JP2013535615A - 排気ガスターボチャージャ - Google Patents

Abstract

本発明は、排気ガスターボチャージャ（１）であって、以下の部品、すなわち、タービンホイール（３）と、排気ガス流れ方向から見るとタービンホイール（３）の上流に配置された通路開口部（６、６’）を有する少なくとも１つのタービンチャネル（５、５’）が配置されるタービンハウジング（４）と、通路開口部（６、６’）を開閉するために、タービンチャネル（５、５’）の下流及びタービンホイール（３）の上流に配置される遮断装置（７）とを有するタービン（２）を有し、遮断装置（７）が、タービンハウジング（４）内に直接形成された溝（１３）で直進移動可能に案内される遮断スリーブ（１２）を有する排気ガスターボチャージャ（１）に関する。

Description

本発明は、請求項１の前提部に記載の排気ガスターボチャージャに関する。

前記タイプの排気ガスターボチャージャが独国特許出願公開第１０ ２００７ ０６０ ４１５Ａ１号明細書から公知である。前記公知の排気ガスターボチャージャは、第１及び第２の案内格子要素を有する遮断装置を有し、この場合、第２の案内格子要素は、タービンハウジングに挿入されなければならないスリーブ又はブッシュへ直進移動可能に案内される。

したがって、前記スリーブは、予め製造し、次にタービンハウジングに取り付けなければならない別個の構成要素であるため、汎用排気ガスターボチャージャの製造及び組立費用は比較的高い。

したがって、本発明の目的は、必要な構成要素の数に関してより単純な構造であり、したがって組立がより簡単である、請求項１の前提部に規定されたタイプの排気ガスターボチャージャを提供することである。

前記目的は、請求項１の特徴によって達成される。

遮断装置は、タービンハウジングの溝に挿入されかつ溝で直進移動可能に案内される遮断スリーブを有するため、別個のスリーブ又はブッシュを製造して、タービンハウジングに配置する必要はない。その理由は、遮断スリーブが案内される溝が、軸受ハウジング側面から進んでタービンハウジング自体の材料内に直接形成されるからである。ここで、溝は、可能な限り小さく選択される深さのみを有する。前記溝の深さは遮断スリーブの幅に対応する。遮断スリーブの外径は、軸受ハウジング側面のタービンハウジングの直径よりも小さく、このため、溝がタービンハウジングの材料内に形成された後に、遮断スリーブを軸受ハウジング側面から進んで溝に挿入できる。

これにより、１つ又は複数のタービンチャネルの遮断又は絞りの調節によって排気ガス再循環率を高めることを可能にする能力を備えた、例えばいわゆる「ターボエンジンブレーキ」を実現するために、タービン入口の上流のタービンハウジングへの遮断装置の一体化が達成される。

このように、タービンチャネル用の単一段及び同様に２段調節式の排気ガスターボチャージャの場合、又は２つのタービンチャネルの場合、一方又は両方のチャネルを調節により遮断するか又は絞り、また開放することが可能である。

これにより、以下の利点が得られる、すなわち、
−部分負荷及び／又は低エンジン回転速度において排気ガス反圧を高めることによって排気ガス放出物を改善するための排気ガス再循環率の向上、
−タービンホイールへの流入速度に影響を及ぼすことによるエンジンの動的応答挙動の改善、
−ブレーキ力の増大によるブレーキ動作の調節の改善、及びエンジンブレーキ動作からのターボチャージャ、したがってまたエンジンの力学的加速度の改善、
−構成要素の数の低減、これは、従来技術とは対照的に、遮断スリーブを案内するためのスリーブ又はブッシュの形態の別個の構成要素をタービンハウジングに据え付けることはもはや不必要であるからである。

従属請求項は、本発明の有利な実施形態に関する。

遮断スリーブは、互いに直径方向に対向して配置される２つのウェブを有することが好ましく、その自由端は、溝内の遮断スリーブの直進運動を行う作動装置に接続される。

ウェブを作動装置に接続可能とするために、タービンホイール輪郭の上のタービンハウジングに一体化される溝は、タービンハウジングを通るハウジング開口を有する。ハウジング開口の数はウェブの数に対応し、このことは、少なくとも１つのハウジング開口が設けられることを意味し、ハウジング開口の位置は自由に選択することができるか、あるいは２つのウェブの場合、ウェブの位置は互いにほぼ直径方向に対向するように選択されなくてはならない。

スリーブが溝に挿入されると、空気軸受装置が形成され、ウェブは、タービン出口の側面のタービンハウジングから突出するようにハウジング開口を通して案内される。したがって、遮断スリーブを適切なレバー装置と、それに接続されたフォークとを介して作動装置に接続することが可能であり、フォークは、一方の側面でレバー装置に接続され、他方の側面でタービンハウジングから突出するウェブの自由端に接続される。

本発明による遮断装置の構造は、単に、遮断スリーブ用の言及した溝をタービンハウジング内に形成し、遮断スリーブのウェブの数に対応する数のハウジング開口を設けることのみで済むため、遮断装置を再加工によって既存のタービンハウジングに一体化することができるというさらなる利点を有する。

本発明のさらなる詳細、利点及び特徴は、添付図面に基づく以下の例示的な実施形態の説明から明らかになるであろう。

本発明による排気ガスターボチャージャの非常に単純化した概略図である。 遮断装置の構造を説明するための排気ガスターボチャージャのタービンハウジングの一部の拡大断面図である。 レバー装置及びフォークと共に本発明による遮断装置の遮断スリーブの単純化した斜視図である。 図３によるレバー配置及びフォークの単純化した平面図である。

図１は、本発明による排気ガスターボチャージャの非常に単純化した概略図である。排気ガスターボチャージャ１は、タービンハウジング４に配置されるタービンホイール３を有するタービン２を有する。図示した実施例では、タービンハウジング４はタービンチャネル５を有するが、図２に基づき以下により詳細に説明する通常２つの別個のタービンチャネルを設けることが好ましい。タービンチャネル５は、排気ガス流れ方向から見ると、タービンホイール３の上流のタービンハウジング４に設けられる通路開口部６を有する。

同様に、通路開口部６を開閉するために、タービンチャネル５の下流及びタービンホイール３の上流に設けられる遮断装置７が概略的に非常に単純化して示されている。

排気ガスターボチャージャ１はまた、他の従来の部品、特にコンプレッサハウジング１０のコンプレッサホイール９を有するコンプレッサ８と、タービンホイール３及びコンプレッサホイール９が従来の方法で配置されるシャフト１１とを有する。前記部品の他に、従来の排気ガスターボチャージャの他のすべての部品、シャフト１１用の軸受装置を有する軸受ハウジング等も当然設けられるが、前記部品については図示もしないし、記載もしない。これは、それらが本発明の原理の説明のために記載する必要がないからである。

図２は、遮断装置７の領域のタービンハウジング４の一部の単純化した概略断面図を示している。図２による実施形態は、ウェブ２０によって互いに分離される２つの隣接するチャネル５、５’を有するタービンハウジング４を示している。タービンチャネル５と５’は、それぞれ関連の通路開口部６と６’を有する。

図２は、２つのタービンチャネル５、５’の下流及びタービンホイール３の上流のタービンハウジング４に一体化される遮断装置７は、両方向矢印Ｔで示されているように、溝１３で直進して移動可能な遮断スリーブ１２を有することを示している。さらに、図２の断面図は、遮断スリーブ１２にウェブが設けられることを示しており、それらの内、図の選択のためウェブ１４のみを図２に見ることができる。軸受ハウジング側面Ｌから進んでタービンハウジング４内に直接形成される溝１３には、ハウジング開口が設けられ、それらの内、ハウジング開口又は通路開口部２１を図２に見ることができる。ハウジング開口２１の数は、遮断スリーブ１２が設けられるウェブの数に左右される。タービンハウジング４を通るハウジング開口２１は、ウェブ１４の自由端１６を以下に詳細に説明するフォーク１９に接続することができるように、ウェブ、図２の場合のウェブ１４がタービン出口Ａの領域内に延在することを可能にする。

タービンハウジング４なしの遮断スリーブ１２自体を示している図３から、選択した実施例では、遮断スリーブ１２に、遮断スリーブ１２の縁部２２に互いに直径方向に対向して配置される２つのウェブ１４と１５が設けられることが分かる。遮断スリーブ１２及びウェブ１４、１５は単一の部分を形成することが好ましい。

図３に示したように、ウェブ１４と１５の自由端１６と１７は、それぞれフォーク１９の自由端２３と２４それぞれに接続され、次に、フォークは中央領域２５でレバー装置１８に接続され、レバー装置は、遮断スリーブ１２を作動するためのアクチュエータ又は作動要素（図３に図示せず）に接続される。ここで、両方向矢印Ｂ１、Ｂ２とＢ３は、レバー装置１８及びフォーク１９の運動を示しており、この運動により、最終的に溝１３内の直進運動Ｔがもたらされる。

図４は、レバー装置１８及びフォーク１９の構造及び動作モードをそれらの平面図によって示すためのものである。

軸受側面Ｌから進んでタービンハウジング４内に直接形成される遮断装置７及び溝１３の上述の実施形態によって、従来技術から公知のような例えば遮断スリーブ１２用の案内ブッシュのような別の部品なしに済ますことが可能であり、これにより、本発明による排気ガスターボチャージャの製造費用及びその組立費用が公知の構造に対して著しく低減される。

本発明の上述の開示に加えて、ここに、図１〜図４の本開示の概略図が明示的に参照される。

１ 排気ガスターボチャージャ
２ タービン
３ タービンホイール
４ タービンハウジング
５、５’ タービンチャネル
６、６’ 通路開口部
７ 遮断装置
８ コンプレッサ
９ コンプレッサホイール
１０ コンプレッサハウジング
１１ シャフト
１２ 遮断スリーブ
１３ 溝
１４、１５ ウェブ
１６、１７ ウェブの自由端
１８ レバー装置
１９ フォーク
２０ チャネル５、５’の間のタービンハウジングの分離ウェブ
２１ ハウジング開口／通路開口部
２２ 遮断スリーブ１２の縁部
２３、２４ フォーク１９の自由端
２５ フォークの中央領域
Ｌ 軸受ハウジング側面
Ａ タービン出口
Ｔ 遮断スリーブ１２の直進可動性を表す両方向矢印
Ｂ１−Ｂ３ 遮断スリーブ１２を作動するためのレバー装置８及びフォーク１９の運動

Claims (7)

1. −以下の部品、すなわち、
   ・タービンホイール（３）と、
   ・排気ガス流れ方向から見ると前記タービンホイール（３）の上流に配置された通路開口部（６、６’）を有する少なくとも１つのタービンチャネル（５、５’）が配置されるタービンハウジング（４）と、
   ・前記通路開口部（６、６’）を開閉するために、前記タービンチャネル（５、５’）の下流及び前記タービンホイール（３）の上流に配置される遮断装置（７）とを有するタービン（２）を有する排気ガスターボチャージャ（１）において、
   −前記遮断装置（７）が、前記タービンハウジング（４）内に直接形成された溝（１３）で直進移動可能に案内される遮断スリーブ（１２）を有することを特徴とする排気ガスターボチャージャ（１）。
2. 前記遮断スリーブ（１２）が少なくとも１つのウェブ（１４）を有し、前記ウェブの自由端（１６）が作動装置に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の排気ガスターボチャージャ。
3. 前記遮断スリーブ（１２）が、互いにほぼ直径方向に対向して配置される２つのウェブ（１４、１５）を有することが好ましく、前記ウェブの自由端（それぞれ１６と１７）が作動装置に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の排気ガスターボチャージャ。
4. 前記遮断スリーブ（１２）が、レバー装置（１８）と、前記ウェブ（１４、１５）の前記自由端（１６、１７）に締結されるフォーク（１９）とを介して前記作動装置に接続されることを特徴とする、請求項２又は３に記載の排気ガスターボチャージャ。
5. 前記溝（１３）が、前記タービン出口（Ａ）の方向に前記ウェブ（１４、１５）の数に対応する数のハウジング開口（２１）を有することを特徴とする、請求項２〜４のいずれか一項に記載の排気ガスターボチャージャ。
6. 前記タービンハウジング（４）が、互いに隣接して配置されかつ互いに分離し、また関連の通路開口部（それぞれ６と６’）を有する２つのタービンチャネル（５、５’）を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の排気ガスターボチャージャ。
7. 前記タービンハウジング（４）の前記タービンチャネル（５、５’）が異なる大きさであることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の排気ガスターボチャージャ。

Images