JPS58150028A - 可変流タ−ビン - Google Patents
可変流タ−ビンInfo
- Publication number
- JPS58150028A JPS58150028A JP58022676A JP2267683A JPS58150028A JP S58150028 A JPS58150028 A JP S58150028A JP 58022676 A JP58022676 A JP 58022676A JP 2267683 A JP2267683 A JP 2267683A JP S58150028 A JPS58150028 A JP S58150028A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- turbine
- flow
- spiral
- inlet
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D9/00—Stators
- F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
- F01D9/026—Scrolls for radial machines or engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
- F01D17/10—Final actuators
- F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
- F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
- F01D17/146—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by throttling the volute inlet of radial machines or engines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Paper (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明の分野
本発明は可変流タービンに係り、特に、内燃機関に取り
付けられるターボチャージャのための改良された可変流
タービンに関する。
付けられるターボチャージャのための改良された可変流
タービンに関する。
本発明の背景
最近、ターボチャージャに用いられているラジアルフロ
ータ−ビンには2つの形式がある。第1の形式は、ガス
入口からタービンロータまでの流路の形状及び面積を変
えることができないよう。
ータ−ビンには2つの形式がある。第1の形式は、ガス
入口からタービンロータまでの流路の形状及び面積を変
えることができないよう。
その構造が固定しであるものである。そのようなものと
しては米国特許第3,664,761号に開示されたも
のがある。第2の形式は可変流タービンとして知られて
いるもので、その1つの構造としては半径方向内側及び
外側に位置する通路を備え。
しては米国特許第3,664,761号に開示されたも
のがある。第2の形式は可変流タービンとして知られて
いるもので、その1つの構造としては半径方向内側及び
外側に位置する通路を備え。
一方の通路にそこを流れる流れを調整するパルプが設け
られている。このパルプを動かすことにより通路の開口
のサイズを調整し、流れの横断面積を変え、それにより
、エンジンを異る速度及び負荷で運転することによって
生じる排気ガス流速及び圧力の変化を補償する。この可
変流タービンの例としては米国特許第4,177.00
6号に示されたものがある。この特許発明においては、
タービンは渦形部分内に至る真直なガス人口部分を有し
ている。各流路は更に、渦形部分内においてのみ。
られている。このパルプを動かすことにより通路の開口
のサイズを調整し、流れの横断面積を変え、それにより
、エンジンを異る速度及び負荷で運転することによって
生じる排気ガス流速及び圧力の変化を補償する。この可
変流タービンの例としては米国特許第4,177.00
6号に示されたものがある。この特許発明においては、
タービンは渦形部分内に至る真直なガス人口部分を有し
ている。各流路は更に、渦形部分内においてのみ。
ハウジングに一体形成された壁によって一次及び二次流
路に分けられる。更に、1つのパルプが二次流路を横切
ってガス入口部分に設けられ、カス流を壁から離れるよ
うに指向させるために回転され、ガス流を調整するよう
になっている。
路に分けられる。更に、1つのパルプが二次流路を横切
ってガス入口部分に設けられ、カス流を壁から離れるよ
うに指向させるために回転され、ガス流を調整するよう
になっている。
2つの形式のタービンのうち、固定構造のタービンを使
用するエンジンは効率が低い。それは固定構造タービン
を備えるターボチャージャエンジンにおいては、エンジ
ンがそのピークトルクのときに最大効率となるよう通常
は設計されているコンプレッサにタービンが合せられて
いるからである。従って、定格速度及び負荷では、コン
プレッサの効率的作動並範囲が、エンジンによって要求
されるものより低いので、最適の効率でエンジンを運転
することはできない。他方、可変流タービンは定格速度
及び負荷において高い効率金有し。
用するエンジンは効率が低い。それは固定構造タービン
を備えるターボチャージャエンジンにおいては、エンジ
ンがそのピークトルクのときに最大効率となるよう通常
は設計されているコンプレッサにタービンが合せられて
いるからである。従って、定格速度及び負荷では、コン
プレッサの効率的作動並範囲が、エンジンによって要求
されるものより低いので、最適の効率でエンジンを運転
することはできない。他方、可変流タービンは定格速度
及び負荷において高い効率金有し。
また、エンジンがピークトルクにあるときに効率を有す
るコンプレッサを用いることによりエンジンの定格点で
の効率を増大することができる。また、可変流タービン
を備えるエンジンは、最大チャージ空気圧が必要とされ
ない最大速度及び負荷よりも低い速度、負荷において、
より効率的である。
るコンプレッサを用いることによりエンジンの定格点で
の効率を増大することができる。また、可変流タービン
を備えるエンジンは、最大チャージ空気圧が必要とされ
ない最大速度及び負荷よりも低い速度、負荷において、
より効率的である。
近年、エンジンの運転範囲を通して効率の高い可変流タ
ーボチャージャの開発が必要とされてきている。
ーボチャージャの開発が必要とされてきている。
本発明の目的、構成、効果
本発明は斯様な点に鑑み、ターボチャージャがより効率
的に作動できるようにするだめの可変流タービン?提洪
することを目的とするものである。
的に作動できるようにするだめの可変流タービン?提洪
することを目的とするものである。
すなわち1本発明に係る可変流タービンは、彎曲部分と
うす巻部分とからなり、彎曲部分はその一端に入口を有
し、他端でうず巻部分に接続されており、うず巻部分は
1つの軸線のまわりに形成され、該軸線と共軸状に整合
された出口を有しているハウジングと;うず巻部分に収
納され、上記軸線のまわりで回転可能とされ、且つ、複
数の周方向で間隔のあけられたブレードを有しているロ
ータと:上記入口のところに設けられ、該入口を通るガ
ス流を制御するだめのパルプ手段と;バルブ手段から彎
曲部分を通り内方に伸び、うず巻部分向に伸びて1両部
分を半径方向内側及び外側流路に分ける分割壁と;を有
し、各流路がうず巻部分向で上記ロータに近づくに従い
、その横断面積が次第に減少するようにされていること
を特徴としている。
うす巻部分とからなり、彎曲部分はその一端に入口を有
し、他端でうず巻部分に接続されており、うず巻部分は
1つの軸線のまわりに形成され、該軸線と共軸状に整合
された出口を有しているハウジングと;うず巻部分に収
納され、上記軸線のまわりで回転可能とされ、且つ、複
数の周方向で間隔のあけられたブレードを有しているロ
ータと:上記入口のところに設けられ、該入口を通るガ
ス流を制御するだめのパルプ手段と;バルブ手段から彎
曲部分を通り内方に伸び、うず巻部分向に伸びて1両部
分を半径方向内側及び外側流路に分ける分割壁と;を有
し、各流路がうず巻部分向で上記ロータに近づくに従い
、その横断面積が次第に減少するようにされていること
を特徴としている。
本発明に係る以上のような構成のタービンにおいては、
バルブ手段を操作することにより、当該タービン内を流
れるガス流を内側及び外側流路の両流路内を流す状態か
ら外側流路内だけを流す状態まで、ガス流を制御できる
。内側j流路内の流れが減り、外側流路内の流れが多く
なるに従い、その流れ全体の速度及び曲率半径は増大す
る。従って、このパルプの操作によりガス流の運動量を
調節することができる。本発明ではこの運動量の調節に
よりタービンロータを最良の状態で回転し。
バルブ手段を操作することにより、当該タービン内を流
れるガス流を内側及び外側流路の両流路内を流す状態か
ら外側流路内だけを流す状態まで、ガス流を制御できる
。内側j流路内の流れが減り、外側流路内の流れが多く
なるに従い、その流れ全体の速度及び曲率半径は増大す
る。従って、このパルプの操作によりガス流の運動量を
調節することができる。本発明ではこの運動量の調節に
よりタービンロータを最良の状態で回転し。
エンジンへのチャージ空気を適切なものとすることがで
きるのである。従って1本発明に係るタービンを備えた
チャージャを用いれば、エンジンの全運転条件において
効率のよい出力を得ることができる。また、エンジンの
過渡応答をも改善できる。
きるのである。従って1本発明に係るタービンを備えた
チャージャを用いれば、エンジンの全運転条件において
効率のよい出力を得ることができる。また、エンジンの
過渡応答をも改善できる。
実施例の説明
以下1本発明?添付図面に示した実施例に基づき詳細に
説明する。
説明する。
添付図面、特に第6図には6本発明に係る可変流タービ
ン11を有するターボチャージャ10が示されている。
ン11を有するターボチャージャ10が示されている。
コンプレッサ12に連結されるタービン11は、第1図
及び第2図に示すように。
及び第2図に示すように。
彎曲部分14とうず巻部分16とから構成されている・
・ウジング16を有している。彎曲部分14は第1のフ
ランジ付端部18において7ポルト孔20(第4図)に
通された〔図示しない〕ボルトによりエンジンの排気マ
ニホルドに接続される。
・ウジング16を有している。彎曲部分14は第1のフ
ランジ付端部18において7ポルト孔20(第4図)に
通された〔図示しない〕ボルトによりエンジンの排気マ
ニホルドに接続される。
彎曲部分14は少くとも60の角度範囲、好ましくは3
0乃至180.より好ましくは約45乃至90の角度範
囲を有している。彎曲部分14はフランジ付端部18に
形成された人口22を有しており1反対側の端部24で
うず巻部分16に接続されている。うず巻部分16は少
くとも2700−好ましくは約660の角度範囲を有し
ている。うず巻部分16の円弧は第1図に示すように紙
面に直角に伸びる軸線のまわりに形成される。連結軸2
6はタービンハウジング16をコンプレッサ12に回転
自在に接続し、うず巻部分の軸線のまわりで回転する。
0乃至180.より好ましくは約45乃至90の角度範
囲を有している。彎曲部分14はフランジ付端部18に
形成された人口22を有しており1反対側の端部24で
うず巻部分16に接続されている。うず巻部分16は少
くとも2700−好ましくは約660の角度範囲を有し
ている。うず巻部分16の円弧は第1図に示すように紙
面に直角に伸びる軸線のまわりに形成される。連結軸2
6はタービンハウジング16をコンプレッサ12に回転
自在に接続し、うず巻部分の軸線のまわりで回転する。
連結軸26はその両端にタービンロータ28及びコンプ
レッサ輪30を支持している。タービンハウジング13
内に設定されるタービンロータ28は複数の周方向で間
隔をあけられたブレード34を有しており、該ブレード
は中心軸線から半径方向外方に伸びている。ブレード6
4の形状及び輪郭は当業者によく知られているように必
要に応じて変られる。タービンハウジング16はまた。
レッサ輪30を支持している。タービンハウジング13
内に設定されるタービンロータ28は複数の周方向で間
隔をあけられたブレード34を有しており、該ブレード
は中心軸線から半径方向外方に伸びている。ブレード6
4の形状及び輪郭は当業者によく知られているように必
要に応じて変られる。タービンハウジング16はまた。
第6図に示す如き出口62を有している。排気ガスがタ
ービン11内に向けられると、そのガスはタービンロー
タ28を回転する。
ービン11内に向けられると、そのガスはタービンロー
タ28を回転する。
タービンロータ28が回転すると、それはコンプレッサ
輪30i回転する。コンプレッサ輪60はそれにより比
較的高圧のチャージ空気をエンジンに送る。
輪30i回転する。コンプレッサ輪60はそれにより比
較的高圧のチャージ空気をエンジンに送る。
ガス入口220近くには制御パルプ66が設けられ、タ
ービンハウジング16内に入るガス流を制御する。好ま
しくはロータリパルプとされるこノilJ御パルプ66
は、彎曲部分14の内面にフィツトする。制御バルブ6
6はパルプ本体40を有しており、該本体は開位置及び
閉位置の間を動かされてタービン11を通るガス流分調
整する。開位置(第2図〕においては、パルプ本体40
は彎曲部分14の内面と一致し、ガスが全彎曲部分14
を西り流れるのを可能とする。第2図に破線で示す閉位
置においては、パルプ本体40は彎曲部分14を通るガ
ス流路を拘束する。制御バルブ36はビン46及びリン
ク44を介して制御機構4゛2によシ操作される。制御
機構42はその一端が固定支持体48に枢着され、リン
ク44の直線運動により制御バルブの回転運動を行うよ
うになっている。制御機構42は手動式でも自動式でも
操作できる。制御機構42はまた。エンジン運転速度、
エンジン負荷、マニホルド圧力、エンジンを出る排気ガ
スの煙濃度、エンジンに入る大気の濃度、排気ガスの温
度、それらの組合せ等のパラメータの変化に実質的に線
形又は非線形に応答するようにできる。更に、制御機構
42はタービンロータ28の速度及びスロットル位置等
のパラメータにも適応するようにできる。
ービンハウジング16内に入るガス流を制御する。好ま
しくはロータリパルプとされるこノilJ御パルプ66
は、彎曲部分14の内面にフィツトする。制御バルブ6
6はパルプ本体40を有しており、該本体は開位置及び
閉位置の間を動かされてタービン11を通るガス流分調
整する。開位置(第2図〕においては、パルプ本体40
は彎曲部分14の内面と一致し、ガスが全彎曲部分14
を西り流れるのを可能とする。第2図に破線で示す閉位
置においては、パルプ本体40は彎曲部分14を通るガ
ス流路を拘束する。制御バルブ36はビン46及びリン
ク44を介して制御機構4゛2によシ操作される。制御
機構42はその一端が固定支持体48に枢着され、リン
ク44の直線運動により制御バルブの回転運動を行うよ
うになっている。制御機構42は手動式でも自動式でも
操作できる。制御機構42はまた。エンジン運転速度、
エンジン負荷、マニホルド圧力、エンジンを出る排気ガ
スの煙濃度、エンジンに入る大気の濃度、排気ガスの温
度、それらの組合せ等のパラメータの変化に実質的に線
形又は非線形に応答するようにできる。更に、制御機構
42はタービンロータ28の速度及びスロットル位置等
のパラメータにも適応するようにできる。
制御バルブ66からタービンハウジング16の彎曲及び
うず巻部分肉に向けて分割壁50が設けられている。膣
壁50は先細りとされて、その先端52はタービンロー
タ28の外周縁にほぼ接線状にされている。この分割壁
50はタービンハウジング16と一体の円弧状部分であ
り、タービンハウジングを一次(すなわち外”li1!
I )流路56と二次(内側)流路54とに分ける。好
ましくは、外側流路56の面積は内側流路540面積よ
り大きく、より好ましくは、外側流路560面積は内側
流路54の約6倍とされる。内側及び外υ1り流路54
.56の面積が約1:6の関係にされる場合。
うず巻部分肉に向けて分割壁50が設けられている。膣
壁50は先細りとされて、その先端52はタービンロー
タ28の外周縁にほぼ接線状にされている。この分割壁
50はタービンハウジング16と一体の円弧状部分であ
り、タービンハウジングを一次(すなわち外”li1!
I )流路56と二次(内側)流路54とに分ける。好
ましくは、外側流路56の面積は内側流路540面積よ
り大きく、より好ましくは、外側流路560面積は内側
流路54の約6倍とされる。内側及び外υ1り流路54
.56の面積が約1:6の関係にされる場合。
外側流路は内側流路よシ約6倍だけタービンロータ28
の周縁と交わる。更に、流路54,56の寸法の差に加
え1分割壁50はうず巻部分16の内面と協働して外側
流路56の横断面積が減少するようにしている(第2図
)。好ましくは、流路54.56の横断面積は彎曲及び
うず巻部分14゜16を通してそれぞれコンスタントに
減少するようにされる。このようにすると、タービンブ
レード34に入る排気ガスが比較的に均一な速度となる
。制御バルブ66を開位置から閉位置に向けて部分的に
回転すると、排気ガスは分割壁50に向けて外方に向け
られ、それにより内側及び外側流路54.56内を流れ
る排気ガスの速度をそれぞれ増大する。この増速は排気
ガスの増大された平均曲率半径と相俟ってタービン11
の出力動力を増大する。
の周縁と交わる。更に、流路54,56の寸法の差に加
え1分割壁50はうず巻部分16の内面と協働して外側
流路56の横断面積が減少するようにしている(第2図
)。好ましくは、流路54.56の横断面積は彎曲及び
うず巻部分14゜16を通してそれぞれコンスタントに
減少するようにされる。このようにすると、タービンブ
レード34に入る排気ガスが比較的に均一な速度となる
。制御バルブ66を開位置から閉位置に向けて部分的に
回転すると、排気ガスは分割壁50に向けて外方に向け
られ、それにより内側及び外側流路54.56内を流れ
る排気ガスの速度をそれぞれ増大する。この増速は排気
ガスの増大された平均曲率半径と相俟ってタービン11
の出力動力を増大する。
制御バルブ66を完全な閉位置まで回転すると(第2図
の破線で示す)、全ての排気ガスは外側流路56に向け
られる。これにより、排気ガスの速度及び平均曲率半径
は更に増大されてタービンの出力動力?最大にする。
の破線で示す)、全ての排気ガスは外側流路56に向け
られる。これにより、排気ガスの速度及び平均曲率半径
は更に増大されてタービンの出力動力?最大にする。
彎曲部分14はうず巻部分16の内面58とともに、尖
端62=i有する舌状部分60fz形成する。
端62=i有する舌状部分60fz形成する。
尖端部分62は彎曲部分14の端部24に位置し。
タービンロータ28の周縁近くで、好ましくはタービン
ロータ28の周縁に接線状にされる。尖端部分62は分
割壁50の尖端部分52から約90’の角度をあけて位
置決めされ、それによりタービンロータ28の周面積の
約75%が外側流路56に面している。尖端部分62及
び内面58は、タービンロータ28の外周縁と舌状部分
6oとの間を流れる排気ガスを抑制する。尖端部分62
はまたタービンロータ28に与えられる脈動効果を起す
排気ガスの時計方向の流れを抑制する。
ロータ28の周縁に接線状にされる。尖端部分62は分
割壁50の尖端部分52から約90’の角度をあけて位
置決めされ、それによりタービンロータ28の周面積の
約75%が外側流路56に面している。尖端部分62及
び内面58は、タービンロータ28の外周縁と舌状部分
6oとの間を流れる排気ガスを抑制する。尖端部分62
はまたタービンロータ28に与えられる脈動効果を起す
排気ガスの時計方向の流れを抑制する。
第5図乃至第7図には、制御バルブ64が内側流路54
を横切るように設けられた可変流タービンの他の実施例
が示されている。パルプ本体67を有する制御バルブ6
4は、第7図に示すように。
を横切るように設けられた可変流タービンの他の実施例
が示されている。パルプ本体67を有する制御バルブ6
4は、第7図に示すように。
制御リンク66によって7−ル65上で回転される。制
御パルプ64が回転されると、パルプ本体67は開位置
と閉位置との間で動かされる。開位置においては、第5
図に示すように、パルプ本体67が彎曲部分14の内側
面と一致し、排気ガスが外側及び内側流路54.56を
流れるようにする。パルプ本体67を分割壁51に向け
て動かして部分的な閉位置とすると、内側流路54の一
部が閉塞される。完全に閉じた位置においては(第5図
に破線で示す)、パルプ本体67は内側流路54を閉塞
する。これにより排気ガスの速度及び平均曲率半径が増
大され、タービンの出力動力が増大される。第6図及び
第7図に示すように、この実施例においては分割壁68
を有している。この分割壁は分割壁51に対してほぼ直
角にされガス人口22からタービン/・ウジング16の
彎曲及びうず巻部分の中へ伸びている。この分割壁68
はタービン・・ウジング16を一対の軸線方向で分離さ
れた流路70,72に分割しており、各流路70.72
はそれぞれ内側及び外側流路54 、56を含んでいる
。各流路70.72は分離排気ガスマニホルドパイプに
整合されており、排気ガスがタービンブレード64に入
る前に混合されるの?防ぐ。
御パルプ64が回転されると、パルプ本体67は開位置
と閉位置との間で動かされる。開位置においては、第5
図に示すように、パルプ本体67が彎曲部分14の内側
面と一致し、排気ガスが外側及び内側流路54.56を
流れるようにする。パルプ本体67を分割壁51に向け
て動かして部分的な閉位置とすると、内側流路54の一
部が閉塞される。完全に閉じた位置においては(第5図
に破線で示す)、パルプ本体67は内側流路54を閉塞
する。これにより排気ガスの速度及び平均曲率半径が増
大され、タービンの出力動力が増大される。第6図及び
第7図に示すように、この実施例においては分割壁68
を有している。この分割壁は分割壁51に対してほぼ直
角にされガス人口22からタービン/・ウジング16の
彎曲及びうず巻部分の中へ伸びている。この分割壁68
はタービン・・ウジング16を一対の軸線方向で分離さ
れた流路70,72に分割しており、各流路70.72
はそれぞれ内側及び外側流路54 、56を含んでいる
。各流路70.72は分離排気ガスマニホルドパイプに
整合されており、排気ガスがタービンブレード64に入
る前に混合されるの?防ぐ。
操作
可変流タービン11においては、エンジンのマニホルド
からの排気ガスは流路54.56を通り。
からの排気ガスは流路54.56を通り。
タービンロータ28のブレード64に当る。タービンロ
ータ28は、排気ガスの速度及び臓に関係した速度で駆
動される。従って、タービンロータ28の回転速度はエ
ンジンの速度や負荷のようなエンジンの運転条件に関係
する。更に、流路54゜56の横断面積及び形状並びに
分割壁50の形状は排気ガス速度に影響し、従ってまた
。タービンロータ28の回転速度に影響する。外側流路
56の断面積を内側流路54の約6倍にすることにより
、また、うず巻部分16の前に彎曲部分14を設けるこ
とにより、排気ガスの速度をより良く制御できる。
ータ28は、排気ガスの速度及び臓に関係した速度で駆
動される。従って、タービンロータ28の回転速度はエ
ンジンの速度や負荷のようなエンジンの運転条件に関係
する。更に、流路54゜56の横断面積及び形状並びに
分割壁50の形状は排気ガス速度に影響し、従ってまた
。タービンロータ28の回転速度に影響する。外側流路
56の断面積を内側流路54の約6倍にすることにより
、また、うず巻部分16の前に彎曲部分14を設けるこ
とにより、排気ガスの速度をより良く制御できる。
制御バルブ36を閉じることにより外側流路を通る高速
ガス流が比較的低速エンジンにおいて得られる。内側流
路54i閉塞すると、ガス全体が外側流路56を通り流
れる。これにより、タービンロータ28を十分な速度で
駆動してコンプレッサ輪60によるエンジンへのチャー
ジ空気を増大するのに十分なガス速度を保証する。
ガス流が比較的低速エンジンにおいて得られる。内側流
路54i閉塞すると、ガス全体が外側流路56を通り流
れる。これにより、タービンロータ28を十分な速度で
駆動してコンプレッサ輪60によるエンジンへのチャー
ジ空気を増大するのに十分なガス速度を保証する。
エンジンの速度又は負荷が増大すると、・排気ガスの速
度及び量は増大する。エンジンのトルク曲線上のある上
方の点において、排気ガスの速度と量(mass fl
ow)は、ターボチャージャ10の部品が臨界運転限度
を越えるか又はターボチャージャがエンジン運転限度を
越える増大圧力全作るかするような速度でタービンロー
タを回転する。それらのいずれかが起る@に、制御パル
プ66が開位置に向けて回転され、流入するガスが内側
及び外側の流路54.56の両方を通るようにする。
度及び量は増大する。エンジンのトルク曲線上のある上
方の点において、排気ガスの速度と量(mass fl
ow)は、ターボチャージャ10の部品が臨界運転限度
を越えるか又はターボチャージャがエンジン運転限度を
越える増大圧力全作るかするような速度でタービンロー
タを回転する。それらのいずれかが起る@に、制御パル
プ66が開位置に向けて回転され、流入するガスが内側
及び外側の流路54.56の両方を通るようにする。
制却バルブ66を部分的に閉じることにより、ガス流は
タービンロータ28の中心軸線から遠ざかり、その平均
曲率半径を増大する。速度はまた。
タービンロータ28の中心軸線から遠ざかり、その平均
曲率半径を増大する。速度はまた。
彎曲部分14の横断面積の減少により増大される。
制御バルブ66の各位置に対して、制御パルプ66のす
ぐ下流の曲率半径に直角に流れるガスの速度は一定の角
運動量を生じる。バルブ56を閉じることにより、排気
ガスの平均速度及び平均曲率半径は増大し、それにより
角運動量が増大する。
ぐ下流の曲率半径に直角に流れるガスの速度は一定の角
運動量を生じる。バルブ56を閉じることにより、排気
ガスの平均速度及び平均曲率半径は増大し、それにより
角運動量が増大する。
平均速度の増大はタービンロータの周縁においてほぼ次
の式でヂロることかできる。
の式でヂロることかできる。
C=−
ここで、Cは、排気ガスの平均速度;
KU、 タービンロータの周縁におケルCの所望の値を
作る制御パルプ のすぐ下流に訃けるC及びRに よって決められる定数: Rは、ガス流の平均曲率半径;である。
作る制御パルプ のすぐ下流に訃けるC及びRに よって決められる定数: Rは、ガス流の平均曲率半径;である。
上記式は、摩擦及び圧縮性を省略した場合のうず巻部分
を有する全てのタービンに適合する。
を有する全てのタービンに適合する。
制御パルプ66を部分的に又は完全に閉じることにより
、タービンロータ28のブレード64上に当る排気ガス
の速度は増大され;それによりタービンロータ28に伝
達されるエネルギーは次のオイラーのタービン式に従っ
て増大される。
、タービンロータ28のブレード64上に当る排気ガス
の速度は増大され;それによりタービンロータ28に伝
達されるエネルギーは次のオイラーのタービン式に従っ
て増大される。
gc
ここで、Hは、単位量の排気ガス当りタービンロータに
伝えられるエネルギー; U、は、タービンロータ28の周′縁におけるタービン
ブレード64の速 度; Cutは、タービンロータ28の周縁に対して接線方向
の排気ガスの速度; Cu、 l’j:、タービンロータ28を離れル排気ガ
スの平均接線方向速度: U、H,タービンロータ28を離れる排気ガスの平均曲
率半径における タービンブレード64の速度; 及び。
伝えられるエネルギー; U、は、タービンロータ28の周′縁におけるタービン
ブレード64の速 度; Cutは、タービンロータ28の周縁に対して接線方向
の排気ガスの速度; Cu、 l’j:、タービンロータ28を離れル排気ガ
スの平均接線方向速度: U、H,タービンロータ28を離れる排気ガスの平均曲
率半径における タービンブレード64の速度; 及び。
gcは、動定誠;である。
制御パルプ66を部分的に又は完全に閉じることにより
エンジンへのチャージ空気を増大する。
エンジンへのチャージ空気を増大する。
これにより、排気ガス煙濃度限度を越えることなしに、
高いエンジントルクに対してより多くの燃料をエンジン
に送シ、また瞬間応答を改良することができる。最大ト
ルク曲線以上のエンジン負荷に対しては、制御パルプ6
6を調整して最大エンジン効率のためにエンジン前後の
差圧と空気−燃料比との最適な組合せを行うようにする
ことができる。同様に、高いエンジン速度及び負荷にお
いて制御パルプ66を部分的にか完全に開くことにより
、ガス流の横断面積を増大し、ガス流の平均曲率半径を
減少してエンジンへの空気増大圧力及びターボチャージ
ャ速度を制御する。
高いエンジントルクに対してより多くの燃料をエンジン
に送シ、また瞬間応答を改良することができる。最大ト
ルク曲線以上のエンジン負荷に対しては、制御パルプ6
6を調整して最大エンジン効率のためにエンジン前後の
差圧と空気−燃料比との最適な組合せを行うようにする
ことができる。同様に、高いエンジン速度及び負荷にお
いて制御パルプ66を部分的にか完全に開くことにより
、ガス流の横断面積を増大し、ガス流の平均曲率半径を
減少してエンジンへの空気増大圧力及びターボチャージ
ャ速度を制御する。
本発明のベーンレスノズルタービンはチョーキング問題
を起すことなしに約マツ・・1以上の速度の排気ガス流
を扱うことができる。超音速を越える速度を扱うことが
できるこの能力はベーンを備えたタービンでは存在しな
い。
を起すことなしに約マツ・・1以上の速度の排気ガス流
を扱うことができる。超音速を越える速度を扱うことが
できるこの能力はベーンを備えたタービンでは存在しな
い。
第1図は1本発明に係る可変流タービンの側面図;
第2図は、@1図のタービンのI析面図;第6図は、第
1図の6−6線断面図; 第4図は、第2図の4−4線断面図; 第5図は、タービン入口の変形例を示す図;第6図は、
第5図の6−6線図; 第7図は、第5図の7−7線断面図;である。 16・・・ハウジング;14.・、彎曲部分;16・・
・うず巻部分;28・・・ロータ;66・・・パルプ;
50・・・分割壁。 特許出願人 ディーア・アンド・カンパニーFIG、
/ 5 FIG、 6
1図の6−6線断面図; 第4図は、第2図の4−4線断面図; 第5図は、タービン入口の変形例を示す図;第6図は、
第5図の6−6線図; 第7図は、第5図の7−7線断面図;である。 16・・・ハウジング;14.・、彎曲部分;16・・
・うず巻部分;28・・・ロータ;66・・・パルプ;
50・・・分割壁。 特許出願人 ディーア・アンド・カンパニーFIG、
/ 5 FIG、 6
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (11ターボチャージャがより効率的に作動できるよう
にするための可変流タービンにおいて。 彎曲部分とうす巻部分とからなり、彎曲部分はその一端
に人口を有し、他端でうず巻部分に接続されており、う
ず巻部分は1つの軸線のまわりに形成され、該軸線と共
軸状に整合された出口を有しているハウジングと; うず巻部分に収納され、上記軸線のまわりで回転可能と
され、且つ、複数の周方向で間隔のあけられたブレード
を有しているロータと;上記入口のところに設けられ、
該入口を通るガス流を制御するだめのバルブ手段と; パルプ手段から彎曲部分を通り内方に伸び、うず巻部分
肉に伸びて8両部分を半径方向内側及び外側流路に分け
る分割壁と;を有し、各流路がうず巻部分肉で上記ロー
タに近づくに従い、その横断面積が次第に減少するよう
にされている可変流タービン。 (2)上記彎曲部分が60 乃至180の角度範囲で設
けられている特許請求の範囲第1項に記載のタービン。 (3)上記彎曲部分が45乃至90の角度範囲で設けら
れている特許請求の範囲第1項に記載のタービン。 (4)ターボチャージャを、エンジンの作動範囲にわた
り、より効率的に作動するようにするための可変流ター
ビンにおいて。 彎曲部分とうす巻部分とからなり、彎曲部分は少くとも
60の角度範囲にわたり設けられ、その一端に入口を有
し、他端でうず巻部分に接続されており、うず巻部分は
1つの軸線のまわりで少くとも270の角度範囲にわた
り設けられ、上記軸線に共軸状に整合された出口を肩し
、彎曲部分の内側面がうず巻部分の内側面に収束してう
ず巻部分の入口の部分で終る舌状部分を形成してなるノ
・ウジ/グと; 上記うず各部分の軸線のまわりで回転するようにして上
記ハウジング内に収納され1周方向で間隔をあけられた
複数のブレードを有し1周縁が上記舌状部分にほぼ接線
をなすようにされているロータと; 上記人口のところに設けられて、該入口を通るガス流を
制御するパルプと; ハウジング内で上記バルブから、ロータの周辺にほぼ接
線をなす、上記舌状部分の終端部から約900の角度離
された位置まで伸び、上記ハウジングを半径方向内側及
び外側の流路に分割する分割壁と;を有し、各流路の横
断面積が上記ロータに近づくに従ってコンスタントに減
少するようになすしている可変流タービン。 (5)上記外側流路が内側流路よシ大きな横断面積を有
している特許請求の範囲第4項に記載のタービン。 (6)上記外側流路が内側流路の約6倍の横断面積を有
している特許請求の範囲第5項に記載のタービン。 (7) 上記外側流路が内側流路より約6倍の範囲に
わたシロータの周傍に面している特許請求の範囲第6項
に記載のタービン。 (8)上記バルブが内側流路を児全に開いた第1の位置
と内側流路を閉じた第20立置との間の所要の位置をと
り得るようにした特許請求の範囲第4項に記載のタービ
ン。 (9)上記バルブが内側流路を流れるガスを上記分割壁
に向けて指向させることができるよう回動可能とした特
許請求の範囲第8項に記載のタービン。 00)ハウジングを軸方向で離された一対の流路に分割
するために上記入口からハウジング内に、上記分割壁に
対してほぼ直角な関係で伸びている分割壁を有し、上記
一対の流路のそれぞれが上記外側及び内側流路を含むよ
うな構造とされた特許請求の範囲第4項に記載のタービ
ン。 aυ 彎曲部分とうす各部分とがらなり、彎曲部分は少
くとも60の角度範囲にわたり設けられ、その一端に入
口を有し、他端でうず各部分に接続されており、うず各
部分は1つの軸線のまわりで少くとも270も角度範囲
にわたり設けられ、上記軸線に共軸状に整合された出口
を有し、彎曲部分の内側面がうず各部分の内側面に収束
してうず各部分の入口の部分で終る舌状部分を形成して
なるハウジングと; 上記うず各部分の軸線のまわシで回転するようにして上
記ハウジング内に収納され1周方向で間隔をあけられた
複数のブレードを有し2周縁が上記舌状部分にほぼ接線
をなすようにされているロータと; 上記入口からハウジング内に伸び、該ハウジングを軸方
向で離された一対の流路に分割する第1の分割壁と; ハウジング内で上記入口から、ロータの周辺にほぼ接線
をなす、上記舌状部分の終端部から約90の角度離され
た位置まで伸び、上記各流路を半径方向内側及び外側の
流路に分割する第2の分割壁で、この内側及び外側の各
流路の横断面積が上記ロータに近づくに従ってコンスタ
ントに減少するようになされている第2の分割壁と;上
記舌状部分の終端部の上流で上記入口のところに設けら
れ、上記内側流路を開く第1の位置と内側流路を閉じる
第2の位置との間を可動で、入口を通るガス流を制御す
るための回転バルブと;該パルプを第1及び第2の位置
の間で動かす手段と; 全備える可変流タービン。 0り 上記パルプが内側流路を流れるガスを上記第2の
分割壁に向けて指向させるよう回転可能な特許請求の範
囲第11項に記載のタービン。 03)上記彎曲部分内の流路が、上記入口からうず各部
分に向けてコンスタントに横断面積が減少するようにな
されている特許請求の範囲第11項に記載のタービン。 04)彎曲部分内の上記内側及び外側流路が、上記入口
からうず各部分に近づくに従い曲率半径が減少するよう
にした特許請求の範囲第11項に記載のタービン。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US34928382A | 1982-02-16 | 1982-02-16 | |
US349283 | 1982-02-16 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58150028A true JPS58150028A (ja) | 1983-09-06 |
Family
ID=23371688
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58022676A Pending JPS58150028A (ja) | 1982-02-16 | 1983-02-14 | 可変流タ−ビン |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0086466B1 (ja) |
JP (1) | JPS58150028A (ja) |
AT (1) | ATE27474T1 (ja) |
AU (1) | AU550503B2 (ja) |
BR (1) | BR8300621A (ja) |
CA (1) | CA1206419A (ja) |
DE (1) | DE3371804D1 (ja) |
ES (1) | ES8402637A1 (ja) |
MX (1) | MX156452A (ja) |
ZA (1) | ZA831015B (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59144101U (ja) * | 1983-03-18 | 1984-09-26 | 株式会社小松製作所 | 可変式ベ−ンレスハウジングの切換装置 |
JPS60128931A (ja) * | 1983-12-16 | 1985-07-10 | Mazda Motor Corp | 排気タ−ビン過給装置 |
JP2009047163A (ja) * | 2007-08-14 | 2009-03-05 | Deere & Co | 効率範囲が広い出力タービンを備えた内燃機関装置 |
JP2011518978A (ja) * | 2008-04-24 | 2011-06-30 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト | 自動車の内燃機関のためのターボチャージャ及び内燃機関 |
KR101051016B1 (ko) | 2010-12-14 | 2011-07-21 | 한국기계연구원 | 흡기분리형 터빈 |
JP2017516016A (ja) * | 2014-05-19 | 2017-06-15 | ボーグワーナー インコーポレーテッド | 非対称デュアル渦巻きを通じる燃料節約及びegr活用のためにパルスエネルギー分離を最適化するデュアル渦巻きターボチャージャ |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE29716357U1 (de) | 1997-09-11 | 1998-02-12 | Ohra Regalanlagen GmbH, 50169 Kerpen | Stahlbaubühne |
DE102006060907A1 (de) | 2006-12-20 | 2008-06-26 | Mp-Engineering Gmbh | Abgasturbolader |
DE102009056632A1 (de) * | 2009-12-02 | 2011-06-09 | Continental Automotive Gmbh | Turbolader |
DE112012001912T5 (de) | 2011-06-10 | 2014-01-30 | Borgwarner Inc. | Turbolader mit zweiflutigem Turbinengehäuse |
CN103557069A (zh) * | 2013-11-13 | 2014-02-05 | 中国北方发动机研究所(天津) | 一种可切换双入口非对称涡轮箱 |
US10267318B2 (en) * | 2014-03-21 | 2019-04-23 | Fluid Equipment Development Company, Llc | Method and system for tuning a turbine using a secondary injection valve |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5453705A (en) * | 1977-10-05 | 1979-04-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Turbine casing manufacturing method |
US4177006A (en) * | 1977-09-29 | 1979-12-04 | The Garrett Corporation | Turbocharger control |
JPS5644421A (en) * | 1979-09-17 | 1981-04-23 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Turbine casing for supercharger |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH239435A (de) * | 1942-05-23 | 1945-10-15 | Buechi Alfred | Freifliegend gelagerte Turbine, insbesondere für heisse Gase. |
NL296316A (ja) * | 1962-08-07 | |||
CA1026234A (en) * | 1972-12-06 | 1978-02-14 | Cummins Engine Company | Turbine housing |
US4027994A (en) * | 1975-08-08 | 1977-06-07 | Roto-Master, Inc. | Partially divided turbine housing for turbochargers and the like |
DE2934041C2 (de) * | 1979-08-23 | 1983-08-11 | Günther Prof. Dr.-Ing. 5100 Aachen Dibelius | Gesteuerte Abgasturboladerturbine |
DE3034271C2 (de) * | 1979-09-17 | 1982-11-11 | Ishikawajima-Harima Jukogyo K.K., Tokyo | Turbinengehäuse für Turbolader |
-
1982
- 1982-12-20 AU AU91658/82A patent/AU550503B2/en not_active Ceased
-
1983
- 1983-01-11 MX MX195888A patent/MX156452A/es unknown
- 1983-02-08 BR BR8300621A patent/BR8300621A/pt not_active IP Right Cessation
- 1983-02-09 CA CA000421254A patent/CA1206419A/en not_active Expired
- 1983-02-11 EP EP83101306A patent/EP0086466B1/de not_active Expired
- 1983-02-11 DE DE8383101306T patent/DE3371804D1/de not_active Expired
- 1983-02-11 AT AT83101306T patent/ATE27474T1/de active
- 1983-02-14 JP JP58022676A patent/JPS58150028A/ja active Pending
- 1983-02-15 ES ES519793A patent/ES8402637A1/es not_active Expired
- 1983-02-15 ZA ZA831015A patent/ZA831015B/xx unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4177006A (en) * | 1977-09-29 | 1979-12-04 | The Garrett Corporation | Turbocharger control |
JPS5453705A (en) * | 1977-10-05 | 1979-04-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Turbine casing manufacturing method |
JPS5644421A (en) * | 1979-09-17 | 1981-04-23 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Turbine casing for supercharger |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59144101U (ja) * | 1983-03-18 | 1984-09-26 | 株式会社小松製作所 | 可変式ベ−ンレスハウジングの切換装置 |
JPH0332722Y2 (ja) * | 1983-03-18 | 1991-07-11 | ||
JPS60128931A (ja) * | 1983-12-16 | 1985-07-10 | Mazda Motor Corp | 排気タ−ビン過給装置 |
JP2009047163A (ja) * | 2007-08-14 | 2009-03-05 | Deere & Co | 効率範囲が広い出力タービンを備えた内燃機関装置 |
JP2011518978A (ja) * | 2008-04-24 | 2011-06-30 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト | 自動車の内燃機関のためのターボチャージャ及び内燃機関 |
KR101051016B1 (ko) | 2010-12-14 | 2011-07-21 | 한국기계연구원 | 흡기분리형 터빈 |
JP2017516016A (ja) * | 2014-05-19 | 2017-06-15 | ボーグワーナー インコーポレーテッド | 非対称デュアル渦巻きを通じる燃料節約及びegr活用のためにパルスエネルギー分離を最適化するデュアル渦巻きターボチャージャ |
DE112015002367B4 (de) * | 2014-05-19 | 2020-02-13 | Borgwarner Inc. | Doppelspiralen-Turbolader, um die Impulsenergietrennung für Kraftstoffsparsamkeit und AGR-Nutzung über asymmetrische Doppelspiralen zu optimieren |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0086466B1 (de) | 1987-05-27 |
AU9165882A (en) | 1983-08-25 |
ES519793A0 (es) | 1984-02-01 |
DE3371804D1 (en) | 1987-07-02 |
ZA831015B (en) | 1984-09-26 |
ES8402637A1 (es) | 1984-02-01 |
EP0086466A1 (de) | 1983-08-24 |
CA1206419A (en) | 1986-06-24 |
MX156452A (es) | 1988-08-23 |
AU550503B2 (en) | 1986-03-20 |
BR8300621A (pt) | 1983-11-08 |
ATE27474T1 (de) | 1987-06-15 |
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