JP2010512482A

JP2010512482A - ターボチャージャ

Info

Publication number: JP2010512482A
Application number: JP2009539623A
Authority: JP
Inventors: シルビオ・コッホ; トーマス・ケルナー; レイナー・ウィッカート
Original assignee: ボーグワーナー・インコーポレーテッド
Priority date: 2006-12-11
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2010-04-22
Also published as: EP2092176A1; KR20090087894A; US8205448B2; EP2092176B1; WO2008071254A1; CN101542090A; ATE517240T1; US20100083654A1; EP2339142A1; CN101542090B

Abstract

本発明は、コンプレッサ（２）と、コンプレッサ（２）にシャフト（３）によって接続され、かつ排気入口（５）および排気出口（７）を備えるタービンと、排気入口（５）から分岐してタービンを迂回し、排気出口に至り、かつチャージ圧力調整フラップが配置されるバイパスライン（６）とを含み、前記調整フラップが、接続装置（１２）によってフラップシャフト（１４）に接続されるフラップ板（１３）を含む、ターボチャージャ（１）に関する。

Description

本発明は、請求項１、請求項５または請求項６の前段によるターボチャージャに関する。

欧州特許出願公開第１６２６２１２Ａ１号明細書から前記タイプのターボチャージャが知られている。前記文献のターボチャージャは、チャージ圧力を調整するために排気バイパスラインに配置される調整フラップを有する。前記調整フラップは、その形状のために、小さなフラップ直径または少量の質量流量にのみ好適である。前記形状は、まずフラップシャフトの回転軸がフラップの封止面になく、それに対してずれていることを特徴とし、第２にレバーとフラップ板との間のシリンダー状の接続装置によって特徴付けられる。荷重下で、フラップ板とレバーとの間の接触点が、軸受遊びのためにフラップシャフトが傾斜する結果、理論上の中心から離れて移動し、フラップ板に偏心して作用する圧力による力を生じる。これにより、レバー／フラップ板接続装置の遊びの大きさに依存して、フラップ板の周囲にわたって、均一でない圧力による力がかけられることがあるか、またはフラップ板が封止座と完全に接触せず、漏出が著しく増大されることがある。前記問題は、接続装置の遊びを増大させることによって解決することはできない。なぜなら、これは、フラップ板が封止座に当接する直前にフラップ板の相対運動を増大させ、それにより摩耗が増大し、それゆえ作動中の漏出が増大するからである。

これに対し、本発明の目的は、請求項１の前段に規定されるタイプのターボチャージャを創出することにあり、そのチャージ圧力調整フラップにより、新しい状態において漏出量をかなり低減でき、かつ摩耗量が少ないために、作動中に前記低減を維持する。

前記目的は、請求項１、５または６の特徴によって達成される。

従属請求項は本発明の有利な発展形態に関する。

請求項７は、本発明によるチャージ圧力調整フラップを別個に販売できる物体として規定する。チャージ圧力調整フラップを、具体的には多段過給の場合に、タービンのバイパス調整ユニットとして、およびコンプレッサの調整ユニットとして、双方に使用してもよい。

本発明の更なる詳細、利点および特徴は、図面に基づいた以下の例示的な実施形態の説明から明らかとなる。

本発明によるターボチャージャの非常に単純化した概略図を示す。本発明による調整フラップの側面図を示す。チャージ圧力調整フラップの実施形態の断面図を示す。チャージ圧力調整フラップの別の実施形態の断面図を示す。

図１に、本発明によるターボチャージャ１の非常に単純化した概略図を示す。

ターボチャージャ１はコンプレッサ２を有し、そのコンプレッサホイールはシャフト３によってタービン４のタービンホイールに接続されている。タービン４は、内燃機関の排気ライン９に接続される排気入口５を有する。

タービン４は排気出口７も有する。

図１はまた、タービン入口の上流において排気入口５から分岐して直接排気出口７に至るバイパスライン６も示し、前記バイパスライン６によってタービン４を迂回する。

バイパスライン６にはブロッキング要素８を配置し、そのブロッキング要素８を例えばいわゆる「ウエストゲート」として設計してもよい。ブロッキング要素８は、本発明に従って設計されたチャージ圧力調整フラップ１６を有し、それについては、異なる実施形態に基づいて以下詳細に説明する。

図１はまた、完全を期すために、コンプレッサ２への空気入口１０、およびコンプレッサ２からの空気出口１１を示し、その空気出口１１は、コンプレッサ２によって圧縮された空気を内燃機関１２’へ導く。

図１によるターボチャージャ１は、本発明の説明には重要ではないため、便宜上図１には従来の他の部品を図示しないが、前記部品を全て有することが自明である。

図２に、フラップ板１３および接続装置１２のレバー２２を備える本発明によるチャージ圧力調整フラップ１６の側面図を示し、それについては、以下詳細に説明する。

図３に、本発明によるチャージ圧力調整フラップ１６の全体的な構成の第１の実施形態の断面図を示す。前記第１の実施形では、フラップ板１３を接続装置１２によってフラップシャフト１４に接続する。図から分かるように、接続装置１２は、締結部分２３によってシャフト１４に締結されるレバー２２を有する。シャフト１４の中心軸２０は、フラップ板１３の封止面１９と共通の平面内にある。接続装置１２を、レバー２２の例えば円錐状の接触面１７によって、フラップ板１３の湾曲した、例えば球状に丸みをつけられた合わせ面１８に、動作可能に接続する。

本発明の別の実施形態では、フラップ板１３およびレバー２２の接触面／合わせ面の対を反対にしてもよい、すなわち、湾曲した合わせ面１８をレバー２２に形成し、かつ円錐状の接触面１７をフラップ板１３に形成してもよい。

接触面１７／合わせ面１８の対の前記形状によって、荷重下においてもフラップ板１３とレバー２２との間の取り囲み接触（ｅｎｃｉｒｃｌｉｎｇｃｏｎｔａｃｔ）が確実となる。それゆえ、理論的な接触点はフラップ板１３の中心に留まり、それにより漏出量をかなり低減できる。

図４に、本発明の別の実施形態を示す。前記図からわかるように、ここで接続装置１２は改良型のクランクレバー２２’を有し、前述同様に、フラップシャフト１４の回転軸は封止面１９と共通の平面内にある。しかしながら、接続装置１２の前記実施形態では、接触面１７はシリンダー状の設計であり、かつフラップ板１３の同様にシリンダー状の合わせ面１８と動作可能に接触している。フラップ板１３の開口部に後側から固定ボルト２１を挿入する。図に、フラップ板１３の円弧状の運動経路Ｌを一点鎖線によって強調して示す。フラップ板１３の前記運動プロファイルによって、その運動経路の最も高い点において、フラップ板１３がタービンハウジングの封止座（ここには図示せず）に当接するという結果がもたらされる。前記構成は、従来の設計とは異なり、フラップ板１３が封止座に対して相対運動を確実に行うことができないようにする働きをする。これにより、構成部品の機能性および使用寿命が非常に著しく高まる。

上述の説明を補足するために、概略的な図が明確に参照されるべきである。

１ターボチャージャ／排気ターボチャージャ
２コンプレッサ
３シャフト
４タービン
５排気入口
６バイパス（ライン）
７排気出口
８ブロッキング要素
９排気ライン
１０空気入口
１１空気出口
１２接続装置
１２’ 内燃機関
１３フラップ板
１４フラップシャフト
１６チャージ圧力調整フラップ
１７円錐状の接触面
１８丸みをつけられた合わせ面
１９封止面
２０フラップシャフトの中心軸
２１固定ボルト
２２、２２’ レバー
２３締結部分

Claims

−コンプレッサ（２）と、
−前記コンプレッサ（２）にシャフト（３）によって接続され、かつ排気入口（５）および排気出口（７）を有するタービン（４）と、
−前記排気入口（５）から分岐して前記タービン（４）を迂回し、前記排気出口（７）に至るバイパスライン（６）であって、接続装置（１２）によってフラップシャフト（１４）に接続されるフラップ板（１３）を有するチャージ圧力調整フラップ（１６）が配置されるバイパスライン（６）と
を有するターボチャージャ（１）において、
−前記接続装置（１２）が、湾曲した合わせ面（１８）に動作可能に接続される円錐状の接触面（１７）を有することを特徴とするターボチャージャ（１）。
前記円錐状の接触面（１７）が前記フラップシャフト（１４）のレバー（２２）に配置され、前記湾曲した合わせ面（１８）が前記フラップ板（１３）に配置されることを特徴とする請求項１に記載のターボチャージャ（１）。
前記円錐状の接触面（１７）が前記フラップ板（１３）に配置され、前記湾曲した合わせ面（１８）が前記フラップシャフト（６）のレバー（２２）に配置されることを特徴とする請求項１に記載のターボチャージャ（１）。
前記フラップシャフト（１４）の中心軸（２０）が、前記フラップ板（１３）の封止面（１９）と共通の平面内にあることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のターボチャージャ（１）。
−コンプレッサ（２）と、
−前記コンプレッサ（２）にシャフト（３）によって接続され、かつ排気入口（５）および排気出口（７）を有するタービン（４）と、
−前記排気入口（５）から分岐して前記タービン（４）を迂回し、前記排気出口（７）に至るバイパスライン（６）であって、接続装置（１２）によってフラップシャフト（１４）に接続されるフラップ板（１３）を有するチャージ圧力調整フラップ（１６）が配置されるバイパスライン（６）と
を有するターボチャージャ（１）において
−前記接続装置（１２）が、湾曲した合わせ面（１８）に動作可能に接続される湾曲した接触面（１７）を有することを特徴とするターボチャージャ（１）。
−コンプレッサ（２）と、
−前記コンプレッサ（２）にシャフト（３）によって接続され、かつ排気入口（５）および排気出口（７）を有するタービン（４）と、
−前記排気入口（５）から分岐して前記タービン（３）を迂回し、前記排気出口（７）に至るバイパスライン（６）であって、接続装置（１２）によってフラップシャフト（１４）に接続されるフラップ板（１３）を有するチャージ圧力調整フラップ（１６）が配置されるバイパスライン（６）と
を有するターボチャージャ（１）において、
−前記接続装置（１２）が、前記フラップシャフト（１４）の中心軸（２０）が前記フラップ板（１３）の封止面（１９）と共通の平面内にあるように設計されることを特徴とするターボチャージャ（１）。
ターボチャージャ（１）のコンプレッサおよび／またはタービンのチャージ圧力調整フラップ（１６）であって、
−接続装置（１２）によってフラップシャフト（１４）に接続されるフラップ板（１３）であって、請求項１〜６のいずれか一項に記載の特徴的部分によって特徴付けられるフラップ板（１３）
を有する、チャージ圧力調整フラップ（１６）。