JPS59141723A - タ−ボ過給機付エンジンの潤滑装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンノンの排気力スにより駆動されるタービ
ンと、該タービンに回転軸により連結されたブロアとか
らなるターボ過給機を複数個備え、上記各タービンおよ
びブロアをエンジンの排気通路および吸気通路に夫々並
列配設してなるターボ過給機付エンジン、特にターボ過
給機の潤滑構造に関するものである。

従来より、ターボ過給機を用いて吸気を昇圧して充填効
率を向にさせることにより、エンジンの出力性能の向−
Ｌを図る技術思想はよく知られており、現今では、エン
ノンの高速運転時のみならず、低速運転時においても過
給によって出力性能を向トさせたいという要求がある。

ところで、単一のターボ過給機によって上記の要求を満
足することは、ターボ過給機の効率という面から実際上
きわめて困難であり、複数個のターボ過給機を並設する
ことによって、かかる要求に対処しようとする技術思想
が提案されている（実開昭５６−１５９６２６号公報、
特開昭５（）−１１８１１７号公報参照）。

即ち、上記実開昭５６＝１５９６２６号公報には、エン
ジンの低速域に良好な効率を有する低速用ターボ過給機
と、高速域に良好な効率を有する高速用ターボ過給機と
を並設し、エンジンの運転状態に応じて、低速用、高速
用のターボ過給機を切換えて使用するようにしたものが
提案されている。

また、上記特開昭５０−１１８’１１７号公報には、基
本的には等価な１次、２次ターボ過給並設し、吸気量の
少ないエンノンの低速運転時には１次ターボ過給 するエンジンの高速運転時には、１次，２次両方のター
ボ過給機を使用するようにしたちのが提案されている。

かかる複数個のターボ過給機を並設したエンジンでは、
例えば、前者のものについて言えば、エンジンの低速時
には高速用ターボ過給機が、高速時には低速用ターボ過
給機が夫々停止され、また後者のものについて言えば、
エンジンの低速時には２次ターボ過給機が停止されると
いったように、エンジンの特定運転域において一部のタ
ーボ過給機が停止されることとなる。

ところで、ターボ過給機は、過給時には、１０〜２　０
　Ｘ　１　０　４ｒ．ｐ．＋＊，といった超高速で駆動
されるため、タービンとブロアとを連結する回転軸に対
する潤滑はきわめて重要であり、通常は、オイルポンプ
によって供給されるエンジンの潤滑油の一部を上記回転
軸の軸受部に供給してその潤滑を図っている。

しかしなが呟上記したように、エンジンの特定運転域で
一部のターボ過給機が停止される、即ち、排気ガスによ
るタービンの駆動が行なわれない場合には、当然のこと
なが呟タービンおよびブロアの内圧は大気圧にまで１氏
下し、回転軸の軸受に供給される潤滑油の圧力より低下
してしまう。

その結果、ターボ過給機の駆動時には良好に保たれてい
た回転軸軸受部の内外の圧力バランスがくずれ、潤滑油
の一部が軸受部からタービン側、ブロア側に洩れ出し、
潤滑油が浪費されることとなるうえ、タービンやブロア
を汚染するといった問題を惹起する。

本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであって、
一部のターボ過給機の駆動が停止上されるエンジンの特
定運転時には、これに呼応して一部のターボ過給機の回
転軸に供給する潤滑油量を制限して、潤滑油の圧力を低
下させて実際に停止されているタービンおよびブロアの
内圧との圧力バランスを保って、潤滑油の洩出を防止す
ることを基本的な目的としている。

このため、本発明は、エンシ゛ンの特定運転領域におい
て一部のターボ過給機の作動か停止される際には、当該
一部ターボ過給機のタービンを駆動するため排気ガスを
供給する排気通路が排気制御弁によって閉じられること
に着目し、排気制御弁の開閉を検出する位置検出装置を
設け、この位置検出装置によって排気制御弁が閉じられ
たことが検出されると一部ターボ過給機の回転軸に供給
する潤滑油を制限する潤滑油制御装置を設け、一部ター
ボ過給機の作動、不作動を最も確実に知ることができる
排気制御弁の開閉動作に応じて潤滑油の一部ターボ過給
機への供給を制御するようにしたものである。

以下、図示の実施例に基づいて本発明をより具体的に説
明する。

〈第　１実施例〉 第１図において、１はエンジン、２はエンジン１の吸気
通路、３はエンジン１の排気通路、４はエンノン１の時
々刻々の吸気量を計量するため吸気通路２の最１−流部
に介設したエアフローセンサ、５、６は吸気通路２のエ
ア７０−センサ４下流とスロットル弁７の上流との間で
並列に形成した第１、第２分岐吸気通路、８，９は夫々
第１，第２分岐吸気通路５，６の途中に介設したブロア
８ａ。

９ａを、排気通路３の途中を二叉に分岐して形成した第
１，第２分岐排気通路１σ，１１に夫々介設したタービ
ン８ｂ．９ｂに回転軸８ｃ，９ｃにより連結してなる低
速用，高速用ターボ過給機である。

なお、上記各回転軸８ｃ．９ｃは、それ自体□公知の構
造を有する各一対の軸受８ｄ、８ｄ、９ｄ、９ｄによっ
て軸受されており、オイルジャケット８ｅ、９ｅに供給
される潤滑油によって潤滑される。

」二記低速用ターボ過給磯８は、エンジン１の低速域に
おいて良好な効率を有するターボ過給機であって、エン
ジン１の低速運転時において、第１分岐排気通路１（）
と第２分岐排気通路１１との分岐部３ａに設けた排気制
御弁としての排気切換弁１２が第２分岐排気通路１１を
閉じた状態で、第１分岐排気通路１０を流下する排気ガ
スによってタービン８ｂが駆動されると、タービン８１
〕の回転に連動するブロア８ａで吸気を昇圧して、エン
ジン１の低速時における過給を行なう。

一方、高速用ターボ過給機９は、エンジン１の高速域に
おいて良好な効率を有するターボ過給機であって、エン
ジン１の高速運転時において、上記排気切換弁１２およ
び第１．第２分岐吸気通路５．６の合流部２ａに設けた
吸気切換弁１３が、図に点線で示すように、第１分岐排
気通路１０および第１分岐吸気通路５を閉じる一方、第
２分岐排気通路１１および第２分岐吸気通路６を開くと
、第２分岐排気通路１１を流下する排気ガスによってタ
ービン９ｂか駆動され、これに連動するブロア９ａで吸
気を昇圧し、第２分岐吸気通路６を介してエンジン１に
過給を行なう。換言すれば、エンジン１の高速運転時に
は、高速用ターボ過給機９が、低速用ターボ過給機８に
代って過給を行なう。

また、１４は前記エア７０−センサ４の出力信号を基本
人力信号として、吸気通路２のスロットル弁７の下流に
臨設した燃料噴射弁１５の開弁時間および上記排気、吸
気切換弁１２．１３に対して夫々設けた電磁作動のアク
チュエータ１６ｖ１７の切換を制御する第１制御回路１
４Ａと、後述するように低速用、高速用ターボ過給＠８
．９の回転軸８ｅ＋９ｃに供給する潤滑油を制御する第
２制御回路１４Ｂとを備えた制御回路である。第２図に
示すように、第１制御回路１４Ａは、噴射パルス発生回
路１８によりエアフローセンサ４によって検出される吸
気量に応して決まる開弁時間の間燃料噴射弁１５を開作
動する一方、比較回路１９において吸気量と設定値とを
比較し、吸気量が設定値に達していないエンジン１の低
速時には、前記各７クチユエータ１６．１７を不作動に
保持し、設定値以上に達すると、各アクチュエータ１６
゜１７を増幅回路２０を介して作動して、各切換弁１２
．３．３を、第１図の実線位置から点線位置に切換える
。

再び、第１図において、２１は潤滑油の循環供給ｓＦＪ
であるオイルパペ２２はエンジン１の出方軸（図示せず
）により駆動されるオイルポンプ、２３はオイルポンプ
２２がら吐出される潤滑油を低速用、高速用ターボ過給
Ｒ８，９の回転軸８ｃ。

９ｃに供給するための潤滑油供給路で、該潤滑油供給路
２３は途中で、低速用ターボ過給Ｒ８のオイルジャケラ
）８ｅに通ずる低速用潤滑油供給路２４と、高速用ター
ボ過給機９のオイルジャケット９ｅに通ずる高速用潤滑
油供給路２５とに二叉に分岐している。そして、これら
低速用、高速用潤滑油供給路２４．２５には、夫々、低
速用、高速連用ツレ／イド弁２６．２７を介設する。

」二記低連用、高速用ソレフイド弁２６．２７は、代速
用、高速用ターボ過給磯８，９の切換使用に対応して、
相反的に開閉作動する構成とし、その制御のため、第１
．第２分岐排気通路１（１，１１の分岐部３ａに設けた
本発明にいう排気制御弁としての排気切換弁１２の回転
軸１２ａに対してポテンショメータ２８を設けるととも
に、第２図に示すように、このポテンショメータ２８の
検出信号を入力信号とする第２制御回路１４Ｂによって
低速用、高速用ツレ／イド弁２６．２７の開閉を制御す
る。即ち、第２制御回路１４Ｂは、ポテンショメータ２
８の出力を排気切換弁１２の切換位置（第１図の点線位
置）に対応して設定した設定値と比較する比較回路２″
９と、比較回路２９の出力側に接続され、比較回路２９
の出力を増幅して、低速用、高速用ソレノイド弁２６．
２７に印加する増幅回路３０とによって構成する。この
場合、比較回路２９は排気切換弁１２が第１図の実線位
置から点線位置に切換えられるエンジン１の高速運転時
“Ｈｉｇｈ”出力を生ずることがら、低速用ソレノイド
弁２６はノーマルオープン、高速用ツレ／イド弁２７は
ノーマルクローズとし、排気切換弁】２が第２分岐排気
通路１１を閉じており、したがって、ポテンショメータ
２８の出力か零となるエンジン１の低速運転時には、低
速用ソレノイド弁２６を“開゛、高速用ソレフイド弁２
７を′”閉゛とする。

したがって、低速運転時には、回転駆動されている低速
用ターボ過給機８の回転軸８ｃに対する潤滑のみが行な
われ、停止されている高速用ターボ過給Ｗｉ９の・回転
軸９ｃに対する潤滑油の供給は行なわれない。このため
、高速用ターボ過給機９のオイルジャケラ）９ｅの内圧
は常圧にまで低下し、タービン９Ｉ）、ブロア９ａの内
圧とバランスしてオイル洩れを生ずることかない。

一方、吸気量が設定値以上に増加するエンジン１の高速
運転時には、第１制御回路１４Ａの比較回路１９の出力
が立上って、増幅回路２０を介して、アクチュエータ１
６，１７が作動され、排気切換弁１２が第１分岐排気通
路１０を閉し、第２分岐排気通路１１を開くとともに、
吸気切換弁１３が第１分岐吸気通路５を閉じて第２分岐
吸気通路６を開き、低速用ターボ過給機８が停止され、
それに代って高速用ターボ過給機９の駆動が開始される
と、排気切換弁１２の切換に応じてポテンショメータ２
８の出力が設定値以−１−に増大し、第２制御回路１４
　Ｆ３の比較回路２９は増幅回路３０を介して低速用ソ
レノイド弁２６を“閉゛、高速用ソレノイド弁２７を“
′開”とする。その結果、低速用ターボ過給機８の回転
軸８ｃに対する潤滑油の供給は停止されて、潤滑油のタ
ービン８ｂ、ブロア；；ａへの洩れが防１トされる一方
、高速用ターボ過給機９のオイルシ゛ヤケッ）９ｅは高
速用潤滑油供給路２５から潤滑油が供給され、回転軸９
ｃは良好に潤滑されることとなる。

このように、排気切換弁１２の切換位置を直接検出して
潤滑油の供給を制御することによって、アクチュエータ
１６の故障時においても確実に低速用、高速用ターボ過
給＠８，９の作動状態に対応した潤滑油の供給ができる
。

なお、第１図において、３１は第１．第２分岐排気通路
１０．１１の分岐部３ａとエンジン１の間の上流側排気
通路３１１から、低速用、高速用ターボ過給機８，９の
タービン８ｂ、９ｂの両ｆをバイパスして下流側排気通
路３ｄに通ずる排気バイパス通路、３２は排気バイパス
通路３１の途中に設けた弁座３３を開閉する過給圧制御
弁、３４は過給圧制御弁３２をロッド３４ａを介してダ
イヤフラム３４１〕に支持した過給圧制御弁３２の制御
用グイヤ７ラム装置、３５は制御用グイヤ７ラム装置３
４の正圧室３４ｃに、第１．第２分岐吸気通路５，６の
合流部２ａ下流の下流側吸気通路２ｄの過給圧を導入す
る過給圧導入通路である。この制御用ダイヤフラム装置
３４のダイヤフラム３４１］によって正圧室３４ｃとは
仕切られたり）ま一つの室３４ｄは大気開放孔３４ｅに
よって大気に連通された大気室として形成され、この大
気室３４ｄ内には、フィルスプリング３４１を縮装し、
このコイルスプリング３４［の設定荷重を、制御目標で
ある最高過給圧に応じて設定する。

この最高過給圧は、基本的にはエンジン１の信頼性を考
慮して設定する。

上記の構成とすれば、エンノン１の低速運転時には低速
用ターボ過給機８によって、また高速運転時には高速用
ターボ過給機５〕によって、下流側吸気通路２ｄに生成
される過給圧が、上記最高過給圧に達すると、制御用ダ
イヤフラム装置３４の市１室３４ｃに導入される過給圧
がコイルスプリング３４［の設定荷重を上廻って、ダイ
ヤフラム３４ｂが変位され、過給圧制御弁３２が開作動
さｆｌル結果、排気バイパス通路３１を一連に連通ずる
。このため、排気の一部は排気バイパス通路３１によっ
て下流側排気通路３ｄにバイパスされ、下流側吸気通路
２ｄの過給圧を最高過給圧以下に低下させる。したがっ
て、エンジン１【こ供給される過給気は、最高過給圧以
下に維持され、エンジン１はその信頼性が損なわれるこ
となく、良好に運転され、過給による良好な出力性能を
示す。

く第２実施例〉 第３図に示す第２の実施例は、基本的に等価な１次、２
次ターボ過給機３６．３７を並設し、吸気量が少ないエ
ンノン１の低速運転時には、１次ターボ過給磯３６を用
い、吸気量か増大するエンシ゛ン１の高速運転時には、
１次、２次ターボ過給ＰＩｉ３６，３７の両方で増大し
た吸気量を分担して過給を行なう型式のターボ過給機付
エンノンに本発明を適用したものである。

このため、２次ターボ過給磯３７の７０ア３７ａを介設
した第２分岐吸気通路６のブロア下流には、逆ＩＬ弁３
８を介設する一方、２次ターボ過給磯３７のタービン３
７ｂを介設した第２分岐排気通路１１のタービン」１流
には、排気制御弁３９を設けて２次ターボ過給ｔ！！３
７の作動制御を行なう。

即ち、制御回路１４の第１制御回路＋４Ａは、第４図に
示すように、エア７０−センサ４の吸気量検出信号を設
定値と比較し吸気量が設定値を越えたと柊には、比較回
路１９が増幅回路２０を介して、排気制御弁３９に対し
て設けたアクチュエータ４０を作動して排気制御弁３９
を開作動し、第２分岐排気通路１１を開くようにしてい
る。

第２分岐排気通路１１が開かれると、この通路１１を流
下する排気〃スによって、タービン３７ｂか駆動され、
２次ターボ過給磯３７が過給を開始する。２次ターボ過
給機３７の駆動が開始されると、逆止弁３８が開かれ、
第１．第２分岐吸気通路５．６が合流する合流部２ａよ
り下流の下流側吸気通路２ｄからは１次ターボ過給ｆｉ
３６によって供給される過給気と、２次ターボ過給磯３
７によって供給される過給気の両方がエンジン１に供給
される。

上記のことから明らかなように、第２実施例では、１次
ターボ過給Ｆ１１３Ｇは、常時駆動される一方、２次タ
ーボ過給磯３７は、エンジン１の低速運転時には停止さ
れ、高速運転時にのみ駆動される。

このため、１次ターボ過給ｆｉ３６のオイルジャケラ）
３６ｅには、潤滑油供給路２３の途中から分岐した１次
用潤滑油供給路２４゛によって常時潤滑油を供給し、軸
受３６ｄ、３６ｄに軸支される回転軸３６ｃを潤滑する
一方、２次ターボ過給磯３７のオイルンヤケッ）３７ｅ
に通する２次用潤滑油供給路２５゛の途中には、ソレノ
イド弁４１を介設しで、低速時における潤滑油の供給を
カットする。このツレ／イド弁４１はノーマルクローズ
゛タイプのソレノイド弁とし、このソレノイド弁４１の
制御のため、排気制御弁３５〕の全開時オフで、開作動
されるとオンとなる排気制御弁３９の開閉検出スインチ
４２を設け、第４図に示すように、開閉検出スイッチ４
２を増幅回路４３を介してソレノイド弁４１に接続して
いる。なお、第２実施例において、制御回路１４の第２
制御回路１４Ｂ゛は、」１記増幅回路４３によって構成
されることとなる。

したがって、このソレノイド弁４１は、エンノン１の高
速運転時において、排気制御弁３９か開かれるのと同期
して開作動され、潤滑油が２次用潤滑油供給路２５゛　
を通して２次ターボ過給磯３７のオイルジャケラＬ　３
７ｅに供給され、軸受３７ｄ。

３７’ｄに軸支される回転軸３７ｃを良好に潤滑す以上
の第２実施例について、第１実施例と異なるところがな
いものには同一番号もしくは対応する番号を付して重複
した説明を省略する。

なお、−１−記第１．第２実施例では、潤滑油の供給を
制御するツレメイド弁２６，２７．４１をオン、オフ式
の開閉弁としたが、ターボ過給機の不使用時油洩れを生
じないように潤滑油量を減少させるような流量制御弁を
用いてもよいことはいうまでもない。

また、上記第１．第２実施例では、排気切換弁１２、排
気制御弁３９の開閉状態（位置）を電気的に検出するよ
うにしたが、例えば、これら弁の開閉に連動するリンク
等の機械的手段によって開閉を検出するようにしてもよ
い。その場合には、潤滑油制御弁をリンク等の機械的手
段で直接的に開閉制御できる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、休止
ターボ過給機の軸受から吸気通路や排気通路へ潤滑油が
洩れるのを確実に防止することができ、しかも、排気制
御弁の開閉状態と一対一に対応して潤滑油の制御を行な
うことかできるのでその制御を正確かつ容易なものとす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示すエンノン系統説明図
、第２図は第１図の制御回路のブロック説明図、第３図
は本発明の第２実施例を示すエンノン系統説明図、第４
図は第２図と同様の制御回路のブロック図である。 １　・・・エンジン ２・・・吸気通路 ５．６・・・第１．第２分岐吸気通路 ３　・・・排気通路 １０、１１・・・＠１．第２分岐排気通路８．９・・・
低連用、高速用ターボ過給機８ａ、　９ａ−ブロア、８
ｂ、　９ｂ−・・タービン、８ｃ＋　９ｃ・・・回転軸
、８ｄ、　９ｄ・・・軸受１４・・・制御回路 ２２・・・オイルポンプ ２３・・・潤滑油供給路 ２４．２４’・・・低速用、１次用潤滑油供給路２５．
２５’・・・高速用、２次用潤滑油供給路２６、２．７
・・・低速用＋Ｘ速用ソレフイド弁２８・・・ボテンシ
シメータ ：（６，３７・・・１次、２次ターボ過給機４１・・・
ソレフイド弁 ４２・・・開閉検出スイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの排気〃スにより駆動されるタービンと
   、該タービンに回転軸により連結されたブロアとからな
   るターボ過給機を複数個備え、上記各タービンおよびブ
   ロアをエンノンの排気通路および吸気通路に夫々並列配
   設するとともに、エンジンの特定運転領域において上記
   複数個のタービンのうち一部のターボ過給機のタービン
   への排気〃スを排気制御弁によりカットして一部ターボ
   過給磯の作動を停止する一方、上記各ターボ過給機の回
   転軸に潤滑油を供給するようにしたターボ過給機付エン
   ジンの潤滑装置において、 上記排気制御弁の開閉位置を検出する位置検出装置を設
   けるとともに、位置検出装置によって排気制御弁が閉じ
   られたことが検出されると上記一部のターボ過給機の回
   転軸に供給する潤滑油量を制限する潤滑油制御装置を設
   けたことを特徴とするターボ過給機付エンジンの潤滑装
   置。