DE112022001044T5

DE112022001044T5 - Turbolader mit variabler Kapazität

Info

Publication number: DE112022001044T5
Application number: DE112022001044.4T
Authority: DE
Inventors: Naotoshi Shimizu; Kengo IKEDA; Takao ASAKAWA; Hayato Shibayama; Kenichi SEGAWA; Ryosuke Miyao; Takafumi Ueda
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2021-04-20
Filing date: 2022-03-18
Publication date: 2024-02-22
Also published as: US12025012B2; WO2022224659A1; CN116964306A; US20240018879A1; JPWO2022224659A1; JP7477048B2

Abstract

Ein Turbolader mit variabler Kapazität hat: ein Turbinenlaufrad; ein Gehäuse, das das Turbinenlaufrad beherbergt; und eine variable Düseneinheit, die in dem Gehäuse beherbergt ist. Die variable Düseneinheit hat einen Düsenflügel, der an einem Durchgang eines Gases angeordnet ist, das in das Turbinenlaufrad eingeleitet wird, einen Düsenring, der den Düsenflügel drehbar stützt, und eine Antriebseinheit, die entgegengesetzt zu dem Düsenflügel angeordnet ist, wobei der Düsenring zwischen der Antriebseinheit und dem Düsenflügel angeordnet ist, und die den Düsenflügel dreht. Das Gehäuse hat eine Antriebskammer, die die Antriebseinheit beherbergt, und einen Flüssigkeitsdurchgang, der mit der Antriebskammer in Verbindung ist. Die Antriebskammer hat eine zugewandte Innenumfangsfläche, die einem Außenumfangsabschnitt der Antriebseinheit zugewandt ist, und eine Oberflächenrauigkeit einer Durchgangsfläche des Flüssigkeitsdurchgangs ist größer als eine Oberflächenrauigkeit von wenigstens einer Region der zugewandten Innenumfangsfläche, wobei die Region mit dem Flüssigkeitsdurchgang verbunden ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Turbolader mit variabler Kapazität.
Stand der Technik
Ein Turbolader mit variabler Kapazität, der eine variable Düseneinheit hat, ist bekannt. Die variable Düseneinheit hat Düsenflügel, die die Strömung eines Gases einstellen, das durch ein Turbinenlaufrad hindurchgeht, und eine Antriebseinheit, die die Düsenflügel antreibt. Die Düsenflügel sind in drehbarer Weise an einem Düsenring über Düsenwellen angebracht, und die Antriebseinheit treibt die Düsenflügel durch Drehen der Düsenwellen an. Ein Gehäuse des Turboladers mit variabler Kapazität ist mit einer Antriebskammer versehen, die die Antriebseinheit beherbergt. In einem Fall beispielsweise, in dem der Turbolader mit variabler Kapazität in einer kalten Region verwendet wird, gibt es eine Möglichkeit, dass, wenn Feuchtigkeit in dem Gas im Inneren der Antriebskammer stagniert und friert, die Bewegung der Antriebseinheit behindert wird. Deshalb ist ein Turbolader mit variabler Kapazität bekannt, in dem ein Ableitungsloch, etc. in einem unteren Abschnitt einer Antriebskammer vorgesehen ist (siehe japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2006-177318 , japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2009-74492 , japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2009-228450 , japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2012-102660 und japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2015-63944 .
Zitierungsliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2006-177318
Patentliteratur 2: japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2009-74492
Patentliteratur 3: japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2009-228450
Patentliteratur 4: japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2012-102660
Patentliteratur 5: japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2015-63944

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Jedoch wird das Loch, etc., das in der Antriebskammer vorgesehen ist, leicht eine schmale Region aufgrund einer Beziehung mit anderen strukturellen Bauteilen, und in solch einem Fall gibt es eine Möglichkeit, dass die Wirkung des ausreichenden Abgebens von Flüssigkeit nicht erhalten werden kann und die Bewegung der Antriebseinheit durch das Frieren von Feuchtigkeit behindert ist.
Die vorliegende Offenbarung sieht einen Turbolader mit variabler Kapazität vor, der das Abgabeverhalten von Flüssigkeit, wie Wasser, im Inneren einer Antriebskammer verbessern kann.
Lösung des Problems
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Turbolader mit variabler Kapazität vorgesehen, der Folgendes hat: ein Turbinenlaufrad; ein Gehäuse, das das Turbinenlaufrad beherbergt; und eine variable Düseneinheit, die in dem Gehäuse untergebracht ist. Die variable Düseneinheit hat einen Düsenflügel, der an einem Durchgang von Gas angeordnet ist, das in das Turbinenlaufrad eingeleitet wird, einen Düsenring, der den Düsenflügel drehbar stützt, und eine Antriebseinheit, die entgegengesetzt zu dem Düsenflügel angeordnet ist, wobei der Düsenring zwischen der Antriebseinheit und dem Düsenflügel angeordnet ist, und die den Düsenflügel dreht. Das Gehäuse hat eine Antriebskammer, die die Antriebseinheit beherbergt, und einen Flüssigkeitsdurchgang, der mit der Antriebskammer in Verbindung ist. Die Antriebskammer hat eine zugewandte Innenumfangsfläche, die einem Außenumfangsabschnitt der Antriebseinheit zugewandt ist, und eine Oberflächenrauigkeit einer Durchgangsfläche des Flüssigkeitsdurchgangs ist größer als eine Oberflächenrauigkeit von wenigstens einer Region der zugewandten Innenumfangsfläche, wobei die Region mit dem Flüssigkeitsdurchgang verbunden ist.
Der Turbolader mit variabler Kapazität hat die Antriebskammer, die die Antriebseinheit beherbergt, und die Antriebskammer hat die zugewandte Innenumfangsfläche, die dem Außenumfangsabschnitt der Antriebseinheit zugewandt ist. Flüssigkeit, wie Wasser, die in dem Gas im Inneren der Antriebskammer enthalten ist, stagniert wahrscheinlich an der zugewandten Innenumfangsfläche. Das Gehäuse ist mit dem Flüssigkeitsdurchgang versehen, der mit der Antriebskammer verbunden ist, um die Flüssigkeit abzugeben. Deshalb kann, durch Montieren des Turboladers mit variabler Kapazität in einem Fahrzeug, etc. derart, dass die Region der zugewandten Innenumfangsfläche ein unterer Abschnitt in einer vertikalen Richtung wird, wobei die Region mit dem Flüssigkeitsdurchgang verbunden wird, die Flüssigkeit, die im Inneren der Antriebskammer erzeugt wird, von dem Flüssigkeitsdurchgang abgegeben werden. Des Weiteren ist die Oberflächenrauigkeit der Durchgangsfläche des Flüssigkeitsdurchgangs größer als die Oberflächenrauigkeit der Region der zugewandten Innenumfangsfläche, wobei die Region mit dem Flüssigkeitsdurchgang verbunden ist. Das Gehäuse des Turboladers mit variabler Kapazität ist aus Metall hergestellt, und eine Fläche des Gehäuses, wenigstens die zugewandte Innenumfangsfläche der Antriebskammer und die Durchgangsfläche des Flüssigkeitsdurchgangs, bilden im Wesentlichen hydrophile Flächen. Im Fall einer hydrophilen Fläche wird, je größer die Oberflächenrauigkeit ist, der Kontaktwinkel eines Wassertropfens umso kleiner und umso leichter geht der Wassertropfen durch enge Spalte hindurch. Und zwar selbst, wenn die Flüssigkeit an der zugewandten Innenumfangsfläche stagniert, wird die Flüssigkeit leicht zu einer Flüssigkeitsdurchgangsseite mit einer großen Oberflächenrauigkeit abgeleitet, und das Abgabeverhalten der Flüssigkeit kann verbessert werden.
In einigen Aspekten kann wenigstens ein Teil der Durchgangsfläche des Flüssigkeitsdurchgangs bündig mit der zugewandten Innenumfangsfläche fortgesetzt sein. Wenn Abschnitte, die bündig miteinander ohne eine Stufe zwischen der Durchgangsfläche des Flüssigkeitsdurchgangs und der zugewandten Innenumfangsfläche fortgesetzt sind, vorgesehen sind, ist es weniger wahrscheinlich, dass ein Vorfall auftritt, wo die Flüssigkeit aufgrund der Stufe verbleibt, und das Abgabeverhalten der Flüssigkeit kann verbessert werden.
In einigen Aspekten kann das Gehäuse einen Schneckendurchgang haben, der um das Turbinenlaufrad herum ausgebildet ist. Der Flüssigkeitsdurchgang kann ausgebildet sein, um eine Verbindung zwischen dem Schneckendurchgang und der Antriebskammer zu gestatten. Da die Flüssigkeit, die zu dem Schneckendurchgang abgegeben wird, schnell verdampft und verschwindet aufgrund des Antreibens des Turbinenlaufrads, kann das Abgabeverhalten der Flüssigkeit verbessert werden.
In einigen Aspekten kann das Gehäuse einen inneren Wandabschnitt haben, der zwischen der Antriebskammer und dem Schneckendurchgang vorgesehen ist und der einen Außenumfangsabschnitt des Düsenrings überlappt. Der Außenumfangsabschnitt des Düsenrings kann mit einem Ausgleichsloch versehen sein, das eine Druckdifferenz zwischen der Antriebskammer und dem Schneckendurchgang verringert. Der Flüssigkeitsdurchgang kann in dem inneren Wandabschnitt derart vorgesehen sein, dass wenigstens ein Teil des Flüssigkeitsdurchgangs das Ausgleichsloch überlappt. Wenn wenigstens der Teil des Flüssigkeitsdurchgangs vorgesehen ist, um das Ausgleichsloch zu überlappen, wird ein Verbreitern einer Region, wo der Flüssigkeitsdurchgang mit der Antriebskammer in Verbindung ist, während der Düsenring vermieden wird, leichter, und das Abgabeverhalten der Flüssigkeit kann verbessert werden.
In einigen Aspekten können die Flüssigkeitsdurchgänge wenigstens an zwei Stellen in einer Umfangsrichtung entlang einer Drehrichtung des Turbinenlaufrads vorgesehen sein, und ein Phasenwinkel zwischen einem Flüssigkeitsdurchgang und dem anderen Flüssigkeitsdurchgang kann zwischen 8° und 23° sein. Selbst wenn beispielsweise ein Fahrzeug, etc., in dem der Turbolader mit variabler Kapazität montiert ist, an einem Hang mit einer Steigung gestoppt wird, wird die Flüssigkeit, die im Inneren der Antriebskammer stagniert, leicht von einem der Flüssigkeitsdurchgänge abgegeben, und das Abgabeverhalten der Flüssigkeit kann verbessert werden.
In einigen Aspekten können die Durchgangsfläche des Flüssigkeitsdurchgangs und die zugewandte Innenumfangsfläche hydrophile Flächen sein.
In einigen Aspekten können die Ausgleichslöcher an einer Vielzahl von Stellen in einer Umfangsrichtung des Düsenrings vorgesehen sein, und die Vielzahl von Ausgleichslöchern können in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung des Düsenrings vorgesehen sein.
In einigen Aspekten kann ein Durchgangsquerschnitt des Flüssigkeitsdurchgangs derart vorgesehen sein, dass die gesamte Breite des Durchgangsquerschnitts des Flüssigkeitsdurchgangs in einer Umfangsrichtung des Düsenrings in einen Durchgangsquerschnitt des Ausgleichslochs passt.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Abgabeverhalten der Flüssigkeit im Inneren der Antriebskammer verbessert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel eines Turboladers mit variabler Kapazität gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt.
2 ist eine vergrößerte Ansicht einer Region, die durch Bezugszeichen A in 1 gekennzeichnet ist.
3 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie III-III in 2.
4 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IV-IV in 3.
5 ist eine Beschreibungsansicht, die schematisch den Kontaktwinkel eines Wassertropfens und die Form des Wassertropfens zeigt, wobei 5(a) eine Ansicht ist, die schematisch eine Beziehung zwischen dem Wassertropfen auf einer flachen Fläche und dem Kontaktwinkel zeigt, 5(b) eine Ansicht zum Beschreiben einer Beziehung zwischen dem Kontaktwinkel und der Form des Wassertropfens in dem Fall einer hydrophilen Fläche ist, und 5(c) eine Ansicht zum Beschreiben einer Beziehung zwischen dem Kontaktwinkel und der Form des Wassertropfens in dem Fall einer hydrophoben Fläche ist.
6 zeigt schematisch eine Beziehung zwischen der Neigung eines Fahrzeugs, etc., in dem der Turbolader mit variabler Kapazität montiert ist, und den Positionen der Ableitungsdurchgänge, wobei 6(a) eine Beschreibungsansicht ist, die die Anordnung des Ableitungsdurchgangs gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt, und 6(b) eine Beschreibungsansicht ist, die die Anordnung der Ableitungsdurchgänge gemäß einem Vergleichsausführungsbeispiel zeigt.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Nachstehend wird ein Beispiel eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Es sei angemerkt, dass in der Beschreibung der Zeichnungen, die gleichen Bezugszeichen den gleichen Elementen zugeordnet sind und doppelte Beschreibungen weggelassen sind.
Ein Turbolader 1 mit variabler Kapazität gemäß einem Ausführungsbeispiel (siehe 1) ist auf beispielsweise Brennkraftmaschinen für Schiffe oder Fahrzeuge angewendet. Wie in 1 gezeigt ist, hat der Turbolader 1 mit variabler Kapazität eine Turbine 2 und einen Kompressor 3. Die Turbine 2 hat ein Turbinengehäuse 4 und ein Turbinenlaufrad 6, das in dem Turbinengehäuse 4 beherbergt ist. Das Turbinengehäuse 4 hat einen Schneckendurchgang 16, der sich in einer Umfangsrichtung um das Turbinenlaufrad 6 herum (Drehrichtung des Turbinenlaufrads 6) erstreckt. Der Kompressor 3 hat ein Kompressorgehäuse 5 und ein Kompressorlaufrad 7, das in dem Kompressorgehäuse 5 beherbergt ist. Das Kompressorgehäuse 5 hat einen Schneckendurchgang 17, der sich in einer Umfangsrichtung um das Kompressorlaufrad 7 (Drehrichtung des Kompressorlaufrads 7) herum erstreckt.
Das Turbinenlaufrad 6 ist an einem Ende einer Drehwelle 14 vorgesehen, und das Kompressorlaufrad 7 ist an dem anderen Ende der Drehwelle 14 vorgesehen. Ein Lagergehäuse 13 ist zwischen dem Turbinengehäuse 4 und dem Kompressorgehäuse 5 vorgesehen. Die Drehwelle 14 ist über ein Lager 15 durch das Lagergehäuse 13 drehbar gestützt, und die Drehwelle 14, das Turbinenlaufrad 6 und das Kompressorlaufrad 7 drehen um eine Drehachse H als ein einstückig drehbarer Körper 12 herum. Ein Gehäuse 8 des Turboladers 1 mit variabler Kapazität gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst das Turbinengehäuse 4, das Lagergehäuse 13 und das Kompressorgehäuse 5.
Das Turbinengehäuse 4 ist mit einem Abgaseinlassanschluss (nicht gezeigt) und einem Abgasauslassanschluss 10 versehen. Abgas, das von einer Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) abgegeben wird, strömt in das Turbinengehäuse 4 durch den Abgaseinlassanschluss, strömt in das Turbinenlaufrad 6 durch den Schneckendurchgang 16 und dreht das Turbinenlaufrad 6. Anschließend strömt das Abgas zu der Außenseite des Turbinengehäuses 4 durch den Abgasauslassanschluss 10 aus.
Das Kompressorgehäuse 5 ist mit einem Ansauganschluss 9 und einem Abgabeanschluss (nicht gezeigt) versehen. Wenn das Turbinenlaufrad 6 dreht, wie vorstehend beschrieben ist, dreht das Kompressorlaufrad 7 über die Drehwelle 14. Das drehende Kompressorlaufrad 7 saugt Außenluft durch den Ansauganschluss 9 an, komprimiert die angesaugte Luft, und gibt die komprimierte Luft von dem Abgabeanschluss durch den Schneckendurchgang 17 ab. Die komprimierte Luft, die von dem Abgabeanschluss abgegeben wird, wird zu der Brennkraftmaschine zugeführt, die vorstehend beschrieben ist.
Die Turbine 2 wird beschrieben. Die Turbine 2 ist eine Turbine mit variabler Kapazität und hat einen Gaseinlassdurchgang 21, der den Schneckendurchgang 16 und das Turbinenlaufrad 6 verbindet. Der Gaseinlassdurchgang 21 ist ein Durchgang des Abgases, das in das Turbinenlaufrad 6 eingeleitet wird. Eine Vielzahl von beweglichen Düsenflügeln 23 sind an dem Gaseinlassdurchgang 21 angeordnet. Die Vielzahl von Düsenflügeln 23 sind an einem Umfang mit der Drehachse H als das Zentrum angeordnet, und jeder der Düsenflügel 23 dreht um eine Achse, die parallel zu der Drehachse H ist, herum. Durch die Drehung der Düsenflügel 23 wird der Querschnittsbereich des Gasdurchgangs optimal eingestellt gemäß der Strömungsrate des Abgases, das in die Turbine 2 eingeleitet wird. Die Turbine 2 hat eine variable Düseneinheit 25 als einen Antriebsmechanismus zum Drehen der Düsenflügel 23.
Die variable Düseneinheit 25 ist in dem Gehäuse 8 beherbergt. Im Speziellen ist die variable Düseneinheit 25 in das Innere des Turbinengehäuses 4 in einem Zustand gepasst, in dem die variable Düseneinheit 25 benachbart zu dem Turbinenlaufrad 6 ist, und ist sandwichartig zwischen dem Turbinengehäuse 4 und dem Lagergehäuse 13 angeordnet und fixiert.
Die variable Düseneinheit 25 hat die Vielzahl von Düsenflügeln 23, die vorstehend beschrieben sind, und einen ersten Düsenring 31 (ein Beispiel eines Düsenrings) und einen zweiten Düsenring 32, zwischen denen die Düsenflügel 23 in einer Richtung der Drehachse H angeordnet sind. Jeder von dem ersten Düsenring 31 und dem zweiten Düsenring 32 hat eine Ringform mit der Drehachse H als das Zentrum und ist angeordnet, um das Turbinenlaufrad 6 in der Umfangsrichtung (Drehrichtung des Turbinenlaufrads 6) zu umgeben. Der erste Düsenring 31 und der zweite Düsenring 32 sind angeordnet, um einander mit einem vorbestimmten Spalt, der durch einen Verbindungsstift 35 gehalten wird, zugewandt zu sein. Eine Region, die zwischen dem ersten Düsenring 31 und dem zweiten Düsenring 32 ausgebildet ist, dient als der Gaseinlassdurchgang 21. Der zweite Düsenring 32 ist dem Schneckendurchgang 16 (siehe 1) zugewandt, und der zweite Düsenring 32 bildet einen Teil einer inneren Wand des Schneckendurchgangs 16 aus. Eine Drehwelle 23a von jedem der Düsenflügel 23 geht durch den ersten Düsenring 31 hindurch, und der erste Düsenring 31 stützt jeden der Düsenflügel 23 in einer auskragenden Weise. Die Düsenflügel 23 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind an einem Umfang in gleichen Abständen angeordnet, aber sie können in ungleichen Abständen angeordnet sein. Der erste Düsenring 31 ist ein Beispiel eines Düsenrings, der die Düsenflügel 23 drehbar stützt.
Die variable Düseneinheit 25 hat eine Antriebseinheit 26, die die Düsenflügel 23 dreht. Die Antriebseinheit 26 ist entgegengesetzt zu den Düsenflügeln 23 angeordnet, wobei der erste Düsenring 31 dazwischen angeordnet ist. Die Antriebseinheit 26 hat einen Antriebsring 27, eine Vielzahl von Düsenverbindungsgliedplatten 28 und eine Antriebsverbindungsgliedplatte 29. Der Antriebsring 27 ist ein Bauteil, das eine Kraft, die von der Außenseite eingegeben wird, zu den Düsenflügeln 23 als eine Antriebskraft, um die Düsenflügel 23 zu drehen, überträgt. Der Antriebsring 27 hat eine Ringform, die sich an einem Umfang mit der Drehachse H als das Zentrum erstreckt. Der Antriebsring 27 ist an einem Stützbauteil angebracht, das an dem Gehäuse 8 fixiert ist, und ist durch das Stützbauteil gestützt, um um die Drehachse H drehbar zu sein.
Die Vielzahl von Düsenverbindungsgliedplatten 28 sind an den Drehwellen 23a der jeweiligen Düsenflügel 23 angebracht. Die Vielzahl von Düsenverbindungsgliedplatten 28 sind in gleichen Abständen an einem Umfang im Inneren des Antriebsrings 37 angeordnet. Die Antriebsverbindungsgliedplatte 29 ist angeordnet, um mit den Düsenverbindungsgliedplatten 28 ausgerichtet zu sein. Die Antriebsverbindungsgliedplatte 29 neigt sich (dreht) durch Aufnehmen einer Antriebskraft von der Außenseite, und der Antriebsring 27 wird durch das Neigen gedreht. Die Vielzahl von Düsenverbindungsgliedplatten 28 drehen, während sie der Drehung des Antriebsrings 27 folgen, und drehen die Düsenflügel 23 über die jeweiligen Drehwellen 23a. Und zwar wirken die Antriebsverbindungsgliedplatte 29 und der Antriebsring 27 zusammen, um die Düsenverbindungsgliedplatten 28 zu drehen, und die Düsenverbindungsgliedplatten 28 werden durch die Drehung gedreht.
Wie in 2 gezeigt ist, hat das Gehäuse 8 eine Antriebskammer 40, die die Antriebseinheit 26 beherbergt. Die Antriebskammer 40 ist an der Stelle einer Verbindung zwischen dem Turbinengehäuse 4 und dem Lagergehäuse 13 vorgesehen und hat eine Wandinnenfläche 41, die die Antriebseinheit 26 umgibt. Die Antriebseinheit 26 hat einen Außenumfangsabschnitt 27a. Der Außenumfangsabschnitt 27a ist ein Abschnitt außerhalb des drehenden Turbinenlaufrads 6 in einer Zentrifugalrichtung (Radialrichtung) Da. Beispielsweise bildet eine Außenumfangsendfläche des Antriebsrings 27 wenigstens einen Teil des Außenumfangsabschnitts 27a aus. Eine Region der Wandinnenfläche 41, die dem Außenumfangsabschnitt 27a der Antriebseinheit 26 zugewandt ist, ist eine zugewandte Innenumfangsfläche 42. Beispielsweise ist die zugewandte Innenumfangsfläche 42 eine Fläche einer Region, wo eine Flüssigkeit L, wie Wasser, stagnieren kann, wenn sie im Inneren der Antriebskammer 40 in einem Zustand erzeugt wird, in dem der Turbolader 1 mit variabler Kapazität derart installiert ist, dass die Drehachse H des Turbinenlaufrads 6 horizontal ist.
Das Gehäuse 8 hat einen inneren Wandabschnitt 43, der zwischen der Antriebskammer 40 und dem Schneckendurchgang 16 vorgesehen ist. Der innere Wandabschnitt 43 teilt die Antriebskammer 40 und den Schneckendurchgang 16 voneinander ab in Zusammenwirkung mit dem ersten Düsenring 31. Beispielsweise ist der innere Wandabschnitt 43 im Inneren des Turbinengehäuses 4 vorgesehen und ist errichtet, um nach innen (in eine Richtung entgegengesetzt zu der Zentrifugalrichtung Da) von der zugewandten Innenumfangsfläche 42 der Antriebskammer 40 vorzustehen. Beispielsweise ist der innere Wandabschnitt 43 eine Wand, die in einer ringförmigen Form entlang des gesamten Umfangs eines Außenumfangsabschnitts 31b des ersten Düsenrings 31 vorgesehen ist.
Hier wird eine Beziehung zwischen dem Außenumfangsabschnitt 31b des ersten Düsenrings 31 und dem inneren Wandabschnitt 43 beschrieben. Der erste Düsenring 31 hat einen Hauptkörperabschnitt 31a, der die Düsenflügel 23 drehbar stützt (siehe 1), und den Außenumfangsabschnitt 31b, der eine dünne Wand hat und sich nach außen (in der Zentrifugalrichtung Da) in einer Flanschform von dem Hauptkörperabschnitt 31a erstreckt. Ein Stufenabschnitt 31c ist zwischen dem Hauptkörperabschnitt 31a und dem Außenumfangsabschnitt 31b ausgebildet. Es sei angemerkt, dass beispielsweise der Stufenabschnitt 31c nicht vorgesehen sein muss, und der Hauptkörperabschnitt 31a und der Außenumfangsabschnitt 31b können im Wesentlichen miteinander fortgesetzt sein mit der gleichen Plattendicke.
Der Außenumfangsabschnitt 31b des ersten Düsenrings 31 hat eine erste Seitenfläche 43a an einer Seite des Schneckendurchgangs 16 und eine zweite Seitenfläche 43b an einer Seite der Antriebskammer 40. Der innere Wandabschnitt 43 überlappt die erste Seitenfläche 43a. Wenigstens ein Teil des inneren Wandabschnitts 43 ist angeordnet, um in einen Spalt zu passen, der durch den Stufenabschnitt 31c ausgebildet ist.
Wie in 2, 3 und 4 gezeigt ist, ist der innere Wandabschnitt 43 mit einem Ableitungsdurchgang 44 (ein Beispiel eines Flüssigkeitsdurchgangs) versehen, der eine Verbindung zwischen der Antriebskammer 40 und dem Schneckendurchgang 16 vorsieht. Der Antriebsdurchgang 44 hat die Funktion des Abgebens der Flüssigkeit L, wie Wasser, die in dem Gas enthalten ist, wenn die Flüssigkeit L im Inneren der Antriebskammer 40 stagniert. Der Ableitungsdurchgang 44 kann beispielsweise vorgesehen sein, um sich in der Richtung der Drehachse H zu erstrecken. Durch Vorsehen des Ableitungsdurchgangs 44, um sich in der Richtung der Drehachse H zu erstrecken, wird die Herstellung leichter. Darüber hinaus kann der Ableitungsdurchgang 44 beispielsweise vorgesehen sein, um sich in einer Richtung zu erstrecken, die mit Bezug zu der Richtung der Drehachse H schräg geneigt ist. Durch Vorsehen des Ableitungsdurchgangs 44, um mit Bezug zu der Richtung der Drehachse H geneigt zu sein, wird das Abgabeverhalten verbessert. Beispielsweise kann der Ableitungsdurchgang 44 derart geneigt sein, dass der andere Endabschnitt des Ableitungsdurchgangs 44 nahe zu dem Schneckendurchgang 16 niedriger ist als ein Endabschnitt von diesem nahe zu der Antriebskammer 40.
Beispielsweise ist der Ableitungsdurchgang 44 eine Nut, und ein Durchgangsquerschnitt hat eine Form, bei der ein Teil eines äußeren Rands offen ist, beispielsweise eine halbkreisförmige Form oder eine U-Form.
Beispielsweise ist der Ableitungsdurchgang 44 ein Durchgangsloch, und ein Durchgangsquerschnitt kann eine Form haben, bei der die Gesamtheit eines äußeren Rands geschlossen ist, und kann eine kreisförmige Form, eine elliptische Form oder beliebige andere Formen haben.
Beispielsweise ist ein Teil der Durchgangsfläche 44a des Ableitungsdurchgangs 44 bündig mit der zugewandten Innenumfangsfläche 42 der Antriebskammer 40 fortgesetzt. Durch Vorsehen der Durchgangsfläche 44a, die mit der zugewandten Innenumfangsfläche 42 der Antriebskammer 40 bündig fortgesetzt ist, wird die Flüssigkeit L, die an der zugewandten Innenumfangsfläche 42 stagniert, leicht durch den Ableitungsdurchgang 44 abgegeben. Die Durchgangsfläche 44a des Ableitungsdurchgangs 44 kann beispielsweise aufgebaut sein, um nicht einen Abschnitt zu umfassen, der mit der zugewandten Innenumfangsfläche 42 bündig fortgesetzt ist. In dem Fall dieses Aufbaus ist eine Stufe zwischen der Durchgangsfläche 44a des Ableitungsdurchgangs 44 und der zugewandten Innenumfangsfläche 42 erzeugt; jedoch kann, wenn sich das Flüssigkeitsniveau der Flüssigkeit L (Höhe von einer untersten Fläche zu dem Flüssigkeitsniveau der Flüssigkeit L), die an der zugewandten Innenumfangsfläche 42 stagniert, erhöht und wenigstens die Stufe übersteigt, die Flüssigkeit L durch den Ableitungsdurchgang 44 hindurch abgeleitet werden.
Eine Oberflächenrauigkeit der Durchgangsfläche 44a des Ableitungsdurchgangs 44 ist größer als eine Oberflächenrauigkeit von wenigstens einer Region 42a der zugewandten Innenumfangsfläche 42, wobei die Region 42a mit dem Ableitungsdurchgang 44 verbunden ist (siehe 4). Es sei angemerkt, dass in 4 die Oberflächenrauigkeit durch Punkte dargestellt ist und dichtere Punkte eine größere Oberflächenrauigkeit kennzeichnen. Darüber hinaus meint die Region 42a der zugewandten Innenumfangsfläche 42 eine Region, wo eine Erstreckungsregion des Ableitungsdurchgangs 44 die zugewandte Innenumfangsfläche 42 überlappt, wobei die Region 42a mit dem Ableitungsdurchgang 44 verbunden ist und sich die Erstreckungsregion zu einer Seite der zugewandten Innenumfangsfläche 42 erstreckt. Durch Festlegen der Oberflächenrauigkeit der Durchgangsfläche 44a des Ableitungsdurchgangs 44, um größer zu sein als die Oberflächenrauigkeit der zugewandten Innenumfangsfläche 42, kann das Abgabeverhalten der Flüssigkeit L, die an der zugewandten Innenumfangsfläche 42 stagniert, verbessert werden. Die Abgabefunktion wird im Detail beschrieben.
5 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen Eigenschaften einer Fläche, die mit einem Wassertropfen La in Kontakt ist, und einem Kontaktwinkel zeigt, wobei 5(a) eine Ansicht zum Beschreiben des Kontaktwinkels des Wassertropfens La auf einer flachen Fläche (glatten Fläche) Sf ist. Darüber hinaus ist 5(b) eine Ansicht, die schematisch eine Beziehung zwischen dem Kontaktwinkel und der Form des Wassertropfens La zeigt, wenn eine Fläche eine hydrophile Fläche ist, und 5(c) ist eine Ansicht, die schematisch eine Beziehung zwischen dem Kontaktwinkel und der Form des Wassertropfens La zeigt, wenn eine Fläche eine hydrophobe Fläche ist. In 5 kennzeichnet θ einen Kontaktwinkel auf der flachen Fläche Sf und θw kennzeichnet einen Kontaktwinkel auf einer rauen Fläche Sg, die eine größere Oberflächenrauigkeit als die flache Fläche Sf hat. Der Kontaktwinkel θw der rauen Oberfläche Sg kann durch die folgende Wenzel-Gleichung (1) erhalten werden. Hier kennzeichnet r ein Verhältnis eines tatsächlichen Flächenbereichs zu einem scheinbaren Flächenbereich, „r = 1“ meint die flache Fläche Sf und „r > 1“ meint, dass die Oberflächenrauigkeit größer als die der flachen Fläche Sf ist. $cos θ w = rcos θ$
Wie in 5 gezeigt ist, ist in dem Fall einer hydrophilen Fläche der Kontaktwinkel θ auf der flachen Fläche Sf kleiner als 90°, und je größer die Oberflächenrauigkeit mit Bezug zu der flachen Fläche Sf wird, umso kleiner wird der Kontaktwinkel θw. Andererseits ist in dem Fall einer hydrophoben Fläche der Kontaktwinkel θ auf der flachen Fläche Sf größer als 90°, und je größer die Oberflächenrauigkeit mit Bezug zu der flachen Fläche Sf wird, desto größer wird der Kontaktwinkel θw. Hier ist es so, dass, je kleiner der Kontaktwinkel θw ist, der Wassertropfen La umso leichter in enge Spalte eindringt und sich das Abgabeverhalten umso mehr verbessert.
Der Turbolader 1 mit variabler Kapazität wird basierend auf dem vorangehenden Wissen verifiziert. Zuerst einmal ist das Gehäuse 8 des Turboladers 1 mit variabler Kapazität grundsätzlich aus Metall hergestellt und eine Fläche des Gehäuses 8 bildet eine hydrophile Fläche. Und zwar je größer die Oberflächenrauigkeit wird, desto kleiner wird der Kontaktwinkel und desto leichter dringt der Wassertropfen La in enge Spalte ein. In dem Fall des Turboladers 1 mit variabler Kapazität ist die Oberflächenrauigkeit der Durchgangsfläche 44a des Ableitungsdurchgangs 44 größer als die Oberflächenrauigkeit der Region 42a der zugewandten Innenumfangsfläche 42, wobei die Region 42a mit dem Ableitungsdurchgang 44 verbunden ist. Als eine Folge wird beispielsweise die Flüssigkeit L, die an der zugewandten Innenumfangsfläche 42 stagniert, angesaugt, um sich in die Durchgangsfläche 44a des Ableitungsdurchgangs 44 zu bewegen, und wird zu dem Schneckendurchgang 16 durch den Ableitungsdurchgang 44 hindurch abgegeben.
Als nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen des Turboladers 1 mit variabler Kapazität, insbesondere ein Verfahren zum Ausbilden des Ableitungsdurchgangs 44 in dem Turbinengehäuse 4, beschrieben. Das Turbinengehäuse 4 kann aus beispielsweise duktilem Gusseisen, Ni-Resist-Gusseisen, einem gussstahlbasierten Material, etc. in Abhängigkeit der Abgastemperatur hergestellt werden und kann durch Anwenden eines Präzisionsgussverfahrens wie einem Schalenformverfahren oder einem Cold-Box-Verfahren hergestellt werden. Der Ableitungsdurchgang 44 wird beispielsweise durch Anwenden eines Schneidens (Bohrens), etc. auf das Turbinengehäuse 4, das durch das vorstehende Verfahren hergestellt worden ist, ausgebildet. Während des Schneidens wird die Oberflächenrauigkeit der Durchgangsfläche 44a des Ableitungsdurchgangs 44 eingestellt, um größer zu sein als eine Oberflächenrauigkeit der Wandinnenfläche 41 der Antriebskammer 40 des Turbinengehäuses 4, insbesondere die Oberflächenrauigkeit der zugewandten Innenumfangsfläche 42. Darüber hinaus, nachdem ein Schneiden an dem Ableitungsdurchgang 44 durchgeführt worden ist, kann eine Nachbearbeitung auch durchgeführt werden, um die Oberflächenrauigkeit der Durchgangsfläche 44a des Ableitungsdurchgangs 44 relativ zu erhöhen.
Darüber hinaus kann die Gesamtheit des Turbinengehäuses 4, einschließlich des Ableitungsdurchgangs 44, auch durch ein allgemeines Gießverfahren, etc. hergestellt werden. In diesem Fall wird die Oberflächenrauigkeit des Turbinengehäuses 4 größer im Vergleich zu dem Präzisionsgussverfahren. Deshalb können ein Maschinenbearbeiten oder ein Polieren auch an der zugewandten Innenumfangsfläche 42 durchgeführt werden, während die Durchgangsfläche 44a des Ableitungsdurchgangs 44 in dem Zustand einer Gussfläche gelassen wird. Und zwar kann das Maschinenbearbeiten oder das Polieren auch derart durchgeführt werden, dass die Oberflächenrauigkeit der Durchgangsfläche 44a des Ableitungsdurchgangs 44 größer ist als die Oberflächenrauigkeit der zugewandten Innenumfangsfläche 42.
Als nächstes wird ein Ausgleichsloch 33, das in dem ersten Düsenring 31 ausgebildet ist, mit Bezug auf 2 und 3 beschrieben. Das Ausgleichsloch 33 ist eine Nut oder ein Durchgangsloch, das die Antriebskammer 40 und den Schneckendurchgang 16 miteinander verbindet. Das Ausgleichsloch 33 hat die Funktion des Verringerns einer Druckdifferenz, die zwischen der Antriebskammer 40 und dem Schneckendurchgang 16 erzeugt wird. Die Funktion wird detaillierter beschrieben.
Der erste Düsenring 31 (siehe 1) ist gegen das Lagergehäuse 13 über eine Tellerfeder 30a, eine Wärmeabschirmplatte 30b, etc. gedrückt und wird bei einer vorbestimmten Position gehalten. In diesem Zustand, wenn der Druck im Inneren des Schneckendurchgangs 16 größer wird als der Druck im Inneren der Antriebskammer 40 und der Zustand beibehalten wird, gibt es eine Möglichkeit, dass die Kontaktlast der Scheibenfeder (Tellerfeder) 30a, die den ersten Düsenring 31 stützt, größer als notwendig wird und ein Kriechen in der Scheibenfeder 30a auftritt. Des Weiteren gibt es eine Möglichkeit, dass sich die Düsenflügel 23 in einer Richtung zu dem ersten Düsenring 31 hin versetzen. Gemäß dem empirischen Wissen der Erfinder ist das Fluidverhalten besser, wenn die Düsenflügel 23 näher zu dem zweiten Düsenring 32 als zu dem ersten Düsenring 31 angeordnet sind. Deshalb, wenn ein Abstand zwischen den Düsenflügeln 23 und dem zweiten Düsenring 32 größer ist als ein Abstand zwischen den Düsenflügeln 23 und dem ersten Düsenring 31, gibt es eine Möglichkeit, dass sich das Verhalten verschlechtert. Hier kann durch Vorsehen des Ausgleichslochs 33 die Druckdifferenz, die zwischen der Antriebskammer 40 und dem Schneckendurchgang 16 erzeugt wird, verringert werden, und als eine Folge kann sowohl ein Unterdrücken des Auftretens eines Kriechens als auch ein Unterdrücken einer Verhaltensverschlechterung erreicht werden.
Die Ausgleichslöcher 33 sind beispielsweise an einer Vielzahl von Stellen vorgesehen, die in gleichen Abständen (den gleichen Phasen) in der Umfangsrichtung des ersten Düsenrings 31 angeordnet sind. Im Speziellen sind die Vielzahl von Ausgleichslöchern 33 an drei Stellen mit einer Phase von 120° vorgesehen. Es sei angemerkt, dass ein Ausgleichsloch 33 vorgesehen sein kann, oder die Ausgleichslöcher 33 können an einer Vielzahl von Stellen vorgesehen sein, die in ungleichen Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet sind.
Wenigstens ein Teil des Ableitungsdurchgangs 44, der in dem inneren Wandabschnitt 43 vorgesehen ist, ist angeordnet, um das Ausgleichsloch 33 aus Sicht in der Richtung der Drehachse H zu überlappen (siehe 3). Beispielsweise hat der Durchgangsquerschnitt des Ableitungsdurchgangs 44 eine Halbkreisform, bei der der Bogen an einer unteren Seite gelegen ist, und das Ausgleichsloch 33 hat eine Halbkreisform, bei der der Bogen an einer oberen Seite gelegen ist. Beispielsweise überlappt der Ableitungsdurchgang 44 das Ausgleichsloch 33 derart, dass im Wesentlichen die Gesamtheit des Durchgangsquerschnitts des Ableitungsdurchgangs 44 in den Durchgangsquerschnitt des Ausgangsloch 33 passt, mit Ausnahme eines Abschnittes eines unteren Abschnitts. Und zwar überlappt der Ableitungsdurchgang 44 das Ausgleichsloch 33 derart, dass die gesamte Breite des Durchgangsquerschnitts des Ableitungsdurchgangs 44 in der Umfangsrichtung des ersten Düsenrings 31 in den Durchgangsquerschnitt des Ausgleichslochs 33 passt. Es sei angemerkt, dass die Bedeutung, dass wenigstens ein Teil des Ableitungsdurchgangs 44 das Ausgleichsloch 33 überlappt, auch als ein Zustand beschrieben werden kann, in dem Phasen des Ableitungsdurchgangs 44 und des Ausgleichlochs 33 einander überlappen aus Sicht mit Bezug zu der Drehrichtung des Turbinenlaufrads 6. Beispielweise ist ein Bereich des Querschnitts des Ausgleichslochs 33 größer als ein Bereich des Durchgangsquerschnitts des Ableitungsdurchgangs 44. Beispielsweise können der Bereich des Querschnitts des Ausgleichslochs 33 und der Bereich des Durchgangsquerschnitts des Ableitungsdurchgangs 44 die gleichen sein oder der Bereich des Durchgangsquerschnitts des Ableitungsdurchgangs 44 kann größer sein als der Bereich des Querschnitts des Ausgleichslochs 33.
Als nächstes wird die Anordnung des Ableitungsdurchgangs 44 um die Drehachse H des Turbinenlaufrads 6 herum mit Bezug auf 6 beschrieben. 6(a) zeigt ein Beispiel des Anordnens des Ableitungsdurchgangs 44 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. 6(b) zeigt ein Beispiel des Anordnens der Ableitungsdurchgänge 44A und 44B gemäß einem Modifikationsausführungsbeispiel.
Ein Ableitungsdurchgang 44 des Turboladers 1 mit variabler Kapazität kann vorgesehen sein. Wenn ein Fahrzeug, etc., in dem der Turbolader 1 mit variabler Kapazität montiert ist, geneigt und gestoppt ist, ist, wie in 6(a) gezeigt ist, der Ableitungsdurchgang 44 bei einer Position gelegen, die von einer vertikalen Achse versetzt ist. In diesem Fall kann eine Ausrichtungsabweichung des Ableitungsdurchgangs 44 mit Bezug zu einem unteren Endpunkt Pa auf der vertikalen Achse durch beispielsweise einen Drehwinkel (Phasenwinkel) α1 um die Drehachse H herum dargestellt werden. Die Flüssigkeit L, die im Inneren der Antriebskammer 40 stagniert, wird von dem Ableitungsdurchgang 44 abgegeben, wenn ein Flüssigkeitsniveau (Tiefganghöhe) h der Flüssigkeit L von dem unteren Endpunkt Pa den Ableitungsdurchgang 44 erreicht. Hier, wenn der Abstand von der Drehachse H zu dem Ableitungsdurchgang 44 als r definiert ist, ist das Flüssigkeitsniveau h, bei dem die Flüssigkeit L von dem Ableitungsdurchgang 44 abgegeben wird, durch die folgende Gleichung (2) ausgedrückt. $h = r - rcosa 1$
Als nächstes werden die Ableitungsdurchgänge 44A und 44B gemäß dem Modifikationsbeispiel beschrieben. In dem Modifikationsbeispiel sind die Ableitungsdurchgänge 44A und 44B an einer Vielzahl von Stellen entlang der Umfangsrichtung des inneren Wandabschnitts 43 vorgesehen. In dem Modifikationsbeispiel sind beispielsweise die Ableitungsdurchgänge 44A und 44B an zwei Stellen vorgesehen. Ein Fahrzeug, etc., in dem der Turbolader 1 mit variabler Kapazität montiert ist, ist nicht darauf begrenzt, immer an einer Stelle ohne eine Steigung gestoppt zu werden, und es gibt eine Möglichkeit, dass das Fahrzeug etc. an einem Hang mit einer minimalen Steigung von ungefähr 15° gestoppt wird. In diesem Fall ist, durch Vorsehen der Vielzahl von Ableitungsdurchgängen 44A und 44B, einer der Ableitungsdurchgänge 44A und 44B näher zu dem unteren Endpunkt Pa der vertikalen Achse gebracht. Als eine Folge kann die stagnierende Flüssigkeit L an einer Position abgegeben werden, wo das Flüssigkeitsniveau h so niedrig wie möglich ist.
Darüber hinaus kann beispielsweise eine relative positionale Beziehung zwischen der Vielzahl von Ableitungsdurchgängen 44A und 44B durch einen Drehwinkel (Phasenwinkel) α2 um die Drehachse H herum dargestellt werden. Im Speziellen werden eine erste gerade Linie Lx, die durch die Drehachse H und einen Ableitungsdurchgang 44A ausgebildet ist, und eine zweite gerade Linie Ly, die durch die Drehachse H und den anderen Ableitungsdurchgang 44B ausgebildet ist, angenommen. Hier ist ein Winkel, der durch die erste gerade Linie Lx und die zweite gerade Linie Ly, die sich einander bei der Drehachse H schneiden, ausgebildet ist, der Drehwinkel α2 um die Drehachse H herum. Der Drehwinkel α2 kann zwischen 8° und 23° festgelegt sein. Darüber hinaus ist es, wie vorstehend beschrieben ist, in dem Fall des Annehmens einer Möglichkeit, dass ein Fahrzeug an einem Hang mit einer Steigung von ungefähr 15° gestoppt wird, gewünscht, dass der Drehwinkel α2 zwischen 14° und 17° ist.
Als nächstes werden Betriebsweisen und Wirkungen des Turboladers 1 mit variabler Kapazität beschrieben. Der Turbolader 1 mit variabler Kapazität hat die Antriebskammer 40, die die Antriebseinheit 26 beherbergt, und die Antriebskammer 40 hat die zugewandte Innenumfangsfläche 42, die dem Außenumfangsabschnitt 27a der Antriebseinheit 26 zugewandt ist. Die Flüssigkeit L, wie Wasser, die in dem Gas im Inneren der Antriebskammer 40 enthalten ist, stagniert wahrscheinlich an der zugewandten Innenumfangsfläche 42. Der innere Wandabschnitt 43 des Gehäuses 8 ist mit dem Ableitungsdurchgang 44, der mit der Antriebskammer 40 verbunden ist, versehen, um die Flüssigkeit L abzuleiten. Deshalb kann durch Montieren des Turboladers 1 mit variabler Kapazität in einem Fahrzeug, etc. derart, dass die Region 42a der zugewandten Innenumfangsfläche 42 ein niedriger Abschnitt in einer vertikalen Richtung wird, wobei die Region 42a mit dem Ableitungsdurchgang 44 verbunden ist, die Flüssigkeit L, die im Inneren der Antriebskammer 40 erzeugt wird, von dem Ableitungsdurchgang 44 abgegeben werden.
Des Weiteren ist die Oberflächenrauigkeit der Durchgangsfläche 44a des Ableitungsdurchgangs 44 größer als die Oberflächenrauigkeit der Region 42a der zugewandten Innenumfangsfläche 42, wobei die Region 42a mit dem Ableitungsdurchgang 44 verbunden ist. Das Gehäuse 8 ist aus Metall hergestellt, und die zugewandte Innenumfangsfläche 42 und die Durchgangsfläche 44a des Ableitungsdurchgangs 44 bilden im Wesentlichen hydrophile Flächen aus. In dem Fall einer hydrophilen Fläche gilt, dass, je größer die Oberflächenrauigkeit ist, der Kontaktwinkel eines Wassertropfens umso kleiner wird und der Wassertropfen umso leichter durch enge Spalte hindurchgeht. Und zwar, selbst wenn die Flüssigkeit L an der zugewandten Innenumfangsfläche 42 stagniert, wird die Flüssigkeit L angesaugt und leicht zu einer Seite des Ableitungsdurchgangs 44 mit einer großen Oberflächenrauigkeit abgeleitet, und das Abgabeverhalten der Flüssigkeit L kann verbessert werden.
Durch Verbessern des Abgabeverhaltens der Flüssigkeit L, die im Inneren der Antriebskammer 40 stagniert, kann, selbst wenn die Flüssigkeit L stagniert ist, das Flüssigkeitsniveau der Flüssigkeit L abgesenkt werden. Als eine Folge ist es, selbst wenn beispielsweise ein Fahrzeug etc., in dem der Turbolader 1 mit variabler Kapazität montiert ist, in einer kalten Region gestoppt ist und die Flüssigkeit L im Inneren der Antriebskammer 40 friert, möglich, das Risiko zu verringern, dass das Frieren das Antreiben der Antriebseinheit 26 behindert, insbesondere während eines Startens der Antriebseinheit 26.
Darüber hinaus ist wenigstens ein Teil der Durchgangsfläche 44a des Ableitungsdurchgangs 44 bündig fortgesetzt mit der zugewandten Innenumfangsfläche 42. Und zwar sind Abschnitte, die bündig miteinander ohne eine Stufe zwischen der Durchgangsfläche 44a des Ableitungsdurchgangs 44 und der zugewandten Innenumfangsfläche 42 fortgesetzt sind, vorgesehen, und die Flüssigkeit L wird durch die Abschnitte leicht abgeleitet. Als eine Folge tritt ein Vorfall, wo die Flüssigkeit L aufgrund der Stufe verbleibt, weniger wahrscheinlich auf, und das Abgabeverhalten der Flüssigkeit L kann verbessert werden.
Darüber hinaus ist der Ableitungsdurchgang 44 ausgebildet, um eine Verbindung zwischen dem Schneckendurchgang 16 und der Antriebskammer 40 zu gestatten, und die Flüssigkeit L, die durch den Ableitungsdurchgang 44 hindurchgegangen ist, wird zu dem Schneckendurchgang 16 abgegeben. Die Flüssigkeit L, die zu dem Schneckendurchgang 16 abgegeben worden ist, verdampft schnell und verschwindet aufgrund des Antreibens des Turbinenlaufrads 6. Als eine Folge kann das Abgabeverhalten der Flüssigkeit L verbessert werden.
Darüber hinaus hat der Turbolader 1 mit variabler Kapazität die Ausgleichslöcher 33, die in dem ersten Düsenring 31 vorgesehen sind. Wenigstens ein Teil des Ableitungsdurchgangs 44 ist vorgesehen, um das Ausgleichsloch 33 zu überlappen. Als eine Folge wird eine Verbreiterung einer Region, wo der Ableitungsdurchgang 44 mit der Antriebskammer 40 in Verbindung ist, während der erste Düsenring 31 vermieden wird, leichter, und das Abgabeverhalten der Flüssigkeit L kann verbessert werden.
Darüber hinaus haben die Ausgleichslöcher 33 die Funktion des Verringerns der Druckdifferenz zwischen der Antriebskammer 40 und dem Schneckendurchgang 16; wenn jedoch der Bereich der Ausgleichslöcher 33 erhöht ist, gibt es eine Wahrscheinlichkeit, dass ein Aufrechterhalten eines Drucks im Inneren des Schneckendurchgangs 16 instabil wird. Und zwar ist es wichtig, die Ausgleichslöcher 33 mit geeigneten Abmessungen auszubilden. Hier, wenn der Ableitungsdurchgang 44 vorgesehen ist, um eine Verbindung zwischen dem Schneckendurchgang 16 und der Antriebskammer 40 zu gestatten, muss die Ausbildung der Ausgleichslöcher 33 sorgsam auch in Anbetracht des Einflusses des Ableitungsdurchgangs 44 durchgeführt werden. Jedoch ist in dem Turbolader 1 mit variabler Kapazität wenigstens ein Teil des Ableitungsdurchgangs 44 angeordnet, um das Ausgleichsloch 33 zu überlappen. Deshalb wird im Vergleich zu einem Aufbau, in dem der Ableitungsdurchgang 44 unabhängig von den Ausgleichslöchern 33 ausgebildet ist, der Einfluss des Ableitungsdurchgangs 44 auch kleiner, und die geeignete Ausbildung der Ausgleichslöcher 33 wird leichter.
Darüber hinaus hat der Turbolader 1 mit variabler Kapazität gemäß dem Modifikationsbeispiel die zwei Ableitungsdurchgänge 44A und 44B, und der Drehwinkel (Phasenwinkel) α2 zwischen dem einen Ableitungsdurchgang 44A und dem anderen Ableitungsdurchgang 44B ist zwischen 8° und 23°. Als eine Folge wird, selbst wenn beispielsweise ein Fahrzeug, etc., in dem der Turbolader 1 mit variabler Kapazität montiert ist, an einem Hang mit einer Steigung gestoppt ist, die Flüssigkeit L, wie Wasser, die im Inneren der Antriebskammer 40 stagniert, leicht von einem der Ableitungsdurchgänge 44 abgegeben, und das Abgabeverhalten der Flüssigkeit L kann verbessert werden.
Die vorliegende Erfindung kann in verschiedenen Formen durch Durchführen verschiedener Mortifikationen und Verbesserungen basierend auf dem Wissen des Fachmanns, einschließlich dem Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, realisiert werden. Darüber hinaus können Modifikationsbeispiele auch unter Verwendung der technischen Dinge gestaltet werden, die in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel beschrieben sind. Die Gestaltungen der Ausführungsbeispiele können kombiniert und verwendet werden, wie es geeignet ist.
Bezugszeichenliste

1: Turbolader mit variabler Kapazität
8: Gehäuse
6: Turbinenlaufrad
16: Schneckendurchgang
21: Gaseinlassdurchgang
23: Düsenflügel
25: variable Düseneinheit
26: Antriebseinheit
27: Antriebsring
27a: Außenumfangsabschnitt
31: erster Düsenring (Düsenring)
33: Ausgleichsloch
40: Antriebskammer
42: zugewandte Innenumfangsfläche
43: innerer Wandabschnitt
44: Ableitungsdurchgang (Flüssigkeitsdurchgang)
44a: Durchgangsfläche
42a: Region, die mit dem Ableitungsdurchgang verbunden ist
44A: Ableitungsdurchgang
44B: Ableitungsdurchgang
H: Drehachse
L: Flüssigkeit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2006177318 [0002]
JP 200974492 [0002]
JP 2009228450 [0002]
JP 2012102660 [0002]
JP 201563944 [0002]

Claims

Turbolader mit variabler Kapazität, der Folgendes aufweist: ein Turbinenlaufrad; ein Gehäuse, das das Turbinenlaufrad beherbergt; und eine variable Düseneinheit, die in dem Gehäuse beherbergt ist, wobei die variable Düseneinheit einen Düsenflügel, der an einem Durchgang eines Gases angeordnet ist, das in das Turbinenlaufrad eingeleitet wird, einen Düsenring, der den Düsenflügel drehbar stützt, und eine Antriebseinheit hat, die entgegengesetzt zu dem Düsenflügel angeordnet ist, wobei der Düsenring zwischen der Antriebseinheit und dem Düsenflügel angeordnet ist, und die den Düsenflügel dreht, das Gehäuse eine Antriebskammer, die die Antriebseinheit beherbergt, und einen Flüssigkeitsdurchgang hat, der mit der Antriebskammer in Verbindung ist, die Antriebskammer eine zugewandte Innenumfangsfläche hat, die einem Außenumfangsabschnitt der Antriebseinheit zugewandt ist, und eine Oberflächenrauigkeit einer Durchgangsfläche des Flüssigkeitsdurchgangs größer ist als eine Oberflächenrauigkeit von wenigstens einer Region der zugewandten Innenumfangsfläche, wobei die Region mit dem Flüssigkeitsdurchgang verbunden ist.
Turbolader mit variabler Kapazität nach Anspruch 1, wobei wenigstens ein Teil der Durchgangsfläche des Flüssigkeitsdurchgangs bündig mit der zugewandten Innenumfangsfläche fortgesetzt ist.
Turbolader mit variabler Kapazität nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Gehäuse des Weiteren einen Schneckendurchgang hat, der um das Turbinenlaufrad herum ausgebildet ist, und der Flüssigkeitsdurchgang ausgebildet ist, um eine Verbindung zwischen dem Schneckendurchgang und der Antriebskammer zu gestatten.
Turbolader mit variabler Kapazität nach Anspruch 3, wobei das Gehäuse einen inneren Wandabschnitt hat, der zwischen der Antriebskammer und dem Schneckendurchgang vorgesehen ist und einen Außenumfangsabschnitt des Düsenrings überlappt, der Außenumfangsabschnitt des Düsenrings mit einem Ausgleichsloch versehen ist, das eine Druckdifferenz zwischen der Antriebskammer und dem Schneckendurchgang verringert, und der Flüssigkeitsdurchgang in dem inneren Wandabschnitt derart vorgesehen ist, dass wenigstens ein Teil des Flüssigkeitsdurchgangs das Ausgleichsloch überlappt.
Turbolader mit variabler Kapazität nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Flüssigkeitsdurchgänge wenigstens an zwei Stellen in einer Umfangsrichtung entlang einer Drehrichtung des Turbinenlaufrads vorgesehen sind, und ein Phasenwinkel zwischen einem Flüssigkeitsdurchgang und dem anderen Flüssigkeitsdurchgang zwischen 8° und 23° ist.
Turbolader mit variabler Kapazität nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Durchgangsfläche des Flüssigkeitsdurchgangs und die zugewandte Innenumfangsfläche hydrophile Flächen sind.
Turbolader mit variabler Kapazität nach Anspruch 4, wobei die Ausgleichslöcher an einer Vielzahl von Stellen in einer Umfangsrichtung des Düsenrings vorgesehen sind.
Turbolader mit variabler Kapazität nach Anspruch 7, wobei die Vielzahl von Ausgleichslöchern in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung des Düsenrings vorgesehen sind.
Turbolader mit variabler Kapazität nach Anspruch 4, wobei ein Durchgangsquerschnitt des Flüssigkeitsdurchgangs derart vorgesehen ist, dass eine gesamte Breite des Durchgangsquerschnitts des Flüssigkeitsdurchgangs in einer Umfangsrichtung des Düsenrings in einen Durchgangsquerschnitt des Ausgleichlochs passt.