JPH10274048A - 可変容量形ターボチャージャ - Google Patents
可変容量形ターボチャージャInfo
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- JPH10274048A JPH10274048A JP9077315A JP7731597A JPH10274048A JP H10274048 A JPH10274048 A JP H10274048A JP 9077315 A JP9077315 A JP 9077315A JP 7731597 A JP7731597 A JP 7731597A JP H10274048 A JPH10274048 A JP H10274048A
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- Japan
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- turbine
- movable vane
- movable
- housing
- engine
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-
- 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)
- Control Of Turbines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 可変ノズルから噴出したエンジン排気がター
ビン翼車に入るまでの距離が長くなってその間の損失が
多くなることを防止する。 【解決手段】 エンジンの排気で回転されるタービンに
可変ノズルを設けた可変容量形ターボチャージャにおい
て、タービンは、タービン翼車２の外回りに、可変ノズ
ルを構成する複数枚の可動ベーン７を配置し、各可動ベ
ーン７をその下流端側に配置した軸８の回りに回転可能
に設けた。
ビン翼車に入るまでの距離が長くなってその間の損失が
多くなることを防止する。 【解決手段】 エンジンの排気で回転されるタービンに
可変ノズルを設けた可変容量形ターボチャージャにおい
て、タービンは、タービン翼車２の外回りに、可変ノズ
ルを構成する複数枚の可動ベーン７を配置し、各可動ベ
ーン７をその下流端側に配置した軸８の回りに回転可能
に設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの排気で
回転されるタービンに可変ノズルを設けた可変容量形タ
ーボチャージャに関する。
回転されるタービンに可変ノズルを設けた可変容量形タ
ーボチャージャに関する。
【０００２】
【従来の技術】可変容量形ターボチャージャのタービン
は、ハウジング内にタービン翼車を回転可能に設け、図
６に示すように、タービン翼車１２の外回りに可動ベー
ン１７を等間隔位置に配置して回転可能に設け、隣接す
る可動ベーン１７で可変ノズルを構成している。
は、ハウジング内にタービン翼車を回転可能に設け、図
６に示すように、タービン翼車１２の外回りに可動ベー
ン１７を等間隔位置に配置して回転可能に設け、隣接す
る可動ベーン１７で可変ノズルを構成している。
【０００３】エンジンの排気流量に応じてタービンの可
変ノズルの開口面積を増減し、ターボチャージャの過給
効率を高め、エンジンの出力特性を向上させる。
変ノズルの開口面積を増減し、ターボチャージャの過給
効率を高め、エンジンの出力特性を向上させる。
【０００４】エンジンの排気流量が少ないときには、図
６に実線で示すように、各可動ベーン１７をタービン翼
車１２のほぼ周方向に配置し、各可動ベーン１７の下流
端をそれぞれその可動ベーン１７の下流側に隣接する可
動ベーン１７の上流端に近接して、可変ノズルの開口を
狭め、エンジンの排気流量が少なくても、タービンの駆
動動力従って圧縮機の駆動動力を高める。
６に実線で示すように、各可動ベーン１７をタービン翼
車１２のほぼ周方向に配置し、各可動ベーン１７の下流
端をそれぞれその可動ベーン１７の下流側に隣接する可
動ベーン１７の上流端に近接して、可変ノズルの開口を
狭め、エンジンの排気流量が少なくても、タービンの駆
動動力従って圧縮機の駆動動力を高める。
【０００５】エンジンの排気流量が多いときには、図６
に鎖線で示すように、各可動ベーン１７をタービン翼車
１２のほぼ径方向に配置し、各可動ベーン１７の下流端
をそれぞれその可動ベーン１７の下流側に隣接する可動
ベーン１７から遠ざけて、可変ノズルの開口を広げ、エ
ンジンの排気流量が多くても、タービンの入口圧力従っ
てエンジンの排気圧力の上昇を抑える。
に鎖線で示すように、各可動ベーン１７をタービン翼車
１２のほぼ径方向に配置し、各可動ベーン１７の下流端
をそれぞれその可動ベーン１７の下流側に隣接する可動
ベーン１７から遠ざけて、可変ノズルの開口を広げ、エ
ンジンの排気流量が多くても、タービンの入口圧力従っ
てエンジンの排気圧力の上昇を抑える。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な可変容量形ターボチャージャのタービンにおいては、
図６に示すように、回転可能な可動ベーン１７は、その
軸１８を上流端と下流端の中間位置に配置しているの
で、可変ノズルの開口が狭くなったときに、可変ノズル
の開口がタービン翼車１２の入口から上流側に遠ざか
り、可変ノズルから噴出したエンジン排気がタービン翼
車１２に入るまでの距離が長くなって、その間の損失が
多くなる。従って、タービンの効率が低下して、ターボ
チャージャの過給効率が低下する。
な可変容量形ターボチャージャのタービンにおいては、
図６に示すように、回転可能な可動ベーン１７は、その
軸１８を上流端と下流端の中間位置に配置しているの
で、可変ノズルの開口が狭くなったときに、可変ノズル
の開口がタービン翼車１２の入口から上流側に遠ざか
り、可変ノズルから噴出したエンジン排気がタービン翼
車１２に入るまでの距離が長くなって、その間の損失が
多くなる。従って、タービンの効率が低下して、ターボ
チャージャの過給効率が低下する。
【０００７】また、可動ベーンは、エンジン排気の熱で
変形するハウジングの両側壁部の間に挟まれており、そ
の熱変形によって回転不能になるのを防止するため、ハ
ウジングの各側壁部との間に広い隙間を設けている。従
って、その広い隙間から漏れるエンジン排気の量が多
く、タービンの効率が低下して、ターボチャージャの過
給効率が低下する。
変形するハウジングの両側壁部の間に挟まれており、そ
の熱変形によって回転不能になるのを防止するため、ハ
ウジングの各側壁部との間に広い隙間を設けている。従
って、その広い隙間から漏れるエンジン排気の量が多
く、タービンの効率が低下して、ターボチャージャの過
給効率が低下する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、エンジンの排
気で回転されるタービンに可変ノズルを設けた可変容量
形ターボチャージャにおいて、タービンは、タービン翼
車の外回りに、可変ノズルを構成する複数枚の可動ベー
ンを配置し、各可動ベーンをその下流端側に配置した軸
の回りに回転可能に設けた。
気で回転されるタービンに可変ノズルを設けた可変容量
形ターボチャージャにおいて、タービンは、タービン翼
車の外回りに、可変ノズルを構成する複数枚の可動ベー
ンを配置し、各可動ベーンをその下流端側に配置した軸
の回りに回転可能に設けた。
【０００９】更に具体的には、タービンは、ハウジング
内に回転可能に設けたタービン翼車の外回りに、可変ノ
ズルを構成する固定ベーンと可動ベーンを交互に配置
し、各固定ベーンをハウジングの両側壁部の間に固定
し、各可動ベーンをハウジングの両側壁部の間に挟んで
その可動ベーンの下流端側に配置した軸の回りに回転可
能に設けた。
内に回転可能に設けたタービン翼車の外回りに、可変ノ
ズルを構成する固定ベーンと可動ベーンを交互に配置
し、各固定ベーンをハウジングの両側壁部の間に固定
し、各可動ベーンをハウジングの両側壁部の間に挟んで
その可動ベーンの下流端側に配置した軸の回りに回転可
能に設けた。
【００１０】
【発明の効果】本発明のタービンにおいては、可動ベー
ンは、その下流端側に配置した軸の回りに回転するの
で、可変ノズルの開口が狭くなっても、広くなっても、
可変ノズルの開口位置が大きく変動せず、可変ノズルか
ら噴出したエンジン排気がタービン翼車に入るまでの距
離が長くならず、その間の損失が多くならない。
ンは、その下流端側に配置した軸の回りに回転するの
で、可変ノズルの開口が狭くなっても、広くなっても、
可変ノズルの開口位置が大きく変動せず、可変ノズルか
ら噴出したエンジン排気がタービン翼車に入るまでの距
離が長くならず、その間の損失が多くならない。
【００１１】また、固定ベーンと可動ベーンを交互に配
置し、各固定ベーンをハウジングの両側壁部の間に固定
した場合は、可動ベーンを挟んたハウジングの両側壁部
の間の距離が固定ベーンで保持される。従って、ハウジ
ングの各側壁部と可動ベーンの間の隙間を狭くしても、
ハウジングの熱変形によって可動ベーンが回転不能にな
るのを防止することができる。ハウジングの各側壁部と
可動ベーンの間の隙間を狭くして、その隙間から漏れる
エンジン排気の量を減らすことができる。
置し、各固定ベーンをハウジングの両側壁部の間に固定
した場合は、可動ベーンを挟んたハウジングの両側壁部
の間の距離が固定ベーンで保持される。従って、ハウジ
ングの各側壁部と可動ベーンの間の隙間を狭くしても、
ハウジングの熱変形によって可動ベーンが回転不能にな
るのを防止することができる。ハウジングの各側壁部と
可動ベーンの間の隙間を狭くして、その隙間から漏れる
エンジン排気の量を減らすことができる。
【００１２】結局、本発明の可変容量形ターボチャージ
ャにおいては、タービンの効率が高く、過給効率が高
い。
ャにおいては、タービンの効率が高く、過給効率が高
い。
【００１３】
【発明の実施の形態】可変容量形ターボチャージャは、
自動車用エンジンのシリンダに接続した吸気通路の途中
に圧縮機を介在し、シリンダに接続した排気通路の途中
にタービンを介在し、圧縮機とタービンを同軸に連結し
ている。
自動車用エンジンのシリンダに接続した吸気通路の途中
に圧縮機を介在し、シリンダに接続した排気通路の途中
にタービンを介在し、圧縮機とタービンを同軸に連結し
ている。
【００１４】エンジンの排気通路を流れる排気でタービ
ンが回転されて圧縮機が回転され、エンジンの吸気通路
を流れる空気が圧縮機で圧縮され、高圧になった空気が
エンジンのシリンダに供給される。
ンが回転されて圧縮機が回転され、エンジンの吸気通路
を流れる空気が圧縮機で圧縮され、高圧になった空気が
エンジンのシリンダに供給される。
【００１５】タービンは、図１に示すように、ハウジン
グ１の中央部にタービン翼車２を入れ、タービン翼車２
の軸３をハウジング１の後部に軸受し、ハウジング１の
外周部に渦巻室４を設け、渦巻室４の大径部に、図示し
ない排気入口管を接続し、ハウジング１の前部に排気出
口管５を設けている。
グ１の中央部にタービン翼車２を入れ、タービン翼車２
の軸３をハウジング１の後部に軸受し、ハウジング１の
外周部に渦巻室４を設け、渦巻室４の大径部に、図示し
ない排気入口管を接続し、ハウジング１の前部に排気出
口管５を設けている。
【００１６】タービン翼車２と渦巻室４の間には、図１
と図２に示すように、同数枚の固定ベーン６と可動ベー
ン７を、それぞれ、タービン翼車２の径方向と周方向の
中間方向に沿わせて等間隔位置に配列し、固定ベーン６
と可動ベーン７を交互に配置し、各固定ベーン６をハウ
ジング１の前後の側壁部の間に固定し、各可動ベーン７
をハウジング１の前後の側壁部の間に挟み、各可動ベー
ン７とハウジング１の各側壁部の間の隙間を狭く設定
し、各可動ベーン７の下流端側の側面に突出した軸８を
ハウジング１の前側壁部に貫通して、各可動ベーン７を
その下流端側に配置した軸８の回りに回転可能に設け、
各可動ベーン７の軸８をその下流側に隣接する固定ベー
ン６に近い位置に配置し、隣接する固定ベーン６と可動
ベーン７で可変ノズルを構成している。
と図２に示すように、同数枚の固定ベーン６と可動ベー
ン７を、それぞれ、タービン翼車２の径方向と周方向の
中間方向に沿わせて等間隔位置に配列し、固定ベーン６
と可動ベーン７を交互に配置し、各固定ベーン６をハウ
ジング１の前後の側壁部の間に固定し、各可動ベーン７
をハウジング１の前後の側壁部の間に挟み、各可動ベー
ン７とハウジング１の各側壁部の間の隙間を狭く設定
し、各可動ベーン７の下流端側の側面に突出した軸８を
ハウジング１の前側壁部に貫通して、各可動ベーン７を
その下流端側に配置した軸８の回りに回転可能に設け、
各可動ベーン７の軸８をその下流側に隣接する固定ベー
ン６に近い位置に配置し、隣接する固定ベーン６と可動
ベーン７で可変ノズルを構成している。
【００１７】可動ベーン７とハウジング１の各側壁部の
間の隙間を狭く設定しているが、ハウジング１の両側壁
部の間の距離が固定ベーン６で保持されているので、ハ
ウジング１が熱変形しても、可動ベーン７が回転不能に
なるのが防止される。
間の隙間を狭く設定しているが、ハウジング１の両側壁
部の間の距離が固定ベーン６で保持されているので、ハ
ウジング１が熱変形しても、可動ベーン７が回転不能に
なるのが防止される。
【００１８】ハウジング１の外に突出した各可動ベーン
７の軸８の前端は、図１に示すように、全可動ベーン７
を連動して傾斜させる機構９に連結し、連動傾斜機構９
に、図示しない駆動装置を連結し、駆動装置をエンジン
の排気流量従ってエンジンの回転速度に応じて制御する
制御装置を設けている。
７の軸８の前端は、図１に示すように、全可動ベーン７
を連動して傾斜させる機構９に連結し、連動傾斜機構９
に、図示しない駆動装置を連結し、駆動装置をエンジン
の排気流量従ってエンジンの回転速度に応じて制御する
制御装置を設けている。
【００１９】エンジンの排気流量が少ないときには、図
３に示すように、各可動ベーン７をタービン翼車２のほ
ぼ周方向に配置し、各可動ベーン７の上流端をそれぞれ
その可動ベーン７の上流側に隣接する固定ベーン６の下
流端に当てて、各可動ベーン７とその上流側に隣接する
固定ベーン６の間を閉鎖し、各可動ベーン７の下流端を
それぞれその可動ベーン７の下流側に隣接する固定ベー
ン６に近接して、可変ノズルの開口を狭め、エンジンの
排気流量が少なくても、タービンの駆動動力を高める。
３に示すように、各可動ベーン７をタービン翼車２のほ
ぼ周方向に配置し、各可動ベーン７の上流端をそれぞれ
その可動ベーン７の上流側に隣接する固定ベーン６の下
流端に当てて、各可動ベーン７とその上流側に隣接する
固定ベーン６の間を閉鎖し、各可動ベーン７の下流端を
それぞれその可動ベーン７の下流側に隣接する固定ベー
ン６に近接して、可変ノズルの開口を狭め、エンジンの
排気流量が少なくても、タービンの駆動動力を高める。
【００２０】エンジンの排気流量が多いときには、図４
に示すように、各可動ベーン７をタービン翼車２のほぼ
径方向に配置し、各可動ベーン７をそれぞれその可動ベ
ーン７の下流側に隣接する固定ベーン６の上流端に当て
て、各可動ベーン７とその下流側に隣接する固定ベーン
６の間を閉鎖し、各可動ベーン７の上流端をそれぞれそ
の可動ベーン７の上流側に隣接する固定ベーン６から遠
ざけて、可変ノズルの開口を広げ、エンジンの排気流量
が多くても、タービンの入口圧力の上昇を抑える。
に示すように、各可動ベーン７をタービン翼車２のほぼ
径方向に配置し、各可動ベーン７をそれぞれその可動ベ
ーン７の下流側に隣接する固定ベーン６の上流端に当て
て、各可動ベーン７とその下流側に隣接する固定ベーン
６の間を閉鎖し、各可動ベーン７の上流端をそれぞれそ
の可動ベーン７の上流側に隣接する固定ベーン６から遠
ざけて、可変ノズルの開口を広げ、エンジンの排気流量
が多くても、タービンの入口圧力の上昇を抑える。
【００２１】図３と図４から明らかなように、可変ノズ
ルの開口が狭くなっても、広くなっても、可変ノズルの
開口位置が大きく変動せず、可変ノズルから噴出したエ
ンジン排気がタービン翼車２に入るまでの距離が長くな
らず、その間の損失が多くならない。
ルの開口が狭くなっても、広くなっても、可変ノズルの
開口位置が大きく変動せず、可変ノズルから噴出したエ
ンジン排気がタービン翼車２に入るまでの距離が長くな
らず、その間の損失が多くならない。
【００２２】また、ハウジング１の各側壁部と可動ベー
ン７の間の隙間を狭く設定しているので、その隙間から
漏れるエンジン排気の量が少ない。
ン７の間の隙間を狭く設定しているので、その隙間から
漏れるエンジン排気の量が少ない。
【００２３】その結果、タービンの効率が高い。図５に
示すように、本発明の可変容量形ターボチャージャにお
いては、図６に示した従来例に比較して、過給効率が高
い。特に、エンジンの排気流量が少ないときに、過給効
率が高い。
示すように、本発明の可変容量形ターボチャージャにお
いては、図６に示した従来例に比較して、過給効率が高
い。特に、エンジンの排気流量が少ないときに、過給効
率が高い。
【図１】本発明の実施形態の可変容量形ターボチャージ
ャのタービンの縦断側面図。
ャのタービンの縦断側面図。
【図２】同タービンの部分縦断正面図。
【図３】同タービンの可変ノズルの開口が狭くなった状
態を示す部分縦断正面図。
態を示す部分縦断正面図。
【図４】同タービンの可変ノズルの開口が広くなった状
態を示す部分縦断正面図。
態を示す部分縦断正面図。
【図５】同可変容量形ターボチャージャの過給効率と排
気流量の関係を示す線図。
気流量の関係を示す線図。
【図６】従来の可変容量形ターボチャージャのタービン
の部分縦断正面図。
の部分縦断正面図。
１ ハウジング ２ タービン翼車 ６ 固定ベーン ７ 可動ベーン ８ 可動ベーンの軸
フロントページの続き (72)発明者 別所 昭信 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 奥山 晃英 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 エンジンの排気で回転されるタービンに
可変ノズルを設けた可変容量形ターボチャージャにおい
て、 タービンは、タービン翼車の外回りに、可変ノズルを構
成する複数枚の可動ベーンを配置し、各可動ベーンをそ
の下流端側に配置した軸の回りに回転可能に設けたこと
を特徴とする可変容量形ターボチャージャ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9077315A JPH10274048A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 可変容量形ターボチャージャ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9077315A JPH10274048A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 可変容量形ターボチャージャ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10274048A true JPH10274048A (ja) | 1998-10-13 |
Family
ID=13630502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9077315A Pending JPH10274048A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 可変容量形ターボチャージャ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10274048A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009074542A (ja) * | 2007-08-28 | 2009-04-09 | Toyota Central R&D Labs Inc | 可変容量ターボチャージャ |
| DE102009020592A1 (de) * | 2009-05-09 | 2010-11-11 | Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg | Ladeeinrichtung |
| CN102900479A (zh) * | 2012-10-30 | 2013-01-30 | 北京理工大学 | 一种集成于涡轮壳体上的可变喷嘴涡轮增压器调节机构 |
| WO2013116136A1 (en) * | 2012-02-02 | 2013-08-08 | Borgwarner Inc. | Mixed-flow turbocharger with variable turbine geometry |
| JP2014516133A (ja) * | 2011-06-01 | 2014-07-07 | ターボメカ | ラジアルタービン、特に補助動力源タービン用の可変ピッチノズル |
| JP2015505004A (ja) * | 2012-01-18 | 2015-02-16 | アイ・エイチ・アイ チャージング システムズ インターナショナル ゲーエムベーハー | 排気ガスターボチャージャーのタービンのガイド機構及びそのタービン |
| US20160040590A1 (en) * | 2014-08-11 | 2016-02-11 | Ford Global Technologies, Llc | Supercharged internal combustion engine with mixed-flow turbine |
| CN108825362A (zh) * | 2018-08-21 | 2018-11-16 | 天津北方天力增压技术有限公司 | 一种整体式双叶片组可变几何截面喷嘴环 |
| CN109236460A (zh) * | 2017-07-10 | 2019-01-18 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于废气驱动涡轮增压器的可变几何形状涡轮壳体进气通道 |
-
1997
- 1997-03-28 JP JP9077315A patent/JPH10274048A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN108825362B (zh) * | 2018-08-21 | 2023-10-27 | 天津北方天力增压技术有限公司 | 一种整体式双叶片组可变几何截面喷嘴环 |
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