JP2013253496A - Turbine housing and turbocharger - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a turbine housing which can reduce pressure loss of exhaust gas in a closed state of a wastegate valve, and to provide a turbocharger.SOLUTION: A turbine housing includes: a main passage 23 in which a turbine is housed; a wastegate passage 30 bypassing the main passage 23; and an outlet part 25 having a recess 26 with a bottom surface 27 to which an outlet 24 of the main passage 23 and an outlet 31 of the wastegate passage 30 are opened. A partition wall 38 is formed to the outlet part 25 to partition the recess 26 into a first chamber 36 provided with the outlet 24 of the main passage 23 and a second chamber 37 provided with the outlet 31 of the wastegate passage 30. A communication hole 40 is formed to the partition wall 38 to connect the first chamber 36 with the second chamber 37.

Description

本開示の技術は、ウェイストゲート通路を備えたタービンハウジング、及び該タービンハウジングを備えたターボチャージャーに関する。 The technology of the present disclosure relates to a turbine housing including a waste gate passage, and a turbocharger including the turbine housing.

従来から、例えば特許文献1のように、タービンホイールが収容される収容部を有する排気通路である主通路と、該収容部を迂回する排気通路であるウェイストゲート通路とをタービンハウジングに備えたターボチャージャーが知られている。こうしたターボチャージャーは、ウェイストゲート通路を開閉するウェイストゲートバルブを備えている。ウェイストゲートバルブは、排気圧力が予め設定した圧力以上に上昇するとウェイストゲート通路を開放し、排気ガスの一部を迂回させる。これにより、タービンの過度な回転が抑えられ、該タービンの変形や過給圧の過度な上昇等が抑えられる。また、特許文献1に開示されたタービンハウジングには、主通路の出口とウェイストゲート通路の出口とが底面に開口する凹部が形成されている。ターボチャージャーに導入された排気ガスは、ウェイストゲートバルブの開閉に関わらず、この凹部を通じて排出される。   Conventionally, as disclosed in Patent Document 1, for example, a turbo housing in which a turbine housing includes a main passage that is an exhaust passage having a housing portion in which a turbine wheel is housed, and a waste gate passage that is an exhaust passage that bypasses the housing portion. The charger is known. Such a turbocharger includes a waste gate valve that opens and closes a waste gate passage. The waste gate valve opens the waste gate passage when the exhaust pressure rises above a preset pressure, and bypasses a part of the exhaust gas. Thereby, excessive rotation of the turbine is suppressed, and deformation of the turbine, excessive increase in supercharging pressure, and the like are suppressed. Further, the turbine housing disclosed in Patent Document 1 has a recess in which the outlet of the main passage and the outlet of the waste gate passage open on the bottom surface. Exhaust gas introduced into the turbocharger is exhausted through this recess regardless of whether the wastegate valve is opened or closed.

特表平11−506508号公報Japanese National Patent Publication No. 11-506508

ところで、ウェイストゲートバルブが閉状態にあるとき、上記凹部には、主通路の出口から噴出する排気ガスによって排気ガスの噴流が形成される。こうした噴流は該噴流周辺の流体を引き込む性質を有しているため、ウェイストゲート通路の出口付近には排気ガスの渦流が形成される。そのため、この凹部を通過する際に、排気ガスには、上記渦流に起因する圧力損失が生じる。こうした圧力損失はターボチャージャーの効率低下を招くため、燃費及びエンジン出力の向上を図るうえでは、上記渦流に起因する圧力損失の低減が望まれている。   By the way, when the waste gate valve is in the closed state, an exhaust gas jet is formed in the recess by the exhaust gas ejected from the outlet of the main passage. Since such a jet has a property of drawing fluid around the jet, a swirl of exhaust gas is formed near the exit of the waste gate passage. Therefore, when passing through this recess, the exhaust gas has a pressure loss due to the vortex. Since such a pressure loss causes a reduction in efficiency of the turbocharger, in order to improve fuel efficiency and engine output, it is desired to reduce the pressure loss due to the vortex.

本開示の技術は、ウェイストゲートバルブが閉状態にあるときの排気ガスの圧力損失を低減させることが可能なタービンハウジング、及びターボチャージャーを提供することを目的とする。   An object of the technology of the present disclosure is to provide a turbine housing and a turbocharger that can reduce pressure loss of exhaust gas when a waste gate valve is in a closed state.

本開示におけるタービンハウジングの一態様は、入口部と出口部とを接続してタービンホイールが収容される主通路と、前記入口部と前記出口部とを接続して前記タービンホイールを迂回するウェイストゲート通路とを備え、前記出口部は、当該出口部の流路を第1室と第2室とに仕切る仕切壁と、前記仕切壁に形成されて前記第1室と前記第2室とを連通させる連通孔とを備え、前記主通路の出口は、前記第1室に開口し、前記ウェイストゲート通路の出口は、前記第2室に開口している。   One aspect of the turbine housing according to the present disclosure includes a main passage in which an inlet portion and an outlet portion are connected to accommodate a turbine wheel, and a waste gate that bypasses the turbine wheel by connecting the inlet portion and the outlet portion. A passageway, and the outlet portion communicates the first chamber and the second chamber formed in the partition wall, the partition wall partitioning the flow path of the outlet portion into a first chamber and a second chamber. The outlet of the main passage opens into the first chamber, and the outlet of the waste gate passage opens into the second chamber.

本開示におけるタービンハウジングの一態様によれば、出口部の流路が仕切壁によって第1室と第2室とに仕切られているとともに、第1室と第2室とが仕切壁に形成された連通孔を通じて連通している。そのため、仕切壁が割愛されたタービンハウジングに比べて、第1室と第2室との連通面積が小さくなり、その連通面積が小さくなった分だけ、第2室の排気ガスが、第1室に形成される排気ガスの噴流に引き込まれにくくなる。その結果、ウェイストゲート通路の出口付近、すなわち第2室に形成される渦流が弱くなるため、該渦流に起因する排気ガスの圧力損失が低減される。   According to one aspect of the turbine housing in the present disclosure, the flow path of the outlet portion is partitioned into the first chamber and the second chamber by the partition wall, and the first chamber and the second chamber are formed in the partition wall. It communicates through the communication hole. Therefore, compared with the turbine housing in which the partition wall is omitted, the communication area between the first chamber and the second chamber is reduced, and the exhaust gas in the second chamber is reduced by the amount corresponding to the reduction in the communication area. It becomes difficult to be drawn into the jet of exhaust gas formed on the surface. As a result, the vortex formed near the outlet of the waste gate passage, that is, in the second chamber is weakened, and the pressure loss of the exhaust gas due to the vortex is reduced.

本開示におけるタービンハウジングの他の態様において、前記出口部は、出口フランジの端面に形成された凹部の底面に前記主通路の出口と前記ウェイストゲート通路の出口とが形成され、前記底面にウェイストゲートバルブが配設され、前記出口部の流路が前記凹部である。   In another aspect of the turbine housing according to the present disclosure, the outlet portion includes an outlet of the main passage and an outlet of the waste gate passage formed on a bottom surface of a recess formed on an end surface of an outlet flange, and a waste gate on the bottom surface. A valve is provided, and the flow path at the outlet is the recess.

本開示におけるタービンハウジングの他の態様のように、出口部の出口フランジに形成された凹部を当該出口部の流路とすることが可能であり、この凹部にウェイストゲートバルブを配設することが可能である。   As in another aspect of the turbine housing in the present disclosure, a recess formed in the outlet flange of the outlet portion can be used as a flow path of the outlet portion, and a waste gate valve can be disposed in the concave portion. Is possible.

本開示におけるタービンハウジングの他の態様では、前記仕切壁が、前記底面に対向する平面視にて前記主通路の出口の形状に倣うように形成されている。
本開示におけるタービンハウジングの他の態様によれば、仕切壁が主通路の出口の形状に沿わないように形成されている場合に比べて、主通路を流れる排気ガスに関する流路断面積の急激な変化が抑えられることから、排気ガスに生じる圧力損失がさらに低減される。
In another aspect of the turbine housing according to the present disclosure, the partition wall is formed to follow the shape of the outlet of the main passage in a plan view facing the bottom surface.
According to another aspect of the turbine housing in the present disclosure, the flow passage cross-sectional area related to the exhaust gas flowing through the main passage is abrupt as compared with the case where the partition wall is formed so as not to follow the shape of the outlet of the main passage. Since the change is suppressed, the pressure loss generated in the exhaust gas is further reduced.

本開示におけるタービンハウジングの他の態様では、前記仕切壁が、前記凹部の底面と前記凹部の側面とに連結されている。
本開示におけるタービンハウジングの他の態様によれば、仕切壁が底面のみに連結されている場合に比べて、仕切壁の機械的な強度が高められる。
In another aspect of the turbine housing according to the present disclosure, the partition wall is connected to a bottom surface of the recess and a side surface of the recess.
According to the other aspect of the turbine housing in the present disclosure, the mechanical strength of the partition wall is increased as compared with the case where the partition wall is connected only to the bottom surface.

本開示におけるタービンハウジングの他の態様では、前記連通孔の数が1つである。
本開示におけるタービンハウジングの他の態様であれば、第1室と第2室との間における排気ガスの流通が同一の連通孔で行なわれることから、連通孔の総開口面積が等しいという前提の下で、第1室における排気ガスの流れ方向に沿って複数の連通孔が仕切壁に形成されている場合に比べて、第1室と第2室との間における排気ガスの流通が抑えられる。その結果、第2室に形成される渦流が弱くなることから、排気ガスに生じる圧力損失が低減される。
In another aspect of the turbine housing according to the present disclosure, the number of the communication holes is one.
In another aspect of the turbine housing according to the present disclosure, the exhaust gas is circulated between the first chamber and the second chamber through the same communication hole, so that the total opening area of the communication holes is equal. Below, the flow of exhaust gas between the first chamber and the second chamber is suppressed compared to the case where a plurality of communication holes are formed in the partition wall along the flow direction of the exhaust gas in the first chamber. . As a result, the vortex formed in the second chamber is weakened, so that the pressure loss generated in the exhaust gas is reduced.

本開示におけるターボチャージャーの一態様は、入口部と出口部とを接続してタービンホイールが収容される主通路と、前記入口部と前記出口部とを接続して前記タービンホイールを迂回するウェイストゲート通路とを備えるタービンハウジングを備え、前記出口部は、当該出口部の流路を第1室と第2室とに仕切る仕切壁と、前記仕切壁に形成されて前記第1室と前記第2室とを連通させる連通孔とを備え、前記主通路の出口は、前記第1室に開口し、前記ウェイストゲート通路の出口は、前記第2室に開口している。   One aspect of the turbocharger according to the present disclosure includes a main passage in which a turbine wheel is accommodated by connecting an inlet portion and an outlet portion, and a waste gate that bypasses the turbine wheel by connecting the inlet portion and the outlet portion. A turbine housing provided with a passage, wherein the outlet portion is formed in the partition wall and partitions the first chamber and the second chamber into a partition wall that partitions the flow path of the outlet portion into a first chamber and a second chamber. A communication hole that communicates with the chamber, the outlet of the main passage opens into the first chamber, and the outlet of the waste gate passage opens into the second chamber.

本開示におけるターボチャージャーの一態様によれば、出口部の流路が仕切壁によって第1室と第2室とに仕切られているとともに、第1室と第2室とが仕切壁に形成された連通孔を通じて連通している。そのため、仕切壁が割愛されたタービンハウジングに比べて、第1室と第2室との連通面積が小さくなり、その連通面積が小さくなった分だけ、第2室の排気ガスが、第1室に形成される排気ガスの噴流に引き込まれにくくなる。その結果、ウェイストゲート通路の出口付近、すなわち第2室に形成される渦流が弱くなるため、該渦流に起因する排気ガスの圧力損失が低減される。   According to one aspect of the turbocharger in the present disclosure, the flow path of the outlet portion is partitioned into the first chamber and the second chamber by the partition wall, and the first chamber and the second chamber are formed in the partition wall. It communicates through the communication hole. Therefore, compared with the turbine housing in which the partition wall is omitted, the communication area between the first chamber and the second chamber is reduced, and the exhaust gas in the second chamber is reduced by the amount corresponding to the reduction in the communication area. It becomes difficult to be drawn into the jet of exhaust gas formed on the surface. As a result, the vortex formed near the outlet of the waste gate passage, that is, in the second chamber is weakened, and the pressure loss of the exhaust gas due to the vortex is reduced.

本開示の技術におけるターボチャージャーの斜視構造を示す斜視図。The perspective view which shows the perspective structure of the turbocharger in the technique of this indication. 本開示の技術において、排気ガスの圧力損失に関するシミュレーション結果の一例を示す図であって、(a)比較例のシミュレーション結果を示す図、(b)実施例のシミュレーション結果を示す図。In the technique of this indication, it is a figure which shows an example of the simulation result regarding the pressure loss of exhaust gas, Comprising: (a) The figure which shows the simulation result of a comparative example, (b) The figure which shows the simulation result of an Example. 本開示の技術において、シミュレーションで算出された排気ガスの圧力損失を比較したグラフ。In the technique of this indication, the graph which compared the pressure loss of the exhaust gas calculated by simulation. 本開示の技術におけるターボチャージャーの平面構造を示す平面図であって、出口部に排気管が接続された状態を示す図。It is a top view which shows the planar structure of the turbocharger in the technique of this indication, Comprising: The figure which shows the state by which the exhaust pipe was connected to the exit part. 本開示の技術において、排気ガスの圧力損失に関するシミュレーションの結果の一例を示したグラフ。In the technique of this indication, the graph which showed an example of the result of the simulation regarding the pressure loss of exhaust gas.

以下、本開示の技術におけるターボチャージャーを具体化した一実施形態について、図1〜図5を参照して説明する。
図1に示されるように、ターボチャージャー10は、コンプレッサー部11とタービン部12とを備えている。タービン部12のタービンハウジング20には、エンジンからの排気ガスが入口部21から入る。入口部21に入る排気ガスは、スクロール部22内に形成された渦巻き状の通路を通じて、タービンホイールの収容される収容部を備えた主通路23を流れる。主通路23の出口24は、出口部25の出口フランジ面に形成された凹部26の底面27に開口している。主通路23を流れる排気ガスは、上記凹部26を通じて、出口部25に接続される排気管へと排出される。
Hereinafter, an embodiment in which a turbocharger according to the technology of the present disclosure is embodied will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the turbocharger 10 includes a compressor unit 11 and a turbine unit 12. The exhaust gas from the engine enters the turbine housing 20 of the turbine part 12 from the inlet part 21. Exhaust gas entering the inlet portion 21 flows through a spiral passage formed in the scroll portion 22 through a main passage 23 having a housing portion in which the turbine wheel is housed. The outlet 24 of the main passage 23 is open to a bottom surface 27 of a recess 26 formed on the outlet flange surface of the outlet portion 25. Exhaust gas flowing through the main passage 23 is discharged through the concave portion 26 to an exhaust pipe connected to the outlet portion 25.

タービンハウジング20には、主通路23を迂回するウェイストゲート通路30が形成されている。ウェイストゲート通路30は、入口部21内に入口を有し、凹部26の底面27に出口31を有している。すなわち、タービンハウジングには、入口部21と出口部25とを接続してタービンホイールが収容される主通路23と、入口部21と出口部25とを接続してタービンホイールを迂回するウェイストゲート通路30とが入口部21及び出口部25に対して並列に配設されている。   A wastegate passage 30 that bypasses the main passage 23 is formed in the turbine housing 20. The waste gate passage 30 has an inlet in the inlet portion 21 and an outlet 31 in the bottom surface 27 of the recess 26. That is, the turbine housing has a main passage 23 in which the turbine wheel is accommodated by connecting the inlet portion 21 and the outlet portion 25, and a waste gate passage that bypasses the turbine wheel by connecting the inlet portion 21 and the outlet portion 25. 30 are arranged in parallel to the inlet portion 21 and the outlet portion 25.

ウェイストゲート通路30の出口31には、該ウェイストゲート通路30を開閉するウェイストゲートバルブ32が配設されている。ウェイストゲートバルブ32は、通常はウェイストゲート通路30の出口31を閉止する閉止状態に維持されており、エンジンからの排気ガスが予め定めた圧力以上になるとウェイストゲート通路30の出口31を開放する開放状態へと変化する。これにより、入口部21に導入された排気ガスの一部が主通路23を迂回して出口部25の凹部26へと導かれる結果、タービンの過度な回転が抑えられる。   A waste gate valve 32 that opens and closes the waste gate passage 30 is disposed at the outlet 31 of the waste gate passage 30. The waste gate valve 32 is normally maintained in a closed state in which the outlet 31 of the waste gate passage 30 is closed. When the exhaust gas from the engine reaches a predetermined pressure or higher, the waste gate valve 32 is opened to open the outlet 31 of the waste gate passage 30. Change to state. As a result, a part of the exhaust gas introduced into the inlet portion 21 bypasses the main passage 23 and is guided to the concave portion 26 of the outlet portion 25, so that excessive rotation of the turbine is suppressed.

また、タービンハウジング20には、凹部26によって囲まれる空間を、主通路23の出口24が配設される第1室36と、ウェイストゲート通路30の出口31が配設される第2室37とに仕切る仕切壁38が凹部26の底面27と側面28とに一体的に形成されている。仕切壁38は、凹部26の底面に対向する平面視にて主通路23の出口24の外縁を倣うように配設されており、該仕切壁38には、凹部26の側面29側の端部が該側面29から離れていることで、第1室36と第2室37とを連通させる連通孔40が1つ形成されている。   Further, in the turbine housing 20, a space surrounded by the recess 26 is divided into a first chamber 36 in which the outlet 24 of the main passage 23 is disposed, and a second chamber 37 in which the outlet 31 of the waste gate passage 30 is disposed. A partition wall 38 is formed integrally with the bottom surface 27 and the side surface 28 of the recess 26. The partition wall 38 is disposed so as to follow the outer edge of the outlet 24 of the main passage 23 in a plan view facing the bottom surface of the recess 26, and the partition wall 38 has an end on the side surface 29 side of the recess 26. Is separated from the side surface 29, so that one communication hole 40 for communicating the first chamber 36 and the second chamber 37 is formed.

次に、上述した構成のタービンハウジング20の作用について説明する。
上述したタービンハウジング20では、出口部25の凹部26に仕切壁38が形成されていることから、仕切壁38が形成されていないタービンハウジングに比べて、第1室36と第2室37との連通面積が小さくなる。そのため、その小さくなった連通面積の分だけ、第1室36内に形成される排気ガスの噴流に第2室37内の排気ガスが引き込まれにくくなる。すなわち、ウェイストゲート通路30の出口31付近に形成される渦流が弱くなるため、該渦流に起因する排気ガスの圧力損失が低減される。
Next, the operation of the turbine housing 20 configured as described above will be described.
In the turbine housing 20 described above, since the partition wall 38 is formed in the recess 26 of the outlet portion 25, the first chamber 36 and the second chamber 37 are compared with those of the turbine housing in which the partition wall 38 is not formed. The communication area is reduced. Therefore, the exhaust gas in the second chamber 37 is less likely to be drawn into the jet of exhaust gas formed in the first chamber 36 by the reduced communication area. That is, since the vortex formed near the outlet 31 of the waste gate passage 30 becomes weak, the pressure loss of the exhaust gas caused by the vortex is reduced.

また、仕切壁38は、凹部26の底面27に対向する平面視にて主通路23の出口24を倣うように形成されている。ここで、仕切壁38が、上記平面視において主通路23の出口24を倣うことなく形成されている場合、例えば凹部26の側面28側において出口24に倣う部分が除去された場合、第1室36には該部分に応じた空間が形成される。そして、第1室36内を通過する排気ガスの噴流により上記空間に排気ガスの渦流が形成されるため、第1室36内を通過する排気ガスには、該渦流に起因する圧力損失が生じることになる。   The partition wall 38 is formed so as to follow the outlet 24 of the main passage 23 in a plan view facing the bottom surface 27 of the recess 26. Here, when the partition wall 38 is formed without following the outlet 24 of the main passage 23 in the plan view, for example, when a portion following the outlet 24 is removed on the side surface 28 side of the recess 26, the first chamber A space corresponding to the portion is formed in 36. And since the exhaust gas vortex flow is formed in the space by the jet of exhaust gas passing through the first chamber 36, the exhaust gas passing through the first chamber 36 has a pressure loss due to the vortex flow. It will be.

この点、上記タービンハウジング20では、仕切壁38が、上記平面視にて主通路23の出口24に倣うように形成されているため、上記噴流の周辺空間が小さくなる。そのため、そうした空間に形成される渦流が小さくなることから、該渦流に起因した圧力損失が低減される。   In this regard, in the turbine housing 20, the partition wall 38 is formed so as to follow the outlet 24 of the main passage 23 in the plan view, so that the peripheral space of the jet is reduced. Therefore, since the vortex formed in such a space becomes small, the pressure loss due to the vortex is reduced.

また、仕切壁38には、連通孔40が1つだけ形成されている。そのため、第1室36と第2室37との間における排気ガスの流通が1つの連通孔40で行なわれる。ここで、例えば、第1室36における排気ガスの流れ方向に沿って2つの連通孔40が仕切壁38に並設されていた場合、第2室37から第1室36への排気ガスの流通が上流側の連通孔40で行なわれ、第1室36から第2室37への排気ガスの流通が下流側の連通孔40で行なわれる虞がある。そうした場合、第1室36と第2室37との間における排気ガスの流通が行なわれやすくなることで第2室37に形成される渦流が強くなり、該渦流に起因する排気ガスの圧力損失が大きくなる虞がある。   Further, only one communication hole 40 is formed in the partition wall 38. Therefore, the exhaust gas is circulated between the first chamber 36 and the second chamber 37 through one communication hole 40. Here, for example, when two communication holes 40 are provided in parallel with the partition wall 38 along the flow direction of the exhaust gas in the first chamber 36, the exhaust gas flows from the second chamber 37 to the first chamber 36. May be performed in the upstream communication hole 40, and the exhaust gas may flow from the first chamber 36 to the second chamber 37 in the downstream communication hole 40. In such a case, the flow of the exhaust gas between the first chamber 36 and the second chamber 37 is facilitated, so that the vortex formed in the second chamber 37 becomes strong, and the pressure loss of the exhaust gas caused by the vortex May increase.

一方、上記タービンハウジング20では、仕切壁38に形成された1つの連通孔40において、第1室36と第2室37との間の排気ガスの流通が行なわれることから、仕切壁38に複数の連通孔40が形成されている場合に比べて、第2室37に形成される渦流が弱くなる。そのため、第1室36を通過する際に排気ガスに生じる圧力損失が低減されることになる。   On the other hand, in the turbine housing 20, the exhaust gas is circulated between the first chamber 36 and the second chamber 37 in one communication hole 40 formed in the partition wall 38. Compared with the case where the communication hole 40 is formed, the vortex formed in the second chamber 37 is weakened. Therefore, the pressure loss generated in the exhaust gas when passing through the first chamber 36 is reduced.

また、仕切壁38が、凹部26の底面27と側面28とに一体的に形成されているため、仕切壁38が例えば凹部26の底面27のみに一体的に形成されている場合に比べて、仕切壁38の機械的な強度が高められる。   Further, since the partition wall 38 is formed integrally with the bottom surface 27 and the side surface 28 of the recess 26, compared to a case where the partition wall 38 is formed integrally only with the bottom surface 27 of the recess 26, for example. The mechanical strength of the partition wall 38 is increased.

ちなみに、図2及び図3は、上述したターボチャージャー10に対して行なったシミュレーション結果の一例を示している。このシミュレーションでは、図2(a)に示されるように、仕切壁が形成されていないタービンハウジングに対して凹部の開口部を開放する排気管が接続された場合を比較例としている。また、図2(b)に示されるように、仕切壁が形成されたタービンハウジングに対して第2室の開口部を閉塞する排気管が接続された場合を実施例としている。そして、出口部の凹部に流入する直前の上流面S1と排気管の下流面S2とにおける排気ガスの全圧の平均値を算出し、その平均値の差分から圧力損失を算出した。   Incidentally, FIG. 2 and FIG. 3 show an example of simulation results performed on the turbocharger 10 described above. In this simulation, as shown in FIG. 2A, a case where an exhaust pipe that opens an opening of a recess is connected to a turbine housing in which no partition wall is formed is used as a comparative example. Further, as shown in FIG. 2B, the embodiment is a case where an exhaust pipe for closing the opening of the second chamber is connected to the turbine housing in which the partition wall is formed. And the average value of the total pressure of the exhaust gas in the upstream surface S1 just before flowing into the recessed part of an exit part and the downstream surface S2 of an exhaust pipe was computed, and the pressure loss was computed from the difference of the average value.

図3に示されるように、上記シミュレーションを行なった結果、比較例のターボチャージャーでは約7.1kPaの圧力損失が生じるのに対し、実施例のターボチャージャーでは圧力損失が約5.8kPaに抑えられることが認められた。すなわち、本シミュレーションによって、仕切壁38を形成すること、すなわち第1室36と第2室37との連通面積が小さくなることで、ターボチャージャー通過後における排気ガスの圧力損失が低減されることが確認された。   As shown in FIG. 3, as a result of the above simulation, a pressure loss of about 7.1 kPa occurs in the turbocharger of the comparative example, whereas a pressure loss of about 5.8 kPa is suppressed in the turbocharger of the example. It was recognized that That is, by forming the partition wall 38, that is, by reducing the communication area between the first chamber 36 and the second chamber 37, the pressure loss of the exhaust gas after passing through the turbocharger can be reduced by this simulation. confirmed.

次に、上述したタービンハウジング20の出口部25に接続される排気管について説明する。
図4に示されるように、タービンハウジング20の出口部25には、排気管45が接続される。排気管45は、第2室37の開口部を閉塞しているとともに、凹部26の底面27に対向する平面視にて、主通路23の出口24の中心点24aとウェイストゲート通路30の出口31の中心点31aとを結んだ仮想線41に対して、該排気管45の中心に倣う仮想線42が接続角度θだけ傾斜している。
Next, the exhaust pipe connected to the outlet 25 of the turbine housing 20 will be described.
As shown in FIG. 4, an exhaust pipe 45 is connected to the outlet 25 of the turbine housing 20. The exhaust pipe 45 closes the opening of the second chamber 37, and in the plan view facing the bottom surface 27 of the recess 26, the center point 24 a of the outlet 24 of the main passage 23 and the outlet 31 of the waste gate passage 30. The virtual line 42 that follows the center of the exhaust pipe 45 is inclined by the connection angle θ with respect to the virtual line 41 connecting the center point 31a.

図5は、タービンハウジング20に接続される排気管45の接続角度θについて行なったシミュレーション結果の一例を示している。このシミュレーションでは、接続角度θをθ=45°,90°,135°に変更し、上述した上流面S1と下流面S2との間に生じる排気ガスの圧力損失を算出した。なお、実施例1,2,3は、接続角度θが45°,90°,135°に対応しており、各実施例1,2,3のシミュレーションにおいて、接続角度θ以外の条件は同じである。   FIG. 5 shows an example of a simulation result performed for the connection angle θ of the exhaust pipe 45 connected to the turbine housing 20. In this simulation, the connection angle θ was changed to θ = 45 °, 90 °, and 135 °, and the pressure loss of the exhaust gas generated between the upstream surface S1 and the downstream surface S2 was calculated. In Examples 1, 2, and 3, the connection angle θ corresponds to 45 °, 90 °, and 135 °. In the simulations of Examples 1, 2, and 3, conditions other than the connection angle θ are the same. is there.

図5に示されるように、上記シミュレーションを行なった結果、接続角度θが45°である実施例1では、約5.8kPaの圧力損失が認められた。接続角度θが90°である実施例2では、約5.1kPaの圧力損失が認められた。接続角度θが135°である実施例3は、約4.8kPaの圧力損失が認められた。すなわち、実施例1、実施例2、実施例3の順で排気ガスの圧力損失が小さくなることが確認された。これらのことから、排気管45の接続角度θは、45°よりも大きいことが好ましく、具体的には90°〜135°の範囲が好ましいものと考えられる。   As shown in FIG. 5, as a result of the above simulation, a pressure loss of about 5.8 kPa was recognized in Example 1 in which the connection angle θ was 45 °. In Example 2 where the connection angle θ is 90 °, a pressure loss of about 5.1 kPa was observed. In Example 3 where the connection angle θ was 135 °, a pressure loss of about 4.8 kPa was observed. That is, it was confirmed that the pressure loss of the exhaust gas decreased in the order of Example 1, Example 2, and Example 3. From these facts, the connection angle θ of the exhaust pipe 45 is preferably larger than 45 °, and specifically, it is considered that the range of 90 ° to 135 ° is preferable.

以上説明したように、上記実施形態のタービンハウジング20、及び該タービンハウジング20を備えるターボチャージャー10によれば、以下に列挙する効果を得ることができる。   As described above, according to the turbine housing 20 of the above embodiment and the turbocharger 10 including the turbine housing 20, the effects listed below can be obtained.

(1)第1室36と第2室37とが仕切壁38で仕切られ、且つこれら第1室36と第2室37とが仕切壁38の連通孔40で連通させることによって、第1室36と第2室37との連通面積が小さくなる。そのため、第1室36内を流れる排気ガスが第2室37内に形成される排気ガスの渦流の影響を受けにくくなるため、ターボチャージャー10の通過にともなう排気ガスの圧力損失が低減される。   (1) The first chamber 36 and the second chamber 37 are partitioned by the partition wall 38, and the first chamber 36 and the second chamber 37 are communicated by the communication hole 40 of the partition wall 38, whereby the first chamber The communication area between 36 and the second chamber 37 is reduced. As a result, the exhaust gas flowing in the first chamber 36 is less susceptible to the vortex flow of the exhaust gas formed in the second chamber 37, and the pressure loss of the exhaust gas accompanying the passage of the turbocharger 10 is reduced.

(2)仕切壁38が、凹部26の底面27に対向する平面視にて主通路23の出口24を倣うように形成されているため、第1室36内を流れる排気ガスの噴流周辺における空間が小さくなる。これにより、第1室36内にて形成される排気ガスの渦流が弱くなることから、該渦流に起因する圧力損失が低減される。   (2) Since the partition wall 38 is formed so as to follow the outlet 24 of the main passage 23 in a plan view facing the bottom surface 27 of the recess 26, the space around the jet of exhaust gas flowing in the first chamber 36. Becomes smaller. Thereby, since the eddy current of the exhaust gas formed in the first chamber 36 becomes weak, the pressure loss due to the eddy current is reduced.

(3)仕切壁38が、凹部26の底面27及び側面28に一体的に形成されていることから、凹部26の底面27にのみ仕切壁38が一体的に形成されている場合に比べて、仕切壁38の機械的な強度が高められる。   (3) Since the partition wall 38 is integrally formed on the bottom surface 27 and the side surface 28 of the recess 26, compared to the case where the partition wall 38 is integrally formed only on the bottom surface 27 of the recess 26, The mechanical strength of the partition wall 38 is increased.

(4)仕切壁38には、1つの連通孔40が形成されていることから、第1室36と第2室37との間における排気ガスの流通が1つの連通孔40で行なわれる。その結果、仕切壁38に複数の連通孔40が形成されている場合に比べて、第2室37に形成される渦流が弱くなるため、第1室36を流れる排気ガスに生じる圧力損失が低減される。   (4) Since one communication hole 40 is formed in the partition wall 38, the exhaust gas flows between the first chamber 36 and the second chamber 37 through the one communication hole 40. As a result, the vortex flow formed in the second chamber 37 is weaker than in the case where the plurality of communication holes 40 are formed in the partition wall 38, so that the pressure loss generated in the exhaust gas flowing through the first chamber 36 is reduced. Is done.

(5)接続角度θが90°〜135°の範囲では、接続角度θが45°以下の範囲である場合よりも、ターボチャージャー10の通過にともなう排気ガスの圧力損失が低減される。   (5) When the connection angle θ is in the range of 90 ° to 135 °, the pressure loss of the exhaust gas accompanying the passage of the turbocharger 10 is reduced as compared with the case where the connection angle θ is in the range of 45 ° or less.

なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・第2室37の開口は、排気管45によって閉塞されてもよいし、排気管45内に開放されていてもよい。
In addition, the said embodiment can also be suitably changed and implemented as follows.
The opening of the second chamber 37 may be closed by the exhaust pipe 45 or may be opened in the exhaust pipe 45.

・出口部25には、複数の連通孔40が形成されていてもよい。例えば、仕切壁38は、凹部26の底面27のみに連結され、凹部26の側面28と仕切壁38との間の隙間、及び、側面29と仕切壁38との間の隙間、これらによって連通孔が構成されてもよい。   A plurality of communication holes 40 may be formed in the outlet portion 25. For example, the partition wall 38 is connected only to the bottom surface 27 of the recess 26, the clearance between the side surface 28 of the recess 26 and the partition wall 38, and the clearance between the side surface 29 and the partition wall 38, thereby communicating holes May be configured.

・仕切壁38は、凹部26の底面27に連結されることなく、側面28と側面29とに連結されていてもよい。すなわち、出口部25には、凹部26の底面27と仕切壁38との間の隙間によって連通孔が形成されていてもよい。   The partition wall 38 may be connected to the side surface 28 and the side surface 29 without being connected to the bottom surface 27 of the recess 26. That is, a communication hole may be formed in the outlet portion 25 by a gap between the bottom surface 27 of the recess 26 and the partition wall 38.

・仕切壁38は、凹部26内を第1室36と第2室37とに仕切る壁部であればよく、凹部26の底面27に対向する平面視にて、主通路23の出口24や該出口24の相似形とは異なる形状であってもよい。   The partition wall 38 only needs to be a wall portion that partitions the inside of the recess 26 into the first chamber 36 and the second chamber 37, and the outlet 24 of the main passage 23 or the like in the plan view facing the bottom surface 27 of the recess 26 The shape may be different from the similar shape of the outlet 24.

・出口部25は、主通路23とウェイストゲート通路30とが一つの仕切壁を介して連結された形状であってもよい。例えば、出口部25の第1室は、主通路23から延びる主通路23と同径の筒体によって形成され、あるいは、出口部25の第2室は、ウェイストゲート通路30から延びるウェイストゲート通路30と同径の筒体によって形成されてもよい。すなわち、出口部25は、凹部26を有しない構成であってもよい。   The outlet portion 25 may have a shape in which the main passage 23 and the waste gate passage 30 are connected through a single partition wall. For example, the first chamber of the outlet portion 25 is formed by a cylindrical body having the same diameter as the main passage 23 extending from the main passage 23, or the second chamber of the outlet portion 25 is a waste gate passage 30 extending from the waste gate passage 30. And a cylindrical body having the same diameter. That is, the outlet portion 25 may be configured without the concave portion 26.

・出口部25は、出口部25の内部が第1室と第2室とに仕切られる仕切壁38を有する構成であればよく、上述した形状であれば、主通路23の出口とウェイストゲート通路30の出口とが相互に異なる側面に形成されてもよい。また、出口部25は、上述した形状の他、例えば、箱体形状であってもよく、要するに、主通路23の出口とウェイストゲート通路30の出口とが連結される空間を内部に有する形状であればよい。   -The exit part 25 should just be the structure which has the partition wall 38 inside the exit part 25 divided into a 1st chamber and a 2nd chamber, and if it is the shape mentioned above, the exit of the main channel | path 23 and a waste gate channel | path 30 outlets may be formed on different sides. In addition to the shape described above, the outlet portion 25 may have, for example, a box shape. In short, the outlet portion 25 has a space inside which the outlet of the main passage 23 and the outlet of the waste gate passage 30 are connected. I just need it.

・ウェイストゲートバルブ32は、ウェイストゲート通路30の入口開口部を開閉するものであってもよいし、ウェイストゲート通路30の途中で該ウェイストゲート通路30を開閉するものであってもよい。   The waste gate valve 32 may open and close the inlet opening of the waste gate passage 30, or may open and close the waste gate passage 30 in the middle of the waste gate passage 30.

・ターボチャージャー10には、ウェイストゲートバルブ32の開閉に応じて連通孔40を開閉する開閉バルブが配設されてもよい。こうした構成によれば、ウェイストゲートバルブ32が閉状態のとき、第1室36と第2室37とが隔離されて排気ガスの圧力損失がさらに低減される。   The turbocharger 10 may be provided with an opening / closing valve that opens and closes the communication hole 40 according to the opening / closing of the waste gate valve 32. According to such a configuration, when the waste gate valve 32 is in the closed state, the first chamber 36 and the second chamber 37 are isolated, and the pressure loss of the exhaust gas is further reduced.

・ターボチャージャー10の搭載されるエンジンは、ガソリンエンジンであってもよい。   The engine on which the turbocharger 10 is mounted may be a gasoline engine.

θ…接続角度、10…ターボチャージャー、11…コンプレッサー部、12…タービン部、20…タービンハウジング、21…入口部、22…スクロール部、23…主通路、24…出口、24a…中心点、25…出口部、26…凹部、27…底面、28,29…側面、30…ウェイストゲート通路、31…出口、31a…中心点、32…ウェイストゲートバルブ、36…第1室、37…第2室、38…仕切壁、40…連通孔、41…仮想線、45…排気管。   θ ... connection angle, 10 ... turbocharger, 11 ... compressor part, 12 ... turbine part, 20 ... turbine housing, 21 ... inlet part, 22 ... scroll part, 23 ... main passage, 24 ... outlet, 24a ... center point, 25 ... exit part, 26 ... recess, 27 ... bottom surface, 28,29 ... side face, 30 ... waste gate passage, 31 ... exit, 31a ... center, 32 ... waste gate valve, 36 ... first chamber, 37 ... second chamber 38 ... partition walls, 40 ... communication holes, 41 ... imaginary lines, 45 ... exhaust pipes.

Claims (6)

入口部と出口部とを接続してタービンホイールが収容される主通路と、
前記入口部と前記出口部とを接続して前記タービンホイールを迂回するウェイストゲート通路とを備え、
前記出口部は、
当該出口部の流路を第1室と第2室とに仕切る仕切壁と、
前記仕切壁に形成されて前記第1室と前記第2室とを連通させる連通孔とを備え、
前記主通路の出口は、前記第1室に開口し、
前記ウェイストゲート通路の出口は、前記第2室に開口している
ことを特徴とするタービンハウジング。
A main passage in which the turbine wheel is accommodated by connecting the inlet portion and the outlet portion;
A wastegate passage connecting the inlet and the outlet to bypass the turbine wheel;
The outlet portion is
A partition wall that partitions the flow path of the outlet portion into a first chamber and a second chamber;
A communication hole formed in the partition wall for communicating the first chamber and the second chamber;
An outlet of the main passage opens into the first chamber;
An outlet of the waste gate passage is open to the second chamber.
前記出口部は、
出口フランジの端面に形成された凹部の底面に前記主通路の出口と前記ウェイストゲート通路の出口とが形成され、前記底面にウェイストゲートバルブが配設され、
前記出口部の流路が前記凹部である
請求項1に記載のタービンハウジング。
The outlet portion is
An outlet of the main passage and an outlet of the waste gate passage are formed on the bottom surface of the recess formed on the end face of the outlet flange, and a waste gate valve is disposed on the bottom surface,
The turbine housing according to claim 1, wherein the flow path of the outlet portion is the concave portion.
前記仕切壁が、前記底面に対向する平面視にて、前記主通路の出口の形状に倣うように形成されている
請求項2に記載のタービンハウジング。
The turbine housing according to claim 2, wherein the partition wall is formed so as to follow the shape of the outlet of the main passage in a plan view facing the bottom surface.
前記仕切壁が、前記凹部の底面と前記凹部の側面とに連結されている
請求項2または3に記載のタービンハウジング。
The turbine housing according to claim 2, wherein the partition wall is connected to a bottom surface of the recess and a side surface of the recess.
前記連通孔の数が1つである
請求項1〜4のいずれか一項に記載のタービンハウジング。
The turbine housing according to any one of claims 1 to 4, wherein the number of the communication holes is one.
入口部と出口部とを接続してタービンホイールが収容される主通路と、
前記入口部と前記出口部とを接続して前記タービンホイールを迂回するウェイストゲート通路とを備えるタービンハウジングを備え、
前記出口部は、
当該出口部の流路を第1室と第2室とに仕切る仕切壁と、
前記仕切壁に形成されて前記第1室と前記第2室とを連通させる連通孔とを備え、
前記主通路の出口は、前記第1室に開口し、
前記ウェイストゲート通路の出口は、前記第2室に開口している
ことを特徴とするターボチャージャー。
A main passage in which the turbine wheel is accommodated by connecting the inlet portion and the outlet portion;
A turbine housing comprising a wastegate passage connecting the inlet and the outlet to bypass the turbine wheel;
The outlet portion is
A partition wall that partitions the flow path of the outlet portion into a first chamber and a second chamber;
A communication hole formed in the partition wall for communicating the first chamber and the second chamber;
An outlet of the main passage opens into the first chamber;
The turbocharger, wherein an outlet of the waste gate passage is open to the second chamber.
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