JPS6336028A - エンジン用タ−ボス−パ−チヤ−ジヤ - 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、タイムラグを解消してレスポンスの向上を図
ると共に全回転域にわたって過給能力を発渾し得るよう
改良したエンジン用ターボスーパーチャージャに関する
ものである。

［従来の技術と発明が解決しようとＪる問題点］今日、
自動重用エンジンでは、高出力化、高トルク化を目的と
してターポス−バーチレージＩ２が多く採用されている
。このターボスーパーヂャージ！弓よ、ＩＪ＋気ガスの
エネル１！でタービンを回転させ、このタービンに同軸
で直結したコンプレッサホィールを回転させてその遠心
効果による吸入空気の圧縮で過給圧を作り、充填効率を
高めて高出力、高トルクを得ている。その為、低回転状
懇から例えばアクセルを急に踏み込んでエンジンにおけ
るスロットルバルブの開度を大きくしても、コンプレッ
サホイールはすぐ反応して高回転とはならない。これは
、アクセルを踏み込んだことで回転が上背したエンジン
から多量の排気ガスが出てはじめてタービンが高速回転
し、これがコンブレラ奢ナホイールに伝達されな（）れ
ば過給効果が出ないからである。このように、アクセル
を踏み込んでもすぐレンボンスを示さず、時間的なずれ
が生じるが、これをターボのタイムラグと呼びターボス
ーパーヂャージャの欠点と４ヱつでいる。

このタイムラグを少なくする手段としては、タービンを
セラミックスで製造する等してタービンの重量を軽量化
すること、或いは実開昭５６−１２７３３４号公報に見
られる如くクランクシャフトからのエンジン出力にて駆
動される機械式スーパーヂャージャをターボスーパーヂ
セージ１７に組み合わせること等が知られているが、い
ずれもタービンの製造が困難でコスト高となったり、構
成が複雑化するといった問題点がある。

又、タイムラグを少なくする他の手段としては、］ンプ
レッサホイールを小さくして慣性？ｉ　ｆｆ１−を小さ
くすることが考えられるが、この場合には過給効果によ
る低中回転域のトルク及び出力を向上さけることはでき
るが、高回転時には過給効果は期待できない。その為、
小径及び大径のタービン及びコンプレッサよりなるター
ポス−バーチｔ１−ジャユニットを二個設置ノるとか、
或いは特開昭５８−８２０２０号公報に見られる如くタ
ーボスーパーチャージャに第２タービンを設けて、高回
転及び高負荷時に加圧流体の一部をエアインレットマニ
ホルドから第２タービンへ流すよう構成し、タービン及
びコンプレッサを小さくすることが知られている。しか
しながら、前記従来の手段では、配管構成等が複雑化す
るといった問題点がある。

本考案は、これらのπ情に鑑みてなされたもので、構成
を複雑化することなくターボのタイムラグを解消する一
方、低回転域から中高回転域にわたった全回転域で充分
な過給能力を発揮できるようにしたエンジン用ターポス
−バーチ１？−ジ１７を提供することを目的としている
。

［問題点を解決するだめの手段及び作用］前記目的を達
成するため本発明によるエンジン用ターボスーパーヂャ
ージ１１は、エンジンの低回転域での排気ガスエネルギ
で充分に回転する小径の副コンブレッサボイールと、エ
ンジンの中高回転域での排気ガスエネルギで回転する主
コンプレッサホイールとを二段に設置＝ｆ　、　ｎｉＪ
記副コンプレッサホイールをタービンシャフトに直結す
る一方、このタービンシせフトと主コンブレッサシｉ？
フトとを所定の設定中高回転域で励磁されて連結される
電磁クラッチにて結合して構成されている。

この構成で、エンジンの回転が低回転域では副コンプレ
ッサが比較的少ない排気ガスエネルギで充分回転されて
過給能りが１ｑられている一方、この低回転域でアクセ
ルを踏み込む等して回転を上げ所定の設定中高回転域に
なると前記副コンブレッ著ナホイールとともに主コンプ
レッサホイールも回転して中高回転域で必要とする過給
能力が得られ、又前記低回転域でアクセルを踏み込んだ
際は既に副コンプレッサにて過給されていることから、
アクセルの踏み込みに応じて直らにエンジン回転が上背
し、その結果ターボのタイムラグが解消さ′れる。

［実施例コ 以下、図面を参照して本発明の実施例を具体的に説明す
る。

第１図及び第２図は本発明ターボスーパーチャージャの
一実施例に係り、第１図は断面図、第２図は性能曲線図
である。

第１図において、符０１はセンタハウジング、２はター
ビンハウジング、３はコンプレッサハウジングで、この
コンプレッサハウジング３は曲設の小型の０１コンプレ
ツサハウジング３　ａと後段の主コンプレツリ“ハウジ
ング３ｂとから構成され、エアクリーナ側に連通するイ
ンレット通路４が副コンプレッサ側インレット通路４ａ
と主コンプレッサ側通路４ｂとに分岐している。前記タ
ービンハウジング２及び副コンプレッサハウジング３ａ
、主コンプレッサハウジング３ｂは同軸上に配置形成さ
れ、各々にタービンホイール５．副コンプレッサホイー
ル７、主コンプレツリ“ホイール８が配設されている。

前記タービンホイール５にはタービンシャフト９が軸着
されてＪ３す、このタービンシＩＪ）［・９はセンタハ
ウジング１のベアリング部６から主コンプレッサハウジ
ング３ｂを経て副コンプレッサハウジング３ａに延設さ
れて副コンプレッザホイール７が直結されている。一方
、主コンプレッサホイール８を軸着した主コンプレッ１
ナシャフト１０は中空に形成されて前記タービンシｔ・
７１−〇を回転自在に１通している。そして、この主コ
ンプレッサシャフト１０どタービンシャフト９とは、セ
ンタハウジング１内に配設した電磁クラッチの一例とし
ての電磁パウダクラッチ１１を介して結合されている。

前記電磁パウダクラッチ１１は、タービンシャフト９に
形成したクラッチホイール１２と主コンプレッサシャフ
ト１０に形成したクラッチディスク１３とを狭いパウダ
ギャップＧを介して対向させ、このパウダギャップＧに
磁性パウダ、例えば鉄粉１４をルーズに入れて、且つク
ラッチホイール１２の背面側の例えばセンタハウジング
１に該クラッチホイール１２に対向させて励磁コイル１
５を配量して構成されている。この゛電磁パウダクラッ
チ１１は、エンジンの回転が所定の設定回転以下のとき
は面記励磁コイル１５に電流が流れずに鉄粉１４は遠心
力でパウダギャップＧの外周部に張り付いてクラッチは
切れた状態となり、タービンシャフト９の回転力は主コ
ンプレッサシャフト１０に伝達されない。一方、エンジ
ンの回転が所定の設定回転（中高回転）に達すると、前
記励磁コイル１５に電流が流れ、法励磁＝二１イル１５
が励磁されることにより、…界が発生して鉄粉１４が立
ら上がって鎖状に結合し、クラッチホイール１２とクラ
ッチディスク１３とが連結され、タービンシャフト９の
回転力が主コンプレッサシャフト１０にし伝達されるよ
うになっている。尚、この電磁バウダクラツヂ１１にお
いて、励磁コイル１５はクラッチホイール１２に組込ｌ
νでもよい。

又、＋”＋ｌ′ｉ記副コンプレッサホイール７は小径で
慣性質量が小さく形成されており、低回転域のＴ−ンジ
ン排気ガスエネルギで反応して回転し、低回転域から吸
気を過給するにうになっている。−力、主コンプレッサ
ホイール８は、比較的大型に形成されてエンジンの中高
回転域で吸気を過給づるよう設定されている。

尚、図中符８１６はベアリング部６にｈ７滑オイルを送
給するオイル通路、１７はつＡ−タジャケットを示して
いる。

このような構成で、エンジンの回転数が低速回転域では
電磁パウダクラッチ１１は切れた状態であり、したがっ
て排気ガスエネルＶで回転するタービンホイール５には
小径の副コンプレッサホイール７が直結されているのみ
で慣性ｉ　；ａが小さくなっている。このことから低回
転域の排気ガスエネル１−によっても詐１コンプレ・ン
サホイールアを充分回転さけることかでき、低回転域の
吸気を過給づることかできる。一方、エンジンの回転が
所定の設定した中高回転域に達すると、電磁パウダクラ
ッチ１１が連結され、したがってタービンホイール５の
回転力は主コンプレッサホイール８にも伝達されること
になり、主副コンプレッサホィール８．７によって吸気
を充分過給し、高トルク及び高山ツノを得ることができ
る。又、低回転域からアクセルを急に踏み込む等したと
きには、前記のように低回転域から既に吸気が過給され
ていることにより回転の立ち上がりが早くタイムラグが
生じることなくレスポンスがよい。

このように低回転域では小径の副コンプレッサホイール
７により、中高回転域では副コンプレッサホイール７及
び主コンプレッサホイール８の両名にて過給を行う本発
明ターボスーパーチャー９１戸の性能曲線を第２図に示
す。第２図にＪ３いて横軸にはエンジン回転数が、縦軸
にはトルクが表わされている。この性能曲線図において
破線で示づ曲線は小型コンプレッサの、一点鎖線で示す
曲線は大型コンプレッサの、実線ぐ示Ｊ曲線は本発明の
性能を各々示している。この図かられかるように、小型
のコンプレッサでは中高回転域の過給能力がなく、反面
大型のコンプレッサでは低回転域の過給能力がなく、し
たがってアクセルレスポンスが悪いことがわかる。一方
、本発明では低回転域及び中高回転域の全域にわたって
過給能力が発揮され、且つアクセルレスポンスが良好で
あることがわかる。

尚、本発明において、電磁クラッチの＋１４成は実施例
のパウダ方式のみならず種々実施されるど」（に、シ℃
７フトの軸受、冷却、ハウジング等のターボスーパーチ
ャージＶの各構成部材（よ必要に応じて種々構成される
。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、ターボのタイムラ
グを解消できると共に、低回転域から中高回転域にわた
った全回転域で充分な過給能力を発揮できる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例に係り、第１図はターボスーパ
ーチャージャの断面図、第２図は性能曲線図である。 ５・・・タービンホイール ７・・・副コンブレッ丈ホイール ８・・・主コンプレッサホイール ９・・・タービンシ１？フト １０・・・主コンプレッサシャフト １１・・・電磁クラッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの低回転域での排気ガスエネルギで充分に回転
   する小径の副コンプレッサホィールと、エンジンの中高
   回転域での排気ガスエネルギで回転する主コンプレッサ
   ホィールとを二段に設け、前記副コンプレッサホィール
   をタービンシャフトに直結する一方、このタービンシャ
   フトと主コンプレッサシャフトとを所定の設定中高回転
   域で励磁されて連結される電磁クラッチにて結合したこ
   とを特徴とするエンジン用ターボスーパーチャージャ。