JPS60104722A - 排気タ−ビン過給機 - Google Patents

排気タ−ビン過給機

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JPS60104722A
JPS60104722A JP59205714A JP20571484A JPS60104722A JP S60104722 A JPS60104722 A JP S60104722A JP 59205714 A JP59205714 A JP 59205714A JP 20571484 A JP20571484 A JP 20571484A JP S60104722 A JPS60104722 A JP S60104722A
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JP
Japan
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turbine
supercharging
exhaust
power
transmission
Prior art date
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Pending
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JP59205714A
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English (en)
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アドリアン・シユトロイリ
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BBC Brown Boveri AG Germany
BBC Brown Boveri France SA
Original Assignee
Brown Boveri und Cie AG Germany
BBC Brown Boveri France SA
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Publication date
Application filed by Brown Boveri und Cie AG Germany, BBC Brown Boveri France SA filed Critical Brown Boveri und Cie AG Germany
Publication of JPS60104722A publication Critical patent/JPS60104722A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B41/00Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
    • F02B41/02Engines with prolonged expansion
    • F02B41/10Engines with prolonged expansion in exhaust turbines
    • 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
    • F02B37/001Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust using exhaust drives arranged in parallel
    • 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
    • F02B37/005Exhaust driven pumps being combined with an exhaust driven auxiliary apparatus, e.g. a ventilator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • 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

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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、過給式自然機関における排気ター/ ビン過給機であって、自然機関の排気受容部に接続され
、部分負荷を最適に行なうだめの過給タービンと、出力
を提供するしゃ断可能な別個の出力タービンとを有して
いる形式のものに関する。
出力タービンを備えた排気タービン過給機は燃料消費を
特別に改良するために、又は著しく異なる気候条件下に
おいて機関運転を最適に行なうために用いられている。
先行の技術 スイス国特許出願第2076/82−7号明細書によれ
ば、所定の部分負荷範囲のだめの過給タービンのノズル
面を全負荷範囲におけるものよりも小さく構成したもの
が記載されている。
このような手段によれば、部分負荷時に、排気受容部内
で圧力の上昇が形成される。これにょつてすでに部分負
荷範囲において、圧縮器内で所望の過給圧を得るために
十分なエネルギが過給タービンに提供される、。このよ
うな手段の所望の完全な作用は、部分負・荷運転時に出
方タービンがしゃ断され得ることによって得られる。
出力タービンを備えた、このような形式の過給システム
によれば、全プロペラ特性曲線における良好な燃4;4
消費、及び機関の良好な部分負荷特性が得られる。部分
負荷範囲において出力タービンの運転が停止されれば(
排気導肯内に設けられた開閉フラップによって)、部分
負荷運転値はより改善される。
出力タービンを備えだ過給システムにおいては、)幾関
の機械的な負荷は一様である。全負荷時点において諷I
wは容易に上昇するか、出方がやや低下すると再び工師
する。このために、制餡1時間自体を変える必要がない
ので、過給しようとする炎関を修正する必要がない。こ
の点においてはもちろん、過給タービンの寸法を、出力
タービンが並列接続されているが又は直列接続されてい
るかに応じて、種種異なるものに設ル1する必要がある
しかしながらこのような配置形式においては、潜在的な
排気出力を機械的な出方に変換するという問題点がある
。高い圧力比及び比較的少量の排気流量を処理する出力
タービンは、強制的に通常回転数に減少させる必要の、
ある高い回転数を有しており、この出力タービンの出力
を過給システムに利用でき−る程度に設計する必要があ
る。寸だ、このような出力タービンは、寺別な構造を有
していて、その製造費用は装置のその他の部分に比較し
て高価であって、過給システムに設けるには適していな
い。
本発明の解決しようとする問題点 本発明の課題は、過給される自然機関に設けられた、冒
頭に述べた形式の排気タービン過給機に、簡単かつコン
・ξクトでしがも経済的な出力タービンユニットを取り
付けることである。
問題点を解決するだめの手段 本発明によればこの課題は、出方タービンとして、内熱
1幾IAI (fc前方接続された伝動装置を備えた過
給タービンを使用したことによって解決された。つまり
、内部で軸受けを備えた、自然機関に使用された過給タ
ービンと同一構造で同−寸法又は寸法の小さい過給ター
ビンを使用し、圧縮器、吸気及び排気ケーシングの代わ
りに伝動装置を用いている。タービン軸に不動に結合さ
れた歯車は少なくとも3つの(遊星)歯車よりFJvる
歯車セットにかみ合っているので、この歯車のかみ合い
部分は別の−1受けとして作用する。別の伝動段階によ
って回転数は所望の値にまで減少され、伝動装;4の・
プに勅I抽の必要な回転方向が設定される。
実施態様 本発明の有利な実施態様によれば、出力を提供するしゃ
断iiJ能な過給タービン若しくは伝動装]4゛の駆動
ト咄は液カクラノチを介して自然1幾関爾車箱の軸に接
続されており、これによって、過給タービンはねじり振
動に関連して自然機関から分離される。これによって、
組み立て時におけるわずかな整列ミス及び角度合わせミ
スも避けられる。また、液カクラソチは、過給タービン
の非作業時に空にされるので、自然機関によってさらに
回転させられることがないという利点を有している。
このような解決策によれば、96係〜98係の伝達効率
が得られ、これによって燃料消費は最小限に押さえられ
る。
本発明の別の実施態様によれば、出力を提供するしゃ断
用能な過給タービン若しくは伝動装置の駆動軸が流体ポ
ンプを駆動するようになっている。これによって過給タ
ービンユニットを任意の位1喉に配置することができる
。圧力油は流体モータに供給され、この流体モータは出
力を自然機関に提供する。
実施例及び作用 次に図面に示しだ実施例によって本発明の構成及び作用
を説明する。
第1図〜第3図において同一の部拐には同一の符号を印
した。作業媒体の流れ方向は矢印で示した。本発明にと
って重要で、ない部分、例えば、タービン過給機及び出
力に応じてしゃ断可能な過給タービンの実際寸法は省略
した(第1図参照)。
第1図に示した並列接続システムは、内熱機+a 1よ
り成っており、との内熱機関】には排気タービン過給機
の圧縮器2を介して圧縮空気が供給される。
圧縮器2は過給タービン3によって駆動される。この過
給タービン3は内熱機関1の排気によって負荷される。
出力を提供するしゃ断可能な過給タービン3′(出力タ
ービン)は、過給タービン3と共にツインタービンを形
成していて、伝動装置8を介して機械的な出力をこのシ
ステムに提供する。
過給タービン3′に通じる流入導管6内には、簡単なし
ゃ新機構7が配置されており、このしやイj?機構7は
有利には、調節可能な所定の部分負荷時に自動的にしゃ
断するようになっている。
第1図に示した並列接続システムの代わりに直列接続シ
ステムももちろん可能である。
タービン過給機の効率が良好イ゛あるだめに、内熱機関
1(デイゼル機関)を介して行なわれる掃気量が、機関
を掃気するために絶対必要な掃気lよりも大きい時に、
出力タービンとしての過給タービン3′を有する過給シ
ステムが使用される。室4内の過給圧が一定である場合
に、排気受容部5内の排気対抗圧力は、最低限必要な掃
気量が内熱機関1を介して得られるまで高められる。排
気受容部5内の排気ス:1抗圧力が高められることによ
って潜在的な排気エネルギのかなりの部分が利用される
。室4内の過給圧が一様である場合、過給タービン:3
は提供された排気エネルギの1部だけを必要とし、残り
は別の過給タービン3′に利用される。過給タービン3
′の全出力が十分大きい場合、高められた対抗圧力によ
って生せしめられる負荷交換損失は十二分に補償される
。従って全システムのためにより高い全効率が得られる
。排気対抗圧をより高く蓄積するためには、過給タービ
ン3′のタービン面を冒頭に述べた形式のものより小さ
くする必要がある。これに応じてノズル面をより小さく
すればより良好な部分負荷特性が得られ、従ってプロペ
ラ部分負荷時により高い過給圧が得られる。
また、部分負荷時において並列接続された過給タービン
:3′をおおうか若しくは図示していない直列接続され
た過給タービンを「パイ・ξス」することも可能である
。従ってこれに応じてタービン面は相応に小さくされる
か若しくはこれに応じてエンタルピ値は増大され、これ
によって過給圧が著しく上昇する。全負荷時点を設定す
る際に、並列配置角された過給タービンを有する過給/
ステムが使用されているか又は直列配(1tされた過給
タービンを有する過給システムが使用されているかは大
した問題ではない。規定された排気スj抗圧力は、過給
タービン3′によって得られる等方11の出力を決定す
る。一般的に、今日の品過4合式の機関の所定の限界制
限において及び、出力を提供するしゃ断i丁能な過給タ
ービンを111打えた今日のタービン過給機において、
等方性の全排気出力の10%〜15係を利用することが
できる。これは有効(・幾関出力の2tII)〜3係に
相当する。並列配置された過給タービンは小量の排気鍛
及び大きい圧力比を処理する。
それ故、この並列配置された過給タービンは、回転数を
慣用となっている直に減少する必要のある高速回転する
小さいタービンである。第1図の実施例によればこの目
的で過給タービン:う′に大きい変速比を有する伝動装
置68が組み込まれている。これは、ディーゼル機関タ
ービン過給機;つと同一のものを使用し、その圧縮器と
排気及び吸気ケーシングとを前記伝動装置8によって代
用することによって有利な形式で行なわれる。過給ター
ビン3′のタービンlI+lIに不動に結合された歯車
は、伝動装置凸、8を形成する、少なくとも3つの遊星
歯車よりIJyる歯車セットにかみ合っているので、こ
の歯車かみ合い部はもう1つの軸受は部としての作用を
有する。これによってこのシステムは2つの同一の過給
タ−ビン3,3′を有している。これら2つの同一の過
給タービン3,3′のうちの一方は圧縮器2によって補
われて排気タービン過給機を形成し、これに対して他方
は伝動装置8によって補なわれて補助タービンを形成す
る。圧縮器2のフランジ結合と伝動装置8のフランツ結
合とは相互に可能である。
第2図によれば、並列配置された過給タービン3′にお
いて図示していない自然機関1の歯車箱13にいかにし
て出力の伝達が直接行なわれるかが示されている。
取り付は事情が許せば、過給タービンの出力を歯車箱I
3の軸11に直接伝達すると有利である。この場合、伝
動装置8の駆動軸9を流体クラッチ10を介して歯車箱
13の軸11に結合する必要がある。これによって、過
給タービン:3′はねじり振動にL6じて機関1から分
離されて、わずかな整ダ+(ミス及び角度合わせミスが
組み立て時に補償される。さらに、流体クラッチlOは
、過給タービン3′の非作業時に空にされ、これによっ
てこの流体クラッチ1oは機関l若しくは歯車箱13に
よってそれ以上回転せしめられないという利点を有して
いる。
第3図に示した形式の出力伝達は、過給タービン3′が
歯車箱13に直接結合され得ないような組み立て状態の
ために適している。この場合過給タービン3′は伝動装
置8を介して流体ポンプ12を駆動する。□圧力油は図
示していない液力モータに供給され、この液力モータの
出力が機関1に提供される。
効 果 本発明による排気タービン過給機の主な利点は、補助タ
ービンとして、自然機関にあらがじめ取り付けられた同
−又はより小さい構造の過給タービンを設けることがで
きるという点にある。また、この過給タービンには、こ
の過給タービンの構造を著しく変えることなしに伝動装
置を設けることができる。この場合、この伝動装置は過
給タービンから離して設けられた圧縮器の代わりに過給
タービンメ共に1つツユニットに組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、タービン過給機と出力を提供するしゃ断勇能
な過給タービンとを並列接続した本発明の1実施例によ
る排気タービン過給機の概略的な原理図、第2図は、過
給タービンと出力を提供するしゃ断可能な過給タービン
との間の出力伝達を流体クラッチによって行なっている
部分を示した一部破断した概略図、43図は前記出力伝
達を流体ポンプによって行なっている別の実施列の一部
破断した部分的な概略図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、過給式自然機関における排気タービン過給機であっ
    て、自然機関の排気受容部に接続され、部分負荷を最適
    に行なうだめの過給タービンと、出力を提供するしゃ断
    可能な別個の出力タービンとを有している形式のものに
    おいて、該出力タービン(3′)が、自然機関(J)に
    前方接続された伝動装置(8)を備えた過給タービンで
    あることを特徴とする、排気タービン過給機。 2 伝動装置(8)の駆動軸(9)が流体クラッチ(]
    0)を介して自然機関(j)の軸(11)に結合されて
    いる、特許請求の範囲第1項記載の排気タービン過給機
    。 3、伝動装置(8)の駆動軸(9)が流体ポンプ(12
    )を駆動するようになっている、特許請求の範囲第1項
    記載の排気タービン過給機。
JP59205714A 1983-10-03 1984-10-02 排気タ−ビン過給機 Pending JPS60104722A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19833335856 DE3335856A1 (de) 1983-10-03 1983-10-03 Abgasturbolader an aufgeladenem verbrennungsmotor
DE3335856.7 1983-10-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60104722A true JPS60104722A (ja) 1985-06-10

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ID=6210800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59205714A Pending JPS60104722A (ja) 1983-10-03 1984-10-02 排気タ−ビン過給機

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DE (1) DE3335856A1 (ja)
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Families Citing this family (3)

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Also Published As

Publication number Publication date
FR2552815B1 (fr) 1988-11-04
DE3335856A1 (de) 1985-04-18
DE3335856C2 (ja) 1987-03-05
FR2552815A1 (fr) 1985-04-05

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