invention, and FIG. 2 is a graph showing the relationship between the engine speed and the output pressure of the compressor between the known turbo supercharger and the present invention. Figure 3 is a diagram of the relationship between engine speed and pressure at the inlet of the turbine for the known engine, the invention according to the present invention, and the ideal engine. FIG. 10... First turbine, 11... Exhaust manifold,
12... Engine, 13... Outlet, 14... Compressor,
15... Inlet, 16... Air inlet manifold, 17... Shaft, 18... Second turbine, 19...
Passage, 20... Valve, 21... Passage, 22... Differential user ring. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue 9-

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)機関の排気ガスによって駆動される第1タービン
と、この第1タービンにより駆動されるとともに機関の
インレットマニホルドに接続されこの機関内の流体を加
圧するための圧縮機と、第2タービンと、この第2ター
ビンの入口を前記圧縮―の出11 (二 K@ 幡 6
 /、−めの通路 I’ll−’ハ 噛■ ^ 癲っで
流れる流体の流れを1i11御qるための弁とを具備し
、前記第2タービンは前記第1タービン及び前配圧縮機
又は機関により作動される回転部に機械的に結合されて
いることを特徴とする内燃機関用ターボスーパーチャー
ジャ。
(1) A first turbine driven by the exhaust gas of the engine, a compressor driven by the first turbine and connected to the inlet manifold of the engine to pressurize the fluid in the engine, and a second turbine. , the inlet of this second turbine is connected to the compressor output 11 (2 K@Hata 6
The second turbine is equipped with a valve for controlling the flow of the fluid flowing through the first turbine and the front compressor or the second turbine. A turbo supercharger for an internal combustion engine, characterized in that the turbo supercharger is mechanically coupled to a rotating part operated by the engine.
(2)  前記第2タービンの出口が前記圧Ii!機の
入口に接続されていることを特徴とする特許請求の範囲
第(1)項に記載の内燃機関用ターボスーパーチャージ
ャ。 (3119の排気ガスによって駆動される第1タービン
と、この第1タービンにより駆動されるとともにvia
のインレットマニホルドに接続され該機関内の流体を加
圧するための圧縮機と、該圧縮機の入口に接続される出
口を有しかつ前記第1タービン及び前記−圧縮機又は機
関により作動される回転部に機械的に結合されている第
2タービンと、この第2タービンの入口を前記圧縮機の
出口に接続するための通路と、この通路を通って流れる
流体の流れを制御するための弁と、前記第2タービンの
出口を出る空気が前記圧縮機の入口へ通過させるディフ
ューザリングとを具備して成ることを特徴とする内燃機
関用ターボスーパーチャージャ。
(2) The outlet of the second turbine is at the pressure Ii! A turbo supercharger for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the turbo supercharger is connected to an inlet of an engine. (A first turbine driven by the exhaust gas of 3119, and a via
a compressor connected to an inlet manifold of the engine for pressurizing fluid within the engine; and an outlet connected to the inlet of the compressor and rotated by the first turbine and the compressor or the engine. a second turbine mechanically coupled to the compressor; a passage for connecting an inlet of the second turbine to an outlet of the compressor; and a valve for controlling the flow of fluid through the passage. , a diffuser ring for allowing air exiting the outlet of the second turbine to pass to the inlet of the compressor.
JP57188920A 1981-10-27 1982-10-27 Turbosupercharger for internal combustion engine Pending JPS5882020A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8132285 1981-10-27
GB8132285 1981-10-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5882020A true JPS5882020A (en) 1983-05-17

Family

ID=10525409

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57188920A Pending JPS5882020A (en) 1981-10-27 1982-10-27 Turbosupercharger for internal combustion engine

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JPS5882020A (en)
DE (1) DE3237897A1 (en)
ES (1) ES516770A0 (en)
FR (1) FR2515262A1 (en)
IT (1) IT1153254B (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60209631A (en) * 1984-04-03 1985-10-22 Asahi Malleable Iron Co Ltd Method of power transmission and apparatus for the same
DE4205020A1 (en) * 1992-02-19 1993-08-26 Reinhard Weber Exhaust turbocharger for motor vehicle with Diesel- or Otto engine - has compressed air reservoir with compressor connected to additional turbine with stator on common shaft
DE102009029881A1 (en) * 2009-06-22 2010-12-30 Continental Automotive Gmbh Radial compressor for use in exhaust gas turbocharger utilized for passenger car, has compressor wheel arranged in housing, where wheel includes compressor blades for compression of intake air and turbine blades for expansion of air

Also Published As

Publication number Publication date
IT1153254B (en) 1987-01-14
IT8223759A0 (en) 1982-10-15
ES8401183A1 (en) 1983-11-16
ES516770A0 (en) 1983-11-16
FR2515262A1 (en) 1983-04-29
DE3237897A1 (en) 1983-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6311494B2 (en) Exhaust gas recirculation system for a turbocharged internal combustion engine
US6694735B2 (en) Internal combustion engine with an exhaust turbocharger and an exhaust-gas recirculation device
US20070074513A1 (en) Turbo charging in a variable displacement engine
US2773348A (en) Turbo-charger system, involving plural turbine driven superchargers
EP3179079B1 (en) Engine system
KR19990036017A (en) Motor Assist Variable Geometry Turbocharger System
US20180163616A1 (en) Engine system
JPS5982526A (en) Supercharger for internal-combustion engine
JP2002508049A (en) Turbocharger and how to equip it
JP2598060B2 (en) Method for controlling the working cycle of an internal combustion engine and its implementation
JPS5882020A (en) Turbosupercharger for internal combustion engine
JPH10169455A (en) Turbo charger engine
EP3306049A1 (en) Engine system
US10634044B2 (en) Engine system and method using the same
JPS59141709A (en) Exhaust gas purifying device for engine equipped with turbosupercharger
JPS6248051B2 (en)
JPS6210422A (en) Device for supercharging to multicylinder internal combustion engine
JPH0457848B2 (en)
JPS58190516A (en) Supercharger for internal-combustion engine
JPH01195923A (en) Twin turbo internal combustion engine
JPS58190519A (en) Supercharger for internal-combustion engine
JPS61164041A (en) Internal-combustion engine with turbo charger
JPH01322A (en) Turbocharged air-cooled internal combustion engine
JPH0413521B2 (en)
JPS58170827A (en) Supercharging device for internal-combustion engine