JP2007309140A

JP2007309140A - Turbocharger

Info

Publication number: JP2007309140A
Application number: JP2006136972A
Authority: JP
Inventors: Shoji Sasaki; 祥二佐々木
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-05-16
Filing date: 2006-05-16
Publication date: 2007-11-29
Anticipated expiration: 2026-05-16
Also published as: JP4797788B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a turbocharger capable of improving turbine efficiency, by properly controlling rotation of a turbine wheel, even when the flow of introduced exhaust gas is little. <P>SOLUTION: This turbocharger has an exhaust introducing port 3, an exhaust discharge port 4, a turbine housing 6 having a spiral scroll part 5 communicating the exhaust introducing port 3 with the exhaust discharge port 4, a turbine wheel 8 rotatably stored in the scroll part 5, a variable nozzle 9 capable of varying a flow speed of the exhaust gas flowing in the turbine wheel 8 by adjusting opening of a plurality of vanes 15, a dividing wall 30 dividing the scroll part 5 into an inside scroll 5a and an outside scroll 5b in the radial direction, an inflow quantity control means 31 controlling an inflow quantity of the exhaust gas, and a guide part 34 having an inside guide wall 32 extended up to the outside of an operation range of the vanes 15 in the vicinity of the vanes 15 from a downstream side end part of the dividing wall 30. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の過給システムとして用いられるターボチャージャに関し、特に、タービンホイールに流入する排気ガスの流速を可変とする可変ノズルを備えるターボチャージャに関するものである。 The present invention relates to a turbocharger used as a supercharging system for an internal combustion engine, and more particularly to a turbocharger including a variable nozzle that makes the flow rate of exhaust gas flowing into a turbine wheel variable.

一般に、自動車用の内燃機関において、その出力向上のためには燃焼室へ充填される空気の量を増やすことが好ましい。そこで従来は、ピストンの移動に伴って燃焼室内に発生する負圧により空気を燃焼室に吸入するだけでなく、その空気を強制的に燃焼室へ送り込んで、同燃焼室への空気の充填効率を高めるターボチャージャが提案され、実用化されている。 Generally, in an internal combustion engine for automobiles, it is preferable to increase the amount of air charged into a combustion chamber in order to improve the output. Therefore, conventionally, not only is the air sucked into the combustion chamber due to the negative pressure generated in the combustion chamber as the piston moves, but also the air is forcibly fed into the combustion chamber to efficiently fill the combustion chamber with the air. Turbochargers that increase the power are proposed and put into practical use.

従来のターボチャージャは、軸受部を介して互いに連結されたタービン部とコンプレッサ部にて構成される。軸受部は、センタハウジングと、センタハウジング内にて軸受を介して回転可能に支持された回転軸を備える。この回転軸は、左右の各端部がセンタハウジングから突出している。また、この回転軸は、一端部にタービン部を構成するタービンホイールが一体回転可能に接合され、このタービンホイールはタービンハウジングに収容される。一方、回転軸は、他端部にコンプレッサ部を構成するコンプレッサホイールが一体回転可能に接合され、このコンプレッサホイールはコンプレッサハウジングに収容される。 A conventional turbocharger is composed of a turbine portion and a compressor portion that are connected to each other via a bearing portion. The bearing portion includes a center housing and a rotation shaft that is rotatably supported in the center housing via a bearing. The rotation shaft protrudes from the center housing at the left and right ends. Further, the rotating shaft is joined to one end portion so that a turbine wheel constituting the turbine portion can be integrally rotated, and the turbine wheel is accommodated in a turbine housing. On the other hand, the rotation shaft is joined to the other end so that a compressor wheel constituting the compressor unit can rotate integrally, and the compressor wheel is accommodated in the compressor housing.

タービンホイールは、内燃機関の排気通路を流れる排気ガスが流入することによって回転し、その回転力は回転軸を介してコンプレッサホイールに伝達される。そして、コンプレッサホイールは、このタービンホイールの回転と共に一体となって回転し、内燃機関の吸気通路内の空気の圧力（過給圧）を高め、その結果、圧縮された空気が燃焼室に送り込まれるようになる。 The turbine wheel rotates when exhaust gas flowing through the exhaust passage of the internal combustion engine flows in, and the rotational force is transmitted to the compressor wheel via the rotating shaft. The compressor wheel rotates together with the rotation of the turbine wheel to increase the pressure (supercharging pressure) of the air in the intake passage of the internal combustion engine. As a result, the compressed air is fed into the combustion chamber. It becomes like this.

ところで、このようなターボチャージャでは、複数のノズルベーンの開閉によりタービンホイールへのガス流速を制御できるようにした可変ノズルベーン付きターボチャージャが知られている。この複数のノズルベーンは、タービンホイールの軸線を中心としてこのタービンホイールの外側に周方向に沿って等間隔に設けられ、互いに同期した状態で開閉動作する。タービンホイールに導入される排気ガスの流速は、上記ノズルベーンの開度を変更して、隣り合うノズルベーン間の流路面積を変化させることによって調整される。こうしてノズルベーンを開閉させて上記排気ガスの流速調整を行うことにより、タービンホイール及びコンプレッサホイールの回転速度が調整され、ひいては燃焼室に導入される空気の圧力が調整される。こうした燃焼室への吸入空気量の調整を行うことにより、内燃機関の出力向上と燃焼室内の異常燃焼防止との両立が可能となる。 By the way, in such a turbocharger, a turbocharger with a variable nozzle vane is known in which the gas flow rate to the turbine wheel can be controlled by opening and closing a plurality of nozzle vanes. The plurality of nozzle vanes are provided at equal intervals along the circumferential direction around the axis of the turbine wheel, and open and close in synchronization with each other. The flow rate of the exhaust gas introduced into the turbine wheel is adjusted by changing the opening of the nozzle vane and changing the flow path area between adjacent nozzle vanes. In this way, by adjusting the exhaust gas flow rate by opening and closing the nozzle vanes, the rotational speeds of the turbine wheel and the compressor wheel are adjusted, and the pressure of the air introduced into the combustion chamber is adjusted accordingly. By adjusting the amount of intake air into the combustion chamber, it is possible to achieve both improvement in the output of the internal combustion engine and prevention of abnormal combustion in the combustion chamber.

また、このような可変ノズルベーン付きターボチャージャでは、排気ガス流路を２つに分け、この２つの流路のいずれか一方、あるいは、両方を用いて排気ガスをタービンホイールに導入するものがある。さらに、このような２つの流路を有するターボチャージャとして、ノズルベーンを通過しタービンホイールに流入する排気ガスの動圧をより有効に利用するために、内燃機関の気筒に応じてタービンスクロール内を隔壁により２室に分割したツインエントリ型のタービンスクロールを有し、可変ノズルベーンの回動軸まわりに円板状の壁を設けることで、一方の流路から他方の流路への排気ガスの干渉を防止する構造を有するターボチャージャがある（例えば、特許文献１）。 In some turbochargers with variable nozzle vanes, the exhaust gas flow path is divided into two, and one or both of the two flow paths are used to introduce the exhaust gas into the turbine wheel. Further, as such a turbocharger having two flow paths, in order to more effectively use the dynamic pressure of the exhaust gas that passes through the nozzle vanes and flows into the turbine wheel, a partition wall is formed in the turbine scroll according to the cylinder of the internal combustion engine. By having a twin entry type turbine scroll divided into two chambers and providing a disk-shaped wall around the rotation axis of the variable nozzle vane, it is possible to prevent interference of exhaust gas from one flow path to the other flow path. There is a turbocharger having a structure to prevent (for example, Patent Document 1).

実開昭６２−１４１６３６号公報Japanese Utility Model Publication No. 62-141636

しかしながら、上述した特許文献１に記載されているバリアブルノズル付ターボチャージャでは、回動軸まわりに設けられる壁により２流路を各々流れる排気ガスの干渉を防止して動圧をより有効に利用し、可変ノズルベーンにより排気ガスの流れを適切に制御しているものの、制御することのできる排気ガス量の最小流量に限度があり、ノズルベーンの開度を小さくしすぎると、ノズルベーンとハウジングとの間に設けられるクリアランスからの排気ガスの漏れ量が増大したり、また、排気ガスの流動方向に対してベーン角度が寝すぎていることによって流力性能が悪化したりすることで、適正なタービン性能を確保することができないことがあった。すなわち、導入される排気ガスの流量が少ないときにタービンホイールの回転を適正に制御することができないことがあった。 However, in the turbocharger with a variable nozzle described in Patent Document 1 described above, the dynamic pressure can be used more effectively by preventing interference of exhaust gas flowing through the two flow paths by walls provided around the rotation shaft. Although the flow of exhaust gas is appropriately controlled by variable nozzle vanes, there is a limit to the minimum flow rate of exhaust gas that can be controlled, and if the nozzle vane opening is too small, there is a gap between the nozzle vane and the housing. The amount of exhaust gas leakage from the clearance that is provided increases, and the flow performance deteriorates due to the vane angle being too slanted with respect to the flow direction of the exhaust gas. Sometimes it could not be secured. That is, the rotation of the turbine wheel may not be properly controlled when the flow rate of the introduced exhaust gas is small.

そこで本発明は、導入される排気ガスの流量が少ないときでもタービンホイールの回転を適正に制御し、タービン効率を向上させることのできるターボチャージャを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a turbocharger capable of appropriately controlling the rotation of a turbine wheel and improving turbine efficiency even when the flow rate of introduced exhaust gas is small.

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明によるターボチャージャは、排気ガスを導入する排気導入口と、該排気ガスを排気する排気排出口と、該排気導入口と該排気排出口とを連通する渦巻き状のスクロール部を有するタービンハウジングと、前記スクロール部に回転自在に収容されるタービンホイールと、前記タービンホイールの外周に沿って設けられる複数のベーンの開度を調整することで、該タービンホイールに流入する排気ガスの流速を可変とする可変ノズルと、前記スクロール部を径方向に内側スクロールと外側スクロールとに分割する分割壁と、前記内側スクロール又は前記外側スクロールへの排気ガスの流入量を制御する流入量制御手段と、前記分割壁の下流側端部から前記ベーンの近傍で、かつ、該ベーンの作動範囲外まで延設される内側ガイド壁を有するガイド部とを備えることを特徴とする。 To achieve the above object, a turbocharger according to a first aspect of the present invention includes an exhaust introduction port for introducing exhaust gas, an exhaust discharge port for exhausting the exhaust gas, the exhaust introduction port, and the exhaust discharge port. A turbine housing having a spiral scroll portion communicating with each other, a turbine wheel rotatably accommodated in the scroll portion, and adjusting the opening of a plurality of vanes provided along the outer periphery of the turbine wheel, A variable nozzle for changing the flow rate of the exhaust gas flowing into the turbine wheel; a dividing wall that divides the scroll portion into an inner scroll and an outer scroll in a radial direction; and an exhaust gas to the inner scroll or the outer scroll. An inflow amount control means for controlling the inflow amount; and an operating range of the vane in the vicinity of the vane from the downstream end of the dividing wall. Characterized in that it comprises a guide portion having an inner guide wall which extends to the outer.

請求項２に係る発明によるターボチャージャでは、前記タービンハウジングは、筒形状に形成され内側に前記排気導入口を形成する導入ノズルを有し、前記ガイド部は、前記導入ノズルの排気ガスの流動方向における下流側端部から前記ベーンの近傍で、かつ、該ベーンの作動範囲外まで延設される外側ガイド壁を有することを特徴とする。 In the turbocharger according to the second aspect of the present invention, the turbine housing has an introduction nozzle that is formed in a cylindrical shape and forms the exhaust introduction port inside, and the guide portion has a flow direction of the exhaust gas of the introduction nozzle. It has the outer side guide wall extended in the vicinity of the said vane from the downstream edge part in and out of the operating range of this vane.

請求項３に係る発明によるターボチャージャでは、前記内側ガイド壁及び前記外側ガイド壁は、前記ベーンの回動軸線と平行に立設されることを特徴とする。 In a turbocharger according to a third aspect of the present invention, the inner guide wall and the outer guide wall are erected in parallel with the rotation axis of the vane.

請求項４に係る発明によるターボチャージャでは、前記内側ガイド壁及び前記外側ガイド壁の前記ベーン側の端部は、該ベーンの最小開度におけるリーディングエッジと対向し、該端部に前記対向するベーンの回動軸線を中心とする円弧状に形成されるベーン側対向部を有することを特徴とする。 In the turbocharger according to the invention according to claim 4, the vane side end portions of the inner guide wall and the outer guide wall are opposed to the leading edge at the minimum opening of the vane, and the opposite vane is opposed to the end portion. It has the vane side opposing part formed in circular arc shape centering on this rotation axis.

請求項５に係る発明によるターボチャージャでは、前記ベーン側対向部は、前記対向するベーンの最小開度から開放側に所定の範囲で形成されることを特徴とする。 In a turbocharger according to a fifth aspect of the present invention, the vane side facing portion is formed within a predetermined range from the minimum opening of the facing vane to the open side.

請求項６に係る発明によるターボチャージャでは、前記タービンホイールが挿入される円形孔が形成され、該孔に沿って前記可変ノズルが設けられるノズルプレートを備え、前記ガイド部は、前記ノズルプレートに設けられることを特徴とする。 The turbocharger according to the invention of claim 6 includes a nozzle plate in which a circular hole into which the turbine wheel is inserted is formed, and the variable nozzle is provided along the hole, and the guide portion is provided in the nozzle plate. It is characterized by being able to.

請求項７に係る発明によるターボチャージャでは、前記ガイド部は、前記ノズルプレートと対向する前記タービンハウジングの内面と当接して、該タービンハウジングと前記ベーンとの間にクリアランスを形成することを特徴とする。 The turbocharger according to the invention of claim 7 is characterized in that the guide portion abuts against an inner surface of the turbine housing facing the nozzle plate to form a clearance between the turbine housing and the vane. To do.

本発明に係るターボチャージャによれば、タービンホイールに流入する排気ガスの流速を可変とする可変ノズルと、スクロール部を径方向に内側スクロールと外側スクロールとに分割する分割壁と、内側スクロール又は外側スクロールへの排気ガスの流入量を制御する流入量制御手段と、分割壁の下流側端面からベーンの近傍で、かつ、該ベーンの作動範囲外まで延設される内側ガイド壁を有するガイド部とを備えるので、導入される排気ガスの流量が少ないときでも、流入量制御手段により排気ガスの流入量を制御し、ガイド部により一方のスクロールから他方のスクロールへの排気ガスの流れ込みを防止することで、タービンホイールの回転を適正に制御し、タービン効率を向上させることができる。 According to the turbocharger of the present invention, the variable nozzle that makes the flow rate of the exhaust gas flowing into the turbine wheel variable, the dividing wall that divides the scroll portion into the inner scroll and the outer scroll in the radial direction, the inner scroll or the outer scroll An inflow amount control means for controlling an inflow amount of exhaust gas to the scroll; and a guide portion having an inner guide wall extending from the downstream end face of the dividing wall in the vicinity of the vane and out of the operating range of the vane. Therefore, even when the flow rate of the introduced exhaust gas is small, the inflow amount of the exhaust gas is controlled by the inflow amount control means, and the flow of the exhaust gas from one scroll to the other scroll is prevented by the guide portion. Thus, the rotation of the turbine wheel can be appropriately controlled, and the turbine efficiency can be improved.

以下に、本発明に係るターボチャージャの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。 Embodiments of a turbocharger according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.

図１は、本発明の実施例に係るターボチャージャのタービン部側の部分断面図、図２は、本発明の実施例に係るターボチャージャのタービン部の径方向断面図、図３は、本発明の実施例に係るターボチャージャにおけるノズルプレートの可変ノズル全閉時の正面図、図４は、本発明の実施例に係るターボチャージャにおけるノズルプレートの可変ノズル全開時の正面図である。ターボチャージャ１は、自動車用の内燃機関において、その出力や燃費の向上のために燃焼室へ充填される空気を圧縮してから燃焼室に送り込んで、同燃焼室への空気の充填効率を高めるものである。 FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a turbine portion side of a turbocharger according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a radial cross-sectional view of a turbine portion of the turbocharger according to the embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a front view of the turbocharger according to this embodiment when the variable nozzle is fully closed, and FIG. 4 is a front view of the nozzle plate when the variable nozzle is fully opened according to the embodiment of the present invention. In an internal combustion engine for automobiles, the turbocharger 1 compresses the air filled in the combustion chamber to improve the output and fuel consumption, and then sends the compressed air to the combustion chamber to increase the efficiency of filling the combustion chamber with air. Is.

図１及び図２に示すように、ターボチャージャ１は、軸受部５０を介して互いに連結されたタービン部２とコンプレッサ部（不図示）にて構成される。軸受部５０は、センタハウジング５１と、センタハウジング５１内にて回転軸７を回転可能に支持する軸受を備える。この回転軸は、左右の各端部がセンタハウジング５１から突出している。そして、回転軸７は、一端部にタービン部２を構成するタービンホイール８が一体回転可能に接合され、このタービンホイール８はタービンハウジング６に収容される。一方、回転軸７は、他端部にコンプレッサ部を構成するコンプレッサホイールが一体回転可能に接合され、このコンプレッサホイールはコンプレッサハウジング（不図示）に収容される。 As shown in FIGS. 1 and 2, the turbocharger 1 includes a turbine unit 2 and a compressor unit (not shown) connected to each other via a bearing unit 50. The bearing portion 50 includes a center housing 51 and a bearing that rotatably supports the rotary shaft 7 within the center housing 51. The rotating shaft protrudes from the center housing 51 at the left and right ends. The rotating shaft 7 is joined at one end to a turbine wheel 8 constituting the turbine unit 2 so as to be integrally rotatable. The turbine wheel 8 is accommodated in the turbine housing 6. On the other hand, the rotating shaft 7 is joined to the other end portion so that a compressor wheel constituting the compressor portion can be integrally rotated, and this compressor wheel is accommodated in a compressor housing (not shown).

ターボチャージャ１のタービン部２は、排気導入口３、排気排出口４及び該排気導入口３と該排気排出口４とを連通するスクロール部５を有するタービンハウジング６と、スクロール部５に回転自在に収容されるタービンホイール８と、開度を調整することでタービンホイール８に流入する排気ガスの流速を可変とする可変ノズル９を備える。さらに、ターボチャージャ１のタービン部２は、スクロール部５を分割する分割壁３０と、ターボチャージャ１への排気ガスの流入量を制御する流入量制御手段としての開閉バルブ３１と、内側ガイド壁３２を有するガイド部３４を備える。本図に示すこのターボチャージャ１は、内燃機関の負荷や回転数に応じて可変ノズル９の開度を調整することで、排気ガスの流速を調節して最適な過給を図る可変容量型のターボチャージャである。 The turbine section 2 of the turbocharger 1 is rotatable to the scroll section 5 and a turbine housing 6 having an exhaust inlet 3, an exhaust outlet 4, and a scroll section 5 that communicates the exhaust inlet 3 with the exhaust outlet 4. And a variable nozzle 9 that makes the flow rate of exhaust gas flowing into the turbine wheel 8 variable by adjusting the opening degree. Further, the turbine section 2 of the turbocharger 1 includes a dividing wall 30 that divides the scroll section 5, an on-off valve 31 that serves as an inflow control means for controlling an inflow amount of exhaust gas to the turbocharger 1, and an inner guide wall 32. The guide part 34 which has is provided. The turbocharger 1 shown in the figure is a variable displacement type that adjusts the opening of the variable nozzle 9 in accordance with the load and rotation speed of the internal combustion engine, thereby adjusting the flow rate of the exhaust gas to achieve optimum supercharging. It is a turbocharger.

タービンハウジング６は、スクロール壁６１と、導入ノズル６２と、排出ノズル６３が一体となって形成される。スクロール壁６１は、内部に流路面積が漸次減少する渦巻き状の排気流路としてのスクロール部５を形成する。導入ノズル６２は、略円筒形状に形成され、内側に排気導入口３を形成する。排出ノズル６３は、略円筒形状に形成され、内側に排気排出口４を形成する。導入ノズル６２は、渦巻き状のスクロール部５の接線方向に排気ガスを導入するように形成され、一方、排出ノズル６３は、円筒形の軸線がスクロール部５の渦巻きのほぼ中央に位置するように形成される。排出ノズル６３の軸線は、円筒形の導入ノズル６２の軸線に対してほぼ垂直となる。また、導入ノズル６２と排出ノズル６３は、各々がスクロール壁６１から外側に突出するように形成される。導入ノズル６２の中空部分としての排気導入口３と、排出ノズル６３の中空部分としての排気排出口４とは、上述したように、スクロール部５を介して連通される。導入ノズル６２には内燃機関から排気管が接続され、内燃機関の排気ガスは、この排気導入口３から導入され、スクロール部５を介して排気排出口４の方向（図１中矢印で示す方向）に流動し排出される。 In the turbine housing 6, a scroll wall 61, an introduction nozzle 62, and a discharge nozzle 63 are integrally formed. The scroll wall 61 forms a scroll portion 5 as a spiral exhaust passage in which the passage area gradually decreases. The introduction nozzle 62 is formed in a substantially cylindrical shape, and the exhaust introduction port 3 is formed inside. The discharge nozzle 63 is formed in a substantially cylindrical shape, and the exhaust discharge port 4 is formed inside. The introduction nozzle 62 is formed so as to introduce the exhaust gas in the tangential direction of the spiral scroll portion 5, while the discharge nozzle 63 is arranged so that the cylindrical axis line is located at substantially the center of the spiral of the scroll portion 5. It is formed. The axis of the discharge nozzle 63 is substantially perpendicular to the axis of the cylindrical introduction nozzle 62. The introduction nozzle 62 and the discharge nozzle 63 are formed so as to protrude outward from the scroll wall 61. The exhaust introduction port 3 as a hollow portion of the introduction nozzle 62 and the exhaust discharge port 4 as a hollow portion of the discharge nozzle 63 communicate with each other via the scroll portion 5 as described above. An exhaust pipe is connected to the introduction nozzle 62 from the internal combustion engine, and the exhaust gas of the internal combustion engine is introduced from the exhaust introduction port 3, and the direction of the exhaust discharge port 4 (the direction indicated by the arrow in FIG. ) And then discharged.

タービンホイール８は、図２に示すように、タービンハウジング６内に形成されるスクロール部５の渦巻きのほぼ中央に位置するように回転軸７の一端に固定される。タービンホイール８は、複数の羽根状のブレード１４を有している。複数のブレード１４は、タービンホイール８の外周面に、それぞれ周方向に均等に間隔をあけて設けられ、排気ガスが流入する流路を複数の空間に仕切る。タービンホイール８が固定されている回転軸７は、回転軸線７ａを回転中心として回転可能にセンタハウジング５１に支持され、該回転軸線７ａは、タービンホイール８の軸線、排出ノズル６３の円筒形状の軸線とほぼ一致する。タービンホイール８は、この回転軸線７ａを回転中心として回転する。 As shown in FIG. 2, the turbine wheel 8 is fixed to one end of the rotary shaft 7 so as to be positioned at the approximate center of the spiral of the scroll portion 5 formed in the turbine housing 6. The turbine wheel 8 has a plurality of blade-like blades 14. The plurality of blades 14 are provided on the outer peripheral surface of the turbine wheel 8 at equal intervals in the circumferential direction, and partition the flow path into which exhaust gas flows into a plurality of spaces. The rotating shaft 7 to which the turbine wheel 8 is fixed is supported by the center housing 51 so as to be rotatable about the rotating axis 7 a. The rotating axis 7 a is the axis of the turbine wheel 8 and the cylindrical axis of the discharge nozzle 63. Almost matches. The turbine wheel 8 rotates about the rotation axis 7a.

分割壁３０は、スクロール部５を径方向に内側スクロール５ａと外側スクロール５ｂとに分割する。この分割壁３０は、スクロール部５において排気導入口３側からほぼ半周分に形成される。ここで、スクロール部５の径方向とは、スクロール部５に収容されているタービンホイール８の回転中心としての回転軸線７ａに直交する方向である。すなわち、分割壁３０は、スクロール壁６１の内面に上述の回転軸線７ａとほぼ平行となるように設けられ、スクロール部５を内側スクロール５ａと外側スクロール５ｂとに分割する。また、分割壁３０は、長手方向に対する両側部においてスクロール壁６１の内面と一体に形成される。このように、スクロール壁６１と分割壁３０とを一体に形成することで、内側スクロール５ａの空間と外側スクロール５ｂの空間とをより確実に分割することが可能となる。 The dividing wall 30 divides the scroll portion 5 into an inner scroll 5a and an outer scroll 5b in the radial direction. The dividing wall 30 is formed in the scroll portion 5 approximately half a circumference from the exhaust inlet 3 side. Here, the radial direction of the scroll portion 5 is a direction orthogonal to the rotation axis 7 a as the rotation center of the turbine wheel 8 accommodated in the scroll portion 5. That is, the dividing wall 30 is provided on the inner surface of the scroll wall 61 so as to be substantially parallel to the rotation axis 7a, and divides the scroll portion 5 into the inner scroll 5a and the outer scroll 5b. The dividing wall 30 is formed integrally with the inner surface of the scroll wall 61 at both side portions with respect to the longitudinal direction. Thus, by forming the scroll wall 61 and the dividing wall 30 integrally, the space of the inner scroll 5a and the space of the outer scroll 5b can be more reliably divided.

可変ノズル９は、複数のベーン１５を有し、該ベーン１５を回動して開度を調整することでタービンホイール８に流入する排気ガスの流速を可変とする。ベーン１５は、タービンハウジング６とセンタハウジング５１との間に設けられるノズルプレート１６にピン１５ａを介して回動可能に支持される。ノズルプレート１６は、円盤状に形成され、さらに、タービンホイール８が挿入される円形孔１６ａが形成される。各ベーン１５は、ノズルプレート１６のタービンハウジング６側の端面、すなわち、排気流路としてのスクロール部５中に設けられ、ノズルプレート１６の円形孔１６ａに沿って、すなわち、タービンホイール８の外周面に沿ってそれぞれ周方向に均等に間隔をあけて環状に設けられる。 The variable nozzle 9 has a plurality of vanes 15, and the flow rate of the exhaust gas flowing into the turbine wheel 8 is variable by rotating the vanes 15 and adjusting the opening degree. The vane 15 is rotatably supported by a nozzle plate 16 provided between the turbine housing 6 and the center housing 51 via a pin 15a. The nozzle plate 16 is formed in a disk shape, and further, a circular hole 16a into which the turbine wheel 8 is inserted is formed. Each vane 15 is provided in the end surface of the nozzle plate 16 on the turbine housing 6 side, that is, in the scroll portion 5 as an exhaust passage, and along the circular hole 16 a of the nozzle plate 16, that is, the outer peripheral surface of the turbine wheel 8. Are provided annularly at equal intervals in the circumferential direction.

各ベーン１５は、ノズルプレート１６とセンタハウジング５１と間に設けられるベーン駆動機構１７により前記ピン１５ａの軸線を回動軸線１５ｂとして回動する。この回動軸線１５ｂは、上述したタービンホイール８の回転軸線７ａと平行である。ベーン駆動機構１７は、ピン１５ａの他端部（ベーン１５とは反対側の端部）に取り付けられる開閉レバー１７ａと、ノズルプレート１６に対して相対的に回動するリングプレート１７ｂを有する。リングプレート１７ｂは、ノズルプレート１６のセンタハウジング５１側の面に設けられ、内周部に開閉レバー１７ａが連結される。開閉レバー１７ａは、このリングプレート１７ｂの回動に基づいてピン１５ａを回動させ、そのピン１５ａの回動によってベーン１５が開閉動作するようになる。また、ベーン駆動機構１７は、ノズルプレート１６のセンタハウジング５１側の面に設けられるストッパローラ１７ｃを有する。リングプレート１７ｂの回動に基づいて回動される開閉レバー１７ａは、このストッパローラ１７ｃと当接することによって、その回動範囲が規制される。つまり、隣り合うベーン１５間の流路面積の大きさが制御される。また、各ベーン１５は、開度がほぼ全閉側である際に、隣接するベーン１５と部分的に重なるように配置される。各ベーン１５は、排気ガスの流動方向に対して下流に行くにしたがって先細となるように形成され、上流側端部、つまり、厚い側の端部がリーディングエッジ１５ｄ（図３、図４参照）をなす。 Each vane 15 is rotated by the vane drive mechanism 17 provided between the nozzle plate 16 and the center housing 51 with the axis of the pin 15a as a rotation axis 15b. The rotation axis 15b is parallel to the rotation axis 7a of the turbine wheel 8 described above. The vane drive mechanism 17 has an open / close lever 17a attached to the other end of the pin 15a (the end opposite to the vane 15) and a ring plate 17b that rotates relative to the nozzle plate 16. The ring plate 17b is provided on the surface of the nozzle plate 16 on the side of the center housing 51, and the opening / closing lever 17a is connected to the inner peripheral portion. The opening / closing lever 17a rotates the pin 15a based on the rotation of the ring plate 17b, and the vane 15 opens and closes by the rotation of the pin 15a. The vane drive mechanism 17 includes a stopper roller 17 c provided on the surface of the nozzle plate 16 on the center housing 51 side. The opening / closing lever 17a rotated based on the rotation of the ring plate 17b is in contact with the stopper roller 17c, so that the rotation range thereof is restricted. That is, the size of the flow path area between the adjacent vanes 15 is controlled. In addition, each vane 15 is disposed so as to partially overlap with the adjacent vane 15 when the opening degree is substantially on the fully closed side. Each vane 15 is formed to taper as it goes downstream with respect to the flow direction of the exhaust gas, and the upstream end, that is, the end on the thick side is the leading edge 15d (see FIGS. 3 and 4). Make.

可変ノズル９が取り付けられたノズルプレート１６は、その外周面１６ｂがタービンハウジング６に形成される円形孔６５の内側に挿入される。そして、このノズルプレート１６は、複数のスペーサボルト２０及びナット２１等を介して、タービンハウジング６に固定されると共に、背面側（センタハウジング５１側）がセンタハウジング５１と当接し、このセンタハウジング５１を取付プレート２２、ボルト２３等を介してタービンハウジング６に連結することで、タービンハウジング６に組み付けられる。 The nozzle plate 16 to which the variable nozzle 9 is attached is inserted into a circular hole 65 whose outer peripheral surface 16 b is formed in the turbine housing 6. The nozzle plate 16 is fixed to the turbine housing 6 via a plurality of spacer bolts 20 and nuts 21 and the like, and the back side (center housing 51 side) is in contact with the center housing 51. Is connected to the turbine housing 6 via the mounting plate 22, the bolts 23, and the like.

ノズルプレート１６と該ノズルプレート１６と対向するタービンハウジング６の内面は、上述の複数のスペーサボルト２０により所定の間隔が保持される。このノズルプレート１６とタービンハウジング６の内面との間の空間は、タービンホイール８に排気ガスを導く排気流路としてのスクロール部５の一部を構成する。上述した可変ノズル９のベーン１５は、このノズルプレート１６とタービンハウジング６の内面との間の空間に位置する。また、スペーサボルト２０は、このタービンハウジング６の内面と当接して、このタービンハウジング６の内面とベーン１５との間に隙間をあけ、ノズルサイドクリアランスを形成する。このように、タービンハウジング６の内面とベーン１５との間にノズルサイドクリアランスを形成することで、各ベーン１５の作動がスムーズになる。ノズルサイドクリアランスは、この隙間からの排気ガスの漏洩を最小限に抑えるため、タービンハウジング６の内面とベーン１５が当接しない範囲で最小に形成する。 The nozzle plate 16 and the inner surface of the turbine housing 6 facing the nozzle plate 16 are maintained at a predetermined interval by the plurality of spacer bolts 20 described above. The space between the nozzle plate 16 and the inner surface of the turbine housing 6 constitutes a part of the scroll portion 5 as an exhaust passage for guiding exhaust gas to the turbine wheel 8. The vane 15 of the variable nozzle 9 described above is located in a space between the nozzle plate 16 and the inner surface of the turbine housing 6. Further, the spacer bolt 20 abuts against the inner surface of the turbine housing 6, and a gap is formed between the inner surface of the turbine housing 6 and the vane 15 to form a nozzle side clearance. Thus, by forming the nozzle side clearance between the inner surface of the turbine housing 6 and the vanes 15, the operation of each vane 15 becomes smooth. The nozzle side clearance is formed to the minimum in a range where the inner surface of the turbine housing 6 and the vane 15 do not contact with each other in order to minimize the leakage of the exhaust gas from the gap.

排気導入口３に導入される排気ガスは、スクロール部５を通過する間に加速され、可変ノズル９を通過して複数のブレード１４にあたり、タービンホイール８を回転駆動させる。そして、タービンホイール８が回転することで、このタービンホイール８に固定される回転軸７も一体となって回転し、回転軸７の他端に固定されているコンプレッサホイールも一体となって回転する。これにより、内燃機関の吸気通路内の空気の圧力（過給圧）が高められ、その結果、圧縮された空気が燃焼室に送り込まれるようになる。 The exhaust gas introduced into the exhaust introduction port 3 is accelerated while passing through the scroll portion 5, passes through the variable nozzle 9, hits the plurality of blades 14, and rotates the turbine wheel 8. When the turbine wheel 8 rotates, the rotating shaft 7 fixed to the turbine wheel 8 also rotates together, and the compressor wheel fixed to the other end of the rotating shaft 7 also rotates together. . Thereby, the pressure (supercharging pressure) of the air in the intake passage of the internal combustion engine is increased, and as a result, the compressed air is sent into the combustion chamber.

また、可変ノズル９の各ベーン１５は、ベーン駆動機構１７により回動軸線１５ｂを中心として回動することで、回転軸線７ａと直交する方向に開閉し、隣接するベーン１５同士の隙間としての流路面積が可変となり、タービンホイール８に流入する排気ガスの流速を変化させることができる。可変ノズル９のベーン１５の開度を調整することで、タービンホイール８へ流入する排気ガスの流量を増減して流速を調節することになり、タービンホイール８、回転軸７及びコンプレッサホイールの回転速度が適宜に調節され、結果的に、吸気通路における空気の圧力が調節されることで充填効率が調整される。こうした燃焼室への吸入空気量の調整を行うことにより、内燃機関の出力向上と共に燃焼室内の異常燃焼防止も可能となる。 Each vane 15 of the variable nozzle 9 is opened and closed in a direction orthogonal to the rotation axis 7 a by rotating about the rotation axis 15 b by the vane drive mechanism 17, and flows as a gap between adjacent vanes 15. The road area becomes variable, and the flow rate of the exhaust gas flowing into the turbine wheel 8 can be changed. By adjusting the opening of the vane 15 of the variable nozzle 9, the flow rate of exhaust gas flowing into the turbine wheel 8 is increased or decreased to adjust the flow velocity, and the rotational speed of the turbine wheel 8, the rotating shaft 7 and the compressor wheel. As a result, the charging efficiency is adjusted by adjusting the air pressure in the intake passage. By adjusting the amount of intake air into the combustion chamber, it is possible to improve the output of the internal combustion engine and prevent abnormal combustion in the combustion chamber.

すなわち、内燃機関の回転数が低い低速域では、排気量は比較的少ない。このとき、ターボチャージャ１において、可変ノズル９のベーン１５の開度を閉側に調整する。これにより、スクロール部５を流れる排気ガスは可変ノズル９を通過する際に流速が速められ、タービンホイール８を高速回転させる。その後、排気ガスは、排気排出口４を経て外部へ排出される。この間、上述のようにタービンホイール８の回転により回転軸７が回転して、コンプレッサホイールを回転させる。この結果、内燃機関の吸気通路内の空気が圧縮されて、ターボチャージャ１の回転数に応じた過給圧となって、高い密度の吸気として内燃機関の吸気ポートへ導入される。 That is, the amount of exhaust is relatively small in the low speed range where the rotational speed of the internal combustion engine is low. At this time, in the turbocharger 1, the opening degree of the vane 15 of the variable nozzle 9 is adjusted to the closed side. As a result, the exhaust gas flowing through the scroll portion 5 is increased in flow velocity when passing through the variable nozzle 9 and rotates the turbine wheel 8 at a high speed. Thereafter, the exhaust gas is discharged to the outside through the exhaust outlet 4. During this time, the rotating shaft 7 is rotated by the rotation of the turbine wheel 8 as described above, and the compressor wheel is rotated. As a result, the air in the intake passage of the internal combustion engine is compressed, becomes a supercharging pressure corresponding to the rotational speed of the turbocharger 1, and is introduced into the intake port of the internal combustion engine as high-density intake air.

一方、内燃機関の回転数が高い高速域では、排気量は多い。このとき、ターボチャージャ１において、可変ノズル９のベーン１５の開度を開側に調整する。これにより、排気ガスは可変ノズル９を通過する際に流速がほとんど上昇せずに（ベーン１５が閉状態のときよりも遅い）、タービンホイール８を回転させる。これにより、コンプレッサホイールの必要以上の回転を防止するように、タービンホイール８の回転は制御されて、内燃機関の運転領域において排気量が多い領域でも設定された過給圧に制御することができる。 On the other hand, in the high speed range where the rotational speed of the internal combustion engine is high, the displacement is large. At this time, in the turbocharger 1, the opening degree of the vane 15 of the variable nozzle 9 is adjusted to the open side. Thereby, when the exhaust gas passes through the variable nozzle 9, the flow velocity hardly increases (slower than when the vane 15 is closed), and the turbine wheel 8 is rotated. Thus, the rotation of the turbine wheel 8 is controlled so as to prevent the compressor wheel from rotating more than necessary, and the supercharging pressure can be controlled to be set even in a region where the displacement is large in the operation region of the internal combustion engine. .

ところで、このターボチャージャ１では、上述したように、ターボチャージャ１への排気ガスの流入量を制御する開閉バルブ３１と、内側ガイド壁３２を有するガイド部３４を備えることで、導入される排気ガスの流量が少ないときでもタービンホイールの回転を適正に制御することにより、タービン効率の向上を図っている。 By the way, in the turbocharger 1, as described above, the exhaust gas to be introduced is provided with the open / close valve 31 that controls the inflow amount of the exhaust gas to the turbocharger 1 and the guide portion 34 having the inner guide wall 32. Even when the flow rate of the engine is small, the turbine efficiency is improved by appropriately controlling the rotation of the turbine wheel.

開閉バルブ３１は、外側スクロール５ｂ内の排気導入口３側に配設され、外側スクロール５ｂへの排気ガスの流入量を制御する。開閉バルブ３１は、該開閉バルブ３１が位置する部分における外側スクロール５ｂの流路断面とほぼ同様な形状をなし、不図示の駆動手段により回転軸３１ａを中心にして回転することで全閉位置又は全開位置に移行する。開閉バルブ３１の全開位置は、図２に実線で示すように、排気ガスの流動方向に対して平行となる位置であり、このとき、開閉バルブ３１を通過する排気ガスの圧力損失はほとんどない。開閉バルブ３１の全閉位置は、図２に破線で示すように、排気ガスの流動方向に対して直交する位置であり、このとき、外側スクロール５ｂを閉止、すなわち、外側スクロール５ｂにおける排気ガスの流路面積をほぼゼロとし、外側スクロール５ｂへの排気ガスの流入を規制する。開閉バルブ３１は、内燃機関から排出される排気量に応じて全閉位置又は全開位置に移行し、外側スクロール５ｂへの排気ガスの流入量を制御する。開閉バルブ３１は、不図示の制御部に接続されており、この制御部により開閉バルブ３１の開閉が制御されている。 The on-off valve 31 is disposed on the exhaust inlet 3 side in the outer scroll 5b and controls the amount of exhaust gas flowing into the outer scroll 5b. The opening / closing valve 31 has substantially the same shape as the flow path cross section of the outer scroll 5b at the portion where the opening / closing valve 31 is located, and is rotated about the rotation shaft 31a by a driving means (not shown) to be in the fully closed position or Move to the fully open position. As shown by the solid line in FIG. 2, the fully open position of the on-off valve 31 is a position parallel to the flow direction of the exhaust gas. At this time, there is almost no pressure loss of the exhaust gas passing through the on-off valve 31. As shown by a broken line in FIG. 2, the fully closed position of the on-off valve 31 is a position orthogonal to the flow direction of the exhaust gas. At this time, the outer scroll 5b is closed, that is, the exhaust gas in the outer scroll 5b is closed. The flow passage area is made substantially zero, and the inflow of exhaust gas to the outer scroll 5b is restricted. The on-off valve 31 shifts to a fully closed position or a fully opened position in accordance with the amount of exhaust discharged from the internal combustion engine, and controls the amount of exhaust gas flowing into the outer scroll 5b. The opening / closing valve 31 is connected to a control unit (not shown), and the opening / closing of the opening / closing valve 31 is controlled by the control unit.

ガイド部３４をなす内側ガイド壁３２は、分割壁３０の端部、さらに具体的には排気ガスの流動方向に対する下流側端部からベーン１５の近傍で、かつ、該ベーン１５の作動範囲外まで延設される。また、ガイド部３４は、外側ガイド壁３３を有し、この外側ガイド壁３３は、導入ノズル６２の下流側端部からベーン１５の近傍、かつ、該ベーン１５の作動範囲外まで延設される。内側ガイド壁３２は、ベーン１５の回動軸線１５ｂと平行となるように立設される。すなわち、内側ガイド壁３２は、上述した分割壁３０が立設される方向とほぼ平行なるように形成され、この分割壁３０の端面との隙間を最小限にして連続的に設けられる。外側ガイド壁３３も同様に、分割壁３０が立設される方向とほぼ平行なるように形成され、導入ノズル６２の端面との隙間を最小限にして連続的に設けられる。また、この内側ガイド壁３２及び外側ガイド壁３３は共に、図３、図４に示すように、上述したノズルプレート１６の縁部に、このノズルプレート１６と一体に形成される。また、内側ガイド壁３２と外側ガイド壁３３とは、ノズルプレート１６の中心に向かって対向する位置に形成される。すなわち、内側ガイド壁３２は、ノズルプレート１６上の外側ガイド壁３３とほぼ１８０°反対側に位置する。 The inner guide wall 32 forming the guide portion 34 extends from the end portion of the dividing wall 30, more specifically, from the downstream end portion with respect to the flow direction of the exhaust gas to the vicinity of the vane 15 and outside the operating range of the vane 15. It is extended. The guide portion 34 has an outer guide wall 33, and the outer guide wall 33 extends from the downstream end portion of the introduction nozzle 62 to the vicinity of the vane 15 and out of the operating range of the vane 15. . The inner guide wall 32 is erected so as to be parallel to the rotation axis 15 b of the vane 15. In other words, the inner guide wall 32 is formed so as to be substantially parallel to the above-described direction in which the dividing wall 30 is erected, and is continuously provided with a minimal gap with the end surface of the dividing wall 30. Similarly, the outer guide wall 33 is formed so as to be substantially parallel to the direction in which the dividing wall 30 is erected, and is continuously provided with a minimal gap with the end face of the introduction nozzle 62. Further, both the inner guide wall 32 and the outer guide wall 33 are formed integrally with the nozzle plate 16 at the edge of the nozzle plate 16 described above, as shown in FIGS. Further, the inner guide wall 32 and the outer guide wall 33 are formed at positions facing the center of the nozzle plate 16. That is, the inner guide wall 32 is positioned on the opposite side of the outer guide wall 33 on the nozzle plate 16 by approximately 180 °.

内側ガイド壁３２及び外側ガイド壁３３のベーン１５側の端部は、図３に示すように、各々複数のベーン１５のうちの１つのベーン１５と対向するベーン側対向部３５が形成される。各ベーン側対向部３５は、ベーン１５が最小開度に位置する際に、向かい合うベーン１５のリーディングエッジ１５ｄと対向する。各ベーン側対向部３５は、この対向するベーン１５の回動軸線１５ｂを中心とする円弧状に形成される。つまり、各ベーン側対向部３５の円弧とリーディングエッジ１５ｄの軌道は、回動軸線１５ｂ上の中心１５ｃを共有する同心円となる。これにより、内側ガイド壁３２及び外側ガイド壁３３をベーン１５の作動範囲外で、かつ、できる限り近い位置まで延設することができ、内側ガイド壁３２及び外側ガイド壁３３と各ベーン１５との間隔をリーディングエッジ１５ｄと接触しない範囲で最小限とすることができる。 As shown in FIG. 3, vane side facing portions 35 that face one vane 15 of the plurality of vanes 15 are formed at the end portions of the inner guide wall 32 and the outer guide wall 33 on the vane 15 side. Each vane side facing portion 35 faces the leading edge 15d of the vane 15 facing when the vane 15 is located at the minimum opening. Each vane side opposing part 35 is formed in the circular arc shape centering on the rotation axis 15b of this opposing vane 15. As shown in FIG. That is, the arc of each vane side facing portion 35 and the trajectory of the leading edge 15d are concentric circles that share the center 15c on the rotation axis 15b. As a result, the inner guide wall 32 and the outer guide wall 33 can be extended outside the operating range of the vane 15 and as close as possible to the inner guide wall 32, the outer guide wall 33, and each vane 15. The interval can be minimized as long as it does not contact the leading edge 15d.

また、各ベーン側対向部３５は、図４に示すように、対向するベーン１５の最小開度から開放側に所定の範囲、具体的にはベーン１５の作動範囲の半分程度の範囲で形成される。言い換えれば、各ベーン側対向部３５は、ベーン１５の回動範囲の中心角θ１が各ベーン側対向部３５の円弧の中心角θ２とベーン１５の閉位置側で重なり、開位置側では重ならないように形成される。これにより、ベーン１５が上記の開度以上に開側に回動すると、ベーン側対向部３５とリーディングエッジ１５ｄとが対向する部分がなくなり、内側ガイド壁３２及び外側ガイド壁３３がベーン１５間の流路を塞がずに、排気ガスが通過可能な流路として開放することができる。 Further, as shown in FIG. 4, each vane side facing portion 35 is formed in a predetermined range from the minimum opening degree of the facing vane 15 to the open side, specifically, in a range about half of the operating range of the vane 15. The In other words, in each vane side facing portion 35, the central angle θ1 of the rotation range of the vane 15 overlaps with the central angle θ2 of the arc of each vane side facing portion 35 on the closed position side of the vane 15 and does not overlap on the open position side. Formed as follows. As a result, when the vane 15 rotates to the open side more than the above opening, there is no portion where the vane side facing portion 35 and the leading edge 15d face each other, and the inner guide wall 32 and the outer guide wall 33 are between the vanes 15. The flow path can be opened as a flow path through which exhaust gas can pass without blocking the flow path.

次に、図１及び図２を参照してターボチャージャ１の作用を説明する。上記のように構成されるターボチャージャ１では、内燃機関の回転数が低い低速域や急加速時において導入される排気ガス量は比較的少ない。このとき、ターボチャージャ１において、可変ノズル９のベーン１５の開度を閉側に調整する。これにより、スクロール部５を流れる排気ガスは可変ノズル９を通過する際に流速が速められ、タービンホイール８を高速回転させる。しかしながら、ここで、ベーン１５の開度を小さくしすぎると、ベーン１５とタービンハウジング６の内面との間に形成されるノズルサイドクリアランスからの排気ガスの漏れ量が増大したり、また、排気ガスの流動方向に対してベーン１５の角度が寝すぎていることによって排気ガスの流れを僅かに乱し、流力性能が悪化したりするおそれがある。 Next, the operation of the turbocharger 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In the turbocharger 1 configured as described above, the amount of exhaust gas introduced at a low speed range where the rotational speed of the internal combustion engine is low or during rapid acceleration is relatively small. At this time, in the turbocharger 1, the opening degree of the vane 15 of the variable nozzle 9 is adjusted to the closed side. As a result, the exhaust gas flowing through the scroll portion 5 has a higher flow velocity when passing through the variable nozzle 9 and rotates the turbine wheel 8 at a high speed. However, if the opening degree of the vane 15 is too small, the amount of exhaust gas leakage from the nozzle side clearance formed between the vane 15 and the inner surface of the turbine housing 6 increases, or the exhaust gas If the angle of the vane 15 is excessively slanted with respect to the flow direction, the flow of the exhaust gas is slightly disturbed, and the flow performance may be deteriorated.

そこで、ターボチャージャ１に導入される排気ガス量は比較的少ない際には、開閉バルブ３１を全閉位置に移行させ、外側スクロール５ｂを閉止し、外側スクロール５ｂへの排気ガスの流入を規制する。すなわち、スクロール部５のうち内側スクロール５ａのみに排気ガスを導入する。そして、内側ガイド壁３２により内側スクロール５ａ内を流れる排気ガスが外側スクロール５ｂ側へ流れ込むことを確実に防止し、該内側スクロール５ａ内を流れる排気ガスをこの内側ガイド壁３２に沿ってベーン１５側へ案内する。この結果、排気ガスが流れる空間を内側スクロール５ａ内に限定することで、スクロール部５における排気ガス流路の容積がほぼ半減される。導入された排気ガスは、この内側スクロール５ａ内のみを通過することから、可変ノズル９に至る前にある程度加速されるので、この可変ノズル９において排気ガスを大きく加速させる必要がない。したがって、排気ガスの流速は、ベーン１５の開度を排気ガスの流動方向に対して極端に寝かせなくとも、タービンホイール８の回転を適正に制御するのに十分な流速となる。 Therefore, when the amount of exhaust gas introduced into the turbocharger 1 is relatively small, the open / close valve 31 is moved to the fully closed position, the outer scroll 5b is closed, and the inflow of exhaust gas to the outer scroll 5b is restricted. . That is, exhaust gas is introduced only into the inner scroll 5 a of the scroll unit 5. The exhaust gas flowing in the inner scroll 5a is reliably prevented from flowing into the outer scroll 5b by the inner guide wall 32, and the exhaust gas flowing in the inner scroll 5a is moved along the inner guide wall 32 to the vane 15 side. To guide. As a result, by limiting the space in which the exhaust gas flows to the inside scroll 5a, the volume of the exhaust gas flow path in the scroll portion 5 is almost halved. Since the introduced exhaust gas passes only in the inner scroll 5a, it is accelerated to some extent before reaching the variable nozzle 9, so that it is not necessary to greatly accelerate the exhaust gas in the variable nozzle 9. Therefore, the flow rate of the exhaust gas is sufficient to appropriately control the rotation of the turbine wheel 8 even if the opening degree of the vane 15 is not extremely lowered with respect to the flow direction of the exhaust gas.

一方、このターボチャージャ１では、内燃機関の回転数が高い高速域において導入される排気ガス量は比較的多い。このとき、ターボチャージャ１において、可変ノズル９のベーン１５の開度を開側に調整する。これにより、排気ガスは可変ノズル９を通過する際に流速がほとんど上昇せずに（ベーン１５が閉状態のときよりも遅い）、タービンホイール８を回転させる。しかしながら、ここで、導入される排気ガスが多量になると、ベーンの開度調整だけでは流速を調節しきれないためタービン効率が低下するおそれがある。 On the other hand, in the turbocharger 1, the amount of exhaust gas introduced in a high speed region where the rotational speed of the internal combustion engine is high is relatively large. At this time, in the turbocharger 1, the opening degree of the vane 15 of the variable nozzle 9 is adjusted to the open side. Thereby, when the exhaust gas passes through the variable nozzle 9, the flow velocity hardly increases (slower than when the vane 15 is closed), and the turbine wheel 8 is rotated. However, if a large amount of exhaust gas is introduced, the turbine efficiency may be lowered because the flow rate cannot be adjusted only by adjusting the vane opening.

そこで、ターボチャージャ１に導入される排気ガス量が一定量に達した際には、開閉バルブ３１を全開位置に移行させ、外側スクロール５ｂを開放し、外側スクロール５ｂへの排気ガスの導入を開始する。すなわち、スクロール部５の内側スクロール５ａ、外側スクロール５ｂの両方に排気ガスを導入する。この結果、排気ガスが流れる空間を内側スクロール５ａ及び外側スクロール５ｂに増加させることで、スクロール部５における排気ガス流路の容積が増加される。導入された排気ガスは、この内側スクロール５ａ及び外側スクロール５ｂ内を通過することから、可変ノズル９に至る前でも加速され過ぎず、この可変ノズル９において速度の調整が可能となるため、タービンホイール８の回転を適正に制御するのに適した流速となる。また、この間、内側スクロール５ａ内を流れる排気ガスは、内側ガイド壁３２によりこの内側ガイド壁３２に沿ってベーン１５側へ案内され、外側スクロール５ｂ内を流れる排気ガスは、外側ガイド壁３３によりこの外側ガイド壁３３に沿ってベーン１５側へ案内される。この結果、内側スクロール５ａ内を流れる排気ガスと外側スクロール５ｂ内を流れる排気ガスとが互いに干渉することが抑制される。 Therefore, when the amount of exhaust gas introduced into the turbocharger 1 reaches a certain amount, the opening / closing valve 31 is shifted to the fully open position, the outer scroll 5b is opened, and introduction of exhaust gas into the outer scroll 5b is started. To do. That is, exhaust gas is introduced into both the inner scroll 5a and the outer scroll 5b of the scroll unit 5. As a result, the volume of the exhaust gas flow path in the scroll portion 5 is increased by increasing the space in which the exhaust gas flows to the inner scroll 5a and the outer scroll 5b. Since the introduced exhaust gas passes through the inner scroll 5a and the outer scroll 5b, the exhaust gas is not accelerated too much before reaching the variable nozzle 9, and the speed of the variable nozzle 9 can be adjusted. The flow rate is suitable for appropriately controlling the rotation of 8. During this time, the exhaust gas flowing in the inner scroll 5a is guided to the vane 15 side along the inner guide wall 32 by the inner guide wall 32, and the exhaust gas flowing in the outer scroll 5b is guided by the outer guide wall 33. Guided to the vane 15 side along the outer guide wall 33. As a result, the exhaust gas flowing in the inner scroll 5a and the exhaust gas flowing in the outer scroll 5b are suppressed from interfering with each other.

図５は、本発明の実施例に係るターボチャージャにおける排気ガス量とタービン効率との関係を示す線図である。本図では、横軸をターボチャージャ１に導入される排気ガス量、縦軸をタービン効率とする。また、本図中、開閉バルブ３１が全閉位置にある際、すなわち、タービン容量が小さい状態における排気ガス量とタービン効率との関係を二点鎖線Ａで示し、一方、開閉バルブ３１が全開位置にある際、すなわち、タービン容量が大きい状態における排気ガス量とタービン効率との関係を一点鎖線Ｂで示す。ターボチャージャ１では、タービン容量が小さい状態である二点鎖線Ａ、タービン容量が大きい状態である一点鎖線Ｂ共に、グラフの右に行くにしたがって、すなわち、ターボチャージャ１に導入される排気ガス量が多くなるにしたがって可変ノズル９のベーン１５の開度を大きくする。 FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the exhaust gas amount and the turbine efficiency in the turbocharger according to the embodiment of the present invention. In this figure, the horizontal axis represents the amount of exhaust gas introduced into the turbocharger 1, and the vertical axis represents the turbine efficiency. Further, in this figure, when the opening / closing valve 31 is in the fully closed position, that is, the relationship between the exhaust gas amount and the turbine efficiency when the turbine capacity is small, the relationship between the two-dot chain line A is shown, while the opening / closing valve 31 is in the fully opened position. In other words, the relationship between the exhaust gas amount and the turbine efficiency when the turbine capacity is large is indicated by a one-dot chain line B. In the turbocharger 1, both the two-dot chain line A in which the turbine capacity is small and the one-dot chain line B in which the turbine capacity is large increase as the exhaust gas amount introduced into the turbocharger 1 increases toward the right of the graph. As the number increases, the opening degree of the vane 15 of the variable nozzle 9 is increased.

ターボチャージャ１では、上述したようなノズルサイドクリアランスからの排気ガスの漏れや流力性能の悪化などの影響により、タービン容量が小さい状態である二点鎖線Ａ、タービン容量が大きい状態である一点鎖線Ｂ共に、全閉側と全開側との中間部分でもっともタービン効率がよくなる。そして、導入される排気ガスの量が少ないときには、開閉バルブ３１を全閉としてタービン容量を小さくしておき、排気ガスの量が増加し、二点鎖線Ａと一点鎖線Ｂとが交差するＣ点において、開閉バルブ３１を全開位置に移行させる。これにより、本図中太線で示すように、ターボチャージャ１のタービン効率が向上する。 In the turbocharger 1, the two-dot chain line A in which the turbine capacity is small and the one-dot chain line in which the turbine capacity is large due to the influence of the exhaust gas leakage from the nozzle side clearance and the deterioration of the flow performance as described above. In both B, the turbine efficiency is best at the intermediate portion between the fully closed side and the fully open side. When the amount of exhaust gas introduced is small, the on-off valve 31 is fully closed to reduce the turbine capacity, the amount of exhaust gas increases, and the point C where the two-dot chain line A and the one-dot chain line B intersect. Then, the opening / closing valve 31 is shifted to the fully opened position. Thereby, as shown by the thick line in this figure, the turbine efficiency of the turbocharger 1 improves.

以上で説明した本発明の実施例に係るターボチャージャ１によれば、排気ガスを導入する排気導入口３と、該排気ガスを排気する排気排出口４と、該排気導入口３と該排気排出口４とを連通する渦巻き状のスクロール部５を有するタービンハウジング６と、スクロール部５に回転自在に収容されるタービンホイール８と、タービンホイール８の外周に沿って設けられる複数のベーン１５の開度を調整することで、該タービンホイール８に流入する排気ガスの流速を可変とする可変ノズル９と、スクロール部５を径方向に内側スクロール５ａと外側スクロール５ｂとに分割する分割壁３０と、外側スクロール５ｂへの排気ガスの流入量を制御する開閉バルブ３１と、分割壁３０の排気ガスの流動方向における下流側端部からベーン１５の近傍で、かつ、該ベーン１５の作動範囲外まで延設される内側ガイド壁３２を有するガイド部３４とを備える。 According to the turbocharger 1 according to the embodiment of the present invention described above, the exhaust inlet 3 for introducing the exhaust gas, the exhaust outlet 4 for exhausting the exhaust gas, the exhaust inlet 3 and the exhaust exhaust. A turbine housing 6 having a spiral scroll portion 5 communicating with the outlet 4, a turbine wheel 8 rotatably accommodated in the scroll portion 5, and a plurality of vanes 15 provided along the outer periphery of the turbine wheel 8 are opened. By adjusting the degree, the variable nozzle 9 that makes the flow rate of the exhaust gas flowing into the turbine wheel 8 variable, the dividing wall 30 that divides the scroll portion 5 into the inner scroll 5a and the outer scroll 5b in the radial direction, An open / close valve 31 that controls the amount of exhaust gas flowing into the outer scroll 5b, and the vicinity of the vane 15 from the downstream end of the dividing wall 30 in the exhaust gas flow direction. And, and a guide portion 34 having an inner guide wall 32 which extends to outside the operating range of the vane 15.

したがって、排気導入口３によりタービンハウジング６内に排気ガスが導入され、この排気ガスはスクロール部５で加速されながら可変ノズル９に至り、この可変ノズル９で流速が調整されてタービンホイール８に流入し、このタービンホイール８を回転させ、排気排出口４から排気される。タービンホイール８は、回転軸７と共にコンプレッサホイールを回転させ、内燃機関の吸気通路内の空気を圧縮する。ここで、排気ガスが通過するスクロール部５は、分割壁３０により内側スクロール５ａと外側スクロール５ｂとに分割され、ターボチャージャ１に導入される排気ガス量は比較的少ない際には、開閉バルブ３１により外側スクロール５ｂを閉止し、内側スクロール５ａのみに排気ガスを導入する。そして、内側スクロール５ａ内を流れる排気ガスは、分割壁３０からベーン１５に接触しない範囲でこのベーン１５近傍まで延設される内側ガイド壁３２により、外側スクロール５ｂ側へ流れ込むことが確実に抑制される。この結果、スクロール部５における排気ガス流路の容積がほぼ半減され、排気ガスはこの内側スクロール５ａ内のみを通過することから、可変ノズル９に至る前にある程度加速されるので、導入される排気ガスの流量が少ないときでも、ノズルベーンの開度を小さくしすぎてノズルサイドクリアランスからの排気ガスの漏れ量が増大したり、また、排気ガスの流動方向に対してベーン角度が寝すぎていることによって流力性能が悪化したりすることなく、タービンホイールの回転を適正に制御することができ、特に内燃機関の低回転域でのタービン効率を高めることができる。 Accordingly, exhaust gas is introduced into the turbine housing 6 through the exhaust introduction port 3, and this exhaust gas reaches the variable nozzle 9 while being accelerated by the scroll portion 5, and the flow velocity is adjusted by this variable nozzle 9 and flows into the turbine wheel 8. Then, the turbine wheel 8 is rotated and exhausted from the exhaust outlet 4. The turbine wheel 8 rotates the compressor wheel together with the rotating shaft 7 to compress the air in the intake passage of the internal combustion engine. Here, the scroll portion 5 through which the exhaust gas passes is divided into the inner scroll 5a and the outer scroll 5b by the dividing wall 30. When the amount of exhaust gas introduced into the turbocharger 1 is relatively small, the opening / closing valve 31 is provided. Thus, the outer scroll 5b is closed, and the exhaust gas is introduced only into the inner scroll 5a. The exhaust gas flowing in the inner scroll 5a is reliably suppressed from flowing into the outer scroll 5b side by the inner guide wall 32 extending to the vicinity of the vane 15 in a range where it does not contact the vane 15 from the dividing wall 30. The As a result, the volume of the exhaust gas flow path in the scroll portion 5 is almost halved, and the exhaust gas passes through only the inner scroll 5a, and thus is accelerated to some extent before reaching the variable nozzle 9, so that the exhaust introduced Even when the gas flow rate is low, the nozzle vane opening is made too small to increase the amount of exhaust gas leakage from the nozzle side clearance, and the vane angle is too slanted with respect to the exhaust gas flow direction. Therefore, the rotation of the turbine wheel can be properly controlled without deteriorating the fluid performance, and the turbine efficiency can be enhanced particularly in the low rotation range of the internal combustion engine.

さらに、導入される排気ガスの量が増加し一定量に達した段階で、開閉バルブ３１を全開位置に移行させ、外側スクロール５ｂを開放し、内側スクロール５ａ、外側スクロール５ｂの両方に排気ガスを導入する。この結果、スクロール部５における排気ガス流路の容積が増加し、導入された排気ガスはこの内側スクロール５ａ及び外側スクロール５ｂ内を通過することから、可変ノズル９に至る前でも加速され過ぎず、この可変ノズル９において速度の調整が可能となるので、タービンホイール８の回転を適正に制御し、タービン効率を向上させることができる。また、このターボチャージャ１で対応することのできる排気ガスの流量範囲も広くすることができる。 Further, when the amount of exhaust gas introduced increases and reaches a certain amount, the on-off valve 31 is shifted to the fully open position, the outer scroll 5b is opened, and exhaust gas is supplied to both the inner scroll 5a and the outer scroll 5b. Introduce. As a result, the volume of the exhaust gas flow path in the scroll unit 5 is increased, and the introduced exhaust gas passes through the inner scroll 5a and the outer scroll 5b, so that it is not accelerated too much before reaching the variable nozzle 9, Since the speed of the variable nozzle 9 can be adjusted, it is possible to appropriately control the rotation of the turbine wheel 8 and improve the turbine efficiency. In addition, the exhaust gas flow range that can be handled by the turbocharger 1 can be widened.

また、開閉バルブ３１を全閉位置又は全開位置として、排気ガスの流路容量を調節した上で、可変ノズル９によりタービンホイール８に流入する排気ガスの流速を微調整することで、開閉バルブ３１を半開状態に維持することなく、タービンホイール８の回転を制御するので、この開閉バルブ３１における排気ガスの圧力損失によるタービン効率の低下を抑制することができる。 Further, the opening / closing valve 31 is set to the fully closed position or the fully opened position, and the flow rate of the exhaust gas is adjusted, and then the flow rate of the exhaust gas flowing into the turbine wheel 8 is finely adjusted by the variable nozzle 9, thereby opening / closing the valve 31. Since the rotation of the turbine wheel 8 is controlled without maintaining the valve in a half-open state, a decrease in turbine efficiency due to the pressure loss of the exhaust gas in the on-off valve 31 can be suppressed.

さらに、以上で説明した本発明の実施例に係るターボチャージャ１によれば、タービンハウジング６は、筒形状に形成され内側に排気導入口３を形成する導入ノズル６２を有し、ガイド部３４は、導入ノズル６２の排気ガスの流動方向における下流側端部からベーン１５の近傍で、かつ、該ベーン１５の作動範囲外まで延設される外側ガイド壁３３を有する。したがって、開閉バルブ３１を全開位置に移行させた際に、内側スクロール５ａ内を流れる排気ガスは、内側ガイド壁３２によりこの内側ガイド壁３２に沿ってベーン１５側へ案内され、外側スクロール５ｂ内を流れる排気ガスは、外側ガイド壁３３によりこの外側ガイド壁３３に沿ってベーン１５側へ案内され、内側スクロール５ａ内を流れる排気ガスと外側スクロール５ｂ内を流れる排気ガスとが互いに干渉することが抑制されるので、各スクロールを流れる排気ガスを好適な方向からタービンホイール８に流入させることができ、結果的に排気ガスの動圧を有効に利用することができる。 Furthermore, according to the turbocharger 1 according to the embodiment of the present invention described above, the turbine housing 6 has the introduction nozzle 62 that is formed in a cylindrical shape and forms the exhaust introduction port 3 inside, and the guide portion 34 is The outer guide wall 33 extends from the downstream end of the introduction nozzle 62 in the flow direction of the exhaust gas in the vicinity of the vane 15 and beyond the operating range of the vane 15. Therefore, when the opening / closing valve 31 is shifted to the fully open position, the exhaust gas flowing in the inner scroll 5a is guided to the vane 15 side along the inner guide wall 32 by the inner guide wall 32, and the inside of the outer scroll 5b is moved. The flowing exhaust gas is guided to the vane 15 side along the outer guide wall 33 by the outer guide wall 33, and the exhaust gas flowing in the inner scroll 5a and the exhaust gas flowing in the outer scroll 5b are prevented from interfering with each other. Therefore, the exhaust gas flowing through each scroll can be introduced into the turbine wheel 8 from a suitable direction, and as a result, the dynamic pressure of the exhaust gas can be used effectively.

さらに、以上で説明した本発明の実施例に係るターボチャージャ１によれば、ガイド部３４をなす内側ガイド壁３２及び外側ガイド壁３３は、ベーン１５の回動軸線１５ｂと平行に立設される。したがって、内側ガイド壁３２及び外側ガイド壁３３をそれぞれ１つ設ければ、複数のベーン１５各々にガイド壁を設ける必要がないので、簡易な構成で内側スクロール５ａ側から外側スクロール５ｂ側へ排気ガスの流れ込みを抑制することができる。 Furthermore, according to the turbocharger 1 according to the embodiment of the present invention described above, the inner guide wall 32 and the outer guide wall 33 forming the guide portion 34 are erected in parallel with the rotation axis 15 b of the vane 15. . Therefore, if one inner guide wall 32 and one outer guide wall 33 are provided, there is no need to provide a guide wall for each of the plurality of vanes 15, and therefore exhaust gas from the inner scroll 5a side to the outer scroll 5b side with a simple configuration. Can be suppressed.

さらに、以上で説明した本発明の実施例に係るターボチャージャ１によれば、ガイド部３４をなす内側ガイド壁３２及び外側ガイド壁３３のベーン１５側の端部は、該ベーン１５の最小開度におけるリーディングエッジ１５ｄと対向し、該端部に前記対向するベーン１５の回動軸線１５ｂを中心とする円弧状に形成されるベーン側対向部３５を有する。したがって、内側ガイド壁３２及び外側ガイド壁３３をベーン１５の作動範囲外で、かつ、できる限り近い位置まで延設することができ、内側ガイド壁３２及び外側ガイド壁３３と各ベーン１５との間隔をリーディングエッジ１５ｄと接触しない範囲で最小限とすることができので、内側スクロール５ａ側から外側スクロール５ｂ側へ排気ガスの流れ込みを最小限にすることができる。 Furthermore, according to the turbocharger 1 according to the embodiment of the present invention described above, the end portion on the vane 15 side of the inner guide wall 32 and the outer guide wall 33 forming the guide portion 34 is the minimum opening degree of the vane 15. And a vane side facing portion 35 formed in an arc shape around the rotation axis 15b of the facing vane 15 at the end. Therefore, the inner guide wall 32 and the outer guide wall 33 can be extended to a position as close as possible outside the operating range of the vane 15, and the distance between the inner guide wall 32 and the outer guide wall 33 and each vane 15. Can be minimized within a range where it does not contact the leading edge 15d, so that the flow of exhaust gas from the inner scroll 5a side to the outer scroll 5b side can be minimized.

さらに、以上で説明した本発明の実施例に係るターボチャージャ１によれば、ベーン側対向部３５は、対向するベーン１５の最小開度から開放側に所定の範囲で形成される。したがって、ベーン１５が上記の開度以上に開側に回動すると、ベーン側対向部３５とベーン１５のリーディングエッジ１５ｄとが対向する部分がなくなり、内側ガイド壁３２及び外側ガイド壁３３がベーン１５間の流路を塞がずに、排気ガスが通過可能な流路として開放することができるので、内側ガイド壁３２及び外側ガイド壁３３における排気ガスの圧力損失によるタービン効率の低下を抑制することができる。 Furthermore, according to the turbocharger 1 which concerns on the Example of this invention demonstrated above, the vane side opposing part 35 is formed in the predetermined | prescribed range from the minimum opening degree of the vane 15 which opposes to an open | release side. Therefore, when the vane 15 rotates to the open side more than the above opening degree, there is no portion where the vane side facing portion 35 and the leading edge 15d of the vane 15 face each other, and the inner guide wall 32 and the outer guide wall 33 are moved to the vane 15. Since it can be opened as a passage through which exhaust gas can pass without blocking the passage between them, it is possible to suppress a decrease in turbine efficiency due to pressure loss of the exhaust gas in the inner guide wall 32 and the outer guide wall 33. Can do.

さらに、以上で説明した本発明の実施例に係るターボチャージャ１によれば、タービンホイール８が挿入される円形孔１６ａが形成され、該孔１６ａに沿って可変ノズル９が設けられるノズルプレート１６を備え、ガイド部３４をなす内側ガイド壁３２及び外側ガイド壁３３は、ノズルプレート１６に設けられる。したがって、内側ガイド壁３２及び外側ガイド壁３３をノズルプレート１６を一体に形成し、可変ノズル９をノズルプレート１６に設置してからこのノズルプレート１６をタービンハウジング６に組み付けることで、ガイド部３４及び可変ノズル９をタービンハウジング６内に設けることができるので製作が容易となる。 Furthermore, according to the turbocharger 1 according to the embodiment of the present invention described above, the circular hole 16a into which the turbine wheel 8 is inserted is formed, and the nozzle plate 16 in which the variable nozzle 9 is provided along the hole 16a is provided. The inner guide wall 32 and the outer guide wall 33 forming the guide portion 34 are provided on the nozzle plate 16. Accordingly, the inner guide wall 32 and the outer guide wall 33 are formed integrally with the nozzle plate 16, the variable nozzle 9 is installed on the nozzle plate 16, and then the nozzle plate 16 is assembled to the turbine housing 6. Since the variable nozzle 9 can be provided in the turbine housing 6, the manufacture becomes easy.

なお、上述した本発明の実施例に係るターボチャージャ１は、上述した実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。以上の説明では、ガイド部３４として外側ガイド壁３３を備えるものとして説明したがこれを備えなくても、本発明の構成によれば、導入される排気ガスの流量が少ないときでもタービンホイール８の回転を適正に制御し、タービン効率を向上させることができる。 The turbocharger 1 according to the above-described embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope described in the claims. In the above description, the outer guide wall 33 is provided as the guide portion 34. However, even if this is not provided, according to the configuration of the present invention, even when the flow rate of the introduced exhaust gas is small, the turbine wheel 8 The rotation can be appropriately controlled and the turbine efficiency can be improved.

また、以上の説明では、分割壁３０とスクロール壁６１とを継ぎ目なく一体に形成するものとして説明したが、それぞれ別体に形成し、分割壁３０をスクロール壁６１に固定するようにしてもよい。さらに、内側ガイド壁３２及び外側ガイド壁３３は、ノズルプレート１６と一体に形成されるものとして説明したが、各々別体に形成してもよい。また、ノズルプレート１６を備えない構成としてもよく、この場合、内側ガイド壁３２及び外側ガイド壁３３や可変ノズル９は、例えば、タービンハウジング６の内面に直接組み付ければよい。 In the above description, the dividing wall 30 and the scroll wall 61 are described as being integrally formed without a joint. However, the dividing wall 30 may be formed separately and fixed to the scroll wall 61. . Furthermore, although the inner guide wall 32 and the outer guide wall 33 have been described as being formed integrally with the nozzle plate 16, they may be formed separately. Further, the nozzle plate 16 may be omitted. In this case, the inner guide wall 32, the outer guide wall 33, and the variable nozzle 9 may be directly assembled on the inner surface of the turbine housing 6, for example.

さらに、以上の説明では、開閉バルブ３１は、外側スクロール５ｂ内の排気導入口３側に配設され、外側スクロール５ｂへの排気ガスの流入量を制御するものとして説明したが、内側スクロール５ａ内に設け、内側スクロール５ａへの排気ガスの流入量を制御するように構成してもよい。また、開閉バルブ３１は、全開位置又は全閉位置に移行することで排気ガスの流量を調整するものとして説明したが、この開閉バルブ３１を半開状態に維持して排気ガスの流量を調整するようにしてもよい。この場合、排気ガスの流量をよりフレキシブルに調整することができる。また、以上の説明では、スクロール部５を内側スクロール５ａと外側スクロール５ｂの２流路に分割するものとして説明したが、内側スクロール５ａと外側スクロール５ｂとの間に中央スクロールを設けて３流路としてもよいし、さらに複数の流路に分割してもよい。 Further, in the above description, the opening / closing valve 31 is disposed on the exhaust introduction port 3 side in the outer scroll 5b and controls the amount of exhaust gas flowing into the outer scroll 5b. It is also possible to provide a configuration in which the amount of exhaust gas flowing into the inner scroll 5a is controlled. The on-off valve 31 has been described as adjusting the flow rate of exhaust gas by moving to the fully open position or the fully closed position. However, the on-off valve 31 is maintained in a half-open state to adjust the exhaust gas flow rate. It may be. In this case, the flow rate of the exhaust gas can be adjusted more flexibly. In the above description, the scroll unit 5 has been described as being divided into two flow paths of the inner scroll 5a and the outer scroll 5b. Or may be further divided into a plurality of flow paths.

さらに、以上の説明では、スペーサボルト２０によりタービンハウジング６の内面とベーン１５との間にクリアランスを形成するものとして説明したが、ガイド部３４をなす内側ガイド壁３２及び外側ガイド壁３３によりこのクリアランスを形成するようにしてもよい。すなわち、内側ガイド壁３２及び外側ガイド壁３３をベーン１５よりも若干高く形成することで、内側ガイド壁３２及び外側ガイド壁３３をスペーサとして兼用し、スペーサボルト２０を省略する。これにより、このスペーサボルト２０による排気ガス圧力損失がなくなり、また、ターボチャージャ１を構成する部品点数を削減することができるので、より安価なターボチャージャとすることができる。 Further, in the above description, the spacer bolt 20 has been described as forming a clearance between the inner surface of the turbine housing 6 and the vane 15. However, the clearance is formed by the inner guide wall 32 and the outer guide wall 33 forming the guide portion 34. May be formed. That is, by forming the inner guide wall 32 and the outer guide wall 33 slightly higher than the vane 15, the inner guide wall 32 and the outer guide wall 33 are also used as spacers, and the spacer bolt 20 is omitted. As a result, the exhaust gas pressure loss due to the spacer bolt 20 is eliminated, and the number of components constituting the turbocharger 1 can be reduced, so that a more inexpensive turbocharger can be obtained.

以上のように、本発明に係るターボチャージャは、排気ガスを可変ノズルに導くスクロール部を分割壁により径方向に分割し、この分割壁から可変ノズルのベーン近傍までガイド部を形成することで、導入される排気ガスの流量が少ないときでもタービンホイールの回転を適正に制御し、タービン効率を向上させたものであり、可変ノズルを備えるターボチャージャに用いて好適である。 As described above, the turbocharger according to the present invention divides the scroll portion for guiding the exhaust gas to the variable nozzle in the radial direction by the dividing wall, and forms the guide portion from the dividing wall to the vicinity of the vane of the variable nozzle. Even when the flow rate of the introduced exhaust gas is small, the rotation of the turbine wheel is appropriately controlled to improve the turbine efficiency, and it is suitable for a turbocharger equipped with a variable nozzle.

本発明の実施例に係るターボチャージャのタービン部側の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view by the side of the turbine part of the turbocharger which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係るターボチャージャのタービン部の径方向断面図である。It is radial direction sectional drawing of the turbine part of the turbocharger which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係るターボチャージャにおけるノズルプレートの可変ノズル全閉時の正面図である。It is a front view at the time of the variable nozzle full closure of the nozzle plate in the turbocharger which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係るターボチャージャにおけるノズルプレートの可変ノズル全開時の正面図である。It is a front view at the time of the variable nozzle full open of the nozzle plate in the turbocharger which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係るターボチャージャにおける排気ガス量とタービン効率との関係を示す線図である。It is a diagram which shows the relationship between the exhaust gas amount and turbine efficiency in the turbocharger which concerns on the Example of this invention.

Explanation of symbols

１ターボチャージャ
２タービン部
３排気導入口
４排気排出口
５スクロール部
５ａ内側スクロール
５ｂ外側スクロール
６タービンハウジング
７回転軸
８タービンホイール
９可変ノズル
１５ベーン
１５ｄリーディングエッジ
１６ノズルプレート
１７ベーン駆動機構
２０スペーサボルト
３０分割壁
３１開閉バルブ（流入量制御手段）
３２内側ガイド壁（ガイド部）
３３外側ガイド壁（ガイド部）
３４ガイド部
３５ベーン側対向部
６１スクロール壁
６２導入ノズル
６３排出ノズル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Turbocharger 2 Turbine part 3 Exhaust inlet 4 Exhaust outlet 5 Scroll part 5a Inner scroll 5b Outer scroll 6 Turbine housing 7 Rotating shaft 8 Turbine wheel 9 Variable nozzle 15 Vane 15d Leading edge 16 Nozzle plate 17 Vane drive mechanism 20 Spacer bolt 30 Dividing wall 31 Open / close valve (inflow control means)
32 Inner guide wall (guide part)
33 Outer guide wall (guide part)
34 Guide portion 35 Vane side facing portion 61 Scroll wall 62 Introduction nozzle 63 Discharge nozzle

Claims

A turbine housing having an exhaust inlet for introducing exhaust gas, an exhaust outlet for exhausting the exhaust gas, and a spiral scroll portion communicating the exhaust inlet and the exhaust outlet;
A turbine wheel rotatably accommodated in the scroll portion;
A variable nozzle that varies the flow rate of exhaust gas flowing into the turbine wheel by adjusting the opening of a plurality of vanes provided along the outer periphery of the turbine wheel;
A dividing wall that divides the scroll portion into an inner scroll and an outer scroll in a radial direction;
Inflow amount control means for controlling the amount of exhaust gas flowing into the inner scroll or the outer scroll;
A guide portion having an inner guide wall extending from the downstream end portion of the dividing wall in the flow direction of the exhaust gas in the vicinity of the vane and outside the operation range of the vane,
Turbocharger.

The turbine housing has an introduction nozzle that is formed in a cylindrical shape and forms the exhaust introduction port on the inside thereof.
The guide portion has an outer guide wall that extends from the downstream end portion of the introduction nozzle in the flow direction of the exhaust gas in the vicinity of the vane and outside the operation range of the vane.
The turbocharger according to claim 1.

The inner guide wall and the outer guide wall are erected in parallel with the rotation axis of the vane,
The turbocharger according to claim 2.

The vane side ends of the inner guide wall and the outer guide wall are opposed to the leading edge at the minimum opening of the vane, and are arcuate around the rotation axis of the opposite vane. It has a vane side facing portion to be formed,
The turbocharger according to claim 2 or claim 3.

The vane side facing portion is formed in a predetermined range from the minimum opening of the facing vane to the open side,
The turbocharger according to claim 4.

A circular hole into which the turbine wheel is inserted is formed, and the nozzle plate is provided with the variable nozzle along the hole,
The guide part is provided on the nozzle plate,
The turbocharger according to any one of claims 1 to 5.

The guide portion is in contact with an inner surface of the turbine housing facing the nozzle plate, and forms a clearance between the turbine housing and the vane.
The turbocharger according to claim 6.