JPS60192828A - 過給機付エンジン - 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、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って冷却す
るようにした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ッサイン
ペラとを回転一体に連結する回転軸が、タービンホイー
ルを駆動ツる排気ガスの熱や摩擦熱等によって焼付くの
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、それに伴ってオイルの供給も
停止されるため、軸受部の微小なり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った。

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
気ガス熱によっ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／ｊ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
うにしたものが提案されている。

しかるに、この１！ｉ！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
■−夕に流れる冷却水量の不足によりエンジン冷却水が
ラジェータにて十分に冷却されずに冷却水温度が上貸し
、その結果、エンジンのオーバーヒートを招くという問
題があった。

（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づることにより、過
給機に対する冷却性を損うことなくエンジンのＡ−バー
ヒーｌ〜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
１）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ェータへの冷却水
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２ＪＩ水の自然対流に
よっ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） したがって、本発明によれは゛、エンジン冷却水の温度
が所定値以上に上昇したとぎには、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っ
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、過給機イ１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によって接続されたラジェータ、５はエンジン１によ
って駆動されるウォータポンプであって、該ウォータポ
ンプ５により冷却水をエンジン１とラジェータ２との間
で循環させ、エンジン１で温まった冷却水をラジェータ
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からラジェータ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ット６が
配設されている。

また、エンジン１において−［−記事冷却水通路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の下流端は上記ウォータポンプ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、サーモスタット６によりエンジン冷却水のラジェ
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を通して循環さけることにより、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って、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ウジング
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ッサハウ
ジング１１とを備え、上記タービンハウジング９には排
気流人口９ａおよび排気流出口９ｂが間口されていると
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、上記コンプレッサハウジング
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ッサイン
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とコンプレッサインペラ１３とは上
記ベアリングハウジング１０内にベアリング１４，１４
を介して回転自在に支持した回転軸１５によって回転一
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内を通って排気流出口９ｂ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ッサインペラ１３を回
転さｕ１該コンプレッサインペラ１３の回転により吸気
を吸気流入口１１ａからコンプレッサハウジング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に供給づ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によって駆動されるオイルポンプ（
図示辻ず）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Ｎ１水流出口は冷却水還流通路１９を介して上
記サーモスタット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１１８の冷１１水通路１７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
冷却水の湿度に応じて上記排気ターボ過給４ｆｉ８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を有づるバルブケース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２２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２４
ａを有するとともに、内部に温度上昇により膨張するワ
ックスが充填され、ワックスの膨張によりニードル２４
ａ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１８
ａ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ｆａＩＵが上記ザーモスタット６の量弁温
度よりも高い所定値（例えば８０〜９０’　Ｃ）以上に
上臂したとぎに、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ど、エンジン
１の運転中、エンジン１によって駆動されるオイルポン
プの作動によりメイルが排気ターボ過給１８のオイル通
路１６に供給され、このオイル通路１６へのメイル供給
により、タービンホイール１２とコンプレッサインペラ
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、サーモスタット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を通って循環され、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、上記サーモスタット
６が聞いて冷却水がエンジン１とラジェータ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、このナーモスタット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
弁により聞いて、上記エンジン１とラジェータ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
を通っ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Ｍ２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、１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とラジェー
タ２との間を循環して、ラジェータ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、よっ
てエンジン１に対する冷却能力を良好に確保してそのＡ
−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
っ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はオイルによって冷却されなく
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Ｉ１８
の冷却が１１！続されるため、過給機８に対Ｊる冷ｆＪ
Ｉ性を確保することができ、過給ＩＩ８のベアリング１
４．１４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の焼イ１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Ｍ
ｌ　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１
８を絞って、排気ターボ過給１１８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１８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秦すること
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ｔｉ１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・・・ラジェータ、６・・・サー
モスタット、８・・・排気ターボ過給機、１２・・・タ
ービンホイール、１３・・・コンプレッサインペラ、１
４・・・ベアリング、１５・・・回転軸、１６・・・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。 第１　図 第３図 ８　第２図

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。