JPS6229723A - Turbosupercharger - Google Patents

Turbosupercharger

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Publication number
JPS6229723A
JPS6229723A JP16757285A JP16757285A JPS6229723A JP S6229723 A JPS6229723 A JP S6229723A JP 16757285 A JP16757285 A JP 16757285A JP 16757285 A JP16757285 A JP 16757285A JP S6229723 A JPS6229723 A JP S6229723A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
turbine
scroll
nozzle
inlet
engine
Prior art date
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Pending
Application number
JP16757285A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Okazaki
勉 岡崎
Kyoichi Uchiyama
内山 恭一
Kunio Fujie
藤江 邦男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP16757285A priority Critical patent/JPS6229723A/en
Publication of JPS6229723A publication Critical patent/JPS6229723A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To make supercharging pressure at the time of low engine speed ever so better, by letting one side of scroll chambers form a nozzle part as opposed to impeller inlet width of a turbine and the other side form another nozzle part to be opened to the side of an impeller inlet part of the turbine, respectively. CONSTITUTION:At the time of low engine speed, all exhaust gases are concentrated into a scroll chamber 14b. A nozzle part 16b is designed so as to be opposed to the whole width of an inlet of a turbine wheel 11, and the exhaust concentrated in this nozzle part 16 flows toward the turbine wheel 11 as in an X. At the time of high engine speed, exhaust gas flows into scrolls 14a and 14b, flowing into the turbine wheel 11 from both sides of nozzle parts 16a and 16b, thus supercharging pressure is prevented from coming too much. A flow of the exhaust gas at the inlet of the turbine wheel 11 in this state comes to a Y in illustration.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はタービンとコンプレッサを同一軸上に配置した
ターボ過給機に係り、特に乗用車用エンジンの好適な可
変容量形式のタービンを備えたターボ過給機に関するも
のである。
Detailed Description of the Invention [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a turbocharger in which a turbine and a compressor are disposed on the same axis, and particularly to a turbocharger equipped with a variable displacement turbine suitable for passenger car engines. It is related to the feeder.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

従来の排気タービン過給機を第1図について説明すると
、エンジン1のシリンダ2とタービン5との間には排気
管3が接続され、エンジン1からの排気によってタービ
ン5を駆動する。タービン5が固着された軸7の他端に
はコンプレッサ6が固着され、タービン5と同一の回転
数で駆動される。コンプレッサ6で圧縮された空気は吸
気管4に送り込まれるが、この時の過給圧力は第3図の
p c /のようになり、エンジンの低、中速回転域で
は十分な過給圧力が得られない難点があった。
A conventional exhaust turbine supercharger will be described with reference to FIG. 1. An exhaust pipe 3 is connected between a cylinder 2 of an engine 1 and a turbine 5, and the turbine 5 is driven by exhaust gas from the engine 1. A compressor 6 is fixed to the other end of the shaft 7 to which the turbine 5 is fixed, and is driven at the same rotation speed as the turbine 5. The air compressed by the compressor 6 is sent into the intake pipe 4, but the boost pressure at this time is as shown in Figure 3, p c /, and there is sufficient boost pressure in the low and medium speed range of the engine. There was a problem that I couldn't get it.

そこで、この難点を少しでも改善するためにエンジンの
低速回転数域に適合する比較的小さな流路面積を有する
タービンスクロールを用いるのが一般的である。しかし
、この場合にはエンジンの高速回転時に過給圧力が高く
なりすぎるので、第2図に例示のように、タービン入口
の排気管3に排気バイパス弁10を設け、このバイパス
弁10を吸込管4に取付けた過給圧力検出孔8からの圧
力で制御して、吸気管4の過給圧力を第3図のPC〃の
如ぐ改善する。しかし、このような排気ノ(イノくス制
御を行うと、バイパス排気による喪失エネルギーのため
に過給圧力Pc“に対しタービンの入口圧力がエンジン
高速時にpt“のように高くなジエンジンの燃費が低下
する不具合があった。そこでこの不具合を改善するため
に可変容量形式のタービンを備えたターボ過給機として
、タービンスクロール内部を隔壁で分割して構成したも
の、この分割したスクロールのノズル部にそれぞれ案内
羽根を配置したもの、分割したスクロールの面積を不等
分にして構成したもの、またスクロールを2分割以上に
して構成したものが知られている。
Therefore, in order to improve this difficulty even a little, it is common to use a turbine scroll having a relatively small flow path area that is suitable for the low speed range of the engine. However, in this case, the supercharging pressure becomes too high when the engine rotates at high speed, so as shown in FIG. The supercharging pressure in the intake pipe 4 is improved as shown in PC in FIG. However, when such exhaust gas control is performed, the turbine inlet pressure is as high as pt when the engine is at high speed, compared to the boost pressure Pc due to the energy lost due to bypass exhaust. In order to improve this problem, a turbocharger equipped with a variable capacity turbine was constructed by dividing the inside of the turbine scroll with a partition wall, and a nozzle section of this divided scroll was developed. There are known configurations in which guide blades are arranged on each side, configurations in which the area of the divided scroll is divided into unequal areas, and configurations in which the scroll is divided into two or more.

例えば、米国特許第1270,495号、同第3,55
7,549号、実開昭55−88848号、同53−1
15205号がある。
For example, U.S. Patent No. 1270,495;
No. 7,549, Utility Model Publication No. 55-88848, No. 53-1
There is No. 15205.

しかし、従来形成のスクロールではエンジンの運転状態
によ)一方のスクロールのみにエンジンの排気を導びい
た場合、隔壁によって分割されたスクロール室のノズル
部のみからタービンの羽根車入口に排気ガスが流入する
ため、羽根車の入口全幅を利用することができず、排気
ガスの流れは羽根車入口で部分流入になり損失の増大を
きたしタービン効率が低下していた。このタービン効率
の低下はエンジン低速時の過給圧力低下をもたらし、タ
ービンの実質的な容量可変範囲を狭めるものである。
However, with conventionally formed scrolls, if the engine exhaust is guided to only one scroll (depending on the engine operating condition), the exhaust gas will flow into the turbine impeller inlet only from the nozzle part of the scroll chamber divided by the partition wall. As a result, the full width of the impeller inlet cannot be utilized, and the flow of exhaust gas is partially inflowed at the impeller inlet, resulting in increased loss and reduced turbine efficiency. This decrease in turbine efficiency results in a decrease in boost pressure at low engine speeds, which narrows the range in which the turbine's actual capacity can be varied.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上記のような可変容量タービンを改良してエン
ジン低速回転域から高速回転域までの広い運転範囲全域
にわたって良好な過給圧力特性が得られるターボ過給機
を提供することを目的とするものである。
An object of the present invention is to improve the variable capacity turbine as described above to provide a turbo supercharger that can obtain good boost pressure characteristics over a wide operating range from a low engine speed range to a high engine speed range. It is something.

〔うも明の概要〕[Overview of Umoaki]

本発明はタービンのスクロール内部を隔壁によシ二つの
スクロール室に分割し、エンジンの低速回転域の排気ガ
ス流量が少ない場合には排気ガスを一方のスクロール室
にのみ集中的に導びき、エンジンの高速回転域では両方
のスクロール室へ排気ガスを導びくようにした可変容量
形式のタービンであって、排気ガスをタービンの羽根車
へ導びく際、排気ガスの流れが羽根車の入口部で部分流
入とならずに羽根車入口の全幅にわたって均一に流入す
るようにしてタービン効率を同上させ、エンジン低速回
転域において高い給気圧力とそれに伴なう高トルクを得
る。さらにエンジン低速回転域で高い過給圧力を得るに
は上記の如くエンジンの運転状態で便い分けた二つのス
クロール室の容量比を大幅に変えることが必要であシ、
これはタービンのスクロール内部を隔壁によシネ等分割
することにより実現され、エンジン低速回転域で使用す
る一方のスクロールを出来るだけ小さくする必要がある
。しかし、スクロールを小さくしてタービンの容量を小
さくしようとするとスクロール室の流路面積が小さくな
シスクロール室内での流速が高くなるため、スクロール
室内の摩擦損失が増加し第4図に破線で示したη′の如
くタービン効率が低下する。これに対し、スクロール室
の大きさを適当な大きさに固定しておき、スクロール室
出口からタービン羽根車入口部へ至るノズル部分を羽根
付ノズルで構成し、この羽根付ノズルを変化させてター
ビンの容量を変化させた場合は第4図に実線で示したη
の如くタービン容量をかなり小さくしてもタービン効率
の低下が少ない。
The present invention divides the interior of the turbine scroll into two scroll chambers using a partition wall, and when the exhaust gas flow rate in the low speed rotation range of the engine is small, the exhaust gas is guided only to one scroll chamber in a concentrated manner, and the engine This is a variable capacity turbine that guides exhaust gas to both scroll chambers in the high-speed rotation range of the turbine. Turbine efficiency is increased by uniformly inflowing over the entire width of the impeller inlet without partial inflow, and high air supply pressure and accompanying high torque are obtained in the engine low speed rotation range. Furthermore, in order to obtain high boost pressure in the low engine speed range, it is necessary to significantly change the capacity ratio of the two scroll chambers, which are divided according to the engine operating conditions as described above.
This is achieved by dividing the inside of the turbine scroll into equal parts using partition walls, and it is necessary to make one of the scrolls, which is used in the low engine speed range, as small as possible. However, when trying to reduce the capacity of the turbine by making the scroll smaller, the flow velocity in the scroll chamber, which has a smaller flow path area, increases, resulting in an increase in friction loss within the scroll chamber, as shown by the broken line in Figure 4. The turbine efficiency decreases as η'. On the other hand, the size of the scroll chamber is fixed to an appropriate size, and the nozzle section from the scroll chamber outlet to the turbine impeller inlet is configured with a bladed nozzle, and this bladed nozzle can be changed to When the capacitance of is changed, η is shown by the solid line in Figure 4.
Even if the turbine capacity is made considerably smaller, there is little decrease in turbine efficiency.

上記の結果からさらに好適には前記のエンジン低速回転
域で使用するスクロール室から羽根車へのノズル部を案
内羽根を配列した羽根付ノズルとし、もう一方は羽根な
しノズルとして構成する。
From the above results, it is more preferable to configure the nozzle section from the scroll chamber to the impeller used in the low engine speed range as a vaned nozzle with guide vanes arranged, and the other as a vaneless nozzle.

このように構成することによりエンジンの低速回転域に
おいて排気ガス流量が少ない場合には排気ガスを羽根付
ノズルを有するスクロール室に集中的に導く、ここで羽
根付ノズルをエンジンの低速回転域に適合するように配
列することによシ少ない排気ガス流量でも大きなタービ
ン出力を効率良く得ることが出来る。また、エンジンの
高速回転域においては、排気ガスが多い場合にはエンジ
ンの排気ガスをもう一方の羽根なしノズルを有するスク
ロール室へも導き、タービンの容量を大きくしてタービ
ンの効率を落さずにタービン出力が過大とならないよう
、すなわち過給圧力が過大とならないよう過給圧力を制
御する。上記のように広い流量範囲で効率が良好な羽根
なしノズルと、一定流量範囲内で効率が良好な羽根付ノ
ズルの利点を有効に利用してターピ/の容量変化を行う
ことによってエンジンの低速から高速域まで広い運転範
囲にわたって良好な過給性能が得られる技術手段を講じ
たものである。
With this configuration, when the exhaust gas flow rate is low in the engine's low speed rotation range, the exhaust gas is guided intensively to the scroll chamber that has a vaned nozzle, where the bladed nozzle is adapted to the engine's low speed rotation range. By arranging the turbines in such a manner, a large turbine output can be efficiently obtained even with a small exhaust gas flow rate. In addition, in the high-speed rotation range of the engine, if there is a large amount of exhaust gas, the engine exhaust gas is also guided to the other scroll chamber with a bladeless nozzle, increasing the capacity of the turbine and maintaining the efficiency of the turbine. The boost pressure is controlled so that the turbine output does not become excessive, that is, the boost pressure does not become excessive. As mentioned above, by effectively utilizing the advantages of the bladeless nozzle, which has good efficiency over a wide flow rate range, and the bladed nozzle, which has good efficiency within a constant flow rate range, by changing the capacity of the turret, the engine speed can be reduced. This technology has been developed to ensure good supercharging performance over a wide operating range, including high speeds.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の実施例を第5図〜第14図について説明
する。なお、図において、ターボ過給機のコンプレッサ
の部分については本発明の対象部分でないので詳しい説
明は省略する。第5図において、タービン羽根車11と
図示していないコンプレッサの羽根車は軸12によって
固定配置される。この軸12の外周には軸受ケーシング
13が配置され、タービンスクロール14に取付けられ
ている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 5 to 14. In addition, in the figure, a detailed explanation of the compressor portion of the turbocharger is omitted because it is not a target portion of the present invention. In FIG. 5, a turbine impeller 11 and a compressor impeller (not shown) are fixedly arranged by a shaft 12. In FIG. A bearing casing 13 is disposed around the outer periphery of this shaft 12 and is attached to a turbine scroll 14 .

タービンスクロール14の内周面は隔壁15によって二
つのスクロール室14a、14bに分割される。これに
よって、スクロール室出口のノズル部16a、16bも
二つに分割される。スクロール室14bはタービン羽根
車110入口のほぼ対向する真上に位置し、このノズル
部16aはタービン羽根車11の入口の全幅にわたって
対向配置される。また、スクロール室14aはタービン
羽根車11の入口のほぼ側面に位置し、そして、このノ
ズル部16aもタービン羽根車11のほぼ側面に対向配
置される。
The inner peripheral surface of the turbine scroll 14 is divided by a partition wall 15 into two scroll chambers 14a and 14b. As a result, the nozzle portions 16a and 16b at the exit of the scroll chamber are also divided into two. The scroll chamber 14b is located directly above the inlet of the turbine impeller 110, and the nozzle portion 16a is disposed opposite to the inlet of the turbine impeller 11 over the entire width thereof. Further, the scroll chamber 14a is located substantially on the side surface of the inlet of the turbine impeller 11, and the nozzle portion 16a is also arranged to face substantially the side surface of the turbine impeller 11.

隔壁15はタービン人口17の仕切板18に連なり、仕
切板18によってタービン人口17の流路は開放スクロ
ール19と閉鎖スクロール20に形成される。開放スク
ロール19はタービン入口17に直接連通している。ま
た、閉鎖スクロール20は仕切板18に穿設された穴2
1によって開放スクロール19に連通している。この穴
21には制御弁22が配置され開放スクロール19と閉
鎖スクロール20の連通、遮断を行う。
The partition wall 15 is connected to a partition plate 18 of the turbine population 17 , and a flow path of the turbine population 17 is formed by the partition plate 18 into an open scroll 19 and a closed scroll 20 . Open scroll 19 communicates directly with turbine inlet 17 . Further, the closing scroll 20 has a hole 2 bored in the partition plate 18.
1 communicates with an open scroll 19. A control valve 22 is disposed in this hole 21 to establish and shut off communication between the open scroll 19 and the closed scroll 20.

制御弁22の弁体22aは軸23まわりに回転できるよ
うに構成され、軸23はアーム24を介しアクチュエー
タ25の軸25aに接続されている。アクチュエータ2
5は軸25afニ一方に抑圧するばね部材26とこのば
ね部材26に抗するように配置されたベローズ27から
なシ、ベローズ27には過給圧力等を導入する孔25b
が設けられている。制御弁22下流のタービンスクロー
ル14には穴28が穿設されタービン出口に通じるバイ
パス流路29に連通される。穴2Bには排気バイパス弁
30の弁体30aがばね部材31により押付けられ通常
は閉鎖している。
A valve body 22a of the control valve 22 is configured to be rotatable around a shaft 23, and the shaft 23 is connected to a shaft 25a of an actuator 25 via an arm 24. Actuator 2
5 consists of a spring member 26 that presses the shaft 25af to one side, and a bellows 27 that is arranged to resist the spring member 26.The bellows 27 has a hole 25b that introduces supercharging pressure, etc.
is provided. A hole 28 is bored in the turbine scroll 14 downstream of the control valve 22 and communicates with a bypass passage 29 leading to the turbine outlet. A valve body 30a of an exhaust bypass valve 30 is pressed against the hole 2B by a spring member 31 and is normally closed.

制御弁22にはノブ32が設けられておシ、この制御弁
22が十分に開口されると、ノブ32は排気バイパス弁
30の弁体30aを押圧して開口させ、閉鎖スクロール
20とバイパス流路29を連通させる。
The control valve 22 is provided with a knob 32, and when the control valve 22 is sufficiently opened, the knob 32 presses the valve body 30a of the exhaust bypass valve 30 to open it, and the closed scroll 20 and the bypass flow are opened. Route 29 is communicated.

制御弁22が穴21を閉鎖している状態ではタービン人
口17の排気ガスは開放スクロール19を経てノズル部
16bへ集中し、エンジン低速回転域の少ない排気ガス
流量でも、全排気ガスを片側のスクロール室14bへ集
中させるためタービンの容量は小さくなシノズル部16
bの流速を増加させることができるためタービン出力を
大きく出来、エンジン低速回転域の過給圧力を第3図の
Pc’からp c //と大幅に上昇させることができ
る。
When the control valve 22 closes the hole 21, the exhaust gas from the turbine population 17 passes through the open scroll 19 and concentrates on the nozzle part 16b. The turbine capacity is small because it is concentrated in the chamber 14b.
Since the flow velocity of b can be increased, the turbine output can be increased, and the supercharging pressure in the engine low speed rotation range can be significantly increased from Pc' in FIG. 3 to p c //.

第6図、第7図はスクロール部の拡大図を示すものであ
る。ノズル部16bはタービン羽根車11の入口の幅全
体に対向するように構成されておシ、このノズル部16
bに集中した排気の流動の様相は第5図中矢印Xのよう
になシ、タービン羽根車11に向かってスムーズに流入
する。
FIGS. 6 and 7 show enlarged views of the scroll section. The nozzle portion 16b is configured to face the entire width of the inlet of the turbine impeller 11.
The flow of the exhaust gas concentrated at b is as shown by arrow X in FIG. 5, and flows smoothly toward the turbine impeller 11.

過給圧力をベローズ27の圧力導入孔25bに導入して
おけば、過給圧力が増加して所定値よりも高くなると、
ベローズ27内の圧力に基づく力はばね部材26の力よ
り大きくなり、アクチエータ25の軸25aを押圧し、
制御弁22は穴21を開口し、排気ガスはノズル部16
a、16bの両方からタービン羽根車11に流入し、タ
ービンスクロールの容量が大きくなり過給圧力が過大に
なるのを防止することができる。この状態におけるター
ビン羽根車11の入口部での排気ガスの流動は第7図の
矢印Yになる。流動は若干片寄シ流れとなるが全幅流入
であり、損失は少なく、また、この状態における過給圧
力はすでに十分高くなっているので、多少の効率の低下
は問題とならない。
If the supercharging pressure is introduced into the pressure introduction hole 25b of the bellows 27, when the supercharging pressure increases and becomes higher than a predetermined value,
The force based on the pressure inside the bellows 27 becomes larger than the force of the spring member 26, and presses the shaft 25a of the actuator 25,
The control valve 22 opens the hole 21, and the exhaust gas flows through the nozzle part 16.
Flowing into the turbine impeller 11 from both a and 16b, it is possible to prevent the capacity of the turbine scroll from increasing and the supercharging pressure from becoming excessive. In this state, the flow of exhaust gas at the inlet of the turbine impeller 11 is as shown by arrow Y in FIG. Although the flow is slightly biased, it is a full-width inflow, so the loss is small, and the supercharging pressure in this state is already sufficiently high, so a slight decrease in efficiency is not a problem.

この時のタービン入口圧力は第3図のPt/″のよう(
(なシ過給圧力pc“と同程度であり、従来の排気バイ
パス弁だけで過給圧力をPc“のように制御した場合の
タービン入口圧力pt“に比較して大幅に低い値となり
、エンジン性能を向上させることができる。また、この
実施例のように隔壁15を傾けてエンジン低速回転域で
使用するスクロール室14bの流路面積の重心R,bを
もう一方のスクロール室14aの流路面積の重心Raよ
シできるだけ大きくなるように配置すれば、タービン容
量の指標である面積半径比A/Rをスクロール室14b
について小さくすることが出来、可変容量タービンの可
変範囲を拡大できる利点もある。
The turbine inlet pressure at this time is as shown in Pt/'' in Figure 3 (
(This is about the same as the boost pressure pc", and is much lower than the turbine inlet pressure pt" when the boost pressure is controlled to Pc" using only the conventional exhaust bypass valve. In addition, as in this embodiment, the partition wall 15 is tilted so that the center of gravity R, b of the passage area of the scroll chamber 14b, which is used in the low speed rotation range of the engine, is aligned with the passage area of the other scroll chamber 14a. If the scroll chamber 14b is arranged so that the center of gravity Ra of the area is as large as possible, the area radius ratio A/R, which is an index of the turbine capacity, is
There is also the advantage that the variable capacity turbine can be made smaller and the variable range of the variable capacity turbine can be expanded.

なお、面積半径比A/Rはスクロールの代表流路面積A
と、回転軸中心からこのスクロール代表流路面積の重心
位置までの距離几との比であり、タービンの容量はこの
A/Rの値で表示することができる。
Note that the area/radius ratio A/R is the typical flow path area A of the scroll.
is the ratio of the distance from the center of the rotating shaft to the center of gravity of the representative flow path area of the scroll, and the capacity of the turbine can be expressed by the value of A/R.

さらに、制御弁22が開口した状態からエンジンがさら
に高速、高負荷になった場合には制御弁22に取付けた
ノブ32は排気バイパス弁30の弁体30aに当接して
開口させ、排気ガスの一部をバイパス流路29に放出す
る。この排気ガスのバイパス流路29への放出によって
過給圧力の上昇を抑えることができる。
Furthermore, when the engine becomes higher speed and higher load from the state where the control valve 22 is open, the knob 32 attached to the control valve 22 contacts the valve body 30a of the exhaust bypass valve 30 to open it, and the exhaust gas is removed. A portion is discharged into the bypass channel 29. By releasing this exhaust gas into the bypass flow path 29, an increase in supercharging pressure can be suppressed.

第8図、 第(1図において、タービンスクロール14
は隔壁15によシ二つのスクロール室14a。
FIG. 8, (In FIG. 1, the turbine scroll 14
The partition wall 15 has two scroll chambers 14a.

14bに分割し、タービン羽根車11の入口にほぼ対向
するスクロール14bのノズル部には羽根付ノズルを配
置し、もう一方のスクロール室14aのノズル部は羽根
なしノズル16aとしたことを特徴としている。またバ
イパス弁30の弁体30aは軸33まわシに回転できる
ように構成され、軸33はアーム34を介しアクチュエ
ータ35の軸35aに接続されている。アクチュエータ
35は軸35a’i一方に押圧するばね部材36とこの
ばね部材36に抗するように配置されたベローズ37か
らなり、ベローズ37には過給圧力等を導入する孔35
bが設けられている。第9図は第8図のA−A断面図で
あシ羽根付ノズル16Cは少ない流量でもタービン羽根
車11の入口部に適合し、十分高速な流れを与えるよう
羽根付ノズルの形状を定める。このためには羽根付ノズ
ルの出口羽根角朋を円周方向に対して15度以下とする
のが望ましい。上述のような構成によシ本実施例ではさ
らにエンジン低速回転域から高い過給圧力を得ることが
出来て、自動車の走向性を一層改善することが出来る。
The scroll chamber 14b is divided into 14b, and a bladed nozzle is disposed in the nozzle portion of the scroll 14b that substantially faces the inlet of the turbine impeller 11, and a bladeless nozzle 16a is provided in the nozzle portion of the other scroll chamber 14a. . Further, the valve body 30a of the bypass valve 30 is configured to be rotatable about a shaft 33, and the shaft 33 is connected to a shaft 35a of an actuator 35 via an arm 34. The actuator 35 consists of a spring member 36 that presses the shaft 35a'i to one side and a bellows 37 that is arranged to resist the spring member 36.The bellows 37 has a hole 35 that introduces supercharging pressure, etc.
b is provided. FIG. 9 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 8, and the shape of the bladed nozzle 16C is determined so that it can fit into the inlet of the turbine impeller 11 even with a small flow rate and provide a sufficiently high-speed flow. For this purpose, it is desirable that the exit blade angle of the bladed nozzle be 15 degrees or less with respect to the circumferential direction. With the above-described configuration, this embodiment can further obtain high supercharging pressure from a low engine speed range, thereby further improving the running performance of the vehicle.

また本実施例では制御弁22のアクチュエータ25と排
気バイパス弁30のアクチュエータ35を別々に設えて
いるので二つの弁の複丸な制御が可能であシ、例えば排
気バイパス弁30のアクチュエータ35の圧力導入孔3
5bには過給圧力を導いておき、エンジンの運転状況に
応じて制御弁22のアクチュエータ25の圧力導入孔2
5bに大気圧又は高圧を切換えて与えて制御弁22の開
閉をオン・オフ動作させても排気バイパス弁による制御
で過給圧力は第3図のPCIのようにすることができる
。また両方の圧力導入孔25b、35bに過給圧力を導
入し各々のばね部材26.36を調整することで制御弁
22が完全に開いてから排気バイパス弁30を開くこと
もできる。なお、これらのアクチュエータを電磁的なア
クチュエータにおきかえることも当然可能である。
Further, in this embodiment, since the actuator 25 of the control valve 22 and the actuator 35 of the exhaust bypass valve 30 are provided separately, it is possible to control the two valves in a complex manner.For example, the pressure of the actuator 35 of the exhaust bypass valve 30 is Introduction hole 3
5b, the supercharging pressure is introduced into the pressure inlet hole 2 of the actuator 25 of the control valve 22 depending on the operating condition of the engine.
Even if atmospheric pressure or high pressure is switched and applied to 5b to turn the control valve 22 on and off, the supercharging pressure can be controlled by the exhaust bypass valve as shown in the PCI shown in FIG. 3. Further, by introducing supercharging pressure into both pressure introduction holes 25b and 35b and adjusting each spring member 26, 36, the exhaust bypass valve 30 can be opened after the control valve 22 is completely opened. Note that it is of course possible to replace these actuators with electromagnetic actuators.

第10図、第11図は本発明の他の実施例を示すもので
、スクロール部の要部拡大断面図である。
FIGS. 10 and 11 show other embodiments of the present invention, and are enlarged sectional views of essential parts of the scroll portion.

第10図はスクロール部を第5図〜第7図の実施例の場
合と反対に傾けてさらに羽根付ノズル16cを付けて構
成したものであシ、このように構成しても前述の実施例
と同等の作用、効果を奏するものである。
In FIG. 10, the scroll portion is tilted in the opposite direction to that of the embodiments shown in FIGS. 5 to 7, and a bladed nozzle 16c is further attached. It has the same effect and effect as.

第11図はスクロール部を傾けない構成、すなわち隔壁
15を軸12に対し垂直に構成した場合であシ、この場
合にも前述の実施例と同等の作用。
FIG. 11 shows a case in which the scroll portion is not tilted, that is, the partition wall 15 is arranged perpendicularly to the shaft 12. In this case, the same effect as in the previous embodiment is obtained.

効果を奏する。be effective.

なお、羽根付ノズル16Cは第8図の如くスクロール1
4とは別体にして組み立てて構成しても良いが、精密鋳
造法などでスクロール14と一体構造で構成しても良い
In addition, the bladed nozzle 16C is attached to the scroll 1 as shown in FIG.
It may be constructed by assembling it separately from the scroll 14, but it may also be constructed integrally with the scroll 14 by a precision casting method or the like.

第8図〜第11図で示した羽根付ノズル16Cに代えて
第12図、第13図に示すようにノズル部16の両側の
壁面に案内羽根16C’、16C“を設けても同等の効
果を奏することができる。また、第14図に示すように
案内羽根16Cを壁面の一方側から延すようにしてもよ
い。
Instead of the bladed nozzle 16C shown in FIGS. 8 to 11, guide vanes 16C' and 16C" may be provided on both side walls of the nozzle part 16 as shown in FIGS. 12 and 13 to obtain the same effect. Further, as shown in FIG. 14, the guide vanes 16C may extend from one side of the wall surface.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によればタービンスクロー
ルの内部を隔壁によって二つのスクロール室に分割し、
エンジンの運転状態に応じてスクロール室を流れる排気
ガスを制御し、特に、エンジン低速回転域で一方のスク
ロール室のみを使用し、スクロールのノズル部からター
ビン羽根車の入口に向かう排気ガスが部分流入となら力
いように構成したので、エンジン低速から高い過給圧力
、すなわち高トルクが得られ、エンジンの低速トルク特
性、急加速時の応答性を改善し、またエンジン低速域で
使用するノズル部を羽根付ノズルとすることによりさら
にタービン効率の低下が少なく容tをさらに小さくでき
るので、エンジンの広い運転範囲で良好な走向性能と燃
費の改善がはかれる。
As explained above, according to the present invention, the inside of the turbine scroll is divided into two scroll chambers by the partition wall,
The exhaust gas flowing through the scroll chamber is controlled according to the operating condition of the engine, and in particular, only one scroll chamber is used in the low engine speed range, and exhaust gas flows partially from the nozzle of the scroll toward the inlet of the turbine impeller. The design allows for high boost pressure, that is, high torque, from low engine speeds, improving the engine's low-speed torque characteristics and responsiveness during sudden acceleration. By using a vaned nozzle, it is possible to reduce the decrease in turbine efficiency and further reduce the capacity t, so that good running performance and improved fuel efficiency can be achieved over a wide operating range of the engine.

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

第1図、第2図は従来のターボ過給機の系統図、第3図
はエンジン回転数とタービン入口圧力、過給圧力を示す
線図、第4図はタービンの容量とタービン効率を示す線
図、第5図は本発明の一実施例を示す要部断面図、第6
図、第7図は第5図のタービンスクロールの拡大断面図
、第8図は本発明の他の実施例を示すターボ過給機の要
部断面図、第9図は第8図のA−A断面図、第1θ図、
第11図、第12図、第14図はこの発明のさらに他の
実施例を示すターボ過給機の断面図、第13図は第12
図のB−B断面図である。 11・・・タービン羽根車、14・・・タービンスフロ
ー    臂ル、14a、14b・・・スクロール室、
15・・・隔壁、15a、16b・・・ノズル部、16
C・・・羽根付ノズル、22・・・制御弁、30・・・
排気バイパス弁、25゜35・・・アクチュエータ。
Figures 1 and 2 are system diagrams of conventional turbochargers, Figure 3 is a line diagram showing engine speed, turbine inlet pressure, and boost pressure, and Figure 4 shows turbine capacity and turbine efficiency. 5 is a cross-sectional view of essential parts showing one embodiment of the present invention, and FIG.
7 is an enlarged sectional view of the turbine scroll shown in FIG. 5, FIG. 8 is a sectional view of a main part of a turbocharger showing another embodiment of the present invention, and FIG. 9 is an enlarged sectional view of the turbine scroll shown in FIG. A sectional view, 1st θ diagram,
11, 12, and 14 are sectional views of a turbocharger showing still other embodiments of the present invention, and FIG.
It is a BB sectional view of the figure. 11... Turbine impeller, 14... Turbine flow arm, 14a, 14b... Scroll chamber,
15... Partition wall, 15a, 16b... Nozzle part, 16
C... Vane nozzle, 22... Control valve, 30...
Exhaust bypass valve, 25°35...actuator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、タービンとコンプレッサを同一軸上に固定配置した
ターボ過給機において、前記タービンのスクロール内部
を隔壁によって二つのスクロール室に分割し、前記隔壁
で分割されるスクロール室の一方は前記タービンの羽根
車入口幅にほぼ対向して羽根付ノズル部を形成し、前記
スクロール室のもう一方は前記タービンの羽根車入口部
のほぼ側面に開口するノズル部を形成し、エンジンの運
転状態に応じて前記側面のノズル部に通じるスクロール
室の流量を制御する手段を具えてなることを特徴とする
ターボ過給機。
1. In a turbocharger in which a turbine and a compressor are fixedly arranged on the same axis, the inside of the scroll of the turbine is divided into two scroll chambers by a partition, and one of the scroll chambers divided by the partition is connected to the blades of the turbine. A bladed nozzle portion is formed substantially opposite to the car inlet width, and the other side of the scroll chamber is formed with a nozzle portion opening substantially on a side surface of the impeller inlet portion of the turbine. A turbo supercharger characterized by comprising means for controlling the flow rate of a scroll chamber communicating with a nozzle portion on a side surface.
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