JP2959143B2 - 発電・電動機を持つターボチャージャ - Google Patents
発電・電動機を持つターボチャージャInfo
- Publication number
- JP2959143B2 JP2959143B2 JP3029184A JP2918491A JP2959143B2 JP 2959143 B2 JP2959143 B2 JP 2959143B2 JP 3029184 A JP3029184 A JP 3029184A JP 2918491 A JP2918491 A JP 2918491A JP 2959143 B2 JP2959143 B2 JP 2959143B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust
- turbine
- turbocharger
- motor
- generator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- 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
- F02B37/02—Gas passages between engine outlet and pump drive, e.g. reservoirs
- F02B37/025—Multiple scrolls or multiple gas passages guiding the gas to the pump drive
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は，発電・電動機を
持つターボチャージャに関する。
持つターボチャージャに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，発電・電動機を持つターボチャー
ジャは，例えば，図６に示すように構成されている。図
６において，エンジン１にはターボチャージャ２が設け
られ，エンジン１の排気マニホルド４は排気管６を通じ
てターボチャージャ２のタービン５に連通している。タ
ーボチャージャ２のシャフト１０にはコンプレッサ８及
び発電・電動機９が設けられている。コンプレッサ８か
らの吸入空気は，吸気管１１及びクーラ１２を通じて吸
気マニホルド３へ送り込まれ，エンジン１に吸気されて
いる。このようなエンジン１において，排気ブレーキを
作動させるため，タービン５の上流側又は下流側の排気
管６に排気遮断弁７が設けられている。
ジャは，例えば，図６に示すように構成されている。図
６において，エンジン１にはターボチャージャ２が設け
られ，エンジン１の排気マニホルド４は排気管６を通じ
てターボチャージャ２のタービン５に連通している。タ
ーボチャージャ２のシャフト１０にはコンプレッサ８及
び発電・電動機９が設けられている。コンプレッサ８か
らの吸入空気は，吸気管１１及びクーラ１２を通じて吸
気マニホルド３へ送り込まれ，エンジン１に吸気されて
いる。このようなエンジン１において，排気ブレーキを
作動させるため，タービン５の上流側又は下流側の排気
管６に排気遮断弁７が設けられている。
【０００３】近年，発電・電動機を持つターボチャージ
ャは，排気エネルギーを回収することでその実用性が評
価され，利用されるようになっている。このようなター
ボチャージャとして，例えば，実開平１−１１９８３６
号公報に開示された回転電機付ターボチャージャの駆動
装置がある。
ャは，排気エネルギーを回収することでその実用性が評
価され，利用されるようになっている。このようなター
ボチャージャとして，例えば，実開平１−１１９８３６
号公報に開示された回転電機付ターボチャージャの駆動
装置がある。
【０００４】前掲実開平１−１１９８３６号公報に開示
された回転電機付ターボチャージャの駆動装置は，ター
ボチャージャの回転軸に回転電機を設けてバッテリから
の電力により回転電機を駆動させるものであり，直流電
力を交流電力に変換する半導体制御素子から成る電力変
換手段と，交流電力を昇圧する変圧器とを備えるととも
に，バッテリからの電力を前記電力変換手段により交流
電力に変換後，前記変圧器を介して回転電機に給電する
ものである。
された回転電機付ターボチャージャの駆動装置は，ター
ボチャージャの回転軸に回転電機を設けてバッテリから
の電力により回転電機を駆動させるものであり，直流電
力を交流電力に変換する半導体制御素子から成る電力変
換手段と，交流電力を昇圧する変圧器とを備えるととも
に，バッテリからの電力を前記電力変換手段により交流
電力に変換後，前記変圧器を介して回転電機に給電する
ものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記の
ような発電・電動機を持つターボチャージャ２について
は，排気エネルギーの回生の面で問題点を有している。
トラック等の車両では，社会問題になるほど排気ブレー
キは常識化されている。ところが，発電・電動機を持つ
ターボチャージャは，排気ブレーキの作動時には回転す
ることができないから，発電・電動機９は発電機として
機能できず，エネルギー回生はできない状態である。
ような発電・電動機を持つターボチャージャ２について
は，排気エネルギーの回生の面で問題点を有している。
トラック等の車両では，社会問題になるほど排気ブレー
キは常識化されている。ところが，発電・電動機を持つ
ターボチャージャは，排気ブレーキの作動時には回転す
ることができないから，発電・電動機９は発電機として
機能できず，エネルギー回生はできない状態である。
【０００６】一般に，発電・電動機を持つターボチャー
ジャを備えたエンジンでは，エンジン回転数ＥＮと正味
平均有効圧Ｐｍｅ（ｋｇ／ｃｍ2 ）との関係は，図９の
曲線Ｅで示すような値を示す。エンジンブレーキをかけ
た場合には，エンジンブレーキ分による機械損失平均有
効圧Ｐｍｆ（ｋｇ／ｃｍ2 ）とエンジン回転数ＥＮとの
関係は，図９の曲線Ｈで示すような値を示す。更に，排
気管６に設けた排気遮断弁７を全閉状態にして排気ブレ
ーキを作動させた場合には，機械損失平均有効圧Ｐｍｆ
（ｋｇ／ｃｍ2 ）とエンジン回転数ＥＮとの関係は，図
９の曲線Ｆで示すような値を示す。
ジャを備えたエンジンでは，エンジン回転数ＥＮと正味
平均有効圧Ｐｍｅ（ｋｇ／ｃｍ2 ）との関係は，図９の
曲線Ｅで示すような値を示す。エンジンブレーキをかけ
た場合には，エンジンブレーキ分による機械損失平均有
効圧Ｐｍｆ（ｋｇ／ｃｍ2 ）とエンジン回転数ＥＮとの
関係は，図９の曲線Ｈで示すような値を示す。更に，排
気管６に設けた排気遮断弁７を全閉状態にして排気ブレ
ーキを作動させた場合には，機械損失平均有効圧Ｐｍｆ
（ｋｇ／ｃｍ2 ）とエンジン回転数ＥＮとの関係は，図
９の曲線Ｆで示すような値を示す。
【０００７】また，発電・電動機を持つターボチャージ
ャのエンジン回転数ＥＮとタービン回転数ＴＮの関係を
図１０を参照して説明する。図１０は横軸にエンジン回
転数ＥＮを且つ縦軸にタービンのシャフトの回転数ＴＮ
をとって両者の関係を示すグラフである。図１０に示す
ように，ターボチャージャ２が通常の作動をしている時
には，エンジン回転数ＥＮとタービン回転数ＴＮとの関
係は，曲線Ｄで示すように，エンジン回転数ＥＮが上昇
して定格回転数ＥＮ0 でタービン回転数ＴＮも全負荷時
定格回転数ＴＮ0 付近まで上昇する。そして，エンジン
１に燃料が供給されず，発電・電動機９がモータリング
時で且つ排気遮断弁７が開放して排気ブレーキを作動さ
せない時には，曲線Ｂで示すように，エンジン回転数Ｅ
Ｎが大きくなると，タービン５のシャフト１０の回転数
ＴＮもある程度上昇する。しかしながら，排気遮断弁７
が閉鎖して排気ブレーキが作動する時には，曲線Ａで示
すように，エンジン回転数ＥＮが大きくなっても，ター
ビン５のシャフト１０即ちタービン回転数ＴＮはほとん
ど回転数が上昇しない状態である。
ャのエンジン回転数ＥＮとタービン回転数ＴＮの関係を
図１０を参照して説明する。図１０は横軸にエンジン回
転数ＥＮを且つ縦軸にタービンのシャフトの回転数ＴＮ
をとって両者の関係を示すグラフである。図１０に示す
ように，ターボチャージャ２が通常の作動をしている時
には，エンジン回転数ＥＮとタービン回転数ＴＮとの関
係は，曲線Ｄで示すように，エンジン回転数ＥＮが上昇
して定格回転数ＥＮ0 でタービン回転数ＴＮも全負荷時
定格回転数ＴＮ0 付近まで上昇する。そして，エンジン
１に燃料が供給されず，発電・電動機９がモータリング
時で且つ排気遮断弁７が開放して排気ブレーキを作動さ
せない時には，曲線Ｂで示すように，エンジン回転数Ｅ
Ｎが大きくなると，タービン５のシャフト１０の回転数
ＴＮもある程度上昇する。しかしながら，排気遮断弁７
が閉鎖して排気ブレーキが作動する時には，曲線Ａで示
すように，エンジン回転数ＥＮが大きくなっても，ター
ビン５のシャフト１０即ちタービン回転数ＴＮはほとん
ど回転数が上昇しない状態である。
【０００８】ところで，ターボチャージャは，排気ガス
の流量が少ないときにも，タービンのシャフトの回転数
を上昇させて，エネルギー回生を向上させることが試み
られている。例えば，図７又は図８に示すように，ター
ビン５のタービンスクロール１５，１６又は１７，１８
をツインタイプに構成し，エンジンからの排気ガスが少
量の時には，図７における一方のタービンスクロール１
５を閉鎖し且つ他方のタービンスクロール１６のみに排
気ガスを流してタービン５のシャフトの回転数を上昇さ
せるか，或いは図８における流量断面積の大きい方のタ
ービンスクロール１７を閉鎖し且つ流量断面積の小さい
方の他方のタービンスクロール１８のみに排気ガスを流
してタービン５のシャフトの回転数を上昇させている。
しかしながら，いずれのターボチャージャでも，排気管
の排気遮断弁を閉鎖して排気ブレーキを作動させるとき
には，ターボチャージャのタービン５への排気ガスの流
れはほとんど無くなり，発電・電動機でのエネルギー回
生の効果はなくなるのが現状である。
の流量が少ないときにも，タービンのシャフトの回転数
を上昇させて，エネルギー回生を向上させることが試み
られている。例えば，図７又は図８に示すように，ター
ビン５のタービンスクロール１５，１６又は１７，１８
をツインタイプに構成し，エンジンからの排気ガスが少
量の時には，図７における一方のタービンスクロール１
５を閉鎖し且つ他方のタービンスクロール１６のみに排
気ガスを流してタービン５のシャフトの回転数を上昇さ
せるか，或いは図８における流量断面積の大きい方のタ
ービンスクロール１７を閉鎖し且つ流量断面積の小さい
方の他方のタービンスクロール１８のみに排気ガスを流
してタービン５のシャフトの回転数を上昇させている。
しかしながら，いずれのターボチャージャでも，排気管
の排気遮断弁を閉鎖して排気ブレーキを作動させるとき
には，ターボチャージャのタービン５への排気ガスの流
れはほとんど無くなり，発電・電動機でのエネルギー回
生の効果はなくなるのが現状である。
【０００９】この発明の目的は，上記の課題を解決する
ことであり，発電・電動機を持つターボチャージャにお
いて，タービンより上流側の排気管に排気ブレーキを働
かせる排気遮断弁を設け，該排気遮断弁をバイパスする
流量断面積を絞り込んだバイパス管を排気マニホルドと
タービンのタービンブレードとを連通するように設け，
タービンブレードに排気ガスを直接吹き付け，エンジン
に対して排気ブレーキを作動させているときでも，排気
エネルギーの回生を良好に行うことができる発電・電動
機を持つターボチャージャを提供することである。
ことであり，発電・電動機を持つターボチャージャにお
いて，タービンより上流側の排気管に排気ブレーキを働
かせる排気遮断弁を設け，該排気遮断弁をバイパスする
流量断面積を絞り込んだバイパス管を排気マニホルドと
タービンのタービンブレードとを連通するように設け，
タービンブレードに排気ガスを直接吹き付け，エンジン
に対して排気ブレーキを作動させているときでも，排気
エネルギーの回生を良好に行うことができる発電・電動
機を持つターボチャージャを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は，エンジンの
排気エネルギーによって駆動されるターボチャージャに
おいて，タービンが取り付けられたシャフトに設けられ
た発電・電動機，エンジンの排気マニホルドと前記ター
ビンとを連結する排気管，前記タービンより上流側の前
記排気管に設けられた排気ブレーキの機能を有する排気
遮断弁，及び該排気遮断弁の閉鎖状態で排気ガスを前記
排気マニホルドから前記タービンへ流すことができる前
記排気管に比較して通路断面積が絞り込まれた排気通路
手段を有し，前記排気通路手段が前記排気遮断弁をバイ
パスして前記排気マニホルドと前記タービンとを連通す
るバイパス管で構成され，前記バイパス管から吹き出さ
れる排気ガスが前記タービンのタービンブレードに直接
吹き付けられることを特徴とする発電・電動機を持つタ
ーボチャージャに関する。
排気エネルギーによって駆動されるターボチャージャに
おいて，タービンが取り付けられたシャフトに設けられ
た発電・電動機，エンジンの排気マニホルドと前記ター
ビンとを連結する排気管，前記タービンより上流側の前
記排気管に設けられた排気ブレーキの機能を有する排気
遮断弁，及び該排気遮断弁の閉鎖状態で排気ガスを前記
排気マニホルドから前記タービンへ流すことができる前
記排気管に比較して通路断面積が絞り込まれた排気通路
手段を有し，前記排気通路手段が前記排気遮断弁をバイ
パスして前記排気マニホルドと前記タービンとを連通す
るバイパス管で構成され，前記バイパス管から吹き出さ
れる排気ガスが前記タービンのタービンブレードに直接
吹き付けられることを特徴とする発電・電動機を持つタ
ーボチャージャに関する。
【００１１】更に，この発電・電動機を持つターボチャ
ージャにおいて，前記バイパス管は１又は複数の管から
構成されているものである。
ージャにおいて，前記バイパス管は１又は複数の管から
構成されているものである。
【００１２】この発明による発電・電動機を持つターボ
チャージャは，上記のように構成されているので，排気
遮断弁が閉鎖して排気ブレーキが働く時には，排気マニ
ホルドからの排気ガスは流速を上昇してバイパス管を流
れ，該排気ガスの流れはタービンのタービンブレードに
直接吹き付けられ，排気ガスの流れが最も有効にタービ
ンブレードに作用し，タービンのシャフトを回転させ，
効果的にエネルギー回生を行うことができる。また，前
記バイパス管は，１又は複数の管から構成することがで
きるものである。
チャージャは，上記のように構成されているので，排気
遮断弁が閉鎖して排気ブレーキが働く時には，排気マニ
ホルドからの排気ガスは流速を上昇してバイパス管を流
れ，該排気ガスの流れはタービンのタービンブレードに
直接吹き付けられ，排気ガスの流れが最も有効にタービ
ンブレードに作用し，タービンのシャフトを回転させ，
効果的にエネルギー回生を行うことができる。また，前
記バイパス管は，１又は複数の管から構成することがで
きるものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下，図面を参照して，この発明
による発電・電動機を持つターボチャージャの一実施例
を説明する。図１はこの発明による発電・電動機を持つ
ターボチャージャの一実施例を示す概略説明図，及び図
２は図１の符号Ｉにおける部分の拡大説明図である。図
１及び図２に示すターボチャージャは，図６のものと比
較して，排気遮断弁の配置位置及びバイパス管を設けた
以外の構成に関しては同一の構成であるので，図１及び
図２に示す部品に付した符号は，図６に示す部品と同一
の部品には同一の符号を付している。
による発電・電動機を持つターボチャージャの一実施例
を説明する。図１はこの発明による発電・電動機を持つ
ターボチャージャの一実施例を示す概略説明図，及び図
２は図１の符号Ｉにおける部分の拡大説明図である。図
１及び図２に示すターボチャージャは，図６のものと比
較して，排気遮断弁の配置位置及びバイパス管を設けた
以外の構成に関しては同一の構成であるので，図１及び
図２に示す部品に付した符号は，図６に示す部品と同一
の部品には同一の符号を付している。
【００１４】図１及び図２に示すように，この発電・電
動機を持つターボチャージャは，エンジン１の排気エネ
ルギーによって駆動されるターボチャージャ２であり，
エンジン１からの排気ガスを排気管６を通じてタービン
５に送り込み，タービン５を回転させることによってシ
ャフト１０を通じてコンプレッサ８を回転させて吸入空
気をエンジン１に過給すると共に，発電・電動機９を回
転させて発電・電動機９を発電機として働かせてエネル
ギー回生を行うものである。
動機を持つターボチャージャは，エンジン１の排気エネ
ルギーによって駆動されるターボチャージャ２であり，
エンジン１からの排気ガスを排気管６を通じてタービン
５に送り込み，タービン５を回転させることによってシ
ャフト１０を通じてコンプレッサ８を回転させて吸入空
気をエンジン１に過給すると共に，発電・電動機９を回
転させて発電・電動機９を発電機として働かせてエネル
ギー回生を行うものである。
【００１５】この発電・電動機を持つターボチャージャ
は，特に，エンジン１の排気マニホルド４とタービン５
とを連結する排気管６，言い換えれば，タービン５より
上流側の排気管６に排気ブレーキの機能を有する排気遮
断弁７を設けると共に，排気遮断弁７をバイパスして排
気マニホルド４とタービン５とを連通するバイパス管２
０を接続したものである。図では，バイパス管２０は排
気遮断弁７の上流側の排気管６と排気遮断弁７の下流側
の排気管６に接続されている。
は，特に，エンジン１の排気マニホルド４とタービン５
とを連結する排気管６，言い換えれば，タービン５より
上流側の排気管６に排気ブレーキの機能を有する排気遮
断弁７を設けると共に，排気遮断弁７をバイパスして排
気マニホルド４とタービン５とを連通するバイパス管２
０を接続したものである。図では，バイパス管２０は排
気遮断弁７の上流側の排気管６と排気遮断弁７の下流側
の排気管６に接続されている。
【００１６】また，このバイパス管２０は，排気管６に
比較して通路断面積が絞り込まれたものであり，排気遮
断弁７が開放しているときには，エンジン１からの排気
ガスはほとんど排気管６を流れ，バイパス管２０には僅
かな排気ガスが流れる状態である。しかしながら，排気
遮断弁７が閉鎖されると，エンジン１からの排気ガスは
排気管６を流れて排気されることができず，排気マニホ
ルド４及び排気遮断弁７の上流側の排気管６内の圧力
は，例えば，２．５〜５ｋｇ／ｃｍ2 に上昇する。そし
て，通常は，高圧の排気ガスは出口を求めてエンジンサ
イクルを経由して吸気管１１の方へ逆流しているが，こ
の発電・電動機を持つターボチャージャはバイパス管２
０を備えているので，バイパス管２０を流れるようにな
るが，バイパス管２０を流れる排気ガスは高圧によって
流速を上昇させられて高速で流れ，タービン５のタービ
ンブレード１３に吹き付けられるようになる。排気ガス
はバイパス管２０を通じてタービン５のノズルへと吹き
出され，タービンブレード１３に作用してタービン５の
シャフト１０を回転させ，発電・電動機９を発電機とし
て働かせ，エネルギー回生を行う。それ故，この発電・
電動機を持つターボチャージャは，排気遮断弁７が閉鎖
されることで，十分に排気ブレーキの機能を発揮すると
共に，エネルギー回生を行うことができる。
比較して通路断面積が絞り込まれたものであり，排気遮
断弁７が開放しているときには，エンジン１からの排気
ガスはほとんど排気管６を流れ，バイパス管２０には僅
かな排気ガスが流れる状態である。しかしながら，排気
遮断弁７が閉鎖されると，エンジン１からの排気ガスは
排気管６を流れて排気されることができず，排気マニホ
ルド４及び排気遮断弁７の上流側の排気管６内の圧力
は，例えば，２．５〜５ｋｇ／ｃｍ2 に上昇する。そし
て，通常は，高圧の排気ガスは出口を求めてエンジンサ
イクルを経由して吸気管１１の方へ逆流しているが，こ
の発電・電動機を持つターボチャージャはバイパス管２
０を備えているので，バイパス管２０を流れるようにな
るが，バイパス管２０を流れる排気ガスは高圧によって
流速を上昇させられて高速で流れ，タービン５のタービ
ンブレード１３に吹き付けられるようになる。排気ガス
はバイパス管２０を通じてタービン５のノズルへと吹き
出され，タービンブレード１３に作用してタービン５の
シャフト１０を回転させ，発電・電動機９を発電機とし
て働かせ，エネルギー回生を行う。それ故，この発電・
電動機を持つターボチャージャは，排気遮断弁７が閉鎖
されることで，十分に排気ブレーキの機能を発揮すると
共に，エネルギー回生を行うことができる。
【００１７】この発電・電動機を持つターボチャージャ
について，例えば，エンジン回転数ＥＮに対してタービ
ン５のシャフト１０のタービン回転数ＴＮは，従来の発
電・電動機を持つターボチャージャが図１０の曲線Ａに
示すように小さくほとんど回転していなかったものが，
この発電・電動機を持つターボチャージャでは，図１０
に曲線Ｃで示すように，タービン回転数ＴＮは相当に大
きくなり，発電・電動機９の発電力も大きくなる。この
時，機械損失平均有効圧Ｐｍｆ（ｋｇ／ｃｍ2）とエン
ジン回転数ＥＮとの関係は，図９における曲線Ｇの軌跡
が示す値となる。即ち，エンジン回転数ＥＮが小さい時
には，機械損失平均有効圧Ｐｍｆは従来のものに比較し
て小さいものとなる。
について，例えば，エンジン回転数ＥＮに対してタービ
ン５のシャフト１０のタービン回転数ＴＮは，従来の発
電・電動機を持つターボチャージャが図１０の曲線Ａに
示すように小さくほとんど回転していなかったものが，
この発電・電動機を持つターボチャージャでは，図１０
に曲線Ｃで示すように，タービン回転数ＴＮは相当に大
きくなり，発電・電動機９の発電力も大きくなる。この
時，機械損失平均有効圧Ｐｍｆ（ｋｇ／ｃｍ2）とエン
ジン回転数ＥＮとの関係は，図９における曲線Ｇの軌跡
が示す値となる。即ち，エンジン回転数ＥＮが小さい時
には，機械損失平均有効圧Ｐｍｆは従来のものに比較し
て小さいものとなる。
【００１８】従来の発電・電動機を持つターボチャージ
ャでは，排気ブレーキ時には，発電・電動機での発電は
不可能であったが，この発明による発電・電動機を持つ
ターボチャージャによると，排気ブレーキのブレーキ力
そのものをほとんど犠牲にすることなく，発電・電動機
９による発電を行うことができ，エネルギー回生を行っ
て該電力をバッテリに蓄電することが可能になり，バッ
テリに十分な電力を蓄えることができる。そこで，次に
予測される車両の加速時に，該蓄電した電力を消費して
ターボチャージャ２の発電・電動機９を電動機として運
転させて加速時のエネルギー需要に応えることができる
ようにする。
ャでは，排気ブレーキ時には，発電・電動機での発電は
不可能であったが，この発明による発電・電動機を持つ
ターボチャージャによると，排気ブレーキのブレーキ力
そのものをほとんど犠牲にすることなく，発電・電動機
９による発電を行うことができ，エネルギー回生を行っ
て該電力をバッテリに蓄電することが可能になり，バッ
テリに十分な電力を蓄えることができる。そこで，次に
予測される車両の加速時に，該蓄電した電力を消費して
ターボチャージャ２の発電・電動機９を電動機として運
転させて加速時のエネルギー需要に応えることができる
ようにする。
【００１９】また，バイパス管２０の管径等を最適化す
ることに，エンジンのサイクルを経由して吸気管への吸
気吹き返し分を低減させ，しかも排気ブレーキ等の低騒
音化を達成することもできる。
ることに，エンジンのサイクルを経由して吸気管への吸
気吹き返し分を低減させ，しかも排気ブレーキ等の低騒
音化を達成することもできる。
【００２０】更に，この発明による発電・電動機を持つ
ターボチャージャは，バイパス管２０をタービン５に対
して種々の構成で接続することができる。例えば，バイ
パス管２０は，図３，図４或いは図５に示すように構成
することができる。図３は図１のターボチャージャにお
けるバイパス管の接続構造の一例を示す説明図，図４は
図１のターボチャージャにおけるバイパス管の接続構造
の別の例を示す説明図，及び図５は図１のターボチャー
ジャにおけるバイパス管の接続構造の更に別の例を示す
説明図である。
ターボチャージャは，バイパス管２０をタービン５に対
して種々の構成で接続することができる。例えば，バイ
パス管２０は，図３，図４或いは図５に示すように構成
することができる。図３は図１のターボチャージャにお
けるバイパス管の接続構造の一例を示す説明図，図４は
図１のターボチャージャにおけるバイパス管の接続構造
の別の例を示す説明図，及び図５は図１のターボチャー
ジャにおけるバイパス管の接続構造の更に別の例を示す
説明図である。
【００２１】図３には，バイパス管の接続構造の一例が
示されている。タービン５はツインスクロール型に形成
され，タービンハウジング１４で囲まれるタービンスク
ロールを隔壁板１９で２分割することによって大小のタ
ービンスクロール１７，１８が形成されている。バイパ
ス管２０は隔壁板１９を貫通し，バイパス管２０の排気
ガス吹出口２２がタービンブレード１３のノズル２１に
対向して配置されている。従って，バイパス管２０の排
気ガス吹出口２２から吹き出される排気ガスは，タービ
ンブレード１３に直接吹き付けられ，最も有効にタービ
ンブレード１３に作用し，タービン５を駆動してシャフ
ト１０を回転させる。シャフト１０に回転によって発電
・電動機９は発電機として働き，エネルギー回生を行う
ことになる。
示されている。タービン５はツインスクロール型に形成
され，タービンハウジング１４で囲まれるタービンスク
ロールを隔壁板１９で２分割することによって大小のタ
ービンスクロール１７，１８が形成されている。バイパ
ス管２０は隔壁板１９を貫通し，バイパス管２０の排気
ガス吹出口２２がタービンブレード１３のノズル２１に
対向して配置されている。従って，バイパス管２０の排
気ガス吹出口２２から吹き出される排気ガスは，タービ
ンブレード１３に直接吹き付けられ，最も有効にタービ
ンブレード１３に作用し，タービン５を駆動してシャフ
ト１０を回転させる。シャフト１０に回転によって発電
・電動機９は発電機として働き，エネルギー回生を行う
ことになる。
【００２２】図４には，バイパス管の接続構造の別の例
が示されている。図４に示すバイパス管２０の接続構造
は，バイパス管２０がタービンハウジング１４の側方か
らタービンブレード１３のノズル２１に対向して配置さ
れている。そして，バイパス管２０の排気ガス吹出口２
２から吹き出される排気ガスはタービンブレード１３の
形成方向へ吹き出されるように構成されている。
が示されている。図４に示すバイパス管２０の接続構造
は，バイパス管２０がタービンハウジング１４の側方か
らタービンブレード１３のノズル２１に対向して配置さ
れている。そして，バイパス管２０の排気ガス吹出口２
２から吹き出される排気ガスはタービンブレード１３の
形成方向へ吹き出されるように構成されている。
【００２３】図５には，バイパス管の接続構造の更に別
の例が示されている。図５に示すバイパス管２０の接続
構造は，１本又は複数本のバイパス管（図では四本）か
ら構成されている。バイパス管２０の接続構造は，図３
又は図４と同様に構成されており，重複する説明は省略
する。
の例が示されている。図５に示すバイパス管２０の接続
構造は，１本又は複数本のバイパス管（図では四本）か
ら構成されている。バイパス管２０の接続構造は，図３
又は図４と同様に構成されており，重複する説明は省略
する。
【００２４】
【発明の効果】この発明による発電・電動機を持つター
ボチャージャは，上記のように構成されているので，排
気遮断弁が閉鎖して排気ブレーキが働く時には，前記排
気マニホルドからの排気ガスは流速を上昇して前記排気
通路手段を流れ，該排気ガスの流れは前記タービンのタ
ービンブレードに作用して前記タービンのシャフトを回
転させることができる。また，前記バイパス管は１又は
複数の管から成り，前記バイパス管から吹き出される排
気ガスは前記タービンのタービンブレードに直接吹き付
けられるので，排気ガスの流れは，最も有効に前記ター
ビンブレードに作用し，効果的にエネルギー回生を行
う。
ボチャージャは，上記のように構成されているので，排
気遮断弁が閉鎖して排気ブレーキが働く時には，前記排
気マニホルドからの排気ガスは流速を上昇して前記排気
通路手段を流れ，該排気ガスの流れは前記タービンのタ
ービンブレードに作用して前記タービンのシャフトを回
転させることができる。また，前記バイパス管は１又は
複数の管から成り，前記バイパス管から吹き出される排
気ガスは前記タービンのタービンブレードに直接吹き付
けられるので，排気ガスの流れは，最も有効に前記ター
ビンブレードに作用し，効果的にエネルギー回生を行
う。
【図１】この発明による発電・電動機を持つターボチャ
ージャの一実施例を示す概略説明図である。
ージャの一実施例を示す概略説明図である。
【図２】図１の符号Ｉにおける部分の拡大説明図であ
る。
る。
【図３】図１のこの発電・電動機を持つターボチャージ
ャにおけるバイパス管の連結部分の一実施例を示す説明
図である。
ャにおけるバイパス管の連結部分の一実施例を示す説明
図である。
【図４】図１のこの発電・電動機を持つターボチャージ
ャにおけるバイパス管の連結部分の別の実施例を示す説
明図である。
ャにおけるバイパス管の連結部分の別の実施例を示す説
明図である。
【図５】図１のこの発電・電動機を持つターボチャージ
ャにおけるバイパス管の連結部分の更に別の実施例を示
す説明図である。
ャにおけるバイパス管の連結部分の更に別の実施例を示
す説明図である。
【図６】従来の発電・電動機を持つターボチャージャの
一例を示す説明図である。
一例を示す説明図である。
【図７】従来の発電・電動機を持つターボチャージャの
タービンスクロールの一例を示す説明図である。
タービンスクロールの一例を示す説明図である。
【図８】従来の発電・電動機を持つターボチャージャの
タービンスクロールの別の例を示す説明図である。
タービンスクロールの別の例を示す説明図である。
【図９】発電・電動機を持つターボチャージャを備えた
エンジンのエンジン回転数と正味平均有効圧及び機械損
失平均有効圧との関係を示すグラフである。
エンジンのエンジン回転数と正味平均有効圧及び機械損
失平均有効圧との関係を示すグラフである。
【図１０】発電・電動機を持つターボチャージャを備え
たエンジンのエンジン回転数とタービンのシャフトの回
転数の関係を示すグラフである。
たエンジンのエンジン回転数とタービンのシャフトの回
転数の関係を示すグラフである。
１ エンジン ２ ターボチャージャ ４ 排気マニホルド ５ タービン ６ 排気管 ７ 排気遮断弁 ９ 発電・電動機 １０ シャフト １３ タービンブレード ２０ バイパス管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02B 37/10 F02B 37/00 302
Claims (2)
- 【請求項１】 エンジンの排気エネルギーによって駆動
されるターボチャージャにおいて，タービンが取り付け
られたシャフトに設けられた発電・電動機，エンジンの
排気マニホルドと前記タービンとを連結する排気管，前
記タービンより上流側の前記排気管に設けられた排気ブ
レーキの機能を有する排気遮断弁，及び該排気遮断弁の
閉鎖状態で排気ガスを前記排気マニホルドから前記ター
ビンへ流すことができる前記排気管に比較して通路断面
積が絞り込まれた排気通路手段を有し，前記排気通路手
段が前記排気遮断弁をバイパスして前記排気マニホルド
と前記タービンとを連通するバイパス管で構成され，前
記バイパス管から吹き出される排気ガスが前記タービン
のタービンブレードに直接吹き付けられることを特徴と
する発電・電動機を持つターボチャージャ。 - 【請求項２】 前記バイパス管は１又は複数の管から構
成されていることを特徴とする請求項１に記載の発電・
電動機を持つターボチャージャ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3029184A JP2959143B2 (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 発電・電動機を持つターボチャージャ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3029184A JP2959143B2 (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 発電・電動機を持つターボチャージャ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04246237A JPH04246237A (ja) | 1992-09-02 |
| JP2959143B2 true JP2959143B2 (ja) | 1999-10-06 |
Family
ID=12269124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3029184A Expired - Fee Related JP2959143B2 (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 発電・電動機を持つターボチャージャ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2959143B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19540060A1 (de) * | 1995-10-27 | 1997-04-30 | Daimler Benz Ag | Motorbremsvorrichtung |
| DE19630224A1 (de) * | 1996-07-26 | 1998-01-29 | Daimler Benz Ag | Motorbremsvorrichtung |
| RU2544640C2 (ru) * | 2009-02-19 | 2015-03-20 | Вольво Ластвагнар Аб | Способ и устройство для управления эффективностью работы турбины |
| JP5922402B2 (ja) * | 2011-12-28 | 2016-05-24 | 三菱重工業株式会社 | ツインスクロールターボチャージャ |
| CN106438058A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-02-22 | 东风商用车有限公司 | 一种带排气制动碟阀的发动机排气管 |
-
1991
- 1991-01-31 JP JP3029184A patent/JP2959143B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04246237A (ja) | 1992-09-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2015083493A1 (ja) | ターボコンパウンドシステムの制御装置 | |
| US5577385A (en) | Electropneumatic engine supercharger system | |
| JP2622994B2 (ja) | 回転電機付ターボチャージャの制御装置 | |
| JP6412018B2 (ja) | ターボ充電装置 | |
| US8915082B2 (en) | Regenerative assisted turbocharger system | |
| JPH02223627A (ja) | 車両のエネルギー回収装置 | |
| KR19990036017A (ko) | 모터보조 가변기하학 터보차저 시스템 | |
| JPS6046250B2 (ja) | タ−ボチヤ−ジヤ | |
| JPH0932569A (ja) | 車両用排気タービン付エンジン | |
| JP2884725B2 (ja) | ツインターボチャージャの制御装置 | |
| JP2959143B2 (ja) | 発電・電動機を持つターボチャージャ | |
| JP3312411B2 (ja) | ターボチャージャ制御装置 | |
| JP3127829B2 (ja) | ターボチャージャ付きエンジン | |
| JP2000045817A (ja) | ハイブリッド自動車 | |
| JP2005009315A (ja) | エンジンの２段過給装置 | |
| JP3160822B2 (ja) | 排気エネルギー回収装置 | |
| JP3239525B2 (ja) | エネルギー回収装置を持つターボチャージャ | |
| JPH08240156A (ja) | 過給機付エンジンの排気ガス再循環装置 | |
| JP2006524765A (ja) | 燃焼空気を圧縮するための装置 | |
| JPS61132722A (ja) | タ−ボコンパウンドエンジン | |
| JPS59141709A (ja) | タ−ボ過給機付エンジンの排気浄化装置 | |
| JPS631447B2 (ja) | ||
| JP3094604B2 (ja) | 排気エネルギー回収装置 | |
| JP6114446B1 (ja) | 低圧段駆動階層型電動ターボチャージャ装置および該低圧段駆動階層型電動ターボチャージャ装置を装着した動力システム | |
| JPH05141254A (ja) | 制動力制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |