(57)【要約】  本発明は、ターボ複合化エンジン（１）であって、排気ガス出力タービン（３）が、減速ギヤ（６）及びそれに結合された流体継手（１４）を介してクランクシャフト（３５）に動力を伝達するターボ複合化エンジン（１）に関する。性能を向上させるために、排気ガス出力タービン（３）は、部分負荷運転中は切り離される。これを行うためには、フリーホイール（１２）が減速ギヤ（６）に組み込まれるのが好ましい。しかしながら、フリーホイール（４０）を、流体継手（１４）の出力軸（１６）の近傍に配置することも可能である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガス出力タービン（３）が、減速ギヤ（６）及びこの減速ギヤ（６）に連結された流体クラッチ（１４）を介し、クランクシャフト（３５）に動力を伝達するターボ複合装置（１）であって、動力の伝達のため、フリーホイール（１２）が、前記排気ガス出力タービン（３）と前記クランクシャフト（３５）との間に組み込まれるターボ複合装置（１）。
【請求項２】
前記フリーホイール（１２）が前記減速ギヤ（６）に組み込まれることを特徴とする請求項１に記載のターボ複合装置（１）。
【請求項３】
前記減速ギヤ（６）が２段であり、前記流体クラッチ（１４）が第２の減速ギヤ（７）に連結されることを特徴とする請求項２に記載のターボ複合装置。
【請求項４】
前記フリーホイール（１２）が、前記２段減速ギヤ（６）の第２の段を形成する外側ギヤリング（１１）と、前記流体クラッチ（１４）のポンプホイール（１３）との間に配置されることを特徴とする請求項３に記載のターボ複合装置。
【請求項５】
前記流体クラッチ（１４）が、出力軸（１６）及び第２の減速ギヤ（７）を介して前記クランクシャフト（３５）に動力を伝達し、前記第２の減速ギヤ（７）から前記流体クラッチ（１４）への動力の流れを妨げることができるように、前記フリーホイール（４０）が前記出力軸（１６）の領域に配置されることを特徴とする請求項１に記載のターボ複合装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に請求項１に記載のターボ複合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ複合化は特許文献１から既知である。このターボ複合化には、流体クラッチを介してクランクシャフトを駆動する排気ガス出力タービンが設けられる。この流体クラッチのポンプホイール羽根及びタービンホイール羽根は、それらの長手軸に対して傾斜しており、互いに対して自由に動かせるように配置され、ここで、一次ホイールの羽根の傾斜は、回転方向に形成され、二次ホイールの羽根の傾斜は、回転方向の反対方向に形成される。
【０００３】
また、流体クラッチを備えたターボ複合装置が、特許文献２から知られている。この流体クラッチのポンプホイールは、流体クラッチがリターダとしても動作され得るように、ディスククラッチによってケーシングに連結可能である。結果として、流体リターダとしてのこの機能を備えた、制動モードのクランクシャフトは、ケーシングに対して制動され得る。かかるリターダは、商用車のフットブレーキの負荷を軽減する。ディスククラッチを小さく設計するか、又はディスククラッチに過負荷をかけないために、高い制動負荷にかかわらず、流体クラッチを、所定の充填レベルまで空けることができる。充填レベルによって可変の流体クラッチも特許文献３に記載されている。
【０００４】
特許文献４には、ターボ複合化の制御可能な流体クラッチが言及されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０３  １９  ７４８  Ａ１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０３  ６０  １５５  Ａ１号明細書
【特許文献３】国際公開第２００５／０４０５７８  Ａ１号パンフレット
【特許文献４】独国特許出願公開第１０２  ０４  ０６６  Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、特に効率の高いターボ複合装置を作製することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、本発明によれば、請求項１の特徴によって達成される。
【０００８】
本発明によれば、クランクシャフトから排気ガス出力タービンへの動力の流れを、フリーホイールによって妨げることができる。内燃機関の部分負荷範囲では、ターボ複合装置は、ターボ複合装置なしの駆動伝達系と比較して効率がより低く、クランクシャフトから排気ガス出力タービンへの動力の流れが発生するため、結果として燃料消費がより高くなるであろう。そのため、フルパワートランスミッション（ｆｕｌｌ  ｐｏｗｅｒ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）は、内燃機関の全負荷範囲においてのみ特に高い効率を有する。本発明によるターボの複合化によって、この部分負荷範囲において、クランクシャフトから排気ガス出力タービンへの望ましくない動力の逆流を妨げることが可能である。結果として、内燃機関の効率が向上する。
【０００９】
特に有利な発展形態では、フリーホイールは、排気ガス出力タービンと流体クラッチとの間の減速ギヤの領域に配置される。
【００１０】
減速ギヤは、特に歯車ギヤとして設計可能であるが、その理由は、この種のギヤが、例えばＶベルト／歯付ベルトと比較して保守の自由度が高いためである。
【００１１】
この場合のフリーホイールは、流体クラッチの１つの歯車とポンプホイールとの間に、特に有利な方法で配置することができる。このように、減速ギヤの他方の歯車は、実際に、部分負荷運転中に連結される必要がない。さらに、減速ギヤのこの第２の歯車の速度はより低く、フリーホイールに対して作用する遠心力が低減される。フリーホイールによって運ばれる歯車は、この場合ギヤリングとして特に設計することができる。
【００１２】
さらなる発展形態では、フリーホイールは、流体クラッチの出力軸の領域に配置することもできる。
【００１３】
本発明のさらなる利点は、説明及び図面から分かる。
【００１４】
２つの別の発展形態とともに例示的実施形態に基づいて、本発明を以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】駆動伝達系のターボ複合装置１を示し、駆動伝達系は、より詳細には図示されないが、特に、ディーゼルエンジンとして構成される駆動エンジン、トランスミッション及び被動軸を備える。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
この場合、単一の図面が、駆動伝達系のターボ複合装置１を示し、駆動伝達系は、より詳細には図示されないが、特に、ディーゼルエンジンとして構成される駆動エンジン、トランスミッション及び被動軸を備える。
【００１７】
排気マニホールドから、排気流れが、混合気の供給のためひいては駆動伝達系の全体効率の向上のためのターボ過給機（より詳細には図示せず）に向けられる。
【００１８】
このディーゼルエンジンの排気マニホールドは、排気ガス出力タービン３につながっている。このように、排気が、排気ガス出力タービン３の排気ガス出力タービンホイール５の羽根車４を通って誘導される。
【００１９】
排気流れの結果、排気ガス出力タービンホイール５は、６００００ＲＰＭ以下で回転し、この速度は、２つの連続した減速ギヤ６、７を介して、平均してわずか約２０００ＲＰＭの、ディーゼルエンジンのクランクシャフト３５の速度帯域まで減速される。この目的のために、排気ガス出力タービンホイール５は、排気ガス出力タービン軸９を介して、はす歯付きの小さい第１の歯車１０に回転可能に固定されるように連結され、第１の歯車１０は、同様にはす歯付きの大きい第２のギヤリング１１と噛み合う。この大きい第２のギヤリング１１は、フリーホイール１２の外側リングに回転可能に固定されるように連結される。他方、このフリーホイール１２の内側リングは、流体クラッチ１４のポンプホイール１３に回転可能に固定されるように連結され、全負荷運転の際、すなわち排気ガス出力タービン３からクランクシャフト３５への動力の流れにより、ギヤリング１１が流体クラッチ１４に駆動力を出力するようになっている。その際、流体クラッチ１４は、クランクシャフト３５の回転振動を低減する。
【００２０】
小さい第１の歯車１０は、大きい第２のギヤリング１１とともに、第１の２段減速ギヤ６を形成する。羽根２０が、ポンプホイール１３に一体に組み込まれる。これらの羽根２０は、タービンホイール１５の羽根の方に向いている。したがって、流体クラッチ１４のタービンホイール１５は、ポンプホイール１３によって流体的に駆動され得るように、ポンプホイール１３と同軸上にありかつポンプホイール１３の上流に回転可能に配置される。この場合、ポンプホイール１３及びタービンホイール１５は、タービンホイール１５に対して回転可能であり、かつポンプホイール１３に対して回転可能に固定されたケーシングシェル３０内に配置される。前記流体駆動のために、流体クラッチ１４に油を供給し、この油は、全負荷運転の際、運転媒体として、流体クラッチ１４にトルクを伝達し、さらに、流体クラッチ１４を冷却し、その潤滑油となるものである。
【００２１】
転がり軸受３４を用いるポンプホイール１３は、流体クラッチ１４の出力軸１６に回転可能に配置される。この出力軸１６は、スプライン軸の歯部３６によって回転可能に固定されるようにタービンホイール１５を収容する。
【００２２】
タービンホイール１５は、出力軸１６及び第２の減速ギヤ７を介してクランクシャフト３５に駆動力を出力する。この第２の減速ギヤ７はまた、速度を低下させ、また、歯車対によって実現される。
【００２３】
例えば、部分負荷範囲において、トルクがここでクランクシャフト３５によって導入されると、排気ガス出力タービン３、排気ガス出力タービン軸９、第１の小さい歯車１０及びギヤリング１１が連結される必要がないように、フリーホイール１２は自由に回転する。その結果、摩擦損失も最小限に抑えられる。
【００２４】
高い遠心力によってフリーホイールの機能を損なわないように、ギヤリング１１は、図面に示されるように、かなり厚めに構成することが可能であり、それによって、フリーホイールが、ポンプホイール１３の比較的小さい直径上に配置されるようになっている。フリーホイール１２のトルク負荷は、直径が大きくなるにつれて減少するが、この場合、遠心力の低下がより大きな役割を果たす。
【００２５】
同じ図面にさらなる実施形態が示される。この場合、第２の減速ギヤ７から流体クラッチ１４への動力の流れを妨げることができるように、破線で概略的に示されるフリーホイール４０が出力軸１６の領域に配置される。
【００２６】
ディーゼルエンジンの代わりに、別の内燃機関、特にオットー機関を提供することもできる。
【００２７】
記載される実施形態の場合、それは、例示的な発展形態に関するものに過ぎない。異なる実施形態のために記載される特徴の組合せも可能である。本発明に関連する装置構成要素のさらなる特徴、特に記載されていない特徴が、図面に示される装置構成要素の形状から明らかとなるであろう。
【図１】
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【国際調査報告】
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