CN101952568A - 涡轮增压器的排气旁通阀 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可降低旋转轴的磨损并可防止控制性恶化的排气旁通阀。本发明的涡轮增压器的排气旁通阀(1)具有：将涡轮入口侧流路(3)和涡轮出口侧流路(4)连通的短路流路(5)、将该短路流路(5)开闭的阀瓣(6)，通过该阀瓣(6)的开闭而将在所述涡轮入口侧流路(3)流动的气体向所述涡轮出口侧流路短路，其中，阀瓣(6)以其一侧为旋转中心侧转动自如地被支承，其另一侧远离或接近短路流路(5)而将短路流路(5)开闭，与阀瓣(6)相对的短路流路(5)的开口缘部和与短路流路(5)相对的阀瓣(6)侧面的至少一方在另一侧缘部具有锥形部(10)。

Description

涡轮增压器的排气旁通阀
技术领域
本发明涉及涡轮增压器的排气旁通阀。
背景技术
在涡轮增压器中，为了防止多余的气体流入涡轮，会设置排气旁通阀。所谓排气旁通阀是指对将涡轮入口和涡轮出口短路连通的流路进行开闭的阀。
排气旁通阀多使用结构简单的回转式阀。图30表示现有的涡轮增压器的排气旁通阀201。被分隔壁202分隔的涡轮入口侧流路203和涡轮出口侧流路204由短路流路205而短路连通，排气旁通阀201具有阀瓣206，该阀瓣206以盖的方式将短路流路205覆盖。阀瓣206被腕206a单臂支承，腕206a以轴207为转动中心而被支承。在轴207上固定有杆208的一端，杆208的另一端侧被驱动器209驱动，由此进行开闭。即，若驱动器209的轴209a伸长，则杆208以轴207为摆动中心而向自涡轮入口侧流路203离开的方向移动，伴随于此，固定在轴207上的阀瓣206也同样地向自涡轮入口侧流路203离开的方向移动，如图31所示地，短路流路205开放。若驱动器209的轴209a收缩，则杆208以轴207为摆动中心向涡轮入口侧流路203方向移动，伴随于此，固定在轴207上的阀瓣206也同样地向涡轮入口侧流路203方向移动，如图30所示，短路流路205关闭。在关闭的状态下，阀瓣206的密封面206b与分隔壁202侧面紧密贴合，由此将短路流路205闭塞。
专利文献1：(日本)特开2006-274833号公报
在要缩小排气旁通阀201的开度而控制流量的情况下，对阀瓣206作用大的气压。另一方面，通过发动机的排气驱动涡轮增压器，发动机的排气压力变动，故而对阀瓣206作用变动荷重。
由于空气压力驱动的驱动器209成为空气弹簧，故而若对阀瓣206作用变动荷重，则对应于荷重的变动幅度进行伸缩。该伸缩大时，阀反复进行微小的开闭动作，结果，会在轴207等的滑动部产生磨损。阀的轴207磨损的话，会产生由晃动的增加导致的控制性的恶化等，故而希望构成磨损降低的结构。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种排气旁通阀，能够降低旋转轴的磨损并防止控制性的恶化。
为了实现上述课题，本发明提供如下实施方式。
本发明第一方面，涡轮增压器的排气旁通阀具有将涡轮入口侧流路和涡轮出口侧流路连通的短路流路、将该短路流路开闭的阀瓣，通过该阀瓣的开闭而将在所述涡轮入口侧流路流动的气体向所述涡轮出口侧流路短路，其中，所述阀瓣以其一侧为旋转中心侧转动自如地被支承，其另一侧远离或接近所述短路流路而将该短路流路开闭，与所述阀瓣相对的所述短路流路的开口缘部和与该短路流路相对的所述阀瓣侧面中的至少一方在所述另一侧缘部具有锥形部。
根据本方面，在远离旋转轴的一侧，通过锥形加工而形成压力降低区域。因此，能够降低对阀瓣的作用力，特别是能够降低转矩。
本发明第二方面的涡轮增压器的排气旁通阀具有将涡轮入口侧流路和涡轮出口侧流路连通的短路流路、将该短路流路开闭的阀瓣，通过该阀瓣的开闭而将在所述涡轮入口侧流路流动的气体向所述涡轮出口侧流路短路，其中，所述阀瓣以其一侧为旋转中心侧，其另一侧远离或接近所述短路流路而将该短路流路开闭，所述短路流路自所述涡轮入口侧流路朝向所述阀瓣的旋转中心侧缘部设置。
根据本方面，短路流路向阀瓣的旋转中心侧倾斜，由此在接近阀瓣的旋转中心一侧形成压力高的压力增加区域。由此，降低使阀瓣旋转的转矩。
本发明第三方面的涡轮增压器的排气旁通阀具有将涡轮入口侧流路和涡轮出口侧流路连通的短路流路、将该短路流路开闭的阀瓣，通过该阀瓣的开闭而将在所述涡轮入口侧流路流动的气体向所述涡轮出口侧流路短路，其中，所述阀瓣以其一侧为旋转中心侧，其另一侧远离或接近所述短路流路而将该短路流路开闭，所述短路流路将所述涡轮入口侧流路中的气体向自该气体的流动方向返回的方向引导。
即，本方面中，从涡轮入口侧流路向短路流路流动的气体构成钝角(超过90度)而使流动方向旋转。由此，能够降低对短路流路内产生影响的动压，故而降低对阀瓣作用的变动荷重。
在上述方面中，与所述阀瓣相对的所述短路流路的开口缘部和与该短路流路相对的所述阀瓣侧面中的至少一方可以在所述另一侧缘部设有锥形部。
这样的话，在远离旋转轴的一侧，通过锥形加工而形成压力降低区域，故而能够降低对阀瓣的作用力，特别是能够降低转矩。
本发明第四方面的涡轮增压器的排气旁通阀具有将涡轮入口侧流路和涡轮出口侧流路连通的短路流路、将该短路流路开闭的阀瓣，通过该阀瓣的开闭而将在所述涡轮入口侧流路流动的气体向所述涡轮出口侧流路短路，其中，在自所述涡轮入口侧流路向所述短路流路分支的分支部的上游侧角部设有朝向所述涡轮入口侧流路内侧突出的突起。
根据本方面，通过突起将涡轮入口侧流路的面积缩小而使流速加速，使动压增加。结果，静压对短路流路产生影响，对阀瓣作用的压力变动得到抑制。
本发明第五方面的涡轮增压器的排气旁通阀具有将涡轮入口侧流路和涡轮出口侧流路连通的短路流路、将该短路流路开闭的阀瓣，通过该阀瓣的开闭而将在所述涡轮入口侧流路流动的气体向所述涡轮出口侧流路短路，其中，所述阀瓣以所述涡轮入口侧流路的上游侧为旋转中心侧，另一侧远离或接近所述短路流路而将该短路流路开闭，在自所述涡轮入口侧流路向所述短路流路分支的分支部的上游侧角部设有突起，该突起朝向所述涡轮入口侧流路的内侧和所述短路流路的内侧突出。
根据本方面，通过突起将涡轮入口侧流路的面积缩小而使流速加速并使动压增加。结果，静压对短路流路产生影响，对阀瓣作用的压力变动得到抑制。另外，短路流路内的气流朝向接近阀瓣的旋转中心一侧，产生高压力的位置靠近与旋转中心接近的一侧，能够使转矩降低。
本发明第六方面的涡轮增压器的排气旁通阀具有将涡轮入口侧流路和涡轮出口侧流路连通的短路流路、将该短路流路开闭的阀瓣，通过该阀瓣的开闭而将在所述涡轮入口侧流路流动的气体向所述涡轮出口侧流路短路，其中，具有施力机构，在所述阀瓣处于全闭或接近全闭的位置时，所述施力机构将所述阀瓣向打开方向施力。
根据本方面，在阀瓣的面积缩小的状态下，通过施力机构使阀瓣相对于绕旋转轴的刚性增加。因此，阀瓣受到的荷重增加时，由荷重变动导致的阀的转角变动降低。
在上述方面中，还可以具有：杆，其被固定在所述阀瓣的旋转轴上；驱动器，其通过对所述杆作用驱动力而使该杆绕所述旋转轴转动，由此使所述阀瓣开闭，通过所述施力机构相对于所述杆在所述旋转轴与驱动器的作用点之间施加作用力。
由此，阀瓣受到来自气体的荷重方向与杆受到来自弹簧的荷重的方向大致一致地配置，故而阀瓣的旋转轴与支承该旋转轴的衬套之间的一端接触降低。
在上述方面中，还可以具有：杆，其被固定在所述阀瓣的旋转轴上；驱动器，其通过对所述杆作用驱动力而使该杆绕所述旋转轴转动，由此使所述阀瓣开闭，所述驱动器的作用点相对于所述杆，位于所述旋转轴与所述施力机构施加作用力的位置之间。
这样，能够进一步提高阀瓣绕旋转轴的刚性。
在上述方面中，也可以在所述杆的一端设有锤。
阀瓣受到的变动荷重与发动机转速相关。另外，在阀瓣受到的变动荷重的频率比阀瓣绕旋转轴的固有频率小的情况下，上述施力机构产生的阀瓣的转角变动的抑制效果显著。在本结构中，通过在杆的一端即上端侧或下端侧的任一方增设锤，能够维持阀瓣绕旋转轴的刚性，可降低固有频率。结果，能够在更低的发动机转速下得到好的磨损降低效果。锤可以与杆一体也可以分体。
本发明第七方面的涡轮增压器的排气旁通阀具有将涡轮入口侧流路和涡轮出口侧流路连通的短路流路、将该短路流路开闭的阀瓣，通过该阀瓣的开闭而将在所述涡轮入口侧流路流动的气体向所述涡轮出口侧流路短路，其中，具有控制部，在发动机转矩大的条件下且气体压力变动的频率比所述阀瓣绕旋转轴的固有频率小的情况下，所述控制部将所述阀瓣控制为全闭。
更加详细地，向控制部输入发动机转矩以及气压，对应于这些值控制开闭阀瓣的驱动器。发动机转矩也可以由气压来判断。气压的变动也可以由发动机转速来判定。在气压变动超过固定值时，控制部可将阀瓣打开。
在发动机转矩大的条件下，气体的压力变动变大，因此阀瓣受到的荷重变动变大。另外，阀瓣绕旋转轴的固有频率与变动荷重的频率一致时，由共振而使磨损增加，阀瓣的破损等的可能性增大。在本结构中，在阀瓣受到的变动荷重的频率为固有频率以下时，将阀瓣维持在全闭。由此，避免该共振的产生，并且可得到良好的磨损降低效果。
本发明第八方面的涡轮增压器的排气旁通阀具有将涡轮入口侧流路和涡轮出口侧流路连通的短路流路、将该短路流路开闭的阀瓣，通过该阀瓣的开闭而将在所述涡轮入口侧流路流动的气体向所述涡轮出口侧流路短路，其中，所述阀瓣具有锤。
即，与以往相比使阀瓣较重地构成。阀瓣通常具有间隙而进行组装。在本结构中，通过使阀瓣的重量增加来抑制阀瓣的移动速度从而降低冲击荷重。锤可以与杆一体也可以与杆分开形成。另外，作为一体型，通过使壁厚增加来增加阀瓣的强度并且降低破损等危险。
在上述第六方面中，所述施力机构可以为叠板弹簧。
叠板弹簧的衰减性高，阀瓣受到的变动荷重的相位与绕旋转轴的转角变动的相位错开，抑制转角变动。
在上述第六方面或上述结构中，可以具有使所述施力机构的弹性力衰减的衰减机构。
弹簧的衰减性高，阀瓣受到的变动荷重的相位与绕旋转轴的转角变动的相位错开，抑制转角变动。作为衰减机构可采用橡胶、树脂等。
本发明第九方面的涡轮增压器的排气旁通阀具有将涡轮入口侧流路和涡轮出口侧流路连通的短路流路、将该短路流路开闭的阀瓣，通过该阀瓣的开闭而将在所述涡轮入口侧流路流动的气体向所述涡轮出口侧流路短路，其中，具有：杆，其被固定在所述阀瓣的旋转轴上；驱动器，其对所述杆作用驱动力而使该杆绕所述旋转轴转动，由此使所述阀瓣开闭，相对于所述杆，在隔着所述旋转轴与所述驱动器的作用点相反的一侧设有所述阀瓣。
在本方面中，阀瓣受到的荷重的方向与驱动器的作用点(接头)对杆施加的荷重的方向大致一致，因此旋转轴与支承旋转轴的衬套的一端接触降低。
在上述方面中，可以设有施力机构，在所述阀瓣位于全闭或接近全闭的位置时，所述施力机构将该阀瓣向打开方向施力。
在阀瓣的面积缩小的状态下，阀瓣绕旋转轴的刚性增加。因此，在阀瓣受到的荷重增加的情况下，荷重变动引起的阀的转角变动降低。
本发明第十方面的涡轮增压器的排气旁通阀具有将涡轮入口侧流路和涡轮出口侧流路连通的短路流路、将该短路流路开闭的阀瓣，通过该阀瓣的开闭而将在所述涡轮入口侧流路流动的气体向所述涡轮出口侧流路短路，其中，具有：杆，其被固定在所述阀瓣的旋转轴上；驱动器，其对所述杆作用驱动力而使该杆绕所述旋转轴转动，由此使所述阀瓣开闭，在沿所述旋转轴的方向观察时，相对于所述杆，所述阀瓣和所述驱动器的作用点位于同侧。
根据本方面，杆上的驱动器的作用点(即驱动器的接头接触点)与阀瓣的位置接近，由此外伸减少，衬套与旋转轴的一端接触降低。
本发明第十一方面的涡轮增压器的排气旁通阀具有将涡轮入口侧流路和涡轮出口侧流路连通的短路流路、将该短路流路开闭的阀瓣，通过该阀瓣的开闭而将在所述涡轮入口侧流路流动的气体向所述涡轮出口侧流路短路，其中，具有轴支承所述阀瓣的旋转轴的衬套，在所述衬套的长度方向的至少一端部设有使与所述旋转轴接触的接触面积扩大的接触面积扩大部。
根据本方面，在衬套的边缘部附近，旋转轴与衬套的接触面积扩大，故而可降低磨损深度。作为接触面积扩大部，为倒角形状、R形状等。
在上述方面中，可以具有支承所述衬套的固定侧部件，在所述衬套长度方向的至少一端部，在所述衬套与所述固定侧部件之间形成有间隙。
这样，通过在衬套背面形成有间隙，可在衬套的边缘部附近扩大与固定侧部件(壳体等)的接触面积。
本发明第十二方面的涡轮增压器的排气旁通阀具有将涡轮入口侧流路和涡轮出口侧流路连通的短路流路、将该短路流路开闭的阀瓣，通过该阀瓣的开闭而将在所述涡轮入口侧流路流动的气体向所述涡轮出口侧流路短路，其中，具有前端支承所述阀瓣且基端侧转动自如地被支承的腕，在所述腕与所述阀瓣之间设有弹性体。
通常，为了提高阀瓣的紧密贴合性，阀瓣以间隙与腕进行组装。由于在此形成有间隙，故而气体的压力变动发生作用时，阀瓣与腕冲突。此时若产生较大的冲击荷重，则转角变动也变大。在本结构中，在阀瓣与腕之间存在弹性体，故而抑制转角变动。
本发明第十三方面的涡轮增压器的排气旁通阀具有将涡轮入口侧流路和涡轮出口侧流路连通的短路流路、将该短路流路开闭的阀瓣，通过该阀瓣的开闭而将在所述涡轮入口侧流路流动的气体向所述涡轮出口侧流路短路，其中，具有前端支承所述阀瓣且基端侧转动自如地被支承的腕，在所述腕与所述阀瓣之间设有高衰减性材料。
通常，为了提高阀瓣的紧密贴合性，阀瓣以间隙与腕进行组装。由于在此形成有间隙，故而气体的压力变动发生作用时，阀瓣与腕冲突。此时若产生较大的冲击荷重，则转角变动也变大。在本结构中，在阀瓣与腕之间存在弹性体，故而抑制转角变动。
根据本发明的涡轮增压器的排气旁通阀，能够降低旋转轴的磨损并且可防止控制性的恶化。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的排气旁通阀的剖面图；
图2是本发明第一实施方式的排气旁通阀的俯视图；
图3是表示本发明第一实施方式的排气旁通阀的变形例的剖面图；
图4是表示本发明第一实施方式的排气旁通阀的变形例的正面图；
图5是表示本发明第二实施方式的排气旁通阀的剖面图；
图6是表示本发明第二实施方式的排气旁通阀的变形例的剖面图；
图7是表示本发明第三实施方式的排气旁通阀的剖面图；
图8是表示本发明第四实施方式的排气旁通阀的剖面图；
图9是表示本发明第四实施方式的排气旁通阀的变形例的剖面图；
图10表示本发明第五实施方式的排气旁通阀，是表示阀瓣打开状态的剖面图；
图11表示本发明第五实施方式的排气旁通阀，是表示阀瓣关闭状态的剖面图；
图12(1)、(2)是与比较例一同来表示本发明第五实施方式的排气旁通阀的俯视图；
图13表示本发明第六实施方式的排气旁通阀，是表示阀瓣打开状态的剖面图；
图14表示本发明第六实施方式的排气旁通阀，是表示阀瓣关闭状态的剖面图；
图15是表示本发明第七实施方式的排气旁通阀的剖面图；
图16是表示本发明第七实施方式的排气旁通阀的变形例的剖面图；
图17是本发明第八实施方式的排气旁通阀的控制部示意构成图；
图18是表示本发明第九实施方式的排气旁通阀的剖面图；
图19(1)、(2)是表示本发明第十实施方式的排气旁通阀的剖面图；
图20(1)、(2)是表示本发明第十实施方式的排气旁通阀的变形例的剖面图；
图21是表示本发明第十一实施方式的排气旁通阀的剖面图；
图22是表示本发明第十一实施方式的排气旁通阀的俯视图；
图23是表示本发明第十二实施方式的排气旁通阀的剖面图；
图24是表示本发明第十二实施方式的排气旁通阀的俯视图；
图25是表示本发明第十二实施方式中的、自如转动地支承排气旁通阀的阀瓣的轴承部的剖面图；
图26是表示本发明第十二实施方式中的、自如转动地支承排气旁通阀的阀瓣的轴承部的剖面图；
图27是表示本发明第十二实施方式中的、自如转动地支承排气旁通阀的阀瓣的轴承部的剖面图；
图28是表示本发明第十二实施方式中的、自如转动地支承排气旁通阀的阀瓣的轴承部的剖面图；
图29是表示本发明第十三实施方式的排气旁通阀的剖面图；
图30表示现有的排气旁通阀，是表示阀瓣关闭状态的剖面图；
图31表示现有的排气旁通阀，是表示阀瓣打开状态的剖面图。
符号说明
1：排气旁通阀；2：分隔壁；3：涡轮入口侧流路；4：涡轮出口侧流路；5：短路流路；6：阀瓣；6a：腕；6b：密封面；7：轴；8：杆；9：驱动器；9a：接头；9b：驱动器主体；9c：轴；9d：销；10：锥形部；11：压力降低区域；12：锥形部；13：衬套；14：壳体(固定侧部件)；21：排气旁通阀；22：分隔壁；25：短路流路；30：压力增加区域；31：排气旁通阀；32：分隔壁；35：短路流路；41：排气旁通阀；42：分隔壁；45：短路流路；49：突起；49′：突起；51：排气旁通阀；52：弹簧(施力机构)；53：弹簧承受部；61：排气旁通阀；62：杆；63：弹簧(施力机构)；64：弹簧承受部；71：排气旁通阀；72：杆；73：质量(锤)；80：控制部；81：发动机转矩检测传感器；82：气压检测传感器；91：排气旁通阀；96：阀瓣；101：排气旁通阀；102：叠板弹簧；103：薄板(衰减机构)；111：排气旁通阀；121：排气旁通阀；124：壳体(固定侧部件)；125：孔；126：衬套；127：凸缘；128：贯通孔；129：倒角部；130：R部；131：间隙部；140：排气旁通阀；141：弹簧(弹性体)；201：排气旁通阀；202：分隔壁；203：涡轮入口侧流路；204：涡轮出口侧流路；205：短路流路；206：阀瓣；206a：腕；206b：密封面；207：轴；208：杆；209：驱动器；209a：轴；X1：外伸；X2：外伸。
具体实施方式
【第一实施方式】
图1表示本发明第一实施方式的排气旁通阀1。图2是将排气旁通阀1的一部分剖切后的俯视图。图示的排气旁通阀1构成为由短路流路5将被分隔壁2分隔的涡轮入口侧流路3和涡轮出口侧流路4短路连通的结构。排气旁通阀1具有阀瓣6，该阀瓣6以盖的方式将短路流路5覆盖。阀瓣6被腕6a一端支承，腕6a以轴7为转动中心被支承。在轴7上还固定有杆8的一端，杆8的另一端侧被驱动器9驱动而开闭。轴7通过衬套13被支承并转动自如，衬套13相对于壳体(固定侧部件)14嵌合。从图1的纸面的跟前侧朝向里侧，排列有驱动器9、杆8、阀瓣6。另外，在阀瓣6与腕6a之间进行固定防止旋转。
驱动器9被固定在杆8上且转动自如，并且具有作为将驱动器9的驱动力向杆8传递的作用点的接头(ジョイント)9a、和使接头9a远离或接近驱动器主体9b的轴9c。接头9a经由销9d而固定在杆8的一侧面且转动自如。驱动器9的轴9c伸长时，杆8以轴7为旋转轴而远离涡轮入口侧流路3的方向移动，伴随于此，固定在轴7上的阀瓣6也同样地以轴7为旋转轴而向远离涡轮入口侧流路3的方向移动，短路流路5开放而将涡轮入口侧流路3和涡轮出口侧流路4连通。驱动器9的轴9c收缩时，杆8以轴7为摆动中心向涡轮入口侧流路3方向移动，伴随于此，固定在轴7上的阀瓣6也同样地向涡轮入口侧流路3方向移动，短路流路5关闭。在关闭的状态下，阀瓣6的密封面6b与分隔壁2的侧面紧密贴合，由此将短路流路5闭塞。
分隔壁2的构成短路流路5的周壁在其涡轮出口侧流路4侧且远离轴7的旋转中心一侧的缘部设有锥形部10。即，对短路流路5的周壁角部进行倒角加工，以使从涡轮入口侧流路3侧朝向涡轮出口侧流路4侧，短路流路5的流路截面面积逐渐增大。由此，在锥形部10与阀瓣6之间形成有使从涡轮入口侧流路3向涡轮出口侧流路4短路的气流加速的压力降低区域11。
通过该结构，在排气旁通阀1的开度缩小的情况下，从涡轮入口侧流路3流向涡轮出口侧流路4的排气通过压力降低区域11时，压力降低。结果，与以往相比，对阀瓣6的作用力、特别是转矩降低。结果，也能够使在排气气体的压力变动时产生的作用力的变动幅度降低。由此，可降低旋转轴的磨损并可防止控制性的恶化。
另外，如图3所示，也可以在与短路流路5相对的阀瓣6的密封面6b设置锥形部12。即，阀瓣通常为平面，但在本变形例的阀瓣6上，在远离轴7的旋转中心一侧设有与短路流路5相对的面的角成为倒角状态的锥形部12。由此，与上述同样地，由锥形部10及锥形部12形成压力降低区域11，可得到同样的效果。
另外，如图4所示，也可以将通常圆形的阀瓣6形成为四边形。
【第二实施方式】
图5表示本发明第二实施方式的排气旁通阀21。另外，阀瓣6等的结构与上述第一实施方式大致相同，对相同的结构使用同一符号并省略其说明。
在本实施方式中，构成为由短路流路25将被分隔壁22分隔的涡轮入口侧流路3和涡轮出口侧流路4短路连通的结构。
短路流路25以从涡轮入口侧流路3朝向涡轮出口侧流路4接近轴7的旋转轴中心侧的方式倾斜。由此，在接近轴7的一侧的短路流路25的涡轮出口侧流路4的周壁缘部形成压力增加区域30。
根据该结构，短路流路25朝向阀瓣6的轴旋转中心方向倾斜，由此在接近阀瓣6的轴旋转中心一侧产生压力高的区域(压力增加区域30)，故而能够降低使阀瓣6旋转的转矩。因此，在排气的压力变动时产生的作用力的变动幅度也减小，可降低旋转轴的磨损并可防止控制性的恶化。
另外，如图6所示，可以将上述实施方式的锥形部10相对于短路流路25进行组合。即，在本变形例中，在短路流路25的涡轮出口侧流路4侧开口部即远离轴7一侧的缘部形成有锥形部10，通过锥形部10形成压力降低区域11。
【第三实施方式】
图7表示本发明第三实施方式的排气旁通阀31。另外，阀瓣6等的结构与上述第一实施方式大致相同，对于相同的结构使用同一符号并省略其说明。
在本实施方式中，构成为由短路流路35将被分隔壁32分隔的涡轮入口侧流路3和涡轮出口侧流路4短路连通的结构。
涡轮入口侧流路3在排气旁通阀31附近与排气旁通阀31的阀瓣6的密封面6b大致平行，短路流路35从涡轮入口侧流路3分支后与涡轮出口侧流路4短路连通。短路流路35向自涡轮入口侧流路3的流向返回的方向倾斜。即，气体超过90度而使流动方向旋转并从涡轮入口侧流路3向短路流路35流入。
根据本结构，通过对短路流路35设置从涡轮入口侧流路3的流动方向返回的方向的倾斜，能够降低对分隔壁32内的短路流路35造成影响的动压，故而能够降低对阀瓣6作用的变动荷重。因此，也能够降低排气气体的压力变动时产生的作用力的变动幅度，可降低旋转轴的磨损并可防止控制性的恶化。
【第四实施方式】
图8表示本发明第四实施方式的排气旁通阀41。另外，阀瓣6等的结构与上述第一实施方式大致相同，对同样的结构使用同一符号并省略其说明。
在本实施方式中，构成为由短路流路45将被分隔壁42分隔的涡轮入口侧流路3和涡轮出口侧流路4短路的结构。涡轮入口侧流路3在排气旁通阀41附近与排气旁通阀41的阀瓣6的密封面6b大致平行，短路流路45从涡轮入口侧流路3分支后与涡轮出口侧流路4短路连通。在涡轮入口侧流路3，在向短路流路45分支的上游侧的角部，以将涡轮入口侧流路3的流路截面面积缩小的方式设有朝向涡轮入口侧流路3的流路中心侧突出的突起49。
根据本结构，通过相对于从涡轮入口进入涡轮的主流的流动，利用突起49缩小流路，使流速加速并且使主流的动压增加。其结果，静压对设于分隔壁42的短路流路45产生影响，能够抑制对阀瓣6作用的压力的变动。因此，也能够降低在排气气体的压力变动时产生的作用力的变动幅度，可降低旋转轴的磨损并可防止控制性的恶化。
另外，如图9所示，也可以代替突起49而设置朝向涡轮入口侧流路3和短路流路45双方突出的突起49′。即，突起49′在向短路流路45分支的上游侧的角部，以将短路流路45和涡轮入口侧流路3双方的流路截面面积缩小的方式，向朝向涡轮入口侧流路3的内侧且短路流路45内侧的倾斜方向突出。
在本变形例中，也与上述同样地利用突起49′将流路缩小，使流速加速并使主流的动压增加。其结果，静压对在分隔壁42设置的短路流路45产生影响，能够抑制对阀瓣6作用的压力的变动。另外，如图所示，通过使短路流路45中的气流朝向接近轴7的旋转中心一侧，能够使产生高压力的位置靠近轴旋转中心侧，可实现压力变动的降低和转矩的降低。
【第五实施方式】
图10表示本发明第五实施方式的排气旁通阀51。另外，阀瓣6等的结构与上述第一实施方式大致相同，对同样的结构使用同一符号并省略其说明。
在本实施方式的排气旁通阀51中，在杆8与分隔壁2之间设有弹簧(施力机构)52。弹簧52的一端与杆8接触，另一端被固定在固定侧(壳体)的弹簧承受部53上。沿着杆8的长度方向依次排列有轴7、弹簧52的接触位置、驱动器9前端的接头9a。
在图10所示的打开状态下，弹簧52为伸长的状态，如图11所示，若将阀瓣6缩小到接近全闭，则弹簧52收缩，将阀瓣6向打开方向施力。
在阀瓣6受到的荷重增加时，由弹簧52的作用力使阀瓣6的相对于绕轴7旋转的刚性增加，由此可降低由荷重变动造成的阀瓣6的转角变动。结果，减小轴7与支承轴7的衬套13之间的滑动距离，可防止磨损。另外，由于阀瓣6受到来自气体的荷重的方向与杆8受到来自弹簧52的荷重的方向大致一致，故而可降低轴7与衬套13之间的一端接触。即，在图12(1)所示没有弹簧的情况下(比较例)，由于利用驱动器9而使拉力与气压的方向相反，故而在衬套13内向轴7倾斜的方向作用力。在本实施方式中，如图12(2)所示地，通过弹簧52的作用力降低该倾斜方向的力。
另外，作为弹簧52，只要是弹性体则可任意设置。例如，可以是板簧。
【第六实施方式】
图13表示本发明第六实施方式的排气旁通阀61。与上述第五实施方式相比，图示的排气旁通阀61的弹簧的位置不同。即，在本实施方式中，具有与上述杆8(参照第一实施方式)相比长度更长的杆62，在杆62与分隔壁2之间设有弹簧(施力机构)63。弹簧63的一端与杆62接触，另一端固定在固定侧(壳体)的弹簧承受部64上。在杆62上依次排列有轴7、驱动器9前端的接头9a、弹簧63的接触位置。在图13所示的打开状态下，弹簧63伸长，如图14所示，若将阀瓣6缩小到接近全闭，则弹簧63收缩而将阀瓣6向打开方向施力。
其他结构与上述第五实施方式相同，对于同样的结构使用同一符号并省略其说明。
在阀瓣6受到的荷重增加时，由弹簧63的作用力而使阀瓣6的相对于绕轴7旋转的刚性增加，由此可降低荷重变动造成的阀瓣6的转角变动。特别是与上述第五实施方式相比，可提高阀瓣6绕轴7的刚性。结果，可减小轴7与支承轴7的衬套13之间的滑动距离，可防止磨损。另外，由于阀瓣6受到来自气体的荷重的方向与杆8受到来自弹簧63的荷重的方向大致一致，故而可降低轴7与衬套13之间的一端接触。
另外，与上述第五实施方式同样地，作为弹簧63，只要是弹性体则可任意设置。例如也可以是板簧。
【第七实施方式】
接着，参照图15对本发明第七实施方式的排气旁通阀进行说明。本实施方式相对于上述第五或第六实施方式，在杆上增设质量(锤)。以下，对在第五实施方式中增设质量的情况进行说明。另外，对与第五实施方式相同的结构标注同一符号并省略其说明。
图15所示的排气旁通阀71具有与上述杆8(参照第五实施方式)相比上度更长的杆72，在杆72的下端固定有质量(锤)73。即，沿着杆72的长度方向，从下开始依次排列有质量73、轴7、弹簧52的接触位置。
阀瓣6受到的变动荷重与发动机的转速相关。另外，在阀瓣6受到的变动荷重的频率比阀瓣6绕轴7的固有频率小的时候，阀瓣6的转角变动的抑制效果显著。在本实施方式中，通过在杆72上增设质量73，可维持阀瓣6绕轴的刚性，可降低固有频率。结果，能够由更低的发动机转速得到高的磨损降低效果。
另外，如图16所示，即使在杆72的上端设置质量73，也能够得到同样的效果。
【第八实施方式】
图17表示本实施方式的排气旁通阀的控制结构图。另外，整体的结构与上述第一实施方式相同，对同样的结构使用同一符号并省略其说明。
在本实施方式中具有控制驱动器9的控制部80，将发动机转矩检测传感器81以及气压检测传感器82的输出向控制部80输出。在发动机转矩大的条件下且气体的压力变动的频率比阀瓣6绕旋转轴的固有频率小的情况下，控制部80将阀瓣6控制成全闭。控制部80通过使气压变动超过固有值而将阀瓣6打开。
在发动机转矩大的条件下，由于气体的压力变动增大，故而阀瓣6受到的荷重变动变大。另外，若阀瓣6绕轴7的固有频率与变动荷重的频率一致，则由于共振而使磨损增加、阀的破损等危险增加。为了避免该共振的发生，并且为了提高磨损降低效果，在阀瓣6受到的变动荷重的频率为固有频率以下时，控制部80将阀维持在全闭，在超过固有频率且共振的危险不存在时，将阀控制为打开。结果，能够降低磨损并避免阀破损。
另外，发动机转矩也可以由气压判断。气压的变动也可以由发动机转速判定。
【第九实施方式】
接着，参照图18对本发明第九实施方式的排气旁通阀进行说明。本实施方式对上述第五或第六实施方式进行变形。以下，对在第五实施方式上增设质量的情况进行说明。另外，对于与第五实施方式相同的结构标注同一符号并省略其说明。
图18所示的本实施方式的排气旁通阀91具有与阀瓣6(参照第五实施方式)相比壁厚厚且质量大的阀瓣96。即，阀瓣96构成为内包锤的结构。
阀瓣96和腕6a通常具有间隙而进行组装。因此，为了抑制杆8的动作而增设弹簧(第五实施方式的弹簧52等)等的话，会使伴随荷重变动的阀瓣96与腕6a之间的冲击荷重增加。在本实施方式中，通过增加阀瓣96的质量，能够抑制移动速度并降低冲击荷重。因此，可抑制转角变动，可降低旋转轴的磨损并可防止控制性恶化。另外，通过增加阀瓣96的壁厚，阀瓣96的强度增加并且破损等的危险降低。
【第十实施方式】
接着，参照图19对本发明第十实施方式的排气旁通阀进行说明。本实施方式对上述第五～第九实施方式进行变形。以下，对相对于第五实施方式追加变形的例子进行说明。另外，对于与第五实施方式相同的结构标注同一符号并省略其说明。
在本实施方式中，代替上述第五实施方式的弹簧52使用叠板弹簧。
如图19(1)以及沿该图的A-A线的截面图即图19(2)所示，在本实施方式的排气旁通阀101中，代替弹簧52而使用叠板弹簧102。叠板弹簧102配置在杆8与弹簧承受部53之间，一侧与杆8相接，另一侧固定在弹簧承受部53上。
在本例中，通过提高弹簧的衰减性，阀瓣6受到的变动荷重的相位与阀绕轴7的转角变动的相位错开，抑制转角变动。结果，可提高磨损的降低效果。
另外，如图20(1)以及沿该图的B-B线的截面图即图20(2)所示，也可以将弹簧52的两端夹在衰减性高的材料(橡胶、树脂等)的薄板(衰减机构)103之间。另外，也可以代替弹簧52而使用板簧。
由此，可提高弹簧52的衰减性并更有效地抑制转角变动，可得到高的磨损降低效果。
【第十一实施方式】
图21表示本发明第十一实施方式的排气旁通阀111。
另外，阀瓣6等的结构与上述第一实施方式大致相同，对于同样的结构使用同一符号并省略其说明。
排气旁通阀111使杆8与阀瓣6的腕6a构成的角为钝角、特别是排气旁通阀111沿大致直线状配置。
由此，由于阀瓣6受到的荷重的方向与接头9a对杆8产生影响的荷重的方向大致一致，故而能够降低轴7和支承轴7的衬套的一端接触。即，如图22所示，由于欲由驱动器9关闭的力与作用在阀瓣6上的气压的方向相同，故而不产生将轴7向倾斜方向作用的力(参照图12(1))。因此，能够降低旋转轴的磨损并可防止控制性的恶化。
另外，也可以与上述第五实施方式同样地设置弹簧52。该弹簧52相对于杆8配置在驱动器9的相反侧，在将阀瓣6面积缩小的情况下，将阀向打开的方向施力。由此，在阀瓣6受到的荷重增加的情况下，通过利用弹簧52的作用力增加阀瓣6的相对于绕轴7旋转的刚性，可降低由荷重变动导致的阀瓣6的转角变动。
【第十二实施方式】
图23表示本发明第十二实施方式的排气旁通阀121。本实施方式相对于上述第五～第十一实施方式进行变形。另外，对于与第五实施方式相同的结构标注同一符号并省略其说明。
另外，阀瓣6等的结构与上述第一实施方式大致相同，对相同的结构使用同一符号并省略其说明。
在本实施方式中，使阀瓣6、杆8及驱动器9的接头9a的接触位置接近阀瓣6配置而将接头9a与杆8的连接销配置在比杆8更接近阀瓣一侧。
由此，可降低在轴7与衬套13之间产生的一端接触荷重。结果，能够提高磨损降低效果。即，如图24所示，与图12(1)相比，外伸(符号X1→X2)降低，故而向使轴7在衬套13内倾斜的方向作用的力降低。因此，能够降低旋转轴的磨损并可防止控制性的恶化。
另外，在上述第一～第十一实施方式以及上述图23的例中，也可以在支承轴7的衬套的边缘部设置锥形部或R部。图25详细表示该情况。轴7经由嵌合在壳体(固定侧部件)124的孔125的大致圆筒状衬套126被支承并旋转自如。衬套126具有覆盖孔125的一侧开口缘部的凸缘127、以及轴7插入的贯通孔128。另外，在衬套126的贯通孔128的两端开口缘部分别形成有倒角部129。
图26是代替倒角部129而形成有R部130的例子。另外，图27中，在衬套126的外周壁与壳体124的壁部之间即衬套126的两端部分别形成间隙部131。间隙部131通过将壳体124的壁部削掉而形成。
如上述各图所示，通过形成倒角部129、R部130、间隙部131，可将在边缘部附近的接触面积扩大，其结果，可降低磨损深度，可抑制由磨损而产生的晃动增加。
另外，衬套126也可以如图28所示地不具备凸缘127。
【第十三实施方式】
接着，参照图29对本发明第十三实施方式的排气旁通阀140进行说明。另外，阀瓣6等的结构与上述第一实施方式大致相同，对于同样的结构使用同一符号并省略其说明。
如图29所示，排气旁通阀140成为在阀瓣6与腕6a之间夹入弹簧(弹性体)141的状态。也可以代替弹簧而使用高衰减性材料的薄板。
通常，为了提高阀瓣6与分隔壁2的紧密贴合性，阀瓣6以间隙与腕6a进行组装，但由于具有间隙，若气体的压力变动发生作用，则阀瓣6与腕6a冲突。此时会产生大的冲击荷重，轴7的转角变动也变大。在本实施方式中，通过设置弹簧141，可抑制转角变动并抑制磨损。

Claims (21)

1.一种涡轮增压器的排气旁通阀，所述排气旁通阀具有将涡轮入口侧流路和涡轮出口侧流路连通的短路流路、将该短路流路开闭的阀瓣，通过该阀瓣的开闭而将在所述涡轮入口侧流路流动的气体向所述涡轮出口侧流路短路，其特征在于，
所述阀瓣以其一侧为旋转中心侧转动自如地被支承，其另一侧远离或接近所述短路流路而将该短路流路开闭，与所述阀瓣相对的所述短路流路的开口缘部和与该短路流路相对的所述阀瓣侧面中的至少一方在所述另一侧缘部具有锥形部。
2.一种涡轮增压器的排气旁通阀，所述排气旁通阀具有将涡轮入口侧流路和涡轮出口侧流路连通的短路流路、将该短路流路开闭的阀瓣，通过该阀瓣的开闭而将在所述涡轮入口侧流路流动的气体向所述涡轮出口侧流路短路，其特征在于，
所述阀瓣以其一侧为旋转中心侧，其另一侧远离或接近所述短路流路而将该短路流路开闭，所述短路流路自所述涡轮入口侧流路朝向所述阀瓣的旋转中心侧缘部设置。
3.一种涡轮增压器的排气旁通阀，所述排气旁通阀具有将涡轮入口侧流路和涡轮出口侧流路连通的短路流路、将该短路流路开闭的阀瓣，通过该阀瓣的开闭而将在所述涡轮入口侧流路流动的气体向所述涡轮出口侧流路短路，其特征在于，
所述阀瓣以其一侧为旋转中心侧，其另一侧远离或接近所述短路流路而将该短路流路开闭，所述短路流路将所述涡轮入口侧流路中的气体向自该气体的流动方向返回的方向引导。
4.如权利要求3所述的涡轮增压器的排气旁通阀，其特征在于，与所述阀瓣相对的所述短路流路的开口缘部和与该短路流路相对的所述阀瓣侧面中的至少一方，在所述另一侧缘部设有锥形部。
5.一种涡轮增压器的排气旁通阀，所述排气旁通阀具有将涡轮入口侧流路和涡轮出口侧流路连通的短路流路、将该短路流路开闭的阀瓣，通过该阀瓣的开闭而将在所述涡轮入口侧流路流动的气体向所述涡轮出口侧流路短路，其特征在于，
在自所述涡轮入口侧流路向所述短路流路分支的分支部的上游侧角部设有朝向所述涡轮入口侧流路内侧突出的突起。
6.一种涡轮增压器的排气旁通阀，所述排气旁通阀具有将涡轮入口侧流路和涡轮出口侧流路连通的短路流路、将该短路流路开闭的阀瓣，通过该阀瓣的开闭而将在所述涡轮入口侧流路流动的气体向所述涡轮出口侧流路短路，其特征在于，
所述阀瓣以所述涡轮入口侧流路的上游侧为旋转中心侧，另一侧远离或接近所述短路流路而将该短路流路开闭，
在自所述涡轮入口侧流路向所述短路流路分支的分支部的上游侧角部设有突起，该突起朝向所述涡轮入口侧流路的内侧和所述短路流路的内侧突出。
7.一种涡轮增压器的排气旁通阀，所述排气旁通阀具有将涡轮入口侧流路和涡轮出口侧流路连通的短路流路、将该短路流路开闭的阀瓣，通过该阀瓣的开闭而将在所述涡轮入口侧流路流动的气体向所述涡轮出口侧流路短路，其特征在于，
具有施力机构，在所述阀瓣处于全闭或接近全闭的位置时，所述施力机构将所述阀瓣向打开方向施力。
8.如权利要求7所述的涡轮增压器的排气旁通阀，其特征在于，还具有：杆，其被固定在所述阀瓣的旋转轴上；驱动器，其通过对所述杆作用驱动力而使该杆绕所述旋转轴转动，由此使所述阀瓣开闭，
通过所述施力机构相对于所述杆在所述旋转轴与驱动器的作用点之间施加作用力。
9.如权利要求7所述的涡轮增压器的排气旁通阀，其特征在于，还具有：杆，其被固定在所述阀瓣的旋转轴上；驱动器，其通过对所述杆作用驱动力而使该杆绕所述旋转轴转动，由此使所述阀瓣开闭，
所述驱动器的作用点相对于所述杆，位于所述旋转轴与所述施力机构施加作用力的位置之间。
10.如权利要求7～9中任一项所述的涡轮增压器的排气旁通阀，其特征在于，在所述杆的一端设有锤。
11.一种涡轮增压器的排气旁通阀，所述排气旁通阀具有将涡轮入口侧流路和涡轮出口侧流路连通的短路流路、将该短路流路开闭的阀瓣，通过该阀瓣的开闭而将在所述涡轮入口侧流路流动的气体向所述涡轮出口侧流路短路，其特征在于，
具有控制部，在发动机转矩大的条件下且气体压力变动的频率比所述阀瓣绕旋转轴的固有频率小的情况下，所述控制部将所述阀瓣控制为全闭。
12.一种涡轮增压器的排气旁通阀，所述排气旁通阀具有将涡轮入口侧流路和涡轮出口侧流路连通的短路流路、将该短路流路开闭的阀瓣，通过该阀瓣的开闭而将在所述涡轮入口侧流路流动的气体向所述涡轮出口侧流路短路，其特征在于，所述阀瓣具有锤。
13.如权利要求7～10中任一项所述的涡轮增压器的排气旁通阀，其特征在于，所述施力机构为叠板弹簧。
14.如权利要求7～10、13中任一项所述的涡轮增压器的排气旁通阀，其特征在于，具有使所述施力机构的弹性力衰减的衰减机构。
15.一种涡轮增压器的排气旁通阀，所述排气旁通阀具有将涡轮入口侧流路和涡轮出口侧流路连通的短路流路、将该短路流路开闭的阀瓣，通过该阀瓣的开闭而将在所述涡轮入口侧流路流动的气体向所述涡轮出口侧流路短路，其特征在于，
具有：杆，其被固定在所述阀瓣的旋转轴上；驱动器，其对所述杆作用驱动力而使该杆绕所述旋转轴转动，由此使所述阀瓣开闭，
相对于所述杆，在隔着所述旋转轴与所述驱动器的作用点相反的一侧设有所述阀瓣。
16.如权利要求15所述的涡轮增压器的排气旁通阀，其特征在于，具有施力机构，在所述阀瓣位于全闭或接近全闭的位置时，所述施力机构将该阀瓣向打开方向施力。
17.一种涡轮增压器的排气旁通阀，所述排气旁通阀具有将涡轮入口侧流路和涡轮出口侧流路连通的短路流路、将该短路流路开闭的阀瓣，通过该阀瓣的开闭而将在所述涡轮入口侧流路流动的气体向所述涡轮出口侧流路短路，其特征在于，
具有：杆，其被固定在所述阀瓣的旋转轴上；驱动器，其对所述杆作用驱动力而使该杆绕所述旋转轴转动，由此使所述阀瓣开闭，
在沿所述旋转轴的方向观察时，相对于所述杆，所述阀瓣和所述驱动器的作用点位于同侧。
18.一种涡轮增压器的排气旁通阀，所述排气旁通阀具有将涡轮入口侧流路和涡轮出口侧流路连通的短路流路、将该短路流路开闭的阀瓣，通过该阀瓣的开闭而将在所述涡轮入口侧流路流动的气体向所述涡轮出口侧流路短路，其特征在于，
具有轴支承所述阀瓣的旋转轴的衬套，在所述衬套的长度方向的至少一端部设有使与所述旋转轴接触的接触面积扩大的接触面积扩大部。
19.如权利要求18所述的涡轮增压器的排气旁通阀，其特征在于，具有支承所述衬套的固定侧部件，在所述衬套长度方向的至少一端部，在所述衬套与所述固定侧部件之间形成有间隙。
20.一种涡轮增压器的排气旁通阀，所述排气旁通阀具有将涡轮入口侧流路和涡轮出口侧流路连通的短路流路、将该短路流路开闭的阀瓣，通过该阀瓣的开闭而将在所述涡轮入口侧流路流动的气体向所述涡轮出口侧流路短路，其特征在于，
具有前端支承所述阀瓣且基端侧转动自如地被支承的腕，在所述腕与所述阀瓣之间设有弹性体。
21.一种涡轮增压器的排气旁通阀，所述排气旁通阀具有将涡轮入口侧流路和涡轮出口侧流路连通的短路流路、将该短路流路开闭的阀瓣，通过该阀瓣的开闭而将在所述涡轮入口侧流路流动的气体向所述涡轮出口侧流路短路，其特征在于，
具有前端支承所述阀瓣且基端侧转动自如地被支承的腕，在所述腕与所述阀瓣之间设有高衰减性材料。
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