JPH0299722A - ターボチャージャ - Google Patents
ターボチャージャInfo
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- JPH0299722A JPH0299722A JP25315688A JP25315688A JPH0299722A JP H0299722 A JPH0299722 A JP H0299722A JP 25315688 A JP25315688 A JP 25315688A JP 25315688 A JP25315688 A JP 25315688A JP H0299722 A JPH0299722 A JP H0299722A
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- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 7
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- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical group S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
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- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 2
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- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 9
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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。
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)
本発明はエンジンの排気エネルギーにより駆動されるタ
ービンの回転軸にコンプレッサと電動機構を取付けたタ
ーボチャージャに関する。
ービンの回転軸にコンプレッサと電動機構を取付けたタ
ーボチャージャに関する。
(従来の技術)
エンジンの排気ガスを排気タービンに導いて高速回転さ
せ、該排気タービンと同軸に配置されたコンプレッサを
高速回転駆動してエンジンの過給を行う排気タービン駆
動過給機(ターボチャージャ)は古くから知られている
。
せ、該排気タービンと同軸に配置されたコンプレッサを
高速回転駆動してエンジンの過給を行う排気タービン駆
動過給機(ターボチャージャ)は古くから知られている
。
また、この種のターボチャージャの回転軸に電動−発電
機となる電動機構を取付け、排気エネルギーにより駆動
される電動機構の発電電力を、エンジンの回転軸に配置
した電動機に供給してエンジン出力の付勢を計るととも
に、エンジンの低回転高負荷時には過給機に取付けた電
動機構にバラチリから電力を供給してカ行せしめ、コン
プレッサの過給作動を助勢して過給気圧を上昇させる装
置が開発されている。
機となる電動機構を取付け、排気エネルギーにより駆動
される電動機構の発電電力を、エンジンの回転軸に配置
した電動機に供給してエンジン出力の付勢を計るととも
に、エンジンの低回転高負荷時には過給機に取付けた電
動機構にバラチリから電力を供給してカ行せしめ、コン
プレッサの過給作動を助勢して過給気圧を上昇させる装
置が開発されている。
そしてこのようなターボチャージャではタービンの回転
数は毎分10万回転以上の超高速回転となり、回転軸の
潤滑のためベアリングにオイルを送油して、円滑に高速
回転するよう計られている。
数は毎分10万回転以上の超高速回転となり、回転軸の
潤滑のためベアリングにオイルを送油して、円滑に高速
回転するよう計られている。
(発明が解決しようとする課題)
上述のようにターボチャージャの高速回転するタービン
の回転軸には流体潤滑材のオイルが使用されているが、
排気エネルギーを受はベアリングなどが高温度となり、
また高速回転のため、オイルの洩れやオイルの劣化が発
生するという不具合が生じている。なお、潤滑の不良な
どにより回転軸の損傷の場合には、オイルがベアリング
より吹出し、高温度の排気ガスにより着火されて、火災
が発生する虞も生ずる。
の回転軸には流体潤滑材のオイルが使用されているが、
排気エネルギーを受はベアリングなどが高温度となり、
また高速回転のため、オイルの洩れやオイルの劣化が発
生するという不具合が生じている。なお、潤滑の不良な
どにより回転軸の損傷の場合には、オイルがベアリング
より吹出し、高温度の排気ガスにより着火されて、火災
が発生する虞も生ずる。
本発明ではこのような問題に鑑みてなされたものであり
、その目的は電動機構を備えたターボチャージャを安全
に超高速回転させようとするターボチャージャを提供す
ることにある。
、その目的は電動機構を備えたターボチャージャを安全
に超高速回転させようとするターボチャージャを提供す
ることにある。
(課題を解決するための手段)
本発明によれば、エンジンの排気ガスエネルギーにより
駆動されるタービンと、該タービンの回転軸に配置され
タービンの駆動によりエンジンにA給気を圧送するコン
プレッサと、前記回転軸に直結され電動−発電作動する
電動機構とを有するターボチャージャにおいて、前記タ
ービンと回転軸とを耐熱性を有するセラミックス素材を
用いて一体化して形成するとともに、前記回転軸の軸受
に固体潤滑材を内封したセラミックス素材からなるボー
ルベアリングを採用し、さらに前記電動機構を冷却する
送風手段を備えたターボチャージャが提供される。
駆動されるタービンと、該タービンの回転軸に配置され
タービンの駆動によりエンジンにA給気を圧送するコン
プレッサと、前記回転軸に直結され電動−発電作動する
電動機構とを有するターボチャージャにおいて、前記タ
ービンと回転軸とを耐熱性を有するセラミックス素材を
用いて一体化して形成するとともに、前記回転軸の軸受
に固体潤滑材を内封したセラミックス素材からなるボー
ルベアリングを採用し、さらに前記電動機構を冷却する
送風手段を備えたターボチャージャが提供される。
(作用)
本発明によれば、ターボチャージャのタービンと回転軸
を一体化してセラミックス素材により形成し、その軸受
として固体潤滑材を内封したセラミックス素材のボール
ベアリングを採用し、さらに回転軸に取付けた電動機構
を冷却する送風手段を配置したので、オイルの補給系が
なくても高速回転する回転軸の潤滑が行える作用がある
とともに、送風手段により電動機構の温度上昇を防止で
きる作用がある。
を一体化してセラミックス素材により形成し、その軸受
として固体潤滑材を内封したセラミックス素材のボール
ベアリングを採用し、さらに回転軸に取付けた電動機構
を冷却する送風手段を配置したので、オイルの補給系が
なくても高速回転する回転軸の潤滑が行える作用がある
とともに、送風手段により電動機構の温度上昇を防止で
きる作用がある。
(実施例)
つぎに本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。
する。
図面は本発明の一実施例を示す断面図であり、同図にお
いて、1はターボチャージャで、タービンハウジング2
、センターハウジング3、コンプレッサハウジング4を
備えており、タービンハウジング2に配置されたタービ
ン21が、排気流路22から排出される排気ガスエネル
ギーにより回転駆動されると、タービン21の回転軸1
1に直結された電動機構5とコンプレッサ41とを駆動
し、コンプレッサハウジング4に接続された吸気経路4
2を介して、コンプレッサ41の過給作動による圧気が
エンジンに圧送されるものである。
いて、1はターボチャージャで、タービンハウジング2
、センターハウジング3、コンプレッサハウジング4を
備えており、タービンハウジング2に配置されたタービ
ン21が、排気流路22から排出される排気ガスエネル
ギーにより回転駆動されると、タービン21の回転軸1
1に直結された電動機構5とコンプレッサ41とを駆動
し、コンプレッサハウジング4に接続された吸気経路4
2を介して、コンプレッサ41の過給作動による圧気が
エンジンに圧送されるものである。
なお、上述のタービン21は耐熱性を有するセラミック
ス素材(例えば5t3N4)にて回転軸11とともに一
体的に構成されており、また、回転軸11はセラミック
ス素材(SiaN4又は5tC)からなるボールベアリ
ング31により回転自在にセンターハウジング3に軸支
されている。そして、ボールベアリング31には例えば
二硫化モリブデンを用いた固体潤滑材が内封されている
。
ス素材(例えば5t3N4)にて回転軸11とともに一
体的に構成されており、また、回転軸11はセラミック
ス素材(SiaN4又は5tC)からなるボールベアリ
ング31により回転自在にセンターハウジング3に軸支
されている。そして、ボールベアリング31には例えば
二硫化モリブデンを用いた固体潤滑材が内封されている
。
したがって、回転軸11の軸受として補給がなくとも円
滑な高速度回転が得られ、また約350℃程度の高温度
においても十分に耐え得るものである。
滑な高速度回転が得られ、また約350℃程度の高温度
においても十分に耐え得るものである。
電動機構5にはカゴ形コイルを有する回転子51と、固
定子巻線53を有する固定子52による誘導形交流機が
構成されており、タービン21を駆動する排気ガスエネ
ルギーに余裕のあるときは、例えば電動機構5を誘導発
電機として作動させて、その発電出力を整流してバッテ
リの充電や、発電電力をエンジンに取付けた電動機に供
給してエンジントルクとして回収する。また一方、エン
ジンが低回転高負荷時にはバッテリからの電力をインバ
ータを用いて所定の交流電力に変換して供給し、電動機
構5を電動機として作動させてコンプレッサ41の過給
作動を助勢し、昇圧された圧気をエンジンに送気してエ
ンジン出力を向上させるものである。
定子巻線53を有する固定子52による誘導形交流機が
構成されており、タービン21を駆動する排気ガスエネ
ルギーに余裕のあるときは、例えば電動機構5を誘導発
電機として作動させて、その発電出力を整流してバッテ
リの充電や、発電電力をエンジンに取付けた電動機に供
給してエンジントルクとして回収する。また一方、エン
ジンが低回転高負荷時にはバッテリからの電力をインバ
ータを用いて所定の交流電力に変換して供給し、電動機
構5を電動機として作動させてコンプレッサ41の過給
作動を助勢し、昇圧された圧気をエンジンに送気してエ
ンジン出力を向上させるものである。
32は回転軸11に配置された送風ベーンで、センター
ハウジング3に穿設された通風孔33から外気を取入れ
て、固定子52や回転子51を冷却するものであり、冷
却後の通風は他方に設けた通風孔33から放出される。
ハウジング3に穿設された通風孔33から外気を取入れ
て、固定子52や回転子51を冷却するものであり、冷
却後の通風は他方に設けた通風孔33から放出される。
なお、ターボチャージャの回転軸11は超高速回転する
ため、送風ベーン32ば小型のものを用いてタービン2
1の回転抵抗が増大するのを防止しているが、電気機構
5の冷却用に送風ベーンを使用せず、コンプレッサ41
による加圧空気の一部を通風孔33に送気してセンター
ハウジング3の内部を冷却しても良い。
ため、送風ベーン32ば小型のものを用いてタービン2
1の回転抵抗が増大するのを防止しているが、電気機構
5の冷却用に送風ベーンを使用せず、コンプレッサ41
による加圧空気の一部を通風孔33に送気してセンター
ハウジング3の内部を冷却しても良い。
23はガスシールであり、タービンハウジング2とセン
ターハウジング3との間に設けられ、タービンハウジン
グ2内の排気ガスがセンターハウジング3の内部に侵入
するのを防止するものであり、24はセラミックス素材
のリングで、回転軸11の外周に設けた溝に嵌合され、
センターハウジング3と間に配置されたものである。
ターハウジング3との間に設けられ、タービンハウジン
グ2内の排気ガスがセンターハウジング3の内部に侵入
するのを防止するものであり、24はセラミックス素材
のリングで、回転軸11の外周に設けた溝に嵌合され、
センターハウジング3と間に配置されたものである。
つぎに上述のように、構成された本実施例の作動を説明
する。
する。
エンジンから排出される排気ガスが排気流路22を介し
てタービン21に吹付けられると、二硫化モリブデンの
固体潤滑材が内封されたボールベアリング31によって
軸支された回転@11は円滑に高速回転駆動されること
になり、該回転軸11に配置されたコンプレッサ41や
電動機構5の回転子51が高速に駆動される。
てタービン21に吹付けられると、二硫化モリブデンの
固体潤滑材が内封されたボールベアリング31によって
軸支された回転@11は円滑に高速回転駆動されること
になり、該回転軸11に配置されたコンプレッサ41や
電動機構5の回転子51が高速に駆動される。
そして、コンプレッサ41はその圧気作動により吸気経
路42を介して過給気をエンジンに圧送する。一方、′
Tt動機構5の固定子巻線53は高速駆動される回転子
51との電磁作動により起電力を生じ、該起電力を電源
としてバッテリの充電を行ったり、またはエンジンに配
置した電動機に供給して所定のエネルギー回生作動が行
われる。
路42を介して過給気をエンジンに圧送する。一方、′
Tt動機構5の固定子巻線53は高速駆動される回転子
51との電磁作動により起電力を生じ、該起電力を電源
としてバッテリの充電を行ったり、またはエンジンに配
置した電動機に供給して所定のエネルギー回生作動が行
われる。
なお、エンジンが低回転高負荷時には排出する排気ガス
エネルギーが少ないので、例えばバッテリからの電力を
交流電力に変換して電動機構5に供給して電動機駆動し
、コンプレッサ41の過給作動を助勢して、昇圧された
過給気をエンジンに供給してエンジン出力の向上が計ら
れることになる。
エネルギーが少ないので、例えばバッテリからの電力を
交流電力に変換して電動機構5に供給して電動機駆動し
、コンプレッサ41の過給作動を助勢して、昇圧された
過給気をエンジンに供給してエンジン出力の向上が計ら
れることになる。
また、回転軸11の高速回転により送風ベーン32も駆
動され、通風孔33から外気をセンターハウジング3の
内部に取入れて電動機構5に送風することにより、前述
の発電または電動作動による回転子51や固定子52な
どの発熱は冷却されるとともに、回転子51は回転軸1
1を介する熱伝導によりコンプレッサ41により放熱さ
れることになる。
動され、通風孔33から外気をセンターハウジング3の
内部に取入れて電動機構5に送風することにより、前述
の発電または電動作動による回転子51や固定子52な
どの発熱は冷却されるとともに、回転子51は回転軸1
1を介する熱伝導によりコンプレッサ41により放熱さ
れることになる。
以上、本発明を上述の実施例によって説明したが、本発
明の主旨の範囲内で種々の変形や応用が可能であり、こ
れらを本発明の範囲から排除するものではない。
明の主旨の範囲内で種々の変形や応用が可能であり、こ
れらを本発明の範囲から排除するものではない。
(発明の効果)
本発明によれば、ターボチャージャのタービンと回転軸
とを一体化してセラミックス素材により形成し、回転軸
の軸受として二硫化モリブデンを内封したセラミックス
素材のボールベアリングを採用し、さらに、センターハ
ウジング内部に通風して電動機構を冷却する送風手段を
設けたので、回転軸の潤滑にオイルが不必要となり、こ
のためオイルの補給系が省略できるとともに、潤滑の不
良などに基づく回転軸の損傷が減じ、オイルの吹出しに
よる発火などの発生が解消される効果があり、さらに、
回転軸とベアリングとを同一素材として線膨張係数を等
しくしたため、両者の嵌合不良に基づく事故が解消され
る利点がある。
とを一体化してセラミックス素材により形成し、回転軸
の軸受として二硫化モリブデンを内封したセラミックス
素材のボールベアリングを採用し、さらに、センターハ
ウジング内部に通風して電動機構を冷却する送風手段を
設けたので、回転軸の潤滑にオイルが不必要となり、こ
のためオイルの補給系が省略できるとともに、潤滑の不
良などに基づく回転軸の損傷が減じ、オイルの吹出しに
よる発火などの発生が解消される効果があり、さらに、
回転軸とベアリングとを同一素材として線膨張係数を等
しくしたため、両者の嵌合不良に基づく事故が解消され
る利点がある。
また、本発明ではタービンの回転軸に送風ベーンを取付
けてセンターハウジング内部に送風するので、オイルの
循環がなくても電動機構の冷却が行え、温度上昇による
電気部分の効率の低下が免れる効果が生ずる。
けてセンターハウジング内部に送風するので、オイルの
循環がなくても電動機構の冷却が行え、温度上昇による
電気部分の効率の低下が免れる効果が生ずる。
図面は本発明の一実施例を示す断面図である。
1・・・ターボチャージャ、5・・・電動機構、11・
・・回転軸、21・・・タービン、31・・・ボールベ
アリング、32・・・送風ベーン、33・・・通風孔、
41・・・コンプレッサ、51・・・回転子、52・・
・固定子。
・・回転軸、21・・・タービン、31・・・ボールベ
アリング、32・・・送風ベーン、33・・・通風孔、
41・・・コンプレッサ、51・・・回転子、52・・
・固定子。
Claims (2)
- (1)エンジンの排気ガスエネルギーにより駆動される
タービンと、該タービンの回転軸に配置されタービンの
駆動によりエンジンに過給気を圧送するコンプレッサと
、前記回転軸に直結され電動−発電作動する電動機構と
を有するターボチャージャにおいて、前記タービンと回
転軸とを耐熱性を有するセラミックス素材を用いて一体
化して形成するとともに、前記回転軸の軸受に固体潤滑
材を内封したセラミックス素材からなるボールベアリン
グを採用し、さらに前記電動機構を冷却する送風手段を
備えたことを特徴とするターボチャージャ。 - (2)前記固体潤滑材は二硫化モリブデンを用いたこと
を特徴とする請求項(1)記載のターボチャージャ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25315688A JPH0299722A (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | ターボチャージャ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25315688A JPH0299722A (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | ターボチャージャ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0299722A true JPH0299722A (ja) | 1990-04-11 |
Family
ID=17247308
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25315688A Pending JPH0299722A (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | ターボチャージャ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0299722A (ja) |
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1988
- 1988-10-07 JP JP25315688A patent/JPH0299722A/ja active Pending
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