JP2002195046A - 内燃機関用排気タービン及び排気タービン式過給機 - Google Patents

内燃機関用排気タービン及び排気タービン式過給機

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JP2002195046A
JP2002195046A JP2000394090A JP2000394090A JP2002195046A JP 2002195046 A JP2002195046 A JP 2002195046A JP 2000394090 A JP2000394090 A JP 2000394090A JP 2000394090 A JP2000394090 A JP 2000394090A JP 2002195046 A JP2002195046 A JP 2002195046A
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exhaust
internal combustion
combustion engine
flow path
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Atsushi Houkida
淳 伯耆田
Yoshiaki Hirai
▲吉▼明 平井
Toshiyuki Katsuno
敏行 勝野
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Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
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Hitachi Ltd
Hitachi Car Engineering Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】触媒の活性化が早いタービン付内燃機関を得
る。 【解決手段】タービンの排気バイパス流路とその排気バ
イパス流路に備えた排気バイパス弁とその弁座を排気量
のほとんどがバイパスできるような大きさに設定し、そ
の排気バイパス弁をモータやソレノイドバルブを利用し
た駆動アクチュエータで制御するシステムを構築した。
内燃機関始動時は排気バイパス弁を全開にすることによ
り、排気量のほとんどをバイパスして触媒に流入させ、
触媒活性の迅速化を実現した。内燃機関始動時は排気バ
イパス弁を全開にすることにより、排気量のほとんどが
タービンをバイパスして触媒に流入するため、触媒活性
化はエキゾーストマニフォールド後流側にタービンが存
在しない場合に比べほとんど遅れない。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は吸気通路に設けた過
給機の駆動力源、あるいは発電機の駆動力源としてこれ
らと組み合わせたタービン式過給機，タービン式発電機
として利用される内燃機関用タービン及び、タービン式
過給機，タービン式発電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の排気タービンを備えた内燃機関は
特開昭６０−２３７１５３号や特許第３０９０５３６号
などで知られている。特に後者ではエンジンの排気マニ
ホールドとマフラを接続する排気管の途中に触媒を設置
し、エンジンの排気マニホールドとマフラを接続する別
の排気通路にタービンを設置し、必要に応じていずれの
通路に排気ガスを流すかを制御弁で制御している。この
構成では内燃機関始動時に排気が触媒だけを通過するよ
うに排気の流れを切り換えられるので、タービンによっ
て排気から熱が奪われて温度が低下することがない。こ
のため、機関始動時の触媒活性が遅れるというタービン
付き車の問題が解消できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかるに上記従来技術
では、排気通路の構成が複雑になり、エンジンルームや
車両床下に２本の排気通路が必要となり、配管作業の作
業効率が悪くなる。
【０００４】また、切り換え弁の特性の調整はエンジン
にタービン，触媒，配管切り換え弁全てを組み付けて行
う必要がある。
【０００５】本発明の目的は内燃機関始動時に排気が触
媒だけを通過するように排気の流れを切り換えられる機
能を維持しながら、排気通路及びまたは制御弁をタービ
ンに一体に組み込んで排気通路をシンプルに構成する点
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明では、 １．エンジンの排気管に接続されるタービンであって、
タービンへ排気ガスを導くタービン用排気ガス導入口
と、触媒に排気ガスを導く触媒用排気ガス導入口を備
え、前記タービン通過後の排気ガスを前記触媒用排気ガ
ス導入口に導くと共に、前記触媒用排気ガス導入口を開
閉する開閉弁を設けた。 ２．エンジンの排気通路に接続される触媒に排気ガスを
導く排気ガス通路、当該排気ガス通路と一体に形成され
たバイパス排気通路、当該バイパス排気通路に装着され
たタービンから内燃機関用排気タービンを構成した。 ３．ウエストゲートバルブを備えたタービンにおいて、
前記ウエストゲートバルブが機関の始動時に開放される
よう構成した。 ４．内燃機関の排気通路中に触媒と共に装着されるウエ
ストゲートバルブを備えたタービンであって、前記ウエ
ストゲートバルブが機関の始動時に開放されて排気ガス
を前記触媒に直接導入するよう構成した。 ５．タービンケースに排気ガスをタービンに導入する通
路と、タービンを迂回して排気ガスを流す迂回通路とを
併設し、前記両通路のいずれの通路に排気ガスを導入す
るかを切り換える切換え弁機構を設けた。 ６．排気流路中に設置されるタービンであって、排気ガ
スを前記タービンに導入する第一通路とタービンを迂回
する迂回通路とが併設されたタービンケースを設け、前
記第一通路と前記迂回通路とを仕切る隔壁を設け、当該
隔壁にウエストゲートバルブが装着された開口を設置
し、さらに前記迂回通路の入口には開閉弁を設置した。 ７．排気流路中に設置されるタービンであって、排気ガ
スをタービンに導入する排気通路が形成されたタービン
ケースを設け、前記排気通路のタービンの上流に当該タ
ービンを迂回して当該タービン下流に排気ガスを流す迂
回通路を設け、且つ機関の始動時に当該迂回通路を大流
量状態にし、他の運転状態では前記迂回通路を閉もしく
は小流量状態に制御する開閉弁を装着した。
【０００７】具体的には、タービン翼車に排気を導入す
るタービンケース入口流路とタービン翼車を通過した排
気をタービンケースの外へ排出するタービンケース出口
流路を結ぶ排気バイパス流路とその排気バイパス流路に
備えた排気バイパス弁とその弁座を排気量のほとんどが
バイパスできるような大きさに設定し、あるいは、ター
ビン翼車に排気を導入するタービンケーススクロール流
路とは独立し、かつ並列に排気バイパス流路を形成し、
その排気バイパス流路に備えた排気バイパス弁とその弁
座を排気量のほとんどがバイパスできるような大きさに
設定し、その排気バイパス弁をモータやソレノイドバル
ブを利用した駆動アクチュエータで制御することで解決
できる。
【０００８】上記構成によれば、内燃機関始動時は排気
バイパス弁を全開にすることにより、排気量のほとんど
がタービンをバイパスして触媒に流入するため、触媒活
性化は遅れない。
【０００９】また、排気通路をタービンケースに一体化
できたので、配管作業が簡単になる。
【００１０】また、切り換え弁（バイパス制御弁，ウエ
ストゲート弁）をタービンケースに一体化できるので構
成がシンプルになる。
【００１１】また、弁の特性の調整をシステム装着前に
管理することも可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１に実施例（１）を示す。排気
タービン式過給機のタービンケース２がエキゾーストマ
ニフォールド１に固定され、排気がタービンケース入口
流路２ａからタービンケーススクロール流路２ｃを経て
タービン翼車５へ流入しタービン出口流路２ｂへ排出さ
れる過程で断熱膨張し、タービンシャフト７に固定され
るコンプレッサ翼車６を回転駆動する。コンプレッサ翼
車６が回転駆動することで吸気がコンプレッサケース入
口流路４ａから取り込まれてコンプレッサ翼車６及びコ
ンプレッサケース４の流路内で吸気の運動エネルギが圧
力に変換され圧縮された吸気がコンプレッサケース出口
流路４ｂからエンジンへ供給される。タービン翼車５に
排気を導入するタービンケーススクロール流路２ｃとは
独立し、かつ並列に配置された排気バイパス流路１ａが
形成され、その排気バイパス流路１ａにバルブ座面１ｂ
と排気バイパス弁９を備える。排気バイパス流路１ａ，
バルブ座面１ｂ及び排気バイパス弁９は排気量のほとん
どがタービン２をバイパスできる大きさである。排気バ
イパス弁９はリンク９ａ，ロッド１１ａを介しモータあ
るいはソレノイドバルブを利用した駆動アクチュエータ
１１で開閉制御される。
【００１３】図３に実施例（２）を示す。排気タービン
式過給機のタービン翼車５に排気を導入するタービンケ
ース入口流路２ａとタービン翼車５を通過した排気をタ
ービンケース２の外へ排出するタービンケース出口流路
２ｂを結ぶ排気バイパス流路２ｄに排気バイパス弁９と
座面２ｅを備える。排気バイパス流路２ｄ，バルブ座面
２ｅ及び排気バイパス弁９は排気量のほとんどがタービ
ン２をバイパスできるような大きさである。排気バイパ
ス弁９はリンク９ａ，ロッド１１ａを介しモータを利用
した駆動アクチュエータで開閉制御される。
【００１４】図４に実施例（３）を示す。本実施例は実
施例（１）のタービン出口２ｂが排気バイパス弁９が開
いた時に排気が流れる方向に開口した例である。内燃機
関始動時の排気有害成分を低減するため、触媒はタービ
ン出口２ｂの直後に配置される。本実施例では、排気バ
イパス弁９を通過した排気が直接触媒に導入するため、
排気の温度低下が実施例（１）より小さい。
【００１５】図５に実施例（４）を示す。本実施例は実
施例（１）のエキゾーストマニフォールドとタービンケ
ースを一体にした例である。これにより、エキゾースト
マニフォールドとタービンケースをあわせたサイズを小
さくでき、内燃機関の燃焼室出口からタービン翼車まで
の排気流路容積を小さくでき、タービン仕事を向上で
き、さらにタービンをエキゾーストマニフォールドに取
り付ける締結ねじと締結作業を省けコスト低減になる。
【００１６】図６に実施例（５）を示す。本実施例は実
施例（１）のタービンケース２を２重壁構造にして、タ
ービンケース２の断熱効果を高め、タービン出口流路２
ｂを流れる排気の温度低下を小さくした例である。ター
ビンケース２の２重壁構造の製法はロストワックスによ
る精密鋳造法や板材成形法がある。
【００１７】図７に実施例（６）を示す。本実施例は実
施例（１）において、コンプレッサ翼車６に吸気を導入
するコンプレッサケース入口流路４ａとコンプレッサ翼
車６を通過した吸気をコンプレッサケース４の外へ導く
コンプレッサケース出口流路４ｂを結ぶ吸気バイパス流
路４ｃ，４ｄ，４ｅが形成され、その吸気バイパス流路
に吸気バイパス弁１２と弁座４ｆを備える。吸気バイパ
ス弁１２はリンク12ａ，ロッド１３ａを介しモータある
いはソレノイドバルブを利用した駆動アクチュエータ１
３で開閉制御される。過給が必要ない運転モードで排気
バイパス弁９が開き、排気をバイパスしている時はコン
プレッサ翼車６は回転駆動する必要がなく、吸気流路系
で抵抗になる場合がある。この場合、上記吸気バイパス
弁１２を開き吸気をバイパスすることで、吸気抵抗を低
減できる。
【００１８】図８に実施例（７）を示す。本実施例は実
施例（１）において、コンプレッサ翼車６の翼外周Ｒプ
ロフィール部に対向するコンプレッサケース４のＲプロ
フィールを形成する可動部４ｇがタービンシャフト７の
軸方向に動く構造となっている。可動部４ｇが動くこと
でコンプレッサケース入口流路４ａの流路容積が大きく
変化しないように筒状部材４ｈがコンプレッサ入口流路
４ａに挿入されている。可動部４ｇはロッド１３ａを介
しモータあるいはソレノイドバルブを利用した駆動アク
チュエータ１３に連結され、その変位を制御される。
【００１９】過給が必要ない運転モードで排気バイパス
弁９が開き、排気をバイパスしている時はコンプレッサ
翼車６は回転駆動する必要がなく、吸気流路系で抵抗に
なる場合がある。この場合、上記可動部４ｇをタービン
シャフト７の軸方向にコンプレッサ翼車６の翼外周Ｒプ
ロフィール部から離れる方向に動き、コンプレッサ翼車
６の翼外周Ｒプロフィール部とそれに対向するコンプレ
ッサケース４のＲプロフィールの間に隙間を作り、その
隙間を利用して吸気をバイパスすることで、吸気抵抗を
低減できる。本実施例によれば、上記実施例（６）より
もコンプレッサ部の吸気バイパス流路が簡素でコンプレ
ッサ部を小さくできる。
【００２０】図９に実施例（８）を示す。実施例（８）
は実施例（３）において、排気バイパス弁９がその開口
部の中に出入りすることで開口面積を変化させる構造を
備える。排気バイパス弁９とアクチュエータ１１を連結
するロッド１１ａのガイドはエキゾーストマニフォール
ド１に構成されている。排気バイパス弁の形状を変更す
ることで排気バイパス弁のストローク‐開口面積特性を
自由に変更できる。
【００２１】図１０に実施例の内燃機関システムを示
す。空気はコンプレッサ４によりエアクリーナ１５を介
しコンプレッサケース入口流路４ａから取込まれ、コン
プレッサケース出口流路４ｂから圧縮空気がインターク
ーラ１６を介して内燃機関の燃焼室に供給される。排気
はエキゾーストマニフォールド１からタービンケース入
口流路２ａを介しタービン２に流出し、タービンケース
出口流路２ｂから触媒１７へ流入する。
【００２２】図１１に内燃機関の定常性能特性の一例を
示す。排気バイバス弁９を全閉にすると過給圧は最大と
なる。（図１１の一番右側の点）排気バイパス弁を徐々
に開くとタービン入口圧力は大きく低下するが、内燃機
関の体積効率がやや改善される点が存在する。また、過
給圧が低下するので、吸気温度が低下し、ノックが発生
しにくくなり、点火時期を進角でき、トルクも改善され
る点が存在する。また、燃料量も低減でき燃料消費率を
向上できる。運転モードでアクセルペダルを踏み込まな
い領域ではトルクを低下できるので、さらに燃費を改善
するように、排気バイパス弁を開き、過給圧を低下でき
る。
【００２３】図１２に車両走行時の排気バイパス弁の制
御例を示す。内燃機関始動時からアイドル運転時はアク
セルペダルが全閉であることと機関速度がアイドル設定
回転数であることを判定し、排気バイパス弁は全開にな
る。加速運転時はアクセルペダル及び、機関速度及び車
両速度の増加率から判定し、排気バイパス弁は全閉にな
る。タービンは低速トルクが最大になるようにマッチン
グされているので、従来技術よりも車両加速性能は改善
できる。加速運転時には変速ギアがシフトすることで発
生するショックを防止するために排気バイパス弁の微小
開度制御を行う。定速運転ではアクセルペダル開度，機
関速度，車両速度の変化率から判定し、排気バイパス弁
は全開付近まで開き、タービン入口圧力を低下させ、燃
料消費率を向上する。減速運転では、アクセルペダルが
全閉であることと機関速度がアイドル設定回転数である
ことを判定し、排気バイパス弁は全開になる。このよう
に、過給が必要な運転モードと過給が必要ではない運転
モードを使い分けするように排気バイパス弁を制御し、
燃費，動力性能を最適にするような内燃機関のマッチン
グが可能となる。
【００２４】図１３に内燃機関始動後の触媒部温度変化
を示す。
【００２５】温度特性１８は排気タービン式過給機が装
着されない内燃機関の触媒部の温度、温度特性１９は排
気タービン式過給機が装着された内燃機関の触媒部の温
度であり、温度特性１８の約４０％〜５５％に低下して
しまう。温度特性２０は本発明を採用した排気タービン
式過給機が装着された内燃機関の触媒部の温度で、ほと
んどの排気量が排気バイパス弁を通過し触媒に流入する
ので触媒部の温度は温度特性１８の８０％〜１００％ま
で上昇する。
【００２６】図２には更に別の実施例を示す。この実施
例ではエキゾーストマニフォールド１にタービンケース
２が固定され、排気がタービンケース入口流路２ａから
タービン翼車５へ流入しタービン出口流路２ｂへ排出さ
れる過程で断熱膨張し、タービンシャフト７に固定され
るコンプレッサ翼車６を回転駆動する。コンプレッサ翼
車６が回転駆動さることで吸気がコンプレッサケース入
口流路４ａから取り込まれてコンプレッサ翼車６及びコ
ンプレッサケース４の流路内で吸気の運動エネルギが圧
力に変換され圧縮された吸気がコンプレッサケース出口
流路４ｂからエンジンへ供給される。
【００２７】自動車用内燃機関の場合、低速域から高速
域までの広範囲で出力を向上するため、低速域で目標ト
ルクを得るためにタービン容量を小さめに設定する。そ
して、高速域ではタービン入口圧力上昇に伴う内燃機関
の出力低下を防止し、また、過給圧異常上昇による吸気
系破損を防止するため、設定過給圧以下に過給圧を制御
する排気バイパス弁が設けられている。本実施例ではこ
の排気バイパス弁を機関の始動時に開放制御する機械式
アクチュエータを設けたものである。機械式アクチュエ
ータはダイヤフラム８ａで大気圧室８ｂと圧力室８ｃに
分かれており、ダイヤフラム８ａの大気圧室８ｂ側には
ロッド８ｄが固定されており、ロッド８ｄは排気バイパ
ス弁９のリンク９ａにつながれている。圧力室８ｃとコ
ンプレッサケース４の流路はホース１０でつながれ、過
給圧が圧力室８ｃに取り込まれ、過給圧が上昇すると圧
力室８ｃの圧力が上昇し、設定過給圧を超えるとバネ８
ｅの力に打ち勝ち、ロッド８ｄが動き排気バイパス弁９
が開き始める。機械式アクチュエータの場合、アクチュ
エータのストロークは過給圧に比例するため、本実施例
では機関の始動時には加給圧とは関係なく強制的に排気
バイパス弁を開く機構を設ける。また、排気バイパス通
路２ｄの開口面積は機関の始動時に全開に制御されたと
き実質的にタービン側への排気流入量が最小になり、タ
ービンが実質的に回転しない排気流入量になるよう開口
面積が決められている。それ以外の運転領域では排気バ
イパス通路２ｄの開口面積は排気バイパス弁９によって
全閉もしくは特定の小開度状態に制御される。従って本
実施例では排気タービン式過給機と内燃機関の特性は排
気バイパス弁が全開より閉じた特定の開度で全負荷性能
となるようマッチングされる。実施例の機械式アクチュ
エータの場合でも、部分負荷の過給圧特性及びタービン
入口圧力特性はアクチュエータのストローク特性で決ま
る。このように構成すれば内燃機関始動時に排気がター
ビンを通過することがないために排気ガスの温度は低下
しないので触媒活性化は迅速になる。また、配管を短く
できるので配管からの熱放散を少なくでき、その分触媒
を早く暖められる。
【００２８】さらにタービン入口圧力を低減し、過給圧
特性及びタービン入口圧力特性の制御性を向上する技術
としては、タービン翼車の外側にノズルベーンを配置
し、ノズルベーンの開度を制御することでタービン容量
を可変とするバリアブルノズルベーン式可変容量タービ
ンやタービンケース流路を隔壁で２分割し、片方の流路
入口に備えられた切り替え弁開度を制御することでター
ビン容量を可変とするツインスクロール式可変容量ター
ビンが考案され、実用化に至っている。本発明ではこれ
らの技術と組み合わせることを妨げない。
【００２９】図１３には本発明の他の実施例が記載され
ている。この実施例では、タービンケース１に設けた排
気通路の直管部１Ａに直接触媒２１を装着した。これに
より、装置をより小形にできた。
【００３０】この例ではタービンは触媒付きタービンと
みなせ、新しいタービンを提供することができた。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば排気ガスの熱をタービン
によって奪われる量を低減できるのでそれだけ触媒を暖
める熱量が増え、触媒の早期活性化が可能となる。
【００３２】排気通路をタービンケースに一体化したの
で装置をコンパクトに構成できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施例を示す断面図。
【図２】別の実施例を示す断面図。
【図３】第二実施例を示す断面図。
【図４】第三実施例を示す断面図。
【図５】第四実施例を示す断面図。
【図６】第五実施例を示す断面図。
【図７】第六実施例を示す断面図。
【図８】第七実施例を示す断面図。
【図９】第八実施例を示す断面図。
【図１０】本発明の内燃機関システムの一実施例。
【図１１】本発明の内燃機関の定常性能特性の一例を示
すグラフ。
【図１２】本発明の車両走行時の排気バイパス弁の制御
例を示す特性図。
【図１３】本発明の内燃機関始動後の触媒部温度変化を
示すグラフ。
【図１４】第九実施例を示す断面図。
【符号の説明】
１…エキゾーストマニフォールド、２…タービンケー
ス、２ａ…タービンケース入口流路、２ｂ…タービンケ
ース出口流路、２ｃ…タービンケーススクロール流路、
２ｄ…タービンケース排気バイパス流路、２ｅ…排気バ
イパス弁の弁座、３…軸受けハウジング、４…コンプレ
ッサケース、４ａ…コンプレッサケース入口流路、４ｂ
…コンプレッサケース出口流路、４ｃ，４ｄ，４ｅ…吸
気バイパス流路、４ｆ…吸気バイパス弁の弁座、４ｇ…
可動部、４ｈ…筒状部材、５…タービン翼車、６…コン
プレッサ翼車、７…タービンシャフト、８…機械式アク
チュエータ、８ａ…ダイヤフラム、８ｂ…空気室、８ｃ
…圧力室、８ｄ…機械式アクチュエータのロッド、８ｅ
…ばね、９…排気バイパス弁、９ａ…排気バイパス弁の
リンク、１０…ホース、１１…排気バイパス弁のアクチ
ュエータ、１１ａ…排気バイパス弁のアクチュエータロ
ッド、１２…吸気バイパス弁、１２ａ…吸気バイパス弁
のリンク、１３…吸気バイパス弁のアクチュエータ、１
３ａ…吸気バイパス弁のアクチュエータロッド、１４…
内燃機関、１５…エアクリーナ、１６…インタークー
ラ、１７…触媒、１８…排気タービン式過給機が装着さ
れない内燃機関の触媒部の温度特性、１９…排気タービ
ン式過給機が装着された内燃機関の触媒部の温度特性、
２０…本発明を採用した排気タービン式過給機が装着さ
れた内燃機関の触媒部の温度特性。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｂ 37/12 ３０２ Ｆ０２Ｂ 37/00 ３０３Ｄ (72)発明者 平井 ▲吉▼明 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内 (72)発明者 勝野 敏行 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内 Ｆターム(参考） 3G005 EA04 EA15 EA16 FA35 GA02 GA03 GA04 GB18 GB28 GC07 GC08 GD07 GD09 HA15 3G091 AA02 AA10 AA17 AA28 AB01 BA03 CA13 CB08 DB10 EA01 EA07 EA18 EA39 FA02 FA04 FA17 FA18 FA19 FB02 FC07 HA01 HB03 HB06

Claims (46)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】エンジンの排気管に接続されるタービンで
    あって、タービンへ排気ガスを導くタービン用排気ガス
    導入口と、触媒に排気ガスを導く触媒用排気ガス導入口
    を備え、前記タービン通過後の排気ガスを前記触媒用排
    気ガス導入口に導くと共に、 前記触媒用排気ガス導入口を開閉する開閉弁を設けた内
    燃機関用排気タービン。
  2. 【請求項２】エンジンの排気通路に接続される触媒に排
    気ガスを導く排気ガス通路、 当該排気ガス通路と一体に形成されたバイパス排気通
    路、 当該バイパス排気通路に装着されたタービンから成る内
    燃機関用排気タービン。
  3. 【請求項３】請求項１及び２に記載したものにおいて、
    前記触媒用排気ガス導入口あるいは前記触媒に排気ガス
    を導く排気ガス通路の入口に開閉弁を備えた内燃機関用
    排気タービン。
  4. 【請求項４】請求項１乃至３に記載したものにおいて、
    前記内燃機関の吸気通路に配備された過給機が前記ター
    ビンによって駆動されるよう装着された内燃機関用排気
    タービン。
  5. 【請求項５】請求項１乃至３に記載したものにおいて、
    前記内燃機関の発電機が前記タービンによって駆動され
    るよう装着された内燃機関用排気タービン。
  6. 【請求項６】ウエストゲートバルブを備えたタービンに
    おいて、前記ウエストゲートバルブが機関の始動時に開
    放されるよう構成された内燃機関用排気タービン。
  7. 【請求項７】内燃機関の排気通路中に触媒と共に装着さ
    れるウエストゲートバルブを備えたタービンであって、
    前記ウエストゲートバルブが機関の始動時に開放されて
    排気ガスを前記触媒に直接導入するよう構成された内燃
    機関用排気タービン。
  8. 【請求項８】排気流路中に設置されるタービンであっ
    て、排気ガスを前記タービンに導入する通路とタービン
    を迂回する迂回通路とが併設されたタービンケースを備
    え、前記両通路のいずれの通路に排気ガスを導入するか
    を切り換える切換え弁機構を備えた内燃機関用排気ター
    ビン。
  9. 【請求項９】排気流路中に設置されるタービンであっ
    て、排気ガスを前記タービンに導入する第一通路とター
    ビンを迂回する迂回通路とが併設されたタービンケース
    を備え、前記第一通路と前記迂回通路とを仕切る隔壁を
    備え、当該隔壁にウエストゲートバルブが装着された開
    口が設置され、さらに前記迂回通路の入口には開閉弁が
    設置されている内燃機関用排気タービン。
  10. 【請求項１０】排気流路中に設置されるタービンであっ
    て、排気ガスをタービンに導入する排気通路が形成され
    たタービンケースを備え、前記排気通路のタービンの上
    流に当該タービンを迂回して当該タービン下流に排気ガ
    スを流す迂回通路を設け、且つ機関の始動時に当該迂回
    通路を大流量状態にし、他の運転状態では前記迂回通路
    を閉もしくは小流量状態に制御する開閉弁が装着された
    内燃機関用排気タービン。
  11. 【請求項１１】内燃機関の排気ガスにより回転駆動され
    るタービン翼車とそれを包括するタービンケース、その
    タービン翼車と一体のタービンシャフト上に固定され回
    転するコンプレッサ翼車とそれを包括するコンプレッサ
    ケース、そのタービンシャフトをラジアル方向に支持す
    るラジアル軸受部，スラスト方向に支持するスラスト軸
    受部とそれらを支持する軸受ハウジングから構成される
    内燃機関用排気タービン式過給機において、タービン翼
    車に排気を導入するタービンケーススクロール流路とは
    独立し、かつ並列に配置された排気バイパス流路が形成
    され、その排気バイパス流路にバルブ座面と排気バイパ
    ス弁を有することを特徴とする内燃機関用排気タービン
    式過給機。
  12. 【請求項１２】内燃機関の排気ガスにより回転駆動され
    るタービン翼車とそれを包括するタービンケース、その
    タービン翼車と一体のタービンシャフト上に固定され回
    転するコンプレッサ翼車とそれを包括するコンプレッサ
    ケース、そのタービンシャフトをラジアル方向に支持す
    るラジアル軸受部、スラスト方向に支持するスラスト軸
    受部とそれらを支持する軸受ハウジングから構成される
    内燃機関用排気タービン式過給機において、タービン翼
    車に排気を導入するタービンケース入口流路とタービン
    翼車を通過した排気をタービンケースの外へ排出するタ
    ービンケース出口流路を結ぶ排気バイパス流路が形成さ
    れ、その排気バイパス流路にバルブ座面と排気バイパス
    弁を有し、排気バイパス弁の駆動アクチュエータがモー
    タで駆動されることを特徴とする内燃機関用排気タービ
    ン式過給機。
  13. 【請求項１３】上記請求項１１において、排気バイパス
    流路を流れる排気の流れ方向後流側にタービン出口を有
    することを特徴とする内燃機関用排気タービン式過給
    機。
  14. 【請求項１４】上記請求項１１乃至１３において、エキ
    ゾーストマニフォールドとタービンケースが一体である
    ことを特徴とする内燃機関用排気タービン式過給機。
  15. 【請求項１５】上記請求項１１乃至１３において、ター
    ビンケースの壁の内側が空洞となる２重壁構造を有する
    ことを特徴とする内燃機関用排気タービン式過給機。
  16. 【請求項１６】上記請求項１１乃至１５において、コン
    プレッサ翼車に吸気を導入するコンプレッサケース入口
    流路とコンプレッサ翼車を通過した吸気をコンプレッサ
    ケースの外へ導くコンプレッサケース出口流路を結ぶ吸
    気バイパス流路が形成され、その吸気バイパス流路に吸
    気バイパス弁と弁座を有することを特徴とする内燃機関
    用排気タービン式過給機。
  17. 【請求項１７】上記請求項１１ないし１５において、コ
    ンプレッサ翼車の翼外周Ｒプロフィール部に対向するコ
    ンプレッサケースＲプロフィールを形成する可動部がタ
    ービンシャフトの軸方向に動くことを特徴とする内燃機
    関用排気タービン式過給機。
  18. 【請求項１８】上記請求項１１及び、１３乃至１７にお
    いて、排気バイパス弁の駆動アクチュエータがモータで
    駆動されることを特徴とする内燃機関用排気タービン式
    過給機。
  19. 【請求項１９】上記請求項１１及び、１３乃至１７にお
    いて、排気バイパス弁の駆動アクチュエータがソレノイ
    ドバルブを利用することを特徴とする内燃機関用排気タ
    ービン式過給機。
  20. 【請求項２０】上記請求項１６において、吸気バイパス
    弁の駆動アクチュエータがモータで駆動されることを特
    徴とする内燃機関用排気タービン式過給機。
  21. 【請求項２１】上記請求項１６において、吸気バイパス
    弁の駆動アクチュエータがソレノイドバルブを利用する
    ことを特徴とする内燃機関用排気タービン式過給機。
  22. 【請求項２２】上記請求項１７において、コンプレッサ
    翼車の翼外周Ｒプロフィール部に対向するコンプレッサ
    ケースＲプロフィールを形成する可動部の駆動アクチュ
    エータがモータで駆動されることを特徴とする内燃機関
    用排気タービン式過給機。
  23. 【請求項２３】上記請求項１７において、コンプレッサ
    翼車の翼外周Ｒプロフィール部に対向するコンプレッサ
    ケースＲプロフィールを形成する可動部の駆動アクチュ
    エータがソレノイドバルブを利用することを特徴とする
    内燃機関用排気タービン式過給機。
  24. 【請求項２４】上記請求項１１及び１３乃至１７におい
    て、内燃機関始動時に排気バイパス弁が開いていること
    を特徴とする内燃機関用排気タービン式過給機。
  25. 【請求項２５】上記請求項１６，２０，２１及び２４に
    おいて、排気バイパス弁が開いている時に吸気バイパス
    弁が開いていることを特徴とする内燃機関用排気タービ
    ン式過給機。
  26. 【請求項２６】上記請求項１７，２２乃至２４におい
    て、排気バイパス弁が開いている時にコンプレッサ翼車
    の翼外周Ｒプロフィール部に対向するコンプレッサケー
    スＲプロフィールを形成する可動部がコンプレッサ翼車
    の翼外周Ｒプロフィール部から離れていることを特徴と
    する内燃機関用排気タービン式過給機。
  27. 【請求項２７】上記請求項２４乃至２６において、内燃
    機関始動時に排気バイパス弁が開いている時、空燃費を
    濃くし排気温度が上昇するように燃料量を制御すること
    を特徴とする内燃機関用排気タービン式過給機。
  28. 【請求項２８】上記請求項１１及び１３乃至２７におい
    て、タービンケース出口の流路内に触媒が配置されてい
    ることを特徴とする内燃機関用排気タービン式過給機。
  29. 【請求項２９】排気タービン式過給機と触媒を備える内
    燃機関において、タービン翼車部の排気温度より高い排
    気温度の排気流路部に触媒を配置することを特徴とする
    内燃機関。
  30. 【請求項３０】排気タービン式過給機を備える内燃機関
    において、タービン翼車に排気を導入するタービン流路
    とは独立し、かつ並列に配置された排気バイパス流路が
    形成されることを特徴とする内燃機関用排気タービン式
    過給機。
  31. 【請求項３１】上記請求項３０において、排気バイパス
    流路の流路抵抗がタービン流路の流路抵抗よりも小さい
    ことを特徴とする内燃機関用排気タービン式過給機。
  32. 【請求項３２】排気タービン式過給機と触媒を備える内
    燃機関において、タービン出口部に触媒装着部を有する
    ことを特徴とする内燃機関用排気タービン式過給機。
  33. 【請求項３３】排気タービン式過給機を備える内燃機関
    において、タービン翼車に排気を導入するタービン流路
    とは独立し、かつ並列に配置された排気バイパス流路が
    形成され、その排気バイパス流路にバルブ座面と排気バ
    イパス弁を有し、その排気バイパス流路の流路抵抗がタ
    ービン流路の流路抵抗よりも小さく、タービン出口部に
    触媒装着部を有することを特徴とする内燃機関用排気タ
    ービン式過給機。
  34. 【請求項３４】排気タービン式過給機を備える内燃機関
    において、タービン翼車に排気を導入するタービン流路
    とは独立し、かつ並列に配置された排気バイパス流路が
    形成され、エキゾーストマニフォールドから排気バイパ
    ス流路への排気流入部とタービン出口が直管でつながれ
    ていることを特徴とする内燃機関用排気タービン式過給
    機。
  35. 【請求項３５】内燃機関用排気タービン式過給機におい
    て、エキゾーストマニフォールドとタービンケースが同
    一部材であることを特徴とする内燃機関用排気タービン
    式過給機。
  36. 【請求項３６】内燃機関用排気タービン式過給機におい
    て、タービンケースに断熱機構を設けることを特徴とす
    る内燃機関用排気タービン式過給機。
  37. 【請求項３７】内燃機関用排気タービン式過給機におい
    て、タービンケースの断熱化を目的として排気バイパス
    弁を設けることを特徴とする内燃機関用排気タービン式
    過給機。
  38. 【請求項３８】内燃機関用排気タービン式過給機におい
    て、タービンケースの断熱化を目的として排気バイパス
    弁を設けることを特徴とする内燃機関用排気タービン式
    過給機。
  39. 【請求項３９】内燃機関用排気タービン式過給機におい
    て、タービン流路内壁面にセラミックをコーティングす
    ることを特徴とする内燃機関用排気タービン式過給機。
  40. 【請求項４０】内燃機関用排気タービン式過給機におい
    て、タービン流路内壁面に多孔質材を有することを特徴
    とする内燃機関用排気タービン式過給機。
  41. 【請求項４１】内燃機関用排気タービン式過給機におい
    て、吸気流路系にコンプレッサをバイパスする機構を設
    けたことを特徴とする内燃機関用排気タービン式過給
    機。
  42. 【請求項４２】請求項４０において、コンプレッサ翼車
    に吸気を導入するコンプレッサケース入口流路とコンプ
    レッサ翼車を通過した吸気をコンプレッサケースの外へ
    導くコンプレッサケース出口流路を結ぶ吸気バイパス流
    路が形成され、その吸気バイパス流路に吸気バイパス弁
    と弁座を有することを特徴とする内燃機関用排気タービ
    ン式過給機。
  43. 【請求項４３】請求項４０において、コンプレッサ翼車
    の翼外周Ｒプロフィール部に対向するコンプレッサケー
    スＲプロフィールを形成する可動部がタービンシャフト
    の軸方向に動くことを特徴とする内燃機関用排気タービ
    ン式過給機。
  44. 【請求項４４】排気タービン式過給機を備える内燃機関
    において、タービンの排気バイパス流路に排気バイパス
    弁とその弁座を備え、排気バイパス弁が弁座部の開口部
    に出入りすることで排気バイパス弁の開口面積が変化す
    ることを特徴とする内燃機関用排気タービン式過給機。
  45. 【請求項４５】内燃機関用排気タービン式過給機におい
    て、排気流路系にタービンを迂回して排気を流出させる
    機構を設けたことを特徴とする内燃機関用排気タービン
    式過給機。
  46. 【請求項４６】上記請求項１１及び１３乃至１７におい
    て、前記排気バイパス流路の排気流入部と前記タービン
    出口とが直管でつながれており、且つ内燃機関始動時に
    前記排気バイパス弁が開き前記タービンを迂回して排気
    ガスを流出させることを特徴とする内燃機関用排気ター
    ビン式過給機。
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