JPS62111124A - 過給式の内燃機関 - Google Patents
過給式の内燃機関Info
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- JPS62111124A JPS62111124A JP61216088A JP21608886A JPS62111124A JP S62111124 A JPS62111124 A JP S62111124A JP 61216088 A JP61216088 A JP 61216088A JP 21608886 A JP21608886 A JP 21608886A JP S62111124 A JPS62111124 A JP S62111124A
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- Japan
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- internal combustion
- combustion engine
- exhaust gas
- hydraulic motor
- drive
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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
- F02B37/005—Exhaust driven pumps being combined with an exhaust driven auxiliary apparatus, e.g. a ventilator
-
- 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
- F02B37/04—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
- F02B37/10—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump at least one pump being alternatively or simultaneously driven by exhaust and other drive, e.g. by pressurised fluid from a reservoir or an engine-driven pump
-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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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、排ガスターボチャージャを有し、該排ガスタ
ーボチャージャの排ガスタービンが排気マニホルドにか
つ過給空気圧縮機が過給空気マニホルドに接続されてい
て、更に、前記排ガスターボチャージャのタービン羽根
車および圧縮機羽根車が共通の軸に係合していて、かつ
、排ガスターボチャージャが、内燃機関において最良の
燃焼空気比のために、必要な空気量を生ぜしめるのに不
必要である排ガス過剰出力な生ぜしめることができるよ
うな高い効率を有しかつこの生ぜしめられた排ガス過剰
出力が適当な排ガス過剰エネルギ・変換装置によって駆
動目的のために利用できる機械的な駆動エネルギに変換
できる、過給式の内燃機関に関する。
ーボチャージャの排ガスタービンが排気マニホルドにか
つ過給空気圧縮機が過給空気マニホルドに接続されてい
て、更に、前記排ガスターボチャージャのタービン羽根
車および圧縮機羽根車が共通の軸に係合していて、かつ
、排ガスターボチャージャが、内燃機関において最良の
燃焼空気比のために、必要な空気量を生ぜしめるのに不
必要である排ガス過剰出力な生ぜしめることができるよ
うな高い効率を有しかつこの生ぜしめられた排ガス過剰
出力が適当な排ガス過剰エネルギ・変換装置によって駆
動目的のために利用できる機械的な駆動エネルギに変換
できる、過給式の内燃機関に関する。
従来の技術
このような過給式の内燃機関は例えばドイツ連邦共和国
特許第９２６７６４号明細書から公知である。このばあ
いエネルギ変換装置は排ガス内に過剰出力が生じたばあ
いに排ガスターボチャージャの排ガスタービンに対して
直列に切換え可能な実効タービンを有していて、該有効
タービンは切換え可能なりラッチを有する伝動系を介し
て機関駆動軸に接続可能でありかつ与えられた排ガス過
剰出力から変換された機械的な駆動エネルギを機関駆動
軸に供給する。特に大型機関のばあいこの解決策は不都
合である。
特許第９２６７６４号明細書から公知である。このばあ
いエネルギ変換装置は排ガス内に過剰出力が生じたばあ
いに排ガスターボチャージャの排ガスタービンに対して
直列に切換え可能な実効タービンを有していて、該有効
タービンは切換え可能なりラッチを有する伝動系を介し
て機関駆動軸に接続可能でありかつ与えられた排ガス過
剰出力から変換された機械的な駆動エネルギを機関駆動
軸に供給する。特に大型機関のばあいこの解決策は不都
合である。
何故ならば一面では実効タービンはその出力容量に関し
排ガスターボチャージャの排ガスタービンの大きさに適
合させられねばならずかつ他面では実効タービンに対す
る供給導管が比較的長くされねばならないか又は、実効
タービンが排ガスターボチャージャの排ガスタービンの
極く近辺に配置されているばあいには、機関駆動軸に対
する伝動結合部材が比較的多くの伝達部材から構成され
ねばならないからである。それ故いずれのばあいでも大
型機関のばあい常に妥協的な解決策しか得られなかった
。それというのも、大型機関におけるスベース状態が機
関駆動軸に関連した前記構成部材の最良のコンノクトな
配置を不可能にしかつそれ故排ガス内に存在する排ガス
過剰出力を機械的なエネルギに変換するのに完全に利用
できないからである。
排ガスターボチャージャの排ガスタービンの大きさに適
合させられねばならずかつ他面では実効タービンに対す
る供給導管が比較的長くされねばならないか又は、実効
タービンが排ガスターボチャージャの排ガスタービンの
極く近辺に配置されているばあいには、機関駆動軸に対
する伝動結合部材が比較的多くの伝達部材から構成され
ねばならないからである。それ故いずれのばあいでも大
型機関のばあい常に妥協的な解決策しか得られなかった
。それというのも、大型機関におけるスベース状態が機
関駆動軸に関連した前記構成部材の最良のコンノクトな
配置を不可能にしかつそれ故排ガス内に存在する排ガス
過剰出力を機械的なエネルギに変換するのに完全に利用
できないからである。
発明が解決しようとする問題点
それ数本発明の課題は、冒頭に述べた形式の過給式の内
燃機関を改良して、この内燃機関を大型機関として構成
したばあい存在する排ガス過剰エネルギを機械的な駆動
エネルギに極めて効果的に変換できしかもこのために提
供されるエネルギ変換装置が排ガスエネルギの不足した
内燃機関の運転段階において排ガスターボチャージャ用
の補助駆動装置として利用でき、これにより前記目的の
ために個有のユニットを用いずに済むようにすることに
ある。
燃機関を改良して、この内燃機関を大型機関として構成
したばあい存在する排ガス過剰エネルギを機械的な駆動
エネルギに極めて効果的に変換できしかもこのために提
供されるエネルギ変換装置が排ガスエネルギの不足した
内燃機関の運転段階において排ガスターボチャージャ用
の補助駆動装置として利用でき、これにより前記目的の
ために個有のユニットを用いずに済むようにすることに
ある。
問題を解決するための手段
前記課題は本発明によれば、排ガス過剰エネルギ・変換
装置が、 ａ）排ガスター２チヤージヤの軸に減速伝動装置を介し
て接続された油圧ポンプを有していて、 ｂ）該油圧ポンプが吸込み方向でのみ媒体を流過させる
逆止弁を備えた吸込み導管を介して貯蔵タンクから油を
吸引しかつ供給導管を介して生ぜしめられた油流をこの
油流によって駆動される油圧モータに供給し、該油圧モ
ータがその出力を少なくとも１つの受取り装置に供給す
るようになっており、更に、 （ｃ）前記変換装置が制御装置を有していて、該制御装
置がこの制御装置に伝達される、過給空気圧力ＰＬおよ
び／または排ガス温度ｔＡおよび／または充填目標値Ｆ
Ｂのような内燃機関・運転・ぞラメータの実際値および
導管内の油圧・実際値をベースとして油圧ポンプの出力
もしくは搬送量を調整するようになっており、更に、ｄ
）前記油圧ポンプが、排ガスエネルギ不足が生ずる内燃
機関の運転段階および加速段階において、電動式に駆動
される補助ポンプによって生ぜしめられて搬送方向での
み媒体を流過させる逆止弁を備えた供給導管を介して流
れ方向でみて逆止弁の後方に位置する吸込み導管部分内
に供給される油流によって負荷されて、モータとして運
転されるようになっていて、この際前記運転段階で、モ
ータとして運転される油圧Ｉンプと油圧モータとの間の
供給導管が切換え弁によって遮断されかつ油流が貯蔵タ
ンク内に戻されるようになっていて、更に、切換え弁の
切換えが補助ポンプを駆動する電動機の活動化と同様に
矢張り過給空気圧力ＰＬおよび機関回転数ｍＭおよび／
または充填目標値ＦＢのような内燃機関・運転／ぐラメ
ータをベースとして制御装置によって制御されるように
なっていることによって解決された。
装置が、 ａ）排ガスター２チヤージヤの軸に減速伝動装置を介し
て接続された油圧ポンプを有していて、 ｂ）該油圧ポンプが吸込み方向でのみ媒体を流過させる
逆止弁を備えた吸込み導管を介して貯蔵タンクから油を
吸引しかつ供給導管を介して生ぜしめられた油流をこの
油流によって駆動される油圧モータに供給し、該油圧モ
ータがその出力を少なくとも１つの受取り装置に供給す
るようになっており、更に、 （ｃ）前記変換装置が制御装置を有していて、該制御装
置がこの制御装置に伝達される、過給空気圧力ＰＬおよ
び／または排ガス温度ｔＡおよび／または充填目標値Ｆ
Ｂのような内燃機関・運転・ぞラメータの実際値および
導管内の油圧・実際値をベースとして油圧ポンプの出力
もしくは搬送量を調整するようになっており、更に、ｄ
）前記油圧ポンプが、排ガスエネルギ不足が生ずる内燃
機関の運転段階および加速段階において、電動式に駆動
される補助ポンプによって生ぜしめられて搬送方向での
み媒体を流過させる逆止弁を備えた供給導管を介して流
れ方向でみて逆止弁の後方に位置する吸込み導管部分内
に供給される油流によって負荷されて、モータとして運
転されるようになっていて、この際前記運転段階で、モ
ータとして運転される油圧Ｉンプと油圧モータとの間の
供給導管が切換え弁によって遮断されかつ油流が貯蔵タ
ンク内に戻されるようになっていて、更に、切換え弁の
切換えが補助ポンプを駆動する電動機の活動化と同様に
矢張り過給空気圧力ＰＬおよび機関回転数ｍＭおよび／
または充填目標値ＦＢのような内燃機関・運転／ぐラメ
ータをベースとして制御装置によって制御されるように
なっていることによって解決された。
有利な実施態様゛は特許請求の範囲第２項以下に記載さ
れている。
れている。
実施例
図面では同じ構成部材もしくは互いに相応する構成部材
には簡略化のために同じ符号が付されている◎ 図面では符号１で内燃機関、特に大型ディーゼル機関が
かつ符号２で大型ディーゼル機関の排気マニホルドがか
つ符号３で大型ディーゼル機関の過給突気マニホルドが
図示されている。
には簡略化のために同じ符号が付されている◎ 図面では符号１で内燃機関、特に大型ディーゼル機関が
かつ符号２で大型ディーゼル機関の排気マニホルドがか
つ符号３で大型ディーゼル機関の過給突気マニホルドが
図示されている。
前記内燃機関には排ガスターボチャー・ジャ牛が配属さ
れていて、該排ガスターＩチャージャの排ガスタービン
５は排気マニホルドにかつ過給空気圧縮機６は過給空気
マニホル）′３に接続されている。排ガスターぜチャー
・クヤの圧縮機羽根車およびタービン羽根車は共通の軸
７に係合している。更に符号８で内燃機関の駆動軸が示
されている〇 排ガスターＩチャージャは、内燃機関において少なくと
も上側の負荷範囲で最良の燃焼空気比のために必要な空
気量を生ぜしめるのに不必要である排ガス過剰出力を生
せしめることができるような高い効率を有している。こ
の生せしめられた排ガス過剰出力は適当な排ガス過剰エ
ネルギ・変換装置によって機械的な駆動エネルギに変換
される。このような過剰エネルザ・変換装置は本発明で
は次のような特徴を有しているＯ 排ガスターボチャージヤキの軸７には減速伝動装置９を
介して油圧ポンプ１ｏが接続されている。油用の貯蔵タ
ンク１１から油圧Ｉンゾ１０は排ガスターはチャージャ
キにより駆動されるばあい吸込み導管１２を介して油を
吸引する。
れていて、該排ガスターＩチャージャの排ガスタービン
５は排気マニホルドにかつ過給空気圧縮機６は過給空気
マニホル）′３に接続されている。排ガスターぜチャー
・クヤの圧縮機羽根車およびタービン羽根車は共通の軸
７に係合している。更に符号８で内燃機関の駆動軸が示
されている〇 排ガスターＩチャージャは、内燃機関において少なくと
も上側の負荷範囲で最良の燃焼空気比のために必要な空
気量を生ぜしめるのに不必要である排ガス過剰出力を生
せしめることができるような高い効率を有している。こ
の生せしめられた排ガス過剰出力は適当な排ガス過剰エ
ネルギ・変換装置によって機械的な駆動エネルギに変換
される。このような過剰エネルザ・変換装置は本発明で
は次のような特徴を有しているＯ 排ガスターボチャージヤキの軸７には減速伝動装置９を
介して油圧ポンプ１ｏが接続されている。油用の貯蔵タ
ンク１１から油圧Ｉンゾ１０は排ガスターはチャージャ
キにより駆動されるばあい吸込み導管１２を介して油を
吸引する。
この吸込み導管１２内には吸込み方向でのみ媒体を流過
させる逆止弁１３が接続されている。
させる逆止弁１３が接続されている。
油圧ポンプ１ｏは供給導管１４を介して、発生した油流
をこれによって駆動される油圧モータ１５に導びく。油
圧モータを離れた油は導管１６を介して再び貯蔵タンク
１１に戻される。
をこれによって駆動される油圧モータ１５に導びく。油
圧モータを離れた油は導管１６を介して再び貯蔵タンク
１１に戻される。
油圧モータ１５は該油圧モータによって提供された出力
を本発明によれば種々の受取り装置に供給することがで
きる〇 第１図による実施例では油圧ポンプ１５によって提供さ
れた出力の受取り装置は電流を発生するジェネレータ１
７であり、このジェネレータはこのばあい高速回転する
ように構成された油圧モータ１５によって直接駆動され
る。
を本発明によれば種々の受取り装置に供給することがで
きる〇 第１図による実施例では油圧ポンプ１５によって提供さ
れた出力の受取り装置は電流を発生するジェネレータ１
７であり、このジェネレータはこのばあい高速回転する
ように構成された油圧モータ１５によって直接駆動され
る。
第２図による実施例ではこのばあい低速回転するように
構成された油圧モータ１５は該油圧モータによって提供
された出力を自動的に作業する一方向クラッチ１８と弾
性的なねじり振動減衰クラッチ１９とを介して内燃機関
の駆動軸８に供給する・ 第３図による実施例ではこのばあい高速回転するように
構成された油圧モータ１５は該油圧モータによって提供
された出力を、油圧モータに後接続された減速伝動装置
２０と、このばあい必要とされるねじり振動減衰クラッ
チ１９と、制御装置２１によって切換え可能なりラッチ
２２又は第２図のばあいのように自動的に作業する一方
向クラッチ１８とを介して内燃機関の駆動軸８に供給す
る。
構成された油圧モータ１５は該油圧モータによって提供
された出力を自動的に作業する一方向クラッチ１８と弾
性的なねじり振動減衰クラッチ１９とを介して内燃機関
の駆動軸８に供給する・ 第３図による実施例ではこのばあい高速回転するように
構成された油圧モータ１５は該油圧モータによって提供
された出力を、油圧モータに後接続された減速伝動装置
２０と、このばあい必要とされるねじり振動減衰クラッ
チ１９と、制御装置２１によって切換え可能なりラッチ
２２又は第２図のばあいのように自動的に作業する一方
向クラッチ１８とを介して内燃機関の駆動軸８に供給す
る。
第４図の実施例では油圧モータ１５によって提供された
出力のための受取り装置として通常内燃機関の駆動軸８
から伝動装置２３を介して駆動される電気的なジェネレ
ータ２４および駆動軸８が設けられていて、このばあい
油圧モータ１５によって提供される出力の大きさに応じ
て、ジェネレータ２４を駆動するのに必要な、内燃機関
によってもたらされる駆動出力が減少されるか、又は、
油圧モータ１５の駆動出力が・ジェネレータ２４を駆動
するのに必要な出力を上回るばあいには、まだ残存する
過剰出力が内燃機関の駆動軸８に導びかれる０このばあ
い油圧モータの駆動出力は第３図のばあいと同じように
構成された、制御装置２１によって切換え可能な間挿さ
れたクラッチ２２を介してジェネレータ２４に伝達され
る。駆動軸８と伝動装置２３との間には矢張第２図およ
び第３図のばあいにおいても必要とされるねじり振動減
衰Ｃクラッチ１９が設けられている０ 第５図による実施例のばあい油圧モータ１５によって提
供された出力用の受取り装置は内燃機関を有する機械設
備の内部に与えられたユニット２５、例えばポンプ、コ
ンプレッサー又は類似のものであり、前記ユニット２５
は油圧モータ１５によって直接的に、もしくは、必要で
あるばあいには、間挿された伝動装置を介して駆動され
る◎ すべての実施例において、即ち、油圧モータ１５によっ
て提供される駆動出力用の受取り装置の形式とは無関係
に、過剰の排ガスエネルギから変換された付加的なエネ
ルギは内燃機関の定格出力の）１ぼ５０１以上で与えら
れる共通の内燃機関負荷範囲において、出力の増大に伴
って増大するようにして利用される。
出力のための受取り装置として通常内燃機関の駆動軸８
から伝動装置２３を介して駆動される電気的なジェネレ
ータ２４および駆動軸８が設けられていて、このばあい
油圧モータ１５によって提供される出力の大きさに応じ
て、ジェネレータ２４を駆動するのに必要な、内燃機関
によってもたらされる駆動出力が減少されるか、又は、
油圧モータ１５の駆動出力が・ジェネレータ２４を駆動
するのに必要な出力を上回るばあいには、まだ残存する
過剰出力が内燃機関の駆動軸８に導びかれる０このばあ
い油圧モータの駆動出力は第３図のばあいと同じように
構成された、制御装置２１によって切換え可能な間挿さ
れたクラッチ２２を介してジェネレータ２４に伝達され
る。駆動軸８と伝動装置２３との間には矢張第２図およ
び第３図のばあいにおいても必要とされるねじり振動減
衰Ｃクラッチ１９が設けられている０ 第５図による実施例のばあい油圧モータ１５によって提
供された出力用の受取り装置は内燃機関を有する機械設
備の内部に与えられたユニット２５、例えばポンプ、コ
ンプレッサー又は類似のものであり、前記ユニット２５
は油圧モータ１５によって直接的に、もしくは、必要で
あるばあいには、間挿された伝動装置を介して駆動され
る◎ すべての実施例において、即ち、油圧モータ１５によっ
て提供される駆動出力用の受取り装置の形式とは無関係
に、過剰の排ガスエネルギから変換された付加的なエネ
ルギは内燃機関の定格出力の）１ぼ５０１以上で与えら
れる共通の内燃機関負荷範囲において、出力の増大に伴
って増大するようにして利用される。
電気的な計算器によって、特にマイクロｆ。
セッサによって構成された調整装置を有するすでに述べ
た制御装置２１は、適当なセンサもしくは検出器によっ
て制御装置に伝えられる、例えば過給空気圧力ＰＬおよ
び（または）排ガス温度ｔＡおよび（または）充填目標
値ＦＢのような内燃機関運転・ぞラメータの実際値を４
−スとして油圧ポンプの調節可能な出力を調整する。
た制御装置２１は、適当なセンサもしくは検出器によっ
て制御装置に伝えられる、例えば過給空気圧力ＰＬおよ
び（または）排ガス温度ｔＡおよび（または）充填目標
値ＦＢのような内燃機関運転・ぞラメータの実際値を４
−スとして油圧ポンプの調節可能な出力を調整する。
詳細は以下に機能記述において述べる０本発明による排
ガス過剰子ネルイ・変換装置、の前述の構成部材によっ
て与えられる排ガス過剰出力を機械的な駆動エネルギに
申し分なく変換できかつ駆動エネルギを単数又は複数の
受取り装置に有利な形式で供給できる。
ガス過剰子ネルイ・変換装置、の前述の構成部材によっ
て与えられる排ガス過剰出力を機械的な駆動エネルギに
申し分なく変換できかつ駆動エネルギを単数又は複数の
受取り装置に有利な形式で供給できる。
本発明による排ガス過剰エネルギ・変換装置の前述の構
成部材は特に内燃機関が２サイクル・大型ディーゼル機
関であるばあいでも、排ガスエネルギが不足しているば
あい常にこのような内燃機関の運転段階において、つま
り始動時、低負荷時に、かつ、加速運転段階において排
ガスターゼチャー、クヤ牛を始動および加速するために
利用することができる。特殊ケースにおいて、特に下側
の負荷範囲から高い負荷範囲への加速過程のために、本
発明による排ガス過剰エネルギ・変換装置の前述の構成
部材を生サイクル・大型ディーゼル機関のばあいにも利
用できる。このためにすべての図面で図示されている別
の構成部材が設けられている（該構成部材は前述の構成
部材と協働して以下に説明する）。
成部材は特に内燃機関が２サイクル・大型ディーゼル機
関であるばあいでも、排ガスエネルギが不足しているば
あい常にこのような内燃機関の運転段階において、つま
り始動時、低負荷時に、かつ、加速運転段階において排
ガスターゼチャー、クヤ牛を始動および加速するために
利用することができる。特殊ケースにおいて、特に下側
の負荷範囲から高い負荷範囲への加速過程のために、本
発明による排ガス過剰エネルギ・変換装置の前述の構成
部材を生サイクル・大型ディーゼル機関のばあいにも利
用できる。このためにすべての図面で図示されている別
の構成部材が設けられている（該構成部材は前述の構成
部材と協働して以下に説明する）。
前記の附加的な構成部材は、内燃機関側でエネルギ不足
が生じるような運転段階においてのみ働く。この運転段
階においては油圧ポンプ１０は油流によって負荷されひ
いてはタンクとしてではなく、モータとして運転され、
このばあい前記油流は電動機２６によって駆動される補
助−ンゾ２７によって生ぜしめられ、この補助ポンプは
油を貯蔵タンク１１かも吸引して、この油を、搬送方向
でのみ媒体を流過させる逆止弁２９が接続されている供
給導管２８を介して、流れ方向でみて逆止弁１３の後方
に位置する吸込み導管部分内に供給する。更に電気的に
操作される切換え弁３ｏが設けられていて、該切換え弁
は油圧タンク１ｏと油圧モータ１５との間の供給導管１
４内に接続されている。この切換え弁３０によって内燃
機関の前述の運転段階においてこのばあいモータとして
運転される油圧ポンプ１０と油圧モータ１５との間の供
給導管１４が遮断可能でありかつ同時にモータとして運
転される油圧ポンプ１０から到達する油流を戻し導管３
１を介して貯蔵タンク１１内に戻すことができる。この
ばあい切換え弁３０の切換えは補助タンクを駆動する電
動機の運転時間と同様に、過給空気圧力ＰＬおよび機関
回転数ｎＭおよび（または）充填目標値ＦＢのような内
燃機関の運転パラメータをベースとして制御装置２１に
よって制御される。このための、詳述は次の機能説明に
おいて述べる。
が生じるような運転段階においてのみ働く。この運転段
階においては油圧ポンプ１０は油流によって負荷されひ
いてはタンクとしてではなく、モータとして運転され、
このばあい前記油流は電動機２６によって駆動される補
助−ンゾ２７によって生ぜしめられ、この補助ポンプは
油を貯蔵タンク１１かも吸引して、この油を、搬送方向
でのみ媒体を流過させる逆止弁２９が接続されている供
給導管２８を介して、流れ方向でみて逆止弁１３の後方
に位置する吸込み導管部分内に供給する。更に電気的に
操作される切換え弁３ｏが設けられていて、該切換え弁
は油圧タンク１ｏと油圧モータ１５との間の供給導管１
４内に接続されている。この切換え弁３０によって内燃
機関の前述の運転段階においてこのばあいモータとして
運転される油圧ポンプ１０と油圧モータ１５との間の供
給導管１４が遮断可能でありかつ同時にモータとして運
転される油圧ポンプ１０から到達する油流を戻し導管３
１を介して貯蔵タンク１１内に戻すことができる。この
ばあい切換え弁３０の切換えは補助タンクを駆動する電
動機の運転時間と同様に、過給空気圧力ＰＬおよび機関
回転数ｎＭおよび（または）充填目標値ＦＢのような内
燃機関の運転パラメータをベースとして制御装置２１に
よって制御される。このための、詳述は次の機能説明に
おいて述べる。
排ガスターはチャージャは、すでに前述したように、内
燃機関の出力が定格出力のほぼ５０チを上回るばあいに
、定格負荷範囲における内燃機関運転時にほぼ５％であ
る排ガス過剰出力を排ガスタービン５において生せしめ
るような高い効率を有する。
燃機関の出力が定格出力のほぼ５０チを上回るばあいに
、定格負荷範囲における内燃機関運転時にほぼ５％であ
る排ガス過剰出力を排ガスタービン５において生せしめ
るような高い効率を有する。
内燃機関出力がほぼ５０％以下では排ガスター２チヤー
ジヤの付加駆動が不必要であるケースにおいて油圧ポン
プ１０の搬送出力は制御装置２１によって零に調節され
るので、油圧ポンプの搬送量も最小値に調整される。こ
のばあい切換え弁３０は自由な戻しに調整される、即ち
、供給導管１４は戻し導管３１に接続されるので、油圧
モータ１５はこの状態では運転されない。
ジヤの付加駆動が不必要であるケースにおいて油圧ポン
プ１０の搬送出力は制御装置２１によって零に調節され
るので、油圧ポンプの搬送量も最小値に調整される。こ
のばあい切換え弁３０は自由な戻しに調整される、即ち
、供給導管１４は戻し導管３１に接続されるので、油圧
モータ１５はこの状態では運転されない。
本発明による装置を２サイクル大型デイ一ゼル機関に鮎
いて利用するばあいＫは、電動機２６によって駆動され
る補助ポンプ２７は排ガス過剰エネルギ・変換装置の別
の構成部材と関連して、排ガスエネルギの不足が生ずる
内燃機関の運転段階および加速段階で利用されるばかり
でなく、２サイクル大型デイ一ゼル機関を始動させ、る
ためＫも利用される。
いて利用するばあいＫは、電動機２６によって駆動され
る補助ポンプ２７は排ガス過剰エネルギ・変換装置の別
の構成部材と関連して、排ガスエネルギの不足が生ずる
内燃機関の運転段階および加速段階で利用されるばかり
でなく、２サイクル大型デイ一ゼル機関を始動させ、る
ためＫも利用される。
２サイクル大型デイ一ゼル機関を始動させるためには、
本発明による装置内で次の過程が行なわれる・まず電動
機２６が制御装置２１かもの適当な命令によって運転さ
れ、この結果補助ポンプ２７が駆動されかつ該補助ポン
プが油流を今やモータとして運転される油圧タンク１０
に搬送する。このばあい切換え弁３０は、供給導管１４
を油圧モータ１５ではなく、戻し導管３１に接続する位
置を占めひいては油圧ダンプ１０かも到達する油流は今
や貯蔵タンク１１内に戻される。更に今やモータとして
運転される油圧ポンプ１ｏの吸込み容積は制御装置２１
によって、センサ３２を介して検出される吸込み導管内
で生ずる油圧に関連して吸込み導管１２内の制御装置内
部で決められた圧力を上回らないように調節される。こ
のばあい吸込み導管内の圧力のための前記値は補助ポン
プ２７の搬送出力と関連して、内燃機関を始動させるた
めに必要な出力が今やモータとして運転される油圧ポン
プ１０を介して排ガスター２チヤージヤ杢に供給される
ように決められている◎ 前記段階で油圧ポンプ１０によって駆動される排ガスタ
ー２チヤージヤ手が所定の回転数に達すると、２サイク
ル大型デイ一ゼル機関はこのような大型機関にとって公
知の形式で制御された圧力空気供給を以って始動される
。
本発明による装置内で次の過程が行なわれる・まず電動
機２６が制御装置２１かもの適当な命令によって運転さ
れ、この結果補助ポンプ２７が駆動されかつ該補助ポン
プが油流を今やモータとして運転される油圧タンク１０
に搬送する。このばあい切換え弁３０は、供給導管１４
を油圧モータ１５ではなく、戻し導管３１に接続する位
置を占めひいては油圧ダンプ１０かも到達する油流は今
や貯蔵タンク１１内に戻される。更に今やモータとして
運転される油圧ポンプ１ｏの吸込み容積は制御装置２１
によって、センサ３２を介して検出される吸込み導管内
で生ずる油圧に関連して吸込み導管１２内の制御装置内
部で決められた圧力を上回らないように調節される。こ
のばあい吸込み導管内の圧力のための前記値は補助ポン
プ２７の搬送出力と関連して、内燃機関を始動させるた
めに必要な出力が今やモータとして運転される油圧ポン
プ１０を介して排ガスター２チヤージヤ杢に供給される
ように決められている◎ 前記段階で油圧ポンプ１０によって駆動される排ガスタ
ー２チヤージヤ手が所定の回転数に達すると、２サイク
ル大型デイ一ゼル機関はこのような大型機関にとって公
知の形式で制御された圧力空気供給を以って始動される
。
牛サイクル・内燃機関のばあい排ガスターぜチャージャ
のための前述のような始動・補助措置は不必要である。
のための前述のような始動・補助措置は不必要である。
何故ならば４サイクル・内燃機関は過給空気マニホルド
と排気マニホルド２との間に圧力勾配な生ぜしめること
なしに始動させられるからである。
と排気マニホルド２との間に圧力勾配な生ぜしめること
なしに始動させられるからである。
２サイクル・大型ディーゼル機関のばあい補助駆動装置
は始動後定格出力のほぼ４０チに達するまで運転状態で
維持される。何故ならば下側の負荷範囲では自明のよう
に比較的わずかなエネルギの排ガスが生じかつそれ故特
に加速のばあい高い回転数Ｋまで排ガスター２チヤージ
ヤを迅速に加速する必要があるからである。
は始動後定格出力のほぼ４０チに達するまで運転状態で
維持される。何故ならば下側の負荷範囲では自明のよう
に比較的わずかなエネルギの排ガスが生じかつそれ故特
に加速のばあい高い回転数Ｋまで排ガスター２チヤージ
ヤを迅速に加速する必要があるからである。
内燃機関出力の増大に伴って必然的に排ガスターぜチャ
ージャの回転数も増大し、このばあいこのような増大相
応してモータとして運転される油圧ポンプ１ｏの搬送量
が消滅する。このばあい回転当り与えられる、モータと
して運転される搬送ポンプ１０の搬送量は吸込み導管１
２内の圧力に関連して制御装置２１によって、吸込み導
管内で予じめ与えられた圧力がコンスタントに維持され
るように、制御される。こ（調整のためにセンサ３２に
よって検出される、吸込み導管１２内で形成される圧力
は電気的九実際値信号に変換され、この信号は制御装置
２１内で制御装置において予じめ与えられた目柳値信号
と比較される。目標値と実際値とが異なるばあい制御装
置２１によって即座に油圧ポンプ１０が適当に調節され
る。
ージャの回転数も増大し、このばあいこのような増大相
応してモータとして運転される油圧ポンプ１ｏの搬送量
が消滅する。このばあい回転当り与えられる、モータと
して運転される搬送ポンプ１０の搬送量は吸込み導管１
２内の圧力に関連して制御装置２１によって、吸込み導
管内で予じめ与えられた圧力がコンスタントに維持され
るように、制御される。こ（調整のためにセンサ３２に
よって検出される、吸込み導管１２内で形成される圧力
は電気的九実際値信号に変換され、この信号は制御装置
２１内で制御装置において予じめ与えられた目柳値信号
と比較される。目標値と実際値とが異なるばあい制御装
置２１によって即座に油圧ポンプ１０が適当に調節され
る。
内燃機関の出力が定格出力のほぼ５０チを］回ったばあ
いには、本発明による排ガス過剰エネルギ・変換装置の
補助駆動装置は運転を中野されかつ与えられた排ガス過
剰エネルギを機桝的なエネルギに変換するための排ガス
過剰エネルギ・変換装置のその他の機構が働かされる。
いには、本発明による排ガス過剰エネルギ・変換装置の
補助駆動装置は運転を中野されかつ与えられた排ガス過
剰エネルギを機桝的なエネルギに変換するための排ガス
過剰エネルギ・変換装置のその他の機構が働かされる。
このばあい内燃機関の定格出力のほぼ５０＊ＪＪ上で与
えられる過給空気圧力ＰＬおよび（または）内燃機関の
回転数ｎＭに関連して切換え弁３０は制御装置２１から
適当な命令によってザ換えられる０次いで今や排ガスタ
ー−チャーリヤ牛によって駆動される油圧Ｉンゾ１０か
ら揶１ 送される油流が油圧モータ１５に供給される
。
えられる過給空気圧力ＰＬおよび（または）内燃機関の
回転数ｎＭに関連して切換え弁３０は制御装置２１から
適当な命令によってザ換えられる０次いで今や排ガスタ
ー−チャーリヤ牛によって駆動される油圧Ｉンゾ１０か
ら揶１ 送される油流が油圧モータ１５に供給される
。
油圧モータが始動した後では、切換え可能なりラッチ２
２が設けられているばあい、−このクラッチは制御装置
２１からの制御信号によって連、 結される。切換え
可能なりラッチ２２０代りに（第３図および第４図に図
示されているように）自動的に作業する一方向クラッチ
１８が設けられているばあいＫは、このクラッチは油圧
モータ１５０回転数と駆動軸８の回転数とが適当に合致
したばあいに連結される。このこととは無関係に制御装
置は同時に油圧ポンプ１ｏの搬送量を、油圧モータ１５
に対する供給導管内でセンサ３３によって検出される、
実際値として電気的な信号の形式で制御装置２１に供給
される圧力が過給空気圧力ＰＬおよび（または）排′ガ
ス温度ｔＡおよび（または）搬送目標値Ｆ９に関連して
機能的に制御装置内に目標値として予□ じめ与えら
れた圧力に達するように、調節され□ る０供給導管
１．４内に与えられた圧力の関連性□ は、内燃機関
の定格出方のほぼ５０％以上で与えられる内燃機関の各
運転時点で排ガスタービン５の過剰出力が油圧ポンプ１
ｏによって適当に受取られかつこの受取られた出力が油
圧モータ１５を介して接続された受取り装置（第１図で
はジェネレータ１７、第２図および第３図では内燃機関
の駆動軸８、第４図では内燃機関の駆動軸８およびジェ
ネレータ２４、第５図ではユニット２５）に適当に供給
される、ように決められている。
２が設けられているばあい、−このクラッチは制御装置
２１からの制御信号によって連、 結される。切換え
可能なりラッチ２２０代りに（第３図および第４図に図
示されているように）自動的に作業する一方向クラッチ
１８が設けられているばあいＫは、このクラッチは油圧
モータ１５０回転数と駆動軸８の回転数とが適当に合致
したばあいに連結される。このこととは無関係に制御装
置は同時に油圧ポンプ１ｏの搬送量を、油圧モータ１５
に対する供給導管内でセンサ３３によって検出される、
実際値として電気的な信号の形式で制御装置２１に供給
される圧力が過給空気圧力ＰＬおよび（または）排′ガ
ス温度ｔＡおよび（または）搬送目標値Ｆ９に関連して
機能的に制御装置内に目標値として予□ じめ与えら
れた圧力に達するように、調節され□ る０供給導管
１．４内に与えられた圧力の関連性□ は、内燃機関
の定格出方のほぼ５０％以上で与えられる内燃機関の各
運転時点で排ガスタービン５の過剰出力が油圧ポンプ１
ｏによって適当に受取られかつこの受取られた出力が油
圧モータ１５を介して接続された受取り装置（第１図で
はジェネレータ１７、第２図および第３図では内燃機関
の駆動軸８、第４図では内燃機関の駆動軸８およびジェ
ネレータ２４、第５図ではユニット２５）に適当に供給
される、ように決められている。
前述の制御過程は内燃機関出力を回収するばあい例えば
全負荷運転から部分負荷運転に適当な形式で転換できる
。
全負荷運転から部分負荷運転に適当な形式で転換できる
。
第１図、第２図、第３図、第４図および第５図はそれぞ
れ本発明による排ガス過剰エネルギ・変換装置と関連し
て、排ガスターＩチャージャによって過給される内燃機
関を概略的に示′した図である＠ １・・・内燃機関、２・・・排気マニホルド、３・・・
過給空気マニホルド、Φ・・・排ガスターゼチャージャ
。 ５・・・排ガスタービン、６・・・過給空気圧縮機、７
・・・軸、８・・・駆動軸、９，２ｏ・・・減速伝動装
置、１０・・・油圧ポンプ、１１・・・貯蔵タンク、１
２・・・吸込み導管、１３．２９・・・逆止弁、１４・
・・供給導管、１５・・・油圧ポンプ、１６・・・導管
、１７゜２４・・・ジェネレータ、１８・・・一方向ク
ラッチ、１９・・・ねじり振動減衰クラッチ、２１１１
．制御装置、２２・・・クラッチ、２３・・・伝動装置
、２５°°。 ユニット、２６・・・電動機、２７・・・補助ポンプ、
３０・・・切換え弁、３１・・・戻し導管、３２・・・
センサ
れ本発明による排ガス過剰エネルギ・変換装置と関連し
て、排ガスターＩチャージャによって過給される内燃機
関を概略的に示′した図である＠ １・・・内燃機関、２・・・排気マニホルド、３・・・
過給空気マニホルド、Φ・・・排ガスターゼチャージャ
。 ５・・・排ガスタービン、６・・・過給空気圧縮機、７
・・・軸、８・・・駆動軸、９，２ｏ・・・減速伝動装
置、１０・・・油圧ポンプ、１１・・・貯蔵タンク、１
２・・・吸込み導管、１３．２９・・・逆止弁、１４・
・・供給導管、１５・・・油圧ポンプ、１６・・・導管
、１７゜２４・・・ジェネレータ、１８・・・一方向ク
ラッチ、１９・・・ねじり振動減衰クラッチ、２１１１
．制御装置、２２・・・クラッチ、２３・・・伝動装置
、２５°°。 ユニット、２６・・・電動機、２７・・・補助ポンプ、
３０・・・切換え弁、３１・・・戻し導管、３２・・・
センサ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、排ガスターボチャージャ（４）を有し、該排ガスタ
ーボチャージャの排ガスタービン（５）が排気マニホル
ド（２）にかつ過給空気圧縮機（６）が過給空気マニホ
ルド（３）に接続されていて、更に、前記排ガスターボ
チャージャのタービン羽根車および圧縮機羽根車が共通
の軸（７）に係合していて、かつ、排ガスターボチャー
ジャが、内燃機関において最良の燃焼空気比のために必
要な空気量を生ぜしめるのに不必要である排ガス過剰出
力を生ぜしめることができるような高い効率を有しかつ
この生ぜしめられた排ガス過剰出力が適当な排ガス過剰
エネルギ・変換装置によつて駆動目的のために利用でき
る機械的な駆動エネルギに変換できる過給式の内燃機関
において、排ガス過剰エネルギ・変換装置が、 （ａ）排ガスターボチャージャ（４）の軸（７）に減速
伝動装置（９）を介して接続された油圧ポンプ（１０）
を有していて、 （ｂ）該油圧ポンプ（１０）が吸込み方向でのみ媒体を
流過させる逆止弁（１３）を備えた吸込み導管（１２）
を介して貯蔵タンク（１１）から油を吸引しかつ供給導
管（１４）を介して、生ぜしめられた油流をこの油流に
よつて駆動される油圧モータ（１５）に供給し、該油圧
モータがその出力を少なくとも１つの受取り装置（８、
１７、２４、２５）に供給するようになつており、更に
、 （ｃ）前記変換装置が制御装置（２１）を有していて、
該制御装置がこの制御装置に伝達される、過給空気圧力
Ｐ＿Ｌおよび／または排ガス温度ｔ＿Ａおよび／または
充填目標値Ｆ＿Ｂのような内燃機関・運転パラメータの
実際値および導管（１２、１４）内の油圧・実際値をベ
ースとして油圧ポンプ（１０）の出力もしくは搬送量を
調整するようになつており、更に、 （ｄ）前記油圧ポンプ（１０）が、排ガスエネルギ不足
が生ずる内燃機関の運転段階および加速段階において、
電動式に駆動される補助ポンプ（２７）によつて生ぜし
められて搬送方向でのみ媒体を流過させる逆止弁（２９
）を備えた供給導管（２８）を介して流れ方向でみて逆
止弁（１３）の後方に位置する吸込み導管部分内に供給
される油流によつて負荷されて、モータとして運転され
るようになつていて、この際前記運転段階で、モータと
して運転される油圧ポンプ（１０）と油圧モータ（１５
）との間の供給導管（１４）が切換え弁（３０）によつ
て遮断されかつ油流が貯蔵タンク（１１）内に戻される
ようになつていて、更に、切換え弁（３０）の切換えが
補助ポンプ（２７）を駆動する電動機（２６）の活動化
と同様に矢張り過給空気圧力Ｐ＿Ｌおよび機関回転数ｍ
＿Ｍおよび／または充填目標値Ｆ＿Ｂのような内燃機関
・運転パラメータをベースとして制御装置（２１）によ
つて制御されるようになつていることを特徴とする、過
給式の内燃機関。 ２、制御装置（２１）が、電気的な計算器によつて形成
された調整装置を有している特許請求の範囲第１項記載
の内燃機関。 ３、油圧モータ（１５）によつて提供される出力用の受
取り装置が内燃機関の駆動軸（８）であり、更に、油圧
モータ（１５）の出力が、（ａ）低速回転するばあい直
接的にかつ、（ｂ）高速回転するばあい後置された減速
伝動装置（２０）を以つて、制御装置（２１）により切
換えられるクラツチ（２２）を介して又は自動的に作業
する一方向クラツチ（１８）を介しておよびいずれのば
あいにも必要とされる弾性的なねじり振動減衰クラツチ
（１９）を介して内燃機関の駆動軸（８）に供給される
ようになつている特許請求の範囲第１項記載の内燃機関
。 ４、油圧モータ（１５）によつて提供される出力用の受
取り装置として、通常内燃機関の駆動軸（８）から伝動
装置（２３）を介しく駆動される電流を発生するジエネ
レータ（２４）と駆動軸（８）とが設けられていて、こ
の際油圧モータ（１５）によつて提供される出力の大き
さに応じて、ジエネレータ（２４）を駆動するのに必要
な、内燃機関によつてもたらされる駆動出力が減少させ
られるか、又は、油圧モータ（１５）の駆動出力がジエ
ネレータ（２４）を駆動するのに必要な出力を上回つた
ばあいに、与えられた過剰出力が内燃機関の駆動軸に導
びかれるようになつていて、更に、油圧モータ（１５）
の駆動出力が制御装置（２１）によつて切換えられる間
挿されたクラツチ（２２）を介してジエネレータ（２４
）に伝達されかつ駆動軸（８）と伝動装置（２３）との
間にねじり振動減衰クラツチ（１９）が配置されている
特許請求の範囲第１項記載の内燃機関。 ５、油圧モータ（１５）によつて提供される出力用の受
取り装置が油圧モータ（１５）によつて直接駆動される
電流を発生するジエネレータ（１７）である特許請求の
範囲第１項記載の内燃機関。 ６、油圧モータ（１５）によつて提供される出力用の受
取り装置が内燃機関の補助ユニツト、例えば水ポンプで
ある特許請求の範囲第１項記載の内燃機関。 ７、油圧モータ（１５）によつて提供される出力用の受
取り装置が内燃機関を有する機械設備内に与えられたユ
ニツト（２５）、例えばポンプ、コンプレツサー又は類
似のものであつて、該ユニツトが油圧モータ（１５）に
よつて直接的にもしくは必要であれば間挿された伝動装
置を介して駆動されるようになつている特許請求の範囲
第１項記載の内燃機関。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3532938.6 | 1985-09-14 | ||
| DE3532938A DE3532938C1 (de) | 1985-09-14 | 1985-09-14 | Mittels Abgasturbolader aufgeladene Brennkraftmaschine mit einer Abgasueberschussenergie-Umformeinrichtung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62111124A true JPS62111124A (ja) | 1987-05-22 |
| JPH0768912B2 JPH0768912B2 (ja) | 1995-07-26 |
Family
ID=6281049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61216088A Expired - Fee Related JPH0768912B2 (ja) | 1985-09-14 | 1986-09-16 | 過給式の内燃機関 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4729225A (ja) |
| JP (1) | JPH0768912B2 (ja) |
| DE (1) | DE3532938C1 (ja) |
| FR (1) | FR2594887B1 (ja) |
| SU (1) | SU1517766A3 (ja) |
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| JP2006342801A (ja) * | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Man Diesel Sa | 内燃機関 |
| JP2008111384A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-05-15 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 船舶用エンジンの余剰排気エネルギ回収システム |
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| WO2013099418A1 (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-04 | 三菱重工業株式会社 | 電動過給装置 |
| JP2015061980A (ja) * | 2014-12-15 | 2015-04-02 | 三菱重工業株式会社 | ガス焚きエンジン |
Families Citing this family (50)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE4212984C2 (de) * | 1992-02-07 | 1995-07-06 | Man Nutzfahrzeuge Ag | Kraftfahrzeug mit mittels Abgasturbolader aufladbarer Brennkraftmaschine und hydrostatisch-mechanischem Antrieb der Nebenaggregate |
| DE4203528C2 (de) * | 1992-02-07 | 1995-06-08 | Man Nutzfahrzeuge Ag | Kraftfahrzeug mit mittels Abgasturbolader aufladbarer Brennkraftmaschine und hydrostatisch-mechanischem Antrieb der Nebenaggregate |
| WO1993022546A1 (en) * | 1992-04-25 | 1993-11-11 | 577224 Ontario Limited | Turbo compounder |
| US6436352B1 (en) | 1993-04-29 | 2002-08-20 | Saes Getter, S.P.A. | Hydrogen purification |
| FR2708236A1 (fr) * | 1993-06-22 | 1995-02-03 | Man Nutzfahrzeuge Ag | Véhicule automobile avec un moteur à combustion interne et un entraînement hydrostatique-mécanique pour des équipements auxiliaires. |
| US5819538A (en) * | 1996-11-15 | 1998-10-13 | Lawson, Jr.; Thomas Towles | Turbocharged engine system with recirculation and supplemental air supply |
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