JP2016205252A - Waste gate valve mechanism - Google Patents
Waste gate valve mechanism Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016205252A JP2016205252A JP2015088645A JP2015088645A JP2016205252A JP 2016205252 A JP2016205252 A JP 2016205252A JP 2015088645 A JP2015088645 A JP 2015088645A JP 2015088645 A JP2015088645 A JP 2015088645A JP 2016205252 A JP2016205252 A JP 2016205252A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- shaft
- waste gate
- gate valve
- tip
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Supercharger (AREA)
Abstract
Description
本発明は、過給機のバイパス通路を開閉するウェイストゲートバルブ機構に関するものである。 The present invention relates to a waste gate valve mechanism that opens and closes a bypass passage of a supercharger.
従来、過給機のタービンハウジングにはタービン室を迂回して排気を流すバイパス通路が設けられており、バイパス通路の出口部にはウェイストゲートバルブが配設されている。そして、このウェイストゲートバルブの開弁量の制御を通じて、バイパス通路を通過する排気の流量が調節されて、過給機の過給圧が制御される（例えば、特許文献１など）。 2. Description of the Related Art Conventionally, a bypass passage that bypasses a turbine chamber and flows exhaust gas is provided in a turbine housing of a supercharger, and a waste gate valve is disposed at an outlet portion of the bypass passage. Then, through control of the opening amount of the waste gate valve, the flow rate of the exhaust gas passing through the bypass passage is adjusted, and the supercharging pressure of the supercharger is controlled (for example, Patent Document 1).
図６および図７に示すように、ウェイストゲートバルブ機構１００は、ウェイストゲートバルブ１１０とアーム１２０とを備えている。ウェイストゲートバルブ１１０は、バイパス通路１３０を閉塞する弁体１１１と同弁体１１１から突出して延びる弁軸１１２とを有している。また、アーム１２０は、支軸１２１と同支軸１２１の径方向に延びる屈曲部１２２とを有している。屈曲部１２２には取り付け孔１２３が設けられ、この取り付け孔１２３にウェイストゲートバルブ１１０の弁軸１１２が挿通されている。弁軸１１２における取り付け孔１２３から突出した部分にはワッシャ１４０が固定され、これによりアーム１２０にウェイストゲートバルブ１１０が組み付けられた状態となっている。 As shown in FIGS. 6 and 7, the waste gate valve mechanism 100 includes a waste gate valve 110 and an arm 120. The waste gate valve 110 includes a valve body 111 that closes the bypass passage 130 and a valve shaft 112 that protrudes from the valve body 111 and extends. The arm 120 has a support shaft 121 and a bent portion 122 extending in the radial direction of the support shaft 121. A mounting hole 123 is provided in the bent portion 122, and the valve shaft 112 of the waste gate valve 110 is inserted into the mounting hole 123. A washer 140 is fixed to a portion of the valve shaft 112 that protrudes from the mounting hole 123, whereby the waste gate valve 110 is assembled to the arm 120.
アーム１２０の支軸１２１は、タービンハウジング１５０に設けられた支持孔１５１に挿通されている。支持孔１５１にはブッシュ１６０が嵌合しており、同ブッシュ１６０を介して支軸１２１がタービンハウジング１５０に回転可能に支持されている。支軸１２１においてタービンハウジング１５０の外側に突出した部分には、リンク機構１７０を介してアクチュエータ１８０が接続されている。 The support shaft 121 of the arm 120 is inserted through a support hole 151 provided in the turbine housing 150. A bush 160 is fitted in the support hole 151, and the support shaft 121 is rotatably supported by the turbine housing 150 via the bush 160. An actuator 180 is connected to a portion of the support shaft 121 protruding outside the turbine housing 150 via a link mechanism 170.
ウェイストゲートバルブ１１０を開弁させるべくアクチュエータ１８０が駆動されると、支軸１２１の軸心Ｌ３を中心としてアーム１２０が回動する。これにより、屈曲部１２２がワッシャ１４０を押し上げ、ウェイストゲートバルブ１１０がバイパス通路１３０の出口部から離間する方向に回動する。その結果、ウェイストゲートバルブ１１０が開弁状態となり、バイパス通路１３０を通じて排気が排出される。 When the actuator 180 is driven to open the waste gate valve 110, the arm 120 rotates about the axis L3 of the support shaft 121. As a result, the bent portion 122 pushes up the washer 140 and the waste gate valve 110 rotates in a direction away from the outlet portion of the bypass passage 130. As a result, the waste gate valve 110 is opened, and exhaust gas is discharged through the bypass passage 130.
なお特許文献１には、ウェイストゲートバルブの弁体の振動を抑えるために、弁体とアームとの間にバネ部材を介在させることも開示されている。 Patent Document 1 also discloses that a spring member is interposed between the valve body and the arm in order to suppress vibration of the valve body of the wastegate valve.
ウェイストゲートバルブは、タービンハウジング内部の狭い空間に設けられるために、設置スペースが限られている。そのため、ウェイストゲートバルブの可動範囲（図７に矢印Ｈで示す範囲参照）を大きくすることは困難であり、同バルブの最大開度を大きくするのには限界がある。ウェイストゲートバルブの最大開度が小さい装置では、同バルブの開弁時に、その排気下流側において生じる排気流れの偏りが大きくなり易い。そして、そうした排気流の偏りは、ウェイストゲートバルブの排気下流側に配設された排気浄化触媒による排気浄化性能の低下を招いたり、排気の酸素濃度を検出するセンサ（いわゆるＡ／ＦセンサやＯ２センサ）の検出精度の低下を招いたりするなど、種々の不都合を招く原因となるために好ましくない。 Since the waste gate valve is provided in a narrow space inside the turbine housing, the installation space is limited. For this reason, it is difficult to increase the movable range of the waste gate valve (see the range indicated by arrow H in FIG. 7), and there is a limit to increasing the maximum opening of the valve. In an apparatus with a small maximum opening of the waste gate valve, the deviation of the exhaust flow that occurs on the exhaust downstream side tends to increase when the valve is opened. Such an uneven exhaust flow causes a decrease in exhaust purification performance by an exhaust purification catalyst disposed on the exhaust downstream side of the waste gate valve, or a sensor (so-called A / F sensor or O 2) that detects the oxygen concentration of exhaust. This is not preferable because it causes various inconveniences such as a decrease in detection accuracy of the sensor.
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ウェイストゲートバルブの排気下流における排気流れの偏りを抑えることのできるウェイストゲートバルブ機構を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a waste gate valve mechanism capable of suppressing an uneven exhaust flow downstream of the waste gate valve.
上記課題を達成するためのウェイストゲートバルブ機構は、過給機のバイパス通路の出口部を閉塞する弁体および同弁体から突出して延びる弁軸を有するウェイストゲートバルブと、前記過給機のタービンハウジングに回転可能に支持される支軸および同支軸に接続されて同支軸の径方向に延びる屈曲部を有するアームと、を備える。そして、前記アームの屈曲部に形成された取り付け孔に前記ウェイストゲートバルブの弁軸が挿通されるとともに、同弁軸における前記取り付け孔から突出した部分に該取り付け孔の内径よりも外径の大きなワッシャが固定されて、前記アームに前記ウェイストゲートバルブが組み付けられる。前記支軸を回転駆動するアクチュエータと、前記ワッシャおよび前記弁体の間に介設された圧縮ばねと、前記タービンハウジングの内壁における前記ウェイストゲートバルブの開弁時に前記弁軸の先端が突き当たる位置に設けられた凸部と、を備える。前記凸部は、前記弁軸の先端における同弁軸の軸心よりも前記支軸の回転中心に近い部分が押し当てられる形状であり、且つ前記弁軸の先端における前記軸心よりも前記支軸の回転中心から遠い部分が押し当てられない形状に形成される。 A waste gate valve mechanism for achieving the above object includes a waste gate valve having a valve body that closes an outlet portion of a bypass passage of a supercharger, a valve shaft that protrudes from the valve body, and a turbine of the supercharger A support shaft rotatably supported by the housing, and an arm having a bent portion connected to the support shaft and extending in the radial direction of the support shaft. Then, the valve shaft of the waste gate valve is inserted into the mounting hole formed in the bent portion of the arm, and the outer diameter of the valve shaft is larger than the inner diameter of the mounting hole. A washer is fixed, and the waste gate valve is assembled to the arm. An actuator for rotationally driving the support shaft, a compression spring interposed between the washer and the valve body, and a position where the tip of the valve shaft abuts when the waste gate valve is opened on the inner wall of the turbine housing And provided convex portions. The convex portion has a shape in which a portion closer to the rotation center of the support shaft than the shaft center of the valve shaft at the tip of the valve shaft is pressed, and the support is more than the shaft center at the tip of the valve shaft. The part far from the rotation center of the shaft is formed in a shape that cannot be pressed.
上記機構によれば、ウェイストゲートバルブが開弁されて弁軸の先端が凸部に突き当たったときに、アクチュエータによる支軸の回転駆動を通じて弁軸の先端を凸部に押し当てることにより、圧縮ばねを圧縮変形させる態様でウェイストゲートバルブを更に変位させることができる。このとき、弁軸の先端における同弁軸の軸心よりも前記支軸の回転中心に近い部分にはタービンハウジング内壁の凸部が押し当てられる一方で、弁軸の先端における同弁軸の軸心よりも前記支軸の回転中心から遠い部分は上記凸部に押し当てられない。そのため、弁軸の先端における上記近い部分の変位が規制された状態で、弁軸の先端における上記遠い部分が変位するようになる。これにより、弁体が傾き、同弁体における上記弁軸の軸心よりも前記支軸の回転中心から遠い部分が更にバイパス通路の出口部から離間する方向に変位するようになる。バイパス通路を通過して出口部から流出する排気はウェイストゲートバルブの弁体に沿って流れることによって案内されるため、上記機構のように弁体を傾斜させることにより、バイパス通路の出口部から流出した排気を排気下流側に向けて広範囲にわたって広がるように放出することができるようになる。したがって、ウェイストゲートバルブの排気下流における排気流れの偏りを抑えることができる。 According to the above-described mechanism, when the waste gate valve is opened and the tip of the valve shaft hits the convex portion, the tip of the valve shaft is pressed against the convex portion through the rotation of the support shaft by the actuator, thereby compressing the compression spring. It is possible to further displace the wastegate valve in such a manner that it is compressed and deformed. At this time, the convex portion of the inner wall of the turbine housing is pressed against a portion closer to the rotation center of the support shaft than the shaft center of the valve shaft at the tip of the valve shaft, while the shaft of the valve shaft at the tip of the valve shaft is pressed. A portion farther from the center of rotation of the support shaft than the center is not pressed against the convex portion. Therefore, the distant portion at the tip of the valve shaft is displaced in a state where the displacement of the near portion at the tip of the valve shaft is restricted. As a result, the valve body is inclined, and a portion of the valve body that is farther from the rotation center of the support shaft than the axis of the valve shaft is further displaced in a direction away from the outlet portion of the bypass passage. Exhaust gas that flows through the bypass passage and flows out from the outlet portion is guided by flowing along the valve body of the waste gate valve. Therefore, by inclining the valve body as in the above mechanism, it flows out from the outlet portion of the bypass passage. It becomes possible to discharge the exhausted gas so as to spread over a wide range toward the exhaust downstream side. Therefore, it is possible to suppress the deviation of the exhaust flow downstream of the waste gate valve.
以下、ウェイストゲートバルブ機構の一実施形態について説明する。
図１に示すように、内燃機関１０の排気通路１１には過給機２０が設けられている。この過給機２０のタービンハウジング２１には、同過給機２０のタービン室２１Ａを迂回して内燃機関１０の排気を流すためのバイパス通路２２が設けられている。また、過給機２０には、バイパス通路２２を通過する排気の流量を制御するウェイストゲートバルブ機構２３が設けられている。排気通路１１における上記過給機２０よりも排気下流側の部分には、排気を浄化するための排気浄化触媒１２が設けられている。
Hereinafter, an embodiment of the waste gate valve mechanism will be described.
As shown in FIG. 1, a supercharger 20 is provided in the exhaust passage 11 of the internal combustion engine 10. A turbine housing 21 of the supercharger 20 is provided with a bypass passage 22 for bypassing the turbine chamber 21A of the supercharger 20 and allowing the exhaust gas of the internal combustion engine 10 to flow. Further, the supercharger 20 is provided with a waste gate valve mechanism 23 for controlling the flow rate of the exhaust gas passing through the bypass passage 22. An exhaust purification catalyst 12 for purifying exhaust gas is provided in a portion of the exhaust passage 11 on the exhaust downstream side of the supercharger 20.
ウェイストゲートバルブ機構２３は、ウェイストゲートバルブ４０とアーム５０とを備えている。ウェイストゲートバルブ４０は、バイパス通路２２の出口部２２Ａに配設されて同バイパス通路２２を閉塞する弁体４１と、同弁体４１から突出して略円柱形状で延びる弁軸４２とを有している。 The waste gate valve mechanism 23 includes a waste gate valve 40 and an arm 50. The waste gate valve 40 includes a valve body 41 disposed at the outlet 22A of the bypass passage 22 to close the bypass passage 22, and a valve shaft 42 protruding from the valve body 41 and extending in a substantially cylindrical shape. Yes.
図１および図２に示すように、ウェイストゲートバルブ４０の弁体４１は略円板形状である。また、アーム５０は、タービンハウジング２１の挿通孔２４に挿通される支軸５１と、同支軸５１の径方向に延びる屈曲部５２とを有している。それら支軸５１および屈曲部５２は一体に形成されている。タービンハウジング２１の挿通孔２４にはブッシュ２５が嵌合しており、このブッシュ２５を介して支軸５１がタービンハウジング２１に回転可能に支持されている。また、支軸５１においてタービンハウジング２１の外側に突出した部分には、リンク機構２６を介してアクチュエータ２７が接続されている。アクチュエータ２７としては電気駆動式のものが採用されている。このアクチュエータ２７の作動を通じて支軸５１が回転駆動されるようになっている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the valve element 41 of the waste gate valve 40 has a substantially disc shape. The arm 50 includes a support shaft 51 that is inserted through the insertion hole 24 of the turbine housing 21 and a bent portion 52 that extends in the radial direction of the support shaft 51. The support shaft 51 and the bent portion 52 are integrally formed. A bush 25 is fitted in the insertion hole 24 of the turbine housing 21, and the support shaft 51 is rotatably supported by the turbine housing 21 via the bush 25. An actuator 27 is connected to a portion of the support shaft 51 that protrudes outside the turbine housing 21 via a link mechanism 26. As the actuator 27, an electric drive type is adopted. The support shaft 51 is rotationally driven through the operation of the actuator 27.
図２および図３に示すように、アーム５０の屈曲部５２には貫通孔である取り付け孔５３が設けられている。この取り付け孔５３は、ウェイストゲートバルブ４０の弁体４１によってバイパス通路２２の出口部２２Ａが閉塞された状態（図１に示す状態）においてバイパス通路２２の出口部２２Ａ側に位置する部位ほど直径が大きいテーパ形状である。取り付け孔５３には、ウェイストゲートバルブ４０の弁軸４２が挿通されている。弁軸４２における取り付け孔５３から突出した部分には、同取り付け孔５３の内径よりも外径の大きなワッシャ４３が固定されている。ウェイストゲートバルブ４０の弁体４１とワッシャ４３との間には、圧縮ばねである皿ばね４４が設けられている。この皿ばね４４により、弁体４１がワッシャ４３から離間する方向に常時付勢されている。このようにしてワッシャ４３と皿ばね４４とを設けることによって、アーム５０にウェイストゲートバルブ４０が組み付けられた状態となっている。なお、図３に示すように、取り付け孔５３の内径は、弁軸４２の外径よりも大きくなっている。これにより、弁軸４２の外周面と屈曲部５２の取り付け孔５３の内周面との間には隙間が生じている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the bent portion 52 of the arm 50 is provided with an attachment hole 53 that is a through hole. The diameter of the mounting hole 53 is closer to the outlet portion 22A side of the bypass passage 22 when the outlet portion 22A of the bypass passage 22 is closed by the valve body 41 of the waste gate valve 40 (the state shown in FIG. 1). Large taper shape. The valve shaft 42 of the waste gate valve 40 is inserted through the attachment hole 53. A washer 43 having an outer diameter larger than the inner diameter of the mounting hole 53 is fixed to a portion of the valve shaft 42 protruding from the mounting hole 53. A disc spring 44 that is a compression spring is provided between the valve body 41 and the washer 43 of the waste gate valve 40. The disc spring 44 constantly biases the valve element 41 in a direction away from the washer 43. By providing the washer 43 and the disc spring 44 in this manner, the waste gate valve 40 is assembled to the arm 50. As shown in FIG. 3, the inner diameter of the attachment hole 53 is larger than the outer diameter of the valve shaft 42. Thereby, a gap is generated between the outer peripheral surface of the valve shaft 42 and the inner peripheral surface of the mounting hole 53 of the bent portion 52.
図１および図３に示すように、タービンハウジング２１の内壁には内部に向けて突出する凸部２８が設けられている。凸部２８は、ウェイストゲートバルブ４０が開弁されたときにウェイストゲートバルブ４０の弁軸４２の先端が突き当たる位置に設けられている。凸部２８は、弁軸４２の先端における同弁軸４２の軸心Ｌ１よりも上記支軸５１の回転中心Ｌ２に近い部分４２Ａが押し当てられる形状であり、且つ弁軸４２の先端における上記軸心Ｌ１よりも支軸５１の回転中心Ｌ２から遠い部分４２Ｂが押し当てられない形状に形成されている。 As shown in FIGS. 1 and 3, a convex portion 28 is provided on the inner wall of the turbine housing 21 so as to protrude toward the inside. The convex portion 28 is provided at a position where the tip of the valve shaft 42 of the waste gate valve 40 abuts when the waste gate valve 40 is opened. The convex portion 28 is shaped such that a portion 42A closer to the rotation center L2 of the support shaft 51 than the axis L1 of the valve shaft 42 at the tip of the valve shaft 42 is pressed, and the shaft at the tip of the valve shaft 42 A portion 42B farther from the rotation center L2 of the support shaft 51 than the center L1 is formed in a shape that cannot be pressed.
（作用）
以下、本実施形態のウェイストゲートバルブ機構２３の作用について説明する。
図１に示すように、ウェイストゲートバルブ４０の閉弁時には、弁体４１によってバイパス通路２２の出口部２２Ａが閉塞されている。
(Function)
Hereinafter, the operation of the waste gate valve mechanism 23 of the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 1, when the waste gate valve 40 is closed, the outlet portion 22 </ b> A of the bypass passage 22 is closed by the valve body 41.
そして、ウェイストゲートバルブ４０を開弁させるべくアクチュエータ２７が作動すると、支軸５１の回転中心Ｌ２を中心にアーム５０が回転駆動されるようになる。このときアーム５０の屈曲部５２によって皿ばね４４を介してワッシャ４３が押し上げられて、ウェイストゲートバルブの弁体４１がバイパス通路２２の出口部２２Ａから離間する方向に回動するようになる。これにより、ウェイストゲートバルブ４０が開弁状態となり、内燃機関１０の排気の一部がバイパス通路２２の内部を通過するようになる。 When the actuator 27 is actuated to open the waste gate valve 40, the arm 50 is driven to rotate about the rotation center L2 of the support shaft 51. At this time, the washer 43 is pushed up by the bent portion 52 of the arm 50 via the disc spring 44, and the valve element 41 of the waste gate valve rotates in a direction away from the outlet portion 22 </ b> A of the bypass passage 22. As a result, the waste gate valve 40 is opened, and a part of the exhaust gas of the internal combustion engine 10 passes through the bypass passage 22.
図３に示すように、ウェイストゲートバルブ４０の開度が所定開度（図中に「α１」で示す開度）になると、弁軸４２の先端が凸部２８に突き当たる。そして、このとき弁軸４２の先端の一部が、アクチュエータ２７による支軸５１の回転駆動を通じて、同タービンハウジング２１内壁の凸部２８に押し当てられるようになる。詳しくは、上述したように弁軸４２の先端における上記近い部分４２Ａに凸部２８が押し当てられる一方で、弁軸４２の先端における上記遠い部分４２Ｂには上記凸部２８が押し当てられない。 As shown in FIG. 3, when the opening degree of the waste gate valve 40 reaches a predetermined opening degree (an opening degree indicated by “α1” in the drawing), the tip of the valve shaft 42 comes into contact with the convex portion 28. At this time, a part of the tip of the valve shaft 42 is pressed against the convex portion 28 on the inner wall of the turbine housing 21 through the rotational drive of the support shaft 51 by the actuator 27. Specifically, as described above, the convex portion 28 is pressed against the near portion 42A at the distal end of the valve shaft 42, while the convex portion 28 is not pressed against the far portion 42B at the distal end of the valve shaft 42.
図４に示すように、このときには弁軸４２の先端と凸部２８との当接部分において、同弁軸４２の先端における上記近い部分４２Ａの変位が規制される。そのため、支軸５１の回転駆動による屈曲部５２の回動に伴って、皿ばね４４における上記弁軸４２の軸心Ｌ１よりも上記支軸５１の回転中心Ｌ２に近い部分（図中に矢印Ｃで示す部分）が大きく圧縮変形するようになる。また、このときには皿ばね４４における上記弁軸４２の軸心Ｌ１よりも上記支軸５１の回転中心Ｌ２から遠い部分（図中に矢印Ｄで示す部分）も、支軸５１の回転駆動による屈曲部５２の回動に伴って圧縮変形するようになる。ただし、弁軸４２の先端における上記遠い部分４２Ｂには凸部２８が当接しておらず、同遠い部分４２Ｂの変位が許容されるために、皿ばね４４における上記弁軸４２の軸心Ｌ１よりも上記支軸５１の回転中心Ｌ２から遠い部分の圧縮変形量は小さい。 As shown in FIG. 4, at this time, the displacement of the close portion 42 </ b> A at the tip of the valve shaft 42 is restricted at the contact portion between the tip of the valve shaft 42 and the convex portion 28. Therefore, as the bent portion 52 is rotated by the rotation of the support shaft 51, the portion of the disc spring 44 closer to the rotation center L2 of the support shaft 51 than the axis L1 of the valve shaft 42 (arrow C in the figure). The portion indicated by) is greatly compressed and deformed. Further, at this time, a portion of the disc spring 44 that is farther from the rotation center L2 of the support shaft 51 than the axis L1 of the valve shaft 42 (portion indicated by an arrow D in the drawing) is also a bent portion due to the rotational drive of the support shaft 51. With the rotation of 52, the compression deformation occurs. However, the convex portion 28 is not in contact with the distant portion 42B at the distal end of the valve shaft 42, and displacement of the distant portion 42B is allowed, so that the disc spring 44 has an axial center L1 of the valve shaft 42. In addition, the amount of compressive deformation at a portion far from the rotation center L2 of the support shaft 51 is small.
こうした皿ばね４４の圧縮変形により、弁体４１が、前記最大開度であるときの回動角度（図４中に破線で示す）に対して、バイパス通路２２の出口部２２Ａから離間する方向に所定角度（図４中に「α２」で示す角度）だけ傾くようになる。これにより、弁体４１における上記弁軸４２の軸心Ｌ１よりも上記支軸５１の回転中心Ｌ２から遠い部分（図４中に矢印Ｅで示す部分）が更にバイパス通路２２の出口部２２Ａから離間する方向に変位するようになる。なお、こうした弁体４１の傾斜は、ウェイストゲートバルブ４０の弁軸４２とアーム５０の屈曲部５２との隙間によって許容される。 Due to the compression deformation of the disc spring 44, the valve element 41 is moved away from the outlet portion 22A of the bypass passage 22 with respect to the rotation angle (indicated by a broken line in FIG. 4) when the opening degree is the maximum opening. It is inclined by a predetermined angle (an angle indicated by “α2” in FIG. 4). As a result, a portion of the valve body 41 that is farther from the rotation center L2 of the support shaft 51 than the axis L1 of the valve shaft 42 (a portion indicated by an arrow E in FIG. 4) is further away from the outlet portion 22A of the bypass passage 22. It will be displaced in the direction. Such inclination of the valve body 41 is allowed by a gap between the valve shaft 42 of the waste gate valve 40 and the bent portion 52 of the arm 50.
このように本実施形態によれば、ウェイストゲートバルブ４０が開弁されて弁軸４２の先端が凸部２８に突き当たったときに、アクチュエータ２７による支軸５１の回転駆動を通じて弁軸４２の先端を前記凸部２８に押し当てることにより、皿ばね４４を圧縮変形させる態様でウェイストゲートバルブ４０を更に変位させることができる。 As described above, according to the present embodiment, when the waste gate valve 40 is opened and the tip of the valve shaft 42 hits the convex portion 28, the tip of the valve shaft 42 is moved by rotating the support shaft 51 by the actuator 27. By pressing against the convex portion 28, the waste gate valve 40 can be further displaced in a manner in which the disc spring 44 is compressed and deformed.
ここで、バイパス通路２２を通過して出口部２２Ａから流出する排気はウェイストゲートバルブ４０の弁体４１に沿って流れることによって案内される。図５中の矢印Ｆは、弁軸４２の先端が凸部２８に当接した状態から弁体４１を更に傾斜させる本実施形態のウェイストゲートバルブ機構２３において、ウェイストゲートバルブ４０よりも排気下流側における排気の放出範囲を示している。また、図５中の矢印Ｇは、弁軸４２の先端が凸部２８に当接した状態から弁体４１を傾斜させない比較例のウェイストゲートバルブ機構において、ウェイストゲートバルブ４０よりも排気下流側における排気の放出範囲を示している。 Here, the exhaust gas that passes through the bypass passage 22 and flows out from the outlet portion 22 </ b> A is guided by flowing along the valve body 41 of the waste gate valve 40. An arrow F in FIG. 5 indicates an exhaust downstream side of the waste gate valve 40 in the waste gate valve mechanism 23 of the present embodiment that further tilts the valve body 41 from a state in which the tip of the valve shaft 42 contacts the convex portion 28. The exhaust emission range is shown. Further, an arrow G in FIG. 5 indicates that the exhaust valve downstream side of the waste gate valve 40 in the waste gate valve mechanism of the comparative example in which the valve body 41 is not inclined from the state where the tip of the valve shaft 42 contacts the convex portion 28. The exhaust emission range is shown.
図５から明らかなように、本実施形態のウェイストゲートバルブ機構２３によれば、弁体４１を傾斜させることにより、バイパス通路２２の出口部２２Ａから流出した排気を排気下流側に向けて広範囲（図中に矢印Ｇで示す範囲）にわたって広がるように放出することができるようになる。したがって、ウェイストゲートバルブ４０の排気下流における排気流れの偏りを抑えることができる。 As is apparent from FIG. 5, according to the waste gate valve mechanism 23 of the present embodiment, the exhaust gas flowing out from the outlet portion 22A of the bypass passage 22 is widened toward the exhaust downstream side by inclining the valve body 41 ( It becomes possible to release the gas so as to spread over a range indicated by an arrow G in the figure. Therefore, the deviation of the exhaust flow downstream of the waste gate valve 40 can be suppressed.
そのため、内燃機関１０の排気通路１１における上記ウェイストゲートバルブ４０よりも排気下流側に配設された排気浄化触媒１２において、排気が流入する部分の偏りを抑えることができるようになる。これにより、排気浄化触媒１２全体を効率よく利用して排気を浄化することができるようになり、また内燃機関１０の冷間始動時において排気浄化触媒１２の全体の温度を早期に上昇させることができるようになるため、排気浄化触媒１２による排気浄化性能の向上を図ることができる。 For this reason, in the exhaust purification catalyst 12 disposed on the exhaust downstream side of the exhaust gate 11 in the exhaust passage 11 of the internal combustion engine 10, it is possible to suppress the bias of the portion into which the exhaust flows. As a result, exhaust gas can be purified by efficiently using the entire exhaust purification catalyst 12, and the entire temperature of the exhaust purification catalyst 12 can be raised early when the internal combustion engine 10 is cold started. As a result, the exhaust purification performance of the exhaust purification catalyst 12 can be improved.
また、内燃機関１０の排気通路１１におけるウェイストゲートバルブ４０よりも排気下流側に排気の酸素濃度を検出するセンサ（いわゆるＡ／ＦセンサやＯ２センサ）が設けられる場合には、同センサの配設部分における排気流れの偏りを抑えることができるため、同センサによる排気酸素濃度の検出精度の向上を図ることができる。 Further, when a sensor (so-called A / F sensor or O2 sensor) for detecting the oxygen concentration of the exhaust gas is provided on the exhaust gas downstream side of the exhaust passage 11 of the internal combustion engine 10 with respect to the exhaust gate valve 40, the sensor is disposed. Since the deviation of the exhaust flow in the portion can be suppressed, it is possible to improve the detection accuracy of the exhaust oxygen concentration by the sensor.
以上説明したように、本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られる。
（１）ウェイストゲートバルブ４０の排気下流における排気流れの偏りを抑えることができる。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Unevenness of the exhaust flow downstream of the waste gate valve 40 can be suppressed.
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・ワッシャ４３と弁体４１との間に介設する圧縮ばねとしては、コイルばね等、皿ばね４４以外の種類の圧縮ばねを採用してもよい。
The above embodiment may be modified as follows.
-As a compression spring interposed between the washer 43 and the valve body 41, you may employ | adopt types of compression springs other than the disc spring 44, such as a coil spring.
１０…内燃機関、１１…排気通路、１２…排気浄化触媒、２０…過給機、２１…タービンハウジング、２１Ａ…タービン室、２２…バイパス通路、２２Ａ…出口部、２３…ウェイストゲートバルブ機構、２４…挿通孔、２５…ブッシュ、２６…リンク機構、２７…アクチュエータ、２８…凸部、４０…ウェイストゲートバルブ、４１…弁体、４２…弁軸、４２Ａ…近い部分、４２Ｂ…遠い部分、４３…ワッシャ、４４…皿ばね、５０…アーム、５１…支軸、５２…屈曲部、５３…取り付け孔、１００…ウェイストゲートバルブ機構、１１０…ウェイストゲートバルブ、１１１…弁体、１１２…弁軸、１２０…アーム、１２１…支軸、１２２…屈曲部、１３０…バイパス通路、１４０…ワッシャ、１５０…タービンハウジング、１５１…支持孔、１６０…ブッシュ、１７０…リンク機構、１８０…アクチュエータロッド。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Internal combustion engine, 11 ... Exhaust passage, 12 ... Exhaust purification catalyst, 20 ... Supercharger, 21 ... Turbine housing, 21A ... Turbine chamber, 22 ... Bypass passage, 22A ... Outlet part, 23 ... Waste gate valve mechanism, 24 ... Insertion hole, 25 ... Bush, 26 ... Link mechanism, 27 ... Actuator, 28 ... Projection, 40 ... Wastegate valve, 41 ... Valve body, 42 ... Valve shaft, 42A ... Close part, 42B ... Distant part, 43 ... Washer, 44 ... disc spring, 50 ... arm, 51 ... spindle, 52 ... bent part, 53 ... mounting hole, 100 ... waste gate valve mechanism, 110 ... waste gate valve, 111 ... valve body, 112 ... valve shaft, 120 ... Arm, 121 ... Support shaft, 122 ... Bent part, 130 ... Bypass passage, 140 ... Washer, 150 ... Turbine housing, 151 ... Support hole 160 ... Bush, 170 ... link mechanism 180 ... actuator rod.
Claims (1)
前記アームの屈曲部に形成された取り付け孔に前記ウェイストゲートバルブの弁軸が挿通されるとともに、同弁軸における前記取り付け孔から突出した部分に該取り付け孔の内径よりも外径の大きなワッシャが固定されて、前記アームに前記ウェイストゲートバルブが組み付けられているウェイストゲートバルブ機構であって、
前記支軸を回転駆動するアクチュエータと、前記ワッシャおよび前記弁体の間に介設された圧縮ばねと、前記タービンハウジングの内壁における前記ウェイストゲートバルブの開弁時に前記弁軸の先端が突き当たる位置に設けられた凸部と、を備え、
前記凸部は、前記弁軸の先端における同弁軸の軸心よりも前記支軸の回転中心に近い部分が押し当てられる形状であり、且つ前記弁軸の先端における前記軸心よりも前記支軸の回転中心から遠い部分が押し当てられない形状に形成されてなる
ウェイストゲートバルブ機構。 A waste gate valve having a valve body that closes an outlet portion of a bypass passage of the supercharger and a valve shaft that protrudes from the valve body, a support shaft that is rotatably supported by the turbine housing of the supercharger, and the support shaft An arm having a bent portion connected to the shaft and extending in the radial direction of the support shaft,
The valve shaft of the waste gate valve is inserted into an attachment hole formed in the bent portion of the arm, and a washer having an outer diameter larger than the inner diameter of the attachment hole is formed in a portion protruding from the attachment hole in the valve shaft. A waste gate valve mechanism that is fixed and the waste gate valve is assembled to the arm,
An actuator for rotationally driving the support shaft, a compression spring interposed between the washer and the valve body, and a position where the tip of the valve shaft abuts when the waste gate valve is opened on the inner wall of the turbine housing Provided with a convex portion,
The convex portion has a shape in which a portion closer to the rotation center of the support shaft than the shaft center of the valve shaft at the tip of the valve shaft is pressed, and the support is more than the shaft center at the tip of the valve shaft. A waste gate valve mechanism that is formed in a shape that does not allow the portion far from the rotation center of the shaft to be pressed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015088645A JP2016205252A (en) | 2015-04-23 | 2015-04-23 | Waste gate valve mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015088645A JP2016205252A (en) | 2015-04-23 | 2015-04-23 | Waste gate valve mechanism |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016205252A true JP2016205252A (en) | 2016-12-08 |
Family
ID=57489141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015088645A Pending JP2016205252A (en) | 2015-04-23 | 2015-04-23 | Waste gate valve mechanism |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2016205252A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108533391A (en) * | 2017-02-14 | 2018-09-14 | 丰田自动车株式会社 | Turbocharger |
| CN108625979A (en) * | 2017-03-16 | 2018-10-09 | 丰田自动车株式会社 | Exhaust gas by-pass valve for turbocharger |
| JP2019120226A (en) * | 2018-01-10 | 2019-07-22 | トヨタ自動車株式会社 | Waste gate valve of turbocharger |
| US20200088093A1 (en) * | 2016-12-27 | 2020-03-19 | Nittan Valve Co., Ltd. | Wastegate valve |
| CN111279059A (en) * | 2017-10-12 | 2020-06-12 | 维特思科科技有限责任公司 | Valve flap arrangement for a bypass valve of a turbocharger and turbocharger |
| US11333065B2 (en) | 2018-07-05 | 2022-05-17 | Ihi Corporation | Variable flow rate valve mechanism and turbocharger |
| US11519290B2 (en) | 2018-04-13 | 2022-12-06 | Ihi Corporation | Spring washer for a variable flow rate valve mechanism |
-
2015
- 2015-04-23 JP JP2015088645A patent/JP2016205252A/en active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20200088093A1 (en) * | 2016-12-27 | 2020-03-19 | Nittan Valve Co., Ltd. | Wastegate valve |
| CN108533391A (en) * | 2017-02-14 | 2018-09-14 | 丰田自动车株式会社 | Turbocharger |
| US10914189B2 (en) | 2017-02-14 | 2021-02-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Turbocharger |
| DE102018103284B4 (en) | 2017-02-14 | 2022-04-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Turbocharger with a wastegate valve |
| CN108625979A (en) * | 2017-03-16 | 2018-10-09 | 丰田自动车株式会社 | Exhaust gas by-pass valve for turbocharger |
| CN111279059A (en) * | 2017-10-12 | 2020-06-12 | 维特思科科技有限责任公司 | Valve flap arrangement for a bypass valve of a turbocharger and turbocharger |
| US11359637B2 (en) | 2017-10-12 | 2022-06-14 | Vitesco Technologies GmbH | Valve flap device for a bypass valve of a turbocharger |
| CN111279059B (en) * | 2017-10-12 | 2022-07-15 | 维特思科科技有限责任公司 | Valve flap arrangement for a bypass valve of a turbocharger and turbocharger |
| JP2019120226A (en) * | 2018-01-10 | 2019-07-22 | トヨタ自動車株式会社 | Waste gate valve of turbocharger |
| US11519290B2 (en) | 2018-04-13 | 2022-12-06 | Ihi Corporation | Spring washer for a variable flow rate valve mechanism |
| US11333065B2 (en) | 2018-07-05 | 2022-05-17 | Ihi Corporation | Variable flow rate valve mechanism and turbocharger |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2016205252A (en) | Waste gate valve mechanism | |
| JP6847965B2 (en) | Control device for exhaust turbine turbocharger | |
| JP6354847B2 (en) | Variable flow rate valve mechanism and turbocharger | |
| JP6610647B2 (en) | Variable flow rate valve mechanism and turbocharger | |
| JP5987330B2 (en) | Turbocharger | |
| JP7255720B2 (en) | Variable flow valve mechanism and supercharger | |
| JP2010174783A (en) | Exhaust throttle valve for internal combustion engine | |
| WO2016031448A1 (en) | Variable-flow-rate valve mechanism and supercharger | |
| JP2014218945A (en) | Flow rate variable valve mechanism and supercharger | |
| JP4952109B2 (en) | Turbocharger | |
| JP6201820B2 (en) | Waste gate valve mechanism | |
| JP5449559B2 (en) | Electric control actuator and turbo wastegate actuator | |
| WO2015072271A1 (en) | Valve device for exhaust gas passage | |
| JP2009114986A (en) | Supercharger | |
| JP6217597B2 (en) | Wastegate valve drive mechanism | |
| JP2018031310A (en) | Waste gate valve device of turbocharger | |
| JP6590081B2 (en) | Variable flow rate valve mechanism and turbocharger | |
| JP4935628B2 (en) | Turbocharger | |
| JP2009167855A (en) | Variable nozzle device of supercharger | |
| JP2021071074A (en) | Turbocharger | |
| JP4424060B2 (en) | Turbocharger | |
| JP2020084922A (en) | Turbo charger | |
| JP2022054703A (en) | Control device for supercharged engine | |
| JP2021110292A (en) | Turbocharger | |
| JP2012062878A (en) | Exhaust control valve |