JP5193093B2 - 可変容量型排気ターボ過給機 - Google Patents
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Description
また、バルブカバー7を使用する構造は、コスト、パッケージングの手間、ガス漏れなどを考慮すると、好ましくない。
本発明は、内燃機関の排気ガスが内部に導入されるタービンハウジングと、該タービンハウジング内に設けられて回転駆動されるタービンホイールと、該タービンホイールを回転駆動させる排気ガスの流れを内周側と外周側とに区画してなる内側スクロール流路及び外側スクロール流路、が形成された前記タービンハウジングの内部に設けられ、前記内側スクロール流路及び外側スクロール流路への排気ガス流量を制御するフローコントロールバルブと、軸受ハウジングを介して前記タービンハウジングに連結されるコンプレッサハウジングと、を備える可変容量型排気ターボ過給機であって、
前記フローコントロールバルブはフラップバルブであり、排気ガスが流れる吸入口挿入管部と、該吸入口挿入管部に設けられた前記フラップバルブとを有する吸入口構造体が、前記内側スクロール流路及び外側スクロール流路が形成されたタービンハウジング本体の排気ガス流入口に設けられるとともに、該吸入口構造体は、前記タービンハウジング本体の排気ガス流入口に挿入されて別体として取り付けられ、さらに該吸入口挿入管部は、前記タービンハウジング本体の排気ガス流入口に挿入されて該吸入口挿入管部の外側とタービンハウジング本体との間に空気層を形成して二重管構造を形成し、排ガスを該吸入口挿入管部の内側にのみ流すように取り付けられ、前記タービンハウジング本体の排気ガス流入口には、前記内側スクロール流路と前記外側スクロール流路とを区画する仕切り部が設けられ、該仕切り部の排気ガス流入口側の端部に位置する前記吸入口構造体には、前記フラップバルブが着座する着座部が形成され、前記フラップバルブは、前記着座部に着座する位置と、管方向に沿った位置との間を回動自在にされ、前記フラップバルブが管方向に沿った位置にあるときは、フラップバルブは、吸入口挿入管部の外側に位置して排気ガスの流れを妨げない構造にされていることを特徴とする。
かかる発明では、フラップバルブが、仕切り部の端部に位置する前記吸入口構造体の着座部に着座する位置と、管方向に沿った位置との間を回動自在にされているので、従来用いられたバルブカバーが不要となり、バルブカバーシート面からのガス漏れが発生することがないことに加え、タービンアッセンブリの簡易構造化及び小型化が図られ熱容量を小さくすることができる。ひいては、排気ガス浄化触媒が活性化されるまでの時間が短縮される。また、エンジン高速運転時に外側スクロール流路に排気ガスを流通させると、フラップバルブが管方向に沿った位置に配置されるので、排気ガスの流れは妨げられない。より具体的には、フラップバルブが管方向に沿った位置にあるときは、フラップバルブは、フラップバルブに連結されたアーム部材と共に吸入口挿入管部の外側に位置して排気ガスの流れを妨げない構造にされている。そのため、排気ガスの圧力損失が低減され、タービン効率が向上する。さらに、バルブカバー、ガスケット、及びこれらを取り付けるボルトが不要となり、生産コストを低減させることができる。
かかる発明では、吸入口構造体が別体として取り付けられるので、フラップバルブや、フラップバルブと連結されるアーム部材などの組付けを容易に行うことができる。
かかる発明では、吸入口挿入管部がタービンハウジング本体の排気ガス流入口に挿入されることで、二重管構造にされているため、排気ガスを内側の管にのみ流すことが可能であり、外側の管と内側の管との間に空気層を形成することができる。このように空気層を形成すると、断熱性に優れ、排気ガスの温度が高く維持され、排気ガス浄化触媒が活性化されるまでの時間を短縮させることができる。
かかる発明では、吸入口挿入管部が薄肉の板金により形成されており、タービンハウジング入口の外側の管との二重管構造となっているため、タービンハウジングに伝熱により伝わる熱量が低減され、排ガスの温度を高く維持することができるため、排気ガス浄化触媒が活性化されるまでの時間が短縮される。
かかる発明では、フラップバルブの着座時のシール性が高まるため、内側スクロールに流れる排気ガスが外側スクロールに漏れることが防止される。このため、フラップバルブ着座時のタービン性能の低下を低減することができる。
かかる発明では、着座部に研磨加工が施されているので、フラップバルブの着座時のシール性がさらに高まる。
かかる発明では、タービンハウジング本体が板金で形成されているので、タービンアッセンブリの熱容量を小さくすることができる。ひいては、排気ガス浄化触媒が活性化されるまでの時間が短縮される。
図1は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第1参考例を示している。本第1参考例の可変容量型排気ターボ過給機は、
内燃機関の排気ガスが内部に導入されるタービンハウジング1と、該タービンハウジング1内に設けられて回転駆動されるタービンホイール3とを備えている。
また、この過給機は、このタービンハウジング1に締結される軸受ハウジングユニット5と、この軸受ハウジングユニット5がその内側に収納された状態で連結されるコンプレッサハウジング2とを備えている。そして、軸受ハウジングユニット5とタービンハウジング1と内包される空間には、タービンホイール3と固定べーン4が収容される(図示はしないがコンプレッサホイールも同様に存在する)。なお、本第1参考例では、タービンハウジング1は板金で形成されており、タービンアッセンブリの熱容量を小さくすることができる。
また、タービンハウジング本体14の排気ガス流入口側には、フランジ部となる吸気板部11cが形成され、該吸気板部11cの内側に位置する流路壁には、フラップバルブ12が着座する第2の着座部11c1が形成されている。そのため、長期間繰り返してフラップバルブ12の衝撃が加わっても着座部11c1は強度的に十分に耐えることができる。また、外側スクロール流路T2への排気ガスの流れをより的確に遮断することができる。
また、着座部11bには研磨加工が施されているので、フラップバルブ12の着座時のシール性がさらに高まる。
図4は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の実施形態の内部構造を示している。なお、この実施形態では、第1参考例と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図に示すように、排気ガスが流れる吸入口挿入管部17と、該吸入口挿入管部17に設けられたフラップバルブ12と、を有する吸入口構造体13が、仕切り部14aにより区画されて内側スクロール流路T1と外側スクロール流路T2が形成されたタービンハウジング本体14の排気ガス流入口に設けられている。吸入口挿入管部17は、板金により形成されており、タービンハウジング入口の外側の管との二重管構造となっているため、タービンハウジングに伝熱により伝わる熱量が低減され、排ガスの温度を高く維持することができるため、排気ガス浄化触媒が活性化されるまでの時間が短縮される。
フラップバルブ12の開閉は、図5の模式図に示すように、アーム部材15及びレバー部材16を介して行われる。本実施形態では、フラップバルブ12は長方形の板状部材である。
図7は、本発明の可変容量型排気ターボ過給機の第2参考例の内部構造を示している。なお、この参考例では、第1参考例と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図に示すように、内側スクロール流路T1と外側スクロール流路T2が形成されたタービンハウジング本体14の排気ガス流入口には、バタフライバルブ12Aが設けられ、タービンハウジング本体14の排気ガス流入口には、内側スクロール流路T1と外側スクロール流路T2とを区画する仕切り部14aが設けられている。この仕切り部14aの排気ガス流入口側の端部には、バタフライバルブ12Aが着座する着座部14a1が形成されている。また、タービンハウジング本体14の排気ガス流入口側には、フランジ部14cが形成され、該フランジ部14cの内側に位置する流路壁には、バタフライバルブ12Aが着座する第2の着座部14c1が形成されている。そのため、長期間繰り返してバタフライバルブ12Aの衝撃が加わっても着座部14c1は強度的に十分に耐えることができる。また、外側スクロール流路T2への排気ガスの流れをより的確に遮断することができる。
また、バタフライバルブ12Aは、タービンハウジング1の排気ガス流入口から組み込まれる構造にされている。そのため、バタフライバルブ12Aを容易に組み込むことができ、タクトタイムや生産コストの低減が可能である。
また、バタフライバルブ12Aは、着座部14a1,14c1に対し面接触するので、バタフライバルブ12Aの着座時のシール性が高まり、内側スクロールから外側スクロール流路T2に排気ガスが流れることが防止される。
1a 吸気板部
11 吸入口本体部
11a バルブ退避収納部
11b 着座部
11c 吸気板部
11c1 第2の着座部
12 フラップバルブ
12A バタフライバルブ
13 吸入口構造体
14 タービンハウジング本体
14a 仕切り部
14a1 着座部
14b 外側の管
14c フランジ部
14c1 第2の着座部
15 アーム部材
16 レバー部材
17 吸入口挿入管部(内側の管)
2 コンプレッサハウジング
3 タービンホイール
4 インサート部
4a 固定ベーン部
5 軸受ハウジング
6 ガスケット
7 バルブカバー
8 フローコントロールバルブ
S 空気層
T1 内側スクロール流路
T2 外側スクロール流路
U1 内側流路
U2 外側流路
Claims (5)
- 内燃機関の排気ガスが内部に導入されるタービンハウジングと、
該タービンハウジング内に設けられて回転駆動されるタービンホイールと、
該タービンホイールを回転駆動させる排気ガスの流れを内周側と外周側とに区画してなる内側スクロール流路及び外側スクロール流路、が形成された前記タービンハウジングの内部に設けられ、前記内側スクロール流路及び外側スクロール流路への排気ガス流量を制御するフローコントロールバルブと、
軸受ハウジングを介して前記タービンハウジングに連結されるコンプレッサハウジングと、
を備える可変容量型排気ターボ過給機であって、
前記フローコントロールバルブはフラップバルブであり、
排気ガスが流れる吸入口挿入管部と、該吸入口挿入管部に設けられた前記フラップバルブとを有する吸入口構造体が、前記内側スクロール流路及び外側スクロール流路が形成されたタービンハウジング本体の排気ガス流入口に設けられるとともに、該吸入口構造体は、前記タービンハウジング本体の排気ガス流入口に挿入されて別体として取り付けられ、
さらに該吸入口挿入管部は、前記タービンハウジング本体の排気ガス流入口に挿入されて該吸入口挿入管部の外側とタービンハウジング本体との間に空気層を形成して二重管構造を形成し、排ガスを該吸入口挿入管部の内側にのみ流すように取り付けられ、
前記タービンハウジング本体の排気ガス流入口には、前記内側スクロール流路と前記外側スクロール流路とを区画する仕切り部が設けられ、
該仕切り部の排気ガス流入口側の端部に位置する前記吸入口構造体には、前記フラップバルブが着座する着座部が形成され、
前記フラップバルブは、前記着座部に着座する位置と、管方向に沿った位置との間を回動自在にされ、
前記フラップバルブが管方向に沿った位置にあるときは、フラップバルブは、吸入口挿入管部の外側に位置して排気ガスの流れを妨げない構造にされていることを特徴とする可変容量型排気ターボ過給機。 - 前記吸入口挿入管部は、板金により形成されていることを特徴とする請求項1に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
- 前記フラップバルブと前記着座部とは、面接触することを特徴とする請求項1または2に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
- 前記着座部には、研磨加工が施されていることを特徴とする請求項3に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
- 前記タービンハウジング本体が板金で形成されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
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