DE112016004968T5

DE112016004968T5 - Ventilmechanismus mit variabler Strömungsrate und Turbolader

Info

Publication number: DE112016004968T5
Application number: DE112016004968.4T
Authority: DE
Inventors: Jaemin HUH
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2015-10-29
Filing date: 2016-10-24
Publication date: 2018-07-26
Also published as: CN108138971A; JP6424968B2; CN108138971B; JPWO2017073525A1; WO2017073525A1; US20180320581A1

Abstract

Ein Ventilmechanismus mit einer variablen Strömungsrate der vorliegenden Erfindung umfasst einen Schaft, der durch ein Gehäuse drehbar gehalten ist, ein Lager, das durch ein Durchgangsloch des Gehäuses eingesetzt ist und den Schaft hält, um um eine Achse des Schafts drehbar zu sein, sowie einen Ventilabschnitt, der an einer Endseite des Schafts vorgesehen ist und eine Öffnung abdeckt. Der Schaft ist so angeordnet, dass die Achse des Schafts die Öffnung schneidet. Der Ventilabschnitt dreht um die Achse des Schafts und öffnet und schließt eine Öffnung eines Durchlasses mit einer variablen Gasströmungsrate.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Ventilmechanismus mit einer variablen Strömungsrate und einen Turbolader.
Stand der Technik
Bisher ist ein Ventilmechanismus mit einer variablen Strömungsrate bekannt, der eine Strömungsrate eines Arbeitsfluids einstellt, das einer Turbine eines Turboladers zugeführt wird (siehe beispielsweise Patentliteratur 1). Der Ventilmechanismus mit einer variablen Strömungsrate umfasst ein Lager, das in einem Turbinengehäuse vorgesehen ist, das eine Turbine aufnimmt, eine Drehwelle, die durch das Lager drehbar gehalten ist, sowie einen Ventilkörper, der mit einer Endseite der Drehwelle verbunden ist. Der Ventilkörper ist mit der Drehwelle durch einen Ventilarm verbunden, der in der Radialrichtung der Drehwelle vorsteht. Wenn sich eine Drehwelle um die Achse dreht, schwenkt der Ventilarm und der Ventilkörper bewegt sich nahe an oder weg von dem Ventilsitz, um eine Strömungsrate des Arbeitsfluids einzustellen.
Zitierliste
Patenliteratur
Patentliteratur 1: japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2013-130133
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Technische Aufgabe
Bei dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik bewegt sich der Ventilkörper in einer Richtung, die eine Sitzfläche eines Ventilsitz schneidet, um sich dem Ventilsitz zu nähern, wenn das Ventil geschlossen wird. Aus diesem Grund wird ein Geräusch erzeugt, wenn der Ventilkörper auf den Ventilsitz prallt.
Die vorliegende Erfindung beschreibt einen Ventilmechanismus mit einer variablen Strömungsrate und einen Turbolader, die imstande sind, ein Geräusch zu unterdrücken, das erzeugt wird, wenn das Ventil geschlossen wird.
LÖSUNG DER AUFGABE
Die vorliegende Erfindung stellt einen Ventilmechanismus mit einer variablen Strömungsrate bereit, der eine Öffnung eines Durchlasses mit einer variablen Gasströmungsrate öffnet und schließt, der Folgendes umfasst: einen Schaft, der durch ein Gehäuse drehbar gehalten ist, ein Lager, das in ein Durchgangsloch des Gehäuses eingesetzt ist und den Schaft hält, um um eine Achse des Schafts drehbar zu sein; sowie einen Ventilabschnitt, der an einer Endseite des Schafts vorgesehen ist und die Öffnung abdeckt, bei dem der Schaft so angeordnet ist, dass die Achse des Schafts die Öffnung schneidet, und wobei der Ventilabschnitt um die Achse des Schafts dreht und die Öffnung öffnet und schließt.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß dem Ventilmechanismus mit einer variablen Strömungsrate der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, ein Geräusch zu unterdrücken, das erzeugt wird, wenn ein Ventil geschlossen wird.
Figurenliste

1 ist eine Schnittansicht, die einen Turbolader gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Seitenansicht, die ein Turbinengehäuse des Turboladers zeigt, der in 1 gezeigt ist.
3 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie III-III der 2 und zeigt einen Zustand, in dem ein Ventil geschlossen ist.
4 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie III-III der 2 und zeigt einen Zustand, in dem das Ventil offen ist.
5 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Ventilabschnitt eines Ablaufabsperrventils (Wastegate-Ventils, Ladedruckregelventils) der ersten Ausführungsform zeigt.
6A ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein Ventil geschlossen ist, und 6B ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Ventil offen ist.
7 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Ventil geschlossen ist.
8 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Ventil geschlossen ist, und ist eine Schnittansicht, die ein abgewandeltes Beispiel eines Umgehungsdurchlasses (Bypass-Durchlasses) zeigt.
9 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Ventilabschnitt eines Ablaufabsperrventils einer zweiten Ausführungsform zeigt.
10 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Ventil geschlossen ist.
11 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Ventilabschnitt eines Ablaufabsperrventils einer dritten Ausführungsform zeigt.
12 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Ventil geschlossen ist, und zeigt einen Schnitt entlang einer Axialrichtung eines Schafts.
13A und 13B sind Schnittansichten entlang einer Richtung, die eine Achse des Schafts schneidet, wobei 13A eine Schnittansicht ist, die einen Zustand zeigt, in dem das Ventil geschlossen ist, und 13B eine Schnittansicht ist, die einen Zustand zeigt, in dem das Ventil offen ist.
14A und 14B sind Schnittansichten entlang einer Richtung, die eine Achse des Schafts eines Ablaufabsperrventils einer vierten Ausführungsform schneidet, wobei 14A eine Schnittansicht ist, die einen Zustand zeigt, in dem das Ventil offen ist, und 14B eine Schnittansicht ist, die einen Zustand zeigt, in dem das Ventil geschlossen ist.
15A und 15B sind Vorderansichten, die eine Öffnung eines Umgehungsdurchlasses zeigen, wobei 15A ein Diagramm ist, das eine kreisförmige Öffnung zeigt, und 15B ein Diagramm ist, das eine rechteckige Öffnung zeigt.
16 ist eine Schnittansicht entlang einer Richtung, die eine Achse eines Schafts eines Ablaufabsperrventils einer fünften Ausführungsform zeigt, und ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Ventil offen ist.
17A ist eine Seitenansicht, die einen Ventilabschnitt des Ablaufabsperrventils der 16 zeigt, und 17B ist eine Schnittansicht entlang einer Axialrichtung.
18A und 18B sind Diagramme, die einen Ventilabschnitt eines Ablaufabsperrventils einer sechsten Ausführungsform zeigen, wobei 18A eine Seitenansicht ist und 18B ein Diagramm ist, von einer Endseite in einer Axialrichtung aus betrachtet.

Beschreibung von Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung stellt einen Ventilmechanismus mit einer variablen Strömungsrate bereit, der eine Öffnung eines Durchlasses mit einer variablen Gasströmungsrate öffnet und schließt, der Folgendes umfasst: einen Schaft, der durch ein Gehäuse drehbar gehalten ist; ein Lager, das in ein Durchgangsloch des Gehäuses eingesetzt ist und den Schaft hält, um um eine Achse des Schaft drehbar zu sein; sowie einen Ventilabschnitt, der an einer Endseite des Schafts vorgesehen ist und die Öffnung abdeckt, bei dem der Schaft so angeordnet ist, dass die Achse des Schafts die Öffnung schneidet, und wobei der Ventilabschnitt um die Achse des Schafts dreht und die Öffnung öffnet und schließt.
Die vorliegende Erfindung stellt einen Mechanismus mit einer variablen Strömungsrate bereit, der eine Öffnung eines Durchlasses mit einer variablen Gasströmungsrate öffnet und schließt, der Folgendes umfasst: einen Schaft, der durch ein Gehäuse drehbar gehalten ist; sowie einen Ventilabschnitt, der an einer Endseite des Schafts vorgesehen ist und die Öffnung abdeckt, bei dem der Schaft so angeordnet ist, dass eine Achse des Schafts die Öffnung schneidet, und wobei der Ventilabschnitt um die Achse des Schafts dreht und die Öffnung öffnet und schließt.
Bei dem Ventilmechanismus mit einer variablen Strömungsrate kann der Ventilabschnitt an der Vorderfläche der Öffnung vorgesehen sein, weil die Achse des Schafts quer zu der Öffnung angeordnet ist, und wobei die Öffnung geöffnet und geschlossen werden kann, indem der Ventilabschnitt in der Umfangsrichtung des Schafts in Übereinstimmung mit der Drehung des Schafts um die Achse bewegt wird. Das heißt, die Öffnung kann durch Bewegen des Ventilabschnitts in einer Richtung entlang der Sitzfläche geschlossen werden, ohne den Ventilabschnitt bezüglich der Sitzfläche des Umfangsrands der Öffnung aus einer Richtung zu bewegen, die die Sitzfläche schneidet. Entsprechend ist es möglich, ein Geräusch zu reduzieren, das erzeugt wird, wenn der Ventilabschnitt die Sitzfläche des Umfangsrands der Öffnung berührt. Zusätzlich zeigt die Achse des Schafts die Linie an, die durch die Achsenmitte des Schafts verläuft und umfasst die Linie, die sich in Richtung nach außerhalb des Schafts erstreckt.
Eine Wandfläche mit der Öffnung kann mit einer gekrümmten Haltefläche versehen sein, die an einer entgegengesetzten Seite zu dem Lager angeordnet ist, wobei die Öffnung in einer Axialrichtung des Schafts dazwischen angeordnet ist, und in einer Umfangsrichtung des Schafts gekrümmt ist, und wobei der Ventilabschnitt eine Ventilabschnittsumfangsfläche umfassen kann, die an einer Endseite des Schafts angeordnet ist und auf der gekrümmten Haltefläche in einem Kontaktzustand gleitet. Entsprechend ist der Ventilabschnitt an beiden Seiten gehalten, wobei die Öffnung dazwischen angeordnet ist, weil eine Endseite des Ventilabschnitts durch die gekrümmte Haltefläche gehalten sein kann und die andere Endseite des Ventilabschnitts durch das Lager in der Axialrichtung des Schafts gehalten werden kann. Mit einer solchen Haltestruktur an beiden Enden wird das Biegen des Ventilabschnitts und des Schafts unterdrückt und die Drehung des Schafts und des Ventilabschnitts kann laufruhig durchgeführt werden.
Der Ventilabschnitt kann eine Ventilplatte umfassen, die entlang der Achse des Schafts angeordnet ist und die Öffnung abdeckt. Auf diese Weise kann der Ventilabschnitt eine einfache Konfiguration und ein leichtes Gewicht haben, weil die Ventilplatte vorgesehen ist. Wenn der Ventilabschnitt eine Plattenform hat, ist es möglich eine Strömungsrate sicherzustellen, indem ein Widerstand bezüglich eines Fluids in einem Zustand reduziert wird, in dem das Ventil offen ist.
Ein Schnitt, der die Achse des Schafts in dem Ventilabschnitt schneidet, kann eine Halbkreisform haben. Entsprechend kann die Öffnung durch die Umfangsfläche des Ventilabschnitts abgedeckt sein, der die Halbkreisform hat. Weil der Ventilabschnitt die Halbkreisform hat, ist es möglich, den Ventilabschnitt lediglich durch Bearbeiten einer Endseite des Schafts zu einer Halbkreisform auszubilden.
Ein Schnitt, der die Achse des Schafts in dem Ventilabschnitt schneidet, kann eine dünne Kreisbogenform haben. Entsprechend ist es möglich, den Ventilabschnitt lediglich durch Bearbeiten einer Endseite des Schafts zu einer dünnen Kreisbogenform auszubilden. Ferner kann der Ventilabschnitt eine einfache Konfiguration und ein leichtes Gewicht haben. Weil der Ventilabschnitt eine dünne Dicke hat, ist es möglich eine Strömungsrate sicherzustellen, indem ein Widerstand bezüglich eines Fluids in einem Zustand reduziert wird, in dem das Ventil offen ist.
Der Ventilabschnitt kann eine Säulenform haben, und der Ventilabschnitt kann mit einem Durchdringungsabschnitt versehen sein, der den Ventilabschnitt in einer Radialrichtung des Schafts durchdringt. Entsprechend ist es möglich, einen Ventilabschnitt lediglich durch Bearbeiten des Durchgangslochs an einer Endseite des Schafts auszubilden.
Eine Außenumfangsfläche des Ventilabschnitts kann mit einer Außenumfangsfläche des Schafts bündig sein. Entsprechend ist es möglich die Konzentration von Spannung zu verhindern, weil es möglich ist, eine unterbrochene Form an dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Ventilabschnitt und dem Schaft zu reduzieren. Ferner ist es möglich, eine einfache Konfiguration zu erlangen.
Die folgende Erfindung bezieht sich auf einen Turbolader mit dem Ventilmechanismus mit einer variablen Strömungsrate, der Folgendes aufweist: eine Turbine; sowie einen Verdichter, der durch eine Drehantriebskraft dreht, die durch die Turbine erzeugt wird, bei dem der Ventilabschnitt an der Öffnung des Durchgangs mit einer variablen Gasströmungsrate öffnet und schließt, der die Turbine umgeht.
Weil der Turbolader so eingerichtet ist, dass die Achse des Schafts die Öffnung in dem Ventilmechanismus mit einer variablen Strömungsrate schneidet, kann der Ventilabschnitt an der Vorderfläche der Öffnung angeordnet sein, und die Öffnung kann durch Bewegen des Ventilabschnitts in der Umfangsrichtung des Schafts in Übereinstimmung mit der Drehung des Schafts um die Achse geöffnet und geschlossen werden. Das heißt, die Öffnung kann durch Bewegen des Ventilabschnitts in einer Richtung entlang der Sitzfläche geschlossen werden, ohne den Ventilabschnitt bezüglich der Sitzfläche des Umfangsrands der Öffnung aus einer Richtung zu bewegen, die die Sitzfläche schneidet. Entsprechend ist es möglich, ein Geräusch zu reduzieren, das erzeugt wird, wenn der Ventilabschnitt die Sitzfläche des Umfangsrands der Öffnung berührt.
(erste Ausführungsform)
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Zusätzlich werden gleichen oder entsprechenden Abschnitten in den Zeichnungen dieselben Bezugszeichen gegeben und eine sich wiederholende Beschreibung Dieser wird ausgelassen.
(Turbolader)
Ein in den 1 bis 4 gezeigter Turbolader ist ein Turbolader für ein Fahrzeug und verdichtet Luft, die einer Maschine (nicht gezeigt) zugeführt wird, indem ein Abgas verwendet wird, das aus der Maschine ausgestoßen wird. Der Turbolader 1 umfasst eine Turbine 2 und einen Verdichter (einen Radialverdichter) 3. Die Turbine 2 umfasst ein Turbinengehäuse 4 und ein Turbinenlaufrad 6, das in dem Turbinengehäuse 4 aufgenommen ist. Der Verdichter 3 umfasst ein Verdichtergehäuse 5 und ein Verdichterlaufrad 7, das in dem Verdichtergehäuse 5 aufgenommen ist.
Das Turbinenlaufrad 6 ist an einem Ende einer Drehwelle 14 vorgesehen und das Verdichterlaufrad 7 ist an dem anderen Ende der Drehwelle 14 vorgesehen. Ein Lagergehäuse 13 ist zwischen dem Turbinengehäuse 4 und dem Verdichtergehäuse 5 vorgesehen. Die Drehwelle 14 ist durch das Lagergehäuse 13 durch ein Lager 15 drehbar gehalten.
Das Turbinengehäuse 4 ist mit einem Abgaseinlass 8 und einem Abgasauslass 10 versehen. Ein aus der Maschine ausgestoßenes Abgas strömt in das Turbinengehäuse 4 durch den Abgaseinlass 8, um das Turbinenlaufrad 6 zu drehen, und strömt aus dem Turbinengehäuse 4 durch den Abgasauslass 10 aus.
Das Verdichtergehäuse 5 ist mit einer Saugöffnung 9 und einer Ausstoßöffnung 11 versehen. Wenn das Turbinenlaufrad 6 wie vorstehend beschrieben dreht, drehen die Drehwelle 14 und das Verdichterlaufrad 7. Das drehende Verdichterlaufrad 7 saugt Außenluft durch die Saugöffnung 9 an, verdichtet die Luft und stößt die Luft aus der Ausstoßöffnung 11 aus. Die verdichtete Luft, die aus der Ausstoßöffnung 11 ausgestoßen wird, wird der Maschine zugeführt.
Wie in den 1 und 4 gezeigt ist, ist ein Umgehungsdurchlass 17 (siehe 3, 4, 6A und 6B), der einen Teil des Abgases ableitet, der aus dem Abgaseinlass 8 in Richtung des Abgasauslasses 10 eingeführt wird, wobei das Turbinenlaufrad 6 umgangen wird, in dem Turbinengehäuse 4 ausgebildet. der Umgehungsdurchlass 17 ist ein Durchlass mit einer variablen Gasströmungsrate, der eine Strömungsrate des Abgases ändert, das dem Turbinenlaufrad 6 zugeführt wird.
(Ablaufabsperrventil)
Ein Ablaufabsperrventil 20, das als ein Ventilmechanismus mit einer variablen Strömungsrate dient, ist in dem Turbinengehäuse 4 vorgesehen. Das Ablaufabsperrventil 20 ist ein Ventil, das eine Öffnung 17a des Umgehungsdurchlasses 17 öffnet und schließt. Das Ablaufabsperrventil 20 umfasst einen Schaft (eine Drehwelle) 21, der durch eine Außenwand des Turbinengehäuses 4 drehbar gehalten ist, sowie einen Ventilabschnitt 22, der an einer Endseite des Schafts 21 vorgesehen ist und die Öffnung 17a abdeckt.
Die Außenwand des Turbinengehäuses 4 ist mit einem Halteloch (einem Durchgangsloch) 23 versehen, das die Außenwand in der Plattendickenrichtung der Außenwand durchdringt. Eine zylindrische Hülse (Lager) 24 ist in das Halteloch 23 eingesetzt. Die Hülse 24 ist an der Außenwand des Turbinengehäuses 4 durch Einpressen fixiert.
Der Schaft 21 ist durch die Hülse 24 eingesetzt und ist durch die Außenwand des Turbinengehäuses 4 drehbar gehalten. Eine Achse L1 des Schafts 21 ist angeordnet, um die Öffnung 17a zu schneiden. Die Bedeutung eines Schneidens der Öffnung 17a gibt einen Zustand an, in dem eine Achse L1 an einer Position angeordnet ist, die die Öffnung 17a, aus einer Strömungsrichtung eines Fluids betrachtet, das durch die Öffnung 17a tritt, überlappt.
Beispielsweise ist ein Kraftübertragungsmechanismus, der ein Lenkerelement 25 oder eine Betriebsstange umfasst, mit einem Basisende (dem anderen Endseitenende) verbunden, das an der Außenseite des Turbinengehäuses 4 an dem Schaft 21 angeordnet ist. Der Kraftübertragungsmechanismus überträgt eine Antriebskraft, die durch einen Aktor (nicht gezeigt) erzeugt wird, der als eine Antriebsquelle des Schafts 21 dient. Entsprechend wird der Schaft 21 um die Achse L1 des Schafts 21 gedreht. Als der Aktor kann ein Membranaktor, ein elektrischer Aktor, ein hydraulischer Aktor (ein Hydraulikzylinder) und dergleichen verwendet werden.
Als nächstes wird der Ventilabschnitt 22, der an einer Vorderendseite (einer Endseite) des Schafts 21 vorgesehen ist, beschrieben. 5 ist eine perspektivische Ansicht, die den Ventilabschnitt 22 des Ablaufabsperrventils 20 der ersten Ausführungsform zeigt. 6A ist eine Schnittansicht entlang einer Linie VIa-VIa der 3 und zeigt einen Zustand, in dem das Ventil geschlossen ist. 6B ist eine Schnittansicht entlang einer Linie VIa-VIa der 4. 7 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie VII-VII der 6A und zeigt einen Zustand, in dem das Ventil geschlossen ist.
Der Ventilabschnitt 22 umfasst eine Ventilplatte 26, die an einer Position angeordnet ist, die die Öffnung 17a des Umgehungsdurchlasses 17 abdeckt, sowie ein Paar Scheibenabschnitte 27 und 28 das mit der in der Richtung der Achse L1 des Schafts 21 dazwischen angeordneten Ventilplatte 26 angeordnet ist.
Das Paar Schiebenabschnitte 27 und 28 ist angeordnet, um einander in der Richtung der Achse L1 des Schafts 21 gegenüberzuliegen und die Mittellinien der Scheibenabschnitte 27 und 28 sind mit der Achse L1 des Schafts 21 koaxial angeordnet. Der Scheibenabschnitt 27 ist an der anderen Endseite in der Richtung der Achse L1 des Schafts 21 angeordnet und der Scheibenabschnitt 28 ist an einer Endseite in der Richtung der Achse L1 angeordnet.
Die Außendurchmesser der Scheibenabschnitte 27 und 28 sind größer als beispielsweise der Außendurchmesser des Schafts 21. Die Umfangsflächen 27a und 28a der Scheibenabschnitte 27 und 28 sind Gleitflächen, die die gekrümmten Flächen 30 und 31 einer Wandfläche 29 berühren, die in 6A, 6B und 7 gezeigt sind. Die Wandfläche 29 ist eine Wandfläche eines Wandkörpers, der einen Turbinenspiralströmungspfad 4a und den Strömungspfad auf der Seite des Abgasauslasses 10 voneinander trennt.
Zusätzlich werden, wie in 5, 6A und 6B gezeigt ist, gedachte Linien, die senkrecht zu der Achse L1 des Schafts 21 sind, durch L2 und L3 angezeigt. Die Linien L2 und L3 sind senkrecht zueinander.
Die Ventilplatte 26 ist parallel beispielsweise zu der Achse L1 des Schafts 21 angeordnet und die Dickenrichtung der Ventilplatte 26 ist entlang der Linie L2 angeordnet. Eine gegenüberliegende Fläche 26a in der Dickenrichtung der Ventilplatte 26 ist beispielsweise auf der Achse L1 parallel zu der Linie L3 angeordnet. Eine gegenüberliegende Fläche 26b in der Dickenrichtung der Ventilplatte 26 ist parallel zu der Achse L1 und der Linie L3 an einer versetzten Position von der Achse L1 in der Erstreckungsrichtung der Linie L2 angeordnet. Eine Seitenfläche 26c, die in der Richtung der Linie L3 von der Ventilplatte 26 getrennt ist, wird zu einer gekrümmten Fläche, die mit den Außenumfangsflächen 27a und 28a der Scheibenabschnitte 27 und 28 bündig ist. Die Seitenfläche 26c der Ventilplatte 26 ist mit derselben Krümmung gekrümmt, wie die der Außenumfangsflächen 27a und 28a der Scheibenabschnitte 27 und 28.
Als nächstes wird die Anordnung des Ventilabschnitts 22 bezüglich der Öffnung 17a des Umgehungsdurchlasses 17 beschrieben. Die Öffnung 17a hat eine Kreisform, aus der Erstreckungsrichtung des Umgehungsdurchlasses 17 betrachtet. Ein Durchmesser D26 des Ventilabschnitts 22 entspricht einem Durchmesser D17 der Öffnung 17a. Insbesondere ist der Durchmesser D26 geringfügig kleiner als der Durchmesser D17.
Wie in 6A, 6B und 7 gezeigt ist, ist die Wandfläche 29 mit einem konkaven Abschnitt versehen, der einen Teil des Ventilabschnitts 22 in der Radialrichtung des Ventilabschnitts 22 aufnimmt. Der konkave Abschnitt ist mit den gekrümmten Flächen 30 und 31 versehen. Die gekrümmten Flächen 30 und 31 sind um die Achse L1 des Schafts 21 gekrümmt. Die gekrümmten Flächen 30 und 31 sind angeordnet, um voneinander in der Richtung der Achse L1 des Schafts 21 getrennt zu sein, wobei die gekrümmte Fläche (die gekrümmte Haltefläche) 30 die Außenumfangsfläche (die Ventilabschnittsumfangsfläche) 28a des Scheibenabschnitts 28 berührt, und die gekrümmte Fläche 31 die Außenumfangsfläche 27a des Scheibenabschnitts 27 berührt. Die gekrümmten Flächen 30 und 31 sind an beiden Seiten mit der in der Richtung der Achse L1 dazwischen angeordneten Öffnung 17a angeordnet. Die gekrümmten Flächen 30 und 31 dienen als Sitzflächen, die den Ventilabschnitt 22 berühren.
Als ein Beispiel der gekrümmten Flächen 30 und 31 kann der Krümmungsradius der gekrümmten Flächen 30 und 31 im Wesentlichen derselbe sein wie der Krümmungsradius der Innenwandfläche des Haltelochs 23, das die Außenwand des Turbinengehäuses 4 durchdringt, oder kann geringfügig kleiner sein als der Krümmungsradius der Innenwandfläche des Haltelochs 23. Die Scheibenabschnitte 28 und 27, die die gekrümmten Flächen 30 und 31 berühren, können durch einen Teil der Seitenfläche des säulenförmigen Schafts ausgebildet sein. In diesem Fall ist es möglich, das Halteloch 23 zusammen mit den gekrümmten Flächen 30 und 31 einfach zu bearbeiten, indem das Halteloch 23 unter Verwendung eines vorbestimmten Werkzeugs, wie etwa eines Schaftfräsers, von der Außenseite (von der Seite des Lenkerelements 25 in 4) der Außenwand des Turbinengehäuses 4 zu dem Zeitpunkt eines Bearbeitens des Haltelochs 23 bearbeitet wird. Entsprechend ist es möglich eine Bearbeitungszeit zu verkürzen. Der Krümmungsmittelpunkt des Haltelochs 23 kann hochpräzise mit den Krümmungsmittelpunkten der gekrümmten Flächen 30 und 31 fluchten.
In dem konkaven Abschnitt ist eine Endfläche 32, die die Achse L1 schneidet, an einer Endseite in der Richtung der Achse L1 des Schafts 21 ausgebildet. Die Endfläche 32 ist in einer Halbkreisform ausgebildet, aus der Richtung der Achse L1 betrachtet. Beispielweise können die Endfläche 32 und die Endfläche 28b des Scheibenabschnitts 28 angeordnet sein, um einander in einem Kontaktzustand gegenüberzuliegen.
Als nächstes wird ein Zustand beschrieben, in dem das Ventil offen oder geschlossen wird. In dem Ablaufabsperrventil 20 dreht der Ventilabschnitt 22 um die Achse L1, wenn der Schaft 21 um die Achse L1 dreht. Mit dieser Drehung dreht die Ventilplatte 26 um die Achse L1.
3, 6A und 7 zeigen einen Zustand, in dem das Ablaufabsperrventil 20 geschlossen ist. In dem geschlossenen Zustand ist die Ventilplatte 26 im Wesentlichen parallel zu der Wandfläche 29 angeordnet und die Plattendickenrichtung der Ventilplatte 26 ist entlang der Erstreckungsrichtung des Umgehungsdurchlasses 17 angeordnet. In dem geschlossenen Zustand berühren die Seitenflächen 26c und 26c der Ventilplatte 26 die oberen und unteren Abschnitte des Umfangsrands der Öffnung 17a. Die Außenumfangsfläche 27a des Scheibenabschnitts 27 berührt die gekrümmte Fläche 31 und die Außenumfangsfläche 26a des Scheibenabschnitts 28 berührt die gekrümmte Fläche 30. Mit dieser Konfiguration ist die Öffnung 17a an dem gesamten Umfang verschlossen und die Öffnung 17a ist geschlossen.
Der verschlossene Zustand bedeutet hier beispielsweise einen Zustand, in dem eine geringfügige Leckage in einem Bereich auftritt, in dem die Leistungsfähigkeit der Maschine ermöglicht wird, die mit dem Turbolader 1 ausgestattet ist. Beispielsweise können ein Kontaktzustand zwischen der Außenumfangsfläche 27a des Scheibenabschnitts 27 und der gekrümmten Fläche 31 sowie ein Kontaktzustand zwischen der Außenumfangsfläche 28a des Scheibenabschnitts 28 und der gekrümmtem Fläche 30 ein Flächenkontakt oder ein Linienkontakt sein. Der Umgehungsdurchlass 17 muss nicht in einer Richtung ausgebildet sein, der im Wesentlichen senkrecht zu der Wandfläche 29 ist, und kann ausgebildet sein, um bezüglich der Wandfläche 29 geneigt zu sein.
4 und 6B zeigen einen Zustand, in dem das Ablaufabsperrventil 20 offen ist. In dem offenen Zustand ist die Ventilplatte 26 angeordnet, um bezüglich der Wandfläche 29 geneigt zu sein. Eine obere Endseite (die Seitenfläche 26c) der Ventilplatte 26 ist von dem Umgehungsdurchlass 17 getrennt und eine untere Endseite (die Seitenfläche 26c) der Ventilplatte 26 tritt in den Umgehungsdurchlass 17 ein. In diesem Zustand ist ein Spalt, der mit dem Umgehungsdurchlass 17 in Verbindung ist, an der oberen und unteren Seite der Ventilplatte 26 ausgebildet und ein Abgas kann durch den Spalt strömen.
Als nächstes werden der Betrieb und eine Wirkung des Turboladers 1 beschrieben.
Ein Abgas, das aus dem Abgaseinlass 8 strömt, tritt durch den Turbinenspiralströmungspfad 4a und wird dem Einlass des Turbinenlaufrads 6 zugeführt. Das Turbinenlaufrad 6 erzeugt eine Drehkraft, indem es einen Druck des ihr zugeführten Abgases nutzt, und dreht die Drehwelle 14 und das Verdichterlaufrad 7 zusammen mit dem Turbinenlaufrad 6. Entsprechend wird eine aus der Ansaugöffnung 9 angesaugte Luft des Verdichters 3 unter Verwendung des Verdichterlaufrads 7 verdichtet. Die durch das Verdichterlaufrad 7 verdichtete Luft tritt durch einen Diffusorströmungspfad 5a und einen Verdichterspiralströmungspfad 5b und wird aus der Ausstoßöffnung 11 ausgestoßen. Die aus der Ausstoßöffnung 11 ausgestoßene Luft wird der Maschine zugeführt.
Wenn ein Ladedruck (ein Druck einer aus der Ausstoßöffnung 11 ausgestoßenen Luft) einen festgelegten Druck während des Betriebs des Turboladers 1 erreicht, wird eine durch den Aktor erzeugte Antriebskraft übertragen, sodass der Schaft 21 um die Achse L1 dreht und der Ventilabschnitt 22 um die Achse L1 dreht. Entsprechend wird die Ventilplatte 26 bezüglich der Wandfläche 29 geneigt und ein Spalt wird zwischen der Ventilplatte 26 und der Wandfläche 29 ausgebildet, und das Ablaufabsperrventil 20 wird geöffnet. Dabei tritt ein Teil des Abgases, das aus dem Abgaseinlass 8 zugeführt wird, durch den Umgehungsdurchlass 17 und umgeht das Turbinenlaufrad 6. Aus diesem Grund kann eine Strömungsrate des dem Turbinenlaufrad 6 zugeführten Abgases verringert werden.
Derweil, wenn während des Betriebs des Turboladers 1 der Ladedruck kleiner wird als der vorbestimmte Druck, dreht der Schaft 21 um die Achse L1 umgekehrt (in der rechten Drehrichtung von dem Zeichenblatt der 6A und 6B aus betrachtet). Genauer gesagt, die Ventilplatte 26 wird zu einer Position gedreht, um zu der Wandfläche 29 parallel zu sein. Entsprechend wird der Spalt zwischen der Ventilplatte 26 und der Wandfläche 29 verengt und das Ablaufabsperrventil 20 wird geschlossen. Das heißt, das Umgehen des Abgases unter Verwendung des Umgehungsdurchlasses 17 wird in der Turbine 2 nicht durchgeführt.
Weil die Achse L1 des Schafts 21 angeordnet ist, um die Öffnung 17a in dem Ablaufabsperrventil 20 des Turboladers 1 zu schneiden, ist der Ventilabschnitt an der Seite der Vorderfläche der Öffnung 17a angeordnet. Dann wird der Schaft 21 um die Achse L1 gedreht und der Ventilabschnitt 22 wird in der Umfangsrichtung des Schafts 21 gedreht, um die Öffnung 17a zu öffnen und zu schließen. Das heißt, die Öffnung 17a kann geschlossen werden, indem der Ventilabschnitt 22 in der Richtung entlang der gekrümmten Flächen 30 und 31 gedreht wird, ohne den Ventilabschnitt 22 bezüglich der gekrümmten Flächen (der Sitzflächen) 30 und 31 des Umfangsrands der Öffnung 17a aus einer Richtung zu bewegen, die die gekrümmtem Flächen 30 und 31 schneidet. Infolgedessen ist es möglich, ein Geräusch zu unterdrücken, das erzeugt wird, wenn der Ventilabschnitt 22 die Sitzfläche des Umfangsrands der Öffnung 17a berührt.
Die Wandfläche 29 ist mit der gekrümmten Fläche (der gekrümmten Haltefläche) 30 versehen, die auf einer der Hülse 24 entgegengesetzten Seite angeordnet ist, wobei die Öffnung 17a in der Richtung der Achse L1 des Schafts 21 dazwischen angeordnet ist. Die andere Endseite des Ventilabschnitts ist mit dem Schaft 21 verbunden und wird durch die Hülse 24 gehalten, und wobei die eine Endseite des Ventilabschnitts 22 durch die untere Fläche der gekrümmten Fläche 30 gehalten wird. Der Ventilabschnitt 22 wird an beiden Seiten gehalten, wobei die Öffnung 17a dazwischen angeordnet ist (in einer an beiden Enden gehaltenen Struktur). Entsprechend wird das Biegen des Ventilabschnitts 22 und des Schafts 21 unterdrückt und der Schaft 21 und der Ventilabschnitt 22 werden laufruhig gedreht. Aus diesem Grund wird der Abrieb der Außenumfangsfläche des Schafts 21 und der Außenumfangsflächen 27a und 28a der Scheibenabschnitte 27 und 28 des Ventilabschnitts 22 unterdrückt und die Vibration des Ablaufabsperrventils 20 wird unterdrückt.
Der Ventilabschnitt 22 umfasst die Ventilplatte 26, die entlang der Achse L1 des Schafts 21 angeordnet ist und die Öffnung 17a abdeckt. Auf diese Weise kann der Ventilabschnitt 22 eine einfache Konfiguration und ein geringes Gewicht haben, wenn die Ventilplatte 26 vorgesehen ist und ein Abschnitt, der zwischen den Scheibenabschnitten 27 und 28 vorgesehen ist, in einer Plattenform ausgebildet ist.
8 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Ventil geschlossen ist, und ein abgewandeltes Beispiel des Umgehungsdurchlasses 17B zeigt. Wie in 8 gezeigt ist, kann ein Durchmesser D17B des Umgehungsdurchlasses 17B kleiner sein als der Durchmesser D26 des Ventilabschnitts 22.
(zweite Ausführungsform)
Als nächstes wird ein Ablaufabsperrventil 20 gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben. 9 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Ventilabschnitt 22b des Ablaufabsperrventils 20 der zweiten Ausführungsform zeigt. 10 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Ventil geschlossen ist. Das Ablaufabsperrventil 20 der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Ablaufabsperrventil 20 der ersten Ausführungsform darin, dass ein Halbkreisabschnitt 23 anstatt der Ventilplatte 26 vorgesehen ist und eine Außenumfangsfläche des Schafts 21 mit der Außenumfangsfläche des Ventilabschnitts 22B bündig ist, wie in den 9 und 10 gezeigt ist. Zusätzlich wird bei der Beschreibung der zweiten Ausführungsform dieselbe Beschreibung wie die der ersten Ausführungsform weggelassen.
Der Ventilabschnitt 22B umfasst einen Halbkreisabschnitt 33, der an der anderen Endseite angeordnet ist, sowie einen Scheibenabschnitt 28, der an der einen Endseite in der Richtung der Achse L1 des Schafts 21 angeordnet ist. Ein Schnitt des Halbkreisabschnitt 33, der die Achse L1 schneidet, hat eine Halbkreisform. In der Richtung der Achse L1 ist eine Endseite des Halbkreisabschnitts 33 mit dem Scheibenabschnitt 28 verbunden und die andere Seite des Halbkreisabschnitt 33 ist mit einer Endseite des Schafts 21 verbunden.
Eine ebene Fläche 33a des Halbkreisabschnitt 33 ist entlang der Achse L1 ausgebildet. Eine Außenumfangsfläche 33b des Halbkreisabschnitt 33 ist bündig mit einer Außenumfangsfläche 21a des Schafts 21 und einer Außenumfangsfläche 28a des Scheibenabschnitts 28 und hat dieselbe Krümmung. Eine Länge L33 des Halbkreisabschnitts 33 in der Richtung der Achse L1 entspricht einem Durchmesser D17 einer Öffnung 17a des Umgehungsdurchlasses 17. Zusätzlich ist die Länge L33 des Halbkreisabschnitts 33 entlang der Achse L1 ein Abstand zwischen einer Endfläche 21b an einer Endseite des Schafts 21 und einer Endfläche 28c an der anderen Endseite des Scheibenabschnitts 28.
Auch in dem Ablaufabsperrventil 20 der zweiten Ausführungsform werden derselbe Betrieb und dieselbe Wirkung wie die des Ablaufabsperrventils 20 der ersten Ausführungsform erlangt. Bei dem Ventilabschnitt 22B wird die Öffnung 17a durch die Außenumfangsfläche 33b des Halbkreisabschnitts 33 versperrt. Weil der Ventilabschnitt 22B den Halbkreisabschnitt 33 umfasst, ist es möglich, den Schaft 21 und den Ventilabschnitt 22B lediglich durch Bearbeiten eines Endseitenabschnitts eines säulenförmigen Elements zu einer Halbkreisform auszubilden.
(dritte Ausführungsform)
Als nächstes wird ein Ablaufabsperrventil 20 gemäß einer dritten Ausführungsform beschrieben. 11 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Ventilabschnitt 22C des Ablaufabsperrventils 20 der dritten Ausführungsform zeigt. 12 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Ventil geschlossen ist, und einen Schnitt entlang der Achse L1 zeigt. 13A und 13B sind Schnittansichten, entlang einer Richtung, die die Achse L1 schneidet. 13A ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Ventil geschossen ist, und 13B zeigt einen Zustand, in dem das Ventil offen ist. Das Ablaufabsperrventil 20 der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Ablaufabsperrventil 20 der zweiten Ausführungsform dadurch, dass kein Scheibenabschnitt 28 an einer Endseite eines Halbkreisabschnitts 33 ausgebildet ist, wie in der 11 bis zu den 13A und 13B gezeigt ist. Zusätzlich wird bei der Beschreibung der dritten Ausführungsform dieselbe Beschreibung wie die der ersten und zweiten Ausführungsform weggelassen.
Wie in 12 gezeigt ist, ist eine Endseitenendfläche 33c des Halbkreisabschnitts 33 des Ventilabschnitts 22c angeordnet, um einer Endfläche 32 in der Richtung der Achse L1 gegenüberzuliegen. Auch bei dem Ablaufabsperrventil 20 drehen der Schaft 21 und der Ventilabschnitt 22c um die Achse L1, sodass eine Öffnung 17a geöffnet und geschlossen wird und eine Strömungsrate eines Abgases, das der Turbine 2 zugeführt wird, eingestellt wird.
(vierte Ausführungsform)
Als nächstes wird ein Ablaufabsperrventil 20 gemäß einer vierten Ausführungsform beschreiben. 14A und 14B sind Schnittansichten entlang einer Richtung, die eine Achse L1 des Ablaufabsperrventils 20 der vierten Ausführungsform schneidet. 14A zeigt weinen Zustand, in dem das Ventil offen ist, und 14B zeigt einen Zustand, in dem das Ventil geschlossen ist. Das Ablaufabsperrventil 20 der vierten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Ablaufabsperrventil 20 der dritten Ausführungsform darin, dass ein dünner Kreisbogenabschnitt 34 anstatt des Halbkreisabschnitts 33 vorgesehen ist, wie in 14A und 14B gezeigt ist. Zusätzlich wird bei der Beschreibung der vierten Ausführungsform dieselbe Beschreibung wie die der ersten bis dritten Ausführungsform weggelassen.
Ein Ventilabschnitt 22D des Ablaufabsperrventils 20 der vierten Ausführungsform umfasst den dünnen Kreisbogenabschnitt 34, der in der Richtung der Achse L1 des Schafts 21 durchgehend ist. Der dünne Kreisbogenabschnitt 34 hat eine gekrümmte Plattenform in einem Schnitt, der die Achse L1 schneidet, und ist entlang einer Außenumfangsfläche 21a des Schafts 21 gekrümmt. Die Außenumfangsfläche 34a des dünnen Kreisbogenabschnitts 34 ist mit der Außenumfangsfläche 21a des Schafts 21 bündig und hat dieselbe Krümmung wie die Außenumfangsfläche 21a des Schafts 21. Eine Bogenlänge der Kreisbogenau-ßenumfangsfläche 34a des dünnen Kreisbogenabschnitts 34 entspricht dem Durchmesser der Öffnung 17a des Umgehungsdurchlasses 17.
Bei dem Ventilabschnitt 22D wird die Öffnung 17a durch die Außenumfangsfläche 34a des dünnen Kreisbogenabschnitts 34 versperrt. Auch bei dem Ablaufabsperrventil 20 bewegt sich der dünne Kreisbogenabschnitt 34 des Ventilabschnitts 22D in der Umfangsrichtung des Schafts 21, wenn der Schaft 21 um die Achse L1 dreht. Wie in 14b gezeigt ist, ist der Kreisbogenabschnitt 34 angeordnet, um die Öffnung 17a zu versperren, sodass das Ventil geschlossen ist. Wie in 14A gezeigt ist, bewegt sich der dünne Kreisbogenabschnitt 34 nach oben von der Öffnung 17a, und ist an einer Position angeordnet, die von der Öffnung 17a versetzt ist, sodass das Ventil offen ist.
Weil der Ventilabschnitt 22D den dünnen Kreisbogenabschnitt 34 umfasst, ist der Ventilabschnitt 22D lediglich durch Bearbeiten eines Endseitenabschnitts des säulenförmigen Elements zu einer Kreisbogenform ausgebildet.
15A und 15B sind Vorderansichten, die eine Öffnung des Umgehungsdurchlasses 17 zeigen. 15A ist ein Diagramm, das eine kreisförmige Öffnung zeigt, und 15B ist ein Diagramm, das eine rechteckige Öffnung zeigt. Wie in 15A und 15B gezeigt ist, ist die Öffnung 17a an dem konkaven Abschnitt der Wandfläche 29 angeordnet. Gekrümmte Flächen 30 und 31 sind an dem Umfangsrand der Öffnung 17a in dem konkaven Abschnitt ausgebildet. Die gekrümmten Flächen 30 und 31 berühren die Außenumfangsfläche 34a des dünnen Kreisbogenabschnitts 34. Entsprechend ist die Form der Öffnung nicht auf eine Kreisform beschränkt. Wie in 15B gezeigt ist, können eine rechteckige Form oder andere Formen verwendet werden.
(Fünfte Ausführungsform)
Als nächstes wird ein Ablaufabsperrventil 20 gemäß einer fünften Ausführungsform beschrieben. 16 ist eine Schnittansicht entlang einer Richtung, die eine Achse L1 des Ablaufabsperrventils der fünften Ausführungsform schneidet und ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Ventil offen ist. 17A ist eine Seitenansicht, die einen Ventilabschnitt des Ablaufabsperrventils der 16 zeigt, und 17B ist eine Schnittansicht entlang einer Axialrichtung. Das Ablaufabsperrventil 20 gemäß der fünften Ausführungsform unterscheidet sich von dem Ablaufabsperrventil 20 gemäß der dritten Ausführungsform darin, dass ein Säulenabschnitt 35, der mit einem Durchgangsloch 36 versehen ist, anstatt des Halbkreisabschnitts 33 vorgesehen ist, wie in 16, 17A und 17B gezeigt ist. Zusätzlich wird bei der Beschreibung der fünften Ausführungsform dieselbe Beschreibung wie die der ersten bis vierten Ausführungsformen weggelassen.
Ein Ventilabschnitt 22E des Ablaufabsperrventils 20 der fünften Ausführungsform umfasst den Säulenabschnitt 35, der in der Richtung der Achse L1 des Schafts 21 durchgehend ist. Die Achse des Säulenabschnitts 35 ist koaxial mit der Achse L1 des Schafts 21 angeordnet. Eine Außenumfangsfläche 35a des Säulenabschnitts 35 ist mit der Außenumfangsfläche 21a des Schafts 21 bündig.
Die Krümmung der Außenumfangsfläche 35a des Säulenabschnitts 35 ist dieselbe wie die Krümmung der Außenumfangsfläche 21a des Schafts 21. Die Außendurchmesser des Säulenabschnitts 35 und des Schafts 21 sind größer als der Innendurchmesser einer Öffnung 17a eines Umgehungsdurchlasses 17.
Das Durchgangsloch 36 des Säulenabschnitts 35 durchdringt den Säulenabschnitt 35 in der Radialrichtung. Der Innendurchmesser des Durchgangslochs 36 entspricht dem Innendurchmesser der Öffnung 17a des Durchgangsdurchlasses 17.
Auch bei dem Ablaufabsperrventil 20 der fünften Ausführungsform dreht der Säulenabschnitt 35 des Ventilabschnitts 22E, wenn der Schaft 21 um die Achse L1 dreht. Wie in 16 gezeigt ist, ist das Durchgangsloch 36 angeordnet, um der Öffnung 17a des Durchgangsdurchlasses 17 zu entsprechen, sodass das Ventil offen ist. Wenn der Säulenabschnitt 35 von diesem Zustand aus dreht, sodass die Außenumfangsfläche 35a des Säulenabschnitts 35 die Öffnung 17a versperrt, ist das Ventil geschlossen.
(Sechste Ausführungsform)
Als nächstes wird ein Ablaufabsperrventil 20 gemäß einer sechsten Ausführungsform beschrieben. 18A und 18B sind Diagramme, die einen Ventilabschnitt eines Ablaufabsperrventils 20 der sechsten Ausführungsform zeigen, wobei 18A eine Seitenansicht ist, aus einer Richtung betrachtet, die eine Achse L1 schneidet, und 17B ein Diagramm ist, von einer Endseite aus in der Richtung der Achse L1 betrachtet. Das Ablaufabsperrventil 20 der sechsten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Ablaufabsperrventil 20 der ersten Ausführungsform darin, dass die Anordnung der Ventilplatte 26B in der Radialrichtung unterschiedlich ist, eine Seitenfläche 26c der Ventilplatte 26B mit einer Außenumfangsfläche 21a des Schafts 21 bündig ist, und kein Scheibenabschnitt 28 vorgesehen ist, wie in 18A und 18B gezeigt ist. Zusätzlich wird bei der Beschreibung der sechsten Ausführungsform dieselbe Beschreibung wie die der ersten bis fünften Ausführungsform weggelassen.
Ein Ventilabschnitt 22F umfasst eine Ventilplatte 26B, die aus einer Endfläche 21b des Schafts 21 in der Richtung der Achse L1 vorsteht. Die Ventilplatte 26B ist entlang der Achse L1 angeordnet und ist an einer Position angeordnet, an der die Achse L1 in der Radialrichtung verläuft. Die Länge der Ventilplatte 26B (die Länge entlang der Achse L1) und die Breite (die Länge in der Richtung, die die Achse L1 schneidet) sind größer als der Durchmesser der Öffnung 17a.
Eine Endseitenendfläche der Ventilplatte 26B in der Richtung der Achse L1 ist eine Fläche, die die gegenüberliegende Endfläche 32 (siehe 7) in der Richtung der Achse L1 berühren kann.
Auch bei dem Ablaufabsperrventil 20 der sechsten Ausführungsform wird das Ventil geschlossen, wenn der Schaft 21 um die Achse L1 dreht, sodass die Ventilplatte 26B des Ventilabschnitts 22F dreht, und die Ventilplatte 26B an einer Position angeordnet ist, die die Öffnung 17a abdeckt. Die Ventilplatte 26B ist angeordnet, um bezüglich der Wandfläche 29 geneigt zu sein (siehe 6A und 6B) sodass das Ventil offen ist. Zusätzlich kann die Ventilplatte 26B parallel zu dem Strom des Umgehungsdurchlasses 17 sein, in einem Zustand, in dem das Ventil offen ist. In diesem Fall kann die Strömungsrate an der Öffnung 17a erhöht werden.
Als ein abgewandeltes Beispiel der Ventilplatte 26B kann die Ventilplatte nach außen bezüglich der Außenumfangsfläche 21a des Schafts 21 in der Radialrichtung des Schafts 21 vorstehen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann auf verschiedene Weisen, wie nachstehend ausgeführt, abgewandelt werden, ohne von dem Wesen der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
In den vorstehenden Ausführungsformen ist der Ventilabschnitt ausgebildet, um die Ventilplatte, den Halbkreisabschnitt, den dünnen Kreisbogenabschnitt oder den Säulenabschnitt zu umfassen, aber der Ventilabschnitt kann andere Formen haben. Beispielsweise kann ein Ventilabschnitt verwendet werden, der eine dreieckige oder rechteckige Querschnittsform hat. Kurz gesagt, der Ventilabschnitt kann in der Öffnung 17a oder nahe der Öffnung 17a angeordnet sein, um die Strömungsrate des durch die Öffnung 17a tretenden Fluids einzustellen.
In der ersten Ausführungsform sind beispielsweise die Außendurchmesser der Scheibenabschnitte 27 und 28 größer als der Außendurchmesser des Schafts 21, aber die Außendurchmesser der Scheibenabschnitte 27 und 28 können gleich wie oder kleiner als der Außendurchmesser des Schafts 21 sein. Beispielsweise kann der Innendurchmesser und der Außendurchmesser der Hülse 24 in geeigneter Weise festgelegt sein, sodass der Ventilabschnitt 22 darin eingesetzt werden kann, nachdem die Hülse 24 an dem Halteloch 23 der Außenwand des Turbinengehäuses 4 durch Einpressen fixiert ist. In diesem Fall kann die Montagezeit verkürzt werden, weil es einfach ist, einen Betrieb eines Einpressens der Hülse 24 in das Halteloch 23 der Außenwand des Turbinengehäuses 4 zu handhaben.
In den vorstehenden Ausführungsformen ist die Endfläche 32 vorgesehen, die an den konkaven Abschnitt der Wandfläche 29 angeordnet ist und den konkaven Abschnitt ausbildet, aber die Endfläche 32 muss nicht vorgesehen sein. In diesem Fall kann beispielsweise eine Konfiguration verwendet werden, bei der die Endfläche 28b des Scheibenabschnitts 28 die Endfläche des konkaven Abschnitts in der Richtung der Achse L1 des Schafts nicht berührt, und wobei die Hülse 24 und das Lenkerelement 25 angeordnet sind, um einander zu berühren. Beispielsweise kann die Wandfläche 29 mit einer Nut versehen sein, die sich in Richtung des Abgasauslasses 10 (siehe 3) bezüglich der Endfläche 28b des Scheibenabschnitts 28 erstreckt. In diesem Fall kann der Ventilabschnitt 22 auf eine solche Weise montiert werden, dass der Ventilabschnitt 22 von der Innenseite der Außenwand des Turbinengehäuses 4 (der dem Lenkerelement 25, dem Abgasauslass 10 entgegengesetzten Seite) zu dem Zeitpunkt der Montage des Ventilabschnitts 22 bewegt wird. Beispielsweise kann die Montage einfach ausgeführt werden, unabhängig von dem Größenverhältnis zwischen den Außendurchmessern der Scheibenabschnitte 27 und 28 und des Außendurchmessers des Schafts 21, weil der Ventilabschnitt 22 aus einer Richtung montiert werden kann, die der Richtung einer Montage der Hülse 24 entgegengesetzt ist.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wurde eine Konfiguration, die die Hülse 24 umfasst, beschrieben, aber die Hülse 24 muss nicht vorgesehen sein. In diesem Fall ist der Schaft 21 durch das Halteloch 23, das an der Außenwand des Turbinengehäuses 4 ausgebildet ist, unmittelbar gehalten.
Das Ablaufabsperrventil kann mit einer Positionierungsstruktur zum Definieren eines Bezugspunkts (eines Nullpunkts) einer Drehposition des Ventilabschnitts versehen sein. Beispielsweise kann der Bezugspunkt der Drehposition des Ventilabschnitts festgelegt werden, wenn ein Vorsprungsabschnitt, der das Lenkerelement 25 berührt, vorgesehen ist, sodass das Lenkerelement 25 den Vorsprungsabschnitt berührt.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem der Turbolader 1, der das Ablaufabsperrventil 20 verwendet, bei einem Fahrzeug verwendet wird, aber die Verwendung des Turboladers ist nicht auf das Fahrzeug beschränkt. Beispielsweise kann der Turbolader bei einer Fahrzeugmaschine oder anderen Maschinen verwendet werden.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Gemäß dem Ventilmechanismus mit einer variablen Strömungsrate und dem Turbolader der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Erzeugung eines Geräuschs zu unterdrücken, wenn ein Ventil geschlossen wird.
Bezugszeichenliste

1: Turbolader
4: Turbinengehäuse (Gehäuse)
17: Umgehungsdurchlass (Durchlass mit einer variablen Gasströmungsrate)
17a: Öffnung
20: Ablaufabsperrventil (Ventilmechanismus mit einer variablen Strömungsrate)
21: Schaft
21a: Außenumfangsfläche
22, 22B, 22C, 22D, 22E, 22F: Ventilabschnitt
23: Halteloch (Durchgangsloch)
24: Hülse (Lager)
26, 26B: Ventilplatte
28: Scheibenabschnitt
28a: Außenumfangsfläche (Ventilabschnittsumfangsfläche)
29: Wandfläche (mit einer Öffnung versehene Wandfläche)
30: Gekrümmte Fläche (gekrümmte Haltefläche)
33: Halbkreisabschnitt
34: dünner Kreisbogenabschnitt
35: Säulenabschnitt
36: Durchgangsloch (Durchdringungsabschnitt)
L1: Achse des Schafts

Claims

Ventilmechanismus mit einer variablen Strömungsrate, der eine Öffnung eines Durchlasses mit einer variablen Gasströmungsrate öffnet und schließt, mit: einem Schaft, der durch ein Gehäuse drehbar gehalten ist; einem Lager, das in ein Durchgangsloch des Gehäuses eingesetzt ist und den Schaft hält, um um eine Achse des Schafts drehbar zu sein; und einem Ventilabschnitt, der an einer Endseite des Schafts vorgesehen ist und die Öffnung abdeckt, wobei der Schaft so angeordnet ist, dass die Achse des Schafts die Öffnung schneidet, und der Ventilabschnitt um die Achse des Schafts dreht und die Öffnung öffnet und schließt.
Ventilmechanismus mit einer variablen Strömungsrate nach Anspruch 1, wobei eine Wandfläche mit der Öffnung mit einer gekrümmten Haltefläche versehen ist, die an einer entgegensetzten Seite zu dem Lager angeordnet ist, wobei die Öffnung in einer Axialrichtung des Schafts dazwischen angeordnet ist, und die in einer Umfangsrichtung des Schafts gekrümmt ist, und der Ventilabschnitt eine Ventilabschnittsumfangsfläche umfasst, die an einer Endseite des Schafts angeordnet ist und auf der gekrümmtem Haltefläche in einem Kontaktzustand gleitet.
Ventilmechanismus mit einer variablen Strömungsrate nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Ventilabschnitt eine Ventilplatte umfasst, die entlang der Achse des Schafts angeordnet ist und die Öffnung abdeckt.
Ventilmechanismus mit variabler Strömungsrate nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Schnitt, der die Achse des Schafts in dem Ventilabschnitt schneidet, eine Halbkreisform hat.
Ventilmechanismus mit einer variablen Strömungsrate nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Schnitt, der die Achse des Schafts in dem Ventilabschnitt schneidet, eine dünne Kreisbogenform hat.
Ventilmechanismus mit einer variablen Strömungsrate nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Ventilabschnitt eine Säulenform hat, und der Ventilabschnitt mit einem Durchdringungsabschnitt versehen ist, der den Ventilabschnitt in einer Radialrichtung des Schafts durchdringt.
Ventilmechanismus mit einer variablen Strömungsrate nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine Außenumfangsfläche des Ventilabschnitts mit einer Außenumfangsfläche des Schafts bündig ist.
Ventilmechanismus mit einer variablen Strömungsrate, der eine Öffnung eines Durchlasses mit einer variablen Gasströmungsrate öffnet und schließt, mit: einem Schaft, der durch ein Gehäuse drehbar gehalten ist; und einem Ventilabschnitt, der an einer Endseite des Schafts vorgesehen ist und die Öffnung abdeckt, wobei der Schaft so angeordnet ist, dass eine Achse des Schafts die Öffnung schneidet, und der Ventilabschnitt um die Achse des Schafts dreht und die Öffnung öffnet und schließt.
Turbolader mit dem Ventilmechanismus mit einer variablen Strömungsrate nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit: einer Turbine; und einem Verdichter, der durch eine Drehantriebskraft dreht, die durch die Turbine erzeugt wird, wobei der Ventilabschnitt eine Öffnung des Durchlasses mit einer variablen Gasströmungsrate öffnet und schließt, der die Turbine umgeht.