JP2010156220A - 内燃機関の過給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも圧縮ガスのエネルギをタービンホイールの回転に有効に利用することが可能な内燃機関の過給装置を提供する。
【解決手段】本発明の過給装置は、タービンホイール１６と、タービンホイール１６を収容するホイール収容室１９が内部に設けられたタービンハウジング１７とを有し、ホイール収容室１９は、タービンホイール１６の径方向外側にスクロール部２１が設けられるように形成され、スクロール部２１にはタービンホイール１６の外周に沿って周方向に並べて配置された複数の可変ノズル翼２２が設けられているターボ過給機７と、圧縮されたガスを溜めることが可能な蓄圧タンク３１と、一端３３ａがホイール収容室１９内に開口し、他端が蓄圧タンク３１に接続されたガス通路３２とを備え、ガス通路３２の一端３３ａは、複数の可変ノズル翼２２が形成する翼列Ｌよりもタービンホイール１６寄りに配置されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、加圧したガスを溜めることが可能な蓄圧容器を備え、その蓄圧容器のガスをターボ過給機のタービンに供給可能な内燃機関の過給装置に関する。

車両の加速時などにターボ過給機のタービンに圧縮したガスを供給してターボ過給機の動作をアシストする装置が知られている。例えば、エアコンプレッサで発生させた正圧をエアタンクに蓄積し、そのエアタンクに蓄積されているエアをノズルから可変ノズルを備えたターボチャージャのタービンロータに向けて噴出させ、これによりタービンロータの回転をアシストする装置が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２〜４が存在する。

特開２００６−１０５０２６号公報 特開平５−２４００５７号公報 特開２００７−３１５１９４号公報 特開２００７−７７９０６号公報

特許文献１の装置では、ノズルからタービンロータ（タービンホイール）に圧縮ガスを噴射してタービンホイールの回転をアシストしているが、そのノズルの噴射口の配置位置によってはタービンホイールを圧縮ガスによって十分に回転駆動できないおそれがある。例えば、噴射口が可変ノズルの外側に配置されている場合、可変ノズルが閉じられていると噴射口から噴射された圧縮ガスが可変ノズルによって邪魔され、それにより圧縮ガスのエネルギが無駄に消費されるおそれがある。この場合、圧縮ガスからタービンホイールに与えられるエネルギが減少し、この圧縮ガスにてタービンホイールの回転を十分にアシストできないおそれがある、

そこで、本発明は、従来よりも圧縮ガスのエネルギをタービンホイールの回転に有効に利用することが可能な内燃機関の過給装置を提供することを目的とする。

本発明の内燃機関の過給装置は、複数の翼が周方向に設けられたタービンホイールと、前記タービンホイールを収容し、内燃機関から排出された排気が導かれるホイール収容室が内部に設けられたタービンハウジングと、を有し、前記ホイール収容室は、前記タービンホイールの径方向外側において前記タービンホイールと前記ホイール収容室の内壁面との間に渦巻き状のスクロール部が設けられるように形成され、前記スクロール部には、前記タービンホイールの外周に沿って周方向に並べて配置され、かつ所定の可動範囲内で翼角を変更可能な複数の可変ノズル翼が設けられているターボ過給機と、圧縮されたガスを溜めることが可能な蓄圧容器と、一端が前記ホイール収容室内に開口し、他端が前記蓄圧容器に接続された接続通路と、を備え、前記接続通路の一端は、前記複数の可変ノズル翼が形成する翼列よりも前記タービンホイール寄りに配置されている（請求項１）。

本発明の内燃機関の過給装置によれば、接続通路の一端が可変ノズル翼の翼列よりもタービンホイール寄りに配置されているので、蓄圧容器の圧縮ガスをその一端からタービンホイールに直接噴射することができる。この場合、圧縮ガスのエネルギが可変ノズル翼で無駄に消費されることを防止できる。そのため、従来よりも圧縮ガスのエネルギをタービンホイールの回転に有効に利用することができる。

本発明の内燃機関の過給装置の一形態において、前記接続通路の一端は、前記スクロール部において前記タービンホイールと前記ホイール収容室の内壁面との間が最も狭くなる部分に配置されていてもよい（請求項２）。一般にホイール収容室内に導入された排気は、スクロール部のうちタービンホイールとホイール収容室の内壁面との間が最も広い部分からタービンホイールとホイール収容室の内壁面との間が最も狭くなる部分に向かって流れるように案内される。この場合、タービンホイールとホイール収容室の内壁面との間が最も狭くなる部分において排気の流速が最も遅くなるので、この部分では他の部分と比較してタービンホイールに与えられる排気のエネルギが小さくなる。この形態では、このタービンホイールとホイール収容室の内壁面との間が最も狭くなる部分に接続通路の一端を配置したので、排気のエネルギを十分に利用しつつ圧縮ガスのエネルギでタービンホイールの回転をアシストすることができる。そのため、圧縮ガスのエネルギをタービンホイールの回転に有効に利用することができる。

本発明の内燃機関の過給装置の一形態において、前記ターボ過給機よりも下流の排気通路に設けられ、前記排気通路を閉じる全閉位置と前記排気通路を開ける全開位置とに切り替え可能な排気遮断弁と、所定の蓄圧条件が成立した場合に前記内燃機関のシリンダから排出されたガスが前記蓄圧容器に導入されるように前記排気遮断弁を前記全閉位置に切り替える制御手段と、をさらに備えていてもよい（請求項３）。この場合、蓄圧容器に内燃機関のシリンダから排出されたガスを圧縮して溜めることができる。

本発明の内燃機関の過給装置の一形態において、前記接続通路の一端は、その一端から噴射された圧縮ガスが前記タービンホイールの径方向外側から前記タービンホイールに供給されるように配置されていてもよい（請求項４）。この場合、タービンハウジングの内面に当てることなく圧縮ガスをタービンホイールに供給することができる。そのため、圧縮ガスがタービンハウジングの内面に当たってエネルギがそこで無駄に消費されることを防止できる。従って、圧縮ガスのエネルギをタービンホイールの回転にさらに有効に利用することができる。

本発明の内燃機関の過給装置の一形態において、前記接続通路の一端は、前記タービンハウジングの内面のうち前記タービンホイールの翼と対向する部分に配置されていてもよい（請求項５）。この場合、圧縮ガスをタービンホイールの翼間に直接噴射することができる。そのため、圧縮ガスのエネルギをタービンホイールの回転にさらに有効に利用することができる。

本発明の内燃機関の過給装置の一形態において、前記複数の可変ノズル翼は、形成する翼列の一部において可変ノズル翼間の間隔が他の部分よりも広がっており、前記可変ノズル翼間の間隔が他の部分よりも広がっている部分から前記翼列よりも径方向内側にノズルが差し込まれており、前記接続通路の一端は、前記翼列よりも径方向内側に差し込まれた前記ノズルの先端であってもよい（請求項６）。このように可変ノズル翼の間隔を翼列の一部において広げることにより、接続通路の一端を容易に可変ノズル翼の翼列よりもタービンホイール寄りに配置することができる。

以上に説明したように、本発明の内燃機関の過給装置によれば、接続通路の一端を可変ノズル翼の翼列よりもタービンホイール寄りに配置したので、蓄圧容器の圧縮ガスをその一端からタービンホイールに直接噴射することができる。そのため、従来よりも圧縮ガスのエネルギをタービンホイールの回転に有効に利用することができる。

（第１の形態）
図１は、本発明の第１の形態に係る過給装置が組み込まれた内燃機関を示している。図１の内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）１は、車両に走行用動力源として搭載されるディーゼルエンジンであり、複数（図１では４つ）のシリンダ２を有する機関本体３と、各シリンダ２にそれぞれ接続される吸気通路４及び排気通路５とを備えている。吸気通路４には、吸気を濾過するためのエアクリーナ６と、ターボ過給機７のコンプレッサ７ａと、吸気を冷却するためのインタークーラ８とが設けられている。排気通路５には、ターボ過給機７のタービン７ｂと、排気を浄化するための触媒コンバータ９と、排気通路５を閉じる全閉位置と排気通路５を開ける全開位置とに切り替え可能な排気遮断弁１０とが設けられている。

排気通路５と吸気通路４とは、ＥＧＲ通路１１にて接続されている。図１に示したようにＥＧＲ通路１１は、排気通路５の一部を形成する排気マニホールド５ａと吸気通路４の一部を形成する吸気マニホールド４ａとを接続している。ＥＧＲ通路１１には、排気通路５から吸気通路４に導かれる排気（以下、ＥＧＲガスと称することがある。）を冷却するためのＥＧＲクーラ１２及びＥＧＲガスの流量を調整するためのＥＧＲ弁１３が設けられている。各シリンダ２には、シリンダ２内に燃料を噴射するためのインジェクタ１４がそれぞれ設けられている。各インジェクタ１４は、インジェクタ１４に供給される高圧の燃料が蓄えられるコモンレール１５に接続されている。

図２〜図４を参照してターボ過給機７について説明する。なお、図２はターボ過給機７のタービン７ｂを図３の矢印II方向から見た図であり、図３は図２のIII−III線におけるタービン７ｂの断面を示した図である。また、図４は、タービン７ｂの内部を概略的に示した図である。これらの図に示したようにタービン７ｂは、タービンホイール１６と、タービンホイール１６を内部に収容するタービンハウジング１７とを備えている。タービンホイール１６には、複数の翼１６ａが周方向に設けられている。タービンハウジング１７は、入口部１８と、入口部１８と通じるホイール収容室１９と、ホイール収容室１９と通じる出口部２０とを備えている。

タービンホイール１６は、ホイール収容室１９に回転軸線Ａｘ回りに回転自在に収容されている。図２に示したようにホイール収容室１９は、タービンホイール１６の径方向外側においてタービンホイール１６と内壁面１９ａとの間に渦巻き状のスクロール部２１が設けられるように形成されている。スクロール部２１には、タービンホイール１６の外周に沿って周方向に所定間隔で並べられた複数の可変ノズル翼２２が設けられている。すなわち、ターボ過給機７は可変ノズル式のターボ過給機として構成されている。これら各可変ノズル翼２２は、それぞれ所定の可動範囲内で翼角を変更可能なようにピン２２ａを中心として回転可能にタービンハウジング１７に支持されている。図２に示したように各可変ノズル翼２２は、共通のユニゾンリング２３と連結されており、これらの可変ノズル翼２２の翼角はこのユニゾンリング２３にて制御される。なお、これらの部分はエンジン１に取り付けられる周知のターボ過給機のタービンと同じでよいため、詳細な説明は省略する。

タービン７ｂの入口部１８は排気マニホールド５ａと接続され、出口部２０は触媒コンバータ９と接続される。そのため、エンジン１の各シリンダ２から排出された排気は、入口部１８を介してホイール収容室１９に導かれる。入口部１８からホイール収容室１９に導かれた排気は、スクロール部２１においてタービンホイール１６と内壁面１９ａとの間が最も広い部分からタービンホイール１６と内壁面１９ａとの間が最も狭くなる部分（図２の範囲Ｓ）、いわゆるスクロール部２１が始まる部分から終わる部分に向かって流れる。また、排気はこのようにスクロール部２１に沿って流れている間に図４に矢印Ｆで示したように可変ノズル翼２２間からタービンホイール１６に向かって吹き込み、その後出口部２０から排出される。そして、これによりタービンホイール１６が矢印Ｒ方向に回転駆動される。

図１に示したようにエンジン１は、ターボ過給機７の動作をアシストするためのアシストシステム３０を備えている。アシストシステム３０は、蓄圧容器としての蓄圧タンク３１と、蓄圧タンク３１とタービン７ｂとを接続する接続通路としてのガス通路３２とを備えている。蓄圧タンク３１は、圧縮されたガスを溜めることが可能な圧力容器として構成されている。ガス通路３２は、タービン７ｂに設けられる圧縮ガス案内通路３３を備えている。図４に示したように圧縮ガス案内通路３３は、一端３３ａがホイール収容室１９内に開口し、他端３３ｂがタービンハウジング１７の外側に配置されている。そのため、圧縮ガス案内通路３３の一端３３ａが本発明の接続通路の一端に相当する。

この図４に示したように圧縮ガス案内通路３３の一端３３ａは、複数の可変ノズル翼２２が形成する翼列Ｌとタービンホイール１６との間に配置されている。より詳しく説明すると圧縮ガス案内通路３３の一端３３ａは、翼列Ｌとタービンホイール１６との間であり、かつスクロール部２１においてタービンホイール１６とホイール収容室１９の内壁面１９ａとの間が最も狭くなる部分Ｓに配置されている。図３に示したように圧縮ガス案内通路３３は、タービンハウジング１７の出口部２０側の側面に設けられている。この図に示したように圧縮ガス案内通路３３は、一端３３ａよりも他端３３ｂが径方向外側に位置するように、すなわちタービンホイール１６に向かって斜めに傾斜するように設けられている。また、圧縮ガス案内通路３３は、図４に矢印Ｆａで示したようにその一端３３ａからタービンホイール１６の最も外側に部分に向かって圧縮ガスが噴射され、かつその圧縮ガスによりタービンホイール１６が矢印Ｒ方向に回転駆動されるように設けられている。

ガス通路３２には、流量制御弁３４が設けられている。流量制御弁３４は、蓄圧タンク３１と圧縮ガス案内通路３３とが接続されるようにガス通路３２を全開する接続位置（以下、全開位置と称することもある。）と蓄圧タンク３１と圧縮ガス案内通路３３との接続が遮断されるようにガス通路３２を全閉する遮断位置（以下、全閉位置と称することもある。）との間で開度を調整可能である。

流量制御弁３４の動作は、制御手段としてのエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）４０にて制御される。ＥＣＵ４０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を有し、エンジン１に設けられた各種センサからの出力信号に基づいて排気遮断弁１０、ＥＧＲ弁１３、インジェクタ１４、及びユニゾンリング２３などの動作をそれぞれ制御することによりエンジン１の運転状態を制御する周知のコンピュータユニットである。ＥＣＵ４０は、例えばエンジン１の回転数が予め設定した所定の燃料カット回転数以上であり、かつアクセル開度が０％すなわちアクセルペダルが踏まれていない場合、各シリンダ２への燃料供給が停止されるように各インジェクタ１５の動作を制御する。以下、この制御を燃料カット制御と称することがある。

ＥＣＵ４０は、車両の走行状態及びエンジン１の運転状態に応じてアシストシステム３０を制御する。例えば、ＥＣＵ４０は蓄圧タンク３１の圧力が予め設定した目標圧力より低く、かつエンジン１に対して燃料カット制御が実行されているときに蓄圧タンク３１に圧縮されたガスが溜められるようにアシストシステム３０を制御する。具体的には、エンジン１に対して燃料カット制御が実行されている場合、まず排気遮断弁１０及びＥＧＲ弁１３をそれぞれ全閉にする。その後、流量制御弁３４を全開位置に切り替える。これによりシリンダ２から排出されたガスを加圧して蓄圧タンク３１に溜めることができる。なお、上述したようにこれらの制御は、燃料カット制御の実行中に行われるので、蓄圧タンク３１には殆ど空気で構成されたガスを溜めることができる。そして、蓄圧タンク３１の圧力が目標圧力に達した後は、流量制御弁３４を全閉位置に切り替えて蓄圧タンク３１への蓄圧を終了する。このように蓄圧タンク３１への蓄圧を行うので、蓄圧タンク３１の圧力が目標圧力より低く、かつエンジン１に対して燃料カット制御が実行されている場合が本発明の所定の蓄圧条件が成立した場合に相当する。

また、ＥＣＵ４０は、車両の加速時や発進時などターボ過給機７の動作をアシストする必要がある場合、蓄圧タンク３１に溜められている圧縮ガスがタービン７ｂに供給されるように流量制御弁３４を全開位置に切り替える。これにより蓄圧タンク３１内に溜められていた圧縮ガスが、ガス通路３２及び圧縮ガス案内通路３３を介してホイール収容室１９に導入される。上述したように圧縮ガス案内通路３３の一端３３ａは翼列Ｌとタービンホイール１６との間に配置され、その一端３３ａからは図４の矢印Ｆａ方向に圧縮ガスが噴射される。そのため、圧縮ガスをタービンホイール１６に直接噴射して、この圧縮ガスによりタービンホイール１６を矢印Ｒ方向に回転駆動することができる。従って、ターボ過給機７の動作をアシストすることができる。

図５は、アシストシステム３０にてターボ過給機７の動作をアシストした場合の蓄圧タンク３１の圧力（以下、蓄圧タンク圧と称することがある。）及び過給圧の時間変化の一例を示している。また、図５には比較例として圧縮ガスを排気マニホールド５ａに導入してターボ過給機７の動作をアシストさせた場合の蓄圧タンク圧及び過給圧の時間変化の一例を示した。なお、図５の実線Ｌ１、Ｌ２が本発明のアシストシステム３０で動作をアシストした場合の蓄圧タンク圧、過給圧の時間変化を示し、破線Ｌ３、Ｌ４が比較例の蓄圧タンク圧、過給圧の時間変化を示している。図５では、時刻Ｔ０において車両の加速が開始されている。そのため、この時点において流量制御弁３４が全開位置に切り替えられてアシストシステム３０によるターボ過給機７の動作のアシストが開始される。本発明のアシストシステム３０では、その後時刻Ｔ１において過給圧が目標過給圧に到達しているので、この時刻Ｔ１で流量制御弁３４が全閉位置に切り替えられ、圧縮ガスの供給が停止される。一方、比較例では排気マニホールド５ａに圧縮ガスを供給するため、本発明と比較して過給圧が上昇し難い。そのため、過給圧が目標過給圧に到達するまでに図５に示したように時刻Ｔ１〜時刻Ｔ２の間の時間Ｔの分本発明より長い時間が必要となる。従って、アシスト終了時における蓄圧タンク圧が本発明よりも低くなる。

以上に説明したように、本発明の過給装置によれば、圧縮ガスをホイール収容室１９に直接送り込むことができるので、圧力を殆ど低下させることなく圧縮ガスをタービンホイール１６に噴射することができる。また、圧縮ガスが噴出する圧縮ガス案内通路３３の一端３３ａは、複数の可変ノズル翼２２が形成する翼列Ｌとタービンホイール１６との間に配置されているので、圧縮ガスをタービンホイール１６に直接噴射することができる。この圧縮ガス案内通路３３の一端３３ａは、タービンホイール１６と内壁面１９ａとの間が最も狭くなる部分Ｓに配置されている。この部分Ｓでは、スクロール部２１を流れてきた排気の流速が最も遅くなり、他の部分と比較してタービンホイール１６に与えられる排気のエネルギが小さくなる。本発明の過給装置では、このタービンホイール１６と内壁面１９ａとの間が最も狭くなる部分Ｓに圧縮ガスを供給できるので、排気のエネルギを十分に利用しつつ圧縮ガスのエネルギでタービンホイール１６の回転をアシストすることができる。そのため、圧縮ガスのエネルギをタービンホイールの回転に有効に利用することができる。これにより、図５に示したように短時間で過給圧を目標過給圧まで上昇させることができる。また、ターボ過給機７のアシストに必要なガス量を低減できるので、蓄圧タンク３１の容量を小さくすることができる。そのため、装置を小型化することができる。

圧縮ガス案内通路３３の一端３３ａが開口する位置は、上述した位置に限定されない。例えば、図６に示したようにタービンハウジング１７の内面のうちそれら複数の翼１６ａと対向する部分１７ａに圧縮ガス案内通路３３の一端３３ａが開口していてもよい。なお、図６は、上述した形態の図３に対応する図である。この図６において上述した形態と共通の部分には同じ符号を付して説明を省略する。なお、この変形例では、図６に示したように圧縮ガス案内通路３３をタービンハウジング１７の外側まで延長せず、圧縮ガス案内通路３３とガス通路３２との間に圧縮ガス室５０を設けている。

この変形例では、タービンホイール１６の翼１６ａ間に圧縮ガスを直接噴射することができるので、圧縮ガスのエネルギをタービンホイール１６の回転にさらに有効に利用することができる。また、この変形例のように圧縮ガス案内通路３３とガス通路３２とを圧縮ガス室５０を介して接続することにより、圧縮ガス案内通路３３及びガス通路３２の配置の自由度を高めることができる。

（第２の形態）
次に図７〜図１０を参照して本発明の第２の形態に係る過給装置について説明する。図７及び図８は、第２の形態に係る過給装置のターボ過給機７のタービン７ｂを示している。なお、図７はこのタービン７ｂを図８の矢印VII方向から見た図である。また、図８は図７のVIII−VIII線におけるタービン７ｂの断面を示す図である。図８に示したようにこの形態においては、タービン７ｂを軸線Ａｘと直交する方向から見た場合に圧縮ガス案内通路３３となるノズル６０がタービンホイール１６の径方向外側からタービンホイール１６に向かって直線状に延びるように設けられている点が第１の形態と異なる。それ以外は第１の形態と同じであるため、図７〜図１０において第１の形態と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。

図９は、図８のタービン７ｂの内部の一部を示した図である。また、図１０は図９の領域Ａの周囲を拡大して示した図である。これらの図に示したようにこの形態では、翼列Ｌから２個の可変ノズル翼２２が取り除かれ、それらが取り付けられていたピン２２ａの間を通過するようにノズル６０が設けられる。図１０に示したようにノズル６０は、その両側にあるピン２２ａにそれぞれ接するように設けられている。これによりノズル６０とその両側にあるピン２２ａとの間に隙間が形成されることを防止する。なお、図１０においてノズル６０の右側に配置されているピン２２ａには、ノズル６０と干渉しないように長さが半分の可変ノズル翼６１が設けられている。図９に示したようにノズル６０の一端６０ａは、翼列Ｌとタービンホイール１６との間に配置される。一方、ノズル６０の他端６０ｂは、タービンハウジング１７の外側に配置される。そして、この他端６０ｂにガス通路３２が接続される。

第２の形態の過給装置によれば、圧縮ガスを排気と同様にタービンホイール１６の径方向外側からタービンホイール１６に向かって真っ直ぐに噴射することができる。そのため、圧縮ガスがタービンハウジング１７の内面に当たって圧縮ガスのエネルギがそこで無駄に消費されることを防止できる。従って、圧縮ガスのエネルギをタービンホイールの回転にさらに有効に利用することができる。

本発明は、上述した各形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明の過給装置はディーゼルエンジンに限らず、ガソリンその他の燃料を利用する各種の内燃機関に適用してよい。蓄圧タンクに主に溜められるガスは空気に限定されず、排気を溜めてもよい。タービンハウジングに設けられる圧縮ガス案内通路の個数は１つに限定されない。タービンハウジングに複数の圧縮ガス案内通路を設け、これらからタービンホイールに向けて圧縮ガスを噴射してもよい。この場合、ガス通路を途中で分岐させることにより、これら複数の圧縮ガス案内通路と蓄圧タンクとを接続すればよい。

図１１及び図１２は、本発明の関係する参考例を示している。なお、これらの図において上述した各形態と共通の部分には同じ符号を付して説明を省略する。なお、図１１は参考例に係るターボ過給機７のタービン７ｂの内部を示し、図１２は図１１のXII−XII線におけるタービン７ｂの断面を示している。図１１に示したようにこの参考例では、タービンハウジング１７に圧縮ガス案内通路３３が２つ設けられている。図１２に示したようにこれらの圧縮ガス案内通路３３は、ホイール収容室１９の内面に沿って配置される配管７０にて構成されている。この配管７０は、一端がホイール収容室１９内に配置され、他端がタービンハウジング１７の外側に配置されるようにタービンハウジング１７を貫通している。図１１に示したようにこれら２つの圧縮ガス案内通路３３は、軸線Ａｘを挟んで対称になるように配置されている。そのため、この場合は、圧縮ガスによってタービンホイール１６に対して大きさがほぼ同じで向きが反対の一対の力（偶力）を与えることができる。この場合、圧縮ガスからタービンホイール１６に与えられるエネルギをほぼタービンホイール１６の回転に使用することができるので、圧縮ガスのエネルギをタービンホイール１６の回転にさらに有効に利用することができる。

本発明の第１の形態に係る過給装置が組み込まれた内燃機関を示す図。 図１のタービンを示す図。 図２のIII−III線におけるタービンの断面を示す図。 タービンの内部を概略的に示した図。 ターボ過給機のアシスト時における蓄圧タンク圧及び過給圧の時間変化の一例を示す図。 本発明の第１の形態に係る過給装置の変形例を示す図。 本発明の第２の形態に係る過給装置のターボ過給機のタービンを示す図。 図７のVIII−VIII線におけるタービンの断面を示す図。 図８のタービンの内部の一部を拡大して示した図。 図９の領域Ａの周囲を拡大して示した図。 本発明に関係する参考例のターボ過給機のタービンを示す図。 図１１のXII−XII線におけるタービンの断面を示す図。

符号の説明

１ 内燃機関
７ ターボ過給機
１０ 排気遮断弁
１６ タービンホイール
１６ａ 翼
１７ タービンハウジング
１９ ホイール収容室
１９ａ 内壁面
２１ スクロール部
２２ 可変ノズル翼
３１ 蓄圧タンク（蓄圧容器）
３２ ガス通路（接続通路）
３３ 圧縮ガス案内通路
３３ａ 一端
４０ エンジンコントロールユニット（制御手段）
６０ ノズル
Ｌ 翼列

Claims (6)

1. 複数の翼が周方向に設けられたタービンホイールと、前記タービンホイールを収容し、内燃機関から排出された排気が導かれるホイール収容室が内部に設けられたタービンハウジングと、を有し、前記ホイール収容室は、前記タービンホイールの径方向外側において前記タービンホイールと前記ホイール収容室の内壁面との間に渦巻き状のスクロール部が設けられるように形成され、前記スクロール部には、前記タービンホイールの外周に沿って周方向に並べて配置され、かつ所定の可動範囲内で翼角を変更可能な複数の可変ノズル翼が設けられているターボ過給機と、圧縮されたガスを溜めることが可能な蓄圧容器と、一端が前記ホイール収容室内に開口し、他端が前記蓄圧容器に接続された接続通路と、を備え、
   前記接続通路の一端は、前記複数の可変ノズル翼が形成する翼列よりも前記タービンホイール寄りに配置されていることを特徴とする内燃機関の過給装置。
2. 前記接続通路の一端は、前記スクロール部において前記タービンホイールと前記ホイール収容室の内壁面との間が最も狭くなる部分に配置されている請求項１に記載の内燃機関の過給装置。
3. 前記ターボ過給機よりも下流の排気通路に設けられ、前記排気通路を閉じる全閉位置と前記排気通路を開ける全開位置とに切り替え可能な排気遮断弁と、所定の蓄圧条件が成立した場合に前記内燃機関のシリンダから排出されたガスが前記蓄圧容器に導入されるように前記排気遮断弁を前記全閉位置に切り替える制御手段と、をさらに備えている請求項１又は２に記載の内燃機関の過給装置。
4. 前記接続通路の一端は、その一端から噴射された圧縮ガスが前記タービンホイールの径方向外側から前記タービンホイールに供給されるように配置されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の過給装置。
5. 前記接続通路の一端は、前記タービンハウジングの内面のうち前記タービンホイールの翼と対向する部分に配置されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の過給装置。
6. 前記複数の可変ノズル翼は、形成する翼列の一部において可変ノズル翼間の間隔が他の部分よりも広がっており、
   前記可変ノズル翼間の間隔が他の部分よりも広がっている部分から前記翼列よりも径方向内側にノズルが差し込まれており、
   前記接続通路の一端は、前記翼列よりも径方向内側に差し込まれた前記ノズルの先端である請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の過給装置。

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