CN203640782U

CN203640782U - 涡轮增压器的排气结构

Info

Publication number: CN203640782U
Application number: CN201320851225.9U
Authority: CN
Inventors: 池田晃浩; 奥岛义隆; 长山司
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2023-12-20

Abstract

本实用新型提供一种涡轮增压器的排气结构。该涡轮增压器的排气结构包括，涡轮壳体（32）及排气旁路通道（32ｄ），该排气旁路通道（32ｄ）的出口在涡轮壳体（32）内开口，且该排气旁路通道（32ｄ）的出口设有废气阀（5），在涡轮壳体（32）的废气出口（32ｉ）附近配置有阻挡部（1ｃ），该阻挡部（1ｃ）被设置在能阻挡与废气阀（5）相碰之后流向废气出口（32ｉ）的废气的一部分的位置上。基于本实用新型的结构，即便是废气阀（5）的开度变化，从涡轮壳体（32）排到排气管（151）中的废气的气流也能保持稳定，从而，能够确保空燃比传感器所检测到的空燃比的精确度。

Description

涡轮增压器的排气结构

技术领域

本实用新型涉及一种组装在内燃机上的涡轮增压器的排气结构。

背景技术

在汽车上组装的内燃机（以下也称发动机）中，装备有利用了排气能量的涡轮增压器。通常，涡轮增压器具备，借助于发动机排气通道中流过的废气而旋转的涡轮机叶轮；以及将进气通道内的空气强制性地送往发动机燃烧室的压缩机叶轮等。这样的涡轮增压器中，例如设有将涡轮壳体内的涡轮机叶轮的上游侧与下游侧连通的排气旁路通道，且在涡轮壳体内设有对排气旁路通道的出口进行开闭的废气阀，通过调节该废气阀的开度而调节从涡轮机叶轮旁路出的废气量，来控制增压压力。

装备有这样的涡轮增压器的发动机中，涡轮增压器的涡轮机叶轮及废气阀的下游侧设置有空燃比传感器，根据该空燃比传感器所测出的结果来控制排气中的空燃比。

然而，上述现有技术的涡轮增压器的排气结构中存在以下问题。

即，经过涡轮机叶轮之后的废气以旋流的状态流入涡轮壳体内（涡轮机叶轮的下游侧部分），该旋流的一部分碰到下游侧的废气阀时气流会被搅乱。而由于废气阀是通过转动来对排气旁路通道的出口进行开闭的阀，所以，其开闭程度（即废气阀的开度）不同，气流被搅乱的程度也不同。因此，从涡轮壳体排出的废气的气流会变得不稳定（气流被搅乱的程度发生变化），有时会导致空燃比传感器无法正常与废气接触，从而无法确保空燃比传感器所测出的空燃比的精确度。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于，提供一种能够确保配置在涡轮机叶轮及废气阀的下游侧的空燃比传感器所检测到的空燃比的精确度的涡轮增压器的排气结构。

作为解决上述技术问题的技术方案，本实用新型提供一种涡轮增压器的排气结构。该涡轮增压器的排气结构包括，在内燃机排气通道中设置的容纳有涡轮机叶轮的涡轮壳体、及将所述涡轮机叶轮的上游侧与下游侧连通的排气旁路通道，该排气旁路通道的出口在所述涡轮壳体内开口，且该排气旁路通道的出口设有废气阀，其特征在于：在所述涡轮壳体的废气出口附近配置有阻挡部，该阻挡部被设置在能阻挡与所述废气阀相碰之后流向所述废气出口的废气的一部分的位置上。

具有上述结构的本实用新型的涡轮增压器的排气结构的优点在于，由于在涡轮壳体的废气出口附近配置有阻挡部，该阻挡部被设置在能阻挡与废气阀相碰之后流向废气出口的废气的一部分的位置上，所以能够利用该阻挡部来阻挡被废气阀搅乱了气流的废气的至少一部分，从而能够防止气流被搅乱的废气流到下游侧（例如排气管）。由此，即便是废气阀的开度变化，从涡轮壳体的废气出口排出的废气的气流（即流向空燃比传感器的废气的气流）也能保持稳定，从而使空燃比传感器与废气之间的接触状态得到改善。其结果，能够确保空燃比传感器所检测到的空燃比的精确度。

另外，在上述本实用新型的涡轮增压器的排气结构中，较佳为，所述阻挡部被设置在，所述涡轮壳体的废气出口附近的、隔着全开状态下的所述废气阀而斜对着所述涡轮机叶轮的涡轮出口的区域。采用该结构，由于阻挡部被设置在隔着全开状态下的废气阀而斜对着涡轮机叶轮的涡轮出口的区域，所以该阻挡部能阻挡与废气阀相碰之后流向废气出口的废气的一部分。

另外，在上述本实用新型的涡轮增压器的排气结构中，较佳为，所述涡轮壳体的废气出口上设有法兰，所述阻挡部设置在与所述涡轮壳体的法兰相连接的排气管的法兰上。采用该结构，不用变更涡轮增压器的涡轮壳体的结构，只要变更能通过焊接而安装在排气管上的法兰的结构，便能获得上述效果。

附图说明

图1是表示采用了本实用新型的涡轮增压器及催化装置的一例的图。

图2是表示涡轮壳体的废气出口与阻挡部之间的位置关系的图。

图3是图2的Ⅲ-Ⅲ线上的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的具体实施方式进行说明。

首先参照图1至图3，对采用了本实用新型的涡轮增压器及催化装置的一例进行说明。涡轮增压器3利用发动机（未图示）所排出的废气使涡轮机叶轮31旋转，并利用涡轮机叶轮31的旋转使压缩机叶轮132旋转，进一步利用压缩机叶轮132的旋转而将空气强制性地送往发动机。

涡轮增压器3具备容纳有压缩机叶轮132的压缩机壳体131、和容纳有涡轮机叶轮31的涡轮壳体32。压缩机壳体131与涡轮壳体32之间通过连接部11而连接在一起。

用于将外部空气导入压缩机叶轮132的进气导入通道131ｂ卷绕在压缩机壳体131的外周上。在压缩机壳体131的侧面设置有进气导出通道131ｃ，该进气导出通道131ｃ将压缩机叶轮132所送出的空气（进气）排到发动机的进气歧管（未图示）中。

涡轮壳体32具有，外壳本体32ａ、排气导入通道32ｂ、排气导出通道32ｃ、及排气旁路通道32ｄ。

外壳本体32ａ如图3所示，具有内部空间32ｅ。涡轮机叶轮31可自由旋转地被装配在该内部空间32ｅ内。

排气导入通道32ｂ用于将从发动机的排气歧管（未图示）排出的废气导入到外壳本体32ａ的内部空间32ｅ内。排气导入通道32ｂ如图3所示那样被设置为，卷绕在外壳本体32ａ的外周（即，涡轮机叶轮31的外周侧）上。排气导入通道32ｂ的一端部上形成有用于取入发动机的排气歧管所排出的废气的取入口32ｆ。排气导入通道32ｂ的另一端与外壳本体32ａ的内部空间32ｅ连通。

排气导出通道32ｃ如图3所示，用于将取入到涡轮壳体32内的废气导出到涡轮壳体32的外部。排气导出通道32ｃ例如被形成为，长度较短，且在外壳本体32ａ的一个侧面（即，涡轮机叶轮31的旋转轴31ａ方向的侧面）32ｇ，沿旋转轴31ａ方向延伸。

排气导出通道32ｃ的一个端部通过涡轮出口32ｈ而与外壳本体32ａ的内部空间32ｅ连通。排气导出通道32ｃ的另一个端部成为排出废气用的废气出口32ｉ。废气出口32ｉ的外周缘上一体地形成有法兰32ｊ。该法兰32ｊ上安装有后述的催化装置15的法兰1。另外，法兰32ｊ上设有多个紧固孔32ｋ。

排气旁路通道32ｄ如图3所示，绕过涡轮机叶轮31而将排气导入通道32ｂ与排气导出通道32ｃ连通（将涡轮机叶轮31的上游侧与下游侧连通）。排气旁路通道32ｄ的一个端部（排气旁路通道的入口）与排气导入通道32ｂ的中间部位连通。排气旁路通道32ｄ的出口32ｍ在排气导出通道32ｃ内（涡轮壳体32内）开口。

如图3所示，在排气导出通道32ｃ内装配有用于开闭排气旁路通道32ｄ的出口32ｍ的废气阀5。转轴部7从排气导出通道32ｃ的壁部穿过。旋转轴部7的一个端部（即，向排气导出通道32ｃ的内部延伸的端部）7ａ上安装着废气阀5（参照图2及图3），旋转轴部7的另一个端部（即，向排气导出通道32ｃ的外部延伸的端部）7ｂ上设置有沿旋转轴部7的径方向延伸的臂部7ｃ（参照图1及图3）。臂部7ｃ的前端如图1所示，连接着与执行机构9相连的驱动杆9ａ。执行机构9将驱动杆9ａ沿驱动杆9ａ的轴向驱动，则旋转轴部7转动，使废气阀5围绕旋转轴部7转动，实现排气旁路通道32ｄ的出口32ｍ的开闭。

催化装置15用于净化从涡轮壳体32的废气出口32ｉ排出的废气。如图1所示，催化装置15具备容纳废气净化用的催化物152ａ的圆筒状催化容器152、及用于连通涡轮增压器3的涡轮壳体32的废气出口32ｉ的排气管151，该排气管151的废气取入口151ａ的外周缘上通过焊接而安装着法兰1。排气管151上安装有空燃比传感器17。另外，如图2及图3所示，法兰1上设有用于使该法兰1与涡轮壳体32的法兰32ｊ紧固的紧固孔1ａ、及用于使来自涡轮壳体32的排气导出通道32ｃ的废气通过的开口部1ｂ。

下面，对本实施方式的特征部分进行说明。

本实施方式中，涡轮壳体32的废气出口32ｉ附近，即，催化装置15的排气管151的废气取入口151ａ上安装的法兰1上，形成有阻挡部1ｃ，该阻挡部1ｃ用于阻挡来自涡轮壳体32的排气导出通道32ｃ的废气的一部分。

阻挡部1ｃ被设置在，能阻挡从排气导出通道32ｃ流过的废气（即，来自涡轮出口32ｈ的废气）的旋流中的、与废气阀5相碰之后流向废气出口32ｉ的旋流Ｓ1的至少一部分的位置上。具体而言，阻挡部1ｃ在发兰1上被形成在，当废气阀5全部打开的状态下，隔着该废气阀5斜对着涡轮壳体32的涡轮出口32ｈ的区域32ｑ1。

如此，通过在涡轮壳体32的废气出口32ｉ附近设置能阻挡与废气阀5相碰之后流向废气出口32ｉ的旋流Ｓ1的至少一部分的阻挡部1ｃ，能够防止被搅乱的废气气流流向空燃比传感器17。以下对此进行详细说明。

首先说明未在涡轮壳体32的废气出口32ｉ附近设置上述阻挡部1ｃ的情形。从涡轮机叶轮31流过的废气成为旋流而在涡轮壳体32内（涡轮机叶轮31的下游侧部分）流动，当该旋流的一部分碰到下游侧的废气阀5时气流被搅乱。气流被搅乱的程度因废气阀5的开闭程度而异。换言之，废气阀5的开度越大，气流被搅乱的程度越大。由于此原因，从涡轮壳体32排到催化装置15的排气管151中的废气气流变得不稳定（气流被搅乱的程度变化），有时会导致空燃比传感器17与气体之间的接触不良。

对此，在涡轮壳体32的废气出口32ｉ附近设置了上述阻挡部1ｃ之后，与废气阀5相碰之后流向废气出口32ｉ的废气的至少一部分被阻挡部1ｃ阻挡（不受废气阀5的开闭影响的气流Ｓ2不被阻挡部1ｃ阻挡），因而，能够避免气流被搅乱的废气流向催化装置15的排气管151。由此，即便是废气阀5的开度变化，从涡轮壳体32排到催化装置15的排气管151中的废气（流向空燃比传感器17的废气）的气流也能够保持稳定，从而使空燃比传感器17与废气之间的接触状态得到改善。其结果，能够提高空燃比传感器17所检测到的空燃比的精确度。

另一方面，由于向催化装置15中的催化物15ａ流动的废气的气流也变得稳定，所以能够防止废气偏向催化物15ａ的一部分地流动的现象，从而能够提高催化物15ａ的净化效果。

另外，在上述实施方式中，在催化装置15的法兰1上设置了阻挡部1ｃ，且将阻挡部1ｃ设置在涡轮壳体32的废气出口32ｉ附近的、能够阻挡与废气阀5相碰之后流向废气出口32ｉ的废气的一部分的位置上，但本实用新型不局限于此，也可以将阻挡部设置在涡轮壳体32的法兰32ｊ上。

Claims

1.一种涡轮增压器的排气结构，包括在内燃机排气通道中设置的容纳有涡轮机叶轮的涡轮壳体、及将所述涡轮机叶轮的上游侧与下游侧连通的排气旁路通道，该排气旁路通道的出口在所述涡轮壳体内开口，且该排气旁路通道的出口设有废气阀，其特征在于：

在所述涡轮壳体的废气出口附近配置有阻挡部，该阻挡部被设置在能阻挡与所述废气阀相碰之后流向所述废气出口的废气的一部分的位置上。

2.如权利要求1所述的涡轮增压器的排气结构，其特征在于：所述阻挡部被设置在，所述涡轮壳体的废气出口附近的、隔着全开状态下的所述废气阀而斜对着所述涡轮机叶轮的涡轮出口的区域。

3.如权利要求1所述的涡轮增压器的排气结构，其特征在于：所述涡轮壳体的废气出口上设有法兰，所述阻挡部设置在与所述涡轮壳体的法兰相连接的排气管的法兰上。