JPS60195329A - 内燃機関のタ−ボチヤ−ジヤ - Google Patents
内燃機関のタ−ボチヤ−ジヤInfo
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- JPS60195329A JPS60195329A JP59051559A JP5155984A JPS60195329A JP S60195329 A JPS60195329 A JP S60195329A JP 59051559 A JP59051559 A JP 59051559A JP 5155984 A JP5155984 A JP 5155984A JP S60195329 A JPS60195329 A JP S60195329A
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- combustion engine
- motor
- internal combustion
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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
- F02B37/005—Exhaust driven pumps being combined with an exhaust driven auxiliary apparatus, e.g. a ventilator
-
- 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
- F02B37/04—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
- F02B37/10—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump at least one pump being alternatively or simultaneously driven by exhaust and other drive, e.g. by pressurised fluid from a reservoir or an engine-driven pump
-
- 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
- F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
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- F02B39/10—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio electric
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Combustion & Propulsion (AREA)
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は内燃機関のターボチャージャに関する（従来技
術） 内燃機関の出力は、燃料と空気を混合させ燃焼させて得
られるのであるから、出力を１−げろにはできる限り多
くの空気をシリンダ内に吸収する必要がある。
術） 内燃機関の出力は、燃料と空気を混合させ燃焼させて得
られるのであるから、出力を１−げろにはできる限り多
くの空気をシリンダ内に吸収する必要がある。
このため、今日では、排気カスのエイ、ルギーを利用し
てタービンを駆動し、このタービンに連動するかまたは
一体のエアコンプレンサを駆動して、正規景以上の空気
をシリンダ内に過給し、効４＜的に燃料を燃焼させるタ
ーボチャージャが内燃機関にイ＋１設されるようになっ
た。
てタービンを駆動し、このタービンに連動するかまたは
一体のエアコンプレンサを駆動して、正規景以上の空気
をシリンダ内に過給し、効４＜的に燃料を燃焼させるタ
ーボチャージャが内燃機関にイ＋１設されるようになっ
た。
つまり、かかる内燃機関では、空気の充填効率が高めら
れて、高出力化、高トルク化が図れ、しかも燃費の向」
二が図れるという利点がある。
れて、高出力化、高トルク化が図れ、しかも燃費の向」
二が図れるという利点がある。
（従来技術の問題点）
しかしながら、かめ）るターボチャージャ伺きの内燃機
関にあっては、低速回転域では１ａＡ６圧が低いために
充填効率が低下し、出力、トルクの向）−が不十分とな
ってしまい、第１図に示すように。
関にあっては、低速回転域では１ａＡ６圧が低いために
充填効率が低下し、出力、トルクの向）−が不十分とな
ってしまい、第１図に示すように。
トルク特性について見ると、通常の内燃機関のトルクＴ
ａとターボチャージャ付き内燃機関のトルクＴｂでは、
トルク上昇率が大きく変わらない。
ａとターボチャージャ付き内燃機関のトルクＴｂでは、
トルク上昇率が大きく変わらない。
そのため、低速回転域でも、第１図において曲線Ｔｂ’
のようにトルクを改善するため、小形のターボチャージ
ャが使われている。
のようにトルクを改善するため、小形のターボチャージ
ャが使われている。
ところが、この小形のターボチャージャでは、一機関の
高負荷、高速回転域ではタービンが過給可能なサージラ
インに達してしまい、この結果、吸気過給が不十分にな
り、発進加速、登板性能が劣化するという問題があった
。また、低速域のトルクが低いために、トランスミッシ
ョンのキヤ比の自由度か小さくなってしまう・ （発明の１−１的） 本発明は、係る従来の問題点に鑑みてなされたもので、
低速から高速の広い領域にわたって適量かつ］−分な吸
気過給を可能にする内燃機関のターボチャージャを提供
することを目的とする。
高負荷、高速回転域ではタービンが過給可能なサージラ
インに達してしまい、この結果、吸気過給が不十分にな
り、発進加速、登板性能が劣化するという問題があった
。また、低速域のトルクが低いために、トランスミッシ
ョンのキヤ比の自由度か小さくなってしまう・ （発明の１−１的） 本発明は、係る従来の問題点に鑑みてなされたもので、
低速から高速の広い領域にわたって適量かつ］−分な吸
気過給を可能にする内燃機関のターボチャージャを提供
することを目的とする。
（発明の概要）
本発明は、係る［目的を達成するために、内燃機関の排
気ガスエネルギーによって駆動されるタービンと、該タ
ービンの駆動によってシリンダ内に吸気過給するコンプ
レッサとからなる内燃機関のターボチャージャにおいて
、上記排気タービンによって駆動される電動−発電機を
有し、該電動−発電機は内燃機関の運転状態に応じて電
動機または発電機として作動せしめられるようにしたの
である。
気ガスエネルギーによって駆動されるタービンと、該タ
ービンの駆動によってシリンダ内に吸気過給するコンプ
レッサとからなる内燃機関のターボチャージャにおいて
、上記排気タービンによって駆動される電動−発電機を
有し、該電動−発電機は内燃機関の運転状態に応じて電
動機または発電機として作動せしめられるようにしたの
である。
（実施例）
次に、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
第２図はターボチャージャ１の概略を示す縦断面図であ
る。同図において、２はコンプレッサハウジング、３は
タービンハウジング、４はセンタハウジングであり、セ
ンタハウジング４の中心部両端には固定ベアリング５お
よびこの固定ヘアリング５内で摺動回転するフローチイ
ングツタル６が設けられている。また、このフローティ
／グツタル６にはシャフト７の両端部が回転自在に支承
されている。
る。同図において、２はコンプレッサハウジング、３は
タービンハウジング、４はセンタハウジングであり、セ
ンタハウジング４の中心部両端には固定ベアリング５お
よびこの固定ヘアリング５内で摺動回転するフローチイ
ングツタル６が設けられている。また、このフローティ
／グツタル６にはシャフト７の両端部が回転自在に支承
されている。
このシャフト７の両端にはコンプレッサインペラ８およ
びタービンインペラ９が取り伺けられており、これらが
コンプレッサハウジング２およびターピンハウジング３
内に臨んでいる。なお、タービインペラ９はスクロール
ｌＯに送られてくる排気ガスエネルギーを受けて回転し
、コンプレッサインペラ８は吸気口から導入した空気を
ディストザ１２で圧力変換して、機関のシリングに送り
込むように作用する。
びタービンインペラ９が取り伺けられており、これらが
コンプレッサハウジング２およびターピンハウジング３
内に臨んでいる。なお、タービインペラ９はスクロール
ｌＯに送られてくる排気ガスエネルギーを受けて回転し
、コンプレッサインペラ８は吸気口から導入した空気を
ディストザ１２で圧力変換して、機関のシリングに送り
込むように作用する。
磁力、ヒ記シャフト７の中央部付近には軸方向に長いリ
ング状の磁石ロータ１３が取り付けられている。この磁
石ロータ１３は磁力が極めて強い箱＋類磁石からなり、
これが抗折力、抗張力が極めて小さいため、その各端面
が、高抗張力金属円板１４、例えばチタンや高強度アル
ミ材によって固定保持され、かつその磁石ロータ１３外
周を炭素＃ａｒＩｌｉで巻き固めた構成となって、遠心
力や振動を受けても構成の堅固な磁石ロータとして耐久
性がすぐれたものとなる。
ング状の磁石ロータ１３が取り付けられている。この磁
石ロータ１３は磁力が極めて強い箱＋類磁石からなり、
これが抗折力、抗張力が極めて小さいため、その各端面
が、高抗張力金属円板１４、例えばチタンや高強度アル
ミ材によって固定保持され、かつその磁石ロータ１３外
周を炭素＃ａｒＩｌｉで巻き固めた構成となって、遠心
力や振動を受けても構成の堅固な磁石ロータとして耐久
性がすぐれたものとなる。
また、この磁石ロータ１３に対向するセンタハウジング
４内周には、ステータコア１５およびステータコイル１
６が配置され、磁石ロータ１３の回転によってステータ
コイル１６に交１１ｔ３．圧を誘起する。これらの磁石
ロータ１３およびステータコア１５、ステータコイル１
６は電動−発電機ＭＧを構成する。
４内周には、ステータコア１５およびステータコイル１
６が配置され、磁石ロータ１３の回転によってステータ
コイル１６に交１１ｔ３．圧を誘起する。これらの磁石
ロータ１３およびステータコア１５、ステータコイル１
６は電動−発電機ＭＧを構成する。
第３図は、かかるターボチャージャ１を備えた内燃機関
１７と制御装置の関係を示す説明図である。同図におい
て、１８は内燃機関１７の排気ボートに連通ずる排気マ
ニホルドで、これにターボチャージャ１のし記スクロー
ル１０が連通している。１９は内燃機関１７の本体に旧
設した燃料噴射ポンプであり、ここに燃ネ４噴射場すな
わち＃６Ｉの大きさを検出する負荷センサ２０が、役け
られている。
１７と制御装置の関係を示す説明図である。同図におい
て、１８は内燃機関１７の排気ボートに連通ずる排気マ
ニホルドで、これにターボチャージャ１のし記スクロー
ル１０が連通している。１９は内燃機関１７の本体に旧
設した燃料噴射ポンプであり、ここに燃ネ４噴射場すな
わち＃６Ｉの大きさを検出する負荷センサ２０が、役け
られている。
また、内燃機関１７のクランクケースには、機関回転級
つまりクランクの回転数を検出する回転センサ２１が設
けられている。
つまりクランクの回転数を検出する回転センサ２１が設
けられている。
２２はに記２つのセンサ２０．２１出力を入力として、
上記電動−発電機ＭＧをＭｌ動機または発電機として作
動制御する制御回路で、内燃機関１７の回転速度が低い
ときや負荷が大きいときは、電動機作動によって磁石ロ
ータ１３つまりタービンインペラ９を回転伺勢して過給
能率を向−ヒさせると共に、回転速度が高いときや回転
速度が低いときでも負荷が小さいときには、発電機作動
によってＪＨＭ動作のはかに外部に電力を取り出すこと
かできる。
上記電動−発電機ＭＧをＭｌ動機または発電機として作
動制御する制御回路で、内燃機関１７の回転速度が低い
ときや負荷が大きいときは、電動機作動によって磁石ロ
ータ１３つまりタービンインペラ９を回転伺勢して過給
能率を向−ヒさせると共に、回転速度が高いときや回転
速度が低いときでも負荷が小さいときには、発電機作動
によってＪＨＭ動作のはかに外部に電力を取り出すこと
かできる。
次に、上記ターボチャージャの作用について述へる。
先ず、内燃機関１７を始動させると、排気マニホルド１
８を通ってスクロールｌＯに吐出される高温、高圧の排
気カスエネルギーによって、タービンイノペラ９が駆動
回転し、同時にコンプレ。
８を通ってスクロールｌＯに吐出される高温、高圧の排
気カスエネルギーによって、タービンイノペラ９が駆動
回転し、同時にコンプレ。
サインベラ８か回転して圧縮空気をディフューザ１２を
通じてシリンタ内に送給する。このため、燃焼効率が数
片され、既述のようなトルクや出力の向−Ｌが図られる
。
通じてシリンタ内に送給する。このため、燃焼効率が数
片され、既述のようなトルクや出力の向−Ｌが図られる
。
一方、内燃機関１７の始動時および始動直後の低速回転
領域では、タービンイノペラ９に対スル排気ガスエネル
ギーが不十分であるため、コンプレッサインペラ８によ
る吸気ＩＩ！Ｓ給楢も小レベルであり、この結果トルク
および出力が−ｈＪ？せず、第１図のトルクＴｂのよう
になるが、負荷センサ２０および回転センサ２１はかか
る機関運転状態を検出し、制御回路１９はこの検出出力
に基づいて、ｌ−記電動一発電機ＭＧに電力を供給し、
こ−れを電動機として作動せしめる。
領域では、タービンイノペラ９に対スル排気ガスエネル
ギーが不十分であるため、コンプレッサインペラ８によ
る吸気ＩＩ！Ｓ給楢も小レベルであり、この結果トルク
および出力が−ｈＪ？せず、第１図のトルクＴｂのよう
になるが、負荷センサ２０および回転センサ２１はかか
る機関運転状態を検出し、制御回路１９はこの検出出力
に基づいて、ｌ−記電動一発電機ＭＧに電力を供給し、
こ−れを電動機として作動せしめる。
このため、磁イ」ロータ１３に一体のシャフト７は、そ
の１［動機か発生するトルクおよびに記排気カスエネル
ギーによりタービンイノベラ９に作用するトルクによっ
て大きな合成ｉ・ルクを得て、コンプレンサインベラを
高速、高］・ルク回転させ、第１図のトルクＴｂ′が得
られる。
の１［動機か発生するトルクおよびに記排気カスエネル
ギーによりタービンイノベラ９に作用するトルクによっ
て大きな合成ｉ・ルクを得て、コンプレンサインベラを
高速、高］・ルク回転させ、第１図のトルクＴｂ′が得
られる。
つまり、機関の低速回転域でも電動トルクの助勢によっ
て大きなトルク、出力を得ることができ、１分な発進加
速、登板性能を確保できるのである。
て大きなトルク、出力を得ることができ、１分な発進加
速、登板性能を確保できるのである。
また、内燃機関１７の回転数が漸次上、）１して、排気
カスエネルギーが大きくなると、タービンインペラ９お
よびシャツｉ・７が一上記電動作動する電動−発電機Ｍ
Ｇの回転速度を越えて駆動せしめられ、従ってこの電動
−発電機ＭＧは発電機として作動し、ステータコイル１
６に電圧を誘起しこれを電源側に戻すことになる。つま
り、この回生電圧は負荷例えばパンテリ充電用として利
用できる、この結果、従来から用いていた車両用発電機
の省略または小容ψ化、コンパクト化が図れるとともに
、コストダウンが図れる。
カスエネルギーが大きくなると、タービンインペラ９お
よびシャツｉ・７が一上記電動作動する電動−発電機Ｍ
Ｇの回転速度を越えて駆動せしめられ、従ってこの電動
−発電機ＭＧは発電機として作動し、ステータコイル１
６に電圧を誘起しこれを電源側に戻すことになる。つま
り、この回生電圧は負荷例えばパンテリ充電用として利
用できる、この結果、従来から用いていた車両用発電機
の省略または小容ψ化、コンパクト化が図れるとともに
、コストダウンが図れる。
また、磁石ロータとして希り類ｔｏ石を用いたので、小
形でも十分な発電機か得られ、ターボチャージャの回転
慣性力を大きく増加することもないこのように、このタ
ーボチャージャにあっては、内燃機関の低速領域での過
給圧を上昇させて低速Ｉ・ルクを［冒させ、かつ高トル
クの内燃機関特性とするため、「Ｆ動−発電機の電動作
用によってコンプレ、す作動を助勢するようになし、一
方、高回転領域または低速回転領域では電動−発電機の
発電作用によって、各種負荷用電源として利用すること
ができる。
形でも十分な発電機か得られ、ターボチャージャの回転
慣性力を大きく増加することもないこのように、このタ
ーボチャージャにあっては、内燃機関の低速領域での過
給圧を上昇させて低速Ｉ・ルクを［冒させ、かつ高トル
クの内燃機関特性とするため、「Ｆ動−発電機の電動作
用によってコンプレ、す作動を助勢するようになし、一
方、高回転領域または低速回転領域では電動−発電機の
発電作用によって、各種負荷用電源として利用すること
ができる。
（発明の効果）
以を詳細に説明したように、本発明によれば、排気ター
ビンによって駆動される電動−発Ｔｒ！、ｉｊ＆を設け
たことにより、内燃機関の低回転領域での辻転時には、
電動−発電機を発電機として駆ａＪすることによって上
記タービンを回転助勢し 以って十分な吸気過給を可能
とし、機関出力、トルクを飛ｙ？ｉ的に向上できる。
ビンによって駆動される電動−発Ｔｒ！、ｉｊ＆を設け
たことにより、内燃機関の低回転領域での辻転時には、
電動−発電機を発電機として駆ａＪすることによって上
記タービンを回転助勢し 以って十分な吸気過給を可能
とし、機関出力、トルクを飛ｙ？ｉ的に向上できる。
また、内燃機関の中速領域以１−の高速回転領域や低速
負荷領域では、電動−発電機の発電作用を利用して、照
明および表示のための灯火、計器ホーン、ウィンドワイ
パ、カーヒーターざらには点火等の各種用途の作動用電
源として広く利用できるものである。
負荷領域では、電動−発電機の発電作用を利用して、照
明および表示のための灯火、計器ホーン、ウィンドワイ
パ、カーヒーターざらには点火等の各種用途の作動用電
源として広く利用できるものである。
ｔＪｒ、 １図はターボチャージャを備えた内燃機関の
回転数−トルク特性図、第２図は本発明にかかるターボ
チャージャの一実施例を示す縦断面図、第３図は本発明
のターボチャージャを備えた内燃機閣と制御装置の関係
を示す説明図である。 ■・・・ターボチャージャ、７・・・シャフト、８・・
・コンプレンサインペラ、９・・・タービンインペラ、
１３・・・磁石ロータ、１７・・・内燃機関、１９・・
・制御回路、２０・・・負荷センサ、２１・・・回転セ
ンサ。 特許出願人 いすぐ自動車株式会社 代 理 人 弁理士 １．１： 實 （外１名） 第１図 第２図
回転数−トルク特性図、第２図は本発明にかかるターボ
チャージャの一実施例を示す縦断面図、第３図は本発明
のターボチャージャを備えた内燃機閣と制御装置の関係
を示す説明図である。 ■・・・ターボチャージャ、７・・・シャフト、８・・
・コンプレンサインペラ、９・・・タービンインペラ、
１３・・・磁石ロータ、１７・・・内燃機関、１９・・
・制御回路、２０・・・負荷センサ、２１・・・回転セ
ンサ。 特許出願人 いすぐ自動車株式会社 代 理 人 弁理士 １．１： 實 （外１名） 第１図 第２図
Claims (2)
- （１）内燃機関の排気ガスエネルギーによって駆動され
るタービンと、該タービンの駆動によってシリンダ内に
吸気過給するコンプレンサとを備えた内燃機関のターボ
チャージャにおいて、−ヒ記タービンによって駆動され
る電動−発電機を有し、該電動−発電機は内燃機関の運
転状態に応して電動機または発電機として作動せしめら
れるようにしたこと奢特徴とする内燃機関のターボチャ
ージャ・ - （２）ｉｔｉ動−発°Ｉし機は内燃機関の少なくとも低
速高負荷の運転領域では電動機として駆動させるように
した特許請求の範囲第（１）項に記載の内燃機関のター
ボチャージャ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59051559A JPS60195329A (ja) | 1984-03-17 | 1984-03-17 | 内燃機関のタ−ボチヤ−ジヤ |
| DE8585301843T DE3574171D1 (en) | 1984-03-17 | 1985-03-15 | Turbocharger for internal combustion engines |
| EP85301843A EP0159146B1 (en) | 1984-03-17 | 1985-03-15 | Turbocharger for internal combustion engines |
| AU40045/85A AU583262B2 (en) | 1984-03-17 | 1985-03-15 | Turbocharger for internal combustion E |
| US07/139,099 US4769993A (en) | 1984-03-17 | 1987-12-24 | Turbocharger for internal combustion engines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59051559A JPS60195329A (ja) | 1984-03-17 | 1984-03-17 | 内燃機関のタ−ボチヤ−ジヤ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60195329A true JPS60195329A (ja) | 1985-10-03 |
Family
ID=12890341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59051559A Pending JPS60195329A (ja) | 1984-03-17 | 1984-03-17 | 内燃機関のタ−ボチヤ−ジヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60195329A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63272906A (ja) * | 1987-04-28 | 1988-11-10 | Isuzu Motors Ltd | 回転電機付タ−ボチヤ−ジヤの制御装置 |
| JPH01157296A (ja) * | 1987-12-11 | 1989-06-20 | Isuzu Motors Ltd | ターボチャージャ用発電機の電圧制御装置 |
| JPH01167411A (ja) * | 1987-12-23 | 1989-07-03 | Isuzu Motors Ltd | 回転電機付ターボチャージャ |
| JPH01170721A (ja) * | 1987-12-26 | 1989-07-05 | Isuzu Motors Ltd | 回転電機付ターボチャージャ |
| US4884406A (en) * | 1987-08-17 | 1989-12-05 | Isuzu Motors Limited | Turbocharger |
| JPH0230924A (ja) * | 1988-07-18 | 1990-02-01 | Isuzu Ceramics Kenkyusho:Kk | 過給機の制御装置 |
| JPH02123243A (ja) * | 1988-10-31 | 1990-05-10 | Isuzu Motors Ltd | ターボチャージャの制御装置 |
| JPH02123242A (ja) * | 1988-10-31 | 1990-05-10 | Isuzu Motors Ltd | ターボチャージャの制御装置 |
| JPH02241926A (ja) * | 1989-03-14 | 1990-09-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 過給機 |
| JPH03202632A (ja) * | 1989-12-28 | 1991-09-04 | Isuzu Motors Ltd | 回転電機付ターボチャージャの制御装置 |
| KR20170132712A (ko) * | 2014-12-04 | 2017-12-04 | 브레이크스로우 테크놀로지스 엘엘씨 | 하이브리드 압력 및 열 교환기 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS586925B2 (ja) * | 1973-07-31 | 1983-02-07 | イー・アイ・デユポン・デ・ニモアス・アンド・カンパニー | 光学的走査装置 |
-
1984
- 1984-03-17 JP JP59051559A patent/JPS60195329A/ja active Pending
Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
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