JP2006194135A - 可変ノズルターボチャージャ - Google Patents

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Abstract

【課題】排気浄化用の燃料及びスーツが排気とともにリンク室内に入り込んでも、センタハウジングのリンク室側の表面に付着・堆積するのを抑制して、リンク機構の動きが妨げられないようする。
【解決手段】可変ノズルターボチャージャ16は、タービンホイール25が支持され、かつ冷却水路41を流れる冷却水にて冷却されるセンタハウジング35と、センタハウジング35に固定され、かつタービンホイール25に排気を導くための排気流路を有するタービンハウジング45と、排気流路に設けられた複数のノズルベーン53と、壁面の一部がセンタハウジング35により構成されたリンク室54内に設けられ、かつ複数のノズルベーン53に連結されたリンク機構55とを備える。さらに、センタハウジング35について、リンク室54の壁面を構成する箇所に、同センタハウジング35よりも熱伝導性の低い低熱伝導部65を備える。
【選択図】 図4

Description

本発明は、タービンホイールに吹付けられる排気の流路に可変ノズルを備え、その可変ノズルの開度を変更して排気の流速を調整するようにした可変ノズルターボチャージャに関するものである。
エンジンに搭載される一般的なターボチャージャでは、タービンハウジング内にタービンホイールが設けられ、またコンプレッサハウジング内にコンプレッサホイールが設けられ、これらのタービンホイール及びコンプレッサホイールが、センタハウジングに支持されたロータシャフトによって一体回転可能に連結されている。このターボチャージャでは、エンジンの排気通路を流れる排気はタービンハウジング内に流入すると、タービンホイールの周りの排気流路を通った後にタービンホイールに吹付けられる。この排気の吹付けによりタービンホイールが回転すると、その回転はロータシャフトを介してコンプレッサホイールに伝達される。こうしてコンプレッサホイールが回転することにより、エンジンの吸気通路を流れる空気がコンプレッサハウジングを通過する過程で圧縮される。この圧縮により、空気の圧力(過給圧)が高められ、その結果、空気が強制的にエンジンの燃焼室に送り込まれる。
また、上記ターボチャージャの一形態として、排気流路に複数の可変ノズルを備え、それらの可変ノズルの開度を変更して排気の流速を調整するようにした可変ノズルターボチャージャが知られている(例えば、特許文献1参照)。複数の可変ノズルは、タービンホイールの周りに略等角度毎に配置されている。これらの可変ノズルは、センタハウジング及び排気流路間に配置されたノズルリングに回動可能に支持されている。タービンハウジング、センタハウジング及びノズルリングによって囲まれた空間はリンク室となっており、このリンク室内に設けられたリンク機構を介してアクチュエータが上記可変ノズルに連結されている。そのため、アクチュエータが作動すると、その動きがリンク機構を通じて全ての可変ノズルに伝達され、同可変ノズルが同期して同一方向へ回動させられる。この回動により、隣合う可変ノズル間の間隙が変化し、同間隙を通ってタービンホイールに吹付けられる排気の流速が調整される。
特開2003−49675号公報
ところが、上記可変ノズルターボチャージャを、燃焼室内での燃焼に供される燃料の噴射とは別に、排気浄化用の燃料を噴射するようにしたディーゼルエンジンに適用した場合には、次に示す現象が起るおそれがある。
上記可変ノズルターボチャージャでは、その構成部材間、例えばタービンハウジング及びノズルリング間に少なからず隙間が存在する。そのため、上記排気流路内の排気圧力が上昇してリンク室内の排気圧力よりも高くなると、排気の一部は、排気流路からタービンホイールに向う途中で上記隙間を通り、リンク室内に流入する。この際、排気中に含まれる粒子状物質(PM)等からなるスーツもまた排気とともにリンク室内に入り込む。また、排気浄化のために噴射された燃料は、排気温度が低いと十分気化しなかったり、低温のタービンハウジングの表面で凝集したりする。こうした気化の不十分な燃料や凝集した排気浄化用燃料もまた、上記排気に乗って排気流路から上記隙間を通りリンク室に入り込む。
一方、上記リンク室の壁面の温度、特に、同壁面の一部を構成するセンタハウジングの表面温度については排気流路の温度に比べて低い。これは、センタハウジング内には冷却水路が形成されていて、ここを冷却水が流れるからである。そのため、リンク室内の排気の温度は、センタハウジングによる壁面近傍で最も低く、同壁面から離れるに従い高くなる。こうした温度勾配が大きいと、熱泳動により、排気中の排気浄化用燃料がセンタハウジングの表面に付着し、この排気浄化用燃料によって濡れた箇所に同排気中のスーツが付着・堆積する。そして、上記排気浄化用燃料の付着、及びスーツの付着・堆積が進行すると、この堆積物がリンク機構の動きを妨げるおそれがある。
なお、上記特許文献1には、可変ノズルの固着が発生する時期を推定するとともに、その推定した時期よりも前に可変ノズルを強制的に開閉させる技術が記載されている。この技術によれば、スーツが堆積して固着が発生しそうな状況になった場合、可変ノズルの強制開閉によりスーツを取除くことが可能であるが、その固着の原因となる排気浄化用燃料の付着やスーツの付着・堆積を抑制することについては考慮されていない。
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、排気浄化用の燃料及びスーツが排気とともにリンク室内に入り込んでも、センタハウジングのリンク室側の表面に付着・堆積するのを抑制して、リンク機構の動きが妨げられないようにすることのできる可変ノズルターボチャージャを提供することにある。
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の発明では、排気を浄化するための燃料を噴射するディーゼルエンジンに用いられるものであり、タービンホイールが支持され、かつ冷却手段にて冷却されるセンタハウジングと、前記センタハウジングに固定され、かつ前記タービンホイールに排気を導くための排気流路を有するタービンハウジングと、前記排気流路に設けられた複数の可変ノズルと、壁面の一部が前記センタハウジングにより構成されたリンク室内に設けられ、かつ前記複数の可変ノズルに連結されたリンク機構とを備え、前記リンク機構を通じて前記複数の可変ノズルの開度を変更することにより、隣合う可変ノズル間の間隙を通って前記タービンホイールに吹付けられる排気の流速を調整するようにした可変ノズルターボチャージャにおいて、前記センタハウジングについて、前記リンク室の壁面を構成する箇所又はその近傍に、同センタハウジングよりも低い熱伝導性を有する低熱伝導部を設けている。
上記の構成によれば、可変ノズルターボチャージャでは、ディーゼルエンジンの排気がタービンハウジング内の排気流路を流れる過程で、隣合う可変ノズル間の間隙を通ってタービンホイールに吹付けられる。また、排気流路に設けられた複数の可変ノズルの開度がリンク機構を通じて調整されると、この調整に応じて、隣合う可変ノズル間の間隙が変化し、同間隙を通ってタービンホイールに吹付けられる排気の流速が変化する。
ここで、上記排気流路を流れる排気が、可変ノズルターボチャージャの構成部材間の隙間を通りリンク室内に入り込むことがある。上記排気が、スーツと、排気温度が低いために気化が十分でない排気浄化用燃料とを含むものである場合、これらのスーツ及び排気浄化用燃料を伴って上記隙間を通ってリンク室内に入り込むことがある。
一方、上記リンク室の壁面の一部を構成するセンタハウジングは冷却手段によって冷却されていて、温度が低くなっている。しかし、このセンタハウジングについて、リンク室の壁面を構成する箇所又はその近傍には低熱伝導部が設けられている。この低熱伝導部は、センタハウジングよりも低い熱伝導性を有し、冷却手段の熱のリンク室側への伝導を妨げようとする。そのため、センタハウジングについてリンク室の壁面を構成する箇所が、冷却手段による熱の影響を受けにくくなる。低熱伝導部が設けられない場合に比べて、センタハウジングについてリンク室の壁面を構成する箇所の温度が高くなる。それに伴いリンク室内における排気の温度勾配が小さくなり、排気中の排気浄化用燃料及びスーツが受ける熱泳動力が小さくなる。センタハウジングの表面に直接又は間接的に付着する排気浄化用燃料が少なくなるとともに、この燃料によって濡れた箇所に付着・堆積するスーツの量が減少する。その結果、スーツの堆積物がリンク機構の動きを妨げるのを抑制することができる。
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記低熱伝導部は断熱材により形成され、前記センタハウジングについて、前記リンク室の壁面を構成する箇所に設けられているとする。
上記の構成によれば、低熱伝導部として断熱材を用いることで、冷却手段の熱が同断熱材のリンク室側の表面に伝導されるのを遮断することができる。他の部材を低熱伝導部として用いた場合に比べて、低熱伝導部のリンク室側の表面温度を高くして、リンク室内における排気の温度勾配を小さくすることができ、請求項1に記載の発明の効果を確実に得ることができる。
請求項3に記載の発明では、請求項1又は2に記載の発明において、前記低熱伝導部は、前記センタハウジングについて、前記リンク室の壁面を構成する箇所の近傍に設けられた空隙からなるとする。
上記の構成によれば、センタハウジングに設けられた空隙内の空気は同センタハウジングよりも低い熱伝導性を有し、冷却手段による熱がリンク室側へ伝導されるのを妨げようとする。そのため、こうした空隙が設けられない場合に比べ、センタハウジングについて空隙よりもリンク室側の温度が高くなって、リンク室内における排気の温度勾配が小さくなり、上記請求項1又は2に記載の発明の効果が確実に得られる。
以下、本発明を具体化した一実施形態について図1〜図4を参照して説明する。図1は、本実施形態が適用される車両用多気筒ディーゼルエンジン(以下、単にエンジンという)11の構成を示している。
エンジン11は、大きくは吸気通路12、燃焼室13、及び排気通路14を備えて構成されている。吸気通路12の最上流部には、同吸気通路12に吸入された空気を浄化するエアクリーナ15が設けられている。エンジン11においては、エアクリーナ15から吸気下流側に向けて順に、ターボチャージャのコンプレッサホイール17、インタークーラ18、及び吸気絞り弁19が配設されている。吸気通路12は、吸気絞り弁19の吸気下流側に設けられた吸気マニホールド21において分岐されており、この分岐部分を通じて、エンジン11の気筒毎の燃焼室13に接続されている。
エンジン11には、燃焼室13内での燃焼に供される燃料を噴射する燃料噴射弁22が気筒毎に設けられている。各燃料噴射弁22には、高圧燃料を蓄圧する高圧燃料配管であるコモンレール23が接続されている。このコモンレール23には、燃料ポンプ(図示略)から吐出された高圧燃料が供給される。
一方、排気通路14には、各燃焼室13から排出された排気を集合させるための排気マニホールド24、及びターボチャージャのタービンホイール25が設けられている。
こうしたエンジン11では、吸気通路12に吸入された空気が、エアクリーナ15で浄化された後、ターボチャージャのコンプレッサホイール17に導入される。コンプレッサホイール17では、導入された空気が圧縮され、インタークーラ18に吐出される。圧縮によって高温となった空気は、インタークーラ18にて冷却された後、吸気絞り弁19及び吸気マニホールド21を介して気筒毎の燃焼室13に分配供給される。こうした吸気通路12内の空気の流量は吸気絞り弁19の開度制御を通じて調整される。
空気の導入された燃焼室13では燃料噴射弁22から燃料が噴射される。そして、吸気通路12を通じて導入された空気と燃料噴射弁22から噴射された燃料との混合気が、燃焼室13内で燃焼される。このときに生じた高温高圧の燃焼ガスによりピストン(図示略)が往復動され、出力軸であるクランクシャフト26が回転されて、エンジン11の駆動力(出力トルク)が得られる。
各燃焼室13での燃焼により生じた排気は、排気マニホールド24を通じてターボチャージャのタービンホイール25に導入される。この導入された排気の流勢によってタービンホイール25が駆動されると、吸気通路12に設けられたコンプレッサホイール17が連動して駆動され、上記空気の圧縮が行われる。
さらに、上記エンジン11には、同エンジン11から排出される排気を浄化するための排気浄化装置27が設けられている。排気浄化装置27は、排気燃料添加弁28を備えるほか、排気浄化触媒として3つの触媒コンバータ(第1触媒コンバータ31、第2触媒コンバータ32、及び第3触媒コンバータ33)を備えて構成されている。
第1触媒コンバータ31はタービンホイール25の排気下流側に配設されている。第1触媒コンバータ31には吸蔵還元型のNOx触媒が担持されており、排気中の窒素酸化物NOxを吸蔵するとともに、還元剤となる未燃燃料成分の噴射供給によりその吸蔵した窒素酸化物NOxを還元して浄化する。第2触媒コンバータ32は第1触媒コンバータ31の排気下流側に配設されている。第2触媒コンバータ32は、排気中のガス成分の通過を許容し、かつ同排気中の微粒子物質PMの通過を阻止する多孔質材によって形成されており、吸蔵還元型のNOx触媒が担持されている。第3触媒コンバータ33は第2触媒コンバータ32の排気下流側に配設されている。第3触媒コンバータ33には、排気中の炭化水素HC及び一酸化炭素COの酸化を通じて排気の浄化を行う酸化触媒が担持されている。
排気燃料添加弁28は、排気通路14のタービンホイール25よりも上流側に設けられている。排気燃料添加弁28は、燃料ポンプから供された燃料を還元剤として排気中に噴射(添加)する。この添加された燃料(排気添加燃料)により、排気を一時的に還元雰囲気とし、第1触媒コンバータ31及び第2触媒コンバータ32に吸蔵されている窒素酸化物NOxを還元浄化する。さらに、第2触媒コンバータ32では微粒子物質PMの浄化も同時に実行する。
ところで、本実施形態では、上記ターボチャージャとして、タービンホイール25に吹付けられる排気の流速を調整するための可変ノズル機構34を有する可変ノズルターボチャージャ16が用いられている。次に、この可変ノズルターボチャージャ16の具体的な構成について説明する。
図2に示すように、可変ノズルターボチャージャ16の略中央部分を構成するセンタハウジング35は、ロータシャフト36を回転可能に支持してなる本体部37と、その本体部37の外周部において、ロータシャフト36の軸線Lに沿う方向(軸方向)についての両側に一体に設けられたフランジ部38,39とを備える。本体部37の内部には、一般的な可変ノズルターボチャージャと同様に冷却水路41が設けられており、この冷却水路41と、同水路41を流れる冷却水とによってセンタハウジング35を冷却するための冷却手段が構成されている。
ロータシャフト36の両端部には、上述したコンプレッサホイール17及びタービンホイール25が取付けられている。センタハウジング35のフランジ部38にはコンプレッサハウジング42が取付けられている。コンプレッサハウジング42における軸線L上には吸気取入口43が開口されている。また、コンプレッサハウジング42の内部において、コンプレッサホイール17の周りには、渦巻き状に延びて前記吸気通路12に連通するコンプレッサ通路44が設けられている。そのため、コンプレッサハウジング42内では、ロータシャフト36の回転に基づきコンプレッサホイール17が軸線Lを中心に回転すると、空気が吸気取入口43及びコンプレッサ通路44を順に通って吸気通路12へ強制的に送り出される。
一方、センタハウジング35のフランジ部39にはタービンハウジング45が取付けられている。タービンハウジング45の内部には、タービンホイール25に排気を導くための排気流路が設けられている。排気流路は、スクロール通路46及びノズル通路47を備えて構成されている。スクロール通路46はタービンホイール25の周りに渦巻き状に形成されている。スクロール通路46は、エンジン11の前記排気通路14に連通しており、燃焼室13からの排気が排気通路14を通ってスクロール通路46に送り込まれる。ノズル通路47はスクロール通路46の内周側に形成され、同スクロール通路46及びタービンホイール25間を連通させている。そのため、スクロール通路46に送り込まれた上記排気は、ノズル通路47を経てタービンホイール25に吹付けられる。この吹付けにより、タービンホイール25が軸線Lを中心に回転する。タービンハウジング45における軸線L上には排気排出口48が開口されており、上記タービンホイール25に吹付けられた後の排気は、この排気排出口48を通じて排気通路14の下流側へ送り出される。
次に、タービンホイール25に吹付けられる排気の流速を調整するための可変ノズル機構34について、図3及び図4を参照して説明する。なお、図3(A)は可変ノズル機構34の断面図を示し、図3(B)は可変ノズル機構34の側面図を示している。また、図4は、可変ノズルターボチャージャ16における可変ノズル機構34及びその周辺部分の拡大断面図を示している。
可変ノズル機構34は、リング状に形成されたノズルバックプレート51を備えている。ノズルバックプレート51は、センタハウジング35の本体部37上であって、フランジ部39からタービンホイール25側(図4の左側)へ離間した箇所に装着されており、前記ノズル通路47に面している。ノズルバックプレート51は、ボルト等の締結部材(図示略)によってタービンハウジング45に取付けられている。
ノズルバックプレート51には、複数の軸52が同ノズルバックプレート51の円心を中心として等角度毎に設けられている。各軸52は、ノズルバックプレート51に対し、その厚み方向に貫通して回動可能に支持されている。各軸52のスクロール通路46側の端部には、ノズルベーン53が可変ノズルとして固定されている。
可変ノズル機構34は、リンク室54内に組込まれ、かつ上記複数のノズルベーン53を同期して回動させるためのリンク機構55を備えている。リンク室54は、前記ノズルバックプレート51を挟んでノズル通路47とは反対側(図4の右側)に設けられている。より詳しくは、リンク室54は、可変ノズルターボチャージャ16の構成部材であるノズルバックプレート51、タービンハウジング45及びセンタハウジング35によって囲まれた空間によって構成されている。表現を変えると、これらの構成部材の表面がリンク室54の壁面を構成している。特に、センタハウジング35については、本体部37の外周面の一部、及びフランジ部39のタービンホイール25側の面の一部がリンク室54の壁面を構成している。
次に、リンク機構55の詳細について説明すると、各軸52のノズル通路47とは反対側の端部(図4の右端部)には、同軸52と直交してノズルバックプレート51の外縁部に向けて延びる開閉レバー56が固定されている。開閉レバー56の先端には、二股に分岐した一対の挟持部56Aが形成されている。
一方、開閉レバー56及びノズルバックプレート51間であって、そのノズルバックプレート51と同軸上にはリングプレート57が回動可能に設けられている。リングプレート57には、その円心を中心として等角度毎に複数のピン58が設けられており、それらピン58が各開閉レバー56の両挟持部56Aによって挟持されている。このようにして、複数のノズルベーン53及びリングプレート57が、そのノズルベーン53毎の軸52、開閉レバー56等によって連結されている。
そして、リングプレート57がその円心を中心に回動されると、各ピン58が各開閉レバー56の挟持部56Aをリングプレート57の回動方向へ押す。その結果、それら開閉レバー56は軸52を回動させる。軸52の回動に伴い各ノズルベーン53は、同軸52を中心にして各々同期した状態で開閉動作する。
さらに、可変ノズルターボチャージャ16には、上記リンク機構55を作動させるべくリングプレート57を回動させるための駆動機構が設けられている。詳しくは、リングプレート57の外縁部(図4の下端部)にはピン59が設けられている。一方、センタハウジング35には支軸61が回動可能に挿通されており、その支軸61のリンク室54側(図4の左側)の端部に駆動レバー62が固定され、反対側(図4の右側)の端部に操作片63が固定されている。そして、駆動レバー62が上記ピン59に回動可能に連結されている。また、操作片63には電動モータ等のアクチュエータ64が連結されている。
そのため、アクチュエータ64の駆動により操作片63が操作されて支軸61が回動させられると、その支軸61の回動に伴い駆動レバー62が支軸61を中心に回動する。その結果、リングプレート57が、駆動レバー62によりピン59を介して周方向に押され、軸線Lを中心に回動する。このリングプレート57の回動により、隣合うノズルベーン53間の隙間が、各ノズルベーン53の回動角度(ノズル開度)に応じた大きさとなり、同間隙を通ってタービンホイール25に吹付けられる排気の流速が調整される。例えば、ノズルベーン53が閉じ側に回動すると、タービンホイール25に吹付けられる排気の流速が大となる。反対に、ノズルベーン53が開き側に回動すると、タービンホイール25に吹付けられる排気の流速が小となる。
さらに、タービンホイール25へ吹付けられる排気の流速を調節することにより、同タービンホイール25、ロータシャフト36及びコンプレッサホイール17の回転速度が適宜に調節され、ひいては過給圧が調整される。こうした過給圧の調整を行うことにより、エンジン11の出力向上と燃焼室13内の過剰圧防止との両立が図られる。
また、本実施形態では、センタハウジング35の表面について、リンク室54の壁面を構成する箇所、すなわち、本体部37の外周面及びフランジ部39のタービンホイール25側の面に低熱伝導部65が設けられている。なお、センタハウジング35におけるこれらの面を、以下、「リンク室側の表面」という。この低熱伝導部65は、センタハウジング35を構成する材料よりも熱伝導率の小さな材料によって形成されていて、センタハウジング35よりも低い熱伝導性を有する。ここでは、低熱伝導部65が断熱材によって薄板状に形成されていて、センタハウジング35のリンク室側の表面に固定されている。断熱材としては、例えばセラミック等の無機質材料を用いることができる。また、センタハウジング35のリンク室側の表面に断熱材からなる被膜を形成し、これを低熱伝導部65としてもよい。
上記のように構成された可変ノズルターボチャージャ16では、その構成部材であるタービンハウジング45とノズルバックプレート51の外周面との間に少なからず隙間66(図4参照)が存在する。そのため、スクロール通路46内の排気圧力が上昇してリンク室54内の排気圧力よりも高くなると、排気が、スクロール通路46からノズル通路47を経てタービンホイール25に向う途中で、上記隙間66を通ってリンク室54内に入り込むことがある。排気が、スーツと、排気温度が低いために気化が十分でない排気浄化用燃料とを含むものである場合、これらのスーツ及び排気浄化用燃料を伴って上記隙間66を通ってリンク室54内に入り込むことがある。排気温度が低い状況としては、例えば車両が長時間渋滞運転を続けた場合が挙げられる。
一方、リンク室54の壁面の一部を構成するセンタハウジング35は、冷却水路41を流れる冷却水によって冷却されていて、温度が低くなっている。しかし、本実施形態では、このセンタハウジング35のリンク室側の表面である、本体部37の外周面及びフランジ部39のタービンホイール25側の面に低熱伝導部65が固定されている。この低熱伝導部65は、センタハウジング35よりも低い熱伝導性を有する。そのため、センタハウジング35に代わってリンク室54の壁面を構成する低熱伝導部65のリンク室側の表面が、本体部37の冷却水路41を流れる冷却水による熱の影響を受けにくくなる。こうした低熱伝導部65が設けられていない場合に比べて、センタハウジング35によるリンク室54の壁面の温度が高くなる。それに伴いリンク室54内における排気の温度勾配が小さくなり、排気中の排気浄化用燃料及びスーツが受ける熱泳動力が小さくなる。熱泳動は、温度勾配を有する気体(排気)中に浮遊している粒子(排気浄化用燃料、スーツ)が、低温側の気体分子よりも高温側の気体分子からより大きな運動量を受けるために、温度勾配とは逆方向の力を受けて低温側へ向けて移動する現象である。ここでは、上記のように熱泳動力が小さくなることから、低熱伝導部65の表面に付着する排気浄化用燃料が少なくなるとともに、この付着した排気浄化用燃料によって濡れた箇所に付着・堆積するスーツの量が減少する。
さらに、上記のように熱泳動力が小さくなることから、センタハウジング35のリンク室側の表面に付着・堆積することなく排気中で浮遊し続けるスーツや排気浄化用燃料が多くなる。これらのスーツや排気浄化用燃料は、エンジン11の排気脈動に伴い排気圧力が変動し、リンク室54内の排気圧力がスクロール通路46内の排気圧力よりも高くなったときに、排気に乗って上記隙間66を通ってノズル通路47等の排気流路に戻される。このようにして戻される分、リンク室54内で排気に浮遊するスーツや排気浄化用燃料が減少することとなる。この点からも、センタハウジング35の表面に対する排気浄化用燃料の付着量やスーツの付着・堆積量が減少する。
以上詳述した本実施形態によれば、次の効果が得られる。
(1)センタハウジング35について、リンク室54の壁面を構成する箇所に、センタハウジング35よりも低い熱伝導性を有する低熱伝導部65を設けることで、リンク室54の壁面を構成する箇所である低熱伝導部65のリンク室側の表面近傍については、冷却水の熱の影響を受けにくくしている。この構成により、低熱伝導部65を設けない場合に比べて、低熱伝導部65のリンク室側の表面温度を高くしている。そのため、リンク室54内における排気の温度勾配を小さくすることで、排気中のスーツ及び排気浄化用燃料が受ける熱泳動力を小さくして、低熱伝導部65のリンク室側の表面に対する排気浄化用燃料の付着量や、スーツの付着・堆積量を減少させることができる。また、センタハウジング35の表面に付着・堆積せずに排気中に浮遊するスーツ及び排気浄化用燃料については、エンジン11の排気脈動に伴う排気圧力の変動により排気流路が戻される。そのため、低熱伝導部65に対する排気浄化用燃料の付着量、スーツの付着・堆積量を一層少なくすることができる。その結果、低熱伝導部65の表面に堆積したスーツによってリンク機構55の作動が妨げられる不具合を抑制することができる。
(2)センタハウジング35について、リンク室54の壁面を構成する箇所にのみ上記低熱伝導部65を設けている。そのため、冷却の必要なセンタハウジング35の大部分については冷却水による冷却を行いつつ、上記(1)の効果を得ることができる。
(3)センタハウジング35の表面についてリンク室54の壁面を構成する箇所に断熱材を設けることで低熱伝導部65とし、その断熱材のリンク室側の表面をリンク室54の実質的な壁面としている。そのため、断熱材によって、冷却水の熱が同壁面に伝導されるのを遮断することができる。他の部材を低熱伝導部65として用いた場合に比べて、同断熱材のリンク室54側の面の温度を高くして、リンク室54内における排気の温度勾配を小さくすることができ、上記(1)に記載の発明の効果を確実なものとすることができる。
なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
・上記実施形態における低熱伝導部として多孔質の断熱材を用いてもよい。
・上記実施形態において、低熱伝導部65として用いる材料は断熱材に限られるものではなく、センタハウジング35よりも熱伝導率の小さな材料であればよい。このような材料を用いた場合にも、センタハウジング35のリンク室側の表面温度を、低熱伝導部を設けない場合よりも高くすることができる。
・低熱伝導部として、上記断熱材とは異なる態様を採用してもよい。図5にその一態様を示す。この態様では、センタハウジング35について、リンク室54の壁面を構成する箇所の近傍、すなわち、本体部37の外周面の近傍、及びフランジ部39のタービンホイール25側の面の近傍に空隙が設けられており、この空隙によって低熱伝導部71が構成されている。空隙内の空気の伝導率は、センタハウジング35を構成する材料の熱伝導率よりも小さく、従って、この態様での低熱伝導部71もまたセンタハウジング35よりも低い熱伝導性を有する。
上記空隙内の空気は、冷却水路41を流れる冷却水の熱が、センタハウジング35について空隙よりもリンク室側の部分に伝導されるのを妨げる。従って、こうした空隙が設けられない場合に比べて、センタハウジング35のリンク室54側の表面温度が高くなって、リンク室54内における排気の温度勾配が小さくなる。そのため、この態様でも上述した実施形態と同様の作用及び効果が得られる。
・センタハウジング35内に閉空間を設け、ここにセンタハウジング35よりも熱伝導率の小さな気体(空気を除く)、液体、固体等を充填してもよい。
・遮熱板をセンタハウジング35のリンク室54側の表面から離間させた状態で配置し、この遮熱板とセンタハウジング35との間に断熱空間を形成して、これを低熱伝導部としてもよい。
・断熱材からなる低熱伝導部65と、空隙からなる低熱伝導部71との両者をセンタハウジング35に設けてもよい。
・本発明は、センタハウジング35を、冷却水路及び冷却水とは異なる冷却手段によって冷却するようにした可変ノズルターボチャージャにも適用可能である。
・本発明は、排気浄化用の燃料を排気燃料添加弁28から噴射供給(添加)するものに代え、いわゆるアフター噴射やポスト噴射と呼ばれる噴射を行うようにしたディーゼルエンジンにも適用可能である。アフター噴射(ポスト噴射)は、燃料噴射弁22において、燃焼室内での燃焼に供される燃料の噴射(パイロット噴射やメイン噴射など)がなされた後の膨張行程中や排気行程中に行われる燃料噴射である。
本発明を具体化した一実施形態において、可変ノズルターボチャージャが搭載されたディーゼルエンジンの構成を示す略図。 図1における可変ノズルターボチャージャの断面図。 (A)は可変ノズル機構の断面図、(B)は側面図。 可変ノズルターボチャージャにおけるリンク室及びその周辺部分の拡大断面図。 空隙によって低熱伝導部を構成した別の実施形態について、リンク室及びその周辺部分を示す拡大断面図。
符号の説明
11…ディーゼルエンジン、16…可変ノズルターボチャージャ、25…タービンホイール、35…センタハウジング、41…冷却水路(冷却手段の一部を構成)、45…タービンハウジング、53…ノズルベーン(可変ノズル)、54…リンク室、55…リンク機構、65,71…低熱伝導部。

Claims (3)

  1. 排気を浄化するための燃料を噴射するディーゼルエンジンに用いられるものであり、
    タービンホイールが支持され、かつ冷却手段にて冷却されるセンタハウジングと、
    前記センタハウジングに固定され、かつ前記タービンホイールに排気を導くための排気流路を有するタービンハウジングと、
    前記排気流路に設けられた複数の可変ノズルと、
    壁面の一部が前記センタハウジングにより構成されたリンク室内に設けられ、かつ前記複数の可変ノズルに連結されたリンク機構と
    を備え、前記リンク機構を通じて前記複数の可変ノズルの開度を変更することにより、隣合う可変ノズル間の間隙を通って前記タービンホイールに吹付けられる排気の流速を調整するようにした可変ノズルターボチャージャにおいて、
    前記センタハウジングについて、前記リンク室の壁面を構成する箇所又はその近傍に、同センタハウジングよりも低い熱伝導性を有する低熱伝導部を設けることを特徴とする可変ノズルターボチャージャ。
  2. 前記低熱伝導部は断熱材により形成され、前記センタハウジングについて、前記リンク室の壁面を構成する箇所に設けられている請求項1に記載の可変ノズルターボチャージャ。
  3. 前記低熱伝導部は、前記センタハウジングについて、前記リンク室の壁面を構成する箇所の近傍に設けられた空隙からなる請求項1又は2に記載の可変ノズルターボチャージャ。
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