JP2017537261A - 単一アクチュエータによって制御されるターボチャージャータービン段階バルブ - Google Patents
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Abstract
Description
ターボチャージャーは内燃機関に用いられる強制誘導システムの一種である。ターボチャージャーは典型的にエンジンの排気マニホールドに連結されたタービンハウジング、エンジンの吸気マニホールドに連結されたコンプレッサハウジング、及びタービンハウジングとコンプレッサハウジングとを一緒に結合する中央に配置されたベアリングハウジングを含む。タービンハウジング内のタービンホイールは排気マニホールドから供給された排気ガスの流入によって回転可能に駆動される。ベアリングハウジング内に回転可能に支持されるシャフトはタービンホイールをコンプレッサハウジング内のコンプレッサインペラに連結して、タービンホイールの回転がコンプレッサインペラを回転させる。コンプレッサインペラが回転することにより、エンジンの吸気マニホールドを通じてエンジンのシリンダーに伝達される空気質量流量(air mass flow rate)、気流密度と空気圧を増加させる。
タービンホイール30、
タービンホイール30を囲むタービンハウジング22と、を含むタービン部分20を含み、
上記タービンハウジング22は、
排気ガス流入口24と、
排気ガス流出口28と、
排気ガス流入口24とタービンホイール30との間に配置された第1タービン渦巻26a、
排気ガス流入口24とタービンホイール30との間に配置された第2タービン渦巻26bであって、第1タービン渦巻26a及び第2タービン渦巻26bが隔壁34によって分離された、第2タービン渦巻26bを定義し、
排気ガス流入口24は、
フランジ開口部27を含む流入口フランジ25、
フランジ開口部27と第1タービン渦巻26aとの間に延長される第1通路24a、24b、
第2タービン渦巻26bと連通する第2通路24a、24c、
流入口フランジ25と第1タービン渦巻26a及び第2タービン渦巻26bとの間の排気ガス流入口24内に配置されたバルブハウジング42と、を含み、
上記バルブハウジング42は、
フランジ開口部と連通する第1連結ポート50及び第2通路24a、24cと連通する第2連結ポート52を有する連結チャンバー58、
連結チャンバ58と連通する第1ウェイストゲートポート85、95、及び排気ガス流出口28と連通する第2ウェイストゲートポート54を有するウェイストゲートチャンバー59、
第1連結ポート50を通じる流れを制御するように構成された第1バルブ60;
第1ウェイストゲートポート85、95を通じる流れを制御するように構成された第2バルブ80;
回転軸を含むバルブシャフト44であって、第1バルブ60及び第2バルブ80の両側に連結された、バルブシャフト44とを含み、
上記バルブシャフト44がアクチュエータによって回転軸46を中心に回転駆動されて、
第1バルブ60及び第2バルブ80がそれぞれ閉鎖位置と開放位置との間で選択的に移動されることができ、
第1バルブ60及び第2バルブ80を開放する時系列順が選択されることができる。
Claims (11)
- エンジンに連結されるように構成されたターボチャージャー(1)であって、
タービンホイール(30)、
前記タービンホイール(30)を囲むタービンハウジング(22)と、を含むタービン部分(20、20`)を含み、
前記タービンハウジング(22)は、
排気ガス流入口(24、124)、
排気ガス流出口(28)、
前記排気ガス流入口(24、124)と前記タービンホイール(30)との間に延長される第1タービン渦巻(26a)、
前記排気ガス流入口(24、124)と前記タービンホイール(30)との間に延長される第2タービン渦巻(26b)であって、前記第1タービン渦巻(26a)及び第2タービン渦巻(26b)が隔壁(34)によって分離される、第2タービン渦巻(26b)、
前記排気ガス流入口(124)と前記排気ガス流出口(28)との間の連通を許容し、前記タービンホイール(30)を迂回するバイパス通路(56、156)、
前記排気ガス流入口(124)と前記第2タービン渦巻(26b)との間の連通を許容する第1ポート(50、152)を通じる流れを制御するように構成された第1バルブ(60、180);
前記排気ガス流入口(124)と前記バイパス通路(156)との間の連通を許容する第2ポート(54、153)を通じる流れを制御するように構成された第2バルブ(80、160);
回転軸(46、146)を含むバルブシャフト(44、144)であって、前記第1バルブ(60、180)及び前記第2バルブ(80、160)の両方に連結された、バルブシャフト(44、144)を定義し、
前記バルブシャフト(44、144)はアクチュエータによって前記回転軸(46、146)を中心に回転駆動されて、
前記第1バルブ(60)及び前記第2バルブ(80)が閉鎖位置にある時には、前記排気ガス流入口(24、124)を通じて流れる全てのガスが前記第1タービン渦巻(26a)に誘導され;
前記第1バルブ(60)が開放位置にあり、前記第2バルブ(80)が閉鎖位置にある時には、前記排気ガス流入口(24、124)を通じて流れるガスが前記第1タービン渦巻(26a)及び前記第2タービン渦巻(26b)に誘導され;
前記第1バルブ(60)が開放位置にあり、前記第2バルブ(80)が開放位置にある時には、前記排気ガス流入口(24、124)を通じて流れるガスが前記第1タービン渦巻(26a)、前記第2タービン渦巻(26b)及び前記バイパス通路(56、156)に誘導される、ターボチャージャー(1)。 - 前記第1バルブ(60、180)、前記第2バルブ(80、160)及び前記バルブシャフト(44、144)は、三位置式(three−position)バルブを形成する、請求項1に記載のターボチャージャー(1)。
- 前記第1バルブ(60、180)及び前記第2バルブ(80、160)はロータリーバルブである、請求項1に記載のターボチャージャー(1)。
- 前記排気ガス流入口(124)は、
第1フランジ開口部(127a)及び第2フランジ開口部(127b)を含む流入口フランジ(125)、
前記第1フランジ開口部(127a)と前記第1タービン渦巻(26a)との間に延長される第1通路(124a)、
前記第2フランジ開口部(127b)と前記第2タービン渦巻(26)との間に延長される第2通路(124b)、
前記流入口フランジ(125)と前記第1タービン渦巻(26a)及び第2タービン渦巻(26b)との間の前記排気ガス流入口(124)内に配置されるバルブハウジング(142)とを含み、
前記バルブハウジング(142)は、
前記第1ポート(152)及び第3ポート(151)を含む連結チャンバ(158)であって、前記第1ポート(152)が前記連結チェンバー(158)と前記第2通路(124b)とを連結し、前記第3ポート(151)が前記連結チェンバー(158)と前記第1通路(124a)とを連結する、連結チャンバ(158)と、
前記バイパス通路(156)と連通し、前記第2ポート(153)及び第4ポート(154)を含むウェイストゲートチャンバー(159)であって、前記第2ポート(153)が前記ウェイストゲートチャンバー(159)と前記第1通路(124a)とを連結し、前記第4ポート(154)が前記ウェイストゲートチャンバー(159)と前記第2通路(124b)とを連結する、ウェイストゲートチャンバー(159)とを含み、
前記第1バルブ(180)は、前記第1ポート(152)及び前記第3ポート(151)を通じる流れを制御するように構成され、
前記第2バルブ(160)は、前記第2ポート(153)及び前記第4ポート(154)を通じる流れを制御するように構成される、請求項1に記載のターボチャージャー(1)。 - 前記連結チャンバ(158)及び前記ウェイストゲートチャンバー(159)は前記排気ガス流入口(124)の対向側面上に配置される、請求項4に記載のターボチャージャー(1)。
- 前記第1バルブ(180)が開放位置にある時、前記第1通路(124a)は前記連結チェンバー(158)を通じて前記第2通路(124b)と連通する、請求項4に記載のターボチャージャー(1)。
- 前記排気ガス流入口(24)は、
フランジ開口部(27)を含む流入口フランジ(25)、
前記フランジ開口部(27)と前記第1タービン渦巻(26a)との間に延長される第1通路(24a、24b)、
前記第2タービン渦巻(26b)と連通する第2通路(24a、24c)、
前記流入口フランジ(25)と前記第1タービン渦巻(26a)及び第2タービン渦巻(26b)との間の前記排気ガス流入口(24)内に配置されたバルブハウジング(42)とを含み、
前記バルブハウジング(42)は、
前記第2通路(24a、24c)と連通する連結チャンバ(58)であって、前記連結チャンバ(58)と前記フランジ開口部(27)とを連結する前記第1ポート(50)を含む、連結チャンバー(58)、
前記バイパス通路(56)と連通し、前記第2バルブ(80)のバルブ開口部(85、95)を通じて前記連結チャンバ(58)と連通するウェイストゲートチャンバー(59)とを含む、請求項1に記載のターボチャージャー(1)。 - エンジンに連結されるように構成されたターボチャージャー(1)であって、
タービンホイール(30);
前記タービンホイール(30)を囲むタービンハウジング(122)と、を含むタービン部分(20`)を含み、
前記タービンハウジング(122)は、
排気ガス流入口(124)、
排気ガス流出口(28)、
前記排気ガス流入口(124)と前記タービンホイール(30)との間に配置された第1タービン渦巻(26a)、
前記排気ガス流入口(124)と前記タービンホイール(30)との間に配置された第2タービン渦巻(26b)であって、前記第1タービン渦巻(26a)及び第2タービン渦巻(26b)が隔壁(34)によって分離される、第2タービン渦巻(26b)を定義し、
前記排気ガス流入口(124)は、
第1フランジ開口部(127a)及び第2フランジ開口部(127b)を含む流入口フランジ(125)、
前記第1フランジ開口部(127a)と前記第1タービン渦巻(26a)との間に延長される第1通路(124a)、
前記第2フランジ開口部(127b)と前記第2タービン渦巻(26b)との間に延長される第2通路(124b)、
前記流入口フランジ(125)と前記第1タービン渦巻(26a)及び第2タービン渦巻(26b)との間の前記排気ガス流入口(124)内に配置されたバルブハウジング(142)とを含み、
前記バルブハウジング(142)は、
前記第1通路(124a)と連通する第1連結ポート(151)及び前記第2通路(124b)と連通する第2連結ポート(152)を有する連結チャンバー(158)、
前記第1通路(124a)と連通する第1ウェイストゲートポート(153)及び前記第2通路(124b)と連通する第2ウェイストゲートポート(154)を有するウェイストゲートチャンバー(159)、
前記第1連結ポート(151)及び前記第2連結ポート(152)を通じる流れを制御するように構成された第1バルブ(180)、
前記第1ウェイストゲートポート(153)及び前記第2ウェイストゲートポート(154)を通じる流れを制御するように構成された第2バルブ(160)と、
回転軸(146)を含むバルブシャフト(144)であって、前記第1バルブ(180)及び前記第2バルブ(160)の両方に連結される、バルブシャフト(144)とを含み、
前記バルブシャフト(144)はアクチュエータによって前記回転軸(146)を中心に回転駆動されて、
前記第1バルブ(180)及び前記第2バルブ(160)がそれぞれ閉鎖位置と開放位置との間で選択的に移動されることができ、
前記第1バルブ(180)及び前記第2バルブ(160)を開放する時系列順が選択されることができる、ターボチャージャー(1)。 - 前記ウェイストゲートチャンバー(159)は前記排気ガス流出口(28)と連通する第3ウェイストゲートポート(155)を含む、請求項8に記載のターボチャージャー(1)。
- 前記連結チャンバ(158)及び前記ウェイストゲートチャンバー(159)は前記排気ガス流入口(124)の対向側面上に配置される、請求項8に記載のターボチャージャー(1)。
- 前記第1バルブ(180)が開放位置にある時、前記第1通路(124a)は前記連結チェンバー(158)を通じて前記第2通路(124b)と連通する、請求項8に記載のターボチャージャー(1)。
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