JP2000130175A - Variable capacity turbo charger - Google Patents

Variable capacity turbo charger

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JP2000130175A
JP2000130175A JP10307395A JP30739598A JP2000130175A JP 2000130175 A JP2000130175 A JP 2000130175A JP 10307395 A JP10307395 A JP 10307395A JP 30739598 A JP30739598 A JP 30739598A JP 2000130175 A JP2000130175 A JP 2000130175A
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JP
Japan
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scroll portion
shaft
exhaust
drive shaft
control valve
Prior art date
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Pending
Application number
JP10307395A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinji Kono
慎司 河野
Jun Kawaguchi
潤 川口
Kazunari Adachi
一成 安達
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Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
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Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To miniaturize a turbo charger and prevent the drop of turbine efficiency by improving the open/close action of a flow rate control valve. SOLUTION: The drive shaft of a flow rate control valve 40 for controlling the communication of an exhaust inlet 12a with an outer periphery scroll part 32 is rotatably provided in a turbine housing 12 so as to extend in nearly right angle direction for the axial direction of the shaft, and the flow rate control valve 40 is swingably provided on the end of the drive shaft positioning in the outer periphery scroll part 32 in response to the rotation of the drive shaft.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関を過給す
る可変容量ターボチャージャに関する。
The present invention relates to a variable capacity turbocharger for supercharging an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の可変容量ターボチャージャとして
は、例えば、特開平10−8977号公報に開示される
ものがある。この可変容量ターボチャージャは、シャフ
トと、該シャフトの一端に固定されるタービンロータ
と、該タービンロータを収容すると共に排気入口、排気
出口及び排気入口と排気出口とをタービンロータを介し
て連通し、その断面積が漸次減少するスクロール部を有
するタービンハウジングと、シャフトの他端に固定さ
れ、コンプレッサハウジング内に収容されたコンプレッ
サロータと、スクロール部を径方向に内周スクロール部
と外周スクロール部とに分割すると共に両スクロール部
間を連通する連通路を備えた区画壁と、タービンハウジ
ングに駆動軸を介して揺動可能に枢支され、排気入口と
外周スクロール部間の連通を開閉制御して外周スクロー
ル部への排気流量を制御可能な流量制御弁とを備えてい
る。
2. Description of the Related Art As a conventional variable capacity turbocharger, for example, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-8977. The variable-capacity turbocharger includes a shaft, a turbine rotor fixed to one end of the shaft, and an exhaust inlet, an exhaust outlet, and an exhaust inlet and an exhaust inlet and an exhaust outlet communicating with the turbine rotor through the turbine rotor. A turbine housing having a scroll portion whose cross-sectional area gradually decreases, a compressor rotor fixed to the other end of the shaft and housed in the compressor housing, and a scroll portion radially extending into an inner circumferential scroll portion and an outer circumferential scroll portion. A partition wall which is divided and has a communication passage communicating between both scroll portions, and is swingably pivotally supported on a turbine housing via a drive shaft, and controls opening and closing of communication between an exhaust inlet and an outer scroll portion to form an outer periphery. A flow control valve capable of controlling the flow rate of exhaust gas to the scroll section.

【0003】この可変容量ターボチャージャにおいて
は、排気ガス量の少ない内燃機関の低速域では、流量制
御弁により排気入口と外周スクロール部間の連通を遮断
し、内周スクロール部のみに排気ガスを流入させ、ター
ビンロータのブレードに対する小さい排気流入角度及び
高い排気流速を得ることでタービンロータを加速して過
給圧が高められる。また、排気ガス量の多くなる中速域
以降では、外周スクロール部にも流量制御弁を介して排
気ガスを流入させて連通路を介して内周スクロール部へ
流入させ、タービンロータに当たる排気ガスの流速を下
げると共に排気流入角度を大きくすることでタービンロ
ータの加速が制限され、過給圧が一定に保たれる。
In this variable capacity turbocharger, in a low speed region of an internal combustion engine having a small amount of exhaust gas, communication between an exhaust inlet and an outer scroll portion is cut off by a flow control valve, and exhaust gas flows only into an inner scroll portion. By obtaining a small exhaust inflow angle to the blades of the turbine rotor and a high exhaust flow velocity, the turbine rotor is accelerated to increase the supercharging pressure. Further, after the middle speed range where the amount of exhaust gas increases, the exhaust gas also flows into the outer scroll portion via the flow control valve, flows into the inner scroll portion via the communication passage, and the exhaust gas hits the turbine rotor. By decreasing the flow velocity and increasing the exhaust inflow angle, the acceleration of the turbine rotor is limited, and the supercharging pressure is kept constant.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の可変容量ターボチャージャにおいては、駆動軸
がシャフトの軸方向に外周スクロール部内に延在するよ
うにタービンハウジングに回転可能に設けられいて、駆
動軸の回転に応じて外周スクロール部内を揺動して、区
画壁の排気入口側端部に形成された排気入口と外周スク
ロール部間の連通口を開閉制御可能に流量制御弁が駆動
軸に取り付けられている。このため、流量制御弁の揺動
スペースを確保するために、外周スクロール部の流量制
御弁を収容する部位を径方向外方に突形状とせざるを得
ず、この結果タービンハウジングが大型化して、内燃機
関への搭載時に大きな制約を受けるという問題があっ
た。
However, in the above-described conventional variable capacity turbocharger, the drive shaft is rotatably provided on the turbine housing so as to extend into the outer peripheral scroll portion in the axial direction of the shaft. The flow control valve is attached to the drive shaft so that the inside of the outer scroll part can be swung according to the rotation of the shaft, and the communication port between the exhaust inlet and the outer scroll part formed at the end of the partition wall on the exhaust inlet side can be opened and closed. Have been. For this reason, in order to secure the swing space of the flow control valve, the portion of the outer peripheral scroll portion that accommodates the flow control valve has to be formed in a radially outwardly projecting shape, and as a result, the turbine housing becomes large, There has been a problem that there is a great restriction when mounting on an internal combustion engine.

【0005】また、流量制御弁が連通口を開いて排気ガ
スが外周スクロール部内に流入する時、この突形状によ
り、排気ガスは連通口で絞られてすぐに流量制御弁の収
容部位の容積の大きな部分で膨張した後、外周スクロー
ル部で絞られるため、排気ガスの流れの損失が大きく、
ターボチャージャの効率が低下するという問題もあっ
た。
Further, when the flow control valve opens the communication port and the exhaust gas flows into the outer peripheral scroll portion, the projecting shape restricts the exhaust gas at the communication port and immediately reduces the volume of the accommodation portion of the flow control valve. After expanding in a large part, it is throttled in the outer scroll part, so the loss of exhaust gas flow is large,
There is also a problem that the efficiency of the turbocharger is reduced.

【0006】ゆえに、本発明は、当該可変容量ターボチ
ャージャにおいて、流量制御弁の開閉作動を改良して、
ターボチャージャの小型化を図ると共に、タービン効率
の低下を防止することを、その課題とする。
Therefore, the present invention provides an improved variable capacity turbocharger in which the opening / closing operation of the flow control valve is improved,
It is an object of the present invention to reduce the size of a turbocharger and to prevent a decrease in turbine efficiency.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に講じた技術的手段は、シャフトと、該シャフトの一端
に固定されるタービンロータと、該タービンロータを収
容すると共に、排気入口、排気出口及び、前記排気入口
と前記排気出口とを前記タービンロータを介して連通
し、その断面積が漸次減少するスクロール部を有するタ
ービンハウジングと、前記シャフトの他端に固定され、
コンプレッサハウジング内に収容されたコンプレッサロ
ータと、前記スクロール部を径方向に内周スクロール部
と外周スクロール部とに分割する区画壁と、前記内周ス
クロール部と前記外周スクロール部とを連通する複数の
連通路と、前記タービンハウジングに駆動軸を介して揺
動可能に枢支され、前記排気入口と前記外周スクロール
部間の連通を開閉制御して前記外周スクロール部への排
気流量を制御可能な流量制御弁とを備えてなる可変容量
ターボチャージャにおいて、前記駆動軸を前記シャフト
の軸方向に対してほぼ直角方向に延在するように前記タ
ービンハウジングに回転可能に設けると共に、前記外周
スクロール部内に位置する前記駆動軸の端部に前記駆動
軸の回転に応じて揺動可能に前記流量制御弁を設けたこ
とである。
Technical means taken to solve the above problems include a shaft, a turbine rotor fixed to one end of the shaft, a housing for accommodating the turbine rotor, an exhaust inlet, and an exhaust gas. An outlet, the exhaust inlet and the exhaust outlet communicate with each other through the turbine rotor, a turbine housing having a scroll portion whose sectional area gradually decreases, and fixed to the other end of the shaft;
A compressor rotor housed in a compressor housing, a partition wall dividing the scroll portion radially into an inner peripheral scroll portion and an outer peripheral scroll portion, and a plurality of communicating portions communicating the inner peripheral scroll portion and the outer peripheral scroll portion. A communication passage, and a flow rate pivotally supported by the turbine housing via a drive shaft so as to be able to control opening and closing of communication between the exhaust inlet and the outer scroll portion to control an exhaust flow rate to the outer scroll portion. And a control valve, wherein the drive shaft is rotatably provided in the turbine housing so as to extend in a direction substantially perpendicular to the axial direction of the shaft, and is located in the outer peripheral scroll portion. The flow control valve is provided at an end of the drive shaft so as to swing in accordance with the rotation of the drive shaft.

【0008】上記した手段によれば、シャフトの軸方向
に対してほぼ直角方向に延在するように設けられた駆動
軸の回転に応じて、外周スクロール部内で駆動軸回りに
流量制御弁が揺動するので、流量制御弁の揺動スペース
を確保するために外周スクロール部の流量制御弁を収容
する部位を径方向外方に突形状とする必要がなくなる。
これにより、タービンハウジングの小型化が図られると
共に、排気ガスが外周スクロール部壁面に沿ってスムー
ズに流れ、タービン効率の低下が防止される。
According to the above-described means, the flow control valve swings around the drive shaft in the outer scroll portion in response to the rotation of the drive shaft provided to extend substantially perpendicular to the axial direction of the shaft. Since it moves, there is no need to make the portion of the outer peripheral scroll portion that accommodates the flow control valve a radially outwardly protruding shape in order to secure a swing space for the flow control valve.
Accordingly, the size of the turbine housing can be reduced, and the exhaust gas can smoothly flow along the wall surface of the outer scroll portion, thereby preventing a decrease in turbine efficiency.

【0009】上記した手段において、前記区画壁はその
内周面が前記排気入口の内周面から連続するように形成
されていて、前記区画壁の前記排気入口側端部に前記外
周スクロール部と前記排気入口を連通可能な連通口が設
けられているが望ましい。
In the above means, the partition wall is formed so that an inner peripheral surface thereof is continuous from an inner peripheral surface of the exhaust inlet, and the outer peripheral scroll portion is provided at an end of the partition wall on the exhaust inlet side. It is preferable that a communication port capable of communicating with the exhaust port is provided.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明に従った可変容量タ
ーボチャージャの一実施形態を図面に基づき、説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a variable capacity turbocharger according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0011】図1において、可変容量ターボチャージャ
は、円筒状のベアリングハウジング10を有し、該ベア
リングハウジング10には、軸孔10aが形成されてお
り、該軸孔10a内にはラジアル軸受21、22を介し
てシャフト20が回転可能に支承されている。ラジアル
ベアリング21、22は、軸孔10a内に回転可能に嵌
合されており、互いに向き合う側への軸方向の移動をス
ナップリングにより規制されている。ラジアルベアリン
グ22は、図示右側への移動をシャフト20に形成され
た段部で規制されている。ラジアルベアリング21に嵌
合されるシャフト20の図示左側には小径部が形成され
ており、該小径部にはその図示右側の端部にラジアルベ
アリング22の一端面に当接するフランジ部が形成され
る筒状のブッシュ23が嵌合されている。該ブッシュ2
3の図示左側には、その図示右側の端部にフランジ部が
形成されるブッシュ29が嵌合されている。ブッシュ2
9の外周に形成される環状溝にはオイルシールが嵌着さ
れており、該オイルシールにはベアリングハウジング1
0の軸孔10aの図示左側に形成される大径孔内に嵌合
されるプレートシール25の内周筒部が液密的に摺接す
る。ブッシュ29の図示左側のシャフト20の小径部に
はコンプレッサロータ19が嵌合され、小径部の端部に
螺合されるナット27により固定されている。これによ
り、ブッシュ23、29はコンプレッサロータ19の図
示右端面とシャフト20の小径部の段部との間で挟持さ
れ、コンプレッサロータ19と共にシャフト20と一体
的に回転する。ブッシュ23、29のフランジ部間に
は、ベアリングハウジング10の大径孔の図示右側に固
定されるスラストベアリング24が介装されており、該
スラストベアリング24には、ベアリングハウジング1
0に形成されラジアルベアリング21、22へオイルを
供給するオイル通路に連通されて、ブッシュ23、29
のフランジ部との摺動部間へオイルを供給するオイル供
給孔が形成されている。尚、プレートシール25には、
ブッシュ29の筒部が貫通する孔を有するオイル遮蔽プ
レート26が固定されている。また、ベアリングハウジ
ング10には吸気入口18a及び吸気出口18bを備え
たコンプレッサハウジング18が気密的に固定されてお
り、該コンプレッサハウジング18内にコンプレッサロ
ータ19が収容される。
In FIG. 1, the variable displacement turbocharger has a cylindrical bearing housing 10 having a shaft hole 10a formed therein, and a radial bearing 21 in the shaft hole 10a. A shaft 20 is rotatably supported via 22. The radial bearings 21 and 22 are rotatably fitted in the shaft hole 10a, and the movement in the axial direction to the sides facing each other is restricted by the snap ring. The radial bearing 22 is restricted from moving rightward in the figure by a step formed on the shaft 20. A small-diameter portion is formed on the left side of the shaft 20 fitted in the radial bearing 21, and a flange portion is formed on the right-hand end portion of the small-diameter portion to contact one end surface of the radial bearing 22. A cylindrical bush 23 is fitted. The bush 2
A bush 29 having a flange formed at the right end in the figure is fitted on the left side of the figure 3. Bush 2
An oil seal is fitted in an annular groove formed on the outer periphery of the bearing housing 9.
The inner peripheral cylindrical portion of the plate seal 25 fitted in the large-diameter hole formed on the left side of the 0 shaft hole 10a in the drawing slides in a liquid-tight manner. The compressor rotor 19 is fitted to a small diameter portion of the shaft 20 on the left side of the bush 29 in the drawing, and is fixed by a nut 27 screwed to an end of the small diameter portion. Thus, the bushes 23 and 29 are sandwiched between the illustrated right end surface of the compressor rotor 19 and the step portion of the small diameter portion of the shaft 20, and rotate integrally with the shaft 20 together with the compressor rotor 19. A thrust bearing 24 fixed to the right side of the large-diameter hole in the bearing housing 10 in the drawing is interposed between the flange portions of the bushes 23 and 29. The thrust bearing 24 includes the bearing housing 1
0, and communicates with oil passages for supplying oil to the radial bearings 21 and 22, and the bushes 23 and 29
An oil supply hole for supplying oil between the sliding portion and the flange portion is formed. In addition, the plate seal 25 includes
An oil shielding plate 26 having a hole through which the cylindrical portion of the bush 29 passes is fixed. A compressor housing 18 having an intake port 18a and an intake port 18b is hermetically fixed to the bearing housing 10, and a compressor rotor 19 is accommodated in the compressor housing 18.

【0012】シャフト20の図示右端には、タービンロ
ータ13が固着されている。タービンロータ13は、ベ
アリングハウジング10の図示右端に固定された第1タ
ービンハウジング11にガスケットを介して気密的に固
定される第2タービンハウジング12内に収容されてい
る。第2タービンハウジング12には、排気入口12a
(図2参照)と排気出口12bとが形成されていて、排
気入口12aには、図示しない内燃機関の排気マニホル
ドが接続され、排気出口12bには図示しない排気出口
管が気密的に接続されている。尚、図1において、14
は外周端が第1タービンハウジング11とベアリングハ
ウジング10間に挟持固定され、内周端がタービンロー
タ13の背面に延びる遮蔽プレートである。
A turbine rotor 13 is fixed to the right end of the shaft 20 in the figure. The turbine rotor 13 is housed in a second turbine housing 12 which is airtightly fixed via a gasket to a first turbine housing 11 fixed to the right end of the bearing housing 10 in the figure. The second turbine housing 12 has an exhaust inlet 12a
(See FIG. 2) and an exhaust outlet 12b are formed. An exhaust manifold of an internal combustion engine (not shown) is connected to the exhaust inlet 12a, and an exhaust outlet pipe (not shown) is airtightly connected to the exhaust outlet 12b. I have. Incidentally, in FIG.
Is a shielding plate whose outer peripheral end is sandwiched and fixed between the first turbine housing 11 and the bearing housing 10 and whose inner peripheral end extends to the back of the turbine rotor 13.

【0013】第2タービンハウジング12には、図1及
び図2に示すように、排気入口12aに導入された排気
ガスをタービンロータ13の外周に導くスクロール部が
形成されている。このスクロール部には、第2タービン
ハウジング12に設けられたインボリュート区画壁30
により径方向に区画された内周スクロール溝12dと外
周スクロール溝12cが形成されていて、両溝12d、
12cの開口を第1タービンハウジング11により閉塞
されることで、内周スクロール部31と該内周スクロー
ル部31より大きな容積を有する外周スクロール部32
が区画形成されるようになっている。内周及び外周スク
ロール部31、32は、その断面積がタービンロータ1
3の回転方向(図2において時計方向)に漸次減少する
ように設けられていて、インボリュート区画壁30の下
流端部分にて連通している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the second turbine housing 12 is provided with a scroll portion for guiding the exhaust gas introduced into the exhaust inlet 12 a to the outer periphery of the turbine rotor 13. The scroll portion includes an involute partition wall 30 provided in the second turbine housing 12.
An inner peripheral scroll groove 12d and an outer peripheral scroll groove 12c radially partitioned by are formed.
By closing the opening of 12c by the first turbine housing 11, the inner peripheral scroll part 31 and the outer peripheral scroll part 32 having a larger volume than the inner peripheral scroll part 31 are provided.
Are formed in a compartment. The inner and outer scroll portions 31 and 32 have a sectional area of the turbine rotor 1.
3 is provided so as to gradually decrease in the rotation direction (clockwise direction in FIG. 2), and communicates with the downstream end portion of the involute partition wall 30.

【0014】また、インボリュート区画壁30の下流側
部分(その内周がタービンロータ13のブレードの外周
部に開口している内周スクロール部31の部分の外周部
分)には異なる傾斜面(第1の面及び第2の面)を有
し、内周及び外周スクロール部31、32を連通する複
数の連通孔30aが形成されている。各連通孔30aの
上流側の傾斜面である第1の面は、タービンロータ13
の接線方向に内周スクロール部31側へ延びており、各
連通孔30aの下流側の傾斜面である第2の面は、ター
ビンロータ13の回転中心の近くへ向かって垂直に近い
角度で内周スクロール部31側へ延びている。尚、本実
施形態においては、図2に示すように、インボリュート
区画壁30は、その内周面が排気入口12aの内周面か
ら連続するように形成されている。
Further, a different inclined surface (first outer peripheral portion of the inner peripheral scroll portion 31 whose inner periphery is open to the outer peripheral portion of the blade of the turbine rotor 13) on the downstream side of the involute partition wall 30 is used. And a second surface), and a plurality of communication holes 30a communicating with the inner and outer scroll portions 31, 32 are formed. The first surface, which is the inclined surface on the upstream side of each communication hole 30a,
The second surface, which is a sloping surface on the downstream side of each communication hole 30a, extends tangentially to the inner circumferential scroll portion 31 at an angle nearly perpendicular to the rotation center of the turbine rotor 13. It extends to the peripheral scroll part 31 side. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the involute partition wall 30 is formed such that its inner peripheral surface is continuous from the inner peripheral surface of the exhaust inlet 12a.

【0015】インボリュート区画壁30の排気入口12
a側端部(上流側端部)には、図2に示すように、外周
スクロール部32と排気入口12aを連通する開口33
が形成されている。外周スクロール部32内には、開口
33の外周スクロール部32側外縁に形成される弁座に
着座及び離脱することで開口33を開閉する流量制御弁
40が配設されている。流量制御弁40は、図2及び図
3に示すように、シャフト20の軸方向に対して直角方
向に延在して、第2タービンハウジング12にブッシュ
43を介して回転可能に支承された駆動軸42の外周ス
クロール部32内に位置する端部に、レバー42を介し
て連結されている。第2タービンハウジング12外に突
出する駆動軸42の他端には、リンク44を介して周知
の負圧式アクチュエータ45が連結されている。これに
より、負圧式アクチュエータ45及びリンク44を介し
て駆動軸42が回転されると、流量制御弁40がレバー
41と一体となって駆動軸42と共に駆動軸42の回り
を揺動し、開口33を開閉制御する。
The exhaust inlet 12 of the involute partition wall 30
As shown in FIG. 2, an opening 33 communicating between the outer peripheral scroll portion 32 and the exhaust inlet 12a is provided at the a-side end (upstream end).
Are formed. A flow control valve 40 that opens and closes the opening 33 by being seated on and separated from a valve seat formed on the outer edge of the opening 33 on the outer scroll portion 32 side is provided in the outer scroll portion 32. As shown in FIGS. 2 and 3, the flow control valve 40 extends in a direction perpendicular to the axial direction of the shaft 20, and is rotatably supported by the second turbine housing 12 via a bush 43. The end of the shaft 42 located inside the outer peripheral scroll portion 32 is connected via a lever 42. A well-known negative pressure actuator 45 is connected via a link 44 to the other end of the drive shaft 42 protruding outside the second turbine housing 12. Thus, when the drive shaft 42 is rotated via the negative pressure actuator 45 and the link 44, the flow control valve 40 swings around the drive shaft 42 together with the drive shaft 42 integrally with the lever 41, and the opening 33 Open / close control.

【0016】以上の構成から成る本実施形態の作用を説
明する。
The operation of this embodiment having the above configuration will be described.

【0017】図示しない内燃機関が始動されると、可変
容量ターボチャージャによる過給が開始される。即ち、
排気マニホルドから排気入口12aに流れ込んだ排気ガ
スはタービンロータ13を回転駆動し、シャフト20と
共にコンプレッサロータ19が回転され、図示しない内
燃機関を過給する。
When an internal combustion engine (not shown) is started, supercharging by a variable capacity turbocharger is started. That is,
The exhaust gas flowing from the exhaust manifold into the exhaust inlet 12a drives the turbine rotor 13 to rotate, and the compressor rotor 19 rotates together with the shaft 20, thereby supercharging an internal combustion engine (not shown).

【0018】排気ガス量の少ない内燃機関の低速域で
は、図示しない制御装置により負圧式アクチュエータ4
5に図示しない負圧源から負圧が供給されず、流量制御
弁40は開口33を閉じる図2に示す閉弁状態にある。
このため、排気マニホルドから排気入口11aに流れ込
んだ排気ガスが内周スクロール部31のみを介してター
ビンロータ13へ供給され、タービンロータ13が回転
駆動される。これにより、 A/Rの小さい(スクロー
ル容量の小さい)ターボチャージャとして機能して、高
い排気流速が得られると共に、内周スクロール部31を
経て排気ガスがタービンロータ13の接線方向に流れ
(タービンロータ13のブレードに小さな流入角で当た
る)、効率良くタービンロータ13が回転されてタービ
ンロータ13が加速し過給圧が高められる。このとき、
本実施形態においては、上記したように、インボリュー
ト区画壁30は、その内周面が排気入口12aの内周面
から連続するように形成されている(図2参照)ので、
開口33により排気ガスの流れが大きく乱されることが
ないので、タービン効率が低下されることはなく、低速
域における所望のタービン効率を得ることができる。
In a low speed range of the internal combustion engine having a small amount of exhaust gas, a negative pressure type actuator 4 is controlled by a control device (not shown).
5, no negative pressure is supplied from a negative pressure source (not shown), and the flow control valve 40 is in a closed state shown in FIG.
Therefore, the exhaust gas flowing from the exhaust manifold into the exhaust inlet 11a is supplied to the turbine rotor 13 only through the inner peripheral scroll portion 31, and the turbine rotor 13 is driven to rotate. This functions as a turbocharger having a small A / R (small scroll capacity) to obtain a high exhaust flow velocity, and exhaust gas flows in the tangential direction of the turbine rotor 13 via the inner peripheral scroll portion 31 (turbine rotor). 13) at a small inflow angle), the turbine rotor 13 is efficiently rotated, the turbine rotor 13 is accelerated, and the supercharging pressure is increased. At this time,
In the present embodiment, as described above, the involute partition wall 30 is formed so that its inner peripheral surface is continuous from the inner peripheral surface of the exhaust inlet 12a (see FIG. 2).
Since the flow of the exhaust gas is not greatly disturbed by the opening 33, the turbine efficiency is not reduced, and a desired turbine efficiency in a low speed range can be obtained.

【0019】排気ガス量の多くなる内燃機関の中速域以
降には、負圧式アクチュエータ45に図示しない負圧源
から負圧が供給され、流量制御弁40が駆動軸42回り
に揺動して開口33を開放する。このため、排気マニホ
ルドから排気入口12aに流れ込んだ排気ガスが内周ス
クロール部31へ流入すると共に、開口33を通して外
周スクロール部32へ流入する。外周スクロール部31
へ流れ込んだ排気ガスは、インボリュート区画壁30の
連通孔30aを介して内周スクロール部31へタービン
ロータ13の回転中心へ向けて流入して内周スクロール
部31へ流入する排気ガスと再合流し、内周スクロール
部31内の排気ガスのタービンロータ13の接線方向の
流れをタービンロータ13の回転中心側への流れに変え
ると共にタービンロータ13に当たる排気ガスの流速が
低下する。この結果、排気ガスがタービンロータ13の
ブレードに流入角度の小さい状態で当たるようになり、
タービンロータ13を回転させる効率が低下し、タービ
ンロータ13の回転上昇が抑制されて過給圧が一定に保
たれる。
After the middle speed range of the internal combustion engine where the amount of exhaust gas increases, a negative pressure is supplied from a negative pressure source (not shown) to the negative pressure type actuator 45, and the flow control valve 40 swings around the drive shaft 42. The opening 33 is opened. Therefore, the exhaust gas flowing from the exhaust manifold to the exhaust inlet 12 a flows into the inner peripheral scroll part 31 and also flows into the outer peripheral scroll part 32 through the opening 33. Outer scroll part 31
The exhaust gas that has flowed into the inner scroll portion 31 through the communication hole 30 a of the involute partition wall 30 toward the rotation center of the turbine rotor 13 and re-joins with the exhaust gas flowing into the inner circumferential scroll portion 31. In addition, the flow of the exhaust gas in the inner peripheral scroll portion 31 in the tangential direction of the turbine rotor 13 is changed to the flow toward the rotation center of the turbine rotor 13, and the flow velocity of the exhaust gas impinging on the turbine rotor 13 is reduced. As a result, the exhaust gas hits the blades of the turbine rotor 13 at a small inflow angle,
The efficiency of rotating the turbine rotor 13 is reduced, the rotation of the turbine rotor 13 is suppressed from rising, and the supercharging pressure is kept constant.

【0020】ここで、本実施形態においては、流量制御
弁40を揺動させる駆動軸42がシャフト20の軸方向
に対して直角方向に延在するように設けられている。そ
のため、従来装置のように、流量制御弁40の揺動スペ
ース確保のために流量制御弁40が収容される外周スク
ロール部32の部位を径方向外方に突形状とする必要が
なく、図2に示すように外周スクロール部32の径方向
外方の内壁はインボリュート曲線状に保たれる。これに
より、第2タービンハウジング12の小型化を図れ、可
変容量ターボチャージャの小型化が可能となり、内燃機
関への搭載性を向上することができる。尚、流量制御弁
40の揺動スペース確保のために、流量制御弁40が収
容される外周スクロール部32の部位がシャフト20の
軸方向に突形状となるが、この軸方向に突出する部位は
ターボチャージャにとってデッドスペースの部分、或い
は搭載上、制約を受け難い部分であり問題はない。
In this embodiment, the drive shaft 42 for swinging the flow control valve 40 is provided so as to extend in a direction perpendicular to the axial direction of the shaft 20. Therefore, unlike the conventional apparatus, the portion of the outer peripheral scroll portion 32 in which the flow control valve 40 is accommodated does not need to be formed in a radially outwardly protruding shape in order to secure the swing space of the flow control valve 40. As shown in the figure, the radially inner wall of the outer peripheral scroll portion 32 is kept in an involute curve. As a result, the size of the second turbine housing 12 can be reduced, the size of the variable capacity turbocharger can be reduced, and the mountability to the internal combustion engine can be improved. In order to secure a swing space for the flow control valve 40, a portion of the outer peripheral scroll portion 32 in which the flow control valve 40 is accommodated has a protruding shape in the axial direction of the shaft 20. There is no problem for the turbocharger because it is a dead space part or a part that is hardly restricted by mounting.

【0021】また、流量制御弁40の開弁時に排気ガス
はインボリュート曲線状の外周スクロール部32の内壁
面に沿ってスムーズに流れるので、排気ガスの流れの損
失が小さく、中速域以降における所望のタービン効率を
得ることができる。
Further, when the flow control valve 40 is opened, the exhaust gas flows smoothly along the inner wall surface of the outer scroll portion 32 having an involute curve. Turbine efficiency can be obtained.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上の如く、請求項1に記載の発明によ
れば、従来装置のように、流量制御弁の揺動スペース確
保のために流量制御弁が収容される外周スクロール部の
部位を径方向外方に突形状とする必要がなく、外周スク
ロール部32の径方向外方の内壁は所望の曲線形状に保
たれる。これにより、タービンハウジングの小型化が図
れ、可変容量ターボチャージャの小型化が可能となり、
内燃機関への搭載性を向上することができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, as in the conventional apparatus, the portion of the outer peripheral scroll portion in which the flow control valve is accommodated for securing the swing space of the flow control valve is provided. There is no need to form a radially outwardly projecting shape, and the radially outwardly inner wall of the outer peripheral scroll portion 32 is maintained in a desired curved shape. As a result, the size of the turbine housing can be reduced, and the size of the variable capacity turbocharger can be reduced.
The mountability on an internal combustion engine can be improved.

【0023】また、流量制御弁の開弁時に排気ガスは所
望の曲線形状の外周スクロール部の内壁面に沿ってスム
ーズに流れるので、排気ガスの流れの損失が小さく、中
速域以降におけるタービン効率を向上させることができ
る。
Further, when the flow control valve is opened, the exhaust gas flows smoothly along the inner wall surface of the outer peripheral scroll portion having a desired curved shape, so that the loss of the exhaust gas flow is small, and the turbine efficiency after the middle speed range is reached. Can be improved.

【0024】また、請求項2の発明によれば、排気ガス
をその流れが乱れることなく、区画壁に沿って内周スク
ロール部にスムーズに流入させることができるので、排
気ガスの流れの損失を小さくでき、ターボチャージャの
効率を向上させることができる。
According to the second aspect of the present invention, the exhaust gas can smoothly flow into the inner peripheral scroll portion along the partition wall without disturbing the flow of the exhaust gas. The size can be reduced, and the efficiency of the turbocharger can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に従った可変容量ターボチャージャの一
実施形態を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of a variable capacity turbocharger according to the present invention.

【図2】図1のA−A断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図3】図2のB矢視図である。FIG. 3 is a view as seen in the direction of arrow B in FIG. 2;

【符号の説明】 10 ベアリングハウジング 11 第1タービンハウジング 12 第2タービンハウジング 12a 排気入口 12b 排気出口 13 タービンロータ 18 コンプレッサハウジング 19 コンプレッサロータ 20 シャフト 30 インボリュート区画壁 30a 連通孔 31 内周スクロール部 32 外周スクロール部 33 開口(連通口) 40 流量制御弁 42 駆動軸DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Bearing housing 11 First turbine housing 12 Second turbine housing 12a Exhaust inlet 12b Exhaust outlet 13 Turbine rotor 18 Compressor housing 19 Compressor rotor 20 Shaft 30 Involute partition wall 30a Communication hole 31 Inner peripheral scroll part 32 Outer peripheral scroll Part 33 Opening (communication port) 40 Flow control valve 42 Drive shaft

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3G005 EA04 EA15 EA16 FA05 FA52 GA03 GB02 GB09 GB24 GB72 GC05 GD17 GD18 JA39  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3G005 EA04 EA15 EA16 FA05 FA52 GA03 GB02 GB09 GB24 GB72 GC05 GD17 GD18 JA39

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シャフトと、該シャフトの一端に固定さ
れるタービンロータと、該タービンロータを収容すると
共に、排気入口、排気出口及び、前記排気入口と前記排
気出口とを前記タービンロータを介して連通し、その断
面積が漸次減少するスクロール部を有するタービンハウ
ジングと、前記シャフトの他端に固定され、コンプレッ
サハウジング内に収容されたコンプレッサロータと、前
記スクロール部を径方向に内周スクロール部と外周スク
ロール部とに分割する区画壁と、前記内周スクロール部
と前記外周スクロール部とを連通する複数の連通路と、
前記タービンハウジングに駆動軸を介して揺動可能に枢
支され、前記排気入口と前記外周スクロール部間の連通
を開閉制御して前記外周スクロール部への排気流量を制
御可能な流量制御弁とを備えてなる可変容量ターボチャ
ージャにおいて、前記駆動軸を前記シャフトの軸方向に
対してほぼ直角方向に延在するように前記タービンハウ
ジングに回転可能に設けると共に、前記外周スクロール
部内に位置する前記駆動軸の端部に前記駆動軸の回転に
応じて揺動可能に前記流量制御弁を設けたことを特徴と
する可変容量ターボチャージャ。
1. A shaft, a turbine rotor fixed to one end of the shaft, a housing for accommodating the turbine rotor, and an exhaust inlet, an exhaust outlet, and the exhaust inlet and the exhaust outlet connected through the turbine rotor. A turbine housing having a scroll portion that is communicated with and having a cross-sectional area gradually reduced, a compressor rotor fixed to the other end of the shaft, and housed in a compressor housing, and a radially inner scroll portion including the scroll portion in a radial direction. A partition wall divided into an outer peripheral scroll portion, and a plurality of communication paths communicating the inner peripheral scroll portion and the outer peripheral scroll portion,
A flow control valve pivotably supported by the turbine housing via a drive shaft to control opening and closing of communication between the exhaust inlet and the outer scroll portion to control an exhaust flow rate to the outer scroll portion; In the variable capacity turbocharger provided, the drive shaft is rotatably provided on the turbine housing so as to extend in a direction substantially perpendicular to the axial direction of the shaft, and the drive shaft located in the outer peripheral scroll portion. A variable displacement turbocharger, wherein the flow control valve is provided at an end of the valve so as to be swingable in accordance with the rotation of the drive shaft.
【請求項2】 前記区画壁はその内周面が前記排気入口
の内周面から連続するように形成されていて、前記区画
壁の前記排気入口側端部に前記外周スクロール部と前記
排気入口を連通可能な連通口が設けられていることを特
徴とする請求項1に記載の弁開閉時期制御装置。
2. The partition wall has an inner peripheral surface formed so as to be continuous from an inner peripheral surface of the exhaust inlet, and the outer peripheral scroll portion and the exhaust inlet are provided at an end of the partition wall on the exhaust inlet side. The valve opening / closing timing control device according to claim 1, further comprising a communication port that can communicate with the valve.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2809769A1 (en) * 2000-05-31 2001-12-07 Aisin Seiki TURBOCHARGER CONTROL SYSTEM
KR20030017872A (en) * 2001-08-23 2003-03-04 현대자동차주식회사 Variable passage type turbo charger
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