JPS60222526A - タ−ボ過給機付エンジン - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はターボ過給機付エンジンに関するものである。

（従来技術） ターボ過給機付エンジンにおける問題点の一つに、排気
ガスの影響で熱的に厳しい環境下にあるターボ過給機の
タービン側軸受部の過熱ということがある。すなわち、
従来、上記タービン側軸受部は潤滑油を循環供給して冷
Ｊする方式が多く採用されているが、エンジン出方向上
の要求からターボ過給機が高速運転されると潤滑油自体
の温度が高くなり、十分な冷却ができず過熱の問題が生
ずる。そして、この過熱対策として、例えば、実開昭６
７−２♂号公報に記載されている如く、上記タービン側
軸受部近傍に冷却材のジャケットを設け、エンジン本体
と熱交換器との間で冷却材を循環させるエンジン冷却シ
ステム中に上記ジャケットを接続し、エンジン冷却材で
このタービン側軸受部を冷却する技術は一般に知られて
いる。

ところが、かかるエンジン冷却材、つまりは冷却水でタ
ーボ過給機を冷却する方式においては、逆にレーボ過給
機の過冷却が生じるおそれがあり。

タービンを流れる排気ガス自体まで冷却されると、排気
ガス浄化のための後処理、例えは２次エアによる酸化反
応や触媒による反応が不十分となってしまう。また、タ
ーボ過給機付エンジンにおいても一般のエンジンと同様
にエンジンオイル等のエンジン関連流体を冷却して使用
しエンジン性能の向上を図るという要求がある。

（発明の目的） 本発明の第１の目的は、ターボ過給機のタービン側軸受
部をエンジン冷却水で冷却するにあたり、過冷却を防止
して排気ガス浄化性能を妨げないようにすることにある
。第２の目的はターボ過給機とともにエンジン関連流体
を冷却するにあたり、その冷却システムを簡略ｌこする
ことにある。

（発明の構成） 本発明のターボ過給機付エンジンは、エンジン本体と熱
交換器との間で冷却水を循環する冷却水循環路から分岐
して再びこの冷却水循環路に合流する冷却水通路を設け
、この冷却水通路にウォータジャケットをベアリングハ
ウジングに設けたターボ過給機と、上記冷却水でエンジ
ン関連流体を冷却する冷却器とを介設し、冷却器を通過
して温度が高くなった冷却水をターボ過給機に供給する
ようにしたことを特徴とする。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図にはターボ過給機付エンジン１の全体構成が示さ
れている。同エンジン１において、２はシリンダヘッド
２ａ、シリンダブロック２ｂおよびオイルパン２ｃをも
つエンジン本体、６は熱交換器（ラジェータ）、４はエ
ンジンの排気エネルギを利用して吸気を予圧しエンジン
燃焼室に供給するターボ過給機である。また、５はエン
ジン関連流体としてのエンジンオイルをオイルパン２ｃ
からくみ上げてエンジン各部に供給するオイルポンプで
あり、エンジンオイルを矢符Ａで示す如く流すオイル通
路乙に介設され、このオイル通路６にはオイルポンプ５
の下流位置にエンジンオイルを冷却する冷却器７が設け
られている。

エンジン本体２と熱交換器３とは、熱交換器３内の冷却
水をエンジン本体２へ矢符Ｂで示す如（導く第１冷却水
通路８と、エンジン本体２内の冷却水を熱交換器６へ矢
符Ｃで示す如く導く第２冷却水通路９とで接続されてい
る。また、第１冷却水通路８にはウォータポンプ１０が
介設されている。そして、これらエンジン本体２、熱交
換器６゜冷却水通路８，９およびウォータポンプ１０で
冷却水循環路が構成されている。この場合、エンジン本
体２において冷却水はシリンダブロック２ｂからシリン
ダヘッド２ａへ流れる。

上記冷却水循環路の途上、つまり本例ではシリンダブロ
ック２ｂのウォータジャケットからは第３冷却水通路１
１が分岐し、この第３冷却水通路１１は再び冷却水循環
路のウォータポンプ１０上流側で第１冷却水通路８に合
流している。そして。

この第３冷却水通路１１には上記ターボ過給機４とエン
ジンオイルの冷却器７とが介設され、矢符りの如く流れ
る冷却水でターボ過給機４およびエンジンオイルを冷却
するようになされており、ターボ過給機４は冷却器７の
下流側に位置する。つまり、第３冷却水通路１１は、冷
却水循環路のシリンダブロック２ｂのウォータジャケッ
トから分岐して冷却器）に至る上流路１１ａと、冷却器
７から）−ボ過給機４に至る中流路１１ｉ）と、ターボ
過給機４から第１冷却水通路８に至る下流路１１ｃとを
備えていることになる。

そして、冷却器７はターボ過給機４よりも高い位置にあ
り、上記中流路１１ｂはターボ過給機４から冷却器７に
至るまで通路の途中で上流側が下流側よりも低位置とな
らないように、つまりは通路途中に上下のうねりがない
ように上方へ延びている。また、ターボ過給機４は、第
１冷却水通路８の熱交換器３とウォータポンプ１０間へ
の下流路１１Ｇの合流部１２よりも高い位置にあり、こ
の下流路１１ｃは前記合流部１２からターボ過給機４に
至るまで通路の途中で上流側が下流側よりも低位置とな
らないように上方へ延びている。

ターボ過給機４の具体的構造は第２図および第３図に示
されている。

すなわち１両端にタービンホイール１５とコンプレッサ
ホイール１６とが設けられた回転軸１７がベアリングハ
ウジング１８の軸受部１９　、２０に回転可能に支持さ
れ、タービンホイール１５はベアリングハウジング１８
の一端に固定されたタービンハウジング２１の排気通路
２２に、コンプレッサホイール１６はベアリングハウジ
ング１８の他端に固定されたコンプレッサハウジング２
３の吸気通路２４にそれぞれ配置されている。

ベアリングハウジング１８には、オイルを導入するオイ
ル導入路２５、このオイル導入路２５から分岐して各軸
受部１９、−２０のフロートベアリンク（フルフロート
メタル）２６．２６にオイルを供給するオイル供給路２
７．２８および各軸受部１９．２０を経たオイルを回収
するオイル回収路２９からなるオイル通路と、第３゜図
にも示す如くベアリングハウジング１８の一側の冷却水
人口３０からタービン側軸受部１９を回って他側の冷却
水出口６１に通じるウォータジャケット６２とが形成さ
れている。

また、ベアリングハウジング１８とタービンハウジング
２１の間にはヒートインシュレータ３３゜３６が介設さ
れて、タービンハウジング２１からベアリングハウジン
グ１８への熱伝導を遮断する断熱層が形成されている。

なお、第２図中、６４はシールリング、６５はメカニカ
ルシールであり、それぞれ排気通路２２、吸気通路２４
とオイル通路との間をシールしている。

そうして、上記ウォータジャケット６２の冷却水人口３
０には冷却器７から延設された第３冷却水通路１１の中
流路１１ｂの下流端が接続され、ウォータジャケット３
２の冷却水出口３１には、第３冷却水通路１１の下流路
１１ｃの上流端が接続されている。

上記ターボ過給機付エンジン１において、エンジン始動
に伴ってウォータポンプ１０が作動すると、冷却水温が
第２冷却水通路９の上流端近傍に別途設けられたサーモ
スタットの開弁温度になるまでは、冷却水は熱交換器３
を迂回するバイパス通路（図示省略）と通ってエンジン
本体２内で循環する。冷却水温が上記開弁温度を越える
と、冷却水はエンジン本体２と熱交換器６との間で第１
および第２の冷却水通路８．９を介して循環する。

一方、第３冷却水通路１１においては、冷却水循環路途
上ｌこあるシリンダブロック２ｂを流れる冷却水の一部
が分流し、上流路１１ａ、冷却器７゜中流路１１ｂ、タ
ーボ過給機４のウォータジャケット６２および下流路１
１ｃを経て再び冷却水循環路の第１冷却水通路８を流れ
る熱交換器３からの冷却水に合流する。これにより、オ
イル通路６を流れるエンジンオイルは冷却器７で冷却さ
れてエンジン各部に供給されるとともに、ターボ過給機
４のタービン側軸−受部１９が冷却される。

従って、第３冷却水通路１１には１．熱交換器６からの
比較的低温の冷却水がシリンダブロック２ｂを介して供
給されるが、この冷却水は冷却器７でのエンジンオイル
との熱交換により加熱されるため、ターボ過給機４の過
冷却を招くことはない。

つまり、ターボ過給機４で排気ガスが不必要に冷却され
ることはな（，２次エアや触媒による排気ガスの浄化が
円滑に行なわれる。そして、ターボ過給機４の過冷却を
招かないということは、第３冷却水通路１１め通路面積
を大きくすることができるということであり、これによ
り、冷却水流量を増して冷却器７でのエンジンオイルの
冷却効率を°高めることも可能となる。

そして、ターボ過給機４を作動していてその後、エンジ
ンの運転を停止せしめると、この所謂キーオフ後は、ウ
ォータポンプ１０による冷却水の流れがなくなるため、
ターボ過給機４の作動中に生じた熱がこのターボ過給機
４に滞留した状態となり、これ゛により、特に高負荷運
転直後は、滞留熱によりウォータジャケット３２の冷却
水が沸騰状態となることがある。しかしながら、このと
き、冷却水自体に高温の冷却水が上昇する対流が生じる
が、ターボ過給機４のウォータジャケット６２の冷却水
入口３０が第３冷却水通路１１の下流路１１Ｃの合流部
１２よりも高位置にあることによリ、熱交換器６からの
低温の冷却水が上記対流により下流路１１Ｃを介してウ
ォータジャケット３２へ導かれ、ターボ過給機４の過熱
が防止される。

さらに、冷却器７がターボ過給機４よりも高位置にある
ため、ウォータジャケット３２で冷却水の沸騰により生
じた気泡は中流路１１ｂを介して冷却器７に導かれ、こ
の冷却器７内に溜ることになる。従って、この冷却器７
は蓄圧室として機能し、ターボ過給機４のウォータジャ
ケット３２内およびその前後の通路部での水圧上昇が防
止され、水漏れや冷却水管の破裂も生じない。そして、
冷却器７に溜まる気泡（蒸気）はエンジンオイルで冷却
され凝縮する。

なお、キーオフ後のターボ過給機４の冷却は。

キーオフ後も所定時間、ウォータポンプ１０をタイマー
等で継続作動せしめることによって行なってもよい。

また、上記実施例では冷却器７はエンジンオイルを冷却
するが、他のエンジン関連流体、例えばエンジンの吸気
系に環流せしめる排気ガスを冷却するようにして６よい
。

また、第３冷却水通路１１の冷却水循環路からの分岐点
は、シリンダヘッド２ａ、第２冷却水通路９など他の箇
所に設けてもよく、さらに、冷却水循環路への合流部も
他の箇所に設けてもよい。

（発明の効果） 本発明によれは、エンジン関連流体を冷却して熱交換さ
れた冷却水をターボ過給機のウォータジャケットに導（
ようにしたから、ターボ過給機の過冷却による排気ガス
温度の低下を有効に防止することができ、排気ガスの後
処理としての２次エア等による浄化を円滑に行なわせる
ことができるとともに、エンジン本体を冷却する冷却水
でターボ過給機およびエンジン関連流体を冷却すること
から、ターボ過給機およびエンジン関連流体冷却用の熱
交換器やウォータポン４を別設する必要がなく、冷却シ
ステムが簡略になる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様を例示し、第１図はターボ過給
機付エンジンの全体構成図、第２図はターボ過給機の縦
断面図、第３図は第２図の■−■線での断面図である。 １・・・・・・ターボ過給機付エンジン、２・・・・・
・エンジン本体、３・・・・・・熱交換器、４・・・・
・・ターボ過給機、５・・・・・・オイルポンプ％７・
・・・・・冷却器、８・・・・・・第１冷却水通路、９
・・・・・・第２冷却水通路、１０・・・・・・ウォー
タポンプ、１１・・・・・・第３冷却水通路、１８・・
・・・・ベアリングハウジング、６２・・・・・・ウオ
ータジャケット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　エンジン本体からの冷却水を冷却する熱交換器
   と、この熱交換器内の冷却水をエンジン本体へ導＜第１
   の冷却水通路と、エンジン本体内の冷却水を上記熱交換
   器に導（第２の冷却水通路と、ベアリングハウジングに
   冷却用のウォータジャケットが設けられたターボ過給機
   とを有スルエンジンにおいて、上記エンジン本体および
   熱交換器を含む冷却水循環路から分岐して再びこの冷却
   水循環路に合流する第３の冷却水通路が設けられ、この
   第３の冷却水通路には、第３の冷却水通路を流れる冷却
   水によりエンジン関連流体を冷却する冷却器が介設され
   、この冷却器の下流側において上記ターボ過給機のウォ
   ータジャケットが第３の冷却水通路に接続されているこ
   とを特徴とするターボ過給機付エンジン。