JP2007231934A - Turbocharger with variable nozzle - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a turbocharger with a variable nozzle having a mechanism capable of maintaining temperature of a thrust bearing below critical temperature. <P>SOLUTION: This turbocharger with the variable nozzle is provided with a compressor impeller 4 rotated and driven by a turbine impeller 2 to compress air, a shaft 5 for connecting the turbine impeller 2 with the compressor impeller 4, a bearing housing 6 for supporting the shaft 5 rotatably, a turbine housing 7 for storing the turbine impeller 2 in the inside, and a variable nozzle mechanism 12 provided on a compressor impeller 4 side on an outer side in the radial direction of the turbine impeller 2 to adjust flow rate of exhaust gas flowing toward the turbine impeller 2. The bearing housing 6 is extended outward in the radial direction, is connected with the turbine housing 7 in an outward part in the radial direction, and has a diameter extended part 6a for storing the variable nozzle mechanism 12 between the turbine housing 7 and it. A heat shielding plate 21 for preventing heat transfer between the variable nozzle mechanism 12 and the diameter extended part 6a is provided between the diameter extended part 6a and the variable nozzle mechanism 12. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、可変ノズル付きターボチャージャに関し、より詳しくは、コンプレッサ側のスラスト軸受などの温度上昇を抑制できる機構を持つ可変ノズル付きターボチャージャに関する。   The present invention relates to a turbocharger with a variable nozzle, and more particularly to a turbocharger with a variable nozzle having a mechanism capable of suppressing a temperature rise such as a thrust bearing on a compressor side.

ターボチャージャは、例えば自動車用エンジンの高出力のために用いられる過給機である。ターボチャージャでは、エンジンの排気エネルギによりタービンインペラを回転し、このタービンの出力によりコンプレッサインペラを回転させることで、圧縮空気をコンプレッサからエンジンに供給する。これにより、エンジンに自然吸気以上の過給状態をもたらす。   A turbocharger is a supercharger used for high output of, for example, an automobile engine. In the turbocharger, the turbine impeller is rotated by the exhaust energy of the engine, and the compressor impeller is rotated by the output of the turbine, whereby compressed air is supplied from the compressor to the engine. This brings the engine to a supercharged state that is higher than the natural intake.

このターボチャージャは、エンジンの低速回転時において、低い排気流量のためにタービンがほとんど働かない。従って、高速回転域まで回るエンジンにあっては、タービンが効率的に回転するまでには時間がかかり、速やかにターボ効果を得ることができなかった。   In this turbocharger, when the engine rotates at a low speed, the turbine hardly works due to a low exhaust flow rate. Therefore, in an engine that rotates to a high-speed rotation region, it takes time until the turbine rotates efficiently, and the turbo effect cannot be obtained quickly.

そのため、低回転域からでも効率的に作動する可変ノズル付きターボチャージャ（ＶＧＳ（Variable Geometry System）ターボチャージャ）が開発されている。この可変ノズル付きターボチャージャは、少ない排気流量を可動翼で絞り込み、排気の速度を増し、タービンの仕事量を大きくすることで、低速回転時でも、高出力が得られるようにしたものである。このような可変ノズル付きターボチャージャは、例えば特許文献１に記載されている。
特公平７−１３４６８号公報 「ターボチャージャ」 Therefore, a turbocharger with a variable nozzle (VGS (Variable Geometry System) turbocharger) that operates efficiently even in a low rotation range has been developed. This turbocharger with a variable nozzle is designed to obtain a high output even during low-speed rotation by narrowing a small exhaust flow rate with movable blades, increasing the exhaust speed, and increasing the amount of work of the turbine. Such a turbocharger with a variable nozzle is described in Patent Document 1, for example.
Japanese Patent Publication No. 7-13468 “Turbocharger”

しかし、可変ノズル付きターボチャージャでは、エンジンが停止して軸受ハウジングを冷却する圧油が止まった時に、軸受ハウジングのタービン側からコンプレッサ側への熱の伝達（ヒートソーク）により、軸受ハウジングのコンプレッサ側に設けたスラスト軸受などの温度が限界温度２５０℃を超え３００℃程度まで上がってしまう問題があった。なお、可変ノズル付きではないターボチャージャでは特にこのような問題は指摘されていなかった。   However, in a turbocharger with a variable nozzle, when the engine stops and the pressure oil that cools the bearing housing stops, heat is transferred from the turbine side of the bearing housing to the compressor side (heat soak) to the compressor side of the bearing housing. There was a problem that the temperature of the provided thrust bearing exceeded the limit temperature of 250 ° C and increased to about 300 ° C. Such a problem has not been pointed out particularly in a turbocharger without a variable nozzle.

そこで、本発明の目的は、可変ノズル付きターボチャージャにおいて、スラスト軸受などの温度を限界温度以下に維持できる機構を持つ可変ノズル付きターボチャージャを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a turbocharger with a variable nozzle in a turbocharger with a variable nozzle having a mechanism capable of maintaining the temperature of a thrust bearing or the like below a limit temperature.

本発明によると、上記目的を達成するために、排ガスにより回転駆動されるタービンインペラと、該タービンインペラで回転駆動され、空気を圧縮するコンプレッサインペラと、前記タービンインペラとコンプレッサインペラを連結するシャフトと、該シャフトを回転可能に支持する軸受ハウジングと、前記タービンインペラを内部に収容するタービンハウジングと、前記タービンインペラの半径方向外側のコンプレッサインペラ側に設けられ、タービンインペラへ向かう排ガス流量を調整する可変ノズル機構と、を備え、前記軸受ハウジングは、半径方向外側に延びて、半径方向外側部分でタービンハウジングと結合し、タービンハウジングとの間に可変ノズル機構を収容する拡径部を有し、該拡径部と可変ノズル機構との間には、可変ノズル機構と拡径部間の伝熱を防止する遮熱板が設けられていることを特徴とする可変ノズル付きターボチャージャが提供される。   According to the present invention, in order to achieve the above object, a turbine impeller that is rotationally driven by exhaust gas, a compressor impeller that is rotationally driven by the turbine impeller and compresses air, and a shaft that connects the turbine impeller and the compressor impeller, , A bearing housing that rotatably supports the shaft, a turbine housing that houses the turbine impeller, and a variable compressor that is provided on the compressor impeller side radially outside the turbine impeller and adjusts the exhaust gas flow rate toward the turbine impeller A nozzle mechanism, and the bearing housing extends radially outward, is coupled to the turbine housing at a radially outer portion, and has an enlarged diameter portion that accommodates the variable nozzle mechanism with the turbine housing, There is a variable nozzle between the enlarged diameter part and the variable nozzle mechanism. Variable nozzle turbocharger, characterized in that the heat shield plate to prevent heat transfer between Le mechanism and the enlarged diameter portion is provided is provided.

可変ノズル付きターボチャージャでは、可変ノズル機構をタービンハウジングと軸受ハウジングとの間に収容するために、軸受ハウジングは、半径方向に延びてタービンハウジングの半径方向外側部分と結合する拡径部を有する。従って、軸受ハウジングが従来よりも大型化しその熱容量もそれだけ大きくなってしまう。圧油冷却では、この軸受ハウジングの拡径部の熱を冷却しきれない。しかし、上記本発明の可変ノズル付きターボチャージャでは、半径方向外側において、可変ノズル機構と軸受ハウジングの拡径部との間に、遮熱板を設けたので、タービン側から拡径部への伝熱が防止される。つまり前記遮熱板を、可変ノズル機構と軸受ハウジングとの間に空間を設けて設置することにより、高温となるタービン側部品の輻射熱が直接軸受ハウジングを加熱しないように伝熱を遮断している。これにより、軸受ハウジングの拡径部の加熱が抑制され、結果として、エンジンが停止して軸受ハウジング冷却用の圧油が止まった時でも、スラスト軸受などの温度を限界温度以下に維持することができる。   In a turbocharger with a variable nozzle, in order to accommodate the variable nozzle mechanism between the turbine housing and the bearing housing, the bearing housing has an enlarged diameter portion that extends radially and couples to a radially outer portion of the turbine housing. Therefore, the bearing housing becomes larger than before, and its heat capacity increases accordingly. The pressure oil cooling cannot cool the heat of the diameter-enlarged portion of the bearing housing. However, in the turbocharger with a variable nozzle according to the present invention, since a heat shield is provided between the variable nozzle mechanism and the diameter-enlarged portion of the bearing housing on the radially outer side, transmission from the turbine side to the diameter-enlarged portion is performed. Heat is prevented. In other words, by installing the heat shield plate with a space between the variable nozzle mechanism and the bearing housing, heat transfer is blocked so that the radiant heat of the turbine-side components that become high temperature does not directly heat the bearing housing. . As a result, heating of the diameter-enlarged portion of the bearing housing is suppressed, and as a result, even when the engine stops and the pressure oil for cooling the bearing housing stops, the temperature of the thrust bearing or the like can be maintained below the limit temperature. it can.

本発明の好ましい実施形態によると、前記遮熱板は、その半径方向外側端部がタービンハウジングと軸受ハウジングの間に挟持されている。   According to a preferred embodiment of the present invention, the heat shield plate has a radially outer end sandwiched between the turbine housing and the bearing housing.

これにより、ターボチャージャの組み立て時において、遮熱板をタービンハウジングと軸受ハウジングとの間に挟むだけで遮熱板を固定することができるので、遮熱板の固定が簡単になる。
また、遮熱板は、その半径方向外側端部がタービンハウジングと軸受ハウジングの間に挟持されているので、遮熱板の半径方向外側端部をタービンハウジングと軸受ハウジングに接触させ、遮熱板の他の部分をタービンハウジングと軸受ハウジングに接触させないように、遮熱板を取り付けることができる。
従って、タービン側から軸受ハウジングの拡径部への伝熱が、遮熱板の半径方向外側端部にある接触部分を通して起こるとしても、遮熱板の他の部分では非接触となっているので、この部分を通したタービン側から拡径部への伝熱量を最小限にすることができる。よって、タービン側から拡径部への伝熱を一層効果的に防止することができる。 As a result, when the turbocharger is assembled, the heat shield plate can be fixed simply by sandwiching the heat shield plate between the turbine housing and the bearing housing, so that the heat shield plate can be easily fixed.
In addition, since the radially outer end portion of the heat shield plate is sandwiched between the turbine housing and the bearing housing, the radially outer end portion of the heat shield plate is brought into contact with the turbine housing and the bearing housing. A heat shield can be attached so that other parts do not contact the turbine housing and the bearing housing.
Therefore, even if heat transfer from the turbine side to the enlarged diameter portion of the bearing housing occurs through the contact portion at the radially outer end of the heat shield plate, the other portions of the heat shield plate are not in contact with each other. The amount of heat transferred from the turbine side to the enlarged diameter portion through this portion can be minimized. Therefore, heat transfer from the turbine side to the enlarged diameter portion can be more effectively prevented.

また、本発明の好ましい実施形態によると、前記遮熱板は、中央に開口部を有する環状部材であり、
前記軸受ハウジングは、前記拡径部よりタービンハウジング側に突出し、前記開口部に嵌合する縮径部を有する。 According to a preferred embodiment of the present invention, the heat shield plate is an annular member having an opening at the center,
The bearing housing has a reduced diameter portion that protrudes toward the turbine housing from the enlarged diameter portion and fits into the opening.

これにより、ターボチャージャの組み立て時において、遮熱板の開口部に軸受ハウジングの縮径部を嵌合させるだけで、遮熱板を軸受ハウジングに取り付けることができるので、遮熱板の取り付けが簡単である。   As a result, when the turbocharger is assembled, the heat shield plate can be attached to the bearing housing simply by fitting the reduced diameter portion of the bearing housing to the opening portion of the heat shield plate. It is.

可変ノズル機構と軸受ハウジングの拡径部との間に、遮熱板を設けたので、タービン側から拡径部への伝熱が防止される。これにより、軸受ハウジングの拡径部の加熱が抑制され、結果として、エンジンが停止して軸受ハウジング冷却用の圧油が止まった時でも、スラスト軸受などの温度を限界温度以下に維持することができる。   Since the heat shield plate is provided between the variable nozzle mechanism and the enlarged diameter portion of the bearing housing, heat transfer from the turbine side to the enlarged diameter portion is prevented. As a result, heating of the diameter-enlarged portion of the bearing housing is suppressed, and as a result, even when the engine stops and the pressure oil for cooling the bearing housing stops, the temperature of the thrust bearing or the like can be maintained below the limit temperature. it can.

本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。   A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図１は、本発明の実施形態を示す可変ノズル付きターボチャージャ１０の軸方向の断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線矢印図であり、エンジンからタービンへの排ガス流量を調整する可変ノズル機構１２を示している。   FIG. 1 is a sectional view in the axial direction of a turbocharger 10 with a variable nozzle showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an arrow diagram along line AA in FIG. 1 and shows the variable nozzle mechanism 12 that adjusts the exhaust gas flow rate from the engine to the turbine.

図１に示す可変ノズル付きターボチャージャ１０は、エンジンからの排ガスにより回転駆動されるタービンインペラ２と、タービンの駆動力により回転駆動されてエンジンへ圧縮空気を供給するコンプレッサインペラ４と、タービンインペラ２とコンプレッサインペラ４を結合しているシャフト５と、シャフト５を回転可能に支持する軸受ハウジング６と、タービンインペラ２を半径方向内側に収容するタービンハウジング７と、コンプレッサインペラ４を半径方向内側に収容するコンプレッサハウジング８と、を備える。軸受ハウジング６やスラスト軸受３などを冷却するための油供給口９ａ、油路９ｂ、油排出口９ｃが軸受ハウジング６に設けられている。   A turbocharger 10 with a variable nozzle shown in FIG. 1 includes a turbine impeller 2 that is rotationally driven by exhaust gas from an engine, a compressor impeller 4 that is rotationally driven by a driving force of a turbine and supplies compressed air to the engine, and a turbine impeller 2. And a shaft housing 5 that couples the compressor impeller 4, a bearing housing 6 that rotatably supports the shaft 5, a turbine housing 7 that houses the turbine impeller 2 radially inward, and a compressor impeller 4 that accommodates the compressor impeller 4 radially inward. A compressor housing 8. An oil supply port 9a, an oil passage 9b, and an oil discharge port 9c for cooling the bearing housing 6 and the thrust bearing 3 are provided in the bearing housing 6.

タービンハウジング７の内部には、エンジンからの排ガスが送り込まれてくるスクロール１１が形成されている。そして、可変ノズル付きターボチャージャ１０は、スクロール１１に送り込まれてきた排ガスをその流量を制御して半径方向内側に位置するタービンインペラ２への排ガス流量を調整する可変ノズル機構１２をさらに備える。   Inside the turbine housing 7, a scroll 11 into which exhaust gas from the engine is sent is formed. And the turbocharger 10 with a variable nozzle is further provided with the variable nozzle mechanism 12 which controls the flow volume of the exhaust gas sent into the scroll 11, and adjusts the exhaust gas flow volume to the turbine impeller 2 located inside radial direction.

図１、図２に示すように、この可変ノズル機構１２は、周方向に間隔をおいて配置された複数の可動翼１２ａと、これらの可動翼１２ａを軸方向に挟むようにして保持する第１のリング部材１２ｂ及び第２のリング部材１２ｃと、複数の可動翼１２ａの軸部の根元に固定され半径方向外側に延びる複数の伝達部材１２ｅと、伝達部材１２ｅの半径方向外側の端部に係合する溝１４が周方向に複数形成された第３のリング部材１２ｄと、を有する。図１から分かるように、この可変ノズル機構１２は、タービンインペラ２の半径方向外側のコンプレッサインペラ４側に設けられている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the variable nozzle mechanism 12 includes a plurality of movable blades 12 a arranged at intervals in the circumferential direction, and a first holding the movable blades 12 a so as to sandwich the movable blades 12 a in the axial direction. Engages the ring member 12b and the second ring member 12c, a plurality of transmission members 12e that are fixed to the roots of the shafts of the plurality of movable blades 12a and extend radially outward, and the radially outer ends of the transmission members 12e. And a third ring member 12d in which a plurality of grooves 14 are formed in the circumferential direction. As can be seen from FIG. 1, the variable nozzle mechanism 12 is provided on the compressor impeller 4 side on the radially outer side of the turbine impeller 2.

図示しないシリンダなどにより、第３のリング部材１２ｄが周方向に回転することで、第３のリング部材１２ｄの溝１４も周方向に移動し、この移動により溝１４にそれぞれ係合している複数の伝達部材１２ｅが周方向に揺動し、これに伴い、可動翼１２ａも揺動する。これにより、可動翼１２ａの揺動量を制御することで、タービンインペラ２への排ガス流量を制御する。   By rotating the third ring member 12d in the circumferential direction by a cylinder (not shown) or the like, the groove 14 of the third ring member 12d is also moved in the circumferential direction, and a plurality of pieces respectively engaged with the groove 14 by this movement. The transmission member 12e swings in the circumferential direction, and accordingly, the movable blade 12a also swings. Thereby, the exhaust gas flow rate to the turbine impeller 2 is controlled by controlling the swing amount of the movable blade 12a.

図３は図１の破線Ｂで囲まれた部分の拡大図である。図１、図３に示すように、可変ノズル機構１２は、タービンインペラ２の半径方向外側に設けられており、この可変ノズル機構１２を取り付けるために、軸受ハウジング６は、半径方向外側へ延びてタービンハウジング７の外側端部と軸方向に結合する拡径部６ａを有する。この拡径部６ａの半径方向外側端部とタービンハウジング７の半径方向外側端部は、結合板１６を用いてボルト１７により軸方向に結合される。そして、可変ノズル機構１２は、一端部１８ａが第２のリング部材１２ｃに固定されている取付部材１８を有し、この取付部材１８の他端部１８ｂは、拡径部６ａの半径方向外側端部とタービンハウジング７の半径方向外側端部との間に挟持される。即ち、可変ノズル機構１２は、取付部材１８により、タービンハウジング７と軸受ハウジング６の間に挟持される。このようにして、タービンハウジング７と軸受ハウジング６の拡径部６ａとの間に可変ノズル機構１２が収容される。なお、軸受ハウジング６は、タービン側端部において直径が小さい縮径部６ｂを有する。可変ノズル機構１２の第３のリング部材１２ｄの半径方向中央の開口部が通されて、第３のリング部材１２ｄが縮径部６ｂに取り付けられる。   FIG. 3 is an enlarged view of a portion surrounded by a broken line B in FIG. As shown in FIGS. 1 and 3, the variable nozzle mechanism 12 is provided on the radially outer side of the turbine impeller 2, and the bearing housing 6 extends radially outward to attach the variable nozzle mechanism 12. It has an enlarged diameter portion 6a that is coupled to the outer end portion of the turbine housing 7 in the axial direction. The radially outer end of the enlarged diameter portion 6 a and the radially outer end of the turbine housing 7 are coupled in the axial direction by a bolt 17 using a coupling plate 16. The variable nozzle mechanism 12 has a mounting member 18 having one end 18a fixed to the second ring member 12c, and the other end 18b of the mounting member 18 is an outer end in the radial direction of the enlarged diameter portion 6a. And the radially outer end of the turbine housing 7. That is, the variable nozzle mechanism 12 is sandwiched between the turbine housing 7 and the bearing housing 6 by the mounting member 18. In this manner, the variable nozzle mechanism 12 is accommodated between the turbine housing 7 and the enlarged diameter portion 6 a of the bearing housing 6. The bearing housing 6 has a reduced diameter portion 6b having a small diameter at the turbine side end portion. An opening at the center in the radial direction of the third ring member 12d of the variable nozzle mechanism 12 is passed, and the third ring member 12d is attached to the reduced diameter portion 6b.

上述のように、可変ノズル機構１２をターボチャージャに取り付けるために、軸受ハウジング６に拡径部６ａを持たせているので、軸受ハウジング６の半径方向の寸法が大きくなっている。この点に着目すると、従来において可変ノズル付きターボチャージャ１０のスラスト軸受の温度が限界温度２５０℃を超えて３００℃程度まで上昇してしまうのは、軸受ハウジング６が大型化し、その熱容量も大きくなってしまったことが原因と考えられる。即ち、従来の圧油による冷却構造では、エンジン運転中に軸受ハウジング６を冷却していたとしても、拡径部６ａを十分冷却することができない。そのため、拡径部６ａが他の部分（例えば、軸受ハウジング６のコンプレッサ側）と比較して高温となる。そして、エンジン停止後に圧油が止まると、この熱が軸受ハウジング６のコンプレッサ側に伝達すること（ヒートソーク）により、軸受ハウジング６のコンプレッサ側の温度が上昇し、スラスト軸受３の温度が臨界温度２５０℃を超えて３００℃程度まで上昇してしまったものと考えられる。   As described above, in order to attach the variable nozzle mechanism 12 to the turbocharger, the bearing housing 6 is provided with the enlarged diameter portion 6a, so that the radial dimension of the bearing housing 6 is increased. If attention is paid to this point, the temperature of the thrust bearing of the turbocharger 10 with a variable nozzle that has risen above the limit temperature of 250 ° C. to about 300 ° C. will increase the size of the bearing housing 6 and its heat capacity. The cause is thought to have been. That is, in the conventional cooling structure using pressure oil, even if the bearing housing 6 is cooled during engine operation, the enlarged diameter portion 6a cannot be sufficiently cooled. For this reason, the diameter-expanded portion 6a is hotter than other portions (for example, the compressor side of the bearing housing 6). When the pressure oil stops after the engine is stopped, this heat is transmitted to the compressor side of the bearing housing 6 (heat soak), whereby the temperature on the compressor side of the bearing housing 6 rises, and the temperature of the thrust bearing 3 becomes the critical temperature 250. It is considered that the temperature has exceeded 300 ° C and has risen to about 300 ° C.

本発明では、スラスト軸受の温度上昇の原因が、軸受ハウジング６の大型化であるということに基づき、以下で説明するように、本願特有の方法により遮熱板を設けた。   In the present invention, based on the fact that the cause of the temperature increase of the thrust bearing is the increase in size of the bearing housing 6, the heat shield plate is provided by a method peculiar to the present application as described below.

本発明の実施形態によると、軸方向と垂直な断面が環状となるように、半径方向中央に開口部を有する遮熱板２１が取り付けられる。図３に示すように、遮熱板２１の開口部に軸受ハウジング６の縮径部を通すことで、遮熱板２１が軸受ハウジング６に取り付けられる。そして、この遮熱板２１の半径方向外側端部は、図３に示すように、上述の取付部材１８の他端部１８ｂと共に、タービンハウジング７の半径方向外側端部と拡径部６ａの半径方向外側端部との間に挟持される。これにより、遮熱板２１をタービンハウジング７と軸受ハウジング６との間に固定することができる。
また、この固定方法により、遮熱板２１の半径方向外側端部のみをタービンハウジング７と軸受ハウジング６に接触させ、遮熱板２１の他の部分を、タービンハウジング７と軸受ハウジング６を含めた他の部材と接触させないようにすることができる。 According to the embodiment of the present invention, the heat shield plate 21 having the opening at the center in the radial direction is attached so that the cross section perpendicular to the axial direction is annular. As shown in FIG. 3, the heat shield plate 21 is attached to the bearing housing 6 by passing the reduced diameter portion of the bearing housing 6 through the opening of the heat shield plate 21. And the radial direction outer side edge part of this heat shield plate 21 is the radius of the radial direction outer side edge part of the turbine housing 7, and the diameter expansion part 6a with the other end part 18b of the above-mentioned attachment member 18, as shown in FIG. It is clamped between the direction outer side ends. Thereby, the heat shield 21 can be fixed between the turbine housing 7 and the bearing housing 6.
Further, by this fixing method, only the radially outer end portion of the heat shield plate 21 is brought into contact with the turbine housing 7 and the bearing housing 6, and the other portion of the heat shield plate 21 includes the turbine housing 7 and the bearing housing 6. It is possible to prevent contact with other members.

なお、図３に示すように、スクロール１１と第２のリング部材１２ｃとを連通状態にする連通孔２２が設けられている。仮にこの連通孔２２がなければ、第２のリング部材１２ｃを境にして、スクロール１１側と、第２のリング部材１２ｃと第３のリング部材１２ｄの間の空間とで、圧力差が生じてしまい、排ガスが燃料の未燃カーボンとともにスクロール側から第２のリング部材１２ｃと第３のリング部材１２ｄの間の空間に可動翼１２ａの軸の隙間を通じて、比較的長時間にわたって流れ込み、第２のリング部材１２ｃと第３のリング部材１２ｄの間の空間にカーボンがつまってしまう。カーボンが可変ノズル機構の摺動部に溜まると可動翼１２ａの摺動が渋る問題が生じる。そのため、連通孔２２を設けて圧力差を無くし、スクロール側から第２のリング部材１２ｃと第３のリング部材１２ｄの間の空間に可動翼１２ａの軸の隙間を通じての流れが、比較的長時間にわたって生じ難くなり、カーボンがつまらないようにしている。さらに、連通孔２２は前記圧力さを無くすとともに可変ノズル機構部の温度を比較的短時間で均一にすることによりカーボンの付着を防ぐ効果もある。このことを考慮して、本願発明の実施形態では、遮熱板２１を第３のリング部材１２ｄよりも軸受ハウジング６側へ設けている。なお、符号２３は、従来から取り付けられている遮熱板を示している。   In addition, as shown in FIG. 3, the communication hole 22 which makes the scroll 11 and the 2nd ring member 12c a communication state is provided. If the communication hole 22 is not provided, a pressure difference is generated between the scroll 11 side and the space between the second ring member 12c and the third ring member 12d with the second ring member 12c as a boundary. Thus, the exhaust gas flows into the space between the second ring member 12c and the third ring member 12d together with the unburned carbon of the fuel through the gap between the shafts of the movable blades 12a for a relatively long time. Carbon is clogged in the space between the ring member 12c and the third ring member 12d. When carbon accumulates in the sliding portion of the variable nozzle mechanism, there arises a problem that the sliding movement of the movable blade 12a is reluctant. Therefore, the communication hole 22 is provided to eliminate the pressure difference, and the flow through the gap between the shafts of the movable blades 12a from the scroll side to the space between the second ring member 12c and the third ring member 12d is relatively long. This makes it difficult to generate carbon and makes carbon boring. Further, the communication hole 22 has an effect of preventing carbon adhesion by eliminating the pressure and making the temperature of the variable nozzle mechanism portion uniform in a relatively short time. In consideration of this, in the embodiment of the present invention, the heat shield plate 21 is provided closer to the bearing housing 6 than the third ring member 12d. In addition, the code | symbol 23 has shown the heat shield conventionally attached.

また、遮熱板２１の材料は、例えば、ＳＵＳ３０４又はＳＵＳ３１０等のステンレス鋼（ＪＩＳ Ｇ ４３０５等）であるが、遮熱の効果が得られる他の適切な材料であってもよい。なお、遮熱板２１の材料は、他の部位に設けられる遮熱板２３の材料と同じであってもよい。   In addition, the material of the heat shield plate 21 is, for example, stainless steel such as SUS304 or SUS310 (JIS G 4305 or the like), but may be other suitable materials that can obtain a heat shield effect. In addition, the material of the heat shield plate 21 may be the same as the material of the heat shield plate 23 provided in another part.

上述の遮熱板２１により、タービン側と軸受ハウジング６の拡径部６ａとの間の伝熱を防ぐことができ、大型化した軸受ハウジング６（特に、拡径部６ａ）の温度上昇を抑制できる。また、遮熱板２１により、軸受ハウジング６からタービン側へ冷熱が伝達されることも防げるので、ノズル可変機構付近でカーボンが堆積することも従来以上に防止できる。   The heat shield plate 21 described above can prevent heat transfer between the turbine side and the enlarged diameter portion 6a of the bearing housing 6, and suppresses a temperature increase of the enlarged bearing housing 6 (particularly, the enlarged diameter portion 6a). it can. In addition, since the heat shield plate 21 can prevent cold heat from being transmitted from the bearing housing 6 to the turbine side, it is possible to prevent carbon from being deposited near the nozzle variable mechanism.

さらに、遮熱板２１の半径方向外側端部を、可変ノズル機構１２の取付部材１８と共に、タービンハウジング７と軸受ハウジング６との間に挟んで固定するので、遮熱板２１を軸受ハウジング６に簡単に取り付け固定することができる。
しかも、この固定方法により、遮熱板２１の半径方向外側端部をタービンハウジング７と軸受ハウジング６に接触させ、遮熱板２１の他の部分をタービンハウジング７と軸受ハウジング６に接触させないようにできるので、この非接触部分を通したタービン側から拡径部への伝熱量を最小限にすることができる。よって、タービン側から拡径部６ａへの伝熱を一層効果的に防止することができる。 Further, since the radially outer end of the heat shield plate 21 is fixed between the turbine housing 7 and the bearing housing 6 together with the mounting member 18 of the variable nozzle mechanism 12, the heat shield plate 21 is fixed to the bearing housing 6. It can be easily mounted and fixed.
In addition, by this fixing method, the radially outer end of the heat shield plate 21 is brought into contact with the turbine housing 7 and the bearing housing 6, and other portions of the heat shield plate 21 are not brought into contact with the turbine housing 7 and the bearing housing 6. Therefore, the amount of heat transfer from the turbine side to the enlarged diameter portion through this non-contact portion can be minimized. Therefore, heat transfer from the turbine side to the enlarged diameter portion 6a can be more effectively prevented.

なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上述の実施形態では、ボルト１７によりタービンハウジング７の半径方向外側端部と軸受ハウジング６の拡径部６ａの半径方向外側端部とを結合している可変ノズル付きターボチャージャ１０に遮熱板２１を適用したが、半径方向外側部分の適切な箇所で、タービンハウジング７と軸受ハウジング６とを結合し、これらの間で可変ノズル機構１２を収容しているターボチャージャ１０にも遮熱板２１を適用できる。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, Of course, a various change can be added in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, in the above-described embodiment, the turbocharger 10 with a variable nozzle that shields the radially outer end of the turbine housing 7 and the radially outer end of the enlarged diameter portion 6a of the bearing housing 6 by the bolts 17 is shielded. Although the plate 21 is applied, the turbine housing 7 and the bearing housing 6 are coupled at an appropriate location in the radially outer portion, and the turbocharger 10 that houses the variable nozzle mechanism 12 therebetween is also provided with a heat shield plate. 21 can be applied.

本発明の実施形態による可変ノズル付きターボチャージャの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a turbocharger with a variable nozzle according to an embodiment of the present invention. 図１のＡ−Ａ線断面図であり、可変ノズル機構を示す図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1 and shows a variable nozzle mechanism. 図１の破線Ｂで囲まれた部分の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a portion surrounded by a broken line B in FIG. 1.

符号の説明Explanation of symbols

２ タービンインペラ、 ４ コンプレッサインペラ、 ５ シャフト
６ 軸受ハウジング、 ６ａ 拡径部、 ６ｂ 縮径部
７ タービンハウジング、 ８ コンプレッサハウジング
１０ 可変ノズル付きターボチャージャ、 １１ スクロール、 １２ 可変ノズル機構１２ａ 可動翼、 １２ｂ 第１のリング部材、 １２ｃ 第２のリング部材
１２ｄ 第３のリング部材、１２ｅ 伝達部材、 １４ 溝、 １６ 結合板
１７ ボルト、 １８ 取付部材、 ２１ 遮熱板、２３ 遮熱板 2 Turbine Impeller, 4 Compressor Impeller, 5 Shaft 6 Bearing Housing, 6a Expanded Part, 6b Reduced Part 7 Turbine Housing, 8 Compressor Housing 10 Turbocharger with Variable Nozzle, 11 Scroll, 12 Variable Nozzle Mechanism 12a Movable Blade, 12b First 1 ring member, 12c second ring member
12d Third ring member, 12e Transmission member, 14 Groove, 16 Coupling plate 17 Bolt, 18 Mounting member, 21 Heat shield plate, 23 Heat shield plate

Claims (3)

排ガスにより回転駆動されるタービンインペラと、
該タービンインペラで回転駆動され、空気を圧縮するコンプレッサインペラと、
前記タービンインペラとコンプレッサインペラを連結するシャフトと、
該シャフトを回転可能に支持する軸受ハウジングと、
前記タービンインペラを内部に収容するタービンハウジングと、
前記タービンインペラの半径方向外側のコンプレッサインペラ側に設けられ、タービンインペラへ向かう排ガス流量を調整する可変ノズル機構と、を備え、
前記軸受ハウジングは、半径方向外側に延びて、半径方向外側部分でタービンハウジングと結合し、タービンハウジングとの間に可変ノズル機構を収容する拡径部を有し、
該拡径部と可変ノズル機構との間には、可変ノズル機構と拡径部間の伝熱を防止する遮熱板が設けられていることを特徴とする可変ノズル付きターボチャージャ。 A turbine impeller driven by exhaust gas,
A compressor impeller that is rotationally driven by the turbine impeller and compresses air;
A shaft connecting the turbine impeller and the compressor impeller;
A bearing housing that rotatably supports the shaft;
A turbine housing that houses the turbine impeller;
A variable nozzle mechanism that is provided on the compressor impeller side on the radially outer side of the turbine impeller and adjusts the exhaust gas flow rate toward the turbine impeller, and
The bearing housing has a radially enlarged portion that extends radially outward, is coupled to the turbine housing at a radially outer portion, and accommodates a variable nozzle mechanism between the turbine housing,
A turbocharger with a variable nozzle, characterized in that a heat shield plate is provided between the enlarged diameter portion and the variable nozzle mechanism to prevent heat transfer between the variable nozzle mechanism and the enlarged diameter portion. 前記遮熱板は、その半径方向外側端部がタービンハウジングと軸受ハウジングの間に挟持されていることを特徴とする請求項１に記載のターボチャージャ。   2. The turbocharger according to claim 1, wherein the heat shield plate has a radially outer end sandwiched between a turbine housing and a bearing housing. 前記遮熱板は、中央に開口部を有する環状部材であり、
前記軸受ハウジングは、前記拡径部よりタービンハウジング側に突出し、前記開口部に嵌合する縮径部を有することを特徴とする請求項１に記載のターボチャージャ。



The heat shield is an annular member having an opening at the center,
2. The turbocharger according to claim 1, wherein the bearing housing has a reduced diameter portion that protrudes toward the turbine housing from the enlarged diameter portion and fits into the opening.



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