JP5888651B2 - 過給機を備えた内燃機関 - Google Patents
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Description
Claims (25)
- 過給機を備えた内燃機関であって、
前記内燃機関は、少なくとも一つの燃焼室を備えたディーゼル内燃機関本体と前記内燃機関の燃焼室に空気を供給するための過給機を備え、
前記過給機は、ハウジング、一対のロータ、空気量調節装置、アクチュエータ、パワートランスミッション、燃料供給装置、センサおよび制御プロセッサを含み、
前記ハウジングは一対のチャンバと前記一対のチャンバのうちの一方に隣接する軸方向の通路を備え、前記軸方向の通路は前記一対のチャンバのうちの一方と大気に通じる空気バイパス通路を備え、前記空気バイパス通路の一部分は前記ハウジングに設置された可動部材と固定部材との間に位置し、
前記ロータは前記チャンバ内に位置し、互いに平行な軸に沿って回転し、ハウジングを通じて大気と前記燃焼室に空気を送り、
前記空気量調節装置は前記内燃機関の動力条件に対応するように前記燃焼室に供給される空気の量と圧力を変化させ、燃焼室に供給される空気量を燃焼室に自然に吸収される空気量以上に高め、
前記空気量調節装置は、前記ハウジングに設置され、前記ロータと空気バイパス通路に対して、最大バイパス位置、中間バイパス位置および最小バイパス位置の間を動くスライドアセンブリを構成する前記可動部材を含み、前記スライドアセンブリが最大および中間バイパス位置にある時、前記ロータによって移動した第1空気量は圧縮されないまま大気に向かい、前記ロータによって移動した第2空気量は前記内燃機関の前記燃焼室へ向かい、
前記アクチュエータは前記スライドアセンブリに連結して、最大バイパス位置、中間バイパス位置および最小バイパス位置の間に前記スライドアセンブリを選択的に動かして前記燃焼室に向かう前記第2空気量を変化させることによって、前記ロータによって前記内燃機関の前記燃焼室へ送り出される空気量と関連空気圧縮比を選択的に増減することができ、
前記パワートランスミッションは前記過給機のロータに前記内燃機関を連結して、前記過給機が空気を供給するようにし、
前記燃料供給装置は前記過給機によって前記燃焼室に供給された空気量に対応する燃料を前記燃焼室内の空気に供給し、
前記センサは前記内燃機関の負荷条件を示す信号を提供し、
前記制御プロセッサは前記センサの信号に応答して前記アクチュエータを作動させる命令信号を提供し、前記燃料供給装置を制御して前記燃焼室内部への燃料噴射タイミングと燃料供給量を調節することを特徴とする内燃機関。 - 前記ロータが雌ねじロータと雄ねじロータを含み、前記空気バイパス通路は雄ねじロータを収納するチャンバの側面部分に連結されることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。
- 前記スライドアセンブリが前記可動部材と前記固定部材を含み、
前記空気バイパス通路の一部分が前記可動部材と前記固定部材の間に位置し、
前記アクチュエータは前記固定部材に対して前記可動部材を最大バイパス位置、中間バイパス位置および最小バイパス位置に動かすように前記可動部材に連結したことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。 - ロータによってハウジングを通して送り出された空気の圧縮比を調節するための第2の空気制御スライドアセンブリをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。
- 前記ハウジングが一対のチャンバを有し、
前記ロータは前記チャンバ内に位置し、
前記ハウジング内のチャネルが前記チャンバに連結して、
前記ロータによってハウジングを通して送り出された空気の圧縮比を調節するための第2の空気制御スライドアセンブリが前記チャネル内に移動可能に配置され、
前記第2の空気制御スライドアセンブリを前記ロータに対して動かすための第2のアクチュエータが前記第2の空気制御スライドアセンブリに連結され、前記第2のアクチュエータは前記制御プロセッサに連結し、前記制御プロセッサの命令信号が前記第2のアクチュエータの動作を制御することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。 - 前記ロータが雌ねじロータと雄ねじロータを含むことを特徴とする請求項5に記載の内燃機関。
- 前記過給機と前記燃焼室の間に空気冷却装置をさらに配置することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。
- 前記過給機から前記燃焼室に流れる空気の空気量信号を生成する空気量センサをさらに含み、前記空気量信号は前記制御プロセッサに送られ、前記制御プロセッサは前記燃料供給装置を制御して前記燃焼室に噴射される燃料量を調節することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。
- 燃焼室に空気を供給する過給機を備えた内燃機関であって、前記内燃機関は、圧縮空気と燃料が同時に入る少なくとも一つの燃焼室を備えた内燃機関本体と前記内燃機関の負荷条件に合うように前記燃焼室に空気を供給する過給機を備え、
前記過給機は、ハウジング、ロータ、空気量調節装置、アクチュエータ、同期ギア、燃料供給装置、および制御プロセッサを含み、
前記ハウジングは一つのチャンバと前記チャンバに隣接する軸方向の通路を備え、
前記ロータは前記ハウジングの前記チャンバ内に配置され、前記ハウジングを通じて大気と前記燃焼室に空気を送り出し、
前記ハウジング内の前記軸方向の通路は前記チャンバと大気に通じる空気バイパス通路を備え、前記空気バイパス通路の一部分は前記ハウジングに設置された可動部材と固定部材との間に位置し、
前記空気量調節装置は、前記ロータと前記空気バイパス通路に対して最大バイパス位置、中間バイパス位置および最小バイパス位置の間を軸方向に動くようにハウジングに設置されたスライドアセンブリを構成する前記可動部材を含み、前記スライドアセンブリが最大および中間バイパス位置にある時は前記ロータによって送り出された第1空気量は圧縮されることなくバイパス通路を通じて大気に排出され、前記ロータによって送り出された第2空気量は前記燃焼室へ向かい、
前記アクチュエータは前記スライドアセンブリに連結して、最大バイパス位置、中間バイパス位置および最小バイパス位置の間に前記スライドアセンブリを選択的に動かして前記燃焼室に向かう前記第2空気量を変化させることによって、前記ロータによって前記燃焼室へ送り出される空気の空気量と関連空気圧縮比を選択的に増減することができ、
前記同期ギアはロータを回転させて空気を供給し、
前記燃料供給装置は前記過給機によって前記燃焼室に向かう空気量に合うように前記燃焼室内の空気に燃料を供給し、
前記制御プロセッサは前記内燃機関の負荷条件に対応するように前記アクチュエータを作動させて前記スライドアセンブリの位置を調節し、前記燃焼室へ向かう空気量を調節する一方、前記燃料供給装置を制御して前記燃焼室に供給される燃料の量を調節することを特徴とする内燃機関。 - 前記ロータが雌ねじロータと雄ねじロータを含み、
前記空気バイパス通路は前記雄ねじロータを収納するチャンバの側面部分に開かれていることを特徴とする請求項9に記載の内燃機関。 - 前記スライドアセンブリが前記可動部材と前記固定部材を有し、
前記空気バイパス通路の一部分が前記可動部材と前記固定部材の間に位置し、
前記アクチュエータは前記固定部材に対して前記可動部材を最大バイパス位置、中間バイパス位置および最小バイパス位置に動かすように前記可動部材に連結したことを特徴とする請求項9に記載の内燃機関。 - 前記ロータによって前記ハウジングを通して移動した空気の圧縮比を調節するための第2の空気制御スライドアセンブリをさらに含むことを特徴とする請求項9に記載の内燃機関。
- 前記ハウジングが前記チャンバに通じるチャネルを有し、
第2の空気制御スライドアセンブリが前記チャネル内に動けるように位置して、前記ロータによって前記ハウジングを通して移動した空気の圧縮比を調節し、
前記第2の空気制御スライドアセンブリを前記ロータに対して動かすための第2のアクチュエータが前記第2の空気制御スライドアセンブリに連結され、前記第2のアクチュエータは前記制御プロセッサに連結し、前記制御プロセッサの命令信号が前記第2のアクチュエータの動作を制御することを特徴とする請求項9に記載の内燃機関。 - 前記ロータが雌ねじロータと雄ねじロータを含むことを特徴とする請求項13に記載の内燃機関。
- 前記過給機と前記燃焼室の間に空気冷却装置をさらに配置することを特徴とする請求項9に記載の内燃機関。
- 前記過給機から前記燃焼室に流れる空気の空気量信号を生成する空気量センサをさらに含み、前記空気量信号は前記制御プロセッサに送られ、前記制御プロセッサは前記燃料供給装置を制御して前記燃焼室に噴射される燃料量を調節することを特徴とする請求項9に記載の内燃機関。
- 過給機を備えた内燃機関であって、前記内燃機関は大気圧以上の圧力で空気を吸入するための吸気マニホールドおよび少なくとも1つの燃焼室を備える内燃機関本体、前記内燃機関の燃焼室に空気を送り込む過給機、および前記内燃機関を前記過給機に連結し前記内燃機関が前記過給機を駆動して空気を供給するためのパワートランスミッションを備え、
前記過給機は、空気量調節装置、ロータ、アクチュエータ、および燃料供給装置を備え、
前記空気量調節装置は、前記内燃機関の負荷条件に対応するように前記燃焼室に供給される空気の圧力と空気量を変化させ、前記燃焼室に自然に吸入される空気量より多い空気量が前記燃焼室に供給されるようにし
前記過給機は吸気口、排気口、および吸気口と排気口の間の、空気バイパス通路を有する通路を備えるチャンバを有し、前記排気口は前記内燃機関の燃焼室と空気の流れとしてつながっており、前記空気バイパス通路は空気の流れとして大気とつながっており、前記空気バイパス通路の一部分は前記ハウジングに設置された可動部材と固定部材との間に位置し、
前記ロータは前記内部チャンバの中に位置して前記吸気口から前記排気口および前記空気バイパス通路に空気を送り出し、
前記空気量制御装置は、前記ロータと前記空気バイパス通路に対して、最大バイパス位置、中間バイパス位置および最小バイパス位置の間を動くようにハウジングに設置されたスライドアセンブリを構成する前記可動部材を含み、前記スライドアセンブリが最大および中間バイパス位置にある時、前記ロータによって送り出された第1空気量は圧縮されないまま大気に向かい、前記ロータによって送り出された第2空気量は前記燃焼室へ向かい、
前記アクチュエータは前記スライドアセンブリに連結して、最大バイパス位置、中間バイパス位置および最小バイパス位置の間で前記スライドアセンブリを選択的に動かして前記燃焼室に向かう前記第2空気量を変化させ、
前記燃料供給装置は前記過給機によって前記燃焼室に供給された空気量に対応する燃料を前記燃焼室内の空気に供給することを特徴とする内燃機関。 - 前記過給機が、一対のチャンバを備えたハウジング、前記チャンバのうちの一つおよび大気に通じる前記通路と前記空気バイパス通路、および前記チャンバ内に位置する一対の前記ロータを含むことを特徴とする請求項17に記載の内燃機関。
- 前記過給機と燃焼室の間に空気冷却装置をさらに配置することを特徴とする請求項17に記載の内燃機関。
- 前記内燃機関の動力条件を示す信号を出すセンサ、および
前記センサの信号に応答してアクチュエータを作動させる命令信号を提供し、前記燃焼室に噴射される燃料量と前記燃焼室内の空気に供給される燃料のタイミングを制御する制御プロセッサをさらに含むことを特徴とする請求項17に記載の内燃機関。 - 前記過給機が、一対のチャンバと、前記一対のチャンバに通じるチャネルを備えるハウジング、前記チャンバ内に位置する一対のロータ、スライドアセンブリ、およびアクチュエータを含み、
前記スライドアセンブリは、前記ロータによって、前記ハウジングを通して送り出される空気の圧縮比を調節するように前記チャネル内で動かすことができるように配置され、
前記アクチュエータは、前記スライドアセンブリに連結され、前記ロータに対して前記スライドアセンブリを動かすことによって、前記ロータによって送り出された空気の圧縮比を調節することを特徴とする請求項17に記載の内燃機関。 - 過給機を備えた内燃機関であって、前記内燃機関は、大気圧以上の圧力で空気を吸入するための吸気マニホールドと、負荷に連結する少なくとも1つの燃焼室とを備える内燃機関本体、前記内燃機関に空気を供給する過給機、および前記過給機が前記内燃機関の速度に反応するように前記内燃機関を前記過給機に連結するパワートランスミッション、を含み、
前記過給機は、ハウジング、一対のロータ、スライドアセンブリ、および制御装置を備え、
前記制御装置はセンサ、アクチュエータ、および制御プロセッサを含み、
前記ハウジングは互いに平行な複数のチャンバと、大気に通じる空気バイパス通路を備え、
前記空気バイパス通路の一部分は前記ハウジングに設置された可動部材と固定部材との間に位置し、
前記一対のロータは、前記チャンバ内部に配置されて、前記内燃機関に空気を供給するように、前記パワートランスミッションに連結されて回転し、
前記スライドアセンブリは、前記ロータに隣接する通路に位置する前記可動部材を具備して、前記可動部材は前記空気バイパス通路に対して最大バイパス位置、中間バイパス位置および最小バイパス位置の間を動いて、前記ロータによって圧縮されないまま前記空気バイパス通路を通じて大気に排出される空気量と、前記ロータによって圧縮され、前記燃焼室へ向かう空気量のバランスを制御し、
前記センサは前記内燃機関の動力条件を示す信号を出力し、
前記アクチュエータは前記可動部材に連結して、前記ロータのうちの一つに平行な通路内を最大バイパス位置、中間バイパス位置および最小バイパス位置の間に前記可動部材を動かし、
前記制御プロセッサは前記センサの信号に応答して前記アクチュエータを作動させる命令信号を提供し、前記可動部材を前記空気バイパス通路に対して最大バイパス位置、中間バイパス位置および最小バイパス位置の間で動かすとともに、前記燃焼室への燃料噴射のタイミングの開始と燃焼室に噴射された燃料量を制御するモジュールを備えたことを特徴とする内燃機関。 - 前記過給機から前記内燃機関に流れる空気を冷却するために前記過給機と前記内燃機関に連結されたエアクーラーをさらに配置することを特徴とする請求項22に記載の内燃機関。
- 前記ロータが雌ねじロータと雄ねじロータを含み、
前記スライドアセンブリの前記可動部材が一方の前記ロータの側面と前記空気バイパス通路に連結される前記ハウジング内の通路内に位置し、前記可動部材が最大バイパス位置や中間バイパス位置にある時は、前記ロータによってポンピングされた余剰空気が前記空気バイパス通路を通じて大気に排出されることを特徴とする請求項22に記載の内燃機関。 - 前記ハウジングが前記チャンバに連結するチャネルを有し、
前記ロータによって、前記ハウジングを通して前記燃焼室に供給される空気の圧縮比を調節するための前記スライドアセンブリが前記チャネル内に動けるように配置され、
前記ロータに対して空気制御スライド部材を動かすアクチュエータが前記スライドアセンブリに連結していて、前記ロータによって送り出される空気の圧縮比を調節できることを特徴とする請求項22に記載の内燃機関。
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