JP2016514797A - 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、コンプレッサハウジング（３）を有するコンプレッサ（２）を有し、タービンハウジング（５）を有するタービン（４）を有し、流れ開口部（９）を開放又は閉鎖する遮断要素（７）を有するコンプレッサ側及び／又はタービン側の給気圧力調節装置（６）を有し、遮断要素（７）が、ガイド（８）の長手方向中心線（ＬＭ８）に沿って長手方向に変位可能であるようにガイド（８）に取り付けられるスライドの形態であり、流れ開口部（９）が、ガイド（８）の長手方向中心線（ＬＭ８）に対して少なくとも実質的に直角（）に配置される、排気ガスターボチャージャ（１）に関する。【選択図】図２

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。

給気圧力の調節のために、一般的な排気ガスターボチャージャには、コンプレッサ側に、コンプレッサバイパス装置の形態の給気圧力調節装置を、及び／又はタービン側に、タービンホイールを迂回しつつタービン入口をタービン出口に接続するウェイストゲートダクトを装備し得る。必要な給気圧力が達成されると、排気ガス流の少なくとも一部を前記ウェイストゲート又はバイパスダクトを通して、タービンを通過して又はタービンホイールを通過して導くことができる。前記ウェイストゲートダクトを開閉するために、給気圧力調節フラップとも称されるウェイストゲートフラップが設けられる。前記給気圧力調節フラップは、リンク機構を介して、例えば空気圧制御カプセル又は電気アクチュエータモータの形態であり得るアクチュエータに接続される。

このように設計された給気圧力調節装置の場合、排気ガスは、平坦状プレートに直接又は前部に衝突し、特にオットーサイクルエンジンの場合に、高い脈動負荷のため高水準の摩耗及びノイズの発生をもたらす。

したがって、本発明の目的は、摩耗の程度がより低く、排気ガスターボチャージャのノイズ発生及び調整力を最小限にすることができる、請求項１の前提部に示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。

この目的は、請求項１の特徴によって達成される。

給気圧力調節装置の遮断要素がスライドとして構成されることによって、冒頭に説明した技術的問題を大幅に軽減することができるが、この理由は、排気ガスがスライドの上に直接導かれず、むしろ、スライドがアクチュエータによって作動されるスライドの調節方向に直角に排出されるからである。スライドを作動するアクチュエータは、したがって、スライドに作用する力によって影響を受けない。したがって、脈動変動によって引き起こされたいかなる力も制御カプセル又は電気作動モータに作用せず、あるいは無視できる力のみがそれらに作用するに過ぎない。

これにより、流れ力の方向転換のため、摩耗、ノイズ発生及び調整力の最小化が可能になる。

従属請求項は、本発明の有利な発展形態を含む。

スライドは、適切なアクチュエータ、例えば電気アクチュエータ、給気圧力調節弁又は制御カプセルによって作動される。

本発明によれば、この場合、コンプレッサ側及び／又はタービン側の給気圧力調節装置を本発明の原理に従って設けることが可能である。

本発明のさらなる詳細、利点及び特徴は、図面を参照して例示的な実施形態の以下の説明から明らかになる。

本発明による給気圧力調節装置が設けられる排気ガスターボチャージャの著しく単純化した概略図である。 開位置の図１による排気ガスターボチャージャのタービンのタービンハウジングの断面図である。 この場合、タービン側に設けられる給気圧力調節装置のスライドの閉位置の図２によるタービン又はタービンハウジングの図面である。

図１は、コンプレッサホイール３’が配置される関連のコンプレッサハウジング３を有するコンプレッサ２を有する、本発明による排気ガスターボチャージャ１の著しく単純化した概略図である。

さらに、排気ガスターボチャージャ１は、タービンホイール４’が配置されるタービンハウジング５を有するタービン４を有し、このタービンホイールは、シャフト２４を介してコンプレッサホイールに接続される。

前記タイプの排気ガスターボチャージャ１には、コンプレッサ側及び／又はタービン側に、図２及び図３に基づき以下に詳細に説明する給気圧力調節装置６が装備され得る。

給気圧力調節装置６は、流れ開口部９を開閉することができる遮断要素７を有する。

図２及び図３に示したように、遮断要素７は、ガイド８に取り付けられ、かつガイド８の長手方向中心線ＬＭ_８に沿ってガイド８で長手方向に変位可能であるように案内されるスライドの形態である。

この場合、流れ開口部９は、ガイド８の長手方向中心線ＬＭ_８に対して角度αに配置される。この場合、角度αは、ガイド８の長手方向中心線ＬＭ_８と、流れ開口部９の長手方向中心線ＬＭ_９との間に境界付けられる。角度αは、９０°の値を有することが好ましい。しかし、前記値は、９０°よりも約１０°大きいかまたは小さくてもよい。

図２及び図３の並列から理解できるように、スライド７は、スライドロッド１１に接続されるスライドヘッド１０を有する。

スライドヘッド１０はポット状の形状であり、したがってガイド及びシール壁部１３よって取り囲まれる内部空間１２を有する。

スライドヘッド１０は、ガイド８の円筒状のガイドスピゴット１４に配置される。このために、ガイドスピゴット１４は、スライドヘッド１０の内部空間１２に配置される正面壁１６が設けられる円筒状外壁１５を有する。この構造の利点は、軸線ＬＭ_８に沿ってスライド７にガス力が作用しないという事実に見ることができる。

この場合、図２は、スライドヘッド１０の開位置を示しており、この開位置において、タービンハウジング入口１９に接続されるバイパスダクト１８とタービンハウジング出口２０との間に流れ接続が形成されるように、スライド７はそのスライドヘッド１０により流れ開口部９を開放し、このことは図２に示した矢印Ｐで示されている。

スライド７がそのスライドヘッド１０により図３に示した閉位置内に変位される場合、前記流れ接続が遮断され、この閉位置において、スライドヘッド１０は、流れ開口部を部分的に取り囲む形態であることが好ましい流れ開口部９を完全に閉鎖する。図３に示した閉位置内への変位又は移動は、スライドロッド１１を作動するアクチュエータ１７によって行われる。図２の参照符号２１と２２は、図３の閉位置でアクティブであるタービンハウジング５及びスライドヘッド１０のそれらのシール面を示している。

図２及び図３はまた、スライドヘッド１０、したがってスライド７を案内するために、好ましくはタービンハウジング５の一体的な構成部分として、ガイドスリーブ２３が設けられ、このガイドスリーブに沿って、スライドヘッド１０がその閉位置とその開位置との間で長手方向に移動可能であることを示している。

同様に設けられるガイドスピゴット１４は、図２及び図３の概略図から理解できるように、タービンハウジング５と一体に形成されることが好ましい。

この構造の利点は、スライド７の案内及びセンタリングが、変位行程全体にわたって保証されるという事実に見ることができ、この場合、タービンハウジング５と、ガイドスピゴット１４及びガイドスリーブ２３との前記単一部片の実施形態により、廉価な製造が実現する。

本発明の上述の開示に加えて、本発明の追加の開示のために、図１〜３の本発明の概略図が明示的に本明細書において参照される。

１ 排気ガスターボチャージャ
２ コンプレッサ
３ コンプレッサハウジング
３’ コンプレッサホイール
４ タービン
４’ タービンホイール
５ タービンハウジング
６ 給気圧力調節装置
７ 遮断装置
８ ガイド
９ 流れ開口部
１０ スライドヘッド
１１ スライドロッド
１２ 内部空間
１３ ガイド及びシール壁部
１４ ガイドスピゴット
１５ 外壁
１６ 正面壁
１７ アクチュエータ
１８ バイパスダクト
１９ タービンハウジング入口
２０ タービンハウジング出口
２１、２２ シール面
２３ ガイドスリーブ
２４ シャフト
ＬＭ_８ ガイド８の長手方向中心線
ＬＭ_９ 流れ開口部９の長手方向中心線
Ｌ チャージャ軸線
α 角度

Claims (13)

1. − コンプレッサハウジング（３）を有するコンプレッサ（２）を有し、
   − タービンハウジング（５）を有するタービン（４）を有し、
   − 流れ開口部（９）を開放又は閉鎖する遮断要素（７）を有するコンプレッサ側及び／又はタービン側の給気圧力調節装置（６）を有する、排気ガスターボチャージャ（１）であって、
   −前記遮断要素（７）が、ガイド（８）の長手方向中心線（ＬＭ_８）に沿って長手方向に変位可能であるように前記ガイド（８）に取り付けられるスライドの形態であり、
   −前記流れ開口部（９）が、前記ガイド（８）の前記長手方向中心線（ＬＭ_８）に対して少なくとも実質的に直角（α）に配置される、排気ガスターボチャージャ（１）。
2. 前記スライド（７）が、スライドロッド（１１）に接続されるスライドヘッド（１０）を有する、請求項１に記載の排気ガスターボチャージャ。
3. 前記スライドヘッド（１０）が、円筒状ガイドと、内部空間（１２）内を指すシール壁部（１３）とを有するポット状の形状である、請求項２に記載の排気ガスターボチャージャ。
4. 前記スライドヘッド（１０）が、円筒状外壁（１５）と、前記外壁（１５）に隣接する正面壁（１６）とを有する円筒状のガイドスピゴット（１４）に取り付けられる、請求項３に記載の排気ガスターボチャージャ。
5. 前記外壁（１５）が、前記ガイドと、前記ガイドのシール壁部（１３）とによって前記スライドヘッド（１０）を案内する、請求項４に記載の排気ガスターボチャージャ。
6. 前記流れ開口部（９）が前記外壁（１５）に配置される、請求項４又は５に記載の排気ガスターボチャージャ。
7. 前記スライドヘッド（１０）が、前記流れ開口部（９）を閉鎖する閉位置と、前記流れ開口部（９）を開放する開位置との間で移動可能である、請求項２〜６のいずれか一項に記載の排気ガスターボチャージャ。
8. 前記スライド（７）がアクチュエータ（１７）によって作動されることができる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の排気ガスターボチャージャ。
9. 前記給気圧力調節装置（６）が、前記タービン（４）の前記タービンハウジング（５）のウェイストゲート装置の形態である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の排気ガスターボチャージャ。
10. 前記給気圧力調節装置（６）がコンプレッサバイパス装置の形態である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の排気ガスターボチャージャ。
11. 前記スライドヘッド（１０）及び前記スライドロッド（１１）が一体に形成される、請求項２〜１０のいずれか一項に記載の排気ガスターボチャージャ。
12. 前記スライド（７）が、ガイドスリーブ（２３）によって前記タービンハウジング（５）で案内される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の排気ガスターボチャージャ。
13. 前記ガイドスピゴット（１４）及び前記タービンハウジング（５）が一体に形成される、請求項４〜１２のいずれか一項に記載の排気ガスターボチャージャ。

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