JP2019148225A - Exhaust turbosupercharger - Google Patents

Abstract

To properly cool a portion of a waste gate passage and a tongue part without excessively increasing a flow rate of cooling water, in a turbine housing which forms a cooling water jacket so as to surround a turbine scroll chamber.SOLUTION: An inside jacket 25 and an outside jacket 26 for surrounding a turbine scroll chamber 7 are formed at a turbine housing 4 in a state of being separated to left and right sides by a center bulkhead 27. Cooling water flows in from a cooling water inlet port 28 formed at a lower end of the turbine housing 4, and is discharged from a cooling water outlet port 30 formed at an upper end of the turbine housing 4. The outside jacket 26 has a first portion 26a communicating with the cooling water inlet port 28, a second portion 26b surrounding a waste gate passenger, and a third portion 28c communicating with the cooling water outlet port. A rectification rib 32 is formed at the first port 26a. The rectification rib 32 takes a posture for making the cooling water progress toward the second portion 26b in a position above the tongue part 33.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本願発明は、内燃機関に使用する排気ターボ過給機に関するものである。   The present invention relates to an exhaust turbocharger used for an internal combustion engine.

排気ターボ過給機では、タービン翼が配置されているタービンハウジングが高温の排気ガスに晒される。そこで、タービンハウジングや軸受けハウジングが熱害を受けることを抑制するため、タービンハウジングに冷却水ジャケットを設けて水冷式とすることが提案されており、その例が特許文献１に開示されている。   In the exhaust turbocharger, the turbine housing in which the turbine blades are arranged is exposed to high-temperature exhaust gas. Then, in order to suppress that a turbine housing and a bearing housing receive heat damage, providing a cooling water jacket in a turbine housing and making it a water cooling type is proposed, and the example is indicated by patent documents 1.

さて、タービンハウジングの内部には、環状のタービンスクロール室と、このタービンスクロール室に排気ガスを送り込む入口通路と、タービン翼を駆動する仕事をした排気ガスが搬出される排気出口孔が形成されており、排気出口孔はタービン翼の回転軸心方向に開口している。   In the turbine housing, an annular turbine scroll chamber, an inlet passage for sending exhaust gas to the turbine scroll chamber, and an exhaust outlet hole for discharging exhaust gas that has worked to drive the turbine blades are formed. The exhaust outlet hole is open in the direction of the rotational axis of the turbine blade.

そして、特許文献１では、冷却水通路は、タービンスクロール室を囲う第１通路と、排気出口孔を囲う第２通路との２つの系統になっており、それぞれの通路ごとに冷却水の配管を接続している。そして、特許文献１では、第１通路の内面に、陽極酸化被膜よりなる断熱層を形成することにより、冷却性能の向上を図っている。   And in patent document 1, a cooling water channel | path consists of two systems, the 1st channel | path surrounding a turbine scroll chamber, and the 2nd channel | path surrounding an exhaust outlet hole, and piping of a cooling water for each channel | path. Connected. And in patent document 1, the improvement of cooling performance is aimed at by forming the heat insulation layer which consists of an anodized film in the inner surface of a 1st channel | path.

特開２０１５−４８８１０号公報JP2015-48810A

さて、タービンハウジングの入口通路からは、排気ガスを排気出口孔に逃がすウエイストゲート通路が分岐しており、排気ガスがウエイストゲート通路に逃げる量をウエイストゲートバルブで調節することにより、排気ターボ過給機の出力を調節している。   Now, a wastegate passage that allows exhaust gas to escape to the exhaust outlet hole is branched from the inlet passage of the turbine housing. By adjusting the amount of exhaust gas that escapes to the wastegate passage, the exhaust turbocharger is adjusted. The output of the machine is adjusted.

従って、タービンハウジングは、排気出口孔が軸受けハウジングと反対側に開口していることと、ウエイストゲート通路が軸受けハウジングと反対側に形成されていることとにより、軸受けハウジングと反対側の部分の受熱量が圧倒的に大きくなっている。   Therefore, the turbine housing has a portion on the side opposite to the bearing housing because the exhaust outlet hole is opened on the side opposite to the bearing housing and the waste gate passage is formed on the side opposite to the bearing housing. The amount of heat is overwhelmingly large.

また、ウエイストゲート通路とタービンスクロール室との境界部は、排気ガスの流れ方向に向けて薄くなった舌部になっており、この舌部により、タービンスクロール室の始端と終端とが区画されているが、舌部は薄いため熱害を受けやすい（損傷しやすい）という問題がある。   In addition, the boundary between the waste gate passage and the turbine scroll chamber is a tongue that becomes thinner in the exhaust gas flow direction, and the start and end of the turbine scroll chamber are partitioned by this tongue. However, since the tongue is thin, there is a problem that it is easily damaged by heat.

従って、タービンハウジングを冷却するに当たっては、ウエイストゲート通路の周囲部と舌部とを適切に冷却することが肝要であるが、特許文献１は、断熱処理と冷却水通路の２系統化によって冷却効果を向上できると推測できるものの、最も熱害を受けやすいウエイストゲート通路部と舌部との箇所を的確に冷却できるか否かは疑問であり、また、断熱処理にしても冷却水通路の２系統化にしても、大幅にコストアップするという問題がある。   Accordingly, in cooling the turbine housing, it is important to appropriately cool the peripheral portion and the tongue of the waste gate passage. However, Patent Document 1 discloses a cooling effect by using two systems of heat insulation processing and a cooling water passage. However, it is doubtful whether the location of the wastegate passage and tongue, which are most susceptible to heat damage, can be cooled accurately. However, there is a problem that the cost is greatly increased.

本願発明はこのような現状に鑑み成されたものであり、水冷式のタービンハウジングにおいて、熱害を受けやすい部分を的確に冷却することを、簡単な構造で実現しようとするものである。   The present invention has been made in view of such a current situation, and is intended to realize, in a water-cooled turbine housing, accurate cooling of a portion susceptible to heat damage with a simple structure.

本願発明の排気ターボ過給機は、
「タービン翼が水平状の軸心回りに回転するように配置されたタービンハウジングに、前記タービン翼を駆動する排気ガスが流れるタービンスクロール室と、前記タービンスクロール室の始端部に連通した入口通路と、前記入口通路から分岐したウエイストゲート通路とが形成されており、
更に、前記タービンハウジングの内部には、前記タービンスクロール室の終端部を形成するために、前記ウエイストゲート通路の近傍から前記タービン翼の回転方向に向けて延びる舌部が形成されており、
かつ、前記タービンハウジングの内部には、前記タービンハウジングの下端部に設けた冷却水入口ポートから冷却水が上向きに流れる冷却水ジャケットが形成されている」
という基本構成になっている。 The exhaust turbocharger of the present invention is
“A turbine scroll chamber in which turbine blades are arranged to rotate about a horizontal axis, a turbine scroll chamber through which exhaust gas that drives the turbine blades flows, an inlet passage communicating with the start end of the turbine scroll chamber, A waste gate passage branched from the entrance passage is formed,
Furthermore, in the interior of the turbine housing, in order to form a terminal portion of the turbine scroll chamber, a tongue is formed extending from the vicinity of the waste gate passage toward the rotation direction of the turbine blades,
And, inside the turbine housing, a cooling water jacket is formed in which cooling water flows upward from a cooling water inlet port provided at the lower end of the turbine housing. ''
It is the basic composition.

そして、上記基本構成において、
「前記冷却水ジャケットは、前記タービンスクロール室を囲うと共に前記冷却水入口ポートに連通した第１部分と、前記ウエイストゲート通路を囲う第２部分と、前記入口通路を囲う第３部分とを有していて、隣り合った部分は互いに連通しており、
かつ、前記冷却水ジャケットの第１部分に、当該第１部分を上向きに流れる冷却水が前記ウエイストゲート通路と舌部との間の部位を通って前記第２部分に流れるように誘導する整流リブが形成されている」
という構成が付加されている。 And in the above basic configuration,
“The cooling water jacket has a first portion that surrounds the turbine scroll chamber and communicates with the cooling water inlet port, a second portion that surrounds the waste gate passage, and a third portion that surrounds the inlet passage. And adjacent parts communicate with each other,
And a rectifying rib for guiding the cooling water flowing upward in the first portion of the cooling water jacket to flow to the second portion through a portion between the waste gate passage and the tongue. Is formed "
The structure is added.

本願発明では、タービンハウジング内部の冷却水ジャケットを、排気ガスの流れ方向に長く延びる隔壁により、軸受けハウジングの側に位置したインサイドジャケットと、排気出口孔の側に位置したアウトサイドジャケットとに分けることが可能であり、この場合は、アウトサイドジャケットを、第１〜３部分と整流リブとを有する本願発明の構成にしたらよい。   In the present invention, the cooling water jacket inside the turbine housing is divided into an inner jacket located on the bearing housing side and an outer jacket located on the exhaust outlet hole side by a partition wall extending in the exhaust gas flow direction. In this case, the outside jacket may have the configuration of the present invention having the first to third portions and the rectifying rib.

冷却水の流れは直進性を持っているため、特別の整流手段を講じていないと、冷却水ジャケットの第１部分に流入した冷却水は、第１部分から第３部分に向けて多く流れる傾向を呈して、第２部分への冷却水の流入量が必要な量よりも少なくなってしまうおそれがある。   Since the flow of the cooling water is straight, the cooling water flowing into the first part of the cooling water jacket tends to flow from the first part to the third part unless special rectifying means are provided. The amount of cooling water flowing into the second portion may be less than the required amount.

これに対して本願発明では、第１部分を流れる冷却水が第２部分に向かうように整流リブによって誘導されるため、冷却水ジャケットの第２部分に必要な量の冷却水を流して、ウエイストゲート通路の周囲の部分や舌部を、昇温してしも許容温度以下に保持されるように的確に冷却することができる。従って、タービンハウジングをアルミのような軽合金製として軽量化しつつ、実用に耐える耐久性を確保することが可能になる。   On the other hand, in the present invention, since the cooling water flowing through the first portion is guided by the rectifying rib so as to go to the second portion, a necessary amount of cooling water is allowed to flow through the second portion of the cooling water jacket to reduce the waste. The portion around the gate passage and the tongue can be accurately cooled so that even if the temperature is raised, the temperature is kept below the allowable temperature. Accordingly, it is possible to ensure durability that can be practically used while reducing the weight of the turbine housing made of a light alloy such as aluminum.

つまり、本願発明では、冷却水の流れ態様を効率化して、冷却水の流量を過度に増大させることなく、タービンハウジングを許容温度に冷却できる。しかも、タービンハウジングは受熱量に応じて冷却されるため、タービンハウジングの昇温の温度差（熱膨張差）をできるだけ小さくして、熱ひずみの発生を大幅に抑制できる。   That is, in the present invention, the turbine housing can be cooled to an allowable temperature without increasing the flow rate of the cooling water by increasing the efficiency of the flow mode of the cooling water. In addition, since the turbine housing is cooled in accordance with the amount of heat received, the temperature difference (thermal expansion difference) in the temperature rise of the turbine housing can be made as small as possible to greatly suppress the occurrence of thermal distortion.

そして、冷却水ジャケットの内部に整流リブを配置するだけの簡単な構造であるため、コストアップの問題は生じない。むしろ、リブの補強機能によってタービンハウジングの剛性を向上できるという効果も発揮するため、タービンハウジング全体の薄肉化・軽量化にも貢献可能となる。   And since it is a simple structure which arrange | positions a baffle rib inside a cooling water jacket, the problem of a cost increase does not arise. Rather, the effect that the rigidity of the turbine housing can be improved by the reinforcing function of the ribs can also be exhibited, so that it is possible to contribute to the reduction in thickness and weight of the entire turbine housing.

上記したように、冷却ジャケットをインサイドジャケットとアウトサイドジャケットとに区分して、アウトサイドジャケットを本願発明の構成にすると、特に高温になる部位において冷却水の流れを適切化できるため、上記した効果をより的確に享受できる。   As described above, when the cooling jacket is divided into the inside jacket and the outside jacket and the outside jacket is configured according to the invention of the present application, the flow of cooling water can be optimized particularly in a portion where the temperature is high, so the above-described effect Can be enjoyed more accurately.

実施形態に係るハウジングを示す図で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は底面図である。It is a figure which shows the housing which concerns on embodiment, (A) is a perspective view, (B) is a bottom view. （Ａ）はハウジングの平面図、（Ｂ）は正面図である。(A) is a top view of a housing, (B) is a front view. （Ａ）は右側面図、（Ｂ）は左側面図である。(A) is a right side view, and (B) is a left side view. 全体の縦断正面図である。It is the whole longitudinal front view. 図４の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of FIG. 図５のVI-VI 視断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI in FIG. 5. 冷却水ジャッケトを示す図で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は側面図である。It is a figure which shows a cooling water jacket, (A) is a perspective view, (B) is a side view.

(1).概要
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１〜４を参照して概要を説明する。本実施形態では、方向を明確にするため前後・左右・上下の文言を使用するが、回転軸の長手方向を左右方向として、これと直交すると共にシリンダヘッドＨ（図１（Ｂ）や図２（Ａ）参照）の排気側面と直交した方向を前後方向として、シリンダヘッドから向いた方向を前としている。上下方向は鉛直方向である。念のため、図１，２等に方向を明示している。 (1). Outline Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, an outline will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, front / rear / left / right / upper / lower words are used to clarify the direction, but the longitudinal direction of the rotation axis is the left / right direction, and the cylinder head H (FIG. 1B) or FIG. The direction perpendicular to the exhaust side of (A) is the front-rear direction, and the direction facing the cylinder head is the front. The vertical direction is the vertical direction. As a precaution, the directions are clearly shown in FIGS.

図４に示すように、排気ターボ過給機は、ねじれた羽根を有するタービン翼１及びコンプレッサ翼２を備えており、両者は、水平姿勢の回転軸３の一端部と他端部とに固定されている。また、排気ターボ過給機は、タービンハウジング４とコンプレッサハウジング５、及び、両者の間に位置した軸受けハウジング（軸受けハウジング）６とを有しており、タービンハウジング４と軸受けハウジング６とは、アルミの鋳造品として一体に製造されている。コンプレッサハウジング５は、アルミのダイキャスト品又は鋳造品である。   As shown in FIG. 4, the exhaust turbocharger includes a turbine blade 1 having a twisted blade and a compressor blade 2, both of which are fixed to one end and the other end of the horizontal rotation shaft 3. Has been. The exhaust turbocharger has a turbine housing 4 and a compressor housing 5 and a bearing housing (bearing housing) 6 positioned between the two. The turbine housing 4 and the bearing housing 6 are made of aluminum. It is integrally manufactured as a casting product. The compressor housing 5 is an aluminum die-cast product or cast product.

タービンハウジング４には、タービン翼１を囲うようにタービンスクロール室７が形成されていると共に、タービン翼１の回転軸心方向に開口した排気出口孔８が形成されている。タービンスクロール室７は、タービン翼１の回転軸心からの距離が始端から終端に向けて徐々に小さくなる渦巻き形状になっており、その始端（上端）に、シリンダヘッドＨに向けて開口した入口通路９（図４参照）が連通している。   In the turbine housing 4, a turbine scroll chamber 7 is formed so as to surround the turbine blade 1, and an exhaust outlet hole 8 opened in the direction of the rotational axis of the turbine blade 1 is formed. The turbine scroll chamber 7 has a spiral shape in which the distance from the rotational axis of the turbine blade 1 gradually decreases from the start end to the end, and an inlet opening toward the cylinder head H at the start end (upper end). A passage 9 (see FIG. 4) communicates.

従って、タービンハウジング４は、タービンスクロール室７が形成された円形状部４ａと、入口通路９が形成された入口筒部４ｂとを有しており、かつ、軸受けハウジング６と反対側に突出したサイド張り出し部４ｃが、円形状部４ａ及び入口筒部４ｂと一体に繋がった状態で形成されている。入口筒部４ｂの後端には、シリンダヘッドＨ（又は排気マニホールドの集合部）にボルトで固定される入口側フランジ４ｄが形成されている。   Accordingly, the turbine housing 4 has a circular portion 4a in which the turbine scroll chamber 7 is formed and an inlet cylinder portion 4b in which the inlet passage 9 is formed, and protrudes on the opposite side to the bearing housing 6. The side projecting portion 4c is formed in a state of being integrally connected to the circular portion 4a and the inlet tube portion 4b. At the rear end of the inlet cylinder portion 4b, an inlet side flange 4d is formed which is fixed to the cylinder head H (or an exhaust manifold assembly portion) with a bolt.

また、図４（図１（Ａ）も参照）に示すように、入口通路９から分岐したウエイストゲート通路１０が、軸受けハウジング６と反対側に向けて開口しており、ウエイストゲート通路１０と排気出口孔８とは、サイド張り出し部４ｃの内部で連通している。このため、サイド張り出し部４ｃは上下に長い形態になっている。   Further, as shown in FIG. 4 (see also FIG. 1 (A)), a waste gate passage 10 branched from the inlet passage 9 opens toward the opposite side of the bearing housing 6, and the waste gate passage 10 and the exhaust gas are exhausted. The outlet hole 8 communicates with the inside of the side protruding portion 4c. For this reason, the side overhang | projection part 4c has a long form up and down.

ウエイストゲート通路１０は、図示しないウエイストゲートバルブで開閉される。サイド張り出し部４ｃの上端部には、ウエイストゲートバルブを駆動する弁軸が嵌まる弁軸孔１１が、上下に貫通した状態に形成されている。従って、サイド張り出し部４ｃの内部のうちその上部は、ウエイストゲートバルブの回動を許容するウエイストゲート空間１２になっている。なお、ウエイストゲートバルブは、コンプレッサハウジング５にブラケットを介して取付けられたダイヤフラム式のアクチュェータによって駆動される。   The waste gate passage 10 is opened and closed by a waste gate valve (not shown). A valve shaft hole 11 into which a valve shaft for driving the waste gate valve is fitted is formed in the upper end portion of the side projecting portion 4c so as to penetrate vertically. Accordingly, the upper portion of the side projecting portion 4c is a waste gate space 12 that allows the waste gate valve to rotate. The waste gate valve is driven by a diaphragm actuator attached to the compressor housing 5 via a bracket.

タービンハウジング４のサイド張り出し部４ｃには出口側フランジ１３が形成されており、図示は省略するが、この出口側フランジ１３に、触媒ケースが固定される（排気管を固定してもよい。）。   An outlet flange 13 is formed on the side projecting portion 4c of the turbine housing 4, and although not shown, a catalyst case is fixed to the outlet flange 13 (an exhaust pipe may be fixed). .

図４に示すように、コンプレッサハウジング５には、吸気入口１４と、コンプレッサ翼２の外側に位置したコンプレッサスクロール室１５とが形成されており、コンプレッサスクロール室１５で加圧された吸気は、排出口１６から吸気系に排出される。コンプレッサハウジング５は、Ｃ形又は２つ割り状のリング１７を介して軸受けハウジング６とボルト１８で連結されている。このため、軸受けハウジング６の端部にはフランジ６ａを形成している。   As shown in FIG. 4, the compressor housing 5 is formed with an intake inlet 14 and a compressor scroll chamber 15 located outside the compressor blades 2. The intake air pressurized in the compressor scroll chamber 15 is exhausted. The gas is discharged from the outlet 16 to the intake system. The compressor housing 5 is connected to the bearing housing 6 by bolts 18 via a C-shaped or split ring 17. For this reason, a flange 6 a is formed at the end of the bearing housing 6.

軸受けハウジング６には、フローティングメタル１９を介して回転軸３を回転自在に保持する軸受け部２０が形成されている。また、軸受けハウジング６には、上向きに開口したオイル供給穴２１と、下向きに開口したオイル排出穴２２とが形成されている。回転軸３のシール構造は、本願発明との関係はないので説明を省略する。   The bearing housing 6 is formed with a bearing portion 20 that rotatably holds the rotating shaft 3 via a floating metal 19. The bearing housing 6 is formed with an oil supply hole 21 opened upward and an oil discharge hole 22 opened downward. Since the seal structure of the rotating shaft 3 is not related to the present invention, the description thereof is omitted.

回転軸３の一端部は大径部３ａに形成されており、この大径部３ａがタービン翼１に圧入されている。また、大径部３ａには、タービンハウジング４の軸受け部に摺接するシール材２３（図５参照）を装着している。   One end of the rotating shaft 3 is formed in a large diameter portion 3 a, and the large diameter portion 3 a is press-fitted into the turbine blade 1. Further, a seal member 23 (see FIG. 5) that is in sliding contact with the bearing portion of the turbine housing 4 is attached to the large diameter portion 3a.

図４，５のとおり、排気出口孔８には、タービンスクロール室７の内周部を構成するシュラウドピース２４が装着されている。すなわち、タービンスクロール室７の内径はタービン翼１の外径よりも小さいため、タービン翼１の嵌め込みを許容しつつタービンスクロール室７を形成するために、別部材のシュラウドピース２４を後付けている。   As shown in FIGS. 4 and 5, a shroud piece 24 constituting the inner peripheral portion of the turbine scroll chamber 7 is attached to the exhaust outlet hole 8. That is, since the inner diameter of the turbine scroll chamber 7 is smaller than the outer diameter of the turbine blade 1, another shroud piece 24 is retrofitted in order to form the turbine scroll chamber 7 while allowing the turbine blade 1 to be fitted.

(2).冷却構造
タービンハウジング４には、冷却水が流れる冷却水ジャケットを形成している。冷却水ジャケットは、軸受けハウジング６の側に位置したインサイドジャケット２５と、排気出口孔８の側に位置したアウトサイドジャケット２６とで構成されており、両者は、排気ガスの流れ方向に長く延びるセンター隔壁２７によって、左右に分離している。 (2) Cooling structure The turbine housing 4 is formed with a cooling water jacket through which cooling water flows. The cooling water jacket is composed of an inside jacket 25 located on the bearing housing 6 side and an outside jacket 26 located on the exhaust outlet hole 8 side, both of which extend long in the exhaust gas flow direction. A partition wall 27 separates the right and left sides.

図４，５に示すように、インサイドジャケット２５とアウトサイドジャケット２６とは下端において連通しており、タービンハウジング４における円形状部４ａの下端には、インサイドジャケット２５及びアウトサイドジャケット２６に向けて冷却水を送る冷却水入口ポート２８が、下向きに開口するように形成されている。冷却水入口ポート２９には、継手パイプ３１を介してホースが接続されている。   As shown in FIGS. 4 and 5, the inside jacket 25 and the outside jacket 26 communicate with each other at the lower end, and the lower end of the circular portion 4 a in the turbine housing 4 faces the inside jacket 25 and the outside jacket 26. A cooling water inlet port 28 for sending cooling water is formed so as to open downward. A hose is connected to the cooling water inlet port 29 via a joint pipe 31.

インサイドジャケット２５とアウトサイドジャケット２６とは、上端においても連通している。そこで、タービンハウジング４における入口筒部４ｂの上端部には、インサイドジャケット２５及びアウトサイドジャケット２６に連通した冷却水出口ポート３０が上向きに形成されている。出口ポート３０には、継手パイプ３１を介してホースが接続されている。   The inside jacket 25 and the outside jacket 26 communicate with each other also at the upper end. Therefore, a cooling water outlet port 30 communicating with the inside jacket 25 and the outside jacket 26 is formed upward at the upper end portion of the inlet cylinder portion 4 b in the turbine housing 4. A hose is connected to the outlet port 30 via a joint pipe 31.

内外のジャケット２５，２６のうち特にアウトサイドジャケット２６の形態は、図７において明示している。この図に示すように、アウトサイドジャケット２６は、タービンスクロール室７を囲う第１部分２６ａと、ウエイストゲート通路１０を囲う第２部分２６ｂと、入口通路９を片側から囲う第３部分２６ｃと、排気出口孔８を囲う第４部分２６ｄとを有しており、隣り合った部分は互いに連通している。冷却水入口ポート２８は第１部分２６ａの下端に連通しており、冷却水出口ポート３１は第３部分２６ｃの上端に連通している。   Of the inner and outer jackets 25, 26, the form of the outside jacket 26 is particularly shown in FIG. As shown in this figure, the outside jacket 26 includes a first portion 26a that surrounds the turbine scroll chamber 7, a second portion 26b that surrounds the waste gate passage 10, a third portion 26c that surrounds the inlet passage 9 from one side, And a fourth portion 26d surrounding the exhaust outlet hole 8, and the adjacent portions communicate with each other. The cooling water inlet port 28 communicates with the lower end of the first portion 26a, and the cooling water outlet port 31 communicates with the upper end of the third portion 26c.

図４，５に示すように、センター隔壁２７のうち冷却水入口ポート２８に露出した部位は、軸受けハウジング６の側にずれるようにオフセットされている。従って、図１（Ｂ）に明示するように、冷却水入口ポート２８の軸心方向から見て、アウトサイドジャケット２６の開口面積が、インサイドジャケット２５の開口面積よりも大きくなっている。   As shown in FIGS. 4 and 5, the portion of the center partition wall 27 exposed to the cooling water inlet port 28 is offset so as to be displaced toward the bearing housing 6. Therefore, as clearly shown in FIG. 1B, the opening area of the outside jacket 26 is larger than the opening area of the inside jacket 25 when viewed from the axial direction of the cooling water inlet port 28.

更に、センター隔壁２７のうち、アウトサイドジャケット２６の第１部分２６ａに位置した部位（便宜的に、この部分を下側部分２７ａと呼ぶ）の左右方向の幅寸法（厚さ）Ｔ１は、アウトサイドジャケット２６のうち第３部分２６ｃに位置した部分（便宜的に、この部分を上側部分２７ｂと呼ぶ）の厚さＴ２よりも大きくなっており、かつ、第１部分の厚さＴ１は、冷却水入口ポート２８から下流側に向けて（上に行くに従って）徐々に大きくなっている。Ｔ１はＴ２の数倍の大きさになっている。   Furthermore, the width dimension (thickness) T1 in the left-right direction of a portion of the center partition wall 27 located in the first portion 26a of the outside jacket 26 (for convenience, this portion is referred to as the lower portion 27a) is The portion of the side jacket 26 positioned at the third portion 26c (for convenience, this portion is referred to as the upper portion 27b) is larger than the thickness T2, and the thickness T1 of the first portion is the cooling temperature. It gradually increases from the water inlet port 28 toward the downstream side (as it goes up). T1 is several times larger than T2.

図７に示すように、センター隔壁２７の高さは、下側部分２７ａの箇所での高さＨ１が上側部分２７ｂの高さＨ２よりも高くなっている。従って、ジャケットの通路の断面積は、第３部分２６ｃよりも第１部分２６ａの方が大きくなっている。図７に示すように、アウトサイドジャケット２６の第１部分２６ａの上部には、下方から流れてきた冷却水が第２部分２６ｂに向けて多く流れるように方向付ける整流リブ３２を設けている。   As shown in FIG. 7, the height of the center partition wall 27 is such that the height H1 at the lower portion 27a is higher than the height H2 of the upper portion 27b. Accordingly, the cross-sectional area of the jacket passage is larger in the first portion 26a than in the third portion 26c. As shown in FIG. 7, on the upper part of the first portion 26a of the outside jacket 26, there are provided rectifying ribs 32 that direct the cooling water flowing from below toward the second portion 26b.

タービンスクロール室７の断面積は、始端から終端に向けて小さくなっており、かつ、始端と終端とは連通している。そして、タービンスクロール室７の始端と終端との境界部は、図５，６，７（Ｂ）で示す舌部３３によって構成されている。換言すると、タービンハウジング４では、タービンスクロール室７の始端と終端とが連通しているという特性から、舌部３３が必須の要素として存在している。   The cross-sectional area of the turbine scroll chamber 7 decreases from the start end toward the end, and the start end and the end end communicate with each other. And the boundary part of the start end of the turbine scroll chamber 7 and a termination | terminus is comprised by the tongue part 33 shown to FIG. In other words, in the turbine housing 4, the tongue 33 is present as an essential element because the start end and the end of the turbine scroll chamber 7 communicate with each other.

そして、図６及び図７（Ｂ）に示すように、整流リブ３２は、タービン翼１の回転軸線方向から見た側面視において、舌部３３とアウトサイドジャケット２６の第２部分２６ｂとの間に向かうように、上に行くに従って高くなるように傾斜している（僅かに湾曲している。）。更に述べると、整流リブ３２は、側面視において、冷却水の流れ方向と交差する方向に長い傾斜姿勢になっている。   As shown in FIGS. 6 and 7B, the rectifying rib 32 is between the tongue 33 and the second portion 26b of the outside jacket 26 in a side view as viewed from the rotational axis direction of the turbine blade 1. It is inclined so as to become higher as it goes up (slightly curved). More specifically, the rectifying rib 32 has a long inclined posture in a direction crossing the flow direction of the cooling water in a side view.

なお、図７に一点鎖線で示すように、タービンハウジング４の円形状部４ａに円形のダミー通路３４が形成されているが、このダミー通路３４は、タービンハウジング４を鋳型で鋳造するにおいて、中子型を安定させるためにできたものであり、冷却水の流れには寄与しておらず、プラグで塞がれている。   In addition, as shown by a one-dot chain line in FIG. 7, a circular dummy passage 34 is formed in the circular portion 4a of the turbine housing 4, and this dummy passage 34 is formed when the turbine housing 4 is cast with a mold. It was made to stabilize the child mold, does not contribute to the flow of cooling water, and is plugged with a plug.

タービンハウジング４は、大まかには、冷却水ジャケット２５，２６によってインナーシェル体とアウターシェル体とに分かれており、内外のシェル体はセンター隔壁２７によって接続されているが、内外のシェル体は、センター隔壁２７のみによって接続されている訳ではなく、複数箇所においてブリッジ状リブ（図示せず）で接続されており、これにより、必要な剛性を確保している。   The turbine housing 4 is roughly divided into an inner shell body and an outer shell body by cooling water jackets 25 and 26, and the inner and outer shell bodies are connected by a center partition wall 27. It is not connected only by the center partition wall 27 but is connected by bridge-like ribs (not shown) at a plurality of locations, thereby ensuring the necessary rigidity.

(3).まとめ
さて、タービンハウジング４は排気ガスによって昇温するが、排気出口孔８やウエイストゲート通路１０を設けている部位（サイド張り出し部４ｃの部位）が特に排気ガスによる受熱量が大きい。また、舌部３３は、その構造上、熱害を受けて損傷しやすい。従って、サイド張り出し部４ｃの側と舌部３３とは、強く冷却する必要がある。 (3). Summary The turbine housing 4 is heated by the exhaust gas, but the portion where the exhaust outlet hole 8 and the waste gate passage 10 (the portion of the side projecting portion 4c) is particularly large in the amount of heat received by the exhaust gas. . Moreover, the tongue part 33 is easily damaged by heat damage due to its structure. Therefore, it is necessary to cool the side projecting portion 4c side and the tongue portion 33 strongly.

そして、本実施形態では、冷却水入口ポート２８に送られた冷却水は、インサイドジャケット２５とアウトサイドジャケット２６とに分かれて流れ込むが、冷却水入口ポート２８において、アウトサイドジャケット２６の開口面積がインサイドジャケット２５の開口面積よりも大きいため、冷却水は、インサイドジャケット２５よりもアウトサイドジャケット２６に多く流れていく。   In the present embodiment, the cooling water sent to the cooling water inlet port 28 flows separately into the inside jacket 25 and the outside jacket 26, but the opening area of the outside jacket 26 has an opening area at the cooling water inlet port 28. Since the opening area of the inside jacket 25 is larger, the cooling water flows more to the outside jacket 26 than to the inside jacket 25.

従って、タービンハウジング４のうち、受熱量が大きいサイド張り出し部４ｃの側を強く冷却できる。その結果、タービンハウジング４がアルミ製であっても、温度上昇を耐用限度内に抑えて、高い耐久性・実用性を確保することができる。   Accordingly, it is possible to strongly cool the side of the turbine housing 4 on the side projecting portion 4c where the amount of heat received is large. As a result, even if the turbine housing 4 is made of aluminum, the temperature rise can be suppressed within the service life limit, and high durability and practicality can be ensured.

更に、アウトサイドジャケット２６の第１部分２６ａと第３部分２６ｃとは、排気ガスの流れ方向に沿って滑らかに連続しているため、何等の手段を講じないと、冷却水の直進性により、冷却水が第１部分２６ａから第３部分２６ｃに多く流れる傾向を呈するが、本実施形態では、第１部分２６ａの中途部に整流リブ３２が存在するため、冷却水は第２部分２６ｂに多く流れるように方向付けられる。これにより、ウエイストゲート通路１０の周囲の部分（受熱量が多いサイド張り出し部４ｃ）を的確に冷却できる。   Furthermore, since the first portion 26a and the third portion 26c of the outside jacket 26 are smoothly continuous along the flow direction of the exhaust gas, unless any means is taken, Although the cooling water tends to flow from the first portion 26a to the third portion 26c in a large amount, in the present embodiment, since the rectifying rib 32 is present in the middle of the first portion 26a, the cooling water is large in the second portion 26b. Oriented to flow. As a result, the portion around the waste gate passage 10 (side projecting portion 4c having a large amount of heat received) can be accurately cooled.

また、整流リブ３２は、冷却水の熱を吸収する放熱材としても機能するが、図５と図７（Ｂ）とから理解できるように、整流リブ３２は舌部３３の下方に位置しつつ、舌部３３とは近接しているため、舌部３３が受けた熱の相当量が整流リブ３２によって放熱される。従って、舌部３３の冷却性能も向上できる。   The flow regulating rib 32 also functions as a heat radiating material that absorbs the heat of the cooling water. However, as can be understood from FIGS. 5 and 7B, the flow straightening rib 32 is positioned below the tongue 33. Since the tongue portion 33 is close, a considerable amount of heat received by the tongue portion 33 is radiated by the rectifying rib 32. Therefore, the cooling performance of the tongue 33 can also be improved.

また、整流リブ３２は、その左右両端が、アウトサイドジャケット２６における第１部分２６ａの左右内側面に繋がっているため、補強リブとしても機能している。従って、タービンハウジング４の剛性の向上にも貢献している。   Moreover, since the both right and left ends of the rectifying rib 32 are connected to the left and right inner surfaces of the first portion 26 a in the outside jacket 26, the rectifying rib 32 also functions as a reinforcing rib. Therefore, the rigidity of the turbine housing 4 is also improved.

なお、図７（Ｂ）に明示するように、整流リブ３２は、排気出口孔８を挟んで前後方向の手前側（入口側フランジ４ｄと反対側）に配置されているが、整流リブ３２は冷却水の流れに対して抵抗になるため、冷却水入口ポート２８から噴出した冷却水は、後ろ側にも多く流れる傾向を呈する。このため、排気出口孔８の周囲をまんべんなく冷却できると共に、第２部分２６ｂに対して後ろ側からも冷却水を多く流すことができる。これらの面からも、ウエイストゲート通路１０の周囲の部分を適切に冷却することができる。   As clearly shown in FIG. 7B, the rectifying rib 32 is disposed on the front side in the front-rear direction across the exhaust outlet hole 8 (on the side opposite to the inlet side flange 4d). Since it becomes resistance to the flow of the cooling water, the cooling water ejected from the cooling water inlet port 28 tends to flow in the rear side. For this reason, while being able to cool the circumference | surroundings of the exhaust outlet hole 8 uniformly, much cooling water can be poured from the back side with respect to the 2nd part 26b. Also from these surfaces, the portion around the wastegate passage 10 can be appropriately cooled.

実施形態のように、排気出口孔８を囲う第４部分２６ｄを設けると、サイド張り出し部４ｃの冷却水機能を向上できるが、整流リブ３２が冷却水の流れに対して抵抗として作用するため、冷却水は第４部分２６ｄに向かいやすくなっている。従って、整流リブ３２は、サイド張り出し部４ｃの冷却性向上にも貢献している。   If the fourth portion 26d surrounding the exhaust outlet hole 8 is provided as in the embodiment, the cooling water function of the side projecting portion 4c can be improved, but the rectifying rib 32 acts as a resistance against the flow of cooling water. The cooling water is easily directed to the fourth portion 26d. Therefore, the rectifying rib 32 contributes to improving the cooling performance of the side projecting portion 4c.

タービンハウジング４と軸受けハウジング６とを一体化したハウジングの冷却において重要なことは、損傷や変形などを生じることなくタービン翼１及び回転軸３の円滑な回転を確保できる許容限度以内にタービンハウジング４の昇温を抑制することと、熱ひずみが発生しないように熱膨張をできるだけ均等化することであるが、本実施形態では、整流リブ３２等の工夫により、できるだけ少ない量の冷却水で、必要な冷却性能の確保と熱膨張の均等化とを実現している。   What is important in cooling the housing in which the turbine housing 4 and the bearing housing 6 are integrated is that the turbine housing 4 is within an allowable limit capable of ensuring smooth rotation of the turbine blades 1 and the rotating shaft 3 without causing damage or deformation. Is to equalize the thermal expansion as much as possible so that thermal distortion does not occur. In this embodiment, it is necessary to use as little cooling water as possible by devising the rectifying rib 32 and the like. Secures cooling performance and equalizes thermal expansion.

本願発明は、図示の形態の他にも様々に具体化できる。例えば、軸受けハウジングと別体に構成されたタービンハウジングにも適用可能である。また、図示した整流リブの下方に補助整流リブを設ける、といったことも可能である。   The present invention can be embodied in various ways other than the illustrated form. For example, the present invention can also be applied to a turbine housing configured separately from a bearing housing. It is also possible to provide auxiliary rectifying ribs below the illustrated rectifying ribs.

本願発明は、内燃機関の排気ターボ過給機に具体化できる。従って、産業上利用できる。   The present invention can be embodied in an exhaust turbocharger of an internal combustion engine. Therefore, it can be used industrially.

１ タービン翼
２ コンプレッサ翼
３ 回転軸
４ タービンハウジング
４ａ 円形状部
４ｂ 入口筒部
４ｃ サイド張り出し部
５ コンプレッサハウジング
６ 軸受けハウジング
７ タービンスクロール室
８ 排気出口孔
２５ インサイドジャケット
２６（２６ａ〜２６ｄ） アウトサイドジャケット
２７ センター隔壁
２８ 冷却水入口ポート
３０ 冷却水出口ポート
３２ 整流リブ
３３ 舌部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Turbine blade 2 Compressor blade 3 Rotating shaft 4 Turbine housing 4a Circular part 4b Inlet cylinder part 4c Side protrusion part 5 Compressor housing 6 Bearing housing 7 Turbine scroll chamber 8 Exhaust outlet hole 25 Inside jacket 26 (26a-26d) Outside jacket 27 Center partition wall 28 Cooling water inlet port 30 Cooling water outlet port 32 Rectification rib 33 Tongue

Claims (1)

タービン翼が水平状の軸心回りに回転するように配置されたタービンハウジングに、前記タービン翼を駆動する排気ガスが流れるタービンスクロール室と、前記タービンスクロール室の始端部に連通した入口通路と、前記入口通路から分岐したウエイストゲート通路とが形成されており、
更に、前記タービンハウジングの内部には、前記タービンスクロール室の終端部を形成するために、前記ウエイストゲート通路の近傍から前記タービン翼の回転方向に向けて延びる舌部が形成されており、
かつ、前記タービンハウジングの内部には、前記タービンハウジングの下端部に設けた冷却水入口ポートから冷却水が上向きに流れる冷却水ジャケットが形成されている構成であって、
前記冷却水ジャケットは、前記タービンスクロール室を囲うと共に前記冷却水入口ポートに連通した第１部分と、前記ウエイストゲート通路を囲う第２部分と、前記入口通路を囲う第３部分とを有していて、隣り合った部分は互いに連通しており、
かつ、前記冷却水ジャケットの第１部分に、当該第１部分を上向きに流れる冷却水が前記ウエイストゲート通路と舌部との間の部位を通って前記第２部分に流れるように誘導する整流リブが形成されている、
排気ターボ過給機。 A turbine housing that is arranged so that the turbine blades rotate about a horizontal axis, a turbine scroll chamber through which exhaust gas that drives the turbine blades flows, and an inlet passage that communicates with the start end of the turbine scroll chamber; A waste gate passage branched from the entrance passage is formed,
Furthermore, in the interior of the turbine housing, in order to form a terminal portion of the turbine scroll chamber, a tongue is formed extending from the vicinity of the waste gate passage toward the rotation direction of the turbine blades,
And, inside the turbine housing, a cooling water jacket is formed in which cooling water flows upward from a cooling water inlet port provided at the lower end of the turbine housing,
The cooling water jacket includes a first portion that surrounds the turbine scroll chamber and communicates with the cooling water inlet port, a second portion that surrounds the waste gate passage, and a third portion that surrounds the inlet passage. Adjacent parts communicate with each other,
And a rectifying rib for guiding the cooling water flowing upward in the first portion of the cooling water jacket to flow to the second portion through a portion between the waste gate passage and the tongue. Is formed,
Exhaust turbocharger.

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