JPS6219573B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車エンジンに装着する排気ターボ
過給装置に関するものである。

エンジンの排気ガスによつて作動する排気ター
ボ過給機と、作動回転領域を広範とする自動車エ
ンジンとのマツチングは難しく、通常はエンジン
の中間回転域においてマツチングさせている。

このような事情から低速回転域においては排気
ガスエネルギーが小なるため、排気ターボ過給機
の性能不足を来たしトルク不足を生じる。

また、高速回転域では排気ガスエネルギーが大
なるため過給圧力を過大としエンジン爆発圧力を
上昇させる。

本発明は排気ターボ過給とエンジンとのマツチ
ングを一段と向上させ、特に可及的に燃費を犠性
にすることなくして低速トルク不足を改善せしめ
るものであり、さらに詳細には排気ガスエネルギ
ーが大である高速、高負荷時にはこのエネルギー
の一部をフライホイールに回転エネルギーとして
蓄積させておき、排気ガスエネルギーが小なる低
速、高負荷時にはフライホイールに蓄積した回転
エネルギーをタービン軸の回転に附加し加速させ
てコンプレツサー部による過給圧力の増大をはか
り、シリンダ内への空気量を大として低速トルク
を向上させ、殊にフライホイールへのエネルギー
蓄積をエンジン回転に応じて一層適切にするもの
であつて、タービン部とコンプレツサー部とに延
在するタービン軸に一体回動かつ軸方向移動可能
としたデイスクと空転自在かつ軸方向移動不能と
したフライホイールを取付け、前記デイスクとフ
ライホイールとの間に変速機構を介装し、この変
速機構を介し前記デイスクとフライホイールとを
連係自在とするクラツチ機構を備えたことを特徴
とする排気ターボ過給装置である。

本発明の実施例を図面について説明すれば、排
気ターボ過給装置はタービン部１とコンプレツサ
ー部２と中間部３とからなり、タービン部１から
中間部３を通りコンプレツサー部２に亘り延在す
るタービン軸４を設けてあり、タービン部１の羽
根車５と、コンプレツサー部２の羽根車６とはタ
ービン軸４を同軸として両端部に取付けてある。

前記タービン部１のケーシング７と、コンプレ
ツサー部２のケーシング８と中間部３のハウジン
グ９とを連結して一体状としケース１０を形成し
てあり、このケース１０内に各部材を組込んであ
る。

前記中間部３内のタービン軸４にデイスク１１
とフライホイール１２とを取付けてあり、デイス
ク１１はタービン軸４のスプライン部４ａにデイ
スク１１の中央部に貫設したスプライン嵌合孔１
１ａを嵌合してデイスク１１をタービン軸４と一
体回動かつ軸方向移動自在としてあり、前記フラ
イホイール１２はボス部１２ａに固着したブツシ
ユ１３を介しタービン軸４に空転自在とするとと
もにタービン軸４の軸方向には移動不能としてあ
る。

前記デイスク１１の外周にはデイスク側環状係
合面部１４を形成してあり、フライホイール１２
には前記デイスク側環状係合面部１４と対向する
フライホイール側環状係合面部１５を周辺部内側
に形成してあり、これらデイスク側環状係合面部
１４とフライホイール側環状係合面部１５とに外
周を係合自在とするとともに係合時、回転力を伝
達するよう回転力伝達自在とした回転伝達部材１
６を設けてある。

前記回転伝達部材１６は円盤状を呈し外周を縦
断面弧面状としてあり中央軸受部１６ａに支持棒
１７の一端を挿嵌し、回転伝達部材１６を支持棒
１７に回動自在に取付け、案内部材１８に形成し
た前記回転伝達部材１６の中心O₁を中心とする
円弧に沿つた円弧状溝１８ａに前記支持棒１７の
他端係合部１７ａを挿嵌し、かつ支持棒１７の他
端に支片１９を突設し、ケース１０の中間部３の
ハウジング９に固設した作動器２０のロツド２１
端をリンク２２の一端にピン２３を介し回動自在
に連結し、リンク２２の他端を支片１９にピン２
４を介し回動自在に連結してあり、これら支持棒
１７、案内部材１８、支片１９、作動器２０、リ
ンク２２によつて傾角調節機構２５を形成し、作
動器２０の作動によるロツド２１の進退動によつ
て回転伝達部材１６の傾角αを変化自在としてあ
る。

この場合、回転伝達部材１６の傾角αを変え易
くするとともに傾角調節時においてもデイスク側
環状係合面部１４およびフライホイール側環状係
合面部１５への係合を確保するよう回転伝達部材
１６の中心O₁を通る直径の２分の１を半径ｒと
する円の円周上対側位置の弧部分をそれぞれ形成
するようデイスク側環状係合面部１４およびフラ
イホイール側環状係合面部１５の各縦断面を形成
してある。

このようにして本例では回転伝達部材１６の傾
角を調節するようにした変速機構Ａをデイスク１
１とフライホイール１２との間に介装してある。

また前記デイスク１１に対面する電磁機構２６
をハウジング９内のボス部９ａに固設し、電磁機
構２６を作動させデイスク１１を軸方向に移動さ
せて、回転伝達部材１６に係合させ、または離脱
させるようクラツチ機構Ｂを形成してあり、この
クラツチ機構Ｂにより変速機構Ａを介して前記デ
イスク１１とフライホイール１２とを連係自在と
してある。

次に適宜部材に制御器２７を配設し、エンジン
２８の回転速度を検出するエンジン回転検出機構
２９と制御器２７とを線路３０を介して接続し、
フライホイール１２の回転速度を検出するようハ
ウジング９壁に設けたフライホイール回転検出機
構３１と制御器２７とを線路３２を介して接続
し、ケーシング８壁にそれぞれ設けた過給圧力検
出機構３３およびタービン回転検出機構３４を制
御器２７にそれぞれ線路３５，３６を介して接続
し、前記電磁機構２６と制御器２７とを線路３７
を介して接続し、さらに前記作動器２０と制御器
２７とを線路３８を介して接続し、これらエンジ
ン回転検出機構２９、フライホイール回転検出機
構３１、過給圧力検出機構３３およびタービン回
転検出機構３４による検出信号を制御器２７に入
力させるようにし、また制御器２７からクラツチ
機構Ｂを作動させる指令信号および変速機構Ａを
作動させる作動器２０への指令信号を出力させる
ようにしてある。

前記制御器２７は第２図に示すようにエンジン
回転が設定値以上であつて過給圧力あるいはター
ビン回転が前記過給圧力設定値あるいはタービン
回転設定値より大なるときに電磁機構２６を作動
させるよう信号を発する制御回路２７_１と、エン
ジン回転が設定値以下であつて回動しているフラ
イホイール１２の回転がタービン回転より大であ
るときに電磁機構２６を作動させるよう信号を発
する制御回路２７_２とを組込んであり、制御回路
２７_１はエンジン回転が設定値以上であるとき閉
路する開閉機構ａと、過給圧力あるいはタービン
回転が過給圧力設定値あるいはタービン回転設定
値より大であるとき閉路する開閉機構ｂとを直列
に接続し、ダイオードs₁を介して電磁機構２６に
接続してなり、制御回路２７_２はエンジン回転が
設定値以下であるとき閉路する開閉機構ｃと、
AND回路ｄとを接続し、フライホイール１２の
回転がタービン回転よりも大であるとき信号を発
する比較回路ｅとAND回路ｄとを接続し、ダイ
オードS₂を介しAND回路ｄを電磁機構２６に接
続してなる。

従つて、前記制御回路２７_１，２７_２を組込ん
だ制御器２７からの信号によりクラツチ機構Ｂの
電磁機構２６を作動させデイスク１１を回転伝達
部材１６を介しフライホイール１２に連係させて
フライホイール１２を回動するよう形成してあ
る。

また制御器２７にはエンジン回転速度に応じて
変速機構Ａの作動器２０を作動させるプログラム
が組込まれており、変速機構Ａを介しデイスク１
１とフライホイール１２との回転速度比を変える
ようにしてある。

本発明排気ターボ過給装置は前記のように構成
するから、エンジン２８を作動させ、排気ガスを
タービン部１に導入し、羽根車５を回転させてタ
ービン軸４を回動させ、コンプレツサー部２の羽
根車６により吸気を圧縮しエンジン２８の吸気マ
ニホルド（図示しない）に給気する。

やがて、エンジン回転が設定値以上であつて過
給圧力あるいはタービン回転速度が予め制御器２
７に入力してあるエンジン回転に応じて設定され
るべき過給圧力値とタービン回転速度値に比し大
となつたときには制御回路２７_１が閉成されて制
御器２７から信号を発し電磁機構２６を作動さ
せ、デイスク１１をフライホイール１２側に移動
させ、デイスク側環状係合面部１４を回転伝達部
材１６に係合させて、回転伝達部材１６を介しデ
イスク１１の回転をフライホイール１２に伝えフ
ライホイール１２を回転させて、排気ガスエネル
ギーの一部をフライホイール１２に回転エネルギ
ーとして蓄積させるとともにタービン軸４の回転
速度を減速させる。

このようにしてフライホイール１２が回転しエ
ネルギーを保有している間にエンジン回転が設定
値以下となり電磁機構２６によりデイスク１１を
回転伝達部材１６より離脱させ、フライホイール
１２の回転がタービン回転値より所定値大となる
と制御回路２７_２が閉成されて制御器２７から信
号を発して電磁機構２６を作動させ、デイスク１
１を回転伝達部材１６に係合させフライホイール
１２を回動させてタービン軸４の回転にフライホ
イール１２の回転エネルギーを附加しタービン軸
４の回転速度を増速させる。

タービン軸４の減速は過給圧力を低下させ、タ
ービン軸４の増速は過給圧力を上昇させるもので
あり、エンジン回転が設定値以上となつた高速、
高負荷時における排気ガスエネルギーが大なると
きにこの排気ガスエネルギーの一部をフライホイ
ール１２の回転エネルギーとして蓄積し、タービ
ン軸４を減速させ過給圧力を低下させて高速回転
時における給気圧を適正にし、エンジン回転が設
定値以下となつた低速・高負荷時にフライホイー
ル１２に蓄積した回転エネルギーをタービン軸４
の回転に附加し加速してタービン軸４を増速させ
過給圧力を上昇させれば低速高負荷時における給
気圧を高めて空気流量を大とし、多量の空気をシ
リンダ内に送給することができ低速トルクを向上
させることができる。

さらに、エンジン回転速度に応じた変速機構Ａ
の作動によつて、デイスク１１とフライホイール
１２間の回転速度比を適正にし、フライホイール
１２へのエネルギー蓄積を制御させることができ
る。この場合、回転伝達部材１６の傾角αを小と
したときは回転速度比は小となつて、フライホイ
ール１２に蓄積されるエネルギーは常に適切とな
る。

なお本実施例においては、変速機構Ａとして回
転伝達部材１６の傾角を調節する手段を用い、ク
ラツチ機構Ｂとして電磁機構２６による手段を用
いたが、本発明の精神逸脱することなく高速機
構、クラツチ機構を適宜選択することは自由であ
る。

本発明装置は可及的に燃費を犠牲にすることな
くして排気ターボ過給とエンジン回転とのマツチ
ングを向上させ、特に低速トルクを向上させて低
速高負荷時におけるトルク不足を改善し、しかも
前記マツチングは変速機構の作動によつて一段と
精度を増すことができる等幾多の優れた効果を発
揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の実施例を示す要部断面
図、第２図は制御器の回路機構説明図である。 １……タービン部、２……コンプレツサー部、
３……中間部、４……タービン軸、５，６……羽
根車、７，８……ケーシング、９……ハウジン
グ、１１……デイスク、１２……フライホイー
ル、１４……デイスク側環状係合面部、１５……
フライホイール側環状係合面部、１６……回転伝
達部材、２０……作動器、２６……電磁機構、２
７……制御器、２９……エンジン回転検出機構、
３１……フライホイール回転検出機構、３３……
過給圧力検出機構、３４……タービン回転検出機
構、Ａ……変速機構、Ｂ……クラツチ機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ タービン部とコンプレツサー部とに延在する
   タービン軸に一体回動かつ軸方向移動可能とした
   デイスクと空転自在かつ軸方向移動不能としたフ
   ライホイールを取付け、前記デイスクとフライホ
   イールとの間に変速機構を介装し、この変速機構
   を介し前記デイスクとフライホイールとを連係自
   在とするクラツチ機構を備えたことを特徴とする
   排気ターボ過給装置。