JP2006233940A - Variable displacement turbocharger - Google Patents

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由晴 野々山
Jiro Takagi
二郎 高木
Michihiro Wakimoto
道弘 脇本
Tatsumasa Sugiyama
辰優 杉山
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Nippon Soken Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a variable displacement turbocharger capable of suppressing movement of fuel to a link chamber. <P>SOLUTION: The variable displacement type turbocharger 15 is provided with a turbine housing 15b, a center housing 15c and a link mechanism 71 driving a vane nozzle 74 for adjusting flow of exhaust gas and provided in the housing. A turbine housing swirl chamber 66 and a link chamber 78 are provided in the housing, and a connection passage 101 connecting the turbine housing swirl chamber 66 and the link chamber 78 is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、可変容量型ターボチャージャーに関し、より特定的には、タービンに付着する燃料を蒸発させることが可能な可変容量型ターボチャージャーに関するものである。   The present invention relates to a variable capacity turbocharger, and more particularly to a variable capacity turbocharger capable of evaporating fuel adhering to a turbine.

現在、主としてディーゼルエンジン向けに、供給する空気量をより的確に制御できる機構を持った可変容量型ターボチャージャー（ＶＧターボ）が製造されている。   Currently, a variable capacity turbocharger (VG turbo) having a mechanism capable of more accurately controlling the amount of air to be supplied is manufactured mainly for diesel engines.

この可変容量型ターボチャージャーの一種としてベーンの向きをさまざまに変化させることでタービンの回転を調整できる、ＶＮターボ（バリアブルノズルターボ）が知られている。タービンに関しては、たとえば特開平１１−２２９８８６号公報（特許文献１）、特開２００３−４９６７５号公報（特許文献２）に開示されている。
特開平１１−２２９８８６号公報 特開２００３−４９６７５号公報 As one type of the variable capacity turbocharger, a VN turbo (variable nozzle turbo) that can adjust the rotation of the turbine by changing the direction of the vanes in various ways is known. The turbine is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-229886 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-49675 (Patent Document 2).
JP 11-229886 A JP 2003-49675 A

特許文献１ではタービンハウジング内の排気ガス通路がリング状のプレートによって外部に対してシールされ、タービンハウジングとプレートとの間に環状のシール空間が形成され、シール空間内に断面がほぼＵ字状のシールリングが配置される構造が開示されている。   In Patent Document 1, the exhaust gas passage in the turbine housing is sealed to the outside by a ring-shaped plate, an annular seal space is formed between the turbine housing and the plate, and the cross section is substantially U-shaped in the seal space. A structure in which the seal ring is arranged is disclosed.

特許文献２ではＶＮターボのノズルベーンの固着時期を推定し、固着の発生前に強制開閉することで固着の発生を防止することに関する技術が開示されている。   Patent Document 2 discloses a technique related to preventing the occurrence of sticking by estimating the sticking time of the nozzle vanes of the VN turbo and forcibly opening and closing before the sticking occurs.

しかしながら、従来の技術では渦室とリンク室の圧力差により、ノズルを作動させるためのピンなどの隙間からリンク室へ燃料またはガスが侵入する。そして堆積した燃料またはガスがリンク機構の摺動を妨げ、制御性を悪化させるという問題があった。   However, in the conventional technique, fuel or gas enters the link chamber from a gap such as a pin for operating the nozzle due to a pressure difference between the vortex chamber and the link chamber. The accumulated fuel or gas hinders the sliding of the link mechanism and deteriorates the controllability.

そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものでありリンク室への燃料の侵入を低減することが可能な可変容量型ターボチャージャーを提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a variable capacity turbocharger that can reduce the intrusion of fuel into the link chamber.

この発明に従った可変容量型ターボチャージャーは、ハウジングと、排気の流れを調整するためのベーンを駆動する、ハウジングに設けられたリンク機構とを備える。ハウジングには、排気をタービンに供給するためのタービンハウジング渦室と、リンク機構を収納するリンク室とが設けられる。ハウジングには、タービンハウジング渦室とリンク室とを接続する連結路がタービンハウジング渦室側に突出するように配設されている。   A variable capacity turbocharger according to the present invention includes a housing and a link mechanism provided in the housing for driving a vane for adjusting the flow of exhaust gas. The housing is provided with a turbine housing vortex chamber for supplying exhaust to the turbine and a link chamber for housing the link mechanism. The housing is provided with a connecting path connecting the turbine housing vortex chamber and the link chamber so as to protrude toward the turbine housing vortex chamber.

このように構成された可変容量型ターボチャージャーでは、タービンハウジング渦室とリンク室とを接続する連結路が設けられているため、タービンハウジング渦室とリンク室との圧力差が小さくなり、タービンハウジング渦室からリンク室側への燃料の移動を抑制することができる。さらに、連結路はタービンハウジング渦室側に突出するように配設されているためタービンハウジング渦室内に付着した燃料がこの突出した連結路に入ることを防止することができる。その結果より燃料の移動を防止することができる。好ましくは連結路のタービンハウジング渦室側の先端はタービン中心軸方向に向かって延びている。この場合ガスの流れの下流側に向かって連結路先端が開口しているため、気流に乗った添加燃料の侵入をさらに抑制することができる。   In the variable capacity turbocharger configured as described above, since the connecting path for connecting the turbine housing vortex chamber and the link chamber is provided, the pressure difference between the turbine housing vortex chamber and the link chamber is reduced, and the turbine housing The movement of fuel from the vortex chamber to the link chamber side can be suppressed. Furthermore, since the connection path is disposed so as to protrude toward the turbine housing vortex chamber, it is possible to prevent the fuel adhering to the turbine housing vortex chamber from entering the protruding connection path. As a result, the movement of fuel can be prevented. Preferably, the tip of the connection path on the turbine housing vortex chamber side extends in the turbine central axis direction. In this case, since the leading end of the connection path opens toward the downstream side of the gas flow, it is possible to further suppress the intrusion of the added fuel riding on the airflow.

この発明に従えば、タービンハウジング渦室からリンク室側への燃料の移動を抑制することができる可変容量型ターボチャージャーを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a variable capacity turbocharger capable of suppressing the movement of fuel from the turbine housing vortex chamber to the link chamber side.

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照番号を付し、その説明については繰返さない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従ったディーゼルエンジンシステムを示す概略構成図である。図１のディーゼルエンジンシステムは、ディーゼルエンジンのクリーン排気を実現するために、高圧コモンレール式燃料噴射装置、大容量電子制御ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）クーラ、ＤＰＮＲ（Diesel Particulate NOx Reduction）触媒を組合せ、ＰＭ(Particulate Matter)およびＮＯｘを連続かつ同時に低減するシステムである。図１において、内燃機関（以下エンジンという）１０００は、燃料供給系１００、燃焼室２００、吸気系３００および排気系４００とを主要部として構成される直列４気筒のディーゼルエンジンシステムである。なお、シリンダ数は特に限定されるものではなく、またエンジンの形状も、直列型、Ｖ型、Ｗ型、水平対向型のさまざまな形状を採用することができる。 (Embodiment 1)
1 is a schematic configuration diagram showing a diesel engine system according to a first embodiment of the present invention. The diesel engine system shown in Fig. 1 combines a high-pressure common-rail fuel injection system, a large-capacity electronically controlled EGR (Exhaust Gas Recirculation) cooler, and a DPNR (Diesel Particulate NOx Reduction) catalyst to achieve clean exhaust for diesel engines. (Particulate Matter) and a system for continuously and simultaneously reducing NOx. In FIG. 1, an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) 1000 is an in-line four-cylinder diesel engine system that includes a fuel supply system 100, a combustion chamber 200, an intake system 300, and an exhaust system 400 as main parts. The number of cylinders is not particularly limited, and various shapes such as an in-line type, a V type, a W type, and a horizontally opposed type can be adopted as the shape of the engine.

燃料供給系１００は、サプライポンプ１１０、コモンレール１２０、燃料噴射弁１３０、遮蔽弁１４０、調量弁１６０、燃料添加ノズル１７０、機関燃料通路８００および添加燃料通路８１０とを備えて構成される。   The fuel supply system 100 includes a supply pump 110, a common rail 120, a fuel injection valve 130, a shielding valve 140, a metering valve 160, a fuel addition nozzle 170, an engine fuel passage 800, and an addition fuel passage 810.

サプライポンプ１１０は、燃料タンクから燃料を汲み上げ、この汲み上げた燃料を高圧にした上で、機関燃料通路８００を介してコモンレール１２０に供給する。コモンレール１２０は、サプライポンプ１１０から供給された高圧燃料を所定圧力に保持（蓄圧）する蓄圧室としての機能を有し、この蓄圧した燃料を各燃料噴射弁１３０に分配する。燃料噴射弁１３０は、その内部に電磁ソレノイドを備え、適宜開弁して燃焼室２００内に燃料を噴射供給する。   The supply pump 110 pumps fuel from the fuel tank, raises the pumped fuel to a high pressure, and supplies the pumped fuel to the common rail 120 via the engine fuel passage 800. The common rail 120 functions as a pressure accumulation chamber that holds (accumulates) the high-pressure fuel supplied from the supply pump 110 at a predetermined pressure, and distributes the accumulated fuel to each fuel injection valve 130. The fuel injection valve 130 includes an electromagnetic solenoid therein, and is appropriately opened to inject fuel into the combustion chamber 200.

サプライポンプ１１０は、燃料タンクから汲み上げた燃料の一部を、添加燃料通路８１０を介して燃料添加ノズル（還元剤噴射ノズル）１７０に供給する。添加燃料通路８１０には、サプライポンプ１１０から燃料添加ノズル１７０に向かって遮蔽弁１４０および調量弁１６０が順次配設されている。遮蔽弁１４０は、緊急時において添加燃料通路８１０を遮断し、燃料供給を停止する。調量弁１６０は、燃料添加ノズル１７０に供給する燃料の圧力（燃圧）を制御する。燃料添加ノズル１７０は所定圧以上の燃圧（たとえば０．２ＭＰａ）が付与されると開弁し、排気系４００（排気ポート４１０）内に燃料を噴射供給する機械式の開閉弁である。すなわち、調量弁１６０により燃料添加ノズル１７０上流の燃圧が制御されることにより、所望の燃料が適宜のタイミングで燃料添加ノズル１７０より噴射供給（添加）される。   The supply pump 110 supplies a part of the fuel pumped from the fuel tank to the fuel addition nozzle (reducing agent injection nozzle) 170 via the added fuel passage 810. In the addition fuel passage 810, a shielding valve 140 and a metering valve 160 are sequentially arranged from the supply pump 110 toward the fuel addition nozzle 170. The shielding valve 140 blocks the added fuel passage 810 in an emergency and stops the fuel supply. The metering valve 160 controls the pressure (fuel pressure) of the fuel supplied to the fuel addition nozzle 170. The fuel addition nozzle 170 is a mechanical on-off valve that opens when a fuel pressure (for example, 0.2 MPa) equal to or higher than a predetermined pressure is applied and injects fuel into the exhaust system 400 (exhaust port 410). That is, by controlling the fuel pressure upstream of the fuel addition nozzle 170 by the metering valve 160, desired fuel is injected and supplied (added) from the fuel addition nozzle 170 at an appropriate timing.

吸気系３００は、各燃焼室２００内に供給される吸入空気の通路（吸気通路）を形成する。排気系４００は、上流から下流にかけ、排気ポート４１０、排気マニホールド４２０、触媒上流側通路４３０、触媒下流側通路４４０という各種通路部材が順次接続されて構成され、各燃焼室２００から排出される排気ガスの通路（排気通路）を形成する。   The intake system 300 forms a passage (intake passage) for intake air supplied into each combustion chamber 200. The exhaust system 400 is configured by connecting various passage members such as an exhaust port 410, an exhaust manifold 420, a catalyst upstream side passage 430, and a catalyst downstream side passage 440 in order from upstream to downstream, and exhaust exhausted from each combustion chamber 200. A gas passage (exhaust passage) is formed.

さらに、このエンジン１０００には、過給機（可変容量型ターボチャージャー）１５が設けられる。可変容量型ターボチャージャー１５は、タービンシャフト４８を介してタービンホイール４７およびコンプレッサホイール４６が接続された構造を有する。吸気側のコンプレッサホイール４６は、吸気系３００内の吸気にさらされ、タービンホイール４７は、排気系４００内の排気にさらされる。このような構成を有する可変容量型ターボチャージャー１５は、タービンホイール４７が受ける排気流（排気圧）を利用して、コンプレッサホイール４６を回転させ、吸気圧を高めるという、いわゆる過給を行なう。   Further, the engine 1000 is provided with a supercharger (variable capacity turbocharger) 15. The variable displacement turbocharger 15 has a structure in which a turbine wheel 47 and a compressor wheel 46 are connected via a turbine shaft 48. The intake-side compressor wheel 46 is exposed to intake air in the intake system 300, and the turbine wheel 47 is exposed to exhaust in the exhaust system 400. The variable displacement turbocharger 15 having such a configuration performs so-called supercharging in which the compressor wheel 46 is rotated to increase the intake pressure using the exhaust flow (exhaust pressure) received by the turbine wheel 47.

吸気系３００において、可変容量型ターボチャージャー１５に設けられたインタークーラ３１０は、過給によって昇温した吸入空気を強制冷却する。インタークーラ３１０よりもさらに下流に設けられスロットル弁３２０は、その開度を無段階に調整することができる電子制御式の開閉弁であり、所定の条件下において吸入空気の流路面積を絞り、吸入空気の供給量を調整（低減）する機能を有する。   In the intake system 300, the intercooler 310 provided in the variable capacity turbocharger 15 forcibly cools the intake air whose temperature has been increased by supercharging. The throttle valve 320 provided further downstream than the intercooler 310 is an electronically controlled on-off valve whose opening degree can be adjusted in a stepless manner, and restricts the flow area of the intake air under predetermined conditions, It has a function of adjusting (reducing) the supply amount of intake air.

また、エンジン１０００には、燃焼室２００の上流（吸気系３００）および下流（排気系４００）をバイパスする排気還流通路（ＥＧＲ経路）６００が形成されている。このＥＧＲ通路６００は、排気の一部を適宜吸気系３００に戻す機能を有する。ＥＧＲ通路６００には、電子制御によって無段階に開閉され、同通路を流れる排気流量を自在に調整することができるＥＧＲ弁６１０と、ＥＧＲ通路６００を通過（還流）する排気を冷却するためのＥＧＲクーラ６２０とが設けられている。   Further, the engine 1000 is formed with an exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 600 that bypasses the upstream (intake system 300) and the downstream (exhaust system 400) of the combustion chamber 200. The EGR passage 600 has a function of returning a part of the exhaust to the intake system 300 as appropriate. The EGR passage 600 is opened and closed steplessly by electronic control, and an EGR valve 610 that can freely adjust the flow rate of exhaust gas flowing through the passage, and EGR for cooling the exhaust gas that passes (refluxs) through the EGR passage 600. A cooler 620 is provided.

排気系４００において、排気がタービンホイール５２０の下流（触媒上流側通路４３０と触媒下流側通路４４０）との間には、ＤＰＮＲにより構成される触媒４５０が配置される。この触媒４５０は排気中のＮＯｘおよびＰＭを減少させる働きがある。エンジン１０００の各部位には、各種センサが取付けられており、それぞれの部位の環境条件やエンジン１０００の運転状態に関する信号を出力する。   In the exhaust system 400, a catalyst 450 constituted by DPNR is disposed between the exhaust gas downstream of the turbine wheel 520 (the catalyst upstream side passage 430 and the catalyst downstream side passage 440). The catalyst 450 serves to reduce NOx and PM in the exhaust. Various sensors are attached to each part of the engine 1000, and signals related to the environmental conditions of each part and the operating state of the engine 1000 are output.

たとえば、レール圧センサ７００は、コモンレール１２０内に蓄えられている燃料の圧力に応じた検出信号を出力する。燃圧センサ７１０は、添加燃料通路８１０内を流通する燃料のうち、調量弁１６０へ導入される燃料の圧力（燃圧）Ｐｇに応じた検出信号を出力する。エアフローメータ７２０は、吸気系３００内のスロットル弁３２０下流において吸入空気の流量（吸気量）Ｇａに応じた検出信号を出力する。空燃比（Ａ／Ｆ）センサ７３０は、吸気系３００の触媒ケーシングの下流において排気中の酸素濃度に応じて連続的に変化する検出信号を出力する。排気温センサ７４０は、同じく排気系４００の触媒ケーシング下流において排気の温度（排気温度）Ｔｅｘに応じた検出信号を出力する。   For example, the rail pressure sensor 700 outputs a detection signal corresponding to the fuel pressure stored in the common rail 120. The fuel pressure sensor 710 outputs a detection signal corresponding to the pressure (fuel pressure) Pg of the fuel introduced into the metering valve 160 among the fuel flowing through the added fuel passage 810. The air flow meter 720 outputs a detection signal corresponding to the flow rate (intake amount) Ga of intake air downstream of the throttle valve 320 in the intake system 300. The air-fuel ratio (A / F) sensor 730 outputs a detection signal that continuously changes in accordance with the oxygen concentration in the exhaust gas downstream of the catalyst casing of the intake system 300. Similarly, the exhaust temperature sensor 740 outputs a detection signal corresponding to the exhaust temperature (exhaust temperature) Tex at the downstream of the catalyst casing of the exhaust system 400.

また、アクセル開度センサ７５０はエンジン１０００のアクセルペダルに取付けられ、同ペダルの踏込み量Ａｃｃに応じた検出信号を出力する。クランク角センサ７６０は、エンジン１０００の出力軸（クランクシャフト）が一定角度回転する毎に検出信号（パルス）を出力する。これら各センサ７００〜７６０は、電子制御装置（ＥＣＵ）１１００と電気的に接続される。ＥＣＵ１１００は、ＣＰＵ（中央演算ユニット）、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびバックアップＲＡＭ、タイマやカウンタなどを備え、これらと、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器を含む外部入力回路および外部出力回路とが双方向性バスにより接続されて構成される。   The accelerator opening sensor 750 is attached to the accelerator pedal of the engine 1000 and outputs a detection signal corresponding to the depression amount Acc of the pedal. The crank angle sensor 760 outputs a detection signal (pulse) every time the output shaft (crankshaft) of the engine 1000 rotates by a certain angle. Each of these sensors 700 to 760 is electrically connected to an electronic control unit (ECU) 1100. ECU 1100 includes a CPU (Central Processing Unit), ROM, RAM and backup RAM, a timer, a counter, and the like, and these are bidirectional with an external input circuit and an external output circuit including an A / D (analog / digital) converter. Connected by a sex bus.

次に、ＥＣＵ１１００の実行する燃料添加の基本原理について、その概略を説明する。   Next, an outline of the basic principle of fuel addition executed by the ECU 1100 will be described.

一般に、ディーゼルエンジンでは、燃焼室内で燃焼に供される燃料および空気の混合気の酸素濃度は、殆どの運転領域で高濃度状態である。   In general, in a diesel engine, the oxygen concentration of a mixture of fuel and air used for combustion in a combustion chamber is in a high concentration state in most operating regions.

燃焼に供される気体中の酸素濃度は、燃焼に供されて酸素を差し引いてそのまま排気中の酸素濃度に反映されるのが通常であり、混合気中の酸素濃度（空燃比）が高ければ、排気中の酸素濃度（空燃比）も基本的には同様に高くなる。一方、上述したように吸蔵還元型ＮＯｘ触媒は排気中の酸素濃度が高ければＮＯｘを吸収し、低ければＮＯｘをＮＯ2もしくはＮＯに還元して放出する特性を有するため、排気中の酸素が高濃度状態にある限りＮＯｘを吸収することになる。但し、当該触媒のＮＯｘ吸収量に限界量が存在し、同触媒が限界量のＮＯｘを吸収した状態では、排気中のＮＯｘが触媒に吸収されず触媒ケーシングを素通りすることとなる。 The oxygen concentration in the gas used for combustion is usually reflected in the oxygen concentration in the exhaust as it is subtracted from the oxygen used for combustion. If the oxygen concentration (air-fuel ratio) in the mixture is high The oxygen concentration (air-fuel ratio) in the exhaust gas basically increases similarly. On the other hand, as described above, the NOx storage reduction catalyst absorbs NOx when the oxygen concentration in the exhaust gas is high, and has a characteristic of reducing and releasing NOx to NO 2 or NO when it is low, so that the oxygen in the exhaust gas is high. As long as it is in the concentration state, it will absorb NOx. However, when the catalyst has a limit amount of NOx absorption, and the catalyst absorbs the limit amount of NOx, NOx in the exhaust gas is not absorbed by the catalyst and passes through the catalyst casing.

そこで、エンジン１０００のように燃料添加ノズル１７０を備えた内燃機関では、適当な時期に燃料添加ノズル１７０を通じ排気系４００の触媒４５０上流に燃料を添加（以下、排気添加という）することで、一時的に排気中の酸素濃度を低減し、かつ還元成分量（Ｈｃなど）を増大させる。すると、触媒４５０は、これまでに吸収したＮＯｘをＮＯ2もしくはＮＯに還元して放出し、自身のＮＯｘ吸収能力を回復（再生）するようになる。放出されたＮＯ2やＮＯが、ＨＣやＣＯと反応して速やかにＮ2に還元される。 Therefore, in an internal combustion engine such as the engine 1000 having the fuel addition nozzle 170, fuel is added to the upstream of the catalyst 450 of the exhaust system 400 through the fuel addition nozzle 170 at an appropriate time (hereinafter referred to as exhaust addition). In particular, the oxygen concentration in the exhaust gas is reduced and the amount of reducing component (Hc, etc.) is increased. Then, the catalyst 450 reduces and releases NOx absorbed so far to NO 2 or NO, and recovers (regenerates) its own NOx absorption ability. The released NO 2 or NO reacts with HC or CO and is quickly reduced to N 2 .

次に、タービンの構造について説明する。図２は、図１で示す可変容量型ターボチャージャーの断面図である。図３および図４は、リンク機構を説明するための図である。図５は、可変容量型ターボチャージャーを詳細に示す断面図である。   Next, the structure of the turbine will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view of the variable capacity turbocharger shown in FIG. 3 and 4 are diagrams for explaining the link mechanism. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the variable capacity turbocharger in detail.

主として図２および図５を参照して、可変容量型ターボチャージャー１５は、コンプレッサハウジング１５ａと、タービンハウジング１５ｂとをセンターハウジング１５ｃを介して連結して構成される。   Referring mainly to FIGS. 2 and 5, the variable displacement turbocharger 15 is configured by connecting a compressor housing 15a and a turbine housing 15b via a center housing 15c.

センターハウジング１５ｃにおいて、タービンシャフト４８の一端はコンプレッサハウジング１５ａ内に突出し、その突出した部分には複数のコンプレッサインペラ４６ａを備えたコンプレッサホイール４６が取付けられる。   In the center housing 15c, one end of the turbine shaft 48 protrudes into the compressor housing 15a, and a compressor wheel 46 having a plurality of compressor impellers 46a is attached to the protruding portion.

タービンシャフト４８の他端は、タービンハウジング１５ｂ内に突出し、その突出した部分には複数のタービンインペラ４７ａを備えたタービンホイール４７が取付けられる。   The other end of the turbine shaft 48 protrudes into the turbine housing 15b, and a turbine wheel 47 having a plurality of turbine impellers 47a is attached to the protruding portion.

コンプレッサハウジング１５ａには吸気を取り入れるための吸気取入れ口６２ａが形成される。コンプレッサハウジングには、コンプレッサホイール４６の外周に渦巻形状のコンプレッサ通路６４が形成され、コンプレッサホイール４６の周辺領域とコンプレッサ通路６４とを連通する環状の送出通路６５が形成される。   The compressor housing 15a is formed with an intake port 62a for taking in intake air. In the compressor housing, a spiral compressor passage 64 is formed on the outer periphery of the compressor wheel 46, and an annular delivery passage 65 that connects the peripheral region of the compressor wheel 46 and the compressor passage 64 is formed.

タービンハウジング１５ｂ内には、タービンホイール４７を取囲む渦巻状のスクロール通路であるタービンハウジング渦室６６が形成され、タービンホイール４７の周辺領域とタービンハウジング渦室６６とを連通する環状のノズル通路６７が形成される。タービンハウジング１５ｂにおいてセンターハウジング１５ｃと反対側には排気排出口６３ａが設けられる。   A turbine housing vortex chamber 66 that is a spiral scroll passage surrounding the turbine wheel 47 is formed in the turbine housing 15 b, and an annular nozzle passage 67 that communicates the peripheral region of the turbine wheel 47 with the turbine housing vortex chamber 66. Is formed. An exhaust outlet 63a is provided on the opposite side of the turbine housing 15b from the center housing 15c.

主として図３および図４を参照して、タービンハウジング１５ｂのセンターハウジング１５ｃ側には可変ノズル機構であるリンク機構７１が設けられる。リンク機構７１はリング状に形成されたノズルバックプレート７２を備え、ノズルバックプレート７２はボルトによってタービンハウジング１５ｂに固定されている。ノズルバックプレート７２には、複数の軸７３がノズルバックプレート７２に複数本設けられている。   Referring mainly to FIGS. 3 and 4, a link mechanism 71, which is a variable nozzle mechanism, is provided on the center housing 15c side of the turbine housing 15b. The link mechanism 71 includes a nozzle back plate 72 formed in a ring shape, and the nozzle back plate 72 is fixed to the turbine housing 15b by bolts. The nozzle back plate 72 is provided with a plurality of shafts 73 on the nozzle back plate 72.

各軸７３はノズルバックプレート７２をその厚み方向に貫通して回転可能に支持されている。軸７３の端部にはノズルベーン７４が固定されている。軸７３の別の端部には、軸７３と直交してノズルバックプレート７２の外周へ延びる方向に開閉レバー７５が固定され、軸７３と開閉レバー７５とノズルベーン７４とが一体的に回転する。開閉レバー７５の先端には、二股に分岐した１対の挟持部７５ａが設けられる。   Each shaft 73 is rotatably supported through the nozzle back plate 72 in the thickness direction. A nozzle vane 74 is fixed to the end of the shaft 73. An opening / closing lever 75 is fixed to another end of the shaft 73 in a direction orthogonal to the shaft 73 and extending to the outer periphery of the nozzle back plate 72, and the shaft 73, the opening / closing lever 75, and the nozzle vane 74 rotate integrally. At the tip of the opening / closing lever 75, a pair of clamping portions 75a branched into two forks is provided.

開閉レバー７５とノズルバックプレート７２の間には環状のリングプレート７６が設けられる。このリングプレート７６はノズルバックプレート７２に対し円周方向へ回転可能である。リングプレート７６には、等間隔にピン７７が設けられており、ピン７７が挟持部７５ａに嵌合している。   An annular ring plate 76 is provided between the opening / closing lever 75 and the nozzle back plate 72. The ring plate 76 can rotate in the circumferential direction with respect to the nozzle back plate 72. The ring plate 76 is provided with pins 77 at equal intervals, and the pins 77 are fitted in the holding portions 75a.

このように構成されたリンク機構７１では、上述したリングプレート７６が回転すると各ピン７７が開閉レバー７５の挟持部７５ａをリングプレート７６の回転方向と同じ方向に押すため、開閉レバー７５が軸７３を回動させ、軸７３の回動とともにノズルベーン７４が軸７３を中心に回動する。これにより、ノズルベーン７４の角度が変化し、ノズルベーン７４間を通過する排気流量を適宜調整することができる。   In the link mechanism 71 configured as described above, when the above-described ring plate 76 rotates, each pin 77 pushes the clamping portion 75a of the opening / closing lever 75 in the same direction as the rotation direction of the ring plate 76, so that the opening / closing lever 75 has the shaft 73. The nozzle vane 74 rotates about the shaft 73 as the shaft 73 rotates. Thereby, the angle of the nozzle vane 74 changes, and the flow rate of exhaust gas passing between the nozzle vanes 74 can be adjusted as appropriate.

リングプレート７６の外周には、軸線Ｌと同じ方向に延びるピン８６が取付けられ、そのピン８６に駆動機構８２が連結される。駆動機構８２はセンターハウジング１５ｃにピン８６と平行にコンプレッサハウジング１５ａ側に延びた状態で支軸８３を備える。この支軸８３のタービンハウジング１５ｂ側の端部には、ピン８６に対し回動可能に連結された駆動レバー８４が固定されている。支軸８３のコンプレッサハウジング１５ａ側の端部には、支軸８３を中心に回動可能な操作片が取付けられる。操作片８５はアクチュエータ８７に接続されている。アクチュエータ８７が操作片８５を回動させることにより、この回動が支軸８３を通じて駆動レバー８４へ伝えられ、駆動レバー８４がピン８６を介してリングプレート７６を主方向に押し、軸線Ｌを中心にリングプレート７６を回動させる。   A pin 86 extending in the same direction as the axis L is attached to the outer periphery of the ring plate 76, and the drive mechanism 82 is connected to the pin 86. The drive mechanism 82 includes a support shaft 83 in a state where the drive mechanism 82 extends toward the compressor housing 15a in parallel with the pin 86 in the center housing 15c. A drive lever 84 that is rotatably connected to the pin 86 is fixed to the end of the support shaft 83 on the turbine housing 15b side. An operation piece that can rotate around the support shaft 83 is attached to the end of the support shaft 83 on the compressor housing 15a side. The operation piece 85 is connected to the actuator 87. When the actuator 87 rotates the operation piece 85, this rotation is transmitted to the drive lever 84 through the support shaft 83, and the drive lever 84 pushes the ring plate 76 in the main direction via the pin 86, and the axis L is the center. The ring plate 76 is rotated.

リンク機構７１はリンク室７８に収納され、リンク室７８とタービンハウジング渦室６６（スクロール通路）との間には連結路１０１が設置されている。連結路１０１の入口である先端１０１ａはスクロール形状のタービンハウジング渦室６６側に突出して配置されている。連結路１０１を構成する材料としては、たとえば金属パイプが挙げられ、タービンハウジング渦室６６に沿うように複数本の連結路１０１が設けられる。なお、連結路１０１の数は複数本に限られず、１つの連結路１０１が設けられていてもよい。   The link mechanism 71 is housed in the link chamber 78, and a connection path 101 is installed between the link chamber 78 and the turbine housing vortex chamber 66 (scroll passage). A tip 101a, which is an inlet of the connection path 101, is disposed so as to protrude toward the scroll-shaped turbine housing vortex chamber 66 side. Examples of the material constituting the connection path 101 include a metal pipe, and a plurality of connection paths 101 are provided along the turbine housing vortex chamber 66. The number of connection paths 101 is not limited to a plurality, and one connection path 101 may be provided.

すなわち、この発明に従った可変容量型ターボチャージャー１５は、コンプレッサハウジング１５ａ、タービンハウジング１５ｂおよびセンターハウジング１５ｃにより構成されるハウジングと、排気の流れを調整するためのノズルベーン７４を駆動するようにハウジングに設けられるリンク機構７１とを備える。ハウジングには、排気をタービンに供給するためのタービンハウジング渦室６６と、リンク機構７１を収納するリンク室７８とが設けられる。ハウジングには、タービンハウジング渦室６６とリンク室７８とを接続する連結路１０１がタービンハウジング渦室６６側に突出するように配設されている。   That is, the variable displacement turbocharger 15 according to the present invention is provided in the housing so as to drive the housing constituted by the compressor housing 15a, the turbine housing 15b and the center housing 15c, and the nozzle vane 74 for adjusting the flow of exhaust. And a link mechanism 71 provided. The housing is provided with a turbine housing vortex chamber 66 for supplying exhaust gas to the turbine and a link chamber 78 for housing the link mechanism 71. A connecting path 101 connecting the turbine housing vortex chamber 66 and the link chamber 78 is disposed in the housing so as to protrude toward the turbine housing vortex chamber 66.

このように構成された可変容量型ターボチャージャー１５では、添加燃料が４番排気ポートに設置された燃料添加ノズル１７０から噴射され、排ガスに乗ってタービンハウジング渦室６６に燃料が流れ込む。燃料の一部は排気ガスに乗ってそのまま通過するものの、大部分はタービンハウジング渦室６６に一旦付着し、その後蒸発してタービンハウジング渦室６６を通過する。特に、排気の温度が低い状態で大量の燃料が添加された場合には、タービンハウジング渦室６６内に付着した燃料が液溜まりとなって壁伝いに流れ、ノズルプレート外周部７２ａとタービンハウジング１５ｂのクリアランス７２ｃからリンク室７８へ流入する。   In the variable capacity turbocharger 15 configured as described above, the added fuel is injected from the fuel addition nozzle 170 installed in the fourth exhaust port, and the fuel flows into the turbine housing vortex chamber 66 on the exhaust gas. Although a part of the fuel rides on the exhaust gas as it is, most of the fuel once adheres to the turbine housing vortex chamber 66 and then evaporates and passes through the turbine housing vortex chamber 66. In particular, when a large amount of fuel is added in a state where the temperature of the exhaust gas is low, the fuel adhering in the turbine housing vortex chamber 66 becomes a liquid pool and flows along the wall, and the nozzle plate outer peripheral portion 72a and the turbine housing 15b. It flows into the link chamber 78 from the clearance 72c.

本発明に従えば、連結路１０１が設けられているため、タービンハウジング渦室６６とリンク室７８との圧力がほぼ等しくなるため、リンク室７８への燃料の流入を大幅に抑制することができる。また、タービンハウジング渦室６６へ連結路１０１の先端１０１ａが突出する形状となる。その結果、タービンハウジング渦室６６の壁面を伝う燃料が先端１０１ａへ入り込むことを防止し、連結路１０１を経由したリンク室７８への燃料の流入をも抑制することができる。   According to the present invention, since the connection path 101 is provided, the pressures in the turbine housing vortex chamber 66 and the link chamber 78 are substantially equal, so that the inflow of fuel into the link chamber 78 can be significantly suppressed. . Further, the tip 101 a of the connection path 101 protrudes into the turbine housing vortex chamber 66. As a result, the fuel traveling along the wall surface of the turbine housing vortex chamber 66 can be prevented from entering the tip 101a, and the inflow of fuel into the link chamber 78 via the connecting path 101 can also be suppressed.

（実施の形態２）
図６は、この発明の実施の形態２に従った可変容量型ターボチャージャーの断面図である。タービンの断面図である。図６を参照して、この発明の実施の形態２に従ったタービンでは、連結路１０１の先端１０１ｂがタービンハウジング渦室６６の中でガスの流れの下流側に向かって延びている点で実施の形態１に従った可変容量型ターボチャージャー１５と異なる。すなわち、タービン中心軸Ｌに向かって先端１０１ｂが延びており、これはタービンハウジング渦室６６を通過する燃料の流れに沿った方向である。 (Embodiment 2)
FIG. 6 is a sectional view of a variable capacity turbocharger according to the second embodiment of the present invention. It is sectional drawing of a turbine. Referring to FIG. 6, the turbine according to the second embodiment of the present invention is implemented in that the tip 101 b of connection path 101 extends in the turbine housing vortex chamber 66 toward the downstream side of the gas flow. This is different from the variable capacity turbocharger 15 according to the first embodiment. That is, the tip 101 b extends toward the turbine central axis L, which is the direction along the flow of fuel passing through the turbine housing vortex chamber 66.

このように構成された、実施の形態２に従ったタービンでは、連結路１０１の先端１０１ｂ（入口）がガスの流れの下流に向かっているため、気流に乗った添加燃料の液滴の侵入を防止し、よりリンク室７８への燃料の流入の低減を図ることができる。   In the turbine according to the second embodiment configured as described above, the tip 101b (inlet) of the connection path 101 is directed downstream of the gas flow, so that the droplets of the added fuel riding on the airflow are prevented from entering. This can prevent the inflow of fuel into the link chamber 78.

以上、この発明の実施の形態について説明したが、ここで示した実施の形態は様々に変形することが可能である。まず、上記の実施の形態では、ディーゼルエンジンの例について説明したが、ガソリンエンジンについても本発明を適用することが可能である。混合気を圧縮する可変容量型のターボチャージャーに本発明に従った構造を採用することができる。また、直列型のみならず、Ｖ型、Ｗ型、水平対向型などのエンジンに本発明を適用することが可能である。   Although the embodiment of the present invention has been described above, the embodiment shown here can be variously modified. First, in the above embodiment, an example of a diesel engine has been described. However, the present invention can also be applied to a gasoline engine. The structure according to the present invention can be employed in a variable capacity turbocharger that compresses an air-fuel mixture. Further, the present invention can be applied not only to an in-line type but also to an engine such as a V type, a W type, and a horizontally opposed type.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

この発明は、たとえば、ディーゼルエンジンに搭載されるターボチャージャーの分野で用いることができる。   The present invention can be used, for example, in the field of turbochargers mounted on diesel engines.

この発明の実施の形態１に従ったディーゼルエンジンシステムを示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing a diesel engine system according to Embodiment 1 of the present invention. 図１で示す可変容量型ターボチャージャーの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the variable capacity turbocharger shown in FIG. 1. リンク機構を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a link mechanism. リンク機構を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a link mechanism. 可変容量型ターボチャージャーを詳細に示す断面図である。It is sectional drawing which shows a variable capacity type | mold turbocharger in detail. この発明の実施の形態２に従った可変容量型ターボチャージャーの断面図である。It is sectional drawing of the variable capacity | capacitance type turbocharger according to Embodiment 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１５ ターボチャージャー、１５ａ コンプレッサハウジング、１５ｂ タービンハウジング、１５ｃ センターハウジング、６６ タービンハウジング渦室、７１ リンク機構、７８ リンク室、１０１ 連結路。   15 Turbocharger, 15a Compressor housing, 15b Turbine housing, 15c Center housing, 66 Turbine housing swirl chamber, 71 Link mechanism, 78 Link chamber, 101 Connection path.

Claims (2)

ハウジングと、
排気の流れを調整するためのベーンを駆動する、前記ハウジングに設けられるリンク機構とを備え、
前記ハウジングには、排気をタービンに供給するためのタービンハウジング渦室と、前記リンク機構を収納するリンク室とが設けられ、
前記ハウジングには、前記タービンハウジング渦室と前記リンク室とを接続する連結路がタービンハウジング渦室側に突出するように配設されている、可変容量型ターボチャージャー。 A housing;
A link mechanism provided in the housing for driving a vane for adjusting the flow of exhaust,
The housing is provided with a turbine housing vortex chamber for supplying exhaust to the turbine, and a link chamber for housing the link mechanism,
A variable capacity turbocharger, wherein a connecting path connecting the turbine housing vortex chamber and the link chamber is disposed in the housing so as to protrude toward the turbine housing vortex chamber. 前記連結路の前記タービンハウジング渦室側の先端は、タービン中心軸方向に向かって延びている、請求項１に記載の可変容量型ターボチャージャー。   2. The variable capacity turbocharger according to claim 1, wherein a tip of the connection path on the turbine housing vortex chamber side extends in a turbine central axis direction.
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