JP2011518978A - 自動車の内燃機関のためのターボチャージャ及び内燃機関 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図1
Description
AD = rD *2*π*bD *sin(αD)*(φS/360)
に従って形成されているときが有利であることが示され、この場合に、ADはノズルの効果的な断面を表し、rDはタービンホイールの回転軸との関係におけるノズルの半径を表し、bDはノズルの断面幅を表し、αDは周辺速度ベクトルとノズルの断面における排気ガス流の半径方向速度ベクトルとの間の角を表し、φSは当該のスパイラルダクトのかかり角を表す。このように形成された効果的なノズル断面によって、関連した要因と作動パラメータとを簡単に考慮しつつ、最適な幾何学的配置を確実なものにし、それによって最適な効率を確実なものにすることが可能になる。
AD=rD *2*π*bD *sin(αD)*(φS/360)
に従って形成され、この場合に、rDはタービンホイール22の回転軸Iとの関係におけるノズル28aの半径を表し、bDはノズルの断面幅を表し、αDは周辺速度ベクトルとノズル28aの断面における排気ガス流の半径方向速度ベクトルとの間の角(図2を参照)を表す。別の言葉で言えば、ノズル28aの効果的な断面ADは、かかり角φSと、達成可能な製造許容誤差に応じたノズル28aの断面幅bDと、望ましいタービン効率とに応じて選択される。さらに、このターボチャージャは、複数の案内羽根を含むそれ自体としては周知のグリルエレメント30を含み、このグリルエレメントは、とりわけ、ターボチャージャの「ターボブレーキ」として機能するために、双方向矢印Iaに従って、第2のスパイラルダクト14bのノズル28bの中へ軸方向で挿入されるようにでき、又は、ノズル28bの中から外へ引き出されることができる。
Claims (17)
- 自動車の該内燃機関(10)のためのターボチャージャであって、
少なくとも第1及び第2のスパイラルダクト(14a、14b)を含むタービンハウジング(12)を備え、それぞれのスパイラルダクトは内燃機関(10)の排気ガスシステム(18)の複数の排気ガスライン(16a、16b)の少なくとも1つとそれぞれ連結可能であり、それぞれのスパイラルダクトを介して相互に独立して排気ガスを通すことができ、
前記タービンハウジング(12)の支持チャンバ(20)の内部に配置されたタービンホイール(22)を備え、前記少なくとも2つのスパイラルダクト(14a、14b)を通って送られる、内燃機関の排気ガスを、軸受(24)を介して共回転するように連結されているコンプレッサホイール(25)を駆動するために該タービンホイールに当てることができ、
前記第1と第2の該スパイラルダクト(14a、14b)が相異なったかかり角(φS)を有することを特徴とする、ターボチャージャ。 - 前記第1のスパイラルダクト(14a)が、300°よりも小さく、特に200°よりも小さく、好ましくは150°よりも小さいかかり角(φS)を有す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。
- 前記第2のスパイラルダクト(14b)が、少なくとも280°の、特に少なくとも320°の、好ましくは少なくとも350°のかかり角(φS)を有することを特徴とする、請求項1又は2に記載のターボチャージャ。
- 前記第1のスパイラルダクト(14a)が、前記軸受(24)の部分に配置されており、前記第2のスパイラルダクト(14b)が、前記タービンハウジング(12)の中の排気ガス排出口(26)の部分に配置されていることを特徴とする、請求項2又は3に記載のターボチャージャ。
- 前記第1の、及び/又は前記第2のスパイラルダクト(14a、14b)が、前記支持チャンバ(20)に対する合流部の中に、ノズル(28a、28b)を含むことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のターボチャージャ。
- 前記ノズル(28a)の断面幅(bD)が、製造技術上の限界幅に応じて形成されていることを特徴とする、請求項5に記載のターボチャージャ。
- 前記ノズル(28a)の効果的な断面(AD)が、前記スパイラルダクト(14a)の前記かかり角(φS)、及び/又は該ノズル(28a)の断面幅(bD)、及び/又は該ノズル(28a)の半径(rD)、及び/又は前記ターボチャージャの効率に応じて形成されていることを特徴とする、請求項5又は6に記載のターボチャージャ。
- 前記ノズル(28a)の前記の効果的な断面(AD)が、公式
AD=rD *2*π*bD *sin(αD)*(φS/360)
に従って形成されており、
ADが、前記ノズル(28a)の効果的な該断面を表し、
rDが、前記タービンホイール(22)の回転軸(I)との関係における該ノズル(28a)の半径を表し、
bDが、該ノズル(28a)の効果的な前記断面を表し、
αDが、 周辺速度ベクトルと、該ノズル(28a)の該断面における 排気ガス流の 半径方向速度ベクトルとの間の角を表し、
φSが、当該のスパイラルダクト(14a)の前記かかり角を表すことを特徴とする、請求項7に記載のターボチャージャ。 - 前記第1のスパイラルダクト(14a)の1つの吸入部(E14a)が、前記第2のスパイラルダクト(14b)の1つの吸入部(E14b)に対応してい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。
- 前記タービンハウジング(12)が、前記第1のスパイラルダクト(14a)と前記第2のスパイラルダクト(14b)の他に配置されている第3のスパイラルダクト(14c)を有し、この場合に、該第3のスパイラルダクト(14c)のかかり角(φS)が、1つのフルスパイラルのかかり角(φS)に対応していることを特徴とする、請求項9に記載のターボチャージャ。
- 前記第1の、及び/又は前記第2のスパイラルダクト(14a、14b)の、前記支持チャンバ(20)の中への合流部において、案内羽根を含む1つのグリルエレメント(30、30´)が配置されていることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか1項に記載のターボチャージャ。
- 前記グリルエレメント(30)が、特に並進運動及び/又は回転運動できるように前記タービンハウジング(12)の中に設置されていることを特徴とする、請求項11に記載のターボチャージャ。
- 前記グリルエレメント(30)の1つのブレード高さを調整するために、特に並進運動及び/又は回転運動できるように前記タービンハウジング(12)の中に設置されている1つの凹部(32)が準備されていることを特徴とする、請求項11又は12に記載のターボチャージャ。
- 前記タービンホイール(22)の上流に、吹き出し装置(42)が、特にドレンバルブが準備されており、該吹き出し装置を用いて、排気ガスが前記タービンホイール(22)に沿って通過するように運搬されることを特徴とする、請求項1〜13のいずれか1項に記載のターボチャージャ。
- 自動車用内燃機関(10)、特にガソリンエンジン及び/又はディーゼルエンジンであって、
少なくとも2つの排気ガスライン(16a、16b)が割り当てられた少なくとも2つのシリンダ(11a−f)又は2つのシリンダグループ(34a、34b)と、
内燃機関の吸気システム(40)に配置されているコンプレッサ(27)と、該内燃機関(10)の排気システム(18)に配置されているタービン(23)とを有するターボチャージャとを備え、前記タービン(23)は、
少なくとも第1と第2の前記スパイラルダクト(14a、14b)を含むタービンハウジング(12)を備え、それぞれのスパイラルダクトは内燃機関(10)の排気ガスシステム(18)の複数の排気ガスライン(16a、16b)の少なくとも1つとそれぞれ連結可能であり、それぞれのスパイラルダクトを介して相互に独立して排気ガスを通すことができ、
前記タービンハウジング(12)の支持チャンバ(20)の内部に配置されたタービンホイール(22)を備え、前記第1と第2の該スパイラルダクト(14a、14b)を通って送られる、内燃機関(10)の排気ガスを、軸受(24)を介して共回転するように連結されているコンプレッサホイール(25)を駆動するために該タービンホイールに当てることができ、
前記第1と第2の該スパイラルダクト(14a、14b)が相異なったかかり角(φS)を有することを特徴とする、内燃機関。 - 前記タービン(23)の上流には、排気ガスフィードバックシステム(38)が前記排気ガスシステム(18)の中に配置されており、該排気ガスフィードバックシステムを用いて、前記排気ガスが、少なくとも部分的には、前記排気ガスライン(16a)の中から前記吸気システム(40)の中へ輸送されることができることを特徴とする、請求項15に記載のターボチャージャ。
- 前記排気ガスシステム(18)の中で、特に前記タービンハウジング(12)の排気ガス排出口(26)の下流に、排気ガス後処理システム(44)、パーティキュレートフィルタ及び/又は触媒コンバータ及び/又はSCR装置が配置されていることを特徴とする、請求項15又は16に記載のターボチャージャ。
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