JP2002508473A - 統合されたタービン排気ガス再循環制御バルブ及び排気ガスバイパスを備えたターボチャージャー - Google Patents
統合されたタービン排気ガス再循環制御バルブ及び排気ガスバイパスを備えたターボチャージャーInfo
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- F02M26/61—Systems for actuating EGR valves using positive pressure actuators; Check valves therefor in response to exhaust pressure
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- F02M26/09—Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine
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- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
- F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
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Abstract
(57)【要約】
従来の排気ガスバイパス、すなわちウェストゲートシステムと連携するタービンハウジング鋳造物内に含まれた、統合された排気ガス再循環（ＥＧＲ）室（２６）とバルブ（４０）とを備えたターボチャージャーが提供される。さらに、ＥＧＲフロー制御のために排気ガス排出口に排気ガスの背圧制御バルブ（１２）が一体に設けられる。
Description
【０００１】 ［関連する出願の相互参照］ この発明は、１９９７年１２月１８日に出願され、本願と同一のタイトルを有
する同時に継続中の出願番号６０／０６８，１６３の優先権を主張するものであ
る。
する同時に継続中の出願番号６０／０６８，１６３の優先権を主張するものであ
る。
【０００２】 ［発明の技術分野］ この発明は、一般的にターボチャージャーと排気ガス改善のための内燃エンジ
ンの排気ガス再循環（ＥＧＲ）システムに関し、特に、ＥＧＲ制御バルブと排気
ガスバイパスバルブすなわちウェストゲートバルブがターボチャージャーに統合
された部品として一体化されたターボチャージャーに関するものである。
ンの排気ガス再循環（ＥＧＲ）システムに関し、特に、ＥＧＲ制御バルブと排気
ガスバイパスバルブすなわちウェストゲートバルブがターボチャージャーに統合
された部品として一体化されたターボチャージャーに関するものである。
【０００３】 ガソリン及びディーゼル内燃エンジン用のターボチャージャーは、エンジンか
ら排出される排気ガスの熱と体積的な流れ（フロー）を利用して、エンジンの燃
焼室へ導かれる吸気流を圧縮する、すなわちブーストするための技術において用
いられるよく知られたデバイスである。特に、エンジンから排出される排気ガス
はターボチャージャーのタービンハウジング内に導かれ、排気ガス駆動タービン
を回転させる。この排気ガス駆動タービンはシャフトの一端に取り付けられてお
り、このシャフトは、その他端に取り付けられたラジアルエアコンプレッサと共
通になっている。したがって、タービンの回転運動は、排気ハウジングから分離
されたターボチャージャーのコンプレッサハウジング内のエアコンプレッサをも
回転させる。エアコンプレッサの回転運動によって、吸気はコンプレッサハウジ
ング内に取り込まれ、燃料と混合されてエンジンの燃焼室内で燃焼される前に所
望の量を圧縮すなわちブーストする。
ら排出される排気ガスの熱と体積的な流れ（フロー）を利用して、エンジンの燃
焼室へ導かれる吸気流を圧縮する、すなわちブーストするための技術において用
いられるよく知られたデバイスである。特に、エンジンから排出される排気ガス
はターボチャージャーのタービンハウジング内に導かれ、排気ガス駆動タービン
を回転させる。この排気ガス駆動タービンはシャフトの一端に取り付けられてお
り、このシャフトは、その他端に取り付けられたラジアルエアコンプレッサと共
通になっている。したがって、タービンの回転運動は、排気ハウジングから分離
されたターボチャージャーのコンプレッサハウジング内のエアコンプレッサをも
回転させる。エアコンプレッサの回転運動によって、吸気はコンプレッサハウジ
ング内に取り込まれ、燃料と混合されてエンジンの燃焼室内で燃焼される前に所
望の量を圧縮すなわちブーストする。
【０００４】 吸気がブースト又は圧縮される量は、排気バイパスシステムすなわちウェスト
ゲートによって、タービンハウジングを通過する排気ガスの量を制限することに
よって制御される。ターボチャージャーの動作中にブースト圧力が最大の所望の
圧力に近づくと、ウェストゲートは排気ガスのある量をターボチャージャーのタ
ービンハウジングから分流するように動作して、タービンの回転速度を低くし、
これによってエアコンプレッサの回転速度を低くして圧縮される吸気量を少なく
する。
ゲートによって、タービンハウジングを通過する排気ガスの量を制限することに
よって制御される。ターボチャージャーの動作中にブースト圧力が最大の所望の
圧力に近づくと、ウェストゲートは排気ガスのある量をターボチャージャーのタ
ービンハウジングから分流するように動作して、タービンの回転速度を低くし、
これによってエアコンプレッサの回転速度を低くして圧縮される吸気量を少なく
する。
【０００５】 ＥＧＲは、内燃エンジンにおけるＮＯＸ排出量を抑えるためのよく知られた方
法である。効果的に使用するためには、ＥＧＲシステムは、例えば現代の高効率
ディーゼルエンジンの少なくとも運転領域の１部において典型的な、エンジンに
わたる正の圧力勾配によって生成される、負の圧力勾配を解決しなければならな
い。従来のＥＧＲシステムは、エンジンの排気マニホールドから取り出され、吸
気との混合及びその後の燃焼のためのエンジン吸込システムに送られる排気ガス
の量を制限する制御バルブを備えている。このＥＧＲ制御バルブは、エンジン及
びターボチャージャーの双方から分離された補助デバイスである。従来のＥＧＲ
システムはまた、ＥＧＲ制御バルブによって吸込システムに送られる還流する排
気ガスの圧力を高める、ターボチャージャーとエンジンから分離したポンプを含
み、ターボチャージャーから出ていく吸気チャージすなわちブーストの圧力をマ
ッチさせ、これによってエンジンの正の圧力勾配を解決している。
法である。効果的に使用するためには、ＥＧＲシステムは、例えば現代の高効率
ディーゼルエンジンの少なくとも運転領域の１部において典型的な、エンジンに
わたる正の圧力勾配によって生成される、負の圧力勾配を解決しなければならな
い。従来のＥＧＲシステムは、エンジンの排気マニホールドから取り出され、吸
気との混合及びその後の燃焼のためのエンジン吸込システムに送られる排気ガス
の量を制限する制御バルブを備えている。このＥＧＲ制御バルブは、エンジン及
びターボチャージャーの双方から分離された補助デバイスである。従来のＥＧＲ
システムはまた、ＥＧＲ制御バルブによって吸込システムに送られる還流する排
気ガスの圧力を高める、ターボチャージャーとエンジンから分離したポンプを含
み、ターボチャージャーから出ていく吸気チャージすなわちブーストの圧力をマ
ッチさせ、これによってエンジンの正の圧力勾配を解決している。
【０００６】 現代のエンジンコンパートメント、特にターボチャージャーを有する内燃エン
ジンのそれは、エンジン自体にとって補助的なデバイスには最小限の空間を有す
るように配列されており、それによって独立した制御バルブやポンプ、排気及び
吸気マニホールドバイパスを備えた従来のＥＧＲシステムの使用や、それに関す
る配管を困難にしており、ときとして不可能としていた。したがって、ＥＧＲシ
ステムのデバイスが、ターボチャージャーを有する内燃エンジンのすでに存在す
る部品に統合された部分として構成され、これによってＥＧＲシステムを現代の
エンジンコンパートメントの空間的配列において使用することができることが望
ましい。また、ターボチャージャーを有する内燃エンジンのその部品が、そのエ
ンジンの部品自体の性能を犠牲にすることなく、かつＥＧＲシステムの動作を向
上させるように、ＥＧＲシステムの少なくとも１つのデバイスと一体化するのに
適していることが望ましい。
ジンのそれは、エンジン自体にとって補助的なデバイスには最小限の空間を有す
るように配列されており、それによって独立した制御バルブやポンプ、排気及び
吸気マニホールドバイパスを備えた従来のＥＧＲシステムの使用や、それに関す
る配管を困難にしており、ときとして不可能としていた。したがって、ＥＧＲシ
ステムのデバイスが、ターボチャージャーを有する内燃エンジンのすでに存在す
る部品に統合された部分として構成され、これによってＥＧＲシステムを現代の
エンジンコンパートメントの空間的配列において使用することができることが望
ましい。また、ターボチャージャーを有する内燃エンジンのその部品が、そのエ
ンジンの部品自体の性能を犠牲にすることなく、かつＥＧＲシステムの動作を向
上させるように、ＥＧＲシステムの少なくとも１つのデバイスと一体化するのに
適していることが望ましい。
【０００７】 ［発明の詳細な説明］ この発明の原理にしたがって構成されたターボチャージャーは、共にタービン
ハウジングエルボー鋳造物として特定される、ターボチャージャーの排気ガス排
出口鋳造物内に配置された排気バルブと、ターボチャージャー・タービンハウジ
ング内に配置されたＥＧＲ制御バルブと、同じくターボチャージャー・タービン
ハウジング内に配置された排気バイパスすなわちウェストゲートバルブとを備え
ている。排気バルブは、タービンハウジング内の排気の背圧の量を制御するため
に駆動されて、ＥＧＲ制御バルブが駆動されると、ＥＧＲ制御バルブを通りター
ボチャージャー・タービンハウジングからの所望の排気ガス流を作り出す。排気
バイパスバルブは、タービンハウジングを通過する排気ガスの量を制御するため
に駆動され、これによってターボチャージャーにエンジンの吸気を所望の量だけ
圧縮すなわちブーストさせる。ターボチャージャーに統合されたユニットとして
のＥＧＲ制御バルブと排気ガスバイパス又はウェストゲートバルブの組み合わせ
は、本願の譲受人に譲渡され、本願とほぼ同時に出願された整理番号９００−９
７−０１３Ｐ、「統合されたタービン排気ガス再循環制御バルブ」の特許出願に
開示された発明の他の実施例である。整理番号９００−９７−０１３Ｐによる開
示は、照会によって、あたかもここで記述されたように組み入れられる。
ハウジングエルボー鋳造物として特定される、ターボチャージャーの排気ガス排
出口鋳造物内に配置された排気バルブと、ターボチャージャー・タービンハウジ
ング内に配置されたＥＧＲ制御バルブと、同じくターボチャージャー・タービン
ハウジング内に配置された排気バイパスすなわちウェストゲートバルブとを備え
ている。排気バルブは、タービンハウジング内の排気の背圧の量を制御するため
に駆動されて、ＥＧＲ制御バルブが駆動されると、ＥＧＲ制御バルブを通りター
ボチャージャー・タービンハウジングからの所望の排気ガス流を作り出す。排気
バイパスバルブは、タービンハウジングを通過する排気ガスの量を制御するため
に駆動され、これによってターボチャージャーにエンジンの吸気を所望の量だけ
圧縮すなわちブーストさせる。ターボチャージャーに統合されたユニットとして
のＥＧＲ制御バルブと排気ガスバイパス又はウェストゲートバルブの組み合わせ
は、本願の譲受人に譲渡され、本願とほぼ同時に出願された整理番号９００−９
７−０１３Ｐ、「統合されたタービン排気ガス再循環制御バルブ」の特許出願に
開示された発明の他の実施例である。整理番号９００−９７−０１３Ｐによる開
示は、照会によって、あたかもここで記述されたように組み入れられる。
【０００８】 図１を参照すると、ターボチャージャー・タービンエルボー鋳造物１０は、エ
ルボー鋳造物を貫通して延びる排気ガス排出口１４内に回転可能に配置された排
気バルブ１２と一体化している。排気バルブ１２は、従来のデザインのものであ
ってもよく、望ましくは排気口１４と同様なダイヤフラム直径を有し、その中で
直径方向に配置されたバタフライバルブの形態である。排気バルブ１２は従来の
駆動手段１６、例えば空気圧、電子又は真空アクチュエータによって排気口内に
おいて駆動され、そこを通る排気ガスの流れを制限する。好適な実施例において
、駆動手段１６は、排気バルブ１２から放射状に延びるステム２０の一端に取り
付けられた駆動ピストン１８によって排気バルブに接続された真空アクチュエー
タである。この駆動手段１６は適当な取り付け板２２によってタービンエルボー
鋳造物に取り付けられている。
ルボー鋳造物を貫通して延びる排気ガス排出口１４内に回転可能に配置された排
気バルブ１２と一体化している。排気バルブ１２は、従来のデザインのものであ
ってもよく、望ましくは排気口１４と同様なダイヤフラム直径を有し、その中で
直径方向に配置されたバタフライバルブの形態である。排気バルブ１２は従来の
駆動手段１６、例えば空気圧、電子又は真空アクチュエータによって排気口内に
おいて駆動され、そこを通る排気ガスの流れを制限する。好適な実施例において
、駆動手段１６は、排気バルブ１２から放射状に延びるステム２０の一端に取り
付けられた駆動ピストン１８によって排気バルブに接続された真空アクチュエー
タである。この駆動手段１６は適当な取り付け板２２によってタービンエルボー
鋳造物に取り付けられている。
【０００９】 タービンエルボー鋳造物１０は、合わせ面２４に沿って適合されて、ターボチ
ャージャー・タービンハウジングの対応する面に取り付けられる。タービンエル
ボー鋳造物の合わせ面２４は、その中に一体に形成され、壁２７によって排気ガ
ス排出口１４と隔てられたＥＧＲ室２６を含んでいる。ＥＧＲ室２６は、ＥＧＲ
制御バルブの動きをその中に収容できるだけの十分な大きさと深さを持った形状
を有する。タービンエルボー鋳造物は、ＥＧＲ配管又はデバイス（図示せず）を
ＥＧＲ室に取り付けられるようになっている外部に面した面、すなわち裏側の面
（図示せず）を有しており、これはＥＧＲ室からそこを貫通して延びるＥＧＲ通
路２８を含んでいる。
ャージャー・タービンハウジングの対応する面に取り付けられる。タービンエル
ボー鋳造物の合わせ面２４は、その中に一体に形成され、壁２７によって排気ガ
ス排出口１４と隔てられたＥＧＲ室２６を含んでいる。ＥＧＲ室２６は、ＥＧＲ
制御バルブの動きをその中に収容できるだけの十分な大きさと深さを持った形状
を有する。タービンエルボー鋳造物は、ＥＧＲ配管又はデバイス（図示せず）を
ＥＧＲ室に取り付けられるようになっている外部に面した面、すなわち裏側の面
（図示せず）を有しており、これはＥＧＲ室からそこを貫通して延びるＥＧＲ通
路２８を含んでいる。
【００１０】 タービンエルボー鋳造物１０はまた、そこに一体に形成され、排気口１４から
半径方向に延在し、排気口１４とつながった排気バイパス室３０を含んでいる。
バイパス室３０は、そこでバイパスバルブの動きを収容できるだけの十分な大き
さと深さを持った形状を有する。
半径方向に延在し、排気口１４とつながった排気バイパス室３０を含んでいる。
バイパス室３０は、そこでバイパスバルブの動きを収容できるだけの十分な大き
さと深さを持った形状を有する。
【００１１】 図２は、この発明の原理にしたがって構成されたターボチャージャー・タービ
ンハウジング３２を示している。タービンハウジング３２は、ハウジングの半径
方向に貫通し、内燃エンジンの排気マニホールドに取り付けるためのフランジを
付けられた排気ガス取込口（図示せず）を含んでいる。タービンハウジング３２
は、軸に沿って形成された中央の開口３４を含んでいる。図示はしないが、ター
ビンハウジングは、ターボチャージャー排気ガス駆動タービンを収容するように
形成されている。タービンは、放射状に延びるブレードを有し、タービンハウジ
ングのうず型室内に配置され、タービンハウジングの排気ガス取込口に流入する
排気ガスと接触する。タービンハウジングは、明瞭さと参照の目的のために、そ
こに配置されるタービンを省いて図示されている。しかしながら、この発明のタ
ーボチャージャー・タービンハウジングは従来のターボチャージャーの部品と共
に使用することを意図していることが理解されるべきである。
ンハウジング３２を示している。タービンハウジング３２は、ハウジングの半径
方向に貫通し、内燃エンジンの排気マニホールドに取り付けるためのフランジを
付けられた排気ガス取込口（図示せず）を含んでいる。タービンハウジング３２
は、軸に沿って形成された中央の開口３４を含んでいる。図示はしないが、ター
ビンハウジングは、ターボチャージャー排気ガス駆動タービンを収容するように
形成されている。タービンは、放射状に延びるブレードを有し、タービンハウジ
ングのうず型室内に配置され、タービンハウジングの排気ガス取込口に流入する
排気ガスと接触する。タービンハウジングは、明瞭さと参照の目的のために、そ
こに配置されるタービンを省いて図示されている。しかしながら、この発明のタ
ーボチャージャー・タービンハウジングは従来のターボチャージャーの部品と共
に使用することを意図していることが理解されるべきである。
【００１２】 タービンハウジング３２は、タービンエルボー鋳造物１０の一方の合わせ面２
４と合わされるように形成された合わせ面３６を有しており、そこにＥＧＲ室３
８が配置される。ＥＧＲ室３８は、その中にＥＧＲ制御バルブ４０を収容するだ
けの十分なサイズと深さを有するように形成される。ＥＧＲ室３８は、壁４２に
よってタービンハウジング中央の開口３４と隔てられている。ＥＧＲ室３８は、
ＥＧＲ室の壁表面４６を通って延び、タービンハウジングうず型室へつながる排
気ガス通路４４を含んでいる。
４と合わされるように形成された合わせ面３６を有しており、そこにＥＧＲ室３
８が配置される。ＥＧＲ室３８は、その中にＥＧＲ制御バルブ４０を収容するだ
けの十分なサイズと深さを有するように形成される。ＥＧＲ室３８は、壁４２に
よってタービンハウジング中央の開口３４と隔てられている。ＥＧＲ室３８は、
ＥＧＲ室の壁表面４６を通って延び、タービンハウジングうず型室へつながる排
気ガス通路４４を含んでいる。
【００１３】 ＥＧＲ制御バルブ４０は、ＥＧＲ室３８内に配置されており、それが駆動され
ていない状態にあるときには排気ガス通路４４を閉ざすように取り付けられて、
そこからの排気ガスの流れを防いでいる。ＥＧＲバルブは従来のタイプのもので
よく、好適な実施例においては、排気ガス通路上に配置されて、そこからの排気
ガスの通路を塞ぐキノコ弁又はダイアフラム４８を備えたフラッパ・バルブの形
態をとっている。駆動アーム５０は、その一端においてダイアフラム４８と取り
付けられ、ＥＧＲ室３８の壁部５６の開口部５２を貫通している。この駆動アー
ム５０は、ダイアフラム４８とは反対の一端において、例えば排気バルブを駆動
するのに役立つ上述した手段のような適当な駆動手段（図示せず）に取り付けら
れるように形成されている。好適な実施例において、駆動アーム５０は、駆動端
５６によって引き起こされる開口５２内における駆動アームの回転運動によって
、ＥＧＲ制御バルブダイアフラム４８を駆動して、排気ガス通路を開いたり閉じ
たりする。
ていない状態にあるときには排気ガス通路４４を閉ざすように取り付けられて、
そこからの排気ガスの流れを防いでいる。ＥＧＲバルブは従来のタイプのもので
よく、好適な実施例においては、排気ガス通路上に配置されて、そこからの排気
ガスの通路を塞ぐキノコ弁又はダイアフラム４８を備えたフラッパ・バルブの形
態をとっている。駆動アーム５０は、その一端においてダイアフラム４８と取り
付けられ、ＥＧＲ室３８の壁部５６の開口部５２を貫通している。この駆動アー
ム５０は、ダイアフラム４８とは反対の一端において、例えば排気バルブを駆動
するのに役立つ上述した手段のような適当な駆動手段（図示せず）に取り付けら
れるように形成されている。好適な実施例において、駆動アーム５０は、駆動端
５６によって引き起こされる開口５２内における駆動アームの回転運動によって
、ＥＧＲ制御バルブダイアフラム４８を駆動して、排気ガス通路を開いたり閉じ
たりする。
【００１４】 ＥＧＲバルブダイアフラム４８の排気ガス通路４４上への取り付けは、ターボ
チャージャーの動作時において、タービンハウジングうず型室内において排気ガ
スがそこから出ていくことを防ぐものである。ＥＧＲ制御部又はそれに匹敵する
ものからＥＧＲ制御バルブの駆動手段１６への制御信号に応じて、ＥＧＲバルブ
４０は駆動される。ＥＧＲ制御バルブ４０は、排気バルブ１２が駆動され、排気
ガス排出口１４を経由してタービンハウジング３２を通り中央開口部３４から出
てくる排気ガスの流れの経路を制限した後に駆動される。タービンハウジング及
びタービンうず型室内内において所望の背圧が達成された後、ダイアフラム４８
が排気ガス通路４４から離れるようにＥＧＲ制御バルブ４０が駆動され、これに
よって排気ガスがタービンうず型室からタービンハウジングＥＧＲ室３８，ター
ビンエルボー鋳造物ＥＧＲ室２６を通り、ＥＧＲデバイス、すなわちタービンエ
ルボー鋳造物の裏側表面に取り付けられたＥＧＲシステム配管へ通過するするよ
うになる。ターボチャージャーから取り出された排気ガスは、例えば、圧縮され
て空気対燃料比を正しく調節し、内燃エンジンの吸気の流れに導入するために、
適切に扱われる。
チャージャーの動作時において、タービンハウジングうず型室内において排気ガ
スがそこから出ていくことを防ぐものである。ＥＧＲ制御部又はそれに匹敵する
ものからＥＧＲ制御バルブの駆動手段１６への制御信号に応じて、ＥＧＲバルブ
４０は駆動される。ＥＧＲ制御バルブ４０は、排気バルブ１２が駆動され、排気
ガス排出口１４を経由してタービンハウジング３２を通り中央開口部３４から出
てくる排気ガスの流れの経路を制限した後に駆動される。タービンハウジング及
びタービンうず型室内内において所望の背圧が達成された後、ダイアフラム４８
が排気ガス通路４４から離れるようにＥＧＲ制御バルブ４０が駆動され、これに
よって排気ガスがタービンうず型室からタービンハウジングＥＧＲ室３８，ター
ビンエルボー鋳造物ＥＧＲ室２６を通り、ＥＧＲデバイス、すなわちタービンエ
ルボー鋳造物の裏側表面に取り付けられたＥＧＲシステム配管へ通過するするよ
うになる。ターボチャージャーから取り出された排気ガスは、例えば、圧縮され
て空気対燃料比を正しく調節し、内燃エンジンの吸気の流れに導入するために、
適切に扱われる。
【００１５】 タービンハウジング３２はまた、タービンハウジングの中央開口部３４と通じ
、そこから放射状に延びる排気バイパス室５８を有する。バイパス室５８は、排
気バイパスバルブをその中に収容するのに十分な大きさと深さを有するように形
成される。バイパス室５８は、タービンハウジングうず型室に通じるためのバイ
パス室の壁表面６４及びタービンハウジングを通じて形成された排気ガス通路６
２を有する。
、そこから放射状に延びる排気バイパス室５８を有する。バイパス室５８は、排
気バイパスバルブをその中に収容するのに十分な大きさと深さを有するように形
成される。バイパス室５８は、タービンハウジングうず型室に通じるためのバイ
パス室の壁表面６４及びタービンハウジングを通じて形成された排気ガス通路６
２を有する。
【００１６】 バイパスバルブ６０は、排気ガス通路６２を塞ぐようにバイパス室５８内に配
置され、駆動されていない状態にあるときはそこからの排気ガスの流れを防いで
いる。バイパスバルブは従来のタイプのものでよく、好適な実施例においては、
排気ガス通路上に配置されて、そこからの排気ガスの通路を塞ぐキノコ弁又はダ
イアフラム６６を備えたフラッパ・バルブの形態をとっている。駆動アーム６８
は、その一端においてバイパスバルブダイアフラム４８と取り付けられ、ＥＧＲ
室３８の壁部５４の開口部７０を貫通している。このバイパスバルブ駆動アーム
６８は、ＥＧＲ室を通り壁部４４から壁部５４へ延びるスリーブ７２を貫通して
いる。駆動アーム６８は、バイパスバルブダイアフラム６６とは反対の一端にお
いて、例えば排気バルブ及びＥＧＲバルブを駆動するのに役立つ上述した手段の
ような適当な駆動手段（図示せず）に取り付けられるように形成されている。好
適な実施例において、駆動アーム６８は、駆動端７４によって引き起こされる開
口７０及びスリーブ７２内における駆動アームの回転運動によって、バイパスバ
ルブダイアフラム６６を駆動して、排気ガス通路６２を開いたり閉じたりする。
置され、駆動されていない状態にあるときはそこからの排気ガスの流れを防いで
いる。バイパスバルブは従来のタイプのものでよく、好適な実施例においては、
排気ガス通路上に配置されて、そこからの排気ガスの通路を塞ぐキノコ弁又はダ
イアフラム６６を備えたフラッパ・バルブの形態をとっている。駆動アーム６８
は、その一端においてバイパスバルブダイアフラム４８と取り付けられ、ＥＧＲ
室３８の壁部５４の開口部７０を貫通している。このバイパスバルブ駆動アーム
６８は、ＥＧＲ室を通り壁部４４から壁部５４へ延びるスリーブ７２を貫通して
いる。駆動アーム６８は、バイパスバルブダイアフラム６６とは反対の一端にお
いて、例えば排気バルブ及びＥＧＲバルブを駆動するのに役立つ上述した手段の
ような適当な駆動手段（図示せず）に取り付けられるように形成されている。好
適な実施例において、駆動アーム６８は、駆動端７４によって引き起こされる開
口７０及びスリーブ７２内における駆動アームの回転運動によって、バイパスバ
ルブダイアフラム６６を駆動して、排気ガス通路６２を開いたり閉じたりする。
【００１７】 排気バイパスバルブダイアフラム６６の排気ガス通路６２上への取り付けは、
タービンハウジングうず型室内において排気ガスがそこから出ていくことを防ぐ
ものである。吸気の圧力を所望の値よりも大きくするようなターボチャージャー
動作条件のもとで、例えば吸気マニホールド圧力センサからバイパスバルブ駆動
手段へ送られる制御信号に応じて、バイパスバルブ６０は駆動される。一端駆動
されると、バイパスバルブ６０は、タービンうず型室から排気ガス通路６２を通
り、排気ガスがタービンエルボー鋳造物の排気ガス排出口１４よりターボチャー
ジャーから流れ出るタービンハウジングの中央開口３４への排気ガスの通路を可
能とする。ターボチャージャーの動作中にタービンハウジングうず型室から排気
ガスを取り除くことは、うず型室からタービンブレードへの排気ガスの体積流量
率を減少させ、タービンの回転速度を減少させ、これによってエアコンプレッサ
の回転速度を減少させ、これによってターボチャージャーの燃焼室からの吸気が
圧縮される。一端所望の吸気圧力条件が再構築されたら、シール又は排気ガス通
路６０を覆う量を制限するために、排気バイパスバルブを駆動してもよい。
タービンハウジングうず型室内において排気ガスがそこから出ていくことを防ぐ
ものである。吸気の圧力を所望の値よりも大きくするようなターボチャージャー
動作条件のもとで、例えば吸気マニホールド圧力センサからバイパスバルブ駆動
手段へ送られる制御信号に応じて、バイパスバルブ６０は駆動される。一端駆動
されると、バイパスバルブ６０は、タービンうず型室から排気ガス通路６２を通
り、排気ガスがタービンエルボー鋳造物の排気ガス排出口１４よりターボチャー
ジャーから流れ出るタービンハウジングの中央開口３４への排気ガスの通路を可
能とする。ターボチャージャーの動作中にタービンハウジングうず型室から排気
ガスを取り除くことは、うず型室からタービンブレードへの排気ガスの体積流量
率を減少させ、タービンの回転速度を減少させ、これによってエアコンプレッサ
の回転速度を減少させ、これによってターボチャージャーの燃焼室からの吸気が
圧縮される。一端所望の吸気圧力条件が再構築されたら、シール又は排気ガス通
路６０を覆う量を制限するために、排気バイパスバルブを駆動してもよい。
【００１８】 この発明の原理にしたがって構成されたターボチャージャー・タービンハウジ
ング及びタービンエルボー鋳造物は、従来のプラクティスにしたがって共に取り
付けられ、従来よりターボチャージャーに関連する他の部品と連結されて、排気
バルブ、ＥＧＲ制御バルブ及び排気バイパス、すなわちウェストゲートバルブを
一体化した、内燃エンジン用ターボチャージャーを提供する。この発明の特徴は
、ＥＧＲ制御バルブと排気バイパスバルブとの双方が、エンジンとターボチャー
ジャーに対して個々の補助的なデバイスなのではなく、ターボチャージャー自身
の構造内に一体化されていることであり、これによってエンジンコンパートメン
ト内において付加的な空間が必要となることを避け、現代のエンジンコンパート
メント内の限られた空間を最大化することである。加えて、この発明の原理にし
たがって構成されたターボチャージャー・タービンハウジングとタービンエルボ
ー鋳造物は、ターボチャージャー又はＥＧＲ制御バルブの性能に反対の影響を与
えないように、ＥＧＲ制御バルブと排気バイパスバルブをその中に一体化してい
る。
ング及びタービンエルボー鋳造物は、従来のプラクティスにしたがって共に取り
付けられ、従来よりターボチャージャーに関連する他の部品と連結されて、排気
バルブ、ＥＧＲ制御バルブ及び排気バイパス、すなわちウェストゲートバルブを
一体化した、内燃エンジン用ターボチャージャーを提供する。この発明の特徴は
、ＥＧＲ制御バルブと排気バイパスバルブとの双方が、エンジンとターボチャー
ジャーに対して個々の補助的なデバイスなのではなく、ターボチャージャー自身
の構造内に一体化されていることであり、これによってエンジンコンパートメン
ト内において付加的な空間が必要となることを避け、現代のエンジンコンパート
メント内の限られた空間を最大化することである。加えて、この発明の原理にし
たがって構成されたターボチャージャー・タービンハウジングとタービンエルボ
ー鋳造物は、ターボチャージャー又はＥＧＲ制御バルブの性能に反対の影響を与
えないように、ＥＧＲ制御バルブと排気バイパスバルブをその中に一体化してい
る。
【００１９】 図面に示した実施例に対し、ＥＧＲ制御バルブ及びバイパス制御バルブはター
ビンハウジング内に配置され、ＥＧＲ室とバイパス室は協同してバルブの駆動を
収容する大きさを有し、必要な流れの通路を提供する。他の実施例においては、
１つ又は両方のバルブはエルボー鋳造物内に配置され、そのエルボー鋳造物とタ
ービンハウジングのバイパス室とＥＧＲ室はそれぞれ適正な大きさに調整されて
いる。
ビンハウジング内に配置され、ＥＧＲ室とバイパス室は協同してバルブの駆動を
収容する大きさを有し、必要な流れの通路を提供する。他の実施例においては、
１つ又は両方のバルブはエルボー鋳造物内に配置され、そのエルボー鋳造物とタ
ービンハウジングのバイパス室とＥＧＲ室はそれぞれ適正な大きさに調整されて
いる。
【００２０】 特許法令によって要求されるように発明を詳細に説明したが、この技術分野の
当業者は、ここに開示された特定の実施例に対する変更や置換を認識するであろ
う。そのような変更は以下の請求の範囲に定義されるように、本発明の範囲と目
的の範囲内である。
当業者は、ここに開示された特定の実施例に対する変更や置換を認識するであろ
う。そのような変更は以下の請求の範囲に定義されるように、本発明の範囲と目
的の範囲内である。
図面の説明 本発明の詳細と特徴は、詳細な説明と以下の図面を参照することによってより
明確に理解されるであろう。
明確に理解されるであろう。
【図１】 図１は、この発明の原理にしたがって構成されたターボチャージ
ャー・タービンハウジングエルボー鋳造物の第１の斜視図である。
ャー・タービンハウジングエルボー鋳造物の第１の斜視図である。
【図２】 第２図は、この発明の原理にしたがって構成されたターボチャー
ジャー・タービンハウジングの側面図である。
ジャー・タービンハウジングの側面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＵ ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 3G005 EA04 EA16 FA35 FA45 FA51 GA03 GB02 GB07 GB26 GB27 GB28 GB86 3G062 AA05 DA01 DA02 EA04 EC02 EC07 EC17 ED01 ED10 ED11
Claims (2)
- 【請求項１】 タービンハウジングと、ＥＧＲ制御バルブと、排気バイパスバルブと、ＥＧＲ
室からのＥＧＲガスの流れる通路とを備え、 前記タービンハウジングは、 その内部に配置され、前記ハウジングの排気ガス排出口から隔てられたＥＧＲ
室であって、前記ＥＧＲ室から前記タービンハウジング内のうず型室へ延びる排
気ガス通路を有するＥＧＲ室と、 その内部に配置され、前記ＥＧＲ室から隔てられ、かつ前記ハウジングの排気
ガス排気口との排気ガスの流れが連通する排気バイパス室であって、前記バイパ
ス室から前記タービンハウジング内のうず型室へ延びるバイパス排気ガス通路を
有する排気バイパス室とを有し、 前記ＥＧＲ制御バルブは、 前記ＥＧＲ室内に配置され、前記排気ガス通路上にあって前記うず型室から前
記タービンハウジングより出ていく排気ガスの通路を制御し、 前記排気バイパスバルブは、 前記バイパス室内に配置され、前記排気ガス通路上にあって前記うず型室から
前記タービンハウジングより出ていく排気ガスの通路を制御する ことを特徴とする内燃エンジン用のターボチャージャー。 - 【請求項２】 請求項１に記載されたターボチャージャーにおいて、さらに 前記タービンハウジングに取り付けられたタービンエルボー鋳造物であって、 内部を貫通し、前記タービンハウジング排気ガス排出口と隣接する排気ガス排
出口と、 前記タービンエルボー鋳造物の排気ガス排出口内に配置された排気バルブとを
備えたタービンエルボー鋳造物を備え、 前記ＥＧＲガスの流れの通路は、 前記タービンエルボー鋳造物内部の前記タービンハウジングＥＧＲ室の反対側
に配置されたＥＧＲ室と、 前記タービンエルボー鋳造物内部の前記タービンハウジングバイパス室の反対
側に配置された排気バイパス室とからなり、 前記タービンエルボー鋳造物ＥＧＲ室は、前記タービンエルボー鋳造物平気ガ
ス排出口から隔てられており、 前記タービンエルボー鋳造物バイパス室は、前記タービンエルボー鋳造物ＥＧ
Ｒ室から隔てられ、かつ前記タービンエルボー鋳造物排気ガス排気口と排気の流
れが連通している ことを特徴とするターボチャージャー。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US6815897P | 1997-12-18 | 1997-12-18 | |
| US60/068,158 | 1997-12-18 | ||
| US09/211,843 | 1998-12-15 | ||
| US09/211,843 US6000222A (en) | 1997-12-18 | 1998-12-15 | Turbocharger with integral turbine exhaust gas recirculation control valve and exhaust gas bypass valve |
| PCT/US1998/026760 WO1999031376A1 (en) | 1997-12-18 | 1998-12-16 | Turbocharger with integral turbine exhaust gas recirculation control valve and exhaust gas bypass valve |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002508473A true JP2002508473A (ja) | 2002-03-19 |
Family
ID=26748640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000539256A Pending JP2002508473A (ja) | 1997-12-18 | 1998-12-16 | 統合されたタービン排気ガス再循環制御バルブ及び排気ガスバイパスを備えたターボチャージャー |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1040268B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002508473A (ja) |
| CN (1) | CN1284152A (ja) |
| AU (1) | AU1920699A (ja) |
| BR (1) | BR9815818A (ja) |
| DE (1) | DE69806506T2 (ja) |
| WO (1) | WO1999031376A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9194341B2 (en) | 2011-07-15 | 2015-11-24 | Ihi Corporation | Multistage turbocharging system |
| DE112012002572B4 (de) | 2011-06-22 | 2019-05-09 | Ihi Corp. | Mehrstufiges Turboladersystem |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101649773B (zh) * | 2009-08-27 | 2011-10-12 | 芜湖杰锋汽车动力系统有限公司 | 汽油机增压器旁通阀 |
| US20110067680A1 (en) * | 2009-09-22 | 2011-03-24 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Turbocharger and Air Induction System Incorporating the Same and Method of Making and Using the Same |
| US8573929B2 (en) * | 2010-04-30 | 2013-11-05 | Honeywell International Inc. | Turbocharger with turbine nozzle vanes and an annular rotary bypass valve |
| DE102011077766A1 (de) | 2011-06-17 | 2012-12-20 | Elringklinger Ag | Betätigungseinrichtung für ein Abgasstrom-Steuerelement eines Abgasturboladers |
| CN102392732A (zh) * | 2011-09-24 | 2012-03-28 | 无锡威孚英特迈增压技术有限公司 | 用于两级增压的多阀门旁通阀装置 |
| US10047760B2 (en) | 2014-11-26 | 2018-08-14 | Honeywell International Inc. | Turbine wastegate plug |
| CN106523138B (zh) * | 2016-12-09 | 2019-11-12 | 江苏多为机械工业有限公司 | 一种汽车发动机涡轮增压器弯接头及其生产工艺 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2901041A1 (de) * | 1979-01-12 | 1980-07-17 | Daimler Benz Ag | Abgasturbolader |
| JPS55123344A (en) * | 1979-03-12 | 1980-09-22 | Nissan Motor Co Ltd | Exhaust gas reflex apparatus for diesel engine |
| JPS5746028A (en) * | 1980-09-05 | 1982-03-16 | Hitachi Ltd | Controller for supercharger of internal combustion engine |
| AT403616B (de) * | 1991-09-02 | 1998-04-27 | Avl Verbrennungskraft Messtech | Brennkraftmaschine mit einem einlass- und einem auslasssystem, einem abgasturbolader sowie einem druckspeicher |
| DE4312078C2 (de) * | 1993-04-13 | 1995-06-01 | Daimler Benz Ag | Abgasturbolader für eine aufgeladene Brennkraftmaschine |
-
1998
- 1998-12-16 WO PCT/US1998/026760 patent/WO1999031376A1/en active IP Right Grant
- 1998-12-16 JP JP2000539256A patent/JP2002508473A/ja active Pending
- 1998-12-16 EP EP98963992A patent/EP1040268B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-12-16 DE DE69806506T patent/DE69806506T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-12-16 AU AU19206/99A patent/AU1920699A/en not_active Abandoned
- 1998-12-16 BR BR9815818-0A patent/BR9815818A/pt active Search and Examination
- 1998-12-16 CN CN98813533A patent/CN1284152A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112012002572B4 (de) | 2011-06-22 | 2019-05-09 | Ihi Corp. | Mehrstufiges Turboladersystem |
| US9194341B2 (en) | 2011-07-15 | 2015-11-24 | Ihi Corporation | Multistage turbocharging system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1999031376A1 (en) | 1999-06-24 |
| AU1920699A (en) | 1999-07-05 |
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| DE69806506T2 (de) | 2002-12-12 |
| DE69806506D1 (de) | 2002-08-14 |
| EP1040268B1 (en) | 2002-07-10 |
| EP1040268A1 (en) | 2000-10-04 |
| BR9815818A (pt) | 2001-12-26 |
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