JP5467667B1 - Turbocharger - Google Patents
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Abstract
【課題】可変2段圧縮可能でありながら、小型軽量化、および接続配管の簡素化を図る。
【解決手段】1つの排気タービン20で駆動される大小のコンプレッサ30,40を備え、小さいコンプレッサは排気タービン軸に直結されて一緒に回転する高圧段コンプレッサを構成し、大きいコンプレッサは排気タービン軸と同一直線上に配置される低圧段コンプレッサを構成し、低圧段コンプレッサ30からエンジンへ空気を供給する低圧段用通路33には分岐路を設けて高圧段コンプレッサ40へ空気を供給する高圧段用通路34とし、低圧段用通路33と高圧段用通路34との間には、低圧段用通路33を閉じて低圧段コンプレッサ30からの空気を高圧段用通路34に導くか、低圧段用通路33を開けて低圧段コンプレッサ30からの空気をエンジンへ向けて導く切替弁50を設け、高圧段コンプレッサとエンジンとの間には2段圧縮用通路43を設けた。
【選択図】図1[PROBLEMS] To reduce the size and weight and simplify connection piping while being capable of variable two-stage compression.
SOLUTION: Large and small compressors 30 and 40 driven by one exhaust turbine 20 are provided, the small compressor is directly connected to the exhaust turbine shaft and constitutes a high-pressure stage compressor that rotates together, and the large compressor is connected to the exhaust turbine shaft. A high-pressure stage passage for supplying air to the high-pressure stage compressor 40 by providing a branch passage in the low-pressure stage passage 33 that constitutes a low-pressure stage compressor arranged on the same straight line and supplies air from the low-pressure stage compressor 30 to the engine 34, between the low pressure stage passage 33 and the high pressure stage passage 34, the low pressure stage passage 33 is closed to guide the air from the low pressure stage compressor 30 to the high pressure stage passage 34, or the low pressure stage passage 33 A switching valve 50 is provided to guide the air from the low-pressure compressor 30 to the engine, and a two-stage compression passage 43 is provided between the high-pressure compressor and the engine.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、内燃機関のターボ過給装置に関する。特に、可変2段圧縮可能なターボ過給装置に関するものである。 The present invention relates to a turbocharger for an internal combustion engine. In particular, the present invention relates to a turbocharger capable of variable two-stage compression.
一般に、内燃機関のターボ過給装置においては、排気ガスタービンで駆動される遠心式圧縮機が1台であり、その1台の圧縮機の特性は、エンジンの使用領域により決まる。
従って、エンジン使用領域に合わせて最適な効率が得られるように圧縮機の特性を設定するのが一般的である。
ところが、エンジン回転数が低い場合には、排気ガス量が充分でないため、排気ガスタービンの軸回転数が低くくなり、排気ガスタービンに直結した圧縮機の回転数も低くなるので圧縮圧力が低くなる。
そのため、エンジン低回転時には空気量不足となり、燃焼が悪化し、燃費も悪化する。
Generally, in a turbocharger for an internal combustion engine, there is one centrifugal compressor driven by an exhaust gas turbine, and the characteristics of the one compressor are determined by the use area of the engine.
Therefore, it is common to set the characteristics of the compressor so as to obtain optimum efficiency in accordance with the engine use area.
However, when the engine speed is low, the amount of exhaust gas is not sufficient, so the shaft speed of the exhaust gas turbine is low, and the speed of the compressor directly connected to the exhaust gas turbine is also low, so the compression pressure is low. Become.
Therefore, when the engine is running at low speed, the amount of air becomes insufficient, combustion worsens, and fuel consumption worsens.
そこで、近年、特許文献1に見られるように、2台のターボ過給機を用いた2ステージターボシステムが提案されている。 Therefore, in recent years, as shown in Patent Document 1, a two-stage turbo system using two turbochargers has been proposed.
上記の2ステージターボシステムでは、2台のターボ過給機を設けるためのスペースが必要であり、大型化、大重量化を招く、各過給機間の接続配管が複雑化する、等の難点がある。
本発明が解決しようとする課題は、可変2段圧縮可能でありながら、小型軽量化、および接続配管の簡素化を図ることができるターボ過給装置を提供することである。
In the above two-stage turbo system, a space for installing two turbochargers is necessary, leading to an increase in size and weight, and complicated connection piping between the respective turbochargers. There is.
The problem to be solved by the present invention is to provide a turbocharger that can be reduced in size and weight and can be simplified in connection piping while being capable of variable two-stage compression.
上記課題を解決するために本発明のターボ過給装置は、
1つの排気タービンと、この排気タービンで駆動される、外径が異なる大小2つのコンプレッサとを備え、
外径の小さいコンプレッサは、その高圧段コンプレッサインペラを排気タービンインペラと背中合わせにして一体的に構成して排気タービンと一緒に回転する高圧段コンプレッサを構成し、
外径の大きいコンプレッサは、前記排気タービンに対し、前記高圧段コンプレッサを排気タービンとの間に介在させた状態で排気タービン軸と同一直線上に配置され排気タービンで駆動される低圧段コンプレッサを構成し、
低圧段コンプレッサからエンジンへ空気を供給する低圧段用通路には分岐路を設けてこの分岐路を前記高圧段コンプレッサへ空気を供給する高圧段用通路とし、
低圧段用通路と高圧段用通路との間には、低圧段用通路を閉じて低圧段コンプレッサからの空気を高圧段用通路に導くか、低圧段用通路を開けて低圧段コンプレッサからの空気をエンジンへ向けて導く切替弁を設け、
高圧段コンプレッサとエンジンとの間には、高圧段コンプレッサからの空気をエンジンへ向けて供給する2段圧縮用通路を設けて、該2段圧縮用通路の一部を前記排気タービンの背部である前記高圧段コンプレッサ側における高圧段コンプレッサインペラの周りに配置し、
前記高圧段コンプレッサと低圧段コンプレッサとを、減速機を介して連結し、
該減速機は、
高圧段コンプレッサに接続される入力軸と、
低圧段コンプレッサに接続される出力軸と、
入力軸の先端部に設けられたドライブコーンと、
入力軸の先端部に対向する、出力軸の先端部に設けられ、前記ドライブコーンの外周面に動力伝達ボールを介して対向する内周面を有するドリブンコーンと、
を備え、
入力軸の先端部とドライブコーンとは、入力軸のトルクが大きくなるほど、ドライブコーンの出力軸側へのスラスト力を大きくするヘリカルスプラインを介して連結されているとともに、
前記ドライブコーンとドリブンコーンとの間において前記動力伝達ボールを保持するボールリテーナが設けられていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the turbocharger of the present invention is
Comprising one exhaust turbine and two large and small compressors driven by this exhaust turbine and having different outer diameters ;
The compressor with a small outer diameter is configured integrally with the high-pressure compressor impeller back to back with the exhaust turbine impeller to form a high-pressure compressor that rotates together with the exhaust turbine,
The compressor having a large outer diameter constitutes a low-pressure stage compressor that is arranged on the same straight line as the exhaust turbine shaft and driven by the exhaust turbine with the high-pressure stage compressor interposed between the exhaust turbine and the exhaust turbine. And
A branch path is provided in the low pressure stage passage for supplying air from the low pressure stage compressor to the engine, and this branch path is used as a high pressure stage passage for supplying air to the high pressure stage compressor.
Between the low-pressure stage passage and the high-pressure stage passage, the low-pressure stage passage is closed and the air from the low-pressure stage compressor is guided to the high-pressure stage passage, or the low-pressure stage passage is opened and the air from the low-pressure stage passage is opened. A switching valve that guides the engine toward the engine
A two-stage compression passage for supplying air from the high-pressure compressor to the engine is provided between the high-pressure compressor and the engine, and a part of the two-stage compression passage is a back portion of the exhaust turbine. Arranged around the high-pressure compressor impeller on the high-pressure compressor side,
The high-pressure stage compressor and the low-pressure stage compressor are connected via a speed reducer,
The speed reducer
An input shaft connected to the high pressure stage compressor;
An output shaft connected to the low pressure compressor;
A drive cone provided at the tip of the input shaft;
A driven cone that is provided at the tip of the output shaft, facing the tip of the input shaft, and has an inner circumferential surface that faces the outer circumferential surface of the drive cone via a power transmission ball;
With
The tip of the input shaft and the drive cone are connected via a helical spline that increases the thrust force toward the output shaft of the drive cone as the torque of the input shaft increases.
A ball retainer for holding the power transmission ball is provided between the drive cone and the driven cone .
このターボ過給装置によれば、次のような作用効果を得ることができる。
エンジン回転数が、中・低回転数であるときには、切替弁を、低圧段用通路を閉じて低圧段コンプレッサからの空気を高圧段用通路に導く側に切り替える。
すると、低圧段コンプレッサからの空気が高圧段用通路を通じて高圧段コンプレッサへ導かれ、高圧段コンプレッサでさらに過給されて2段圧縮用通路を通じてエンジンへ供給される2段圧縮状態となる。
一方、エンジン回転数が、高回転数であるときには、切替弁を、低圧段用通路を開けて低圧段コンプレッサからの空気をエンジンへ向けて導く側に切り替える。
すると、低圧段コンプレッサからの空気が高圧段コンプレッサへ導かれることなく低圧段用通路を経てエンジンへ供給される1段圧縮状態となる。
すなわち、このターボ過給装置によれば、エンジン回転数に応じて切替弁を切り替えるだけで、可変2段圧縮が可能となる。
そして、大小2つのコンプレッサは同一直線状に配置された1つの排気タービンで駆動されるから、小型軽量化、および上述した各通路を形成する接続配管の簡素化を図ることが可能となる。
According to this turbocharger, the following effects can be obtained.
When the engine speed is medium or low, the switching valve is switched to the side that closes the low-pressure stage passage and guides the air from the low-pressure stage compressor to the high-pressure stage passage.
Then, the air from the low-pressure compressor is led to the high-pressure compressor through the high-pressure passage, and is further supercharged by the high-pressure compressor and is supplied to the engine through the two-stage compression passage.
On the other hand, when the engine speed is high, the switching valve is switched to the side that opens the low-pressure stage passage and guides the air from the low-pressure stage compressor toward the engine.
Then, the air from the low-pressure stage compressor is in a one-stage compression state that is supplied to the engine through the low-pressure stage passage without being led to the high-pressure stage compressor.
That is, according to this turbocharger, variable two-stage compression can be performed by simply switching the switching valve in accordance with the engine speed.
Since the two large and small compressors are driven by a single exhaust turbine arranged in the same straight line, it is possible to reduce the size and weight and simplify the connecting pipes forming the above-described passages.
このターボ過給装置においては、
前記高圧段コンプレッサと低圧段コンプレッサとが、減速機を介して連結されている構成となっている。
In this turbocharger,
The high-pressure stage compressor and the low-pressure stage compressor are connected via a speed reducer .
このように構成すると、排気タービンおよび高圧段コンプレッサの回転数に対する低圧段コンプレッサの回転数を適切に設定することが可能となり、高効率に最適なマッチング領域を確保しやすくなる。 If comprised in this way, it will become possible to set appropriately the rotation speed of the low pressure stage compressor with respect to the rotation speed of an exhaust turbine and a high pressure stage compressor, and it will become easy to ensure the optimal matching area | region highly efficient.
このターボ過給装置においては、
前記減速機は、
高圧段コンプレッサに接続される入力軸と、
低圧段コンプレッサに接続される出力軸と、
入力軸の先端部に設けられたドライブコーンと、
入力軸の先端部に対向する、出力軸の先端部に設けられ、前記ドライブコーンの外周面に動力伝達ボールを介して対向する内周面を有するドリブンコーンと、
を備え、
入力軸の先端部とドライブコーンとは、入力軸のトルクが大きくなるほど、ドライブコーンの出力軸側へのスラスト力を大きくするヘリカルスプラインを介して連結されているとともに、
前記ドライブコーンとドリブンコーンとの間において前記動力伝達ボールを保持するボールリテーナが設けられている。
In this turbocharger,
The speed reducer is
An input shaft connected to the high pressure stage compressor;
An output shaft connected to the low pressure compressor;
A drive cone provided at the tip of the input shaft;
A driven cone that is provided at the tip of the output shaft, facing the tip of the input shaft, and has an inner circumferential surface that faces the outer circumferential surface of the drive cone via a power transmission ball;
With
The tip of the input shaft and the drive cone are connected via a helical spline that increases the thrust force toward the output shaft of the drive cone as the torque of the input shaft increases .
A ball retainer for holding the power transmission ball is provided between the drive cone and the driven cone.
このように構成すると、入力軸の先端部とドライブコーンとが、入力軸のトルクが大きくなるほど、ドライブコーンの出力軸側へのスラスト力、すなわち動力伝達ボールに対する圧接力を大きくするヘリカルスプラインを介して連結されているので、入力軸の回転トルク変動に応じて、動力伝達ボールに対する圧接力を自動調節することが可能となり、各回転トルクでの伝達効率を向上させることができる。 With this configuration, the tip of the input shaft and the drive cone pass through a helical spline that increases the thrust force toward the output shaft side of the drive cone, that is, the pressure contact force against the power transmission ball, as the torque of the input shaft increases. Therefore, the pressure contact force against the power transmission ball can be automatically adjusted according to the rotational torque fluctuation of the input shaft, and the transmission efficiency at each rotational torque can be improved.
以下、本発明に係るターボ過給装置の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図において、同一部分ないし相当する部分には、同一の符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of a turbocharger according to the present invention will be described with reference to the drawings. In each figure, the same reference numerals are given to the same or corresponding parts.
図1は本発明に係るターボ過給装置の基本構造図である。同図に示すように、このターボ過給装置10は、1つの排気タービン20と、この排気タービン20で駆動される大小2つのコンプレッサ30,40とを備えている。なお、本願においてコンプレッサの大小とは、1回転あたりの過給量の大小をいうものとする。
FIG. 1 is a basic structural view of a turbocharger according to the present invention. As shown in the figure,
小さいコンプレッサ40は、排気タービン軸21に直結されて排気タービン20と一緒に回転する高圧段コンプレッサ(40)を構成する。この実施の形態では、更なる小型化を図るために、排気タービンインペラ22と、高圧段コンプレッサインペラ42とを背中合わせにして一体的に構成した。
The
大きいコンプレッサ30は、排気タービン軸21と同一直線上に配置され、排気タービン20で駆動される低圧段コンプレッサ(30)を構成する。図1に示すものでは、低圧段コンプレッサインペラ32は、排気タービン軸21上に設けられているが、低圧段コンプレッサインペラ32は、後述するように、例えば減速機を介して排気タービン軸21と同一直線上に配置することができる。
The
低圧段コンプレッサ30からエンジン(図示せず)へ空気を供給する低圧段用通路33には分岐路(34)が設けられており、この分岐路(34)が高圧段コンプレッサ40へ空気(低圧段コンプレッサ30で1段圧縮された空気)を供給する高圧段用通路34を構成している。
A branch path (34) is provided in the low
低圧段用通路33と高圧段用通路34との間には、低圧段用通路33を閉じて低圧段コンプレッサ30からの空気を矢印A1,A2で示すように高圧段用通路34に導くか、または、低圧段用通路33を開けて低圧段コンプレッサ30からの空気を矢印A1,A4で示すようにエンジンへ向けて導く切替弁50が設けられている。
Between the low-
高圧段コンプレッサ40とエンジン(図示せず)との間には、高圧段コンプレッサ40からの空気(2段圧縮された空気)を矢印A3,A4で示すようにエンジンへ向けて供給する2段圧縮用通路43が設けられている。
Two-stage compression between the high-
このターボ過給装置10によれば、次のような作用効果を得ることができる。
エンジン回転数が、中・低回転数であるときには、切替弁50を、低圧段用通路33を閉じて低圧段コンプレッサ30からの空気を矢印A1,A2で示すように高圧段用通路34に導く側52に切り替える。
According to the
When the engine speed is medium or low, the switching
すると、低圧段コンプレッサ30からの空気が矢印A1,A2で示すように高圧段用通路34を通じて高圧段コンプレッサ40へ導かれ、高圧段コンプレッサ40でさらに過給されて2段圧縮用通路43を通じてエンジンへ供給される2段圧縮状態となる。
Then, the air from the low-
一方、エンジン回転数が、高回転数であるときには、切替弁50を、低圧段用通路33を開けて低圧段コンプレッサ30からの空気を矢印A1,A4で示すようにエンジンへ向けて導く側51に切り替える。
On the other hand, when the engine speed is high, the switching
すると、低圧段コンプレッサ30からの空気が高圧段コンプレッサ40へ導かれることなく、矢印A1,A4で示すように低圧段用通路33を経てエンジンへ供給される1段圧縮状態となる。
Then, the air from the low-
すなわち、このターボ過給装置によれば、エンジン回転数に応じて切替弁50を切り替えるだけで、可変2段圧縮が可能となる。
そして、大小2つのコンプレッサ30,40は同一直線状に配置された1つの排気タービン20で駆動されるから、小型軽量化、および上述した各通路33,34,43を形成する接続配管の簡素化を図ることが可能となる。
さらに、高圧段コンプレッサ40による小流量側と、低圧段コンプレッサ30による大流量側のレンジを活用することで、高効率な作動範囲を拡大することが可能となる。
切替弁50はON/OFF制御が可能であり、制御の簡素化を図ってコストダウンを図ることができる。
切替弁50の切り替えタイミングは、このターボ過給装置10が取り付けられるエンジンの特性に応じて、適宜設定することができる。
That is, according to this turbocharger, variable two-stage compression can be performed by simply switching the switching
Since the two large and
Furthermore, by utilizing the range of the small flow rate side by the
The switching
The switching timing of the switching
なお、切替弁50を、低圧段用通路33を開けて低圧段コンプレッサ30からの空気を矢印A1,A4で示すようにエンジンへ向けて導く側51に切り替える際、切替弁50を全閉として高圧段用通路34を完全に閉じてしまうと、高圧段用通路34内が負圧状態となって高圧段コンプレッサ40の回転負荷となるおそれがあるため、切替弁50は全閉とせずに僅かな隙間gを開けるようにするのが望ましい。
When the switching
11はベースフレームであり、このベースフレーム11に軸受部材12,12を介して排気タービン軸21が回転可能に支持されている。ベースフレーム11には、軸受け部13に潤滑油を循環させるための、潤滑油供給路14と、潤滑油排出路15とが設けられている。16はオイルシールである。
ベースフレーム11の一方側には、低圧段コンプレッサケーシング35が固定されており、このケーシング35に、空気(大気)Aの吸入口36が設けられている。
ベースフレーム11の他方側には、排気タービンケーシング25が固定されており、このケーシング25に、排気ガス入り口26と、排気ガス出口27とが設けられている。また、このケーシング25には、排気ガス入り口26から排気タービンインペラ22へ供給される排気ガス量を調整するための可変ノズルベーン28が設けられている。
ベースフレーム11は、高圧段コンプレッサ40のケーシングを構成している。
A low-
An
The
図2は本発明に係るターボ過給装置の一実施の形態のターボ過給装置10を示している。
このターボ過給装置10は、高圧段コンプレッサ40と低圧段コンプレッサ30とが、減速機60を介して連結されている。
このように構成すると、排気タービン20および高圧段コンプレッサ40の回転数に対する低圧段コンプレッサ30の回転数を減速機60で適切に設定することが可能となり、高効率に最適なマッチング領域を確保しやすくなる。
FIG. 2 shows a
In the
If comprised in this way, it will become possible to set appropriately the rotation speed of the low
図2,図3に示すように、減速機60は、高圧段コンプレッサ40に接続される入力軸70と、低圧段コンプレッサ30に接続される出力軸80と、入力軸70の先端部71に設けられたドライブコーン72と、入力軸70の先端部71に対向する、出力軸80の先端部81に設けられ、ドライブコーン72の外周面72sに動力伝達ボール90を介して対向する内周面82sを有するドリブンコーン82とを備えている。この減速機60はトラクションドライブ式の減速機である。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
入力軸70の先端部71とドライブコーン72とは、入力軸70のトルクが大きくなるほど、ドライブコーン72の、出力軸80側へのスラスト力Sを大きくするヘリカルスプライン73を介して連結されている。
The
このように構成すると、入力軸70の先端部71とドライブコーン72とが、入力軸70のトルクが大きくなるほど、ドライブコーン72の出力軸80側へのスラスト力S、すなわち動力伝達ボール90に対する圧接力を大きくするヘリカルスプライン73を介して連結されているので、入力軸70の回転トルク変動に応じて、動力伝達ボール90に対する圧接力を自動調節することが可能となり、各回転トルクでの伝達効率を向上させることができる。
With this configuration, the
動力は、入力軸70,ドライブコーン72,動力伝達ボール90,ドリブンコーン82,出力軸80の順で伝達される。
入力軸70の回転方向と出力軸80の回転方向は逆になり、排気タービンインペラ22および高圧段コンプレッサインペラ42の回転慣性力と、低圧段コンプレッサインペラ32の回転慣性力とを相殺するように作用する。
The power is transmitted in the order of the input shaft 70, the
The rotational direction of the input shaft 70 and the rotational direction of the
74は入力側ケースであり、この入力側ケース74に軸受け部材75を介して入力軸70が回転可能に支持されている。75は軸受ロックナット、76はドライブコーン72の止めナットである。ドライブコーン72の先端部と止めナット76との間には隙間Cが設けられている。ドライブコーン72の出力軸80側への移動範囲は止めナット76によって規制される。
84は出力側ケースであり、この出力側ケース84に軸受け部材85を介して出力軸80が回転可能に支持されている。86は軸受およびドリブンコーン82の止めナットである。ドリブンコーン82は、出力軸80の先端部81にスプライン83で結合されている。
入力側ケース74は出力側ケース84に対してボルト77で締結固定される。
Reference numeral 84 denotes an output side case, and the
The
減速機60をターボ過給装置10に組み込む場合、出力側ケース84は、図2に示すように、ベースフレーム11で構成することができる。また、出力軸80で低圧段コンプレッサインペラ32の軸を構成することができる。
When the
図2に示すように、出力側ケース84ないしベースフレーム11には、減速機60内にトラクション油を循環させるための、トラクション油供給路17と、トラクション油排出路18とが設けられている。トラクション油供給路17、トラクション油排出路18は、減速機60内にトラクション油を充填した後、図3に示すようにそれぞれプラグ17p、18pで塞ぐこともできる。19はオイルシールである。
As shown in FIG. 2, the output side case 84 or the
動力伝達ボール90は、スリップを起こしにくいようにドライブコーン72とドリブンコーン82とに強く押し付けられる。ボール面にトラクション油があると、油の粘性で最大摩擦力まで力を伝達する。
The
動力伝達ボール90は、ボールリテーナ91で保持されている。その保持構造は、ボールベアリングにおけるボールの保持構造と同様の構造を採用し得る。
ボールリテーナ91には、ロッド92が設けられており、このロッド92が入力側ケース74にスライド可能に保持されていることで、ボールリテーナ91および動力伝達ボール90は、入力軸70のスラスト方向(S)に移動可能に入力側ケース74に取り付けられている。
The
The
ロッド92にはばね受部93が設けられており、このばね受部93と入力側ケース74との間にスプリング(圧縮ばね)95が設けられ、その付勢力によって、動力伝達ボール90とドライブコーン72との間に予圧が付与される。
動力伝達ボール90の個数は3個以上であれば任意であるが、伝達効率を高めるためには3個とするのが望ましい。
The
The number of
図2に示すように、排気タービンケーシング25には、排気ガス入り口26から排気タービンインペラ22へ供給される排気ガス量を調整するためのウエストゲートバルブ19が設けられている。
As shown in FIG. 2, the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において適宜変形実施可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately modified within the scope of the gist of the present invention.
10: ターボ過給装置
20: 排気タービン
30: 低圧段コンプレッサ
40: 高圧段コンプレッサ
33: 低圧段用通路
34: 分岐路(高圧段用通路)
43: 2段圧縮用通路
50: 切替弁
60: 減速機
70: 入力軸
71 先端部
72: ドライブコーン
72s: 外周面
73: ヘリカルスプライン
80: 出力軸
81: 先端部
82: ドリブンコーン
82s: 内周面
90: 動力伝達ボール
10: Turbocharger 20: Exhaust turbine 30: Low-pressure stage compressor 40: High-pressure stage compressor 33: Low-pressure stage passage 34: Branch path (high-pressure stage passage)
43: Two-stage compression passage 50: Switching valve 60: Reduction gear 70:
Claims (1)
外径の小さいコンプレッサは、その高圧段コンプレッサインペラを排気タービンインペラと背中合わせにして一体的に構成して排気タービンと一緒に回転する高圧段コンプレッサを構成し、
外径の大きいコンプレッサは、前記排気タービンに対し、前記高圧段コンプレッサを排気タービンとの間に介在させた状態で排気タービン軸と同一直線上に配置され排気タービンで駆動される低圧段コンプレッサを構成し、
低圧段コンプレッサからエンジンへ空気を供給する低圧段用通路には分岐路を設けてこの分岐路を前記高圧段コンプレッサへ空気を供給する高圧段用通路とし、
低圧段用通路と高圧段用通路との間には、低圧段用通路を閉じて低圧段コンプレッサからの空気を高圧段用通路に導くか、低圧段用通路を開けて低圧段コンプレッサからの空気をエンジンへ向けて導く切替弁を設け、
高圧段コンプレッサとエンジンとの間には、高圧段コンプレッサからの空気をエンジンへ向けて供給する2段圧縮用通路を設けて、該2段圧縮用通路の一部を前記排気タービンの背部である前記高圧段コンプレッサ側における高圧段コンプレッサインペラの周りに配置し、
前記高圧段コンプレッサと低圧段コンプレッサとを、減速機を介して連結し、
該減速機は、
高圧段コンプレッサに接続される入力軸と、
低圧段コンプレッサに接続される出力軸と、
入力軸の先端部に設けられたドライブコーンと、
入力軸の先端部に対向する、出力軸の先端部に設けられ、前記ドライブコーンの外周面に動力伝達ボールを介して対向する内周面を有するドリブンコーンと、
を備え、
入力軸の先端部とドライブコーンとは、入力軸のトルクが大きくなるほど、ドライブコーンの出力軸側へのスラスト力を大きくするヘリカルスプラインを介して連結されているとともに、
前記ドライブコーンとドリブンコーンとの間において前記動力伝達ボールを保持するボールリテーナが設けられていることを特徴とするターボ過給装置。 Comprising one exhaust turbine and two large and small compressors driven by this exhaust turbine and having different outer diameters ;
The compressor with a small outer diameter is configured integrally with the high-pressure compressor impeller back to back with the exhaust turbine impeller to form a high-pressure compressor that rotates together with the exhaust turbine,
The compressor having a large outer diameter constitutes a low-pressure stage compressor that is arranged on the same straight line as the exhaust turbine shaft and driven by the exhaust turbine with the high-pressure stage compressor interposed between the exhaust turbine and the exhaust turbine. And
A branch path is provided in the low pressure stage passage for supplying air from the low pressure stage compressor to the engine, and this branch path is used as a high pressure stage passage for supplying air to the high pressure stage compressor.
Between the low-pressure stage passage and the high-pressure stage passage, the low-pressure stage passage is closed and the air from the low-pressure stage compressor is guided to the high-pressure stage passage, or the low-pressure stage passage is opened and the air from the low-pressure stage passage is opened. A switching valve that guides the engine toward the engine
A two-stage compression passage for supplying air from the high-pressure compressor to the engine is provided between the high-pressure compressor and the engine, and a part of the two-stage compression passage is a back portion of the exhaust turbine. Arranged around the high-pressure compressor impeller on the high-pressure compressor side,
The high-pressure stage compressor and the low-pressure stage compressor are connected via a speed reducer,
The speed reducer
An input shaft connected to the high pressure stage compressor;
An output shaft connected to the low pressure compressor;
A drive cone provided at the tip of the input shaft;
A driven cone that is provided at the tip of the output shaft, facing the tip of the input shaft, and has an inner circumferential surface that faces the outer circumferential surface of the drive cone via a power transmission ball;
With
The tip of the input shaft and the drive cone are connected via a helical spline that increases the thrust force toward the output shaft of the drive cone as the torque of the input shaft increases.
A turbocharger , wherein a ball retainer for holding the power transmission ball is provided between the drive cone and the driven cone .
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