JPH0478820B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、排気ターボ過給機を備えた過給機付
エンジンに関し、特に、過給機をエンジン冷却水
によつて冷却するようにものの改良に関するもの
である。

（従来技術） 一般に、過給機付エンジンに装備される排気タ
ーボ過給機においては、タービンホイールとコン
プレツサインペラとを回転一体に連結する回転軸
が、タービンホイールを駆動する排気ガスの熱や
摩擦熱等によつて焼付くのを防止するために、エ
ンジンにより駆動されるオイルポンプにより回転
軸の軸受部に多量のオイルを強制的に供給して、
回転軸を潤滑しながら冷却することが行われてい
る。

ところが、その反面、エンジンを高速高負荷運
転直後に急に停止させたときには、それに伴つて
オイルの供給も停止されるため、軸受部の微小な
クリアランスに残留したオイルが排気ガス熱によ
り炭化して回転軸が焼付いた状態となり、その結
果、エンジンの再運転時に過給機が作動不能にな
る虞れがあつた。

そこで、従来、例えば実開昭54−21708号公報
等に開示されているように、排気ターボ過給機に
エンジン冷却水を供給する冷却水通路を設け、エ
ンジンの高速高負荷運転後の急停止時には、冷却
水通路内の冷却水を排気ガス熱によつて蒸発させ
てその気化熱により過給機を冷却するとともに、
蒸発により発生した気泡を上方に導いて冷却水の
自然対流を発生させ上記気化熱による冷却を継続
させることにより、オイルの炭化を防止するよう
にしたもが提案されている。

しかるに、この提案のものでは、エンジンの運
転中は常時エンジン冷却水が過給機に供給されて
いるため、エンジンが高速高負荷運転状態にある
ときには、ラジエータに流れる冷却水量に不足に
よりエンジン冷却水がラジエータにて十分に冷却
されずに冷却水温度が上昇し、その結果、エンジ
ンのオーバーヒートを招くという問題があつた。

（発明の目的） 本発明はかかる諸点に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、上記のエンジン冷
却水の排気ターボ過給機への供給条件を適切に設
定することにより、過給機に対する冷却性を損う
ことなくエンジンのオーバーヒートを防止し得る
ようにすることにある。

（発明の構成） 上記目的を達成するために、本発明の構成は、
排気ターボ過給機を備え、該排気ターボ過給機に
エンジン冷却水を供給する冷却水通路およびオイ
ルを供給するオイル通路を備えた過給機付エンジ
ンにおいて、上記エンジン冷却水の温度が所定値
以上に上昇したときに上記冷却水通路への冷却水
の供給を減少もしくは停止させる冷却水制御弁を
設けたものである。

このことにより、エンジンの運転中にエンジン
冷却水の温度が所定温度以上になると、排気ター
ボ過給機への冷却水の供給を抑制または停止して
ラジエータへの冷却水量を確保しエンジンを冷却
するとともに、排気ターボ過給機は主にオイルに
より冷却するようにし、エンジンの急速停止時に
は、上記エンジン冷却水の自然対流によつて排気
ターボ過給機を冷却するようにしたものである。

（発明の効果） したがつて、本発明によれば、エンジン冷却水
の温度が所定値以上に上昇したときには、排気タ
ーボ過給機への冷却水の供給を抑制または停止し
て、エンジンの冷却を確保するとともに、排気タ
ーボ過給機をオイルによつて冷却するようにした
ものであるので、排気ターボ過給機の冷却性を損
うことなくエンジンのオーバーヒートを防止で
き、過給機付エンジンの運転安定性の向上を図る
ことができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面により詳細
に説明する。

第１図は本発明の実施例の全体構成を概略的に
示すもので、１はエンジン、２はエンジン１に主
冷却水通路３，４によつて接続されたラジエー
タ、５はエンジン１によつて駆動されるウオータ
ポンプであつて、該ウオータポンプ５により冷却
水をエンジン１とラジエータ２との間で循環さ
せ、エンジン１で温まつた冷却水をラジエータ２
に導いて冷却するようにした冷却システムが構成
されている。

また、上記冷却水をエンジン１からラジエータ
２に流す主冷却水通路３には、その上流端部分
（エンジン１との接続部分）に、エンジン冷却水
の温度が所定値以下であるときに該主冷却水通路
３を閉じるサーモスタツト６が配設されている。

また、エンジン１において上記主冷却水通路３
の上流端近傍にはバイパス通路７の上流端が接続
され、該バイパス通路７の下流端は上記ウオータ
ポンプ５直上流の主冷却水通路４に接続されてお
り、エンジン１の冷機時には、サーモスタツト６
によりエンジン冷却水のラジエータ２への供給を
停止するとともに、冷却水をバイパス通路７を通
して循環させることにより、エンジン１の暖機を
促進するようにしている。

一方、８は上記エンジン１への吸気の過給を行
うための排気ターボ過給機であつて、該排気ター
ボ過給機８は、第２図に拡大詳示するように、エ
ンジン１の排気ガスを排出する排気通路の一部を
形成するタービンハイジング９と、ベアリングハ
ウジング１０と、エンジン１へ吸気を供給する吸
気通路の一部を形成するコンプレツサハウジング
１１とを備え、上記タービンハウジング９には排
気流入口９ａ及び排気流出口９ｂが開口されてい
るとともに、その内部にはタービンホイール１２
が回転自在に軸支されている。また、上記コンプ
レツサハウジング１１には吸気流入口１１ａおよ
び吸気流出口１１ｂが開口されているとともに、
その内部にはコンプレツサインペラ１３が回転自
在に軸支されている。そして、上記タービンホイ
ール１２とコンプレツサインペラ１３とは上記ベ
アリングハウジング１０内にベアリング１４，１
４を介して回転自在に支持した回転軸１５によつ
て回転一体に連結されており、排気流入口９ａか
らタービンハウジング９内を通つて排気流出口９
ｂへ流れる排気ガスのガス圧によりタービンホイ
ール１２および該タービンホイール１２に駆動さ
れるコンプレツサインペラ１３を回転させ、該コ
ンプレツサインペラ１３の回転により吸気を吸気
流入口１１ａからコンプレツサハウジング１１内
に吸い込んで圧縮した後吸気流出口１１ｂからエ
ンジン１に供給するように構成されている。

また、上記排気ターボ過給機８のベアリングハ
ウジング１０には上記ベアリング１４，１４にオ
イルを供給するためのオイル通路１６が形成さ
れ、該オイル通路１６の上流端はエンジン１によ
つて駆動されるオイルポンプ（図示せず）に、下
流端はリザーバ（図示せず）にそれぞれ接続され
ており、オイルポンプから圧送されたオイルをオ
イル通路１６に流してベアリング１４，１４に強
制的に供給するようにしている。

また、上記ベアリングハウジング１０には上記
タービンハウジング９側に、回転軸１５を取り囲
むように冷却水通路１７が形成され、該冷却水通
路１７の冷却水流入口は第１図に示すように冷却
水供給通路１８を介して上記主冷却水通路３の上
流端近傍のエンジン１に接続され、一方、冷却水
流出口は冷却水還流通路１９を介して上記サーモ
スタツト６直下流側の主冷却水通路３に接続され
ており、エンジン冷却水の一部を冷却水供給通路
１８を通して排気ターボ過給機８の冷却水通路１
７に供給するようにしている。

さらに、上記冷却水供給通路１８の途中には、
エンジン冷却水の温度に応じて上記排気ターボ過
給機８の冷却水通路１７への冷却水の供給をコン
トロールする感温型の冷却水制御弁２０が配設さ
れている。該冷却水制御弁２０は、第３図に拡大
詳示するように、冷却水供給通路１８を閉塞する
ようにその連絡壁に固定されているとともに、弁
開口部２１ａを有するバルブケース２１と、該バ
ルブケース２１の弁開口部２１ａを開閉する第１
弁体２２と、該第１弁体２２とバルブケース２１
との間に縮装されて第１弁体２２を閉弁方向に付
勢するバルブスプリング２３と、上記第１弁体２
２に一体的に固定され、バルブケース２１に係合
する摺動可能なニードル２４ａを有するととも
に、内部に温度上昇により膨張するワツクスが充
填され、ワツクスの膨張によりニードル２４ａを
押し出すように、伸張して第１弁体２２をバルブ
スプリング２３の付勢力に抗して開弁させるシリ
ンダ２４と、該シリンダ２４の先端部（ニードル
２４ａと反対側の端部）に取り付けられ、シリン
ダ２４の所定以上の伸張時に上記冷却水供給通路
１８に形成した絞り開口部１８ａを絞る第２弁体
２５とを備えてなる。しかして、エンジン冷却水
の温度が上記サーモスタツト６の開弁温度よりも
高い所定値（例えば80〜90℃）以上に上昇したと
きに、冷却水制御弁２０のシリンダ２４が伸張し
て第２弁体２５が冷却水供給通路１８の絞り開口
部１８ａを絞ることにより、排気ターボ過給機８
の冷却水通路１７への冷却水の供給を減少させる
ように構成されている。

次に、上記実施例の作動について説明すると、
エンジン１の運転中、エンジン１によつて駆動さ
れるオイルポンプの作動によりオイルが排気ター
ボ過給機８のオイル通路１６に供給され、このオ
イル通路１６へのオイル供給により、タービンホ
イール１２とコンプレツサインペラ１３とを連結
する回転軸１５を支持するベアリング１４，１４
が強制的に潤滑されながら冷却され、このオイル
による潤滑および冷却により回転軸１５の焼付き
が防止される。

また、エンジン冷却水の温度が所定温度よりも
低いときには、サーモスタツト６が閉じるととも
に、冷却水制御弁２０がその第１弁体２２の閉弁
により閉じて、エンジン冷却水はバイパス通路７
を通つて循環され、エンジン１の暖機が促進され
る。この後、冷却水の温度が上昇してエンジン１
の暖機が完了すると、上記サーモスタツト６が開
いて冷却水がエンジン１とラジエータ２との間を
循環され、ラジエターヌ２での冷却水の冷却によ
りエンジン１が冷却される。また、このサーモス
タツト６の開弁と同時に、冷却水制御弁２０がそ
の第１弁体２２の開弁により開いて、上記エンジ
ン１とラジエータ２との間を循環するエンジン冷
却水の一部が冷却水供給通路１８を通つて排気タ
ーボ過給機８の冷却水通路１７に供給され、この
ことにより排気ターボ過給機８が上記オイルによ
る冷却に対して補助的に冷却される。

そして、エンジン１の高速高負荷運転により上
記エンジン冷却水の温度がさらに上昇して所定値
以上に達すると、上記冷却水制御弁２０の第２弁
体２５が冷却水供給通路１８の絞り開口部１８ａ
を絞ることにより、該冷却水供給通路１８の通路
面積が小さくなり、エンジン冷却水の排気ターボ
過給機８の冷却水通路１７への供給が抑制され
る。

そのため、エンジン冷却水は主にエンジン１と
ラジエータ２との間を循環して、ラジエータ２で
冷却された冷却水の略全体がエンジン１に供給さ
れるようになり、よつて、エンジン１に対する冷
却能力を良好に確保してそのオーバーヒートを防
止することができる。

その際、上記過給機８の冷却水通路１７へのエ
ンジン冷却水の供給抑制により、過給機８はエン
ジン冷却水によつて冷却され難くなるが、エンジ
ン１の運転中は常に、上記の如くオイルポンプか
らのオイルが過給機８に供給されているために、
過給機８に対する冷却性が不足することはない。

さらに、エンジン１が高速高負荷運転状態から
急激に停止されたときには、上記オイルポンプの
作動停止により上記排気ターボ過給機８はオイル
によつて冷却されなくなるが、その代り、過給機
８の冷却水通路１７内のエンジン冷却水が高温の
排気ガス熱により蒸発して周囲から気化熱を奪
い、その気化熱により過給機８が冷却されるとと
もに、上記蒸発により発生した気泡が上方に流れ
て冷却水の対流が促進され、上記気化熱による過
給機８の冷却が継続されるため、過給機８に対す
る冷却性を確保することができ、過給機８のベア
リング１４，１４と回転軸１５とのクリアランス
に残留したオイルの炭化を阻止して回転軸１５の
焼付きを防止することができる。その結果、エン
ジン１の再運転時に過給機８をスムーズに作動さ
せることができる。

尚、上記実施例では、エンジン冷却水温度が所
定温度以上に上昇すると、冷却水制御弁２０が冷
却水供給通路１８を絞つて、排気ターボ過給機８
の冷却水通路１７へのエンジン冷却水の供給が抑
制されるようにしたが、エンジン冷却水の所定温
度以上への上昇時には、冷却水制御弁２０により
冷却水供給通路１８を閉じて、エンジン冷却水の
排気ターボ過給機８への供給を停止するようにし
てもよく、上記実施例と同様の作用効果を奏する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
全体概略構成図、第２図は過給機の拡大縦断面
図、第３図は冷却水制御弁の拡大縦断面図であ
る。 １……エンジン、２……ラジエータ、６……サ
ーモスタツト、８……排気ターボ過給機、１２…
…タービンホイール、１３……コンプレツサイン
ペラ、１４……ベアリング、１５……回転軸、１
６……オイル通路、１７……冷却水通路、１８…
…冷却水供給通路、１８ａ……絞り開口部、２０
……冷却水制御弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 排気ターボ過給機を備えるとともに、該排気
   ターボ過給機にエンジン冷却水を供給する冷却水
   通路およびオイルを供給するオイル通路を備えた
   過給機付エンジンにおいて、上記エンジン冷却水
   の温度が所定値以上に上昇したときに上記冷却水
   通路への冷却水の供給を減少もしくは停止させる
   冷却水制御弁を設けたことを特徴とする過給機付
   エンジン。