JP2007077965A - Variable capacity turbocharger - Google Patents

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Atsushi Nakagaki
淳 中垣
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a variable capacity turbocharger with a smoothly slidable nozzle vane. <P>SOLUTION: The variable capacity turbocharger comprises a housing 201, a drive mechanism 202 provided in the housing 201 for driving a nozzle 42 to regulate the flow of exhaust gas, and a hydrocarbon adsorbent 301 provided adjacent to the drive mechanism 202. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、可変容量型ターボチャージャーに関し、より特定的には、炭化水素吸着体を備えた可変容量型ターボチャージャーに関するものである。   The present invention relates to a variable capacity turbocharger, and more particularly to a variable capacity turbocharger provided with a hydrocarbon adsorbent.

現在、主としてディーゼルエンジン向けに、供給する空気量をより的確に制御できる機構を持った可変容量型ターボチャージャーが製造されている。   Currently, a variable capacity turbocharger with a mechanism capable of more accurately controlling the amount of air supplied is manufactured mainly for diesel engines.

この可変容量型ターボチャージャーの一種として、ベーンの向きをさまざまに変化させることでタービンの回転を調整できる、VNターボ(バリアブルノズルターボ)が知られている。タービンに関しては、たとえば特開平11−229886号公報(特許文献1)、特開2005−98193号公報(特許文献2)および特開平9−112392号公報(特許文献3)に開示されている。
特開平11−229886号公報 特開2005−98193号公報 特開平9−112392号公報
As one type of the variable capacity turbocharger, a VN turbo (variable nozzle turbo) is known in which the rotation of the turbine can be adjusted by changing the direction of the vanes. The turbine is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-229886 (Patent Document 1), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-98193 (Patent Document 2) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-112392 (Patent Document 3).
JP-A-11-229886 JP 2005-98193 A JP-A-9-112392

特許文献1では、VNターボのノズルベーンの駆動部に未燃焼の炭化水素(HC)などが侵入しないように、プレートとタービンハウジングの間にシール構造を持たせている。   In Patent Document 1, a seal structure is provided between the plate and the turbine housing so that unburned hydrocarbon (HC) or the like does not enter the drive portion of the nozzle vane of the VN turbo.

特許文献2では、VNターボのハウジングの表面等に酸化触媒をコーティングし、始動直後の排気の浄化を促進している。   In Patent Document 2, an oxidation catalyst is coated on the surface of the housing of the VN turbo to promote exhaust purification immediately after startup.

特許文献3では、インジェクタの噴射口に、酸化触媒のコーティング層を形成している。   In patent document 3, the coating layer of the oxidation catalyst is formed in the injection port of the injector.

上述のようないずれの技術であっても、ノズルを駆動させる駆動機構を円滑に動作させることが困難であるという問題があった。   In any of the above-described techniques, there is a problem that it is difficult to smoothly operate the drive mechanism that drives the nozzle.

そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、ベーンを確実に駆動させることが可能な可変容量型ターボチャージャーを提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a variable capacity turbocharger capable of driving a vane with certainty.

この発明に従った可変容量型ターボチャージャーは、ハウジングと、ハウジングに設けられ、排気の流れを調整するためのベーンを駆動する駆動機構と、駆動機構に隣接するように設けられる炭化水素吸着体とを備える。   A variable capacity turbocharger according to the present invention includes a housing, a drive mechanism that is provided in the housing and drives a vane for adjusting the flow of exhaust, and a hydrocarbon adsorber that is provided adjacent to the drive mechanism. Is provided.

このように構成された可変容量型ターボチャージャーでは、駆動機構に隣接するように炭化水素吸着体が設けられるため、この炭化水素吸着体が未燃焼の炭化水素を吸着することができる。その結果、炭化水素が駆動機構に付着することを防止し、ベーンの円滑な駆動を可能とする。   In the variable capacity type turbocharger configured as described above, the hydrocarbon adsorbent is provided adjacent to the drive mechanism, so that the hydrocarbon adsorbent can adsorb unburned hydrocarbon. As a result, the hydrocarbon is prevented from adhering to the drive mechanism, and the vane can be driven smoothly.

好ましくは、ハウジングには駆動部を収納する内部空間が設けられ、内部空間に炭化水素吸着体が配置される。   Preferably, the housing is provided with an internal space for accommodating the drive unit, and the hydrocarbon adsorbent is disposed in the internal space.

好ましくは、炭化水素吸着体はベーンを保持するノズルプレートを構成する。
好ましくは、駆動機構は、ベーンに接続されるベーンシャフトと、ベーンシャフトを保持するノズルプレートとを含む。炭化水素吸着体は、ベーンシャフトとノズルプレートとの間に介在するブッシュを構成する。
Preferably, the hydrocarbon adsorber constitutes a nozzle plate that holds the vanes.
Preferably, the drive mechanism includes a vane shaft connected to the vane and a nozzle plate that holds the vane shaft. The hydrocarbon adsorber constitutes a bush interposed between the vane shaft and the nozzle plate.

好ましくは、ブッシュを取囲む第一溝と、第一溝に連なり、他の空間まで達する第二溝とがノズルプレートに設けられる。   Preferably, the nozzle plate is provided with a first groove that surrounds the bush and a second groove that continues to the first groove and reaches another space.

この発明に従えば、ベーンをスムーズに駆動させることが可能な可変容量型ターボチャージャーを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a variable capacity turbocharger capable of smoothly driving a vane.

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

(実施の形態1)
図1は、この発明の実施の形態1に従ったディーゼルエンジンシステムを示す概略構成図である。図1のディーゼルエンジンシステムは、ディーゼルエンジンのクリーン排気を実現するために、高圧コモンレール式燃料噴射装置、大容量電子制御EGR(Exhaust Gas Recirculation)クーラ、DPNR(Diesel Particulate NOx Reduction)触媒を組合せ、PM(Particulate Matter)およびNOxを連続かつ同時に低減するシステムである。図1において、内燃機関(以下エンジンという)1000は、燃料供給系100、燃焼室200、吸気系300および排気系400とを主要部として構成される直列4気筒のディーゼルエンジンである。なお、シリンダ数は特に限定されるものではなく、またエンジンの形状も、直列型、V型、W型、水平対向型などのさまざまな形状を採用することが可能である。また、DPNR450は、PMを再生するDPF(Diesel Particulate Filter)であっても採用することが可能である。
(Embodiment 1)
1 is a schematic configuration diagram showing a diesel engine system according to Embodiment 1 of the present invention. The diesel engine system shown in Fig. 1 combines a high-pressure common-rail fuel injection system, a large-capacity electronically controlled EGR (Exhaust Gas Recirculation) cooler, and a DPNR (Diesel Particulate NOx Reduction) catalyst to achieve clean exhaust for diesel engines. (Particulate Matter) and NOx are continuously and simultaneously reduced. In FIG. 1, an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) 1000 is an in-line four-cylinder diesel engine having a fuel supply system 100, a combustion chamber 200, an intake system 300, and an exhaust system 400 as main parts. The number of cylinders is not particularly limited, and various shapes such as an in-line type, a V type, a W type, and a horizontally opposed type can be adopted as the shape of the engine. The DPNR 450 can be adopted even if it is a DPF (Diesel Particulate Filter) for regenerating PM.

燃料供給系100は、サプライポンプ110、コモンレール120、燃料噴射弁130、遮蔽弁140、調量弁160、燃料添加ノズル170、機関燃料通路800および添加燃料通路810とを備えて構成される。   The fuel supply system 100 includes a supply pump 110, a common rail 120, a fuel injection valve 130, a shielding valve 140, a metering valve 160, a fuel addition nozzle 170, an engine fuel passage 800, and an addition fuel passage 810.

サプライポンプ110は、燃料タンクから燃料を汲み上げ、この汲み上げた燃料を高圧にした上で、機関燃料通路800を介してコモンレール120に供給する。コモンレール120は、サプライポンプ110から供給された高圧燃料を所定圧力に保持(蓄圧)する蓄圧室としての機能を有し、この蓄圧した燃料を各燃料噴射弁130に分配する。燃料噴射弁130は、その内部に電磁ソレノイドを備え、適宜開弁して燃焼室200内に燃料を噴射供給する。   The supply pump 110 pumps fuel from the fuel tank, raises the pumped fuel to a high pressure, and supplies the pumped fuel to the common rail 120 via the engine fuel passage 800. The common rail 120 functions as a pressure accumulation chamber that holds (accumulates) the high-pressure fuel supplied from the supply pump 110 at a predetermined pressure, and distributes the accumulated fuel to each fuel injection valve 130. The fuel injection valve 130 includes an electromagnetic solenoid therein, and is appropriately opened to inject fuel into the combustion chamber 200.

サプライポンプ110は、燃料タンクから汲み上げた燃料の一部を、添加燃料通路810を介して燃料添加ノズル(還元剤噴射ノズル)170に供給する。添加燃料通路810には、サプライポンプ110から燃料添加ノズル170に向かって遮蔽弁140および調量弁160が順次配設されている。遮蔽弁140は、緊急時において添加燃料通路810を遮断し、燃料供給を停止する。調量弁160は、燃料添加ノズル170に供給する燃料の圧力(燃圧)を制御する。燃料添加ノズル170は所定圧以上の燃圧(たとえば0.2MPa)が付与されると開弁し、排気系400(排気ポート410)内に燃料を噴射供給する機械式の開閉弁である。すなわち、調量弁160により燃料添加ノズル170上流の燃圧が制御されることにより、所望の燃料が最適なタイミングで燃料添加ノズル170より噴射供給(添加)される。   The supply pump 110 supplies a part of the fuel pumped from the fuel tank to the fuel addition nozzle (reducing agent injection nozzle) 170 via the added fuel passage 810. In the addition fuel passage 810, a shielding valve 140 and a metering valve 160 are sequentially arranged from the supply pump 110 toward the fuel addition nozzle 170. The shielding valve 140 blocks the added fuel passage 810 in an emergency and stops the fuel supply. The metering valve 160 controls the pressure (fuel pressure) of the fuel supplied to the fuel addition nozzle 170. The fuel addition nozzle 170 is a mechanical on-off valve that opens when a fuel pressure (for example, 0.2 MPa) equal to or higher than a predetermined pressure is applied and injects fuel into the exhaust system 400 (exhaust port 410). That is, by controlling the fuel pressure upstream of the fuel addition nozzle 170 by the metering valve 160, desired fuel is supplied (added) from the fuel addition nozzle 170 at an optimal timing.

吸気系300は、各燃焼室200内に供給される吸入空気の通路(吸気通路)を構成する。排気系400は、上流から下流にかけ、排気ポート410、排気マニホールド420、触媒上流側通路430、触媒下流側通路440という各種通路部材が順次接続されて構成され、各燃焼室200から排出される排気ガスの通路(排気通路)を形成する。   The intake system 300 constitutes a passage (intake passage) for intake air supplied into each combustion chamber 200. The exhaust system 400 is configured by connecting various passage members such as an exhaust port 410, an exhaust manifold 420, a catalyst upstream side passage 430, and a catalyst downstream side passage 440 in order from upstream to downstream, and exhaust exhausted from each combustion chamber 200. A gas passage (exhaust passage) is formed.

さらに、このエンジン1000には、過給機(可変容量型ターボチャージャー)1が設けられる。可変容量型ターボチャージャー1は、タービンシャフト7を介してコンプレッサホイール34とタービンホイールアッセンブリ22とが接続された構造を有する。吸気系のコンプレッサホイール34は、吸気系300内の吸気にさらされ、タービンホイールアッセンブリ22は、排気系400内の排気にさらされる。このような構成を有する可変容量型ターボチャージャー1は、タービンホイールアッセンブリ22が受ける排気圧(排気流)を利用して、コンプレッサホイール34を回転させ、吸気圧を高めるという、いわゆる過給を行なう。   Further, the engine 1000 is provided with a supercharger (variable capacity turbocharger) 1. The variable displacement turbocharger 1 has a structure in which a compressor wheel 34 and a turbine wheel assembly 22 are connected via a turbine shaft 7. The compressor wheel 34 of the intake system is exposed to intake air in the intake system 300, and the turbine wheel assembly 22 is exposed to exhaust gas in the exhaust system 400. The variable displacement turbocharger 1 having such a configuration performs so-called supercharging in which the compressor wheel 34 is rotated and the intake pressure is increased by utilizing the exhaust pressure (exhaust flow) received by the turbine wheel assembly 22.

吸気系300において、可変容量型ターボチャージャー1に設けられたインタークーラ310は、過給によって昇温した吸入空気を強制冷却する。インタークーラ310よりもさらに下流に設けられたスロットル弁320は、その開度を無段階に調整することができる電子制御式の開閉弁であり、所定の条件下において吸入空気の流路面積を絞り、吸入空気の供給量を調整(低減)する機能を有する。   In the intake system 300, the intercooler 310 provided in the variable capacity turbocharger 1 forcibly cools the intake air whose temperature has been increased by supercharging. The throttle valve 320 provided further downstream than the intercooler 310 is an electronically controlled on-off valve whose opening degree can be adjusted steplessly, and the flow area of the intake air is reduced under predetermined conditions. And has a function of adjusting (reducing) the amount of intake air supplied.

また、エンジン1000には、燃焼室200の上流(吸気系300)および下流(排気系400)をバイパスする排気還流通路(EGR経路)600が形成されている。このEGR通路600は、排気の一部を適宜吸気系300に戻す機能を有する。EGR通路600には、電子制御によって無段階に開閉され、同通路を流れる排気流量を自在に調整することができるEGR弁610と、EGR通路600を通過(還流)する排気を冷却するためのEGRクーラ620とが設けられている。   Further, the engine 1000 is formed with an exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 600 that bypasses the upstream (intake system 300) and the downstream (exhaust system 400) of the combustion chamber 200. The EGR passage 600 has a function of returning a part of the exhaust to the intake system 300 as appropriate. The EGR passage 600 is opened and closed steplessly by electronic control, and an EGR valve 610 that can freely adjust the flow rate of exhaust gas flowing through the passage, and EGR for cooling the exhaust gas that passes (refluxs) through the EGR passage 600. A cooler 620 is provided.

排気系400において、排気がタービンホイールアッセンブリ22の下流(触媒上流側通路430と触媒下流側通路440)との間には、DPNRにより構成される触媒450が配置される。この触媒450は排気中のNOxおよびPMを減少させる働きがある。エンジン1000の各部位には、各種センサが取付けられており、それぞれの部位の環境条件やエンジン1000の運転状態に関する信号を出力する。   In the exhaust system 400, a catalyst 450 composed of DPNR is disposed between the exhaust gas downstream of the turbine wheel assembly 22 (the catalyst upstream side passage 430 and the catalyst downstream side passage 440). The catalyst 450 serves to reduce NOx and PM in the exhaust. Various sensors are attached to each part of the engine 1000, and signals related to the environmental conditions of each part and the operating state of the engine 1000 are output.

たとえば、レール圧センサ700は、コモンレール120内に蓄えられている燃料の圧力に応じた検出信号を出力する。燃圧センサ710は、添加燃料通路810内を流通する燃料のうち、調量弁160へ導入される燃料の圧力(燃圧)Pgに応じた検出信号を出力する。エアフローメータ720は、吸気系300内のスロットル弁320の下流において吸入空気の流量(吸気量)Gaに応じた検出信号を出力する。空燃比(A/F)センサ730は、吸気系300の触媒ケーシングの下流において排気中の酸素濃度に応じて連続的に変化する検出信号を出力する。排気温センサ740は、同じく排気系400の触媒ケーシング下流において排気の温度(排気温度)Texに応じた検出信号を出力する。   For example, the rail pressure sensor 700 outputs a detection signal corresponding to the fuel pressure stored in the common rail 120. The fuel pressure sensor 710 outputs a detection signal corresponding to the pressure (fuel pressure) Pg of the fuel introduced into the metering valve 160 among the fuel flowing through the added fuel passage 810. The air flow meter 720 outputs a detection signal corresponding to the flow rate (intake amount) Ga of intake air downstream of the throttle valve 320 in the intake system 300. The air-fuel ratio (A / F) sensor 730 outputs a detection signal that continuously changes in accordance with the oxygen concentration in the exhaust gas downstream of the catalyst casing of the intake system 300. Similarly, the exhaust temperature sensor 740 outputs a detection signal corresponding to the exhaust temperature (exhaust temperature) Tex at the downstream of the catalyst casing of the exhaust system 400.

また、アクセル開度センサ750は、エンジン1000のアクセルペダルに取付けられ、同ペダルの踏込み量Accに応じた検出信号を出力する。クランク角センサ760は、エンジン1000の出力軸(クランクシャフト)が一定角度回転する毎に検出信号(パルス)を出力する。これら各センサ700〜760は、電子制御装置(ECU、エンジンコントロールユニットともいう)1100と電気的に接続される。ECU1100は、CPU(中央演算ユニット)、ROM、RAMおよびバックアップRAM、タイマやカウンタなどを備え、これらと、アナログ/デジタル(A/D)変換器を含む外部入力回路および外部出力回路とが双方向性バスにより接続されている。   The accelerator opening sensor 750 is attached to the accelerator pedal of the engine 1000 and outputs a detection signal corresponding to the depression amount Acc of the pedal. The crank angle sensor 760 outputs a detection signal (pulse) every time the output shaft (crankshaft) of the engine 1000 rotates by a certain angle. Each of these sensors 700 to 760 is electrically connected to an electronic control unit (ECU, also referred to as an engine control unit) 1100. ECU 1100 includes a CPU (Central Processing Unit), ROM, RAM and backup RAM, a timer, a counter, and the like, and these are bidirectional with an external input circuit and an external output circuit including an analog / digital (A / D) converter. Connected by a sex bus.

次に、エンジンコントロールユニット1100の実行する燃料添加の基本原理について、その概略を説明する。   Next, an outline of the basic principle of fuel addition performed by the engine control unit 1100 will be described.

一般に、ディーゼルエンジンでは、燃焼室内で燃焼に供される燃料および空気の混合気の酸素濃度は、殆どの運転状態で高濃度状態である。   In general, in a diesel engine, the oxygen concentration of the mixture of fuel and air used for combustion in the combustion chamber is high in most operating conditions.

燃焼に供される気体中の酸素濃度は、燃焼に供されて酸素を差し引いてそのまま排気中の酸素濃度に反映されるのが通常であり、混合気中の酸素濃度(空燃比)が高ければ、排気中の酸素濃度(空燃比)も基本的には同様に高くなる。   The oxygen concentration in the gas used for combustion is usually reflected in the oxygen concentration in the exhaust as it is subtracted from the oxygen used for combustion. If the oxygen concentration (air-fuel ratio) in the mixture is high, The oxygen concentration (air-fuel ratio) in the exhaust gas basically increases similarly.

一方、上述したように吸蔵還元型NOx触媒は排気中の酸素濃度が高ければNOxを吸収し、低ければNOxをNO2もしくはNOに還元して放出する特性を有するため、排気中の酸素濃度が高濃度状態にある限りNOxを吸収することになる。但し、当該触媒のNOx吸収量に限界量が存在し、同触媒が限界量のNOxを吸収した状態では、排気中のNOxが触媒に吸収されず触媒ケーシングを素通りすることになる。 On the other hand, as described above, the NOx storage reduction catalyst has a characteristic of absorbing NOx if the oxygen concentration in the exhaust gas is high and reducing NOx to NO 2 or NO if it is low, so that the oxygen concentration in the exhaust gas is low. As long as the concentration is high, NOx is absorbed. However, when there is a limit amount in the NOx absorption amount of the catalyst and the catalyst absorbs the limit amount of NOx, NOx in the exhaust gas is not absorbed by the catalyst and passes through the catalyst casing.

そこで、エンジン1000のように燃料添加ノズル170を備えた内燃機関では、適当な時期に燃料添加ノズル170を通じ排気系400の触媒450上流に燃料を適量添加(以下、排気添加という)することで、一時的に排気中の酸素濃度を低減し、かつ還元成分量(Hcなど)を増大させる。すると、触媒450は、これまでに吸収したNOxをNO2もしくはNOに還元して放出し、自身がNOx吸収能力を回復(再生)するようになる。放出されたNO2やNOが、HCやCOと反応して速やかにN2に還元される。 Therefore, in an internal combustion engine having a fuel addition nozzle 170 such as the engine 1000, an appropriate amount of fuel is added to the upstream of the catalyst 450 of the exhaust system 400 through the fuel addition nozzle 170 at an appropriate time (hereinafter referred to as exhaust addition). Temporarily reduce the concentration of oxygen in the exhaust gas and increase the amount of reducing components (such as Hc). Then, the catalyst 450 reduces and releases the NOx absorbed so far to NO 2 or NO, and recovers (regenerates) the NOx absorption capability. The released NO 2 or NO reacts with HC or CO and is quickly reduced to N 2 .

なお、この実施の形態では、燃料添加ノズル170を設けている例を示しているが、このような燃料添加ノズル170を設けなくてもよい。   In this embodiment, an example in which the fuel addition nozzle 170 is provided is shown, but such a fuel addition nozzle 170 may not be provided.

また、コモンレール型のディーゼルエンジンについて説明しているが、これに限られるものではなく、通常の列型または分配型の噴射ポンプを有するディーゼルエンジンに本発明を適用することも可能である。   Although a common rail type diesel engine has been described, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to a diesel engine having a normal row type or distribution type injection pump.

次に、タービンの構造について説明する。図2は、この発明の実施の形態1に従った可変容量型ターボチャージャーの一部断面を含む斜視図であり、図3は、図2中のIII−III線に沿った断面図である。図2および図3を参照して、この発明の実施の形態1に従った可変容量型ターボチャージャー1は可変ノズル式ターボチャージャーであり、ハウジング201と、ハウジング201に回転可能に収納されたタービンシャフト7と、タービンシャフト7に取付けられるコンプレッサホイール34およびタービンホイールアッセンブリ22とを有する。   Next, the structure of the turbine will be described. 2 is a perspective view including a partial cross section of the variable capacity turbocharger according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross sectional view taken along line III-III in FIG. 2 and 3, variable displacement turbocharger 1 according to the first embodiment of the present invention is a variable nozzle type turbocharger, and includes housing 201 and turbine shaft rotatably housed in housing 201. 7 and a compressor wheel 34 and a turbine wheel assembly 22 attached to the turbine shaft 7.

ハウジング201は、コンプレッサハウジング2、センターハウジング36およびタービンハウジング48に分割され、中央のセンターハウジング36の両側にコンプレッサハウジング2およびタービンハウジング48が取付けられる構造とされる。コンプレッサハウジング2では、中央部から空気を取り入れて外部へ放出することが可能な形状とされる。具体的には、コンプレッサハウジング2の中央部に空気が導入され、この空気が回転するコンプレッサホイール34により外部方向(半径方向)に向かって加速されて圧縮され、圧縮された空気がインテークマニホールドに導かれる。   The housing 201 is divided into a compressor housing 2, a center housing 36 and a turbine housing 48, and the compressor housing 2 and the turbine housing 48 are attached to both sides of the center housing 36. The compressor housing 2 has a shape that allows air to be taken in from the center and discharged to the outside. Specifically, air is introduced into the central portion of the compressor housing 2, and this air is accelerated and compressed in the outward direction (radial direction) by the rotating compressor wheel 34, and the compressed air is guided to the intake manifold. It is burned.

コンプレッサハウジング2内にはコンプレッサホイール34が収納される。コンプレッサホイール34はタービンシャフト7に固定されており、タービンシャフト7とともに回転する。コンプレッサホイール34はロックナット35によりタービンシャフト7に固定される。コンプレッサホイール34には複数の羽根が設けられており、コンプレッサホイール34が回転するとこの羽根により、空気が遠心力で半径方向に加速されて圧縮される。   A compressor wheel 34 is accommodated in the compressor housing 2. The compressor wheel 34 is fixed to the turbine shaft 7 and rotates together with the turbine shaft 7. The compressor wheel 34 is fixed to the turbine shaft 7 by a lock nut 35. The compressor wheel 34 is provided with a plurality of blades. When the compressor wheel 34 rotates, the blades are accelerated and compressed in the radial direction by centrifugal force.

コンプレッサホイール34に隣接するようにシールリングカラー25が配置される。シールリングカラー25はタービンシャフト7を取囲む形状とされる。   A seal ring collar 25 is disposed adjacent to the compressor wheel 34. The seal ring collar 25 has a shape surrounding the turbine shaft 7.

センターハウジング36は可変容量型ターボチャージャー1の中央部に設けられる。センターハウジング36はスラストベアリング26が配置されている。スラストベアリング26はタービンシャフト7のスラスト方向の荷重を受け止めるためのベアリングであり、オイルなどにより潤滑される。   The center housing 36 is provided at the center of the variable capacity turbocharger 1. The center housing 36 is provided with a thrust bearing 26. The thrust bearing 26 is a bearing for receiving a load in the thrust direction of the turbine shaft 7 and is lubricated by oil or the like.

センターハウジング36には、タービンシャフト7の回転を保持するためのフローティングベアリング24が設けられる。フローティングベアリング24はタービンシャフト7のラジアル方向の荷重を保持する。フローティングベアリング24とタービンシャフト7との間には油膜が介在しており、フローティングベアリング24はタービンシャフト7と直接接触しない。さらに、フローティングベアリング24とセンターハウジング36との間にも油膜が存在し、フローティングベアリング24はセンターハウジング36と直接接触していない。   The center housing 36 is provided with a floating bearing 24 for holding the rotation of the turbine shaft 7. The floating bearing 24 holds a load in the radial direction of the turbine shaft 7. An oil film is interposed between the floating bearing 24 and the turbine shaft 7, and the floating bearing 24 is not in direct contact with the turbine shaft 7. Further, an oil film is also present between the floating bearing 24 and the center housing 36, and the floating bearing 24 is not in direct contact with the center housing 36.

フローティングベアリング24はリテーナリング30により位置決めがされている。
センターハウジング36およびタービンハウジング48には、リンク機構としての駆動機構202が配置される。駆動機構202は、リンク室6に収納されるユニゾンリング45と、ユニゾンリング45の内周側に位置し、ユニゾンリング45と接触するアーム44と、タービンハウジング48に隣接して設けられるノズルプレート43と、複数本のアーム44を駆動させるためのメインアーム37と、アーム44に接続されてノズルベーン42を駆動するベーンシャフト21と、ベーンシャフト21を保持するノズルプレート43とを有する。
The floating bearing 24 is positioned by a retainer ring 30.
A drive mechanism 202 as a link mechanism is disposed in the center housing 36 and the turbine housing 48. The drive mechanism 202 includes a unison ring 45 housed in the link chamber 6, an arm 44 positioned on the inner peripheral side of the unison ring 45, and a nozzle plate 43 provided adjacent to the turbine housing 48. And a main arm 37 for driving a plurality of arms 44, a vane shaft 21 connected to the arms 44 for driving the nozzle vanes 42, and a nozzle plate 43 for holding the vane shafts 21.

駆動機構202は、複数枚のノズルベーン42の角度を調整するための機構であり、ピン40を所定の角度回動させれば、この回動がノズルベーン42に伝わり、ノズルベーン42が回動する構成とされている。具体的には、ピン40には駆動リンク41に接続され、駆動リンク41は駆動シャフト39を中心に回動可能である。駆動シャフト39の外周にはブッシュ38が設けられており、ブッシュ38は駆動シャフト39とセンターハウジング36との間に介在する。駆動シャフト39はメインアーム37と連結されており、駆動シャフト39が回動すれば、この回動がメインアーム37に伝えられる。メインアーム37の内側端部は駆動シャフト39に固定され、外側端部はユニゾンリング45に噛み合っている。そのため、メインアーム37は駆動シャフト39を中心として回動し、この回動がユニゾンリング45に伝えられる。ユニゾンリング45の内周面にはアーム44が嵌まり合っており、ユニゾンリング45が回動すると、この回動はアーム44に伝えられる。アーム44はベーンシャフト21を中心として回動することが可能であり、アーム44の回動はベーンシャフト21に伝えられる。ベーンシャフト21はノズルベーン42と連結されているため、ノズルベーン42はベーンシャフト21およびアーム44とともに回動する。   The drive mechanism 202 is a mechanism for adjusting the angles of the plurality of nozzle vanes 42. When the pin 40 is rotated by a predetermined angle, the rotation is transmitted to the nozzle vanes 42, and the nozzle vanes 42 are rotated. Has been. Specifically, the pin 40 is connected to a drive link 41, and the drive link 41 is rotatable about a drive shaft 39. A bush 38 is provided on the outer periphery of the drive shaft 39, and the bush 38 is interposed between the drive shaft 39 and the center housing 36. The drive shaft 39 is connected to the main arm 37, and this rotation is transmitted to the main arm 37 when the drive shaft 39 rotates. An inner end portion of the main arm 37 is fixed to the drive shaft 39, and an outer end portion is engaged with the unison ring 45. Therefore, the main arm 37 rotates around the drive shaft 39, and this rotation is transmitted to the unison ring 45. The arm 44 is fitted on the inner peripheral surface of the unison ring 45, and when the unison ring 45 rotates, this rotation is transmitted to the arm 44. The arm 44 can rotate about the vane shaft 21, and the rotation of the arm 44 is transmitted to the vane shaft 21. Since the vane shaft 21 is connected to the nozzle vane 42, the nozzle vane 42 rotates together with the vane shaft 21 and the arm 44.

ノズルプレート43はタービンハウジング48と接触しており、タービンハウジング48とセンターハウジング36との間にリンク室6が設けられる。リンク室6は駆動機構を収納するための内部空間である。タービンハウジング48にはタービンハウジング渦室が設けられ、タービンハウジング渦室に排気が供給されて、この排気の流れがタービンホイールアッセンブリ22を回転させる。このタービンホイールアッセンブリ22の回転がタービンシャフト7を介してコンプレッサホイール34へ伝えられる。タービンハウジング48にはスペーサボルト47が取り付けられる。   The nozzle plate 43 is in contact with the turbine housing 48, and the link chamber 6 is provided between the turbine housing 48 and the center housing 36. The link chamber 6 is an internal space for storing the drive mechanism. The turbine housing 48 is provided with a turbine housing vortex chamber, and exhaust gas is supplied to the turbine housing vortex chamber, and the flow of the exhaust gas rotates the turbine wheel assembly 22. The rotation of the turbine wheel assembly 22 is transmitted to the compressor wheel 34 via the turbine shaft 7. Spacer bolts 47 are attached to the turbine housing 48.

図1を参照して、駆動機構202の駆動リンク41はモータロッド302に接続される。モータロッド302は棒状部材であり、リンク303および可変ノズルコントローラ270に接続される。可変ノズルコントローラ270は直流モータ(DCモータ)に接続されており、直流モータが回転することでこの回転が歯車機構およびウォーム機構を介してリンク303へ伝わり、リンク303からモータロッド302を介して駆動リンク41が動かされる。   Referring to FIG. 1, drive link 41 of drive mechanism 202 is connected to motor rod 302. The motor rod 302 is a rod-shaped member and is connected to the link 303 and the variable nozzle controller 270. The variable nozzle controller 270 is connected to a direct current motor (DC motor). When the direct current motor rotates, the rotation is transmitted to the link 303 via the gear mechanism and the worm mechanism, and is driven from the link 303 via the motor rod 302. The link 41 is moved.

リンク303の位置は開度センサ304によって検出され、開度センサ304がリンク303の位置を測定する。これにより可変ノズルとしてのノズルベーン42の傾き角度が検出される。   The position of the link 303 is detected by an opening degree sensor 304, and the opening degree sensor 304 measures the position of the link 303. Thereby, the inclination angle of the nozzle vane 42 as the variable nozzle is detected.

リンク室6内には炭化水素吸着体301が配置される。炭化水素吸着体101は未燃焼の炭化水素を吸着する部材であり、たとえば酸化触媒またはチャコールフィルタにより構成される。炭化水素吸着体301が酸化触媒により構成される場合には、排ガス中に含まれる未燃焼の炭化水素を強制的に酸化することで未燃焼の炭化水素を浄化させる。これにより、ノズルベーン42の摺動不良を回避できる。   A hydrocarbon adsorbent 301 is disposed in the link chamber 6. The hydrocarbon adsorbent 101 is a member that adsorbs unburned hydrocarbon, and is composed of, for example, an oxidation catalyst or a charcoal filter. When the hydrocarbon adsorbent 301 is constituted by an oxidation catalyst, the unburned hydrocarbon is purified by forcibly oxidizing the unburned hydrocarbon contained in the exhaust gas. Thereby, the sliding failure of the nozzle vane 42 can be avoided.

さらに、炭化水素吸着体301がチャコールフィルタの場合には、ガソリンエンジンの燃焼系で採用されているキャニスタと同様の原理により未燃焼の炭化水素を吸着する。PM再生のために燃料が添加される排気ガス低温時は未燃焼の炭化水素(HC)をこの吸着体で吸着させる。フィルタ自身の再生は、エンジン高負荷時(排ガス温度が高く、フィルタ周辺温度も高い)に行なう。また、吸着した燃料が他の領域に流れるような通路がセンターハウジング36またはタービンハウジング48に設けられていてもよい。   Further, when the hydrocarbon adsorbent 301 is a charcoal filter, unburned hydrocarbon is adsorbed on the same principle as a canister employed in a combustion system of a gasoline engine. When the exhaust gas to which fuel is added for PM regeneration is low temperature, unburned hydrocarbon (HC) is adsorbed by this adsorbent. The filter itself is regenerated when the engine is under heavy load (the exhaust gas temperature is high and the filter ambient temperature is high). Further, a passage through which the adsorbed fuel flows to another region may be provided in the center housing 36 or the turbine housing 48.

図4は、図2中の矢印IVで示す方向から見た可変容量型ターボチャージャーの正面図である。図4を参照して、タービンホイールアッセンブリ22の間に互いに等しい距離を隔てるように可変ノズルとしてのノズルベーン42が配置される。ノズルベーン42はノズルプレート43上に位置決めされており、その中央部のベーンシャフト21を中心として所定の角度回動することが可能である。円盤状のノズルプレート43の外周から内周側へ排気が供給され、この排気は隣り合うノズルベーン42の間を通ってタービンホイールアッセンブリ22へ到達し、タービンホイールアッセンブリ22を回転させる。図4では隣り合うノズルベーン42間が最も開いた状態を示しており、この排気流量が最も大きくなる状態を示している。   FIG. 4 is a front view of the variable capacity turbocharger as seen from the direction indicated by arrow IV in FIG. Referring to FIG. 4, nozzle vanes 42 as variable nozzles are arranged between turbine wheel assemblies 22 so as to be spaced apart from each other by an equal distance. The nozzle vane 42 is positioned on the nozzle plate 43 and can be rotated by a predetermined angle around the vane shaft 21 at the center thereof. Exhaust gas is supplied from the outer circumference to the inner circumference side of the disc-shaped nozzle plate 43, and the exhaust gas passes through the adjacent nozzle vanes 42 and reaches the turbine wheel assembly 22 to rotate the turbine wheel assembly 22. FIG. 4 shows a state where the adjacent nozzle vanes 42 are most open, and shows a state where the exhaust gas flow rate becomes the largest.

図5は、この発明の実施の形態1に従った可変容量型ターボチャージャーの制御機構を示すブロック図である。図5を参照して、可変容量型ターボチャージャー(可変ノズル式ターボチャージャー)1は、可変ノズルコントローラ270およびエンジンコントロールユニット1100により制御される。具体的には、エンジンコントロールユニット1100は、イグニッションスイッチ、アクセル開度、エンジン回転数、大気圧、大気温、過給圧および冷却水温などに基づいて要求可変ノズル開度を決定する。この決定したデータが可変ノズルコントローラ270に伝えられる。可変ノズルコントローラ270は、上記データをもとにDCモータの駆動出力を可変容量型ターボチャージャー1に与え、ノズルの開度が決定される。可変容量型ターボチャージャー1では、モータにより、タービンホイールアッセンブリ外周に設けられた可変ノズルとしてのノズルベーン42を開閉し、ターボチャージャーに入力される排ガスの流速や圧力を調整することにより、エンジン回転数および負荷に応じて背圧と過給圧のバランスを最適に制御することが可能となる。   FIG. 5 is a block diagram showing a control mechanism of the variable capacity turbocharger according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, a variable displacement turbocharger (variable nozzle type turbocharger) 1 is controlled by a variable nozzle controller 270 and an engine control unit 1100. Specifically, the engine control unit 1100 determines the required variable nozzle opening based on the ignition switch, accelerator opening, engine speed, atmospheric pressure, atmospheric temperature, supercharging pressure, cooling water temperature, and the like. This determined data is transmitted to the variable nozzle controller 270. The variable nozzle controller 270 gives the drive output of the DC motor to the variable capacity turbocharger 1 based on the above data, and the opening degree of the nozzle is determined. In the variable displacement turbocharger 1, the engine vane 42 is opened and closed by a motor as a variable nozzle provided on the outer periphery of the turbine wheel assembly, and the flow rate and pressure of the exhaust gas input to the turbocharger are adjusted, whereby the engine speed and It becomes possible to optimally control the balance between the back pressure and the supercharging pressure according to the load.

図6は、この発明の実施の形態1に従った炭化水素吸着体の斜視図である。図6を参照して、炭化水素吸着体301は環状であり、中央部に空洞が設けられた形状である。この空洞部分はセンターハウジング36に嵌め合わせられる。炭化水素吸着体301の厚みは、可変ノズル機構と干渉することがないように、できるだけ厚く構成することが好ましい。次に、ノズルベーンの駆動について詳細に説明する。   FIG. 6 is a perspective view of the hydrocarbon adsorbent according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, hydrocarbon adsorbent 301 is annular and has a shape in which a cavity is provided at the center. This hollow portion is fitted into the center housing 36. The thickness of the hydrocarbon adsorbent 301 is preferably as thick as possible so as not to interfere with the variable nozzle mechanism. Next, the driving of the nozzle vanes will be described in detail.

図7は、開かれたノズルベーンを説明するために示す駆動機構の正面図である。図8は、開かれたノズルベーンを説明するために示す駆動機構の背面図である。図7および図8を参照して、環状のユニゾンリング45の内周に、円盤形状のノズルプレート43が嵌め合わせられている。ノズルプレート43はタービンハウジングに固定されている。ユニゾンリング45はノズルプレート43に対して摺動可能である。ユニゾンリング45の外周に設けられた凹部245には、メインアーム37およびアーム44が嵌め合わせられている。アーム44の各々はノズルベーン42に接続されており、ノズルベーン42は所定の角度回動することが可能である。ノズルベーン42の回動角度により、タービンハウジング渦室から排気タービン室へ向かう排気の流量および流速を調整することが可能である。   FIG. 7 is a front view of the drive mechanism shown for explaining the opened nozzle vane. FIG. 8 is a rear view of the drive mechanism shown for explaining the opened nozzle vane. Referring to FIGS. 7 and 8, a disc-shaped nozzle plate 43 is fitted on the inner periphery of an annular unison ring 45. The nozzle plate 43 is fixed to the turbine housing. The unison ring 45 is slidable with respect to the nozzle plate 43. A main arm 37 and an arm 44 are fitted in a recess 245 provided on the outer periphery of the unison ring 45. Each of the arms 44 is connected to a nozzle vane 42, and the nozzle vane 42 can be rotated by a predetermined angle. It is possible to adjust the flow rate and flow velocity of the exhaust from the turbine housing vortex chamber to the exhaust turbine chamber by the rotation angle of the nozzle vane 42.

ノズルプレート43を貫通するように駆動シャフト39が設けられ、駆動シャフト39はメインアーム37に接続されている。駆動シャフト39を中心としてメインアーム37が回転するとメインアーム37に係合するユニゾンリング45が矢印445で示す方向に回動する。この回動に伴い、アーム44もベーンシャフト21を中心として回動する。ベーンシャフト21が回動し、この回動がノズルベーン42に伝わり、ノズルベーン42が回動する。図7および図8では、矢印403で示す方向にモータロッド302が引かれる。   A drive shaft 39 is provided so as to penetrate the nozzle plate 43, and the drive shaft 39 is connected to the main arm 37. When the main arm 37 rotates around the drive shaft 39, the unison ring 45 engaged with the main arm 37 rotates in the direction indicated by the arrow 445. With this rotation, the arm 44 also rotates about the vane shaft 21. The vane shaft 21 rotates, this rotation is transmitted to the nozzle vane 42, and the nozzle vane 42 rotates. 7 and 8, the motor rod 302 is pulled in the direction indicated by the arrow 403.

ノズルプレート43にはピン52が差し込まれ、ピン52上部にはローラ51が嵌め合わせられている。ローラ51はユニゾンリング45の内周面をガイドする。これにより、ユニゾンリング45はローラ51に保持されて所定方向に回動することが可能である。   A pin 52 is inserted into the nozzle plate 43, and a roller 51 is fitted over the pin 52. The roller 51 guides the inner peripheral surface of the unison ring 45. Thereby, the unison ring 45 is held by the roller 51 and can be rotated in a predetermined direction.

図9は、閉じられたノズルベーンを説明するために示す駆動機構の正面図である。図10は、閉じられたノズルベーンを説明するために示す駆動機構の背面図である。図9および図10を参照して、ノズルベーン42を閉じる場合には、モータロッド302を矢印503で示す方向に押し込む。この押し込みが駆動リンク41を介して駆動シャフト39に伝わり、駆動シャフト39が回動する。これにより駆動シャフト39の先端部がユニゾンリング45を矢印545で示す方向に回動させる。この回動に伴い、ユニゾンリング45の凹部245に嵌め合わされたアーム44が矢印545で示す方向に回動する。アーム44に接続されたベーンシャフト21およびノズルベーン42も同じ方向に回転することで、隣り合うノズルベーン42の間の空間が閉ざされるようにノズルベーン42が回動する。これにより、ノズルベーン42間の隙間が閉じられてノズルが閉められる。   FIG. 9 is a front view of a drive mechanism shown for explaining a closed nozzle vane. FIG. 10 is a rear view of the drive mechanism shown for explaining the closed nozzle vane. Referring to FIGS. 9 and 10, when closing nozzle vane 42, motor rod 302 is pushed in the direction indicated by arrow 503. This pushing is transmitted to the drive shaft 39 via the drive link 41, and the drive shaft 39 rotates. As a result, the tip of the drive shaft 39 rotates the unison ring 45 in the direction indicated by the arrow 545. With this rotation, the arm 44 fitted in the recess 245 of the unison ring 45 rotates in the direction indicated by the arrow 545. The vane shaft 21 and the nozzle vane 42 connected to the arm 44 also rotate in the same direction, so that the nozzle vane 42 rotates so that the space between the adjacent nozzle vanes 42 is closed. Thereby, the clearance gap between the nozzle vanes 42 is closed, and a nozzle is closed.

この発明に従った可変容量型ターボチャージャー1は、ハウジング201と、ハウジング201に設けられ、排気の流れを調整するためのベーンとしてのノズルベーン42を駆動する駆動機構202と、駆動機構202に隣接するように設けられる炭化水素吸着体301とを備える。ハウジング201には、駆動機構202を収納する内部空間としてのリンク室6が設けられ、リンク室6に炭化水素吸着体301が配置される。   A variable capacity turbocharger 1 according to the present invention is provided adjacent to a housing 201, a drive mechanism 202 that is provided in the housing 201 and drives a nozzle vane 42 as a vane for adjusting the flow of exhaust, and the drive mechanism 202. And a hydrocarbon adsorbent 301 provided as described above. The housing 201 is provided with a link chamber 6 as an internal space for housing the drive mechanism 202, and a hydrocarbon adsorbent 301 is disposed in the link chamber 6.

このように構成された実施の形態1に従った可変容量型ターボチャージャーでは、駆動機構202の近傍に炭化水素吸着体301が設けられるため、未燃焼の燃料が存在しても、この未燃焼の燃料(炭化水素)は炭化水素吸着体301で吸着される。その結果、ノズルベーン42の摺動不良を防止することができる。   In the variable capacity turbocharger according to the first embodiment configured as described above, since the hydrocarbon adsorbent 301 is provided in the vicinity of the drive mechanism 202, this unburned fuel is present even if unburned fuel is present. The fuel (hydrocarbon) is adsorbed by the hydrocarbon adsorbent 301. As a result, the sliding failure of the nozzle vane 42 can be prevented.

なお、本発明では、燃料を噴射する方法として、図1で示すようなエギゾーストマニホールド部へ燃料を添加するインジェクタを配置されるものだけでなく、既存のインジェクタで筒内へポスト噴射を行なってもよい。   In the present invention, as a method for injecting fuel, not only an injector for adding fuel to the exhaust manifold portion as shown in FIG. 1 but also post injection into a cylinder with an existing injector may be used. Good.

(実施の形態2)
図11は、この発明の実施の形態2に従った可変容量型ターボチャージャーにおける排気ガスの流れを示す図である。実施の形態2では、可変容量型ターボチャージャーの構成部品であるノズルプレート43の材質を炭化水素吸着体に変更する。なお、ノズルプレートの材質は一般的にはステンレス鋼などにより構成される。
(Embodiment 2)
FIG. 11 is a diagram showing the flow of exhaust gas in the variable capacity turbocharger according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the material of the nozzle plate 43, which is a component of the variable capacity turbocharger, is changed to a hydrocarbon adsorbent. The material of the nozzle plate is generally made of stainless steel or the like.

可変容量型ターボチャージャーの構成部品であるノズルプレートの材質を変更することで、可変容量型ターボチャージャーのノズルベーンの摺動部に、後処理触媒まで流れずに侵入してくる未燃焼の炭化水素をその吸着体で吸着し、ノズルベーンの摺動不良の回避を図る。すなわち、図11で示すように、エンジンから排出された排気ガスに燃料が添加され、この燃料はVNターボ(可変容量型ターボチャージャー)を経由して、後処理触媒へ送られた後に大気に開放される。エンジンから排出された排気ガスに燃料が添加され、その添加燃料の一部がVNターボ内部に侵入し、その添加燃料がノズルベーン摺動部に侵入し、摺動不良を引起す。この実施の形態では、ターボ内部の構成部品であるノズルプレートの材質を未燃焼の炭化水素を吸着する活性炭などに変更することで、可変容量型ターボチャージャーの内部に侵入した添加燃料をトラップし、ノズルベーンの摺動不良の回避を図ることができる。   By changing the material of the nozzle plate, which is a component of the variable capacity turbocharger, unburned hydrocarbons that have entered the nozzle vane sliding part of the variable capacity turbocharger without flowing to the aftertreatment catalyst Adsorption is performed by the adsorbent, and the sliding failure of the nozzle vane is avoided. That is, as shown in FIG. 11, fuel is added to the exhaust gas discharged from the engine, and this fuel is sent to the post-treatment catalyst via the VN turbo (variable capacity turbocharger) and then released to the atmosphere. Is done. Fuel is added to the exhaust gas discharged from the engine, and a part of the added fuel penetrates into the VN turbo, and the added fuel enters the nozzle vane sliding portion to cause sliding failure. In this embodiment, by changing the material of the nozzle plate, which is a component inside the turbo, to activated carbon or the like that adsorbs unburned hydrocarbons, trapping the added fuel that has entered the variable capacity turbocharger, The sliding failure of the nozzle vane can be avoided.

再生は排ガス高温時に行なう。または、プレートの鉛直下方に通路を設け、そこから吸着した炭化水素をスクロール側またはユニゾンリング側に排出することも可能である。   Regeneration is performed when the exhaust gas is hot. Alternatively, it is possible to provide a passage vertically below the plate and discharge the adsorbed hydrocarbons to the scroll side or unison ring side.

図12は、この発明の実施の形態2に従った可変容量型ターボチャージャーの断面図である。図12を参照して、この発明の実施の形態2に従った可変容量型ターボチャージャー1では、ノズルプレート343が炭化水素吸着体を構成している点で、実施の形態1に従った可変容量型ターボチャージャーと異なる。ノズルプレート43は酸化触媒またはチャコールフィルタなどにより構成することができる。ノズルプレート343で吸着された未燃焼の炭化水素は領域501または領域502へ排出されてもよい。具体的には、ノズルプレート343、またはタービンハウジング48に通路を設けて、その通路により、吸着した炭化水素(HC)成分をユニゾンリング側の領域501またはスクロール室側の領域502へ送ってもよい。   FIG. 12 is a sectional view of a variable capacity turbocharger according to the second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 12, in variable capacity turbocharger 1 according to Embodiment 2 of the present invention, variable capacity according to Embodiment 1 is that nozzle plate 343 constitutes a hydrocarbon adsorbent. Different from type turbocharger. The nozzle plate 43 can be composed of an oxidation catalyst or a charcoal filter. Unburned hydrocarbons adsorbed by the nozzle plate 343 may be discharged to the region 501 or the region 502. Specifically, a passage may be provided in the nozzle plate 343 or the turbine housing 48, and the adsorbed hydrocarbon (HC) component may be sent to the unison ring side region 501 or the scroll chamber side region 502 through the passage. .

すなわち、実施の形態2に従った可変容量型ターボチャージャー1は、炭化水素吸着体は、ノズルベーン42を保持するノズルプレート343を構成する。   That is, in the variable capacity turbocharger 1 according to the second embodiment, the hydrocarbon adsorber constitutes the nozzle plate 343 that holds the nozzle vanes 42.

(実施の形態3)
図13は、この発明の実施の形態3に従った可変容量型ターボチャージャーの断面図である。図14は図13中のXIVで囲んだ部分を拡大して示す断面図である。図13および図14を参照して、この発明の実施の形態3に従った可変容量型ターボチャージャー1では、ベーンシャフト21の周りにブッシュ421が設けられ、このブッシュ421が炭化水素吸着体を構成している点で、実施の形態1および2に従った可変容量型ターボチャージャー1と異なる。ブッシュ421は円筒形状であり、ベーンシャフト21を取囲む。なお、ブッシュ421の数箇所に穴が設けられていてもよい。ブッシュ421はベーンシャフト21とノズルプレート43との間に介在してベーンシャフト21に付着する未燃焼の炭化水素を吸収する働きを有する。この実施の形態では、複数のベーンシャフト21が設けられるが、この複数のベーンシャフト21のすべてにブッシュ421を設ける必要はなく、複数のベーンシャフト21のいずれかにブッシュ421を設ければよい。
(Embodiment 3)
FIG. 13 is a sectional view of a variable capacity turbocharger according to the third embodiment of the present invention. 14 is an enlarged cross-sectional view of a portion surrounded by XIV in FIG. Referring to FIGS. 13 and 14, in variable displacement turbocharger 1 according to the third embodiment of the present invention, bush 421 is provided around vane shaft 21, and this bush 421 constitutes a hydrocarbon adsorbent. This is different from the variable capacity turbocharger 1 according to the first and second embodiments. The bush 421 has a cylindrical shape and surrounds the vane shaft 21. It should be noted that holes may be provided at several locations on the bush 421. The bush 421 is interposed between the vane shaft 21 and the nozzle plate 43 and functions to absorb unburned hydrocarbons adhering to the vane shaft 21. In this embodiment, a plurality of vane shafts 21 are provided, but it is not necessary to provide the bushes 421 on all of the plurality of vane shafts 21, and the bushes 421 may be provided on any of the plurality of vane shafts 21.

図15は図14中のXVで囲んだ部分を拡大して示す断面図である。図15を参照して、ブッシュ421を取囲むようにノズルプレート43に環状の溝321を設けてもよい。なお、図15では環状の溝321はほぼ同一平面上で延びるように構成されるが、これに限られるものではなく、スパイラル状の環状の溝321を設けてもよい。環状の溝321には排出用の溝521が設けられる。排出用の溝521は上方向から下方向へ延びており、一方端が環状の溝321に接続され、他方端がタービンハウジング渦室側へ開放している。   FIG. 15 is an enlarged cross-sectional view of a portion surrounded by XV in FIG. Referring to FIG. 15, an annular groove 321 may be provided in nozzle plate 43 so as to surround bush 421. In FIG. 15, the annular groove 321 is configured to extend on substantially the same plane, but is not limited thereto, and a spiral annular groove 321 may be provided. The annular groove 321 is provided with a discharge groove 521. The discharge groove 521 extends downward from the upper side, and has one end connected to the annular groove 321 and the other end opened to the turbine housing vortex chamber side.

ブッシュ421は未燃焼の炭化水素を吸着するが、この吸着した炭化水素が溝321,521を経由してタービンハウジング渦室側へ排出される。   The bush 421 adsorbs unburned hydrocarbons, and the adsorbed hydrocarbons are discharged to the turbine housing vortex chamber side via the grooves 321 and 521.

図16は、この発明の実施の形態3に従った可変容量型ターボチャージャーの別の断面図である。図16を参照して、溝521がリンク室6へ連なるように設けられていてもよい。溝521の一方端が環状の溝321に接続され、他方端がリンク室6側へ開放されている。   FIG. 16 is another sectional view of a variable capacity turbocharger according to the third embodiment of the present invention. Referring to FIG. 16, groove 521 may be provided so as to continue to link chamber 6. One end of the groove 521 is connected to the annular groove 321 and the other end is opened to the link chamber 6 side.

すなわち、実施の形態3では、可変容量型ターボチャージャー1の構成部品であるノズルプレート43の摺動部に、未燃焼の炭化水素を吸着するためのブッシュ421を挿入する。これにより、可変容量型ターボチャージャー1内部に侵入した添加燃料をトラップし、ノズルベーン42の摺動不良の回避を図る。   That is, in Embodiment 3, the bush 421 for adsorbing unburned hydrocarbons is inserted into the sliding portion of the nozzle plate 43 which is a component of the variable capacity turbocharger 1. Thereby, the added fuel that has entered the variable capacity turbocharger 1 is trapped, and the sliding failure of the nozzle vane 42 is avoided.

未燃焼の炭化水素を吸着したブッシュ421の再生方法はさまざまなものが考えられるが、排ガス高温時の酸化還元反応を利用するか、あるいはブッシュ421部に鉛直した方向に通じる溝521を設けて、そこから吸着した炭化水素成分をユニゾンリング側、またはスクロール側へ排出する。   Various methods for regenerating the bush 421 that adsorbs unburned hydrocarbons are conceivable. However, a redox reaction at the time of exhaust gas high temperature is used, or a groove 521 that leads to a direction perpendicular to the bush 421 is provided. The adsorbed hydrocarbon component is discharged to the unison ring side or scroll side.

実施の形態3に従った可変容量型ターボチャージャーでは、駆動機構202は、ノズルベーン42に接続されるベーンシャフト21と、ベーンシャフト21を保持するノズルプレート43とを含み、炭化水素吸着体は、ベーンシャフト21とノズルプレート43との間に介在するブッシュ421を構成している。また、ブッシュ421を取囲む溝321と、溝321に連なり他の空間まで達する溝521がノズルプレート43に設けられる。   In the variable capacity turbocharger according to the third embodiment, the drive mechanism 202 includes the vane shaft 21 connected to the nozzle vane 42 and the nozzle plate 43 that holds the vane shaft 21, and the hydrocarbon adsorbent is a vane. A bushing 421 interposed between the shaft 21 and the nozzle plate 43 is configured. Further, a groove 321 that surrounds the bush 421 and a groove 521 that continues to the groove 321 and reaches another space are provided in the nozzle plate 43.

以上、この発明の実施の形態について説明したが、ここで示した実施の形態は様々に変形することが可能である。まず、本発明の可変容量型ターボチャージャー1は、主としてディーゼルエンジンとともに搭載されるものであるが、これに限られず、ガソリンエンジンまたはロータリエンジンなどに本発明に従った可変容量型ターボチャージャー1を設けてもよい。さらに、ディーゼルエンジンまたはガソリンエンジンを用いるハイブリッド自動車に本発明を適用してもよい。   Although the embodiment of the present invention has been described above, the embodiment shown here can be variously modified. First, the variable capacity turbocharger 1 of the present invention is mainly mounted together with a diesel engine. However, the present invention is not limited to this, and the variable capacity turbocharger 1 according to the present invention is provided in a gasoline engine or a rotary engine. May be. Furthermore, the present invention may be applied to a hybrid vehicle using a diesel engine or a gasoline engine.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

この発明は、タービンに供給する吸気量を適宜変更することが可能である、可変容量型のターボチャージャーの分野で用いることができる。   The present invention can be used in the field of variable displacement turbochargers, in which the amount of intake air supplied to the turbine can be appropriately changed.

この発明の実施の形態1に従ったディーゼルエンジンシステムを示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing a diesel engine system according to Embodiment 1 of the present invention. この発明の実施の形態1に従った可変容量型ターボチャージャーの一部断面を含む斜視図である。1 is a perspective view including a partial cross section of a variable capacity turbocharger according to a first embodiment of the present invention. 図2中のIII−III線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the III-III line in FIG. 図2中の矢印IVで示す方向から見た可変容量型ターボチャージャーの正面図である。FIG. 4 is a front view of the variable capacity turbocharger as viewed from a direction indicated by an arrow IV in FIG. 2. この発明の実施の形態1に従った可変容量型ターボチャージャーの制御機構を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control mechanism of the variable capacity | capacitance type turbocharger according to Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に従った炭化水素吸着体の斜視図である。1 is a perspective view of a hydrocarbon adsorbent according to Embodiment 1 of the present invention. 開かれたノズルベーンを説明するために示す駆動機構の正面図である。It is a front view of the drive mechanism shown in order to demonstrate the opened nozzle vane. 開かれたノズルベーンを説明するために示す駆動機構の背面図である。It is a rear view of the drive mechanism shown in order to demonstrate the opened nozzle vane. 閉じられたノズルベーンを説明するために示す駆動機構の正面図である。It is a front view of the drive mechanism shown in order to demonstrate the closed nozzle vane. 閉じられたノズルベーンを説明するために示す駆動機構の背面図である。It is a rear view of the drive mechanism shown in order to demonstrate the closed nozzle vane. この発明の実施の形態2に従った可変容量型ターボチャージャーにおける排気ガスの流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the exhaust gas in the variable capacity | capacitance type turbocharger according to Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2に従った可変容量型ターボチャージャーの断面図である。It is sectional drawing of the variable capacity | capacitance type turbocharger according to Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3に従った可変容量型ターボチャージャーの断面図である。It is sectional drawing of the variable capacity | capacitance type turbocharger according to Embodiment 3 of this invention. 図13中のXIVで囲んだ部分を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the part enclosed by XIV in FIG. 図14中のXVで囲んだ部分を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the part enclosed by XV in FIG. この発明の実施の形態3に従った可変容量型ターボチャージャーの別の断面図である。It is another sectional view of the variable capacity type turbocharger according to the third embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 可変容量型ターボチャージャー、2 コンプレッサハウジング、3 タービンハウジング渦室、6 リンク室、7 タービンシャフト、21 ベーンシャフト、22 タービンホイールアッセンブリ、24 フローティングベアリング、25 シールリングカラー、26 スラストベアリング、30 リテーナリング、34 コンプレッサホイール、35 ロックナット、36 センターハウジング、37 メインアーム、38 ブッシュ、39 駆動シャフト、40 ピン、41 駆動リンク、42 ノズルベーン、43 ノズルプレート、44 アーム、45 ユニゾンリング、47 スペーサボルト、48 タービンハウジング、148 排気タービン室、201 ハウジング、202 駆動機構、245 凹部、301 炭化水素吸着体、302 モータロッド、303 リンク、304 開度センサ、421 ブッシュ。   1 Variable displacement turbocharger, 2 Compressor housing, 3 Turbine housing vortex chamber, 6 Link chamber, 7 Turbine shaft, 21 Vane shaft, 22 Turbine wheel assembly, 24 Floating bearing, 25 Seal ring collar, 26 Thrust bearing, 30 Retainer ring , 34 Compressor wheel, 35 Lock nut, 36 Center housing, 37 Main arm, 38 Bush, 39 Drive shaft, 40 pin, 41 Drive link, 42 Nozzle vane, 43 Nozzle plate, 44 arm, 45 Unison ring, 47 Spacer bolt, 48 Turbine housing, 148 Exhaust turbine chamber, 201 housing, 202 drive mechanism, 245 recess, 301 hydrocarbon adsorber, 302 module Taroddo, 303 links, 304 opening sensor, 421 Bush.

Claims (5)

ハウジングと、
前記ハウジングに設けられ、排気の流れを調整するためのベーンを駆動する駆動機構と、
前記駆動機構に隣接するように設けられる炭化水素吸着体とを備えた、可変容量型ターボチャージャー。
A housing;
A drive mechanism provided in the housing for driving a vane for adjusting the flow of exhaust;
A variable capacity turbocharger comprising a hydrocarbon adsorber provided adjacent to the drive mechanism.
前記ハウジングには前記駆動部を収納する内部空間が設けられ、前記内部空間に前記炭化水素吸着体が配置される、請求項1に記載の可変容量型ターボチャージャー。   2. The variable capacity turbocharger according to claim 1, wherein the housing is provided with an internal space for housing the drive unit, and the hydrocarbon adsorbent is disposed in the internal space. 前記炭化水素吸着体は前記ベーンを保持するノズルプレートを構成する、請求項1に記載の可変容量型ターボチャージャー。   The variable capacity turbocharger according to claim 1, wherein the hydrocarbon adsorber constitutes a nozzle plate that holds the vane. 前記駆動部は、前記ベーンに接続されるベーンシャフトと、前記ベーンシャフトを保持するノズルプレートとを含み、前記炭化水素吸着体は前記ベーンシャフトと前記ノズルプレートとの間に介在するブッシュを構成する、請求項1に記載の可変容量型ターボチャージャー。   The drive unit includes a vane shaft connected to the vane and a nozzle plate that holds the vane shaft, and the hydrocarbon adsorber constitutes a bush interposed between the vane shaft and the nozzle plate. The variable capacity turbocharger according to claim 1. 前記ブッシュを取囲む第一溝と、前記第一溝に連なり他の空間まで達する第二溝とが前記ノズルプレートに設けられる、請求項4に記載の可変容量型ターボチャージャー。   The variable capacity turbocharger according to claim 4, wherein a first groove that surrounds the bush and a second groove that continues to the first groove and reaches another space are provided in the nozzle plate.
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