JP2016003573A

JP2016003573A - 過給機

Info

Publication number: JP2016003573A
Application number: JP2014122530A
Authority: JP
Inventors: 裕樹松井; Hiroki Matsui
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-06-13
Filing date: 2014-06-13
Publication date: 2016-01-12
Also published as: CN105298630A; US20150361873A1; EP3001010A1

Abstract

【課題】排気の温度低下を抑制できる過給機を提供する。【解決手段】過給機は、タービンハウジング１５の排気入口部１７に、同排気入口部１７の内周面から少なくとも一部が離間した状態で同内周面を覆う管状部材２９を備える。こうした過給機では、排気入口部１７に、タービン室に通じるスクロール通路２５の入口であるスクロールポート２７と、タービン室を迂回して出口室２６に連通するバイパスポート２８とが設けられ、この排気入口部１７には、タービンハウジング１５の外側から管状部材２９が挿入される。管状部材２９は、その内部に形成された通路が排気の流れ方向下流側で２つの分岐通路に分岐し、一方の分岐通路がスクロールポート２７に、他方の分岐通路がバイパスポート２８に接続され、管状部材２９におけるバイパスポート２８に接続される分岐通路を形成するバイパスポート側分岐管３１の少なくとも一部は排気入口部１７の内周面から離間している。【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関に設けられる過給機に関する。

過給機は、タービンホイールを排気により回転させることによってコンプレッサホイールを回転させ、吸気を過給する。しかしながら、排気がタービンホイールに達する前に排気の熱がタービンハウジングにより奪われて排気の温度が低下すると、タービンホイールの駆動量が減少して過給機の過給効果が薄れてしまうおそれがある。また、排気の温度が低下することによって機関始動後の触媒の暖機が遅れるおそれもある。なお、近年、タービンハウジングの過熱を抑制するために水冷式の過給機が実用化されているが、こうした過給機では冷却水が受けた熱の一部をラジエターから大気に放出しているため、排気からタービンハウジングに移動した熱量が多くなるほど冷却水を通じて大気に放出される熱量が増大し、エンジンの冷却損失が増大することとなる。

そこで、特許文献１に記載の過給機では、タービンハウジングにおいて排気が流入する入口部に同入口部の内周面を覆う管状部材を設けて、タービンハウジングの入口部の内周面と排気とが直接接触することを抑制するようにしている。また、管状部材とタービンハウジングとの間に隙間を形成することで管状部材とタービンハウジングとの間に断熱空間を設けるようにしている。これにより、タービンハウジングに奪われる熱量を減少させて排気の温度低下を抑制している。

特表２０１３‐５０９５３４号公報

ところで、タービンハウジングには、タービンホイールを迂回して排気を流すためのバイパス通路が設けられている。バイパス通路には、ウェイストゲートバルブが設けられており、このウェイストゲートバルブの開弁量や開弁時間を調節することで、バイパス通路を通過する排気の量、すなわち、タービンホイールを迂回して流れる排気の量が調節されてタービンホイールの駆動量が制御される。

特許文献１に記載の過給機では、タービンハウジングの入口部には管状部材が設けられているものの、バイパス通路には管状部材が設けられていない。このため、バイパス通路の壁面を通じて排気の熱がタービンハウジングに奪われてしまい、排気の温度低下を十分に抑制することができなくなるおそれがある。

本発明は、こうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、排気の温度低下を抑制できる過給機を提供することにある。

上記課題を解決するための過給機は、タービンハウジングのうち同タービンハウジングよりも排気の流れ方向上流側に位置する上流側排気系部材と接続される排気入口部に、同排気入口部の内周面から少なくとも一部が離間した状態で同内周面を覆う管状部材が設けられている。こうした過給機では、排気入口部に、タービン室に通じるスクロール通路の入口であるスクロールポートと、タービン室を迂回して同タービン室よりも排気の流れ方向下流側の部分に連通するバイパスポートとが設けられ、この排気入口部には、タービンハウジングの外側から管状部材が挿入される。管状部材は、その内部に形成された通路が排気の流れ方向下流側で２つの分岐通路に分岐し、一方の分岐通路がスクロールポートに、他方の分岐通路がバイパスポートに接続され、バイパスポートに接続される分岐通路を形成している管状部材の管壁の少なくとも一部は排気入口部の内周面から離間している。

上記構成によれば、タービンハウジングに挿入された管状の管状部材によって排気をスクロール通路に導く排気主通路とタービン室を迂回するバイパス通路とが構成される。このため、排気主通路及びバイパス通路を通過する排気がタービンハウジングに直接接触することが抑制される。また、タービンハウジングの排気入口部に、同排気入口部の内周面から少なくとも一部が離間した状態で管状部材が設けられているため、同管状部材とタービンハウジングとの間には隙間が形成される。このため、この隙間が断熱空間として機能して管状部材からタービンハウジングへの入熱が抑制される。したがって、上記構成によれば、排気主通路を通じたタービンハウジングへの放熱に加えて、バイパス通路を通じたタービンハウジングへの放熱を抑制することができるようになり、タービンハウジングにより奪われる排気の熱量を減少させて排気の温度低下を抑制できる。

また、排気入口部には、管状部材がタービンハウジングの外側から挿入される。このため、タービンハウジングを分割することなく管状部材を配設することができ、過給機の組み立てが容易になる。

また、上記過給機では、排気入口部の内部に形成される空間は、排気の流れ方向に垂直な面における断面積が排気の流れ方向上流側ほど大きくなっていることが望ましい。
上記構成によれば、管状部材を排気入口部に挿入する過程においてタービンハウジングと管状部材とがぶつかりにくくなるため、タービンハウジングに管状部材を容易に挿入することができるようになる。

また、上記過給機では、管状部材は、排気の流れ方向下流側の部分が２つの分岐管に分岐した二股形状であり、一方の分岐管に形成された分岐通路がスクロールポートに、他方の分岐管に形成された分岐通路がバイパスポートに接続され、管状部材において各分岐管よりも排気の流れ方向上流側に位置する部分を上流管としたとき、管状部材は、バイパスポートに接続される分岐通路が形成された分岐管が、上流管よりもバイパスポート側に突出し、バイパスポートに接続される分岐通路が形成された分岐管の外周面、上流管の外周面、及び排気入口部の内周面によって区画された中空部を設けることが望ましい。

上記構成では、バイパス通路の外周に中空部が形成されるため、中空部が断熱空間として機能し、このバイパス通路を通過する排気の温度低下を好適に抑制することができる。また、上記構成のように、管状部材は、バイパスポートに接続される分岐通路が形成された分岐管が、上流管よりもバイパスポート側に突出した形状であるため、タービンハウジングに管状部材を挿入することによって容易に中空部を形成することができる。

また、上記過給機では、管状部材を、上流側排気系部材に固定することが望ましい。
タービンハウジングに直接管状部材を固定する場合には、管状部材とタービンハウジングとが接触することになるため、この接触している部分を介して管状部材の熱がタービンハウジングに伝達される。

この点、上記構成によれば、タービンハウジングの排気の流れ方向上流側に配設される排気マニホールドやシリンダヘッドなどの上流側排気系部材、すなわち、タービンハウジングとは別の部材に管状部材が固定されるようになる。そのため、管状部材とタービンハウジングとが直接接触しなくなり、管状部材からタービンハウジングへの熱の伝達を抑制して、排気の温度低下を更に抑制できる。

また、上記過給機では、管状部材における排気の流れ方向上流側の端部に挿通孔が設けられたフランジを形成し、管状部材を、中空部側から挿通孔に挿通されたボルトによって上流側排気系部材に締結することが望ましい。

上記構成によれば、中空部にボルトの頭部が収容されることになるため、タービンハウジングにボルトの頭部を収容する空間を別途設ける必要がない。そのため、過給機の小型化を図ることができるようになる。

また、管状部材を固定するための挿通孔が排気の通路を構成する管状部材の管壁から離れたフランジに配設されているため、排気の熱によるボルトの過熱も抑制できる。このため、ボルトの熱膨張による緩みを抑制することができる。

また、上記過給機では、管状部材を上流側排気系部材に固定するのではなく、管状部材を上流側排気系部材と一体に形成するようにしてもよい。
上記構成では、上流側排気系部材に管状部材が一体に形成されるため、管状部材を固定するために、管状部材とタービンハウジングとを接触させる必要がなく、管状部材からタービンハウジングへの熱の伝達を抑制することができる。したがって、排気の温度低下を更に抑制できるようになる。

また、管状部材を上流側排気系部材とは別の部材として製造する場合に比べて部品点数が減少する。したがって、過給機の組み立て工程や製造工数を削減することができ、過給機の製造が容易になる。

第１の実施形態の過給機が内燃機関に組み付けられた状態を模式的に示す斜視図。図１の矢印２で示す線に沿った断面図。図１の矢印３で示す線に沿った断面図。同実施形態の過給機内の排気の流れを模式的に示す断面図。第２の実施形態の過給機の構成を示す断面図。同実施形態の過給機の内燃機関への組み付け態様を示す斜視図。過給機の他の例の構成を示す断面図。

（第１の実施形態）
以下、過給機の第１の実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
図１に示すように、内燃機関には、シリンダヘッド１０とシリンダブロック１１が設けられている。シリンダヘッド１０及びシリンダブロック１１の内部には、燃焼室１２が設けられている。燃焼室１２には、燃焼室１２内の排気を排出するための排気マニホールド１３が接続されている。排気マニホールド１３は、シリンダヘッド１０に一体に形成されている。

シリンダヘッド１０に設けられた排気マニホールド１３の出口部１４には、過給機のタービンハウジング１５がボルトによって締結されている。また、タービンハウジング１５の排気流れ方向の下流側の端部には、排気管１６が接続されている。このため、燃焼室１２から排気マニホールド１３に排出された排気は、タービンハウジング１５を通じて排気管１６へ流れる。なお、シリンダヘッド１０がタービンハウジング１５よりも排気流れ方向上流側に位置する上流側排気系部材に相当する。また、以下では、排気の流れ方向の上流側を単に排気上流側とし、排気の流れ方向の下流側を単に排気下流側とする。

次に、図２及び図３を参照して、過給機の構成について詳細に説明する。
図２に示すように、タービンハウジング１５には、シリンダヘッド１０に接続される排気入口部１７が設けられている。排気入口部１７の内部には空間が形成されており、その排気上流側の開口は排気マニホールド１３の出口部１４の開口よりも広い。また、排気入口部１７の排気上流側の端部の外周面には、複数の挿通孔１８が形成されたフランジ１９が形成され、このフランジ１９を介してタービンハウジング１５がシリンダヘッド１０にボルトで締結されている。また、過給機は水冷式のものであり、タービンハウジング１５には冷却水が流れる冷却水通路２０が形成されている。

また、図３に示すように、タービンハウジング１５には、タービンホイール２１が収容されたタービン室２２が設けられている。タービンホイール２１には、複数のタービンブレード２３が設けられている。タービンホイール２１には、回転軸２４の一端が固定されており、同タービンホイール２１はタービンハウジング１５に対して相対回転可能に設けられている。回転軸２４の他端には、吸気通路に設けられた過給機のコンプレッサホイールが固定されている。

図２及び図３に示すように、タービン室２２と排気入口部１７とは、スクロール通路２５を通じて連通している。なお、タービン室２２の排気下流側には出口室２６が設けられている。

また、図２に示すように、排気入口部１７には、スクロール通路２５の入口であるスクロールポート２７と、排気入口部１７と出口室２６とを連通するバイパスポート２８とが設けられている。

ここで、排気入口部１７には、同排気入口部１７の内周面を覆う管状部材２９が収容されている。管状部材２９は、排気下流側の部分が２つの分岐管に分岐した二股形状であり、一方の分岐管に形成された分岐通路がスクロールポート２７に、他方の分岐管に形成された分岐通路がバイパスポート２８に接続されている。なお、スクロールポート２７に接続される分岐通路が形成された分岐管をスクロールポート側分岐管３０、バイパスポート２８に接続される分岐通路が形成された分岐管をバイパスポート側分岐管３１とする。また、管状部材２９において各分岐管３０，３１よりも排気の流れ方向上流側に位置する部分を上流管３２とする。上流管３２は、シリンダヘッド１０の壁面３３から略垂直に延びている。また、上流管３２とスクロールポート側分岐管３０とは直管状に接続されており、スクロールポート側分岐管３０はシリンダヘッド１０の壁面３３に対して略垂直に延びている。一方、バイパスポート側分岐管３１は、上流管３２よりもバイパスポート２８側に突出している。

管状部材２９の上流管３２及びスクロールポート側分岐管３０によって、排気マニホールド１３から流入した排気をスクロール通路２５に導く排気主通路３４が形成され、バイパスポート側分岐管３１及びバイパスポート２８によってタービン室２２を迂回するバイパス通路３５が形成されている。

なお、排気主通路３４からバイパス通路３５が分岐する部分を分岐部３６とする。また、管状部材２９の排気上流側の端部には、複数の挿通孔３７が設けられたフランジ３８が形成されている。そして、この挿通孔３７に挿通されたボルトによって管状部材２９がシリンダヘッド１０に締結されている。なお、管状部材２９は、排気入口部１７の内周面から全周に亘って離間した状態で締結されている。

こうした過給機では、バイパスポート２８に、ウェイストゲートバルブ３９と同ウェイストゲートバルブ３９が着座するシート部４０とが設けられている。シート部４０は、リング状に成形され、バイパスポート２８の排気下流側の端部に取り付けられている。また、ウェイストゲートバルブ３９は、その基端部に回転軸４１が固定されている。このため、この回転軸４１をアクチュエータによって回転させることで、ウェイストゲートバルブ３９が基端部を中心として回転する。なお、ウェイストゲートバルブ３９を図２における反時計回りに回転させると、ウェイストゲートバルブ３９がシート部４０から離間して開弁状態となり、バイパス通路３５が出口室２６と連通する。一方、開弁状態からウェイストゲートバルブ３９を図２における時計回りに回転させると、ウェイストゲートバルブ３９がシート部４０に当接して閉弁状態となり、バイパス通路３５と出口室２６との連通が遮断される。

このため、図４に示すように、ウェイストゲートバルブ３９が開弁してバイパス通路３５が連通している場合には、シリンダヘッド１０から管状部材２９内に排出された排気の一部は、バイパス通路３５を通じて出口室２６に排出される。すなわち、排気の一部がタービン室２２を迂回して流れるようになる。

一方、ウェイストゲートバルブ３９が閉弁してバイパス通路３５が遮断された場合には、排気のほぼ全量が排気主通路３４を通じてスクロール通路２５に流れる。スクロール通路２５に流れた排気は、タービン室２２へ流れ、同タービン室２２内に収容されたタービンホイール２１を回転させる。これにより、コンプレッサホイールが回転し、吸気が過給される。そして、タービン室２２から排出された排気は、タービン室２２の排気下流側に接続された出口室２６を通じて排気管１６へ排出される。

次に、こうした過給機の組み立て方法について説明する。
まず、管状部材２９をシリンダヘッド１０の出口部１４にボルトによって締結する。そして、この管状部材２９を覆うようにタービンハウジング１５を被せることで管状部材２９を排気入口部１７に挿入する。このように管状部材２９をタービンハウジング１５に挿入することで、タービンハウジング１５内に排気主通路３４及びバイパス通路３５が形成される。その後、タービンハウジング１５をボルトによってシリンダヘッド１０に締結する。

ここで、管状部材２９は、上流管３２とスクロールポート側分岐管３０とがシリンダヘッド１０の壁面３３に対して略垂直に延びるように直管状に形成されており、バイパスポート側分岐管３１が上流管３２よりもバイパスポート２８側に突出している。このため、管状部材２９が排気入口部１７に挿入された状態では、バイパスポート側分岐管３１の外周面、上流管３２の外周面、及び排気入口部１７の内周面によって区画された中空部４２が形成されている。すなわち、バイパスポート側分岐管３１の外周に中空部４２が形成されている。なお、管状部材２９をシリンダヘッド１０に締結しているボルトのいくつかは、その頭部がこの中空部４２に収容されている。

また、排気入口部１７の内部に形成される空間は、排気の流れ方向（図２の上下方向）に垂直な面における断面積Ｒが排気の流れ方向上流側ほど大きくなっている。
次に、本実施形態の過給機の作用について説明する。

本実施形態では、タービンハウジング１５に挿入された管状部材２９によって排気をスクロール通路２５に導く排気主通路３４とタービン室２２を迂回するバイパス通路３５とが構成される。このため、排気がタービンハウジング１５に直接接触することが抑制される。また、タービンハウジング１５の排気入口部１７に、同排気入口部１７の内周面から全周が離間した状態で管状部材２９が設けられているため、管状部材２９とタービンハウジング１５との間には断熱空間としての隙間が形成される。このため、排気主通路３４を通じたタービンハウジング１５への放熱に加えて、バイパス通路３５を通じたタービンハウジング１５への放熱が抑制される。

なお、排気が排気主通路３４とバイパス通路３５とに分岐して流れるときには、排気の流れ方向が変化するため、排気主通路３４とバイパス通路３５とが分岐する分岐部３６に排気が接触しやすい。このため、この分岐部３６では排気からの入熱量が多くなりやすい。この点、本実施形態では、タービンハウジング１５から離間して設けられた管状部材２９に分岐部３６が形成されており、タービンハウジング１５への入熱が更に抑制される。

また、排気入口部１７の内部に形成される空間は、排気の流れ方向に垂直な面における断面積Ｒが排気の流れ方向上流側ほど大きくなっている。このため、管状部材２９を排気入口部１７に挿入する過程においてタービンハウジング１５と管状部材２９とがぶつかりにくい。

また、管状部材２９は、バイパスポート側分岐管３１が、上流管３２よりもバイパスポート２８側に突出している。このため、こうした管状部材２９を排気入口部１７に挿入することで、バイパスポート側分岐管３１の外周に、管状部材２９の外周面と排気入口部１７の内周面とによって区画された中空部４２が形成される。また、こうして中空部４２が形成されることにより、バイパスポート側分岐管３１の外周に他の部分よりも大きな断熱空間が形成されるため、管状部材２９からタービンハウジング１５への熱の伝達が更に抑制される。

管状部材２９をシリンダヘッド１０に固定し、管状部材２９とタービンハウジング１５とはその全周に亘って接触しないように設けられているため、管状部材２９からタービンハウジング１５への熱の伝達が抑制される。また、タービンハウジング１５に比べて平面が多くその壁が肉厚であるシリンダヘッド１０に管状部材２９を固定するようにしたため、管状部材２９の固定が容易になる。

また、管状部材２９に挿通孔３７が設けられたフランジ３８を形成し、管状部材２９を、中空部４２側から挿通孔３７に挿通されたボルトによってシリンダヘッド１０に締結するようにしているため、中空部４２にボルトの頭部が収容される。また、管状部材２９を固定するための挿通孔３７が排気の通路を構成する管状部材２９の管壁から離れたフランジ３８に配設されているため、排気からボルトに直接熱が伝達されることが抑制される。

以上説明した第１の実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）排気がタービンハウジング１５に直接接触することが抑制されるとともに、管状部材２９とタービンハウジング１５との間に隙間が形成されるため、タービンハウジング１５により奪われる排気の熱量を減少させて排気の温度低下を抑制できる。

（２）排気入口部１７の内部に形成される空間は、排気の流れ方向に垂直な面における断面積Ｒが排気の流れ方向上流側ほど大きくなっているため、タービンハウジング１５に管状部材２９を容易に挿入することができ、過給機の組み立てが容易になる。

（３）管状部材２９は、バイパスポート側分岐管３１が、上流管３２よりもバイパスポート２８側に突出しているため、タービンハウジング１５に管状部材２９を挿入することによって容易に中空部４２を形成することができる。また、管状部材２９によって構成されるバイパス通路３５の外周に中空部４２を形成するようにしたため、バイパス通路３５を通過する排気の温度低下を好適に抑制することができる。

（４）管状部材２９をシリンダヘッド１０に固定し、管状部材２９とタービンハウジング１５とを直接接触させないようにしているため、管状部材２９からタービンハウジング１５への熱の伝達を抑制し、排気の温度低下を抑制することができる。

（５）管状部材２９のフランジ３８に設けられた挿通孔３７に中空部４２側からボルトを挿通し、このボルトによって管状部材２９をシリンダヘッド１０に締結するようにした。これにより、中空部４２にボルトの頭部が収容されるため、タービンハウジング１５にボルトの頭部を収容する空間を別途設ける必要がなく、過給機の小型化を図ることができるようになる。また、排気の熱によるボルトの過熱も抑制でき、ボルトの熱膨張による緩みを抑制することができる。

（第２の実施形態）
次に、過給機の第２の実施形態について、図５及び図６を参照して説明する。なお、本実施形態の過給機では、管状部材がシリンダヘッドと一体に形成されている点が第１の実施形態と異なっており、その他の構成については共通の符号を付してその詳細な説明は省略する。

図５に示すように、タービンハウジング１５の排気入口部１７には、管状部材５０が設けられている。管状部材５０は、シリンダヘッド１０と一体に形成され、同シリンダヘッド１０の壁面５１から外側に突出している。なお、こうした管状部材５０では上流管３２が、シリンダヘッド１０の壁面５１と各分岐管３０，３１とを接続している。管状部材５０は、その内部の空間が、シリンダヘッド１０に形成された排気マニホールド１３と連通している。このため、燃焼室１２から排出された排気は排気マニホールド１３、管状部材５０を通じてタービンハウジング１５へ導出される。また、バイパス通路３５を構成する管状部材５０のバイパスポート側分岐管３１の外周には、バイパスポート側分岐管３１の外周面、上流管３２の外周面、及び排気入口部１７の内周面によって区画された中空部４２が形成されている。

次に、こうした過給機の組み立て方法について説明する。
図６に示すように、管状部材５０は、シリンダヘッド１０の壁面５１から突出したかたちでシリンダヘッド１０に一体に形成されている。この管状部材５０を覆うようにタービンハウジング１５を被せることで同管状部材５０を排気入口部１７に挿入する。そして、予めシリンダヘッド１０に設けられた複数のボルト孔５２と、タービンハウジング１５のフランジ１９に設けられた挿通孔１８とにボルトを挿通してタービンハウジング１５とシリンダヘッド１０とを締結する。

次に、本実施形態の過給機の作用について説明する。
シリンダヘッド１０と管状部材５０とが一体に形成されているため、管状部材５０を固定するために管状部材５０とタービンハウジング１５とを接触させる必要がない。また、管状部材５０をシリンダヘッド１０とは別の部材として製造する場合に比べて部品点数が減少する。

以上説明した第２の実施形態によれば、上記（１）〜（３）と同様の効果に加え、以下の効果が得られるようになる。
（６）シリンダヘッド１０と管状部材５０とが一体に形成されているため、管状部材５０とタービンハウジング１５とが接触しておらず、管状部材５０からタービンハウジング１５への熱の伝達を抑制し、排気の温度低下を抑制することができる。また、過給機の組み立て工程や製造工数を削減することができ、過給機の製造が容易になる。

（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記第１の実施形態では、中空部４２側からフランジ３８の挿通孔３７にボルトを挿通することでボルトの頭部が中空部４２に収容されるようにしていた。しかし、ボルトの頭部を収容するための空間が別に確保できるのであれば、中空部４２内にボルトを配設しなくてもよい。こうした構成によっても、上記（１）〜（４）と同様の効果を得ることはできる。

・上記第１の実施形態では、管状部材２９をボルトによってシリンダヘッド１０に固定するようにしていたが、溶接など他の方法を用いて固定するようにしてもよい。
・上記第１の実施形態では、管状部材２９をシリンダヘッド１０に固定していたが、管状部材２９をタービンハウジング１５に固定するようにしてもよい。こうした構成によっても、上記（１）〜（３）と同様の効果を得ることはできる。

・上記第１の実施形態では、中空部４２を形成するようにしたが、こうした構成を省略してもよい。こうした構成によっても、上記（１）及び（２）と同様の効果を得ることはできる。

・上記第２の実施形態を図７に示すように変更してもよい。なお、この例では中空部４２を省略するとともに、管状部材のバイパス通路３５の開口部がウェイストゲートバルブ３９に当接するシート部として機能する点で上記第２の実施形態と異なっている。その他の構成については共通の符号を付してその詳細な説明は省略する。

図７に示すように、タービンハウジング１５の排気入口部１７には、管状部材６０が設けられている。管状部材６０は、シリンダヘッド１０と一体に形成され、同シリンダヘッド１０の壁面から外側に突出している。管状部材６０は、その外形が排気入口部１７の内周面に沿った略円管状であり、その内部にはスクロールポート２７に接続された排気主通路３４と、排気主通路３４から分岐してバイパスポート６１に接続されたバイパス通路３５とが形成されている。排気入口部１７のバイパスポート６１には、ウェイストゲートバルブ３９が設けられている。ウェイストゲートバルブ３９には、管状部材６０のバイパス通路３５の開口部６２が当接している。すなわち、管状部材６０のバイパス通路３５の開口部６２がシート部として機能している。なお、この構成では、バイパスポート６１に接続されるバイパス通路３５を形成している管状部材６０の管壁６３が、排気入口部１７の内周面から全周に亘って離間した状態になっている。こうした構成によっても、上記（１）、（２）及び（６）と同様の効果を得ることはできる。

・上記各実施形態のように、排気の温度低下を抑制する上では、管状部材２９，５０とタービンハウジング１５とが全周に亘って接触しないようにして断熱効果を高めることが好ましい。しかしながら、例えば、管状部材２９，５０の排気下流側の開口部をスクロールポート２７やバイパスポート２８に当接させる等、管状部材２９，５０とハウジングとが部分的に接触していてもよい。こうした構成であっても、管状部材２９，５０とタービンハウジング１５とが全周に亘って接触している構成に比べて、排気の温度低下を抑制することはできる。なお、上記構成のように、管状部材２９，５０の排気下流側の開口部をスクロールポート２７やバイパスポート２８に当接させる構成を採用すれば、管状部材２９，５０の排気下流側の開口部と、各ポート２７，２８との接続部分に隙間が生じにくくなる。このため、管状部材２９，５０を設けたことによる排気の流動抵抗の増大を抑えることもできるようになる。

・上記各実施形態では、過給機の排気上流側に位置する上流側排気系部材として排気マニホールド１３が一体に形成されたシリンダヘッド１０に管状部材２９，５０を固定するようにしたが、シリンダヘッド１０と排気マニホールド１３とが別体に形成されている場合がある。こうした場合には、上流側排気系部材である排気マニホールド１３に管状部材２９，５０を固定すればよい。なお、排気マニホールド１３やシリンダヘッド１０とは別の部材を介してタービンハウジング１５を排気マニホールド１３等に固定する場合には、上流側排気系部材であるこの別の部材に管状部材２９，５０を固定すればよい。こうした構成によっても、上記（１）及び（２）と同様の効果を得ることはできる。

・上記各実施形態では、排気入口部１７の内部に形成される空間を、排気の流れ方向に垂直な面における断面積Ｒが排気の流れ方向上流側ほど大きくなるように形成したが、排気入口部１７に管状部材２９，５０を挿入することが可能であれば、排気入口部１７の内部に形成される空間の形状を適宜変更してもよい。こうした構成によっても、上記（１）と同様の効果を得ることはできる。

・上記各実施形態において、上流管３２、スクロールポート側分岐管３０、及びバイパスポート側分岐管３１のそれぞれの軸線のなす角度は適宜変更することができる。また、管状部材の上流管３２をフランジ３８やシリンダヘッド１０の壁面に対して傾斜させて設けるようにしてもよい。

・上記各実施形態では、タービンハウジング１５をボルトによってシリンダヘッド１０に固定するようにしていたが、溶接など他の方法を用いて固定するようにしてもよい。
・上記各実施形態では、過給機として水冷式の過給機を例に説明したが、水冷式の過給機以外であっても上記各実施形態と同様の技術的思想を適用することができる。

１０…シリンダヘッド、１１…シリンダブロック、１２…燃焼室、１３…排気マニホールド、１４…出口部、１５…タービンハウジング、１６…排気管、１７…排気入口部、１８…挿通孔、１９…フランジ、２０…冷却水通路、２１…タービンホイール、２２…タービン室、２３…タービンブレード、２４…回転軸、２５…スクロール通路、２６…出口室、２７…スクロールポート、２８…バイパスポート、２９…管状部材、３０…スクロールポート側分岐管、３１…バイパスポート側分岐管、３２…上流管、３３…壁面、３４…排気主通路、３５…バイパス通路、３６…分岐部、３７…挿通孔、３８…フランジ、３９…ウェイストゲートバルブ、４０…シート部、４１…回転軸、４２…中空部、５０…管状部材、５１…壁面、５２…ボルト孔、６０…管状部材、６１…バイパスポート、６２…開口部、６３…管壁。

Claims

タービンハウジングのうち同タービンハウジングよりも排気の流れ方向上流側に位置する上流側排気系部材と接続される排気入口部に、同排気入口部の内周面から少なくとも一部が離間した状態で同内周面を覆う管状部材が設けられた過給機であって、
前記排気入口部は、タービン室に通じるスクロール通路の入口であるスクロールポートと、前記タービン室を迂回して同タービン室よりも排気の流れ方向下流側の部分に連通するバイパスポートとを備え、
前記排気入口部には、前記タービンハウジングの外側から前記管状部材が挿入され
前記管状部材は、その内部に形成された通路が排気の流れ方向下流側で２つの分岐通路に分岐し、一方の分岐通路が前記スクロールポートに、他方の分岐通路が前記バイパスポートに接続され、
前記バイパスポートに接続される分岐通路を形成している前記管状部材の管壁の少なくとも一部は前記排気入口部の内周面から離間している
過給機。
前記排気入口部の内部に形成される空間は、排気の流れ方向に垂直な面における断面積が排気の流れ方向上流側ほど大きくなっている
請求項１に記載の過給機。
前記管状部材は、排気の流れ方向下流側の部分が２つの分岐管に分岐した二股形状であり、一方の分岐管に形成された分岐通路が前記スクロールポートに、他方の分岐管に形成された分岐通路が前記バイパスポートに接続され、
前記管状部材において各分岐管よりも排気の流れ方向上流側に位置する部分を上流管としたとき、前記バイパスポートに接続される分岐通路が形成された分岐管が、前記上流管よりも前記バイパスポート側に突出し、
前記バイパスポートに接続される分岐通路が形成された分岐管の外周面、前記上流管の外周面、及び前記排気入口部の内周面によって区画された中空部が設けられている
請求項１または２に記載の過給機。
前記管状部材は、前記上流側排気系部材に固定される
請求項１〜３のいずれか一項に記載の過給機。
前記管状部材における排気の流れ方向上流側の端部には挿通孔が設けられたフランジが形成され、
前記管状部材は、前記中空部側から前記挿通孔に挿通されたボルトによって前記上流側排気系部材に締結されている
請求項３に記載の過給機。
前記管状部材は、前記上流側排気系部材と一体に形成される
請求項１〜３のいずれか一項に記載の過給機。