CN107084041A - 发动机的增压装置 - Google Patents

Abstract

本发明旨在提供一种发动机的增压装置，该增压装置紧凑并能将废气顺利地引入涡轮涡旋部。涡轮(5a)具有：涡轮涡旋部(52)，其与引入废气的涡轮引入路(51)相连并使废气旋转；涡轮叶轮(60)，其以旋转轴(A)为中心进行旋转；涡轮引出路(53)；废气门通路(70)，其使废气绕过涡轮涡旋部(52)流动；以及废气门阀(73)。涡轮引入路(51)具有形成为下游侧缩窄的喉部(512)，废气门通路(70)从该喉部(512)分支出来。

Description

发动机的增压装置

技术领域

本发明涉及一种安装在汽车上的发动机的增压装置。

背景技术

为了提高发动机的输出，将涡轮增压器安装到发动机上，利用废气的能量来对进气进行增压。

一般而言，涡轮增压器由涡轮、压缩机等构成，该涡轮增压器利用从发动机中排出的废气使涡轮旋转，再利用该动力驱动压缩机，从而来使进气压力增大。

就汽车而言，发动机的转速因走行状态而产生大幅度变化。为此，就要求安装在汽车上的涡轮增压器针对从废气较少的低速运转区域到废气较多的高速运转区域为止广泛变化的废气量都要确保稳定的增压性能。

一般，在涡轮增压器中，设置有为了防止排气压力过多地作用在涡轮上而让废气绕过涡轮的废气门(waste gate)，涡轮增压器构成为能够绕过涡轮进行排气。

例如，在专利文献1的发动机1的排气通路6中，设置有可旋转地收纳在涡轮壳34内的涡轮31。并且，设置有在该涡轮31的上游侧具有入口部621并在涡轮31的下游侧具有出口部622的废气门62，通过对布置在出口部622的废气门阀63的开度进行控制，从而在该发动机1中对供向涡轮31的废气的供给量加以调节。废气门62与涡轮壳34形成为一体。

而且，在专利文献2中，公开了一种在安装有涡轮壳4的气缸盖2上形成了废气门10的发动机。具体而言，在该气缸盖2上，形成有与多个燃烧室连通的多个排气口6。这些排气口6在排气口集合部7汇合后，经由排气口出口流路8与在涡轮壳4的内部形成的排气入口通路26相连接。

废气门10形成为与排气口出口流路8并联，并与排气口集合部7、和在涡轮壳4的内部形成的排气出口通路28连通。打开、关闭废气门10的废气门阀也设置在气缸盖2的内部。

专利文献1：日本公开专利公报特开2007-247560号公报

专利文献2：日本公开专利公报特开2012-107560号公报

发明内容

-发明所要解决的技术问题-

一般而言，为了避免涡轮大型化，废气门被布置在所要绕过的涡轮的附近，因而大多会像专利文献1那样形成在涡轮壳上。

不过，在这种情况下，废气门通路就会从涡轮涡旋部(turbine scroll)的附近部位分支出来，因而有可能存在下述问题，即：废气在分支部产生紊流，导致涡轮的驱动力下降。

也就是说，就涡轮增压器而言，涡轮叶轮在被引入涡轮涡旋部中旋转的废气的作用下进行旋转。利用该涡轮叶轮的旋转力驱动压缩机，来对进气进行增压。因此，优选将废气顺利地引入涡轮涡旋部，以便使废气效率良好地作用到涡轮叶轮上。

相对于此，若废气门通路在涡轮涡旋部的附近部位分支出来，则在废气门阀被关闭的状态下，废气便会滞留在废气门通路中，废气就容易在该分支部分的周边形成紊流。若在涡轮涡旋部的正上游形成了紊流，就无法顺利地将废气引入涡轮涡旋部，因而废气并没有效率良好地作用到涡轮叶轮上，导致涡轮的驱动力下降。

例如，就专利文献1的发动机1而言，若废气门阀63被关闭，废气就会滞留在废气门62中，废气便在该分支部分的周边形成紊流，因而无法使废气效率良好地作用到涡轮31上。

就这一点而言，若采用专利文献2中的发动机，则由于在气缸盖上设置有废气门，因而能够避免涡轮大型化，同时还能将废气门通路的入口布置在离涡轮涡旋部足够远的位置处。因此，即便废气在分支部位的周边形成紊流，也能在几乎未受到其影响的情况下将废气顺利地引入涡轮涡旋部。

不过，由于在气缸盖上设置废气门通路会有招致气缸盖的强度下降、内部结构复杂化等新的技术问题出现，因而与设置在涡轮壳上的情况相比，缺点较多，难以采用。

因此，本发明的目的在于：提供一种发动机的增压装置，该增压装置紧凑并能将废气顺利地引入涡轮涡旋部。

-用以解决技术问题的技术方案-

所公开的技术涉及一种包括涡轮的、发动机的增压装置。

所述涡轮具有：涡轮引入路，其引入从所述发动机的各气缸中排出的废气；涡轮涡旋部，其与所述涡轮引入路的下游侧相连并使废气旋转；涡轮叶轮，其收纳在所述涡轮涡旋部中，该涡轮叶轮在废气的作用下以旋转轴为中心进行旋转；涡轮引出路，其与所述涡轮涡旋部连通，从该涡轮涡旋部排出的废气流入该涡轮引出路；废气门通路，其从所述涡轮引入路分支出来并与所述涡轮引出路连通，所述废气门通路使废气绕过所述涡轮涡旋部流动；以及废气门阀，其按照所述发动机的工作状态使所述废气门通路的流路开放、封闭。

所述涡轮引入路具有：废气集合部，其布置在上游侧，供废气集合起来；以及喉部，其与所述废气集合部相连且形成为下游侧缩窄。并且，所述废气门通路从所述喉部分支出来。

也就是说，根据该增压装置，首先，由于废气门通路布置在所要绕过的涡轮的附近，因而能够避免涡轮大型化。

并且，若废气门通路在涡轮涡旋部的附近部位分支出来，则在废气门阀被关闭的状态下，废气就容易在涡轮涡旋部的正上游形成紊流，而有可能无法顺利地将废气引入涡轮涡旋部，不过就该增压装置而言，由于废气门通路从形成为下游侧缩窄的喉部分支出来，因而即便废气在该分支部分的周边形成紊流，也能在从分支部分到被引入涡轮涡旋部之前确保用以进行整流的整流通路，从而能够抑制驱动涡轮的涡轮驱动力随着产生紊流而下降。因此，即便废气门通路在涡轮涡旋部的附近部位分支出来，也能够将废气顺利地引入涡轮涡旋部。

具体而言，也可以是这样的，即：所述涡轮引入路进一步具有连接在所述喉部与所述涡轮涡旋部的入口之间的、流路截面积近似恒定的笔直部。

这样一来，由于能够使已在喉部聚拢起来的废气流在笔直部进一步整流，因而能够将废气更顺利地引入涡轮涡旋部。

在该情况下，优选：所述废气门通路从所述喉部的下游侧分支出来。

这样一来，由于能够使在不同时间从各气缸排出来的废气在废气集合部充分地汇合起来以后再到达废气门通路的分支部位，因而能够抑制涡轮驱动力在气缸之间产生偏差，从而能够稳定地驱动涡轮。

进而，优选：所述废气门通路与所述笔直部平行而设。

这样一来，在废气门阀打开的情况下，也能够使废气顺利地流入废气门通路及笔直部。

也可以是这样的，即：所述废气门通路在所述涡轮涡旋部的入口附近与所述涡轮引出路连通，在所述废气门通路的出口设置有所述废气门阀。

这样一来，废气门通路的全长缩短，能够将废气门阀设置在涡轮引出路中，因而能够使涡轮壳更加紧凑。

进而，所述涡轮引入路由分隔壁部划分成将废气从内周侧引入所述涡轮涡旋部的第一引入路、和将废气从外周侧引入所述涡轮涡旋部的第二引入路，当在所述第二引入路的上游侧，设置有通过改变流路截面积而使引入该第二引入路的废气的引入量产生变化的排气可变阀的情况下，所述废气门通路设置在所述第二引入路中即可。

这样一来，能够防止废气门通路对流经第一引入路的废气流产生不良影响，同时还能使过多的废气效率良好地绕过去。

-发明的效果-

根据本发明，能够实现将废气顺利地引入涡轮涡旋部的紧凑的增压装置。

附图说明

图1是示出安装了本实施方式的涡轮增压器的发动机的略图。

图2是示出安装了本实施方式的涡轮增压器的发动机的纵向剖面的略图。

图3是从涡轮一侧所看到的排气阀装置的立体图。

图4是图3的I-I剖视图。

图5是安装了本实施方式的涡轮增压器的发动机的性能特性图。

图6是涡轮壳的立体图。

图7是示出涡轮的主要结构的剖视略图。

图8是示出涡轮壳的中空部形状的立体略图。

图9是从发动机一侧所看到的涡轮壳的立体图。

-符号说明-

1-发动机主体；2-排气阀装置；5-涡轮增压器；5a-涡轮；11-排气口；14-第一独立排气通路；15-第二独立排气通路；16-第三独立排气通路；18-EGR下游侧通路；22-排气可变阀；24-第一上游侧排气通路；24a-共通通路；24b-高速用通路；24c-低速用通路；25-第二上游侧排气通路；25a-共通通路；25b-高速用通路；25c-低速用通路；26-第三上游侧排气通路；26a-共通通路；26b-高速用通路；26c-低速用通路；28-EGR中间通路；50-涡轮壳；50a-EGR上游侧通路；51-涡轮引入路；52-涡轮涡旋部；53-涡轮引出路；56-分隔壁部；57-第-引入路；58-第二引入路；59-汇合部；60-涡轮叶轮；61-连结轴；70-废气门通路；71-涡轮引出空间；73-废气门阀；511-废气集合部；512-喉部；512a-内侧面；513-笔直部；A-旋转轴；C1～C4-气缸；R-设定转速；S-切线。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细的说明。不过，下述说明本质上仅为举例说明而已，并没有对本发明、其应用对象或其用途加以限制。

需要说明的是，在下面的说明中，如图1、图2所示，方向关系是以发动机为基准。也就是说，在发动机主体1中气缸C的排列方向为“左右方向”，与其正交的方向(图1中的上下方向)为“前后方向”，涡轮增压器5一侧为发动机的“前侧”。而且，各气缸C的中心线延伸的方向(在图2中示出)为“上下方向”。进而，“上游及下游”是以废气流动的方向为基准。

(发动机)

在图1及图2中，示出安装上应用了本发明的涡轮增压器5(增压装置)的发动机之一例。该发动机是安装在汽车上的直列四缸四冲程发动机，并包括由气缸体1a、安装在该气缸体1a上的气缸盖1b等构成的发动机主体1。排气阀装置2和涡轮增压器5一体地安装在气缸盖1b上。

在从气缸体1a的上部到气缸盖1b这一部分上，设置有呈列状排列的四个气缸C(一号气缸C1、二号气缸C2、三号气缸C3、四号气缸C4)。在本实施方式中，按照一号气缸C1、三号气缸C3、四号气缸C4、二号气缸C2的顺序进行燃烧。经由连杆6与未图示出来的曲轴相连结的活塞7滑动自如地收纳在各个气缸C的内部。由活塞7的顶面和气缸C的上部划分出燃烧室8。

各自由阀V进行开关控制的、两个排气口9、9和两个进气口10、10开在燃烧室8的上部。各个排气口9与以朝着前侧向斜上方延伸的方式形成在气缸盖1b上的排气口11连通，各个进气口10与以朝着后侧向斜上方延伸的方式形成在气缸盖1b上的进气口12连通。需要说明的是，在气缸盖1b上，还针对每个气缸C设置了向燃烧室8喷射燃料的喷射器、在燃烧室8中进行火花点火的火花塞、及阀控制机构等，但这并没有图示出来。

在气缸盖1b上，相对于四个气缸C1～C4形成了三条独立排气通路。具体而言，形成了用于一号气缸C1排气的两个排气口11、11汇合起来的第一独立排气通路14、共用于排气顺序互不相连的二号气缸C2及三号气缸C3排气的四个排气口11、11、11、11汇合起来的第二独立排气通路15、以及用于四号气缸C4排气的两个排气口11、11汇合起来的第三独立排气通路16。

第二独立排气通路15成为上游侧分支成Y字形而能共用于二号气缸C2及三号气缸C3的形状。这些独立排气通路14、15、16形成为它们的下游侧端部汇集在气缸盖1b的左右方向近似中央的位置处，并以彼此靠近地在左右方向上排成一列的状态在气缸盖1b的前表面上开口。

在气缸盖1b上形成有EGR(废气再循环)下游侧通路18。如图1所示，该EGR下游侧通路18形成为：在前后方向上横穿气缸盖1b的、位于一号气缸C1左侧的部分。该EGR下游侧通路18的上游侧端部在气缸盖1b的前表面上的位于独立排气通路14左侧的部分开口。另一方面，EGR下游侧通路18的下游侧端部在气缸盖1b的后表面上的、位于一号气缸C1的进气口12左侧的部分开口。

在该发动机中，不具有独立的部件以作为排气歧管(构成将与气缸C1～C4相连的多条排气通路统合为一条的排气通路)，气缸盖1b的第一～第三独立排气通路14、15、16、排气阀装置2的第一～第三上游侧排气通路24、25、26以及涡轮增压器5的涡轮引入路51共同构成排气歧管。

该发动机构成为：利用经由排气歧管排出的废气让涡轮增压器5工作，从而使被引入各个气缸C1～C4的进气的进气压力上升。并且，构成为：按照汽车的运转状态，由设置在发动机主体1与涡轮增压器5之间的排气阀装置2控制被引入涡轮增压器5的废气的流速、动压力，从而在从发动机转速的低速旋转区域到高速旋转区域这一较广的范围内能够利用涡轮增压器5实现使发动机扭矩上升的效果。

(排气阀装置2)

图3示出从涡轮5a一侧所看到的排气阀装置2。排气阀装置2通过改变从发动机主体1中排出的废气的流路的截面积，从而使被引入涡轮增压器5的废气的流速、动压力产生变化，排气阀装置2经由螺栓固定在气缸盖1b的前表面上。

该排气阀装置2包括：金属铸造体即装置主体21、排气可变阀22以及负压式执行元件23。在装置主体21上，形成有分别与气缸盖1b的独立排气通路14、15、16连通的三条独立的上游侧排气通路24、25、26(第一上游侧排气通路24、第二上游侧排气通路25、第三上游侧排气通路26)、以及与气缸盖1b的EGR下游侧通路18连通的EGR中间通路28。

各条上游侧排气通路24、25、26分别成为下游侧分支成Y字形的形状。也就是说，如图2、图3、图4所示，第一上游侧排气通路24具有：与气缸盖1b一侧的第一独立排气通路14连通的共通通路24a、以及从该共通通路24a开始上下分为两股状的高速用通路24b和低速用通路24c。

第二上游侧排气通路25及第三上游侧排气通路26也同样具有：分别与气缸盖1b一侧的独立排气通路15、16连通的共通通路25a、26a、以及从该共通通路25a、26a开始上下分为两股状的高速用通路25b、26b和低速用通路25c、26c，但这并没有图示出来。

低速用通路24c、25c、26c的流路截面积小于高速用通路24b、25b、26b的流路截面积。

各条高速用通路24b、25b、26b的剖面形状呈近似矩形，如图3所示，各条高速用通路24b、25b、26b沿左右方向排成一列。各条低速用通路24c、25c、26c的剖面形状亦呈近似矩形，在所述各条高速用通路24b、25b、26b的上方位置处，各条低速用通路24c、25c、26c沿左右方向排成一列。

另一方面，如图1及图3所示，EGR中间通路28形成在装置主体21的左端。该EGR中间通路28的剖面形状呈近似矩形，该EGR中间通路28位于第一上游侧排气通路24的高速用通路24b的左下方。

排气可变阀22使上游侧排气通路24、25、26的各条高速用通路24b、25b、26b的流路开放、封闭。排气可变阀22由分别布置在各条高速用通路24b、25b、26b中的蝶形阀构成，将沿左右方向排列的三个排气可变阀22、22、22彼此连结起来构成了阀主体31。

阀主体31以横穿高速用通路24b、25b、26b的横截面的中心部分的状态设置在装置主体21上。阀主体31经由其两端的支承部311以能够旋转的方式支承在装置主体21上。

如图3及图4所示，各个排气可变阀22形成为与各条高速用通路24b、25b、26b的剖面形状相对应的矩形板状，并且具有以面向下游侧的状态将这些通路24b、25b、26b封起来的封闭面22a。

各个排气可变阀22切换成图4中实线所示的将高速用通路24b、25b、26b完全封闭起来的状态(全封闭状态)，或者切换成图4中两点划线所示的使高速用通路24b、25b、26b完全开放的状态(全开放状态)。

在全封闭状态下，各个排气可变阀22的封闭面22a倾斜。具体而言，设计成：将各条高速用通路24b、25b、26b封闭起来的各个封闭面22a的上部朝下游侧倾斜，碰撞到封闭面22a的废气就被顺利地引导到低速用通路24c、25c、26c。需要说明的是，各个排气可变阀22处于常开状态。

驱动轴32与阀主体31的左端部连结，延伸到上游侧排气通路24、25、26的左侧外部为止。驱动轴32的延伸部分以能够旋转的方式支承在与装置主体21设置为一体的辅助轴承部21a上，在该辅助轴承部21a的前端部安装有限制驱动轴32旋转的杆部件33。杆部件33经由销与负压式执行元件23的输出轴23a相连结。

如图3所示，负压式执行元件23位于涡轮5a一侧，并经由支架被固定在装置主体21上。负压式执行元件23具有对接起来的第一壳体23b及第二壳体23c，其内部的空间由与输出轴23a相连接的隔板(未图示)划分成第一壳体23b一侧的负压室和第二壳体23c一侧的正压室。

在第一壳体23b的底部连接有负压管23d。相对于负压室而言，经由负压管23d供给进气负压及排出进气负压。隔板由此而产生位移，输出轴23a便随着该隔板位移而前进、后退，使得驱动轴32旋转。

也就是说，负压式执行元件23经由驱动轴32驱动各个排气可变阀22旋转，由此各条高速用通路24b、25b、26b同时开放、封闭。

如图5所示，该发动机的各个排气可变阀22的开关受到控制，若发动机的转速在设定转速R以下，各个排气可变阀22就成为全封闭状态，若发动机的转速在设定转速R以上，各个排气可变阀22就成为全开放状态。也就是说，就该发动机而言，由实验等获得的转速R(例如1600rpm)被设定为控制数据，以该设定转速R为界，各个排气可变阀22被打开、关闭。而且，低速用通路24c、25c、26c与高速用通路24b、25b、26b的流路截面积的比率是根据设定转速R，即，能够通过的废气流量设定的。

由此，若处于发动机的转速在设定转速R以下的、废气较少的低速运转区域，废气就无法流入高速用通路24b、25b、26b，在共通通路24a、25a、26a中流动的废气全部流入低速用通路24c、25c、26c。

并且，若处于发动机的转速在设定转速R以上的、废气较多的高速运转区域，在共通通路24a、25a、26a中流动的废气就分别流入低速用通路24c、25c、26c及高速用通路24b、25b、26b。

而且，在废气较多的高速运转区域中，按照发动机的工作状态，后述废气门阀73被打开，并对其开度进行调节。具体而言，为了防止排气压力过多地作用在涡轮5a上，若排气压力在规定的上限设定值以上，废气门阀73就被打开，并根据废气量来对其开度进行调节。

(涡轮增压器5)

涡轮增压器5由涡轮5a、未图示出来的压缩机(设置在进气通路内)等构成。如图1、图2所示，涡轮5a经由排气阀装置2安装在气缸盖1b上，该涡轮5a由涡轮壳50、涡轮叶轮60等构成。

如图6所示，涡轮壳50具有相对接着固定在装置主体21的安装面21b(参照图3)上的凸缘501，如图7所示，在涡轮壳50上，形成有涡轮引入路51、涡轮涡旋部52、废气门通路70、涡轮引出空间71等。

如图1所示，在涡轮引入路51的左侧部，形成有与排气阀装置2的EGR中间通路28连通的EGR上游侧通路50a。流入涡轮5a的废气的一部分作为EGR气体经由EGR上游侧通路50a、EGR中间通路28及EGR下游侧通路18被引入进气通路。也就是说，在该发动机中，由EGR下游侧通路18、EGR中间通路28及EGR上游侧通路50a构成了EGR通路。

如图2所示，涡轮涡旋部52是使废气旋转的、与涡轮引入路51的下游侧相连的漩涡状空间，该涡轮涡旋部52的周壁部52a形成为将沿左右方向延伸的旋转轴A的周围包围起来。

涡轮涡旋部52的周壁部52a的涡卷的卷绕起始侧端部(舌部54)位于旋转轴A的下方。周壁部52a从该舌部54开始朝着发动机一侧(后侧)弯曲着延伸，一边逐渐增大与旋转轴A之间的距离，一边延伸到几乎绕旋转轴A一周的略靠跟前的位置为止。在周壁部52a的涡卷的卷绕结束侧端部(终端部)与舌部54之间，形成有将废气导入涡轮涡旋部52的开口(涡轮涡旋部52的入口55)。

涡轮涡旋部52在上下方向上位于比发动机的各个气缸C1～C4及涡轮引入路51靠上方的位置处。涡轮叶轮60以使设置有呈放射状的多个叶片的表面朝向通路的状态被收纳在涡轮涡旋部52中。

贯穿涡轮壳50的左侧部延伸的连结轴61固定在涡轮叶轮60的背面。涡轮叶轮60经由该连结轴61与未图示出来的压缩机连结，并以旋转轴A为中心自如地旋转。涡轮叶轮60在涡轮涡旋部52中旋转的废气的作用下旋转，该旋转力经由连结轴61传递给压缩机，来对压缩机进行驱动。

涡轮叶轮60被设计成：其外周缘接近舌部54。由此，在涡轮涡旋部52中旋转的废气流就在舌部54的部位被挡住而被引入涡轮引出路53。其结果是，废气并没有滞留在涡轮涡旋部52中而是很顺利地通过涡轮涡旋部52，因而能够借助引入涡轮涡旋部52的废气的流速、动压力使涡轮叶轮60效率良好地旋转。

如图6所示，在与涡轮叶轮60的表面相向的、涡轮壳50的右侧部，凹陷地形成有在与旋转轴A正交的方向上扩展的涡轮引出空间71。与涡轮涡旋部52连通的涡旋部出口71a、及与废气门通路70连通的废气门出口71b相邻地朝着该涡轮引出空间71敞开。

如图7所示，在涡轮壳50上安装有侧壳72，由此在涡轮壳50的右侧部设有涡轮引出路53。涡轮引出路53的上游侧端部由涡轮引出空间71构成，在涡轮涡旋部52中旋转的废气从涡旋部出口71a被排到涡轮引出空间71后，经由涡轮引出路53被排到未图示出来的排气路径中。

而且，被引入到涡轮引入路51的废气有时会经由废气门通路70从废气门出口71b被排到涡轮引出空间71，具体情况见下文所述。也就是说，废气能够绕过涡轮涡旋部52从涡轮引入路51被直接排到涡轮引出路53。

(涡轮引入路51)

涡轮引入路51是通过独立排气通路14、15、16及上游侧排气通路24、25、26将从气缸C1～C4排出的废气引入涡轮涡旋部52的通路。涡轮引入路51的下游侧端部与涡轮涡旋部52的入口55相连，涡轮引入路51的上游侧端部与在安装面21b上开口的低速用通路24c、25c、26c及高速用通路24b、25b、26b相连。

如图2所示，从排气口11到涡轮引入路51的下游侧端部为止，向着前方朝斜上方倾斜的各个排气口11笔直地延伸，就形成了废气的通路。

亦如图6所示，在朝斜上方延伸的涡轮引入路51的内部，设置有将通路上下分隔开的分隔壁部56。涡轮引入路51由该分隔壁部56划分成为将废气从内周侧引入涡轮涡旋部52的第一引入路57、以及将废气从外周侧引入涡轮涡旋部52的第二引入路58。

第一引入路57分别与低速用通路24c、25c、26c连通，这三条流路24c、25c、26c在第一引入路57处汇合。同样地，第二引入路58分别与高速用通路24b、25b、26b连通，这三条流路24b、25b、26b在第二引入路58处汇合。

废气与发动机的转速无关地被引入第一引入路57。相对于此，由于在第二引入路58的上游侧设置了排气可变阀22，因而仅当发动机的转速在设定转速R以上时废气才被引入第二引入路58。

分隔壁部56由厚度近似恒定的壁体构成，该分隔壁部56被布置在偏向涡轮引入路51的上侧的位置处，并与涡轮引入路51的倾斜程度相对应地朝斜上方延伸。相当于涡轮引入路51的上部并和分隔壁部56相向的、第一引入路57的内周侧壁部57a与分隔壁部56平行地朝着下游侧向斜上方呈直线状地延伸，并且该内周侧壁部57a的下游侧端部与舌部54相连。

进而，内周侧壁部57a的上游侧端部与独立排气通路14、15、16的上部、上游侧排气通路24、25、26的上部相连，并被设计成：作为排气通路的上部整体，其剖面呈直线状。由此，从气缸C1～C4的中心侧排出的废气就很顺利地通过第一引入路57被引入涡轮涡旋部52，因而能够使通过第一引入路57被引入涡轮涡旋部52的废气的流速、动压力效率良好地作用在涡轮5a上。

另一方面，相当于涡轮引入路51的下部并和分隔壁部56相向的、第二引入路58的外周侧壁部58a成为向下方鼓起地朝着旋转轴A一侧弯曲的曲面形状，该外周侧壁部58a的下游侧端部所指向的方向偏向涡轮叶轮60一侧。由此，通过第二引入路58被引入涡轮涡旋部52的废气就沿着外周侧壁部58a被向上引导着流动，并朝着涡轮叶轮60一侧被引入涡轮涡旋部52，因而也能够使通过第二引入路58被引入涡轮涡旋部52的废气的流速、动压力效率良好地作用在涡轮5a上。

第一引入路57及第二引入路58的纵宽(上下方向上的宽度)与低速用通路24c、25c、26c及高速用通路24b、25b、26b的纵宽相对应，第一引入路57的纵宽比第二引入路58的纵宽小。

并且，具体如图7、图8所示的那样，涡轮引入路51形成为其横宽(发动机左右方向上的宽度)从上游侧朝着下游侧逐渐减小的、前端缩窄的形状。也就是说，从气缸C1～C4排出的废气通过缩窄的流路后，被引入涡轮涡旋部52。

具体而言，涡轮引入路51具有废气集合部511、喉部512及笔直部513。废气集合部511是构成涡轮引入路51的上游侧端部的部分，其横宽最大。从气缸C1～C4排出的废气全部汇集在该废气集合部511。

具体而言，如图7所示，第二引入路58的废气集合部511(第二废气集合部511)分别与高速用通路24b、25b、26b连通，在这三条流路24b、25b、26b中流动的废气在第二废气集合部511汇合。同样地，第一引入路57的废气集合部511分别与低速用通路24c、25c、26c连通，在这三条流路24c、25c、26c中流动的废气在第一引入路57的废气集合部511汇合。

喉部512形成为与废气集合部511的下游侧平滑相连的、前端缩窄的形状，如图7所示，就第二引入路58的喉部512(第二喉部512)而言，特别是从其与废气门通路70之间的关系出发，对该喉部512的形状做了调整。

具体而言，第二喉部512具有在旋转轴A延伸的左右方向上相向的一对对称的内侧面512a、512a。上述内侧面512a的上游侧端部形成为与第二废气集合部511的各内侧面512a相连并朝外侧弯曲使得下游侧缩窄，与上述上游侧端部平滑相连的、各内侧面512a的下游侧形成为朝内侧弯曲使得下游侧缩窄。

笔直部513是连接在喉部512与涡轮涡旋部52的入口55之间的部分，其流路的剖面形状呈近似矩形，并且流路截面积形成为近似恒定。通过喉部512聚拢起来的废气流构成为：在该笔直部513得到整流后，以最佳状态被引入涡轮涡旋部52。

第一引入路57、第二引入路58的各笔直部513的流路截面积被设定成：小于与各气缸C连通的两个排气口11、11的总流路截面积。通过将上述笔直部513的流路截面积设定成小于与各气缸C连通的两个排气口11、11的总流路截面积，而能够获得文丘里效应。其结果是，因为能够促进对筒内气体的清除且能够提高废气的流速后将该废气引入涡轮涡旋部52，因而能够更加有效地使废气作用在涡轮叶轮60上。

在涡轮引入路51的下游侧端部设置有汇合部59，第一引入路57及第二引入路58的各笔直部513在汇合部59汇合。在排气可变阀22成为全开放状态的高速运转区域中，通过第一引入路57及第二引入路58的废气在该汇合部59汇合后被引入涡轮涡旋部52。

为了在仅从第一引入路57引入废气时(低速运转区域)以及从第一引入路57和第二引入路58这两条引入路引入废气时(高速运转区域)都能够将废气稳定且效率良好地引入涡轮涡旋部52，经由实验等详细地设定了形成汇合部59的分隔壁部56的下游端位置。具体而言，如从旋转轴A延伸的方向上所看到的图2所示，分隔壁部56的下游端56a被布置成：与旋转轴A及舌部54排列在一条直线上。

(废气门通路70、废气门阀73)

废气门通路70是为了不让排气压力过多地作用在涡轮5a上且为了防止废气的通路阻力异常增大导致气体清除性劣化，而让废气绕过涡轮涡旋部52进行流动的旁路通路。当在废气较多的高速运转区域，废气量达到规定的上限设定值以上时，就使用废气门通路70。

由于使用废气门通路70是在废气流经第二引入路58时，因而如图1、图7至图9所示，废气门通路70设置在第二引入路58中。由此，能够防止废气门通路70对流经第一引入路57的废气流产生影响，同时能够使过多的废气效率良好地绕过去。而且，废气门通路70布置成沿着发动机的左右方向分支出来。经由此，当使用废气门通路时(废气门阀打开状态)，要被引入废气门通路70的废气也会在没有大幅度改变流动方向的情况下很顺利地被引入。

废气门通路70从第二喉部512的内侧面512a的下游侧分支出来，与笔直部513排列着朝斜上方延伸。废气门通路70的下游侧端部布置在涡轮涡旋部52的入口55的附近(废气门通路70一侧的附近)，在其下游侧端部，设置有在旋转轴A延伸的方向上开口的废气门出口71b。

如图6、图7所示，在废气门出口71b设置有废气门阀73。废气门阀73布置在涡轮引出空间71内，并且构成为：能够对废气门阀73进行连续控制，而使得该废气门阀73在关闭上废气门出口71b的状态(图7中由实线所示)和打开废气门出口71b对该开度进行调节的状态(图7中由虚线所示)之间进行摆动。

在废气较多的高速运转区域中，各个排气可变阀22被完全打开，废气被引入第二引入路58。并且，按照发动机的工作状态，打开、关闭废气门阀73，不过在废气门阀73关闭的状态下，有可能出现下述问题，即：废气滞留在废气门通路70中，废气在其分支部分的周边形成紊流，而无法将废气顺利地引入涡轮涡旋部52。

相对于此，在该涡轮5a中，废气门通路70的分支部分位于比涡轮涡旋部52的入口55更靠上游侧的喉部512，因而即便废气在该分支部分的周边形成紊流，也由于流路缩窄，因而能够在引入涡轮涡旋部52前对废气进行整流。

而且，就该涡轮5a而言，由于废气门通路70从朝内侧弯曲的第二喉部512的内侧面512a的下游侧分支出来，因而在第二引入路58中流动的废气流就很容易越过该分支部分被引导至笔直部513。

具体而言，如图7所示，废气门通路70的下游侧分支部分70a成为相对于比废气门通路70靠上游侧的内侧面512a而言朝下游侧低一阶的状态，换言之，成为与和比废气门通路70靠上游侧的内侧面512a的突出部位相切的切线S相比，废气门通路70的下游侧分支部分70a位于该切线S的下游侧的状态。其结果是，沿着内侧面512a流动的废气难以流入废气门通路70，并且废气流难以与分支部分之间产生干扰，使得紊流的形成得到抑制，因而在第二引入路58中流动的废气流很容易被引导至笔直部513。

因此，即使废气门通路70是在涡轮涡旋部52的附近部位分支出来的，也能顺利地将废气引入涡轮涡旋部52。

特别是，就该发动机而言，以设定转速R为界，排气可变阀22被打开、关闭，因而此时废气流产生大幅度的变化。特别是，当从低速运转区域移向高速运转区域时，尽管废气量比较少，不过排气可变阀22完全打开而使得废气的流路截面积增加，废气便会一下子流入第二引入路58。

此时，因为废气门阀73处于关闭状态，所以在因废气门通路70所引起的紊流的影响下，对于涡轮5a的驱动容易出现不稳定，不过就该涡轮5a而言，由于在结构上难以形成紊流，因而能够将废气顺利地引入涡轮涡旋部52，从而能够稳定地驱动涡轮5a。

进而，因为在喉部512的下游侧设置有对聚拢起来的废气流进行整流的笔直部513，所以能够更顺利地将废气引入涡轮涡旋部52。

而且，因为废气门通路70从第二喉部512的下游侧分支出来，所以能够使在不同时间从各气缸C排出来的废气在废气集合部511充分地汇合起来以后再到达废气门通路70的分支部位，从而能够稳定地驱动涡轮。

而且，因为废气门通路70以与笔直部513排列起来的状态朝斜上方延伸，所以如图9所示，废气门通路70与笔直部513成为与废气流相向地排列起来的状态，在废气门阀73被打开时，也能使废气顺利地流向废气门通路70及笔直部513。

而且，因为废气门通路70在涡轮涡旋部52的入口55的附近与涡轮引出路53连通，所以废气门通路70的全长缩短，能够使涡轮壳50变得紧凑。而且，因为废气门阀73设置在面向涡轮引出空间71的废气门出口71b处，所以能够更加紧凑。

需要说明的是，本发明所涉及的增压装置并不局限于上述实施方式，还包含除此以外的各种构成。例如，在实施方式中对应用于直列四缸四冲程发动机的示例进行了说明，不过也能够应用于其它发动机。只要不脱离本发明的主旨，则也能够按照规格对所例举的排气阀装置2、涡轮增压器5、涡轮壳50的细微部分的构成进行适当的改变。

Claims (11)

1.一种增压装置，其为包括涡轮的、发动机的增压装置，其特征在于：

所述涡轮具有：

涡轮引入路，其引入从所述发动机的各气缸中排出的废气；

涡轮涡旋部，其与所述涡轮引入路的下游侧相连并使废气旋转；

涡轮叶轮，其收纳在所述涡轮涡旋部中，该涡轮叶轮在废气的作用下以旋转轴为中心进行旋转；

涡轮引出路，其与所述涡轮涡旋部连通，从该涡轮涡旋部排出的废气流入该涡轮引出路；

废气门通路，其从所述涡轮引入路分支出来并与所述涡轮引出路连通，所述废气门通路使废气绕过所述涡轮涡旋部流动；以及

废气门阀，其按照所述发动机的工作状态使所述废气门通路的流路开放、封闭，

所述涡轮引入路具有：

废气集合部，其布置在上游侧，供废气集合起来；以及

喉部，其与所述废气集合部相连且形成为下游侧缩窄，

所述废气门通路从所述喉部分支出来。

2.根据权利要求1所述的增压装置，其特征在于：

所述涡轮引入路进一步具有连接在所述喉部与所述涡轮涡旋部的入口之间的、流路截面积近似恒定的笔直部。

3.根据权利要求2所述的增压装置，其特征在于：

所述废气门通路从所述喉部的下游侧分支出来。

4.根据权利要求2所述的增压装置，其特征在于：

所述废气门通路与所述笔直部平行而设。

5.根据权利要求3所述的增压装置，其特征在于：

所述废气门通路与所述笔直部平行而设。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的增压装置，其特征在于：

所述废气门通路在所述涡轮涡旋部的入口附近与所述涡轮引出路连通，

在所述废气门通路的出口设置有所述废气门阀。

7.根据权利要求1所述的增压装置，其特征在于：

所述涡轮引入路由分隔壁部划分成将废气从内周侧引入所述涡轮涡旋部的第一引入路、和将废气从外周侧引入所述涡轮涡旋部的第二引入路，

在所述第二引入路的上游侧，设置有通过改变流路截面积而使引入该第二引入路的废气的引入量产生变化的排气可变阀，

所述废气门通路设置在所述第二引入路中。

8.根据权利要求2所述的增压装置，其特征在于：

所述涡轮引入路由分隔壁部划分成将废气从内周侧引入所述涡轮涡旋部的第一引入路、和将废气从外周侧引入所述涡轮涡旋部的第二引入路，

在所述第二引入路的上游侧，设置有通过改变流路截面积而使引入该第二引入路的废气的引入量产生变化的排气可变阀，

所述废气门通路设置在所述第二引入路中。

9.根据权利要求3所述的增压装置，其特征在于：

所述涡轮引入路由分隔壁部划分成将废气从内周侧引入所述涡轮涡旋部的第一引入路、和将废气从外周侧引入所述涡轮涡旋部的第二引入路，

在所述第二引入路的上游侧，设置有通过改变流路截面积而使引入该第二引入路的废气的引入量产生变化的排气可变阀，

所述废气门通路设置在所述第二引入路中。

10.根据权利要求4所述的增压装置，其特征在于：

所述涡轮引入路由分隔壁部划分成将废气从内周侧引入所述涡轮涡旋部的第一引入路、和将废气从外周侧引入所述涡轮涡旋部的第二引入路，

在所述第二引入路的上游侧，设置有通过改变流路截面积而使引入该第二引入路的废气的引入量产生变化的排气可变阀，

所述废气门通路设置在所述第二引入路中。

11.根据权利要求6所述的增压装置，其特征在于：

所述涡轮引入路由分隔壁部划分成将废气从内周侧引入所述涡轮涡旋部的第一引入路、和将废气从外周侧引入所述涡轮涡旋部的第二引入路，

在所述第二引入路的上游侧，设置有通过改变流路截面积而使引入该第二引入路的废气的引入量产生变化的排气可变阀，

所述废气门通路设置在所述第二引入路中。