JPS63143327A - Housing structure of turbocharger - Google Patents
Housing structure of turbochargerInfo
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- JPS63143327A JPS63143327A JP29117886A JP29117886A JPS63143327A JP S63143327 A JPS63143327 A JP S63143327A JP 29117886 A JP29117886 A JP 29117886A JP 29117886 A JP29117886 A JP 29117886A JP S63143327 A JPS63143327 A JP S63143327A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(a業上の利用分野)
この発明はターボチャージャのハウジング構造、詳しく
は、タービンホイールを包囲するシュラウドをタービン
ハウジングから離間させてセンタハウジングにより位置
決めして設け、タービンハウジングの熱歪によりシュラ
ウドとタービンホイールとのクリアランスが変化するこ
とを防止するハウジング構造に関する。Detailed Description of the Invention (Field of Application in Industry A) This invention relates to a housing structure of a turbocharger, and more specifically, a shroud surrounding a turbine wheel is provided spaced apart from the turbine housing and positioned by a center housing. The present invention relates to a housing structure that prevents the clearance between a shroud and a turbine wheel from changing due to thermal strain.
(従来の技術)
ターボチャージャは、特公昭61−37791号公報に
記載されているように、コンプレッサハウジングとター
ビンハウジングとをセンタハウジングを介し接合し、コ
ンプレッサハウジングに収容されたコンプレッサインペ
ラとタービンハウジングに収容されたタービンホイール
とをセンタハウジングに支持されたシャフトによって連
結する。このようなターボチャージャは、一般に、排気
熱の影響による高温下で作動するため、各ハウジング等
をステレンス等の耐熱鋼で構成し、また、シャフトを支
持するセンタハウジングを冷却してシャフトの焼付を防
止する。しかしながら、このようなターボチャージャに
あっては、タービンハウジングとセンタハウジングとが
大きな面積で直接に接触するためセンタハウジングへの
伝熱量が大きく、また、センタハウジングとタービンハ
ウジングとの組立に比較的大きな公差が許容されるため
タービンハウジングとタービンホイールとの間のクリア
ランスの正確な管理が困難であるという欠点があった。(Prior Art) As described in Japanese Patent Publication No. 61-37791, a turbocharger connects a compressor housing and a turbine housing through a center housing, and connects a compressor impeller housed in the compressor housing to the turbine housing. The turbine wheel housed in the center housing is connected to the turbine wheel by a shaft supported by the center housing. Since such turbochargers generally operate at high temperatures due to the influence of exhaust heat, each housing is made of heat-resistant steel such as stainless steel, and the center housing that supports the shaft is cooled to prevent shaft seizure. To prevent. However, in such a turbocharger, since the turbine housing and the center housing are in direct contact over a large area, the amount of heat transferred to the center housing is large, and the assembly of the center housing and the turbine housing requires a relatively large amount of work. The disadvantage is that it is difficult to accurately control the clearance between the turbine housing and the turbine wheel due to the tolerances allowed.
そこで、本出願人にあっては、特願昭61−12499
6号明細書(昭和61年5月30日付提出)等において
、タービンハウジングに該タービンハウジングとセンタ
ハウジングとの間でベースプレートを嵌着するとともに
、このベースプレートにタービンハウジング内でのトッ
ププレートを固設してタービンホイールを包囲し、この
タービンホイールに排気を導いてタービンホイールを駆
動するターボチャージャを提案している。この先願にか
かるターボチャージャは、ベースプレートによってセン
タハウジングへの伝熱を阻止し、また、タービンホイー
ルの外周にトッププレートを同心状に配置してトッププ
レートの外周のクリアランス(ノズル部)をタービンホ
イールとの間に形成し、タービンホイールの外周のクリ
アランスを正確に管理する。Therefore, the applicant has filed the patent application No. 61-12499.
In Specification No. 6 (submitted May 30, 1986), etc., a base plate is fitted to the turbine housing between the turbine housing and the center housing, and a top plate is fixed to the base plate within the turbine housing. proposed a turbocharger that surrounds a turbine wheel and directs exhaust gas to the turbine wheel to drive the turbine wheel. In the turbocharger according to this prior application, the base plate prevents heat transfer to the center housing, and the top plate is arranged concentrically around the outer circumference of the turbine wheel to reduce the clearance (nozzle part) between the outer circumference of the top plate and the turbine wheel. to accurately manage the clearance around the outer circumference of the turbine wheel.
(この発明が解決しようとする問題点)しかしながら、
この先願にかかるターボチャージャにあっては、ベース
プレートがタービンハウジングに嵌着してベースプレー
トの外周面がタービンハウジングの内周面に適切に密着
しているため、排気熱によりタービンハウジングが熱歪
を生じると、この熱歪によりベースプレートも歪を生じ
、このベースプレートの歪に影響されてタービンホイー
ルと)・ツブプレートとの同心度が狂うという欠点があ
った。すなわち、タービンハウジングは、一般に、排気
に旋回流、を生じさせる螺旋状のスクロール通路および
該スクロール通路に接線方向を指向して開口する排気の
導入口が形成されて非対称形状を有するため、その熱歪
も局部的に大きく、ベースプレートの歪による同心度の
狂いも大きなものであった。この結果、タービンホイー
ルとノズル部を形成するトッププレートとの干渉やター
ビンホイールの周囲から漏洩する排気量も増大し、ター
ビン効率を低下させる原因となっていた。(Problem to be solved by this invention) However,
In the turbocharger according to this prior application, the base plate fits into the turbine housing and the outer circumferential surface of the base plate is in close contact with the inner circumferential surface of the turbine housing, so that the turbine housing suffers thermal distortion due to exhaust heat. This thermal distortion also causes distortion in the base plate, which has the disadvantage of causing the concentricity of the turbine wheel and the tongue plate to become out of order. In other words, the turbine housing generally has an asymmetrical shape with a spiral scroll passage that generates a swirling flow in the exhaust gas and an exhaust gas inlet that opens tangentially to the scroll passage. Distortion was also large locally, and the concentricity was also greatly distorted due to the distortion of the base plate. As a result, the interference between the turbine wheel and the top plate forming the nozzle portion and the amount of exhaust gas leaking from around the turbine wheel also increase, causing a reduction in turbine efficiency.
この発明は、上記欠点を鑑みてなされたもので、タービ
ンハウジングの熱歪によってトッププレートとタービン
ホイールとの同心度が狂うことを防止したターボチャー
ジャのハウジング構造を提供し、タービンホイールの干
渉やタービン効率の低下を防止することを目的とする。The present invention was made in view of the above drawbacks, and provides a housing structure for a turbocharger that prevents concentricity between the top plate and the turbine wheel from being lost due to thermal distortion of the turbine housing, and prevents interference between the turbine wheel and the turbine wheel. The purpose is to prevent a decline in efficiency.
(問題点を解決するための手段)
この発明にかかるターボチャージャのハウジング構造は
、コンプレッサインペラが収容されたコンプレッサハウ
ジングとタービンホイールが収容されたタービンハウジ
ングとをセンタハウジングを介し接合するとともに、前
記タービンハウジング内に少なくとも1つのシュラウド
を配置して該シュラウドによりタービンホイールを包囲
し、該タービンホイールと前記コンプレッサインペラと
を前記センタハウジングに支持されたシャフトによって
連結するターボチャージャにおいて、前記シュラウドお
よび前記センタハウジングにそれぞれ嵌合してセンタハ
ウジングと前記シュラウドとの位置を決定する位置合せ
手段を設けるとともに、°該シュラウドと前記タービン
ハウジングとの間に隙間を設けたことを特徴とする。(Means for Solving Problems) A housing structure of a turbocharger according to the present invention connects a compressor housing in which a compressor impeller is housed and a turbine housing in which a turbine wheel is housed through a center housing. A turbocharger in which at least one shroud is disposed within a housing, the shroud surrounds a turbine wheel, and the turbine wheel and the compressor impeller are connected by a shaft supported by the center housing, wherein the shroud and the center housing are provided. The present invention is characterized in that positioning means are provided to determine the positions of the center housing and the shroud by fitting into the respective shrouds, and a gap is provided between the shroud and the turbine housing.
(作用)
この発明にかかるターボチャージャのハウジング構造に
よれば、シュラウドは比較的一定の温度を維持するセン
タハウジングに支持されるため、これらシュラウドとタ
ービンホイールとの相対位置がタービンハウジング等の
温度によって影響を受けることも無い。したがって、タ
ービンホイールの外周のシュラウドとの間のクリアラン
スをタービンハウジングの熱歪の有無にかかわり無く略
一定に保持でき、タービンホイールの干渉あるいは外周
のクリアランスを経て漏洩する排気量が増大することも
無く、タービン効率の低下を防止できる。さらに、ター
ビンハウジングとシュラウドとの間には隙間があるため
、タービンハウジングが熱歪を生じてもこのタービンハ
ウジングの熱歪は隙間により吸収されてシュラウドに歪
を生じさせることはない。したがって、タービンハウジ
ングの歪の有無にかかわりなくタービンホイールの周囲
のクリアランスが一定に維持され、タービンハウジング
の熱歪によってタービンホイールの干渉やタービン効率
が低下することを防止でき、また、タービンハウジング
の剛性をそれ程確保する必要がなく軽量化を図ることが
できる。(Function) According to the housing structure of the turbocharger according to the present invention, since the shroud is supported by the center housing which maintains a relatively constant temperature, the relative position of the shroud and the turbine wheel changes depending on the temperature of the turbine housing, etc. It will not be affected. Therefore, the clearance between the outer periphery of the turbine wheel and the shroud can be maintained approximately constant regardless of the presence or absence of thermal distortion of the turbine housing, and there is no interference with the turbine wheel or an increase in the amount of exhaust gas leaking through the outer periphery clearance. , it is possible to prevent a decrease in turbine efficiency. Furthermore, since there is a gap between the turbine housing and the shroud, even if the turbine housing experiences thermal strain, the thermal strain in the turbine housing is absorbed by the gap and does not cause any strain on the shroud. Therefore, the clearance around the turbine wheel is maintained constant regardless of the presence or absence of distortion in the turbine housing, which prevents interference between the turbine wheels and a decrease in turbine efficiency due to thermal distortion of the turbine housing. It is not necessary to secure that much, and weight reduction can be achieved.
(実施例) 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.
第1図から第3図はこの発明の一実施例にかかるターボ
チャージャを表し、第1図が全体の縦断面図、第2図が
第1図のII −11矢視断面図、第3図が要部拡大断
面図である。1 to 3 show a turbocharger according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of the whole, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-11 in FIG. 1, and FIG. is an enlarged sectional view of the main part.
図中、(11)は後述するコンプレッサインペラを回転
自在に収容したコンプレッサハウジング、(12)は後
述するタービンホイールを回転自在に収容したタービン
ハウジング、(13)はコンプレッサインペラとタービ
ンホイールとを連結するシャフトを支持したセンタハウ
ジングであり、コンプレッサケーシング(11)とター
ビンハウジング(12)とはセンタハウジング(13)
を間に一体的に接合されている。コンプレッサハウジン
グ(11)には、図中左方の開口端に背板(14)がボ
ルト(15)と取付板(16)とによって固定され、内
部に軸方向通路(17)およびスクロール通路(18)
が画成されている。背板(14)はボルト(19)によ
ってセンタハウジング(13)と結合されている。軸方
向通路(17)は図中左端部がスクロール通路(18)
の中心部と連通し、これら通路(17) 、 (18)
の連通する部分にシャフト(20)の図中右端に取り付
けられたコンプレッサインペラ(21)が回転自在に収
容されている。軸方向通路(17)は図中右端に吸気を
導入する吸気導入口(17a)が開口し、また、スクロ
ール通路(18)は上方に図外のエンジンの燃焼室に連
絡された吸気導出口 (図示せず)が開口している。In the figure, (11) is a compressor housing that rotatably accommodates a compressor impeller to be described later, (12) is a turbine housing that rotatably accommodates a turbine wheel to be described later, and (13) is a unit that connects the compressor impeller and the turbine wheel. The center housing supports the shaft, and the compressor casing (11) and the turbine housing (12) are the center housing (13).
are integrally joined in between. A back plate (14) is fixed to the left open end of the compressor housing (11) by bolts (15) and a mounting plate (16), and there is an axial passage (17) and a scroll passage (18) inside. )
is defined. The back plate (14) is connected to the center housing (13) by bolts (19). The left end of the axial passage (17) in the figure is the scroll passage (18).
These passages (17) and (18) communicate with the center of
A compressor impeller (21) attached to the right end of the shaft (20) in the figure is rotatably housed in the communicating portion of the shaft (20). The axial passage (17) has an intake inlet (17a) that introduces intake air at the right end in the figure, and the scroll passage (18) has an intake outlet (17a) connected upward to the combustion chamber of the engine (not shown). (not shown) is open.
センタハウジング(13)には内部に2つの軸受部(2
2) 、 (23)が形成され、これら軸受部(22)
、 (23)に形成された軸受孔(22a) 、 (
23a)にそれぞれフロートベアリング(24) 、
(25)を介してシャフト(20)が回転自在に支持さ
れている。シャフト(2o)は、図中右端が背板(14
)をブツシュ(2B)を介して回転自在に貫通してコン
プレッサインペラ(21)と結合され、図中左端がター
ビンホイールに結合されている。なお、(27)はワッ
シャ、(28)はカラー、(29)はスラストベアリン
グであり、これらがシャフト(20)の段部とブツシュ
(26)との間に介装されている。The center housing (13) has two bearing parts (2
2) and (23) are formed, and these bearing parts (22)
, (23) bearing hole (22a), (
23a) respectively float bearings (24),
A shaft (20) is rotatably supported via (25). The right end of the shaft (2o) in the figure is the back plate (14
) is rotatably penetrated through the bushing (2B) and connected to the compressor impeller (21), and the left end in the figure is connected to the turbine wheel. Note that (27) is a washer, (28) is a collar, and (29) is a thrust bearing, which are interposed between the stepped portion of the shaft (20) and the bush (26).
センタハウジング(13)には、また、前記軸受部(2
2) 、 (23)の上方にフロートベアリング(24
)。The center housing (13) also includes the bearing portion (2).
2), float bearing (24) above (23)
).
(25)へ潤滑油を供給する給油通路(30)が、軸受
部(22) 、 (23)の下方に潤滑油を排出する排
油通路(31)として機能する空孔(31) (排油
通路(31)と同一符号を付す)が形成されている。給
油通路(30)は、上端が開口した導入孔(30a)と
、該導入孔(30a)の下端に連通し図中右端がスラス
トベアリング(29)との摺接面に開口した横孔(30
b)と、該横孔(30b)に連通してそれぞれが前記軸
受孔(22a) 、 (23a)の周面に開口した2つ
の分配孔(30c) 、 (30d)と、から構成され
ている。導入孔(30a)は上端開口が図外のオイルポ
ンプ等の潤滑油供給源に連絡され、また、空孔(31)
は下端の開口がオイルパン等に連絡されている。これら
給油通路(30)および排油通路(31)は、潤滑油供
給源から供給される潤滑油をベアリング(24) 、
(25) 、 (29)に導いて潤滑とともに冷却を行
い、この後、この潤滑油をオイルパンへ還流させて回収
する。なお、(32)は給油通路(30)および排油通
路(31)のタービンハウジング(12)側に形成され
た冷却水のウォータジャケットであり、このクォータジ
ャケット(32)は下部に注水口が上部に排水口が開口
している。このクォータジャケット(32)は、タービ
ンハウジング(12)からの伝熱を阻止し、また、ヒー
トソークバック時に冷却水を蒸発させてその気化熱で軸
受部(22) 、 (23)を冷却する。The oil supply passage (30) that supplies lubricating oil to (25) functions as an oil drain passage (31) that discharges lubricating oil below the bearings (22) and (23). A passageway (31) is provided with the same reference numeral as that of the passageway (31). The oil supply passage (30) includes an introduction hole (30a) whose upper end is open, and a horizontal hole (30
b), and two distribution holes (30c) and (30d) that communicate with the horizontal hole (30b) and open on the circumferential surfaces of the bearing holes (22a) and (23a), respectively. . The upper end opening of the introduction hole (30a) is connected to a lubricating oil supply source such as an oil pump (not shown), and the hole (31)
The opening at the lower end is connected to the oil pan, etc. These oil supply passages (30) and oil drainage passages (31) supply lubricating oil supplied from a lubricating oil supply source to the bearings (24),
(25) and (29) for lubrication and cooling, after which this lubricating oil is returned to the oil pan and recovered. Note that (32) is a water jacket for cooling water formed on the turbine housing (12) side of the oil supply passage (30) and oil drain passage (31), and this quarter jacket (32) has a water inlet at the bottom and a water inlet at the top. The drain is open. This quarter jacket (32) prevents heat transfer from the turbine housing (12), and also evaporates cooling water during heat soak back, and uses the heat of evaporation to cool the bearings (22) and (23).
タービンハウジング(12)は、スタッドボルト(33
)が螺着され、このスタッドボルト(33)にナット(
34)により締結された取付板(35)によってセンタ
ハウジング(13)に固定されている。このタービンハ
ウジング(12)は、図中右方の開口端がタービンハウ
ジング(12)とセンタハウジング(13)との間に外
周縁を挟着されたベーン保持部材(シュラウド)(3B
)により閉止され、また、ベーン保持部材(36)にボ
ルト(37)によって固定されたトッププレート(シュ
ラウド) (38)が内周部に嵌合している。タービン
ハウジング(12)には、内部にスクロール通路(39
)と出口通路(40)とが画成され、また、スクロール
通路(39)に接線方向を指向して開口する排気導入口
(39a)および出口通路(40)の左端に開口する排
気排出口(4(la)が形成されている。スクロール通
路(39)の中央部と出口通路(40)の右端部とは連
通し、これら通路(39) 、 (40)が連通ずる部
分にシャフト(20)の左端部に固設されたタービンホ
イール(41)が回転自在に配置されている。The turbine housing (12) has stud bolts (33
) is screwed onto this stud bolt (33), and a nut (
It is fixed to the center housing (13) by a mounting plate (35) fastened to the center housing (13). This turbine housing (12) has a vane holding member (shroud) (3B) whose outer peripheral edge is sandwiched between the turbine housing (12) and the center housing (13) at the right opening end in the figure.
), and a top plate (shroud) (38) fixed to the vane holding member (36) with bolts (37) is fitted into the inner peripheral portion. The turbine housing (12) has a scroll passage (39) inside.
) and an outlet passage (40), and an exhaust inlet (39a) that opens tangentially to the scroll passage (39) and an exhaust outlet (40) that opens at the left end of the outlet passage (40). 4 (la) is formed.The central part of the scroll passage (39) and the right end part of the outlet passage (40) communicate with each other, and a shaft (20) is formed in the part where these passages (39) and (40) communicate. A turbine wheel (41) fixed to the left end of the turbine wheel is rotatably arranged.
トッププレート(38)は、タービンハウジング(12
)の出口通路(40)の内端部にシールリング(42)
を介して嵌入した円筒部(38a)と、該円筒部(38
a )の外周の軸方向中央部から径方向に一体に延出し
た円板部(38b)とから構成されている。円筒部(3
8a)内には前述したタービンホイール(4I)が外周
に所定のクリアランスをもって回転自在に配置され、ま
た、円板部(38b)はスクロール通路(39)を外周
路(39b)と内周路(39c)とに区画している。こ
のトップブレー)−(38)は、円板部(38b)とタ
ービンハウジング(12)の内壁との間および円筒部(
38a)とタービンハウジング(12)の内周壁との間
にそれぞれ微少のクリアランスをもって配置され、ター
ビンハウジング(12)側から円板部(38b) 、ベ
ーン保持部材(3δ)および後述する遮熱板を貫通して
ベーン保持部材(36)に螺合した前述のボルト(37
)によってベーン保持部材(36)に固定されている。The top plate (38) is connected to the turbine housing (12).
) at the inner end of the outlet passageway (40) of the seal ring (42).
The cylindrical part (38a) fitted through the cylindrical part (38a)
a), and a disk portion (38b) integrally extending in the radial direction from the axial center portion of the outer periphery. Cylindrical part (3
Inside 8a), the aforementioned turbine wheel (4I) is rotatably arranged around the outer circumference with a predetermined clearance, and the disc part (38b) connects the scroll passage (39) to the outer circumferential path (39b) and the inner circumferential path ( 39c). This top brake (38) is located between the disc part (38b) and the inner wall of the turbine housing (12) and the cylindrical part (38).
38a) and the inner circumferential wall of the turbine housing (12), with a slight clearance between the disk portion (38b), the vane holding member (3δ), and the heat shield plate (described later) from the turbine housing (12) side. The aforementioned bolt (37) passes through and is screwed into the vane holding member (36).
) is fixed to the vane holding member (36).
なお、ボルト(37)は、センタハウジング(13)側
の端部が遮熱板のセンタハウジング(13)側端部に溶
接されて緩みが防止される。Note that the end of the bolt (37) on the center housing (13) side is welded to the end of the heat shield plate on the center housing (13) side to prevent loosening.
ベーン保持部材(36)は、シャフト(20)が回転自
在に貫通した円板部(36a )と、該円板部(36a
)の外周部から軸線方向にトッププレート(38)側
に向かって一体に延出した翼状の4つの固定ベーン(4
3)とから構成されている。円板部(36a)には、外
周にフランジ(36b )が、また、センタハウジング
(13)側端面に環状のボス(38C)が一体に形成さ
れている。第3図に詳伝するように、フランジ(36b
)は前述のようにタービンハウジング(12)とセンタ
ハウジング(13)との間に挟着され、また、ボス(3
6c)はセンタハウジング(13)のタービンハウジン
グ(13)側端面に形成された位置合せ孔(13a)に
嵌入している。このボス(38c)は、外周部が位置合
せ孔(13a)の内周部と嵌合し、また、端部が位置合
せ孔(13c)の底面と当接している。The vane holding member (36) includes a disk portion (36a) through which the shaft (20) rotatably passes, and a disk portion (36a) through which the shaft (20) rotatably passes.
) four wing-shaped fixed vanes (4) integrally extending from the outer periphery of the
3). A flange (36b) is integrally formed on the outer periphery of the disc portion (36a), and an annular boss (38C) is integrally formed on the end surface on the side of the center housing (13). As detailed in Figure 3, the flange (36b
) is sandwiched between the turbine housing (12) and the center housing (13) as described above, and the boss (3
6c) is fitted into an alignment hole (13a) formed in the end surface of the center housing (13) on the side of the turbine housing (13). The outer periphery of the boss (38c) fits into the inner periphery of the alignment hole (13a), and the end abuts the bottom surface of the alignment hole (13c).
さらに、このボス(36c)には内周部に遮熱板(44
)が嵌着され、この遮熱板(44)と円板部(36a)
との間に断熱層(44a)を形成している。遮熱板(4
4)は溶接によってベーン保持部材(36)に固定され
ている。このベーン保持部材(36)は、円板部(36
a)の外周壁およびフランジ(38b)の外周壁とター
ビンハウジング(12)の内周壁との間にそれぞれクリ
アランス(59a) 、 (59b)を有し、ボス(3
6c )がセンタハウジング(13)の位置合せ孔(1
3a)に嵌合して同心度および軸方向の位置決めされる
。なお、第1図中、(60a)はセンタハウジング(1
3)とベーン保持部材(36)との回転方向の位置合せ
用のノックビン、同様に、(aob)はベーン保持部材
(36)とトッププレート(38)との位置合せ用のノ
ックビンである。Furthermore, this boss (36c) has a heat shield plate (44
) is fitted, and this heat shield plate (44) and the disc part (36a)
A heat insulating layer (44a) is formed between the two. Heat shield plate (4
4) is fixed to the vane holding member (36) by welding. This vane holding member (36) has a disc portion (36
There are clearances (59a) and (59b) between the outer circumferential wall of a) and the outer circumferential wall of the flange (38b) and the inner circumferential wall of the turbine housing (12), respectively, and the boss (3
6c) is the alignment hole (1) of the center housing (13).
3a) for concentric and axial positioning. In addition, in Fig. 1, (60a) is the center housing (1
Similarly, (aob) is a knock pin for aligning the vane holding member (36) and the top plate (38) in the rotational direction.
固定ベーン(43)は、第2図に示すように、部分円弧
状を成し、タービンホイール(41)と同心状に回転方
向等間隔に配設されている。これら固定ベーン(43)
の間には、それぞれ、部分円弧状の4つの可動ベーン(
45)が配置され、これら固定ベーン(43)と可動ベ
ーン(45)とによってそれぞれスクロール通路(39
)の外周路(39t+)と内周路(39c)との間に4
つの可変絞り(46)が−構成されている。可動ベーン
(45)は、それぞれベーン保持部材(36)の円板部
(36a)に形成された孔(31ib)を回転自在に貫
通したビン(47)に一端が固設され、ピン(47)の
回動にともない傾動して可変絞り(46)の流路面積(
開度)を変更する。As shown in FIG. 2, the fixed vanes (43) have a partially arcuate shape and are arranged concentrically with the turbine wheel (41) at equal intervals in the rotational direction. These fixed vanes (43)
In between, there are four movable vanes each having a partial arc shape (
45) are arranged, and these fixed vanes (43) and movable vanes (45) respectively lead to scroll passages (39).
) between the outer circumferential path (39t+) and the inner circumferential path (39c)
Two variable apertures (46) are arranged. Each of the movable vanes (45) has one end fixed to a pin (47) that rotatably passes through a hole (31ib) formed in the disk portion (36a) of the vane holding member (36). As the variable throttle (46) rotates, it tilts and the flow path area (
opening).
ピン(47)は、センタハウジング(13)側に突出し
また端部が図示しないリンク機構を介してアクチュエー
タに接続され、このアクチュエータにより駆動される。The pin (47) projects toward the center housing (13) and has an end connected to an actuator via a link mechanism (not shown), and is driven by the actuator.
このリンク機構等は、本出願人が先に提出した特願昭8
l−125(100号明細書等に詳細に記載されている
ため、以下の説明は省略する。This link mechanism etc. is based on the patent application filed in 1988 by the applicant.
1-125 (described in detail in the specification of No. 100, etc., so the following explanation will be omitted.
なお、(48)は外周縁が遮熱板(44)の内周端とセ
ンタハウジング(13)の外周壁との間に挟着された円
板状のシールド板、(49)はタービンハウジング(1
2)に螺着した取付用のスタッドボルトであり、シール
ド板(48)は前述した遮熱板(44)とともに排気熱
のセンタハウジング(13)への伝熱を阻止する。In addition, (48) is a disc-shaped shield plate whose outer peripheral edge is sandwiched between the inner peripheral end of the heat shield plate (44) and the outer peripheral wall of the center housing (13), and (49) is the turbine housing ( 1
2), and the shield plate (48), together with the aforementioned heat shield plate (44), prevents exhaust heat from being transferred to the center housing (13).
次に、本実施例の作用を説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.
このターボチャージャは、エンジンの回転速度が比較的
小さく排気の流量も少ない場合、可動ベーン(45)が
第2図に示すように位置して可変絞り(46)を最小開
度とする。このため、排気導入口(39a)から導入さ
れた排気は、スクロール通路(39)の外周路(39b
)から可変絞り(46)を経て加速されて内周路(39
c)内に流入し、内周路(39c)内で旋回弁を生じて
タービンホイール(41)を駆動する。したがって、コ
ンプレッサインペラ(21)が高速で回転されて吸入を
加圧し、エンジンの低速運転時の過給効果が確保される
。In this turbocharger, when the rotational speed of the engine is relatively low and the flow rate of exhaust gas is low, the movable vane (45) is positioned as shown in FIG. 2, and the variable throttle (46) is set to the minimum opening degree. Therefore, the exhaust gas introduced from the exhaust introduction port (39a) is
) through the variable aperture (46) and is accelerated to the inner circumferential path (39).
c) and creates a swivel valve in the inner circumference (39c) to drive the turbine wheel (41). Therefore, the compressor impeller (21) is rotated at high speed to pressurize the suction, ensuring a supercharging effect during low speed operation of the engine.
また、エンジンの回転速度が増大して排気の流量も多く
なった場合には、エンジンの回転速度に応じ可動ベーン
(45)が中心方向へ駆動され可変絞り(46)の開度
が増大する。このため、排気の流動抵抗も小さくなり、
エンジンの排気背圧を小さくすることができる。そして
、前述のように、タービンホイール(4I)が排気によ
り駆動され、コンプレッサインペラ(21)が吸気を加
圧して過給を行う。Further, when the rotational speed of the engine increases and the flow rate of exhaust gas also increases, the movable vane (45) is driven toward the center in accordance with the rotational speed of the engine, and the opening degree of the variable throttle (46) increases. Therefore, the flow resistance of the exhaust gas is also reduced,
Engine exhaust back pressure can be reduced. Then, as described above, the turbine wheel (4I) is driven by the exhaust gas, and the compressor impeller (21) pressurizes the intake air to perform supercharging.
一方、このターボチャージャは、スクロール通路(39
)等を流れる排気の熱によりタービンハウジング(12
)が加熱されてタービンハウジング(12)等が熱膨張
を生じるが、ベーン保持部材(36)はボス(38c)
がセンタハウジング(13)の位置合せ孔(13a)に
嵌合してセンタハウジング(13)を基準に位置が決定
されているため、ベーン保持部材(36)および該ベー
ン保持部材(36)に固定されるトッププレート(38
)がタービンハウジング(12)等の熱膨張の影響を受
けることは無く、タービンハウジング(12)等が加熱
される運転時にトッププレート(38)とタービンホイ
ール(41)との間のクリアランスを一定に保つことが
できる。すなわち、センタハウジング(13)は潤滑油
および冷却水により冷却されて運転時にも低温状態(約
300[℃l以下)を維持するため、センタハウジング
(13)の熱膨張(熱歪)は微少であり、このセンタハ
ウジング(13)にシャフト(20)によって支持され
るタービンホイール(41)とセンタハウジング(13
)にベーン保持部材(36)によって位置合せされたト
ッププレート(38)との間のクリアランスが変化する
ことはほとんど無い。したがって、トッププレート(3
8)とタービンホイール(41)との間のクリアランス
の増大による漏洩する排気量の増大、また、クリアラン
スの減少によるタービンホイール(41)とトッププレ
ート(38)との干渉が生じることも無く、タービン効
率を低下させること無くまた芯ずれによるタービンホイ
ールの干渉も無く高い信頼性が得られる。On the other hand, this turbocharger has a scroll passage (39
) etc. due to the heat of the exhaust gas flowing through the turbine housing (12
) is heated and the turbine housing (12) etc. undergo thermal expansion, but the vane holding member (36) is heated by the boss (38c).
is fitted into the alignment hole (13a) of the center housing (13) and its position is determined based on the center housing (13), so it is fixed to the vane holding member (36) and the vane holding member (36). top plate (38
) is not affected by thermal expansion of the turbine housing (12) etc., and the clearance between the top plate (38) and the turbine wheel (41) is kept constant during operation when the turbine housing (12) etc. are heated. can be kept. In other words, the center housing (13) is cooled by lubricating oil and cooling water and maintained at a low temperature (approximately 300°C or less) during operation, so the thermal expansion (thermal strain) of the center housing (13) is minimal. A turbine wheel (41) supported by a shaft (20) and a center housing (13) are attached to this center housing (13).
) and the top plate (38) aligned by the vane holding member (36) hardly changes. Therefore, the top plate (3
8) and the turbine wheel (41) due to an increase in the amount of leaked exhaust gas, and the turbine wheel (41) and the top plate (38) do not interfere with each other due to a decrease in the clearance. High reliability is achieved without reducing efficiency and without interference with the turbine wheel due to misalignment.
さらに、このターボチャージャにあっては、センタハウ
ジング(13)は非対称形状であるため加熱時に熱歪が
局部的に大きくなるが、ベーン保存部材(36)の外周
面とタービンハウジング(12)との間にはクリアラン
ス(59a)、・(59b)が、また、トッププレート
(38)とタービンハウジング(12)との間にもクリ
アランスがあるため、これらクリアランス(59a)
、 (59b)によりタービンハウジング(12)の熱
歪が吸収され、このタービンハウジング(12)の熱歪
により影響されてトッププレート(38)およびベーン
保持部材(36)が歪を生じることは無い。したがって
、トッププレート(38)とタービンホイール(41)
との間のクリアランスはタービンハウジング(12)の
局部的な熱歪によっても影響されず、前述のように、タ
ービン効率の低下とともにタービンホイール(41)の
トッププレート(38)との干渉が防止できる。Furthermore, in this turbocharger, since the center housing (13) has an asymmetrical shape, thermal strain becomes locally large during heating, but the outer peripheral surface of the vane storage member (36) and the turbine housing (12) There are clearances (59a) and (59b) between them, and there is also a clearance between the top plate (38) and the turbine housing (12), so these clearances (59a)
, (59b) absorbs the thermal strain of the turbine housing (12), and the top plate (38) and the vane holding member (36) are not affected by the thermal strain of the turbine housing (12). Therefore, the top plate (38) and the turbine wheel (41)
The clearance between the turbine wheel (41) and the top plate (38) is not affected by local thermal distortion of the turbine housing (12), and as described above, it is possible to prevent a decrease in turbine efficiency and interference with the top plate (38) of the turbine wheel (41). .
なお、上述した実施例では、ボス(38c)を位置合せ
孔(13a)に嵌合させてベーン保持部材(36)とセ
ンタハウジング(13)との位置合せを行うが、センタ
ハウジング(13)に遮熱板(44)を溶接等で固着し
、この遮熱板(44)をベーン保持部材(36)に嵌合
させて位置合せを行うこともできることは言うまでも無
く、また、ノックビン等を用いた位置合せができること
も言うまでも無い。In the above embodiment, the vane holding member (36) and the center housing (13) are aligned by fitting the boss (38c) into the alignment hole (13a). Needless to say, the heat shield plate (44) can be fixed by welding or the like, and the heat shield plate (44) can be fitted to the vane holding member (36) for alignment. Needless to say, alignment can be achieved using the same method.
(発明の効果)
以上説明したように、この発明にかかるターボチャージ
ャのハウジング構造によれば、シュラウドとタービンハ
ウジングとの間にクリアランスを設けるとともにシュラ
ウドをセンタハウジングを基準に位置合せするため、タ
ービンハウジングの温度にかかわり無くタービンホイー
ルとシュラウドとの間のクリアランスを一定に保持でき
、このクリアランスの変化に起因したタービン効率の低
下およびタービンホイールのシュラウドへの干渉が防止
できる。(Effects of the Invention) As explained above, according to the housing structure of the turbocharger according to the present invention, since a clearance is provided between the shroud and the turbine housing and the shroud is aligned with the center housing as a reference, the turbine housing The clearance between the turbine wheel and the shroud can be maintained constant regardless of the temperature of the turbine wheel, and a decrease in turbine efficiency and interference of the turbine wheel with the shroud due to changes in this clearance can be prevented.
第1図から第3図は本発明の一実施例にかかるターボチ
ャージャのハウジング構造を示し、第1図が縦断面図、
第2図が第1図のII −11矢視断面図、第3図が要
部拡大断面図である。
11・・・コンプレッサハウジング
12・・・タービンハウジング
13・・・センタハウジング
13a・・・位置合せ孔(位置合せ手段)20・・・シ
ャフト
21・・・コンプレッサインペラ
36・・・ベーン保持部材(シュラウド)36c・・・
ボス(位置合せ手段)
38・・・スクロール通路 40・・・出口通路4
1・・・タービンホイール 43・・・固定ベーン4
4・・・遮熱板
55a、55b・・・クリアランス
60a、60b川ノックビン
手続補正書印制
昭和62年 5月v日
特許庁長官 黒田明雄 殿 :へ:5:ノ
1、事件の表示
特願昭81−291178号
2、発明の名称
ターボチャージャのハウジング構造
3、補正をする者
事件との関係 特許出願人
(532)本田技研工業株式会社
4、代理人
東京都港区麻布台2丁目4番5号
6、補正の対象
7、補正の内容
(1)発明の詳細な説明を次のように訂正する。
(イ)明細書第2頁第19行目に「ステレンス等の耐熱
鋼ノとあるのを「耐熱材」と補正する。
(ロ)明細書第10頁第1O行目に「オイルパン」とあ
るのを「オイルパン等」と補正する。
(ハ)明細書第13頁第13行目を次の通り補正する。
「フランジ(38b)のセンターハウジング側端面が対
応するセンターハウジングに当接している。」(ニ)明
細書第18頁第15行目を次の通り補正する。
「ベーン保持部材(36)が歪を生じることは無い。
この事は可動ベーン(45)を熱歪に影響されることな
く確実に作動することができる。シ」(ホ)明細書第1
9頁第1行目を次の通り補正する。
「防1hできる。さらに可動ベーン(45)とベーン保
持部材(36)あるいはトッププレーh (38)との
クリアランスも熱的影響を受けず、可動ベーン(45)
の最挟時の排気ガスリークを最小限に抑える等タービン
効率の低下も防止できる。」
(へ)明細書第19頁第6行目を次の通り補正する。
「シ、もしくはコンプレッサー側に見られる様なヒート
インシュレーターを組み込み、この遮熱板(44)をベ
ーン保持部材(36)に嵌合」(2)図面の第1図及び
第3図を別紙の通り訂正する。1 to 3 show the housing structure of a turbocharger according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a longitudinal sectional view;
FIG. 2 is a sectional view taken along arrow II-11 in FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged sectional view of the main part. 11... Compressor housing 12... Turbine housing 13... Center housing 13a... Alignment hole (alignment means) 20... Shaft 21... Compressor impeller 36... Vane holding member (shroud) )36c...
Boss (positioning means) 38...Scroll passage 40...Outlet passage 4
1... Turbine wheel 43... Fixed vane 4
4...Heat shield plates 55a, 55b...Clearance 60a, 60b Knock bottle procedure amendment sealing May v. 1988 Mr. Akio Kuroda, Commissioner of the Japan Patent Office: To: 5: No. 1, Patent application for indication of the case No. 1981-291178 2, Name of the invention Turbocharger housing structure 3, Relationship to the amended case Patent applicant (532) Honda Motor Co., Ltd. 4, Agent 2-4-5 Azabudai, Minato-ku, Tokyo No. 6, Subject of amendment 7, Contents of amendment (1) The detailed description of the invention is corrected as follows. (a) In the 19th line of page 2 of the specification, the phrase ``heat-resistant steel such as stainless steel'' is corrected to ``heat-resistant material.'' (b) The phrase "oil pan" on page 10, line 1 O of the specification is corrected to "oil pan, etc." (c) Page 13, line 13 of the specification is amended as follows. "The end surface of the flange (38b) on the center housing side is in contact with the corresponding center housing." (d) The 15th line of page 18 of the specification is corrected as follows. "The vane holding member (36) will not be distorted. This allows the movable vane (45) to operate reliably without being affected by thermal distortion." (E) Specification No. 1
Correct the first line of page 9 as follows. Furthermore, the clearance between the movable vane (45) and the vane holding member (36) or the top play h (38) is not affected by heat, and the movable vane (45)
It is also possible to prevent a decrease in turbine efficiency, such as by minimizing exhaust gas leaks when the engine is at its peak. (f) The 6th line of page 19 of the specification is amended as follows. ``Incorporate a heat insulator like the one seen on the compressor side, and fit this heat shield plate (44) to the vane holding member (36)'' (2) See Figures 1 and 3 of the drawings in the attached sheet. correct.
Claims (1)
ングとタービンホイールが収容されたタービンハウジン
グとをセンタハウジングを介し接合するとともに、前記
タービンハウジング内に少なくとも1つのシュラウドを
配置して該シュラウドによりタービンホイールを包囲し
、該タービンホイールと前記コンプレッサインペラとを
前記センタハウジングに支持されたシャフトによって連
結するターボチャージャにおいて、 前記シュラウドおよび前記センタハウジングにそれぞれ
嵌合してセンタハウジングと前記シュラウドとの位置を
決定する位置合せ手段を設けるとともに、該シュラウド
と前記タービンハウジングとの間に隙間を設けたことを
特徴とするターボチャージャのハウジング構造。[Scope of Claims] A compressor housing in which a compressor impeller is housed and a turbine housing in which a turbine wheel is housed are joined through a center housing, and at least one shroud is disposed within the turbine housing, and the shroud is connected to the turbine wheel. In a turbocharger that surrounds a wheel and connects the turbine wheel and the compressor impeller by a shaft supported by the center housing, the shroud and the center housing are respectively fitted to adjust the positions of the center housing and the shroud. A housing structure for a turbocharger, characterized in that a positioning means for determining the position is provided, and a gap is provided between the shroud and the turbine housing.
Priority Applications (6)
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JP29117886A JPS63143327A (en) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | Housing structure of turbocharger |
US07/128,632 US4907952A (en) | 1986-12-05 | 1987-12-04 | Turbocharger |
EP87310751A EP0270384B1 (en) | 1986-12-05 | 1987-12-07 | Turbocharger |
DE8787310751T DE3785422T2 (en) | 1986-12-05 | 1987-12-07 | TURBOCHARGER. |
EP92100233A EP0480911B1 (en) | 1986-12-05 | 1987-12-07 | Turbocharger |
DE3751295T DE3751295T2 (en) | 1986-12-05 | 1987-12-07 | Turbocharger. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP29117886A JPS63143327A (en) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | Housing structure of turbocharger |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63143327A true JPS63143327A (en) | 1988-06-15 |
JPH0343454B2 JPH0343454B2 (en) | 1991-07-02 |
Family
ID=17765465
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29117886A Granted JPS63143327A (en) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | Housing structure of turbocharger |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS63143327A (en) |
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