JP2012219691A - ターボチャージャ - Google Patents

Abstract

【課題】排気エネルギーの損失を抑制し、タービンハウジングをより速やかに昇温させることが可能で、且つ強度に優れたターボチャージャを提供する。
【解決手段】エンジン高回転時など排気エネルギーが高い状態では開閉バルブ８を開いて排気エネルギーの高い排気ガスをサブ通路７に流す。これにより、タービンハウジングをより速やかに昇温でき、排気エネルギーの損失を抑える。エンジン低回転時など排気エネルギーが低い状態では開閉バルブ８を閉じて高温の排気ガスをサブ通路７内に留める。これにより、タービンハウジング内を高温に保つことができ、排気エネルギーの損失を抑える。あるいは、サブ通路７が断熱層として機能して、排気エネルギーの損失を抑える。さらに、取入口１１と排出口１２のそれぞれが、排気下流ダクト部の周方向に間隔を隔てて複数配置されるため、「排気スクロールとサブ通路７を区画する隔壁」の支持強度を高めることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、タービンハウジング内の温度を高めて排気エネルギーの損失を抑えるターボチャージャに関する。

タービンハウジングの周囲を遮熱板で覆い、タービンハウジングと遮熱板との間に隙間を隔てる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、特許文献１の技術は、タービンハウジングの周囲の温度を下げることを目的とする技術であり、タービンハウジングと遮熱板の間の隙間へ冷却風を積極的に導くものである。その結果、タービンハウジングは冷却風によって積極的に冷やされるため、タービンハウジングの放熱が促進され、結果的に排気エネルギーの損失の増大を招いてしまう。

これに対し、タービンハウジングを２重構造（２重管構造）に設け、排気スクロールを形成する「内側管状部材」の周囲を「外側管状部材」で覆い、「内側管状部材と外側管状部材の隙間」を排気通路（排気ガスのメイン通路）内に開口させる技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

（問題点１）
しかしながら、特許文献２に開示される「内側管状部材と外側管状部材の隙間」は、排気上流側のみが排気通路内に開口する「袋小路」であった。
このため、「内側管状部材と外側管状部材の隙間」を排気ガスが流れず、冷えたタービンハウジングや一時的に温度の下がったタービンハウジングをより速やかに昇温させることができなかった。

（問題点２）
また、特許文献２に開示される技術において「内側管状部材と外側管状部材の隙間」へ排気ガスを導く取入口は、「内側管状部材」と「外側管状部材」の間に形成されるリング開口（環状に連続する開口）であった。このため、「内側管状部材」の支持強度が低く、「内側管状部材」が振動しやすい構造になっていた。
その結果、車両振動等の影響により「内側管状部材」が「外側管状部材」に衝突する可能性があり、衝突により「内側管状部材」や「外側管状部材」が損傷を受けたり、騒音（衝突音）を誘発する可能性があった。

実開平０２−０９４３３５号公報 特開２００９−２０３８０３号公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は排気エネルギーの損失を抑制し、タービンハウジングの昇温をより速やかに行なうことのできるターボチャージャの提供にある。

〔請求項１の手段〕
請求項１のタービンハウジングに設けられるサブ通路（排気スクロールの外周に沿って排気ガスを通す排気通路）は、開閉バルブにより開閉可能なものであり、開閉バルブを開くことにより、エンジンの排出した排気ガスを、取入口→サブ通路→排出口の順で流すことができる。このため、高温の排気ガスをサブ通路に流すことにより、冷えたタービンハウジングや一時的に温度の下がったタービンハウジングであってもより速やかに昇温させることができ、タービンホイールの駆動に用いられる排気エネルギーの損失を抑えることができる。
また、開閉バルブを閉じることにより、高温の排気ガスをサブ通路内に留めることができる。このため、エンジンの排気ガスの熱量が低下しても（低負荷、低回転など）、タービンハウジングの内部を高温に保つことができ、タービンホイールの駆動に用いられる排気エネルギーの損失を抑えることができる。あるいは、サブ通路の流れが止められるため、サブ通路が断熱層として機能して、サブ通路の内側の放熱が抑えられる。このため、タービンハウジングの内部を高温に保つことができ、タービンホイールの駆動に用いられる排気エネルギーの損失を抑えることができる。

〔請求項２の手段〕
請求項２の排出口は、排気下流ダクト部の周方向に間隔を隔てて複数分離して設けられる。
これにより、「排気スクロールとサブ通路を区画する隔壁」の排出口側の支持強度を高めることができ、「排気スクロールとサブ通路を区画する隔壁」の排出口側が振動の影響により損傷を受けたり、騒音（衝突音）を発生する不具合を回避することができる。

〔請求項３の手段〕
請求項３の取入口は、排気下流ダクト部の内部に開口し、タービンホイールを通過した排気ガスの一部をサブ通路に導くものである。
これにより、タービンホイールを通過した排気ガスの一部を取入口→サブ通路→排出口の順で流すことができる。このように、タービンハウジングの加熱に用いられる排気ガスは、タービンホイールを駆動した後の排気ガスであるため、タービンホイールの駆動効率の低下を招かない。

〔請求項４の手段〕
請求項４の取入口は、排気下流ダクト部の周方向に間隔を隔てて複数分離して設けられる。
これにより、「排気スクロールとサブ通路を区画する隔壁」の取入口側の支持強度を高めることができ、「排気スクロールとサブ通路を区画する隔壁」の取入口側が振動の影響により損傷を受けたり、騒音（衝突音）を発生する不具合を回避することができる。

〔請求項５の手段〕
請求項５の開閉バルブは、サブ通路の開閉を行なう傘部を有するポペットバルブである。
ポペットバルブを用いることにより、デポジット等の異物が付着しても、開閉動作に影響を受け難い。このため、高い信頼性を得ることができる。

〔請求項６の手段〕
請求項６は、１つの電動アクチュエータとリンク装置を用いて、開閉バルブおよびウェイストゲートバルブの開閉を行なうものである。
２つのバルブ（開閉バルブとウェイストゲートバルブ）の開閉を１つの電動アクチュエータで行なうため、本発明の実施コストを抑えることができる。

〔請求項７の手段〕
この請求項７は、上記請求項２〜請求項６とは異なる技術であって、取入口としてウェイストゲートを用い、開閉バルブとしてウェイストゲートバルブを用いるものである。
これにより、
（ｉ）ウェイストゲートバルブを開くことで、タービンホイールを迂回した排気ガスをサブ通路に流すことができ、
（ｉｉ）ウェイストゲートバルブを閉じることで、サブ通路内に高温の排気ガスを留めたり、サブ通路が断熱層として機能させることができる。
このように、ウェイストゲートバルブを開閉バルブとして利用するため、本発明の実施コストを抑えることができる。

〔請求項８の手段〕
請求項８のターボチャージャは、サブ通路の内部温度を検出するサブ通路排気温度センサを用いて開閉バルブの開閉制御を行なうものである。

エンジンの吸排気経路の概略図である（実施例１）。 タービンハウジングの概略断面図である（実施例１）。 ターボチャージャの軸方向に沿う断面図である（実施例１）。 エンジンの吸排気経路の概略図である（実施例２）。 タービンハウジングの概略断面図である（実施例２）。 タービンハウジングの概略断面図である（実施例３）。

図面を参照して［発明を実施するための形態］を説明する。
ターボチャージャ１は、
・回転自在に支持されるタービンホイール２と、
・このタービンホイール２に向けてエンジン３の排出した排気ガスを吹き付ける排気スクロール（メイン通路）４、およびタービンホイール２を通過した排気ガスを流す排気下流ダクト部５を有するタービンハウジング６とを具備する。

さらに、ターボチャージャ１は、
・タービンハウジング６に設けられ、排気スクロール４の外周に沿って排気ガスを通すサブ通路７と、
・このサブ通路７の開閉を行なう開閉バルブ８と、
・この開閉バルブ８をエンジン３の運転状態に応じて制御するＥＣＵ９（エンジン・コントロール・ユニットの略：制御装置に相当）とを備える。

そして、サブ通路７の一端には、エンジン３の排出した排気ガスの一部をサブ通路７内へ導く取入口１１が設けられ、サブ通路７の他端には、サブ通路７内の排気ガスを、排気下流ダクト部５の内部へ排出する排出口１２が設けられる。
取入口１１および排出口１２は、タービンホイール２を通過した排気ガスが流れる排気下流ダクト部５に開口するものであり、取入口１１および排出口１２のそれぞれは、排気下流ダクト部５の周方向に間隔を隔てて複数分離して配置される。

以下において本発明が適用された具体的な一例（実施例）を、図面を参照して説明する。実施例は具体的な一例を開示するものであって、本発明が実施例に限定されないことは言うまでもない。
なお、以下の実施例において上記［発明を実施するための形態］と同一符号は、同一機能物を示すものである。

［実施例１］
実施例１を図１〜図３参照して説明する。
ターボチャージャ１は、車両走行用のエンジン３（燃料の燃焼により回転動力を発生する内燃機関：ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等を問わない、レシプロエンジン、ロータリーエンジン等を問わない）に搭載される。
ターボチャージャ１は、エンジン３から排出される排気ガスの排気エネルギーによって排気タービン１３を回転駆動し、排気タービン１３の回転によって吸気コンプレッサ１４を駆動するものであり、吸気コンプレッサ１４によって加圧された吸気をエンジン３に供給するものである。

エンジン３は、吸気を燃焼室（気筒内）に導く吸気通路１５と、燃焼室（気筒内）で発生した排気ガスを大気中に排出する排気通路１６とを備える。
吸気通路１５の途中には、吸気上流側から吸気下流側へ向かって、エンジン３に吸い込まれる吸気中に含まれる塵や埃を除去するエアクリーナ１７、ターボチャージャ１の吸気コンプレッサ１４、エンジン３に吸引される吸気量の調整を行なうスロットルバルブなどが設けられる。
排気通路１６の途中には、排気上流側から排気下流側へ向かって、ターボチャージャ１の排気タービン１３、排気ガスの浄化を行なう触媒１８、排気音を低減するマフラー１９などが設けられる。

ターボチャージャ１の主要構成は、図３に示すように、
・エンジン３から排出された排気ガスによって回転駆動されるタービンホイール２と、
・このタービンホイール２を収容する渦巻形状のタービンハウジング６と、
・タービンホイール２の回転力により駆動されて吸気を加圧するコンプレッサホイール２１と、
・このコンプレッサホイール２１を収容する渦巻形状のコンプレッサハウジング２２と、・タービンホイール２の回転をコンプレッサホイール２１に伝達するシャフト２３と、
・このシャフト２３を高速回転自在に支持するベアリングハウジング２４と、
を備える。
そして、ターボチャージャ１は、タービンハウジング６とコンプレッサハウジング２２の間にベアリングハウジング２４を配置した状態で、スタットボルト等の締結手段により結合した構成を採用する。

また、ターボチャージャ１は、
・排気スクロール４の排気上流側の排気ガスを、タービンホイール２を迂回（バイパス）させて排気下流側に導くウェイストゲート２５（図１ではバイパス通路として図示する）と、
・このウェイストゲート２５の開閉および開度調整を行なうウェイストゲートバルブ２６と、
・このウェイストゲートバルブ２６を開閉駆動する電動アクチュエータ２７と、
・この電動アクチュエータ２７を通電制御するＥＣＵ９と、
を備える。
なお、図２では、ウェイストゲートバルブ２６の一例としてポペット弁を示すが、限定されるものではない。

タービンホイール２は、シャフト２３を介して回転自在に支持されるものであり、シャフト２３に結合されて回転自在に支持されるハブと、このハブの周囲に形成される複数のタービン羽根とで構成される。
タービンハウジング６の内部には、排気ガスをタービンホイール２へ向けて吹き出す排気スクロール４が設けられている。
排気スクロール４は、エンジン３から排出された排気ガスをタービンホイール２の周囲へ導いてタービンホイール３の周囲で旋回させ、旋回させた排気ガスを内側の排気出口からタービンホイール２の排気上流端（リーディングエッジ）へ向けて吹き付けるものである。

また、タービンハウジング６における排気下流側には、タービンホイール２を通過した排気ガスを流す排気下流ダクト部５が設けられている。この排気下流ダクト部５の下流端部は、排気下流側の排気管（排気通路１６の一部を形成する部材）に接続されるものである。

さらに、タービンハウジング６には、図２に示すように、排気スクロール４の外周に沿って排気ガスを通すサブ通路７が設けられている。このサブ通路７は、図３に示すように、排気スクロール４の外周を広い範囲で覆うように設けられている。なお、サブ通路７が設けられる範囲（通路幅）は限定されるものではないが、排気スクロール４を覆う範囲が広い方が好ましいものである。

このサブ通路７の一端には、エンジン３の排出した排気ガスの一部をサブ通路７内へ導く取入口１１が設けられている。
この実施例の取入口１１は、排気下流ダクト部５の内部に開口し、タービンホイール２を通過した排気ガスの一部をサブ通路７に導くものである。
具体的に、取入口１１は、図３に示すように、排気下流ダクト部５の周方向に間隔を隔てて複数分離して設けられるものである。

サブ通路７の他端には、サブ通路７内の排気ガスを、排気下流ダクト部５の内部へ排出する排出口１２が設けられている。
この実施例の排出口１２は、排気下流ダクト部５の内部に開口し、タービンホイール２を通過した排気ガスが流れる部位に、サブ通路７を通過した排気ガスを排出するものである。
具体的に、排出口１２は、図３に示すように、取入口１１より排気下流側の排気下流ダクト部５の内部に開口するものであり、取入口１１と同様、排気下流ダクト部５の周方向に間隔を隔てて複数分離して設けられるものである。

このようにサブ通路７を設けることにより、取入口１１と排出口１２の圧力差等（流速差等）により、サブ通路７の内部を排気ガスが流れる。
このサブ通路７は、開閉バルブ８により開閉可能に設けられており、開閉バルブ８が開かれることでサブ通路７の内部を排気ガスが流れ、開閉バルブ８が閉じられることで、サブ通路７内の排気ガスの流れが止まり、サブ通路７内に排気ガスが簡易封止される。

開閉バルブ８を設ける位置は限定されるものではないが、この実施例の開閉バルブ８は、図２に示すように、サブ通路７の上流側（渦巻形状を成す部位より取入口１１に近い側）を開閉するように設けられている。
開閉バルブ８の種類は限定されるものではないが、この実施例の開閉バルブ８は、図２に示すように、サブ通路７の開閉を行なう傘部を有するポペットバルブである。

開閉バルブ８は、上述したウェイストゲートバルブ２６とは独立して設けられるものであるが、この実施例の開閉バルブ８は、ウェイストゲートバルブ２６と共通の１つの電動アクチュエータ２７により駆動されるものである。
具体的に、電動アクチュエータ２７は、ＥＣＵ９により作動制御されるものであり、電動アクチュエータ２７は、リンク装置２８を介して開閉バルブ８およびウェイストゲートバルブ２６を駆動するように設けられている。

リンク装置２８は、電動アクチュエータ２７の出力特性を異なる出力特性に変換して開閉バルブ８およびウェイストゲートバルブ２６を駆動するカム機構を用いるものであり、電動アクチュエータ２７を第１作動状態、第２作動状態、第３作動状態に切り替えることにより、
（ｉ）第１作動状態の時に、ウェイストゲートバルブ２６を開くとともに、開閉バルブ８を閉じ、
（ｉｉ）第２作動状態の時に、ウェイストゲートバルブ２６を閉じるとともに、開閉バルブ８を開き、
（ｉｉｉ）第３作動状態の時に、ウェイストゲートバルブ２６と開閉バルブ８の両方を閉じるものである（表１参照）。

なお、電動アクチュエータ２７の一例を説明すると、この実施例の電動アクチュエータ２７は、通電により回転トルクを発生する電動モータと、この電動モータの回転を減速して出力軸（リンク装置２８の駆動軸）に伝達する減速装置（例えば、歯車式減速装置）とからなる回転式アクチュエータである。
なお、負圧の発生状態を電気的に制御する負圧アクチュエータや、電磁力を用いて駆動力を発生する電磁アクチュエータなど、他のアクチュエータを用いても良い。

ＥＣＵ９は、各種の演算処理を行なうＣＰＵ、各種プログラムやデータを保存する記憶装置（メモリ）、入力回路、出力回路を含んで構成される周知構造のコンピュータを搭載する電子制御装置である。
このＥＣＵ９には、エンジン３の運転状態（エンジン３の運転に関わるパラメータ）に基づいて開閉バルブ８およびウェイストゲートバルブ２６の開閉制御を行なう制御プログラムが搭載されている。

この制御プログラムは、
・触媒１８が暖気されているか否かの判定を行なう「暖気状態判定手段」と、
・エンジン３の排気ガスの排気エネルギー（「排気ガスの温度」と「単位時間当たりの排気ガス量」から求められる値）が高いか否かの判定を行なう「排気エネルギー判定手段」とを備える。
なお、「暖気状態判定手段」が「排気エネルギー判定手段」より優先するように設けられる。

「暖気状態判定手段」の具体的な一例を説明すると、ＥＣＵ９は、エンジン制御のために検出した触媒１８の温度が所定温度より低い場合に、触媒１８が暖気されていないと判定するものである。なお、エンジン冷却水温度から暖気状態を推測判定したり、エンジン３の始動時間から暖気状態を推測判定するなど、他の判定技術を用いても良い。

「排気エネルギー判定手段」の具体的な一例を説明すると、ＥＣＵ９はエンジン回転数と吸気圧との関係から排気エネルギーの高低を判定するマップを記憶しており、エンジン制御のために検出された「エンジン回転数」と「エンジン吸気圧」との関係に基づいて、排気エネルギーの高低を判定するものである。なお、他の判定技術を用いても良い。

そして、制御プログラムは、
（ｉ）エンジン３の始動直後など、「暖気状態判定手段」が触媒１８が暖気されていないと判断した場合には、電動アクチュエータ２７を第１作動状態に設定し、
（ｉｉ）暖気後のエンジン高回転時など、「排気エネルギー判定手段」が排気エネルギーが高いと判断した場合には、電動アクチュエータ２７を第２作動状態に設定し、
（ｉｉｉ）暖気後のエンジン低回転時など、「排気エネルギー判定手段」が排気エネルギーが低いと判断した場合には、電動アクチュエータ２７を第３作動状態に設定するように設けられている。

なお、ＥＣＵ９には、吸気コンプレッサ１４の作動による過給圧が設定圧を越えないようにウェイストゲートバルブ２６の開度制御を行なう「過給圧制御手段（制御プログラム）」が設けられており、この「過給圧制御手段」は「暖気状態判定手段」および「排気エネルギー判定手段」より優先するように設けられる。
具体的に、「過給圧制御手段」は、過給圧が上昇した際に、電動アクチュエータ２７を第１作動状態に設定して、ウェイストゲートバルブ２６を開くように設けられている。

（実施例１の効果１）
上記の構成を採用することにより、この実施例のターボチャージャ１は、次の作動および効果を奏する。
（ｉ）エンジン３の始動直後など、触媒１８が暖気されていない状態では、ＥＣＵ９によって電動アクチュエータ２７が第１作動状態に設定され、ウェイストゲートバルブ２６が開かれるとともに、開閉バルブ８が閉じられる。
これにより、ウェイストゲート２５を通過した高温の排気ガスを積極的に触媒１８へ供給することができ、触媒１８を素早く活性化することができる。

（ｉｉ）暖気後のエンジン高回転時など、排気エネルギーが高い状態では、ＥＣＵ９によって電動アクチュエータ２７が第２作動状態に設定され、ウェイストゲートバルブ２６が閉じられるとともに、開閉バルブ８が開かれる。
これにより、排気エネルギーの高い排気ガスを積極的にサブ通路７に流すことができ、冷えたタービンハウジング６や一時的に温度の下がったタービンハウジング６であってもより速やかに昇温させることができる。その結果、排気エネルギーの損失を抑えることができる。

（ｉｉｉ）暖気後のエンジン低回転時など、排気エネルギーが低い状態では、ＥＣＵ９によって電動アクチュエータ２７が第３作動状態に設定され、ウェイストゲートバルブ２６と開閉バルブ８の両方が閉じられる。
これにより、高温の排気ガスをサブ通路７内に留めることができる。このため、エンジン３の排気ガスの熱量が低下しても、タービンハウジング６の内部を高温に保つことができ、排気エネルギーの損失を抑えることができる。
あるいは、サブ通路７の流れが止められるため、サブ通路７が断熱層として機能して、サブ通路７の内側の放熱を抑えることができる。このため、タービンハウジング６の内部を高温に保つことができ、排気エネルギーの損失を抑えることができる。

（実施例１の効果２）
取入口１１および排出口１２のそれぞれは、上述したように、排気下流ダクト部５の周方向に間隔を隔てて複数分離して設けられる。
これにより、「排気スクロール４とサブ通路７を区画する隔壁」の「取入口１１側の支持強度」と「排出口１２側の支持強度」の両方を高めることができる。このため、「排気スクロール４とサブ通路７を区画する隔壁」がタービンハウジング６内で強固に支持されることになり、その「隔壁」が振動の影響により損傷を受けたり、騒音（衝突音）を発生する不具合を回避することができる。

（実施例１の効果３）
取入口１１は、上述したように、排気下流ダクト部５に開口し、タービンホイール２を通過した排気ガスの一部をサブ通路７に導くものである。
これにより、タービンホイール２を通過した排気ガスの一部を取入口１１→サブ通路７→排出口１２の順で流すことができる。このように、タービンハウジング６の加熱に用いられる排気ガスは、タービンホイール２を駆動した後の排気ガスであるため、タービンホイール２の駆動効率（タービン効率）の低下を招かない。

（実施例１の効果４）
開閉バルブ８としてポペットバルブを用いたため、排気ガスに含まれるデポジット等の異物が開閉バルブ８に付着しても、開閉動作に影響を受け難い。このため、開閉バルブ８の信頼性を高めることができ、結果的に本発明を適用したターボチャージャ１の信頼性を高めることができる。

（実施例１の効果５）
開閉バルブ８とウェイストゲートバルブ２６の開閉を１つの電動アクチュエータ２７で行なうため、本発明を適用したターボチャージャ１の実施コストを抑えることができる。

［実施例２］
実施例２を図４、図５を参照して説明する。なお、以下の各実施例において上記実施例 １と同一符号は、同一機能物を示すものである。
この実施例２のターボチャージャ１は、図５に示すように、取入口１１としてウェイストゲート２５を用い、開閉バルブ８としてウェイストゲートバルブ２６を用いるものである。

これにより、ウェイストゲートバルブ２６（実施例２では開閉バルブ８の機能を兼ねるバルブ）が開かれると、タービンホイール２を迂回した排気ガスがサブ通路７に導かれ、サブ通路７を通過した後に、タービンホイール２の排気下流側の排気下流ダクト部５の内部に排出される。このように、高温の排気ガスをサブ通路７に流すことができ、例えば冷えたタービンハウジング６や一時的に温度の下がったタービンハウジング６であってもより速やかに昇温させることができる。

また、ウェイストゲートバルブ２６（実施例２では開閉バルブ８の機能を兼ねるバルブ）を閉じることにより、高温の排気ガスをサブ通路７内に留めることができる。このため、エンジン３の排気ガスの熱量が低下しても（低負荷、低回転など）、タービンハウジング６の内部を高温に保つことができる。あるいは、サブ通路７の流れが止められるため、サブ通路７が断熱層として機能して、サブ通路７の内側の放熱が抑えられ、タービンハウジング６の内部を高温に保つことができる。

［実施例３］
実施例３を図６を参照して説明する。
この実施例３は、サブ通路７の内部温度を検出するサブ通路排気温度センサ２９を設けたものであり、ＥＣＵ９はサブ通路７の内部温度を考慮して開閉バルブ８の開閉制御を行なうものである。なお、サブ通路排気温度センサ２９は、サブ通路７の内部に配置した検出部２９ａを有し、この検出部２９ａで検出した値（サブ通路７の内部温度に応じた信号）をＥＣＵ９に出力するものである。

サブ通路７の内部温度に基づく開閉バルブ８の開閉制御の具体例を説明する。
ＥＣＵ９は、サブ通路排気温度センサ２９の検出温度が所定値よりも低い時に開閉バルブ８を開き、サブ通路７へ高温の排気ガスを流す。これにより、サブ通路７を流れる排気ガスによってタービンハウジング６を昇温することができる。
逆に、ＥＣＵ９は、サブ通路排気温度センサ２９の検出温度が所定値よりも高い時に開閉バルブ８を閉じ、高温の排気ガスをサブ通路７内に封止する。これにより、サブ通路７に封止された高温の排気ガスによってタービンハウジング６の内部を高温に保つことができる。

上記の実施例では、具体的な一例としてタービンハウジング６に単一の排気スクロール４が設けられる例を示したが、タービンハウジング６に２つの排気スクロール４を設け、一方の排気スクロール４を通過する排気ガス量を調整する容量可変型のターボチャージャ１に本発明を適用しても良い。

図面の図３では、取入口１１と排出口１２を排気下流ダクト部５の同一径に開口する例を示したが、取入口１１と排出口１２に圧力差や流速差が積極的に生じるように、排気下流ダクト部５の内面に段差、窪み、凸部（邪魔板等）などを設けても良い。

１ ターボチャージャ
２ タービンホイール
３ エンジン
４ 排気スクロール
５ 排気下流ダクト部
６ タービンハウジング
７ サブ通路
８ 開閉バルブ
９ ＥＣＵ（制御装置）
１１ 取入口
１２ 排出口
２５ ウェイストゲート
２６ ウェイストゲートバルブ
２７ 電動アクチュエータ
２８ リンク装置
２９ サブ通路排気温度センサ

Claims (8)

1. 回転自在に支持されるタービンホイール（２）と、このタービンホイール（２）に向けてエンジン（３）の排出した排気ガスを吹き付ける排気スクロール（４）、および前記タービンホイール（２）を通過した排気ガスを流す排気下流ダクト部（５）を有するタービンハウジング（６）と、を具備するターボチャージャ（１）において、
   このターボチャージャ（１）は、前記タービンハウジング（６）に設けられ、前記排気スクロール（４）の外周に沿って排気ガスを通すサブ通路（７）と、このサブ通路（７）の開閉を行なう開閉バルブ（８）と、この開閉バルブ（８）を前記エンジン（３）の運転状態に応じて制御する制御装置（９）と、を備え、
   前記サブ通路（７）の一端には、前記エンジン（３）の排出した排気ガスの一部を前記サブ通路（７）内へ導く取入口（１１）が設けられ、
   前記サブ通路（７）の他端には、前記サブ通路（７）内の排気ガスを、前記排気下流ダクト部（５）の内部へ排出する排出口（１２）が設けられることを特徴とするターボチャージャ。
2. 請求項１に記載のターボチャージャ（１）において、
   前記排出口（１２）は、前記排気下流ダクト部（５）の周方向に間隔を隔てて複数分離して設けられることを特徴とするターボチャージャ。
3. 請求項１または請求項２に記載のターボチャージャ（１）において、
   前記取入口（１１）は、前記排気下流ダクト部（５）の内部に開口し、前記タービンホイール（２）を通過した排気ガスを前記サブ通路（７）に導くことを特徴とするターボチャージャ。
4. 請求項３に記載のターボチャージャ（１）において、
   前記取入口（１１）は、前記排気下流ダクト部（５）の周方向に間隔を隔てて複数分離して設けられることを特徴とするターボチャージャ。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載のターボチャージャ（１）において、
   前記開閉バルブ（８）は、前記サブ通路（７）の開閉を行なう傘部を有するポペットバルブであることを特徴とするターボチャージャ。
6. 請求項１〜請求項５のいずれかに記載のターボチャージャ（１）において、
   このターボチャージャ（１）は、
   前記排気スクロール（４）の排気上流側の排気ガスを、前記タービンホイール（２）を迂回させて排気下流側に導くウェイストゲート（２５）と、
   前記開閉バルブ（８）とは独立して設けられ、前記ウェイストゲート（２５）の開閉および開度調整を行なうウェイストゲートバルブ（２６）と、
   前記制御装置（９）により作動制御される１つの電動アクチュエータ（２７）と、
   この電動アクチュエータ（２７）の出力特性を異なる出力特性に変換して前記開閉バルブ（８）および前記ウェイストゲートバルブ（２６）を駆動するリンク装置（２８）と、
   を具備することを特徴とするターボチャージャ。
7. 請求項１または請求項２に記載のターボチャージャ（１）において、
   このターボチャージャ（１）は、
   前記排気スクロール（４）の排気上流側の排気ガスを、前記タービンホイール（２）を迂回させて排気下流側に導くウェイストゲート（２５）と、
   このウェイストゲート（２５）の開閉および開度調整を行なうウェイストゲートバルブ（２６）とを備え、
   前記取入口（１１）は、前記ウェイストゲート（２５）であり、
   前記開閉バルブ（８）は、前記ウェイストゲートバルブ（２６）であることを特徴とするターボチャージャ。
8. 請求項１〜請求項７のいずれかに記載のターボチャージャ（１）において、
   このターボチャージャ（１）は、前記サブ通路（７）の内部温度を検出するサブ通路排気温度センサ（２９）を備え、
   前記制御装置（９）は、前記サブ通路排気温度センサ（２９）の検出温度を用いて前記開閉バルブ（８）の開閉制御を行なうことを特徴とするターボチャージャ。

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