JP2018053835A - Exhaust turbo supercharger - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、自動車用等の内燃機関に設ける排気ターボ過給機に関するものである。 The present invention relates to an exhaust turbocharger provided in an internal combustion engine for automobiles or the like.
排気ターボ過給機は、排気ガスで回転するタービンによってコンプレッサを回転させるものであり、タービンとコンプレッサとは回転軸によって連結されており、タービン室やコンプレッサ室を有するハウジングを備えている。また、タービンの外周外側にはタービン側スクロール空間が形成されている一方、コンプレッサの外周外側には、コンプレッサ側スクロール空間が形成されている。 The exhaust turbocharger rotates a compressor by a turbine that is rotated by exhaust gas. The turbine and the compressor are connected by a rotating shaft and include a housing having a turbine chamber and a compressor chamber. A turbine-side scroll space is formed outside the outer periphery of the turbine, while a compressor-side scroll space is formed outside the outer periphery of the compressor.
排気ターボ過給機のハウジングは、耐熱性を確保するため一般に鋳鋼品が使用されており、主として、タービンハウジングとコンプレッサハウジング、及び両者の間に位置した中間ハウジング(軸受けハウジング)の3つに分離していて、タービンと中間ハウジングとの間にタービン室及びタービン側スクロール空間を形成し、コンプレッサ室と中間ハウジングとの間にコンプレッサ室を形成している。 The exhaust turbocharger housing is generally made of cast steel to ensure heat resistance, and is divided into three parts: a turbine housing, a compressor housing, and an intermediate housing (bearing housing) located between the two. In addition, a turbine chamber and a turbine-side scroll space are formed between the turbine and the intermediate housing, and a compressor chamber is formed between the compressor chamber and the intermediate housing.
排気ターボ過給機のハウジングを鋳鋼品で製造しているのは、上記のとおり耐熱性を考慮してのことであるが、鋳鋼品は重量が重くて燃費にとって大きなマイナス要因になっている。そこで、ハウジングをアルミ製として軽量化することが考えられており、その例として特許文献1には、ハウジングの全体をアルミ製として、内部に冷却水が通るジャケットを設けることが開示されている。 The housing of the exhaust turbocharger is manufactured from a cast steel product in consideration of the heat resistance as described above, but the cast steel product is heavy and is a major negative factor for fuel consumption. Therefore, it is considered to reduce the weight of the housing by using aluminum, and as an example, Patent Document 1 discloses that the entire housing is made of aluminum and a jacket through which cooling water passes is provided.
特許文献1は、タービン側スクロール空間を外側から囲うタービンジャケットと、コンプレッサ側スクロール空間を外側から囲うコンプレッサジャケットと、軸受け部を囲う環状の軸受けジャケットとを備えており、タービンジャケットとコンプレッサジャケットとに冷却水が別々に導入されて、タービンジャケットを経由した冷却水と、コンプレッサジャケットを経由した冷却水とは、合流して軸受けジャケットに流入するようになっている。 Patent Document 1 includes a turbine jacket that encloses the turbine-side scroll space from the outside, a compressor jacket that encloses the compressor-side scroll space from the outside, and an annular bearing jacket that encloses the bearing portion. The cooling water is introduced separately, and the cooling water passing through the turbine jacket and the cooling water passing through the compressor jacket are merged and flow into the bearing jacket.
特許文献1では、タービン側ジャケットは、タービン側スクロール空間を包むような形態になっており、ハウジングのうちタービンが嵌まっている部分は大きく宙に浮いたような状態になっているため、強度や耐久性の問題が懸念される。また、特許文献1では、冷却水がどのように流れるか流路は明確でなく、タービンハウジングを均等に冷却できるか否か疑問である。 In Patent Document 1, the turbine-side jacket is configured to wrap around the turbine-side scroll space, and the portion of the housing in which the turbine is fitted is in a state of floating largely in the air, And there are concerns about durability. Moreover, in patent document 1, the flow path how cooling water flows is not clear, and it is doubtful whether a turbine housing can be cooled equally.
また、タービン側スクロール空間に流入した排気ガスは、軸方向に向きを変えて排気出口に排出されるので、タービン側スクロール空間を挟んで排気出口の側に位置した部分が高温になっており、従って、この部分を集中的かつ均等に冷却する必要があるが、特許文献1では、冷却水の入口は排気出口の側に位置しているものの、タービンジャケットは、タービン側スクロール空間を挟んで排気出口の側に位置した部分と軸受け部の側に位置した部分とが連通しているため、冷却水が、タービンジャケットのうち排気出口の側を十分に流れずに、タービン側スクロール空間の上を跨いで軸受け部の側にリークしてしまうことが想定され、このため、冷却が必要な部分の冷却が不完全になるおそれが懸念される。 Further, since the exhaust gas flowing into the turbine side scroll space changes its direction in the axial direction and is discharged to the exhaust outlet, the portion located on the exhaust outlet side across the turbine side scroll space is hot, Therefore, although it is necessary to cool this part intensively and evenly, in Patent Document 1, although the inlet of the cooling water is located on the exhaust outlet side, the turbine jacket is exhausted with the turbine-side scroll space interposed therebetween. Since the portion located on the outlet side and the portion located on the bearing portion side communicate with each other, the cooling water does not flow sufficiently on the exhaust outlet side of the turbine jacket, and the top of the turbine side scroll space. It is assumed that the bearing part is leaked to the side of the bearing part, and therefore, there is a concern that the part that needs to be cooled may be incompletely cooled.
本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。 The present invention has been made to improve the current situation.
本願発明の排気ターボ過給機は、
回転軸で連結されて同心に回転するタービン及びコンプレッサと、前記タービンが配置されたタービン室と、前記コンプレッサが配置されたコンプレッサ室と、前記回転軸を回転自在に保持する軸受け部とを有しており、
前記タービン室はタービンハウジングに形成されていて、タービンを外周外側から囲うタービン側スクロール空間が連通しており、前記タービン側スクロール空間の始端に、排気ガス導入通路が、前記タービン側スクロール空間の接線方向に延びる姿勢に形成され、かつ、前記タービン室には、前記軸受け部と反対側に開口した排気出口が連通している一方、
前記コンプレッサ室は主としてコンプレッサハウジングに形成されて、前記軸受け部は中間ハウジングに形成されており、前記タービンと中間ハウジングとが一体に鋳造されている、
という基本構成である。
The exhaust turbocharger of the present invention is
A turbine and a compressor that are connected by a rotation shaft and rotate concentrically; a turbine chamber in which the turbine is disposed; a compressor chamber in which the compressor is disposed; and a bearing portion that rotatably holds the rotation shaft. And
The turbine chamber is formed in a turbine housing, and communicates with a turbine-side scroll space surrounding the turbine from the outer periphery. An exhaust outlet that is formed in a posture extending in a direction and that opens to the opposite side of the bearing portion communicates with the turbine chamber,
The compressor chamber is mainly formed in a compressor housing, the bearing portion is formed in an intermediate housing, and the turbine and the intermediate housing are integrally cast.
This is the basic configuration.
そして、請求項1の発明では、上記基本構成において、前記タービンハウジングに、前記タービン側スクロール空間を囲う環状の冷却水ジャケットが形成されており、前記冷却水ジャケットは、前記中間ハウジングの側に位置したインサイドジャケットと、前記排気出口の側に位置したアウトサイドジャケットとに、隔壁を介して完全に又は大部分が分離している。つまり、ジャケットを、隔壁を介して軸方向に複数に分離させている。 In the first aspect of the present invention, in the basic configuration, an annular cooling water jacket surrounding the turbine-side scroll space is formed in the turbine housing, and the cooling water jacket is positioned on the intermediate housing side. The inside jacket and the outside jacket located on the exhaust outlet side are completely or mostly separated through a partition wall. That is, the jacket is separated into a plurality in the axial direction via the partition walls.
本願発明は、様々な局面を有している。その例として請求項2の発明は、請求項1において、前記インサイドジャケットとアウトサイドジャケットとは、それぞれ冷却水の入口と出口とを有しており、前記冷却水の入口を下に配置して出口を上に配置している。
The present invention has various aspects. For example, the invention according to
また、請求項3の発明は、請求項1又は2において、前記インサイドジャケットの内周部は、前記アウトサイドジャケットの内周よりも軸心側に入り込んでいる。
The invention of
本願発明では、タービンジャケットがインサイドジャケットとアウトサイドジャケットとに分離しているため、隔壁が補強部材の役割を果たして、タービンハウジングとして高い強度を有している。また、インサイドジャケットとアウトサイドジャケットとの流路が単純化するため、冷却水をインサイドジャケット及びアウトサイドジャケットの全体にまんべんなく流すことも容易であり、このため、タービンハウジングをできるだけ均等に冷却することができる。 In this invention, since the turbine jacket is isolate | separated into the inside jacket and the outside jacket, the partition plays the role of the reinforcement member and has high intensity | strength as a turbine housing. In addition, since the flow path between the inside jacket and outside jacket is simplified, it is easy to flow cooling water evenly throughout the inside jacket and outside jacket, so that the turbine housing can be cooled as evenly as possible. Can do.
更に、冷却水ジャケットが、軸方向に分かれたインサイドジャケットとアウトサイドジャケットとに分離していることにより、冷却水をアウトサイドジャケットにまんべんなく流すことが容易であるため、タービンハウジングのうち最も高温になる部分を的確に冷却することができる。 Furthermore, since the cooling water jacket is separated into the inside jacket and the outside jacket that are separated in the axial direction, it is easy to flow the cooling water evenly through the outside jacket. This part can be accurately cooled.
このように、ハウジングのうち高温になる部分をまんべんなくかつ集中的に冷却できるため、ハウジングをアルミ等の軽合金で鋳造して軽量化した場合であっても、ハウジングの溶損や変形、或いは不均一な熱変形による熱ひずみの発生などを防止して、タービンの円滑な回転を保持することができる。これにより、ハウジングを軽量化(アルミ化)して燃費を向上することの実用化に大きく貢献できる。 As described above, since the high temperature portion of the housing can be uniformly and intensively cooled, even when the housing is casted with a light alloy such as aluminum to reduce the weight, the housing is melted, deformed, or not It is possible to prevent the occurrence of thermal strain due to uniform thermal deformation and to keep the turbine rotating smoothly. This can greatly contribute to the practical use of reducing the weight (aluminization) of the housing and improving fuel efficiency.
インサイドジャケットとアウトサイドジャケットとを部分的に連通させて、一方から他方に向けて冷却水が流れる構成を採用することもできるし、インサイドジャケットとアウトサイドジャケットとにそれぞれ入口と出口とを設けて、冷却水を別々に流すこともできる。 It is possible to adopt a configuration in which the inside jacket and the outside jacket are partially communicated so that cooling water flows from one side to the other, and an inlet and an outlet are provided in the inside jacket and the outside jacket, respectively. Cooling water can be flowed separately.
そして、インサイドジャケットとアウトサイドジャケットとに冷却水を別々に流すと、両者の流量を変えるなどしてきめ細かい冷却を実現できる利点や、冷却水の流れ方向を単純化させて圧損を抑制したり冷却効率を向上できたりする利点があるが、請求項2のように、冷却水を下から上に向けて流す構成を採用すると、冷却水の流れ方向が殆どストレートに近くなるため、圧損の抑制に大きく貢献できると共に、冷却水をそれぞれのジャケットでまんべんなく行き亙らせることができる。このため、タービンハウジングを均等かつ効率よく冷却することが、より確実になる。また、冷却水中に気泡が混入していたり、冷却水が沸騰して気泡が生じたりしても、これらの気泡を上方に逃がして速やかに排除できる利点もある。
And, if cooling water is flowed separately to the inside jacket and outside jacket, it is possible to realize fine cooling by changing the flow rate of both, and simplify the flow direction of cooling water to suppress pressure loss and cooling Although there is an advantage that the efficiency can be improved, if the configuration in which the cooling water is flowed from bottom to top as in
請求項3の構成を採用すると、インサイドジャケットの断面積を大きくできるため、タービン室の側の熱が軸受け部に伝わることを大幅に抑制できる。このため、軸受け部の熱膨張を抑制して、回転軸の滑らかな回転の確保に貢献できる。更に、タービンハウジングのうち回転軸が嵌まっている内周部の冷却も促進できるため、タービンハウジングの内周が熱膨張によって拡径してシール性が悪化するような問題も防止できる。
If the structure of
(1).第1実施形態の概要とタービンハウジング
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、概要を説明する。本実施形態では、方向を明確にするため前後・左右の文言を使用するが、これは、回転軸の長手方向を左右方向として、これと直交した水平方向を前後方向として、シリンダヘッドから向いた方向を前としている。念のため、図3に方向を明示している。
(1). Outline of First Embodiment and Turbine Housing Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, an outline will be described. In this embodiment, front / rear / left / right language is used to clarify the direction, but this is oriented from the cylinder head with the longitudinal direction of the rotation axis as the left / right direction and the horizontal direction orthogonal to the longitudinal direction as the front / rear direction. The direction is ahead. As a precaution, the direction is clearly shown in FIG.
図1に示すように、排気ターボ過給機は、ブレード式のタービン1及びコンプレッサ2を備えており、両者は回転軸3で一体に固定されている。また、排気ターボ過給機は、タービンハウジング4とコンプレッサハウジング5、及び、両者の間に位置した中間ハウジング6とを有しており、タービンハウジング4と中間ハウジング6とは、アルミの鋳造によって一体に製造されている。コンプレッサハウジング5は、アルミのダイキャスト品又は鋳造品である。
As shown in FIG. 1, the exhaust turbocharger includes a blade-type turbine 1 and a
タービンハウジング4には、タービン1が回転自在に配置されたタービン室7と、タービン室7の外周部に連通したタービン側スクロール空間8とが形成されている。タービン側スクロール空間8は、始端の断面積が終端の断面積よりも大きくて環状に近い渦状になっており、その始端に、図3(B)に示すように、タービン側スクロール空間8の始端部の接線方向に延びる排気ガス導入通路9が連通している。
In the
従って、タービンハウジング4は、排気ガス導入通路9が形成された入口筒部4aと、タービン側スクロール空間8が形成されたタービン側スクロール部4bとを有しており、入口筒部4aの先端に、シリンダヘッド11(又は排気マニホールド)にボルト(及びナット)で固定されるフランジ12を形成している。図5に示すように、本実施形態では、シリンダヘッド11の排気側面11aは、上に行くほど鉛直線13との間隔が広がるように少し後傾姿勢になっている。
Therefore, the
排気ガス導入通路9からタービン側スクロール空間8に流入した排気ガスは、タービン側スクロール空間8の周方向に流れながらタービン1を回転駆動しつつ、軸方向に排出される。従って、タービンハウジング4には、排気ガスを排出する筒状の排気出口14が、回転軸3の軸心方向に向けて開口しており、この排気出口14に排気管又は触媒ケースが接続される。
The exhaust gas flowing into the turbine
また、図1に部分的に示すように、タービンハウジング4のうち排気出口14の近くには、排気ガス導入通路9から排気出口14に排気ガスを逃がすバイパス通路15が形成されている。バイパス通路15は排気出口14の上に位置している。そこで、図4から容易に理解できるように、タービンハウジング4に、入口筒部4aとタービン側スクロール部4bと排気出口14とに繋がった拡張部16を形成し、この拡張部16に、バイパス通路15と、これに連通したウエストゲートバルブ配置空間17(図1参照)とを形成している。
Further, as partially shown in FIG. 1, a
ウエストゲートバルブ配置空間17は、排気出口14に連通して回転軸3の軸心方向に開口しており、ウエストゲートバルブは、排気出口14の開口方向から挿入されて、支軸によってタービンハウジング4に連結される。図4(A)に符号18で示すのは、支軸が挿通される穴である。
The wastegate
タービンハウジング4には、更に、冷却水による冷却手段として、タービン側スクロール空間8及び排気ガス導入通路9を中間ハウジング6の側から囲うインサイドジャケット19と、タービン側スクロール空間8及び排気ガス導入通路9を排気出口14の側から囲うアウトサイドジャケット20とが形成されており、これらインサイドジャケット19とアウトサイドジャケット20とは、隔壁21によって左右に分断されている。従って、隔壁21は、排気出口14とスクロール部とを左右に(軸方向)に2つ割りする面に沿って延びている。
The
図3(B)や図4(B)に示すように、インサイドジャケット19及びアウトサイドジャケット20は、入口筒部4aの後面に開口している。また、インサイドジャケット19及びアウトサイドジャケット20は、排気ガス導入通路9の箇所では1本の流れになっているが、タービン側スクロール空間8の箇所では環状になっている。ジャケット19,20の側面視形状は、図8(A)で模式的に示している。
As shown in FIG. 3 (B) and FIG. 4 (B), the
本実施形態では、インサイドジャケット19からアウトサイドジャケット20に冷却水が流れるように設定している。そこで、図7に示すように、隔壁21を、フランジ12と反対側の先端部においてある程度の寸法だけ除去することにより、タービンハウジング4の先端部に、冷却水がインサイドジャケット19からアウトサイドジャケット20に向けて流れる連通路28を形成している(図8(A)も参照)。従って、本実施形態では、隔壁21は上下に分離している。
In the present embodiment, the cooling water is set to flow from the
この構造とは別に、インサイドジャケット19とアウトサイドジャケット20とは完全に分離して、両ジャケット19,20の下端にそれぞれ冷却水入口を形成して、冷却水入口に継手を介して冷却水管路を接続することも可能である。或いは、両ジャケット19,20の下端部を連通させて、この連通部に1つの冷却水入口を形成することも可能であり、この場合も、冷却水は両ジャケット19,20を別々に流れる。
Apart from this structure, the
図2に示すように、アウトサイドジャケット20は、タービン側スクロール空間8の周囲を、概ね1/4程度の範囲で囲っている。インサイドジャケット19は、アウトサイドジャケット20とほぼ対称状の形態なっているが、インサイドジャケット19の内周は、図2に点線19aで示すように、回転軸3が嵌まっている貫通穴23の近くまで延長することが可能である。すなわち、インサイドジャケット19の内周を、アウトサイドジャケット20の内周よりも小径にすることが可能である。
As shown in FIG. 2, the
図1,2のとおり、回転軸3のうちタービンハウジング4の貫通穴23に嵌まっている部分の外周には、複数の環状溝24を形成してこれらにオイルシール24aを嵌め込んでいる。また、図4(A),図5、図6に示すように、入口筒部4aの下面には、フランジ12からタービン側スクロール空間8の下方部まで延びる補強リブ25が一体に形成されており、この補強リブ25は、入口筒部4aの下部に形成した隔壁21と上下に重なっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of
(2).コンプレッサハウジング・中間ハウジング
図1,2に示すように、コンプレッサハウジング5には、コンプレッサ2が回転自在に配置されたコンプレッサ室26と、コンプレッサ室26の外側に位置したコンプレッサ側スクロール空間27とが形成されており、両者は連通路28で繋がっている。コンプレッサ側スクロール空間27は環状に近い状態に形成されており、始端から終端に向けて断面積が大きくなっている。コンプレッサ側スクロール空間27の終端は接線方向に開口しており、終端には、吐出口29が接続されている。図1に符号30で示すのは、ダイヤフラム式アクチェータの取り付けボスである。
(2). Compressor housing / intermediate housing As shown in FIGS. 1 and 2, the
コンプレッサハウジング5には、蓋部材31が中間ハウジング6の側から嵌まっており、コンプレッサハウジング5と蓋部材31とでコンプレッサ側スクロール空間27が形成されている。また、コンプレッサ室26及び連通路28は、は蓋部材31と中間ハウジング6との間に形成されている(従って、正確には、コンプレッサハウジング5が、本体部と蓋部材31とで構成されている。)。
A
図1,2に示すように、中間ハウジング6には、回転軸3が回転自在に嵌まる軸受け部33が形成されており、軸受け部33に、オイル層を介して中空のフローティングメタル34が配置されており、回転軸3の中途部が、フローティングメタル34の内部に回転自在に嵌まっている。フローティングメタル34は、軸受け部33に下方から嵌着又はねじ込んだストッパー35によって回転不能に保持されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
軸受け部33の上部には、上下方向に貫通したオイル入口36が形成されている。また、軸受け部33の下方には、空洞状のオイル出口空間37が形成されている。図5(A)に示すように、オイル出口空間37は側面視で半円状の形態を成している。
An
更に、中間ハウジング6のうち軸受け部33の左右両側方には、第1及び第2のオイル飛散空間38,39が形成されており、オイル飛散空間38,39は、オイル出口空間37と連通している。本実施形態では、軸受け部33とタービンハウジング4とは、第1オイル飛散空間38によって分断されているといえる。
Further, first and second
図1,2に示すように、軸受け部33のうちコンプレッサハウジング5の側の端部には、金属製等の第1オイルシール40を固定している。なお、オイルシール40とフローティングメタル34との間には、若干の隙間が空いている。また、オイルシール40の断面表示(ハッチング)は省略している。また、中間ハウジング6の左端部は大きく開口しており、この大径の開口部に、オイルシール40と嵌合するリテーナリング41が固定されており、リテーナリング41とオイルシール40との間には、金属製等の第2オイルシール41aが介在しており、第2オイルシール41aは第1オイルシール40に固定されている。回転軸3の端部は、ナット42でコンプレッサ2に固定されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
図1に示すように、中間ハウジング6のうちタービンハウジング4と反対側の端部は、コンプレッサハウジング5によって外側から抱持されており、両者の間には、弾性を有するC型のストッパーリング43が嵌まっており、これにより、両者は抜け不能に保持されている。
As shown in FIG. 1, the end of the
(3).第1実施形態のまとめ
本実施形態の排気ターボ過給機はシリンダヘッド11に直付けする方式であり、しかも、インサイドジャケット19とアウトサイドジャケット20とは入口筒部4aの後端に開口している。そこで、シリンダヘッド11に、インサイドジャケット19に連通する冷却水送りポートと、アウトサイドジャケット20に連通する冷却水戻しポートとを形成することにより、冷却水をインサイドジャケット19からアウトサイドジャケット20に流すことできる。すなわち、図8(A)に模式的に示すように、インサイドジャケット19の後端開口を冷却水入口45として、アウトサイドジャケット20の後端開口を冷却水出口46と成すことができる。
(3) Summary of the first embodiment The exhaust turbocharger of the present embodiment is of a type that is directly attached to the
或いは、インサイドジャケット19とアウトサイドジャケット20との後端はガスケットを介してシリンダヘッド11で塞いで、インサイドジャケット19の後端部に冷却水入口を形成し、アウトサイドジャケット20の後端部に冷却水出口を形成することによっても、冷却水をインサイドジャケット19からアウトサイドジャケット20に流すことができる。
Alternatively, the rear ends of the
いずれにしても、冷却水をインサイドジャケット19からアウトサイドジャケット20に流すことにより、タービン側スクロール空間8の周囲の部分や排気ガス導入通路9の周囲の部分を冷却できるため、タービンハウジング4及び中間ハウジング6がアルミ製であっても、過剰な熱変形や溶損を防止した状態で、タービン1の円滑な回転を確保できる。従って、燃費向上に貢献できるハウジングのアルミ化を、大きく前進させることができる。
In any case, since the cooling water is allowed to flow from the
そして、インサイドジャケット19とアウトサイドジャケット20とは、タービンハウジング4を上部と前部と下部との三方から囲う隔壁21で左右に分断されているため、タービンハウジング4は高い強度を確保することができると共に、インサイドジャケット19とアウトサイドジャケット20との流路は単純化するため、冷却水の淀み現象を生じることなく、インサイドジャケット19とアウトサイドジャケット20との全体に冷却水をまんべんなく流すことができる。
Since the
従って、いびつな熱変形を防止して、熱ひずみも大幅に抑制できる。その結果、高い信頼性・耐久性を得ることができる。入口筒部4a及びタービン側スクロール部4bは、中間ハウジング6の側よりも排気出口14の側の方が高温になるが、実施形態のようにインサイドジャケット19からアウトサイドジャケット20に冷却水を流すと、タービンハウジング4から中間ハウジング6への伝熱性を大幅に抑制できるため、軸受け部33の過剰な昇温を防止できて好適である。
Accordingly, it is possible to prevent distorted thermal deformation and greatly suppress thermal strain. As a result, high reliability and durability can be obtained. In the
図2に点線19aで示すように、インサイドジャケット19の内周をタービンハウジング4の内周(穴23)に近づけると(つまり、請求項3を具体化すると)、中間ハウジング6への放熱を的確に抑制できるため、特に好適である。この場合、インサイドジャケット19と内周との間隔を、インサイドジャケット19の箇所でのタービン側スクロール部4bの肉厚tと同じ程度に設定しておくと、タービンハウジング4の均等な熱変形を助長できるといえる。
As shown by a dotted
(4).他の実施形態
既に触れたが、図8(B)に第2実施形態と模式的に示すように、インサイドジャケット19とアウトサイドジャケット20とを独立した流路として、それぞれ下部に冷却水入口45を設けることも可能である。或いは、インサイドジャケット19とアウトサイドジャケット20との下端部を連通させて、この連通部に冷却水入口を設けてもよい。
(4). Other Embodiments As already mentioned, as schematically shown as the second embodiment in FIG. 8 (B), the
これらの場合は、冷却水は、タービン側スクロール空間8の箇所では二股に分かれて上昇し、それから一つの流れに合流して排気ガス導入通路9の後端に向かい、冷却水出口46から流出する。冷却水出口46は、シリンダヘッド11に形成されているジャケットに連通させてもよいし、別途、パイプを接続してもよい。
In these cases, the cooling water is divided into two branches and rises at the turbine-
この実施形態では、冷却水は、重力に抗して上昇するため、インサイドジャケット19及びアウトサイドジャケット20の隅々まで広がりながら上昇する傾向を呈する。このため、インサイドジャケット19及びアウトサイドジャケット20の全体に冷却水を均等に行き渡らせることができて、冷却性能に優れている。また、インサイドジャケット19とアウトサイドジャケット20とで流量などを異ならせることができるため、きめ細かい冷却を実現できる。更に、冷却水中に気泡が存在しても、気泡を速やかに排除することができる。
In this embodiment, since the cooling water rises against gravity, it tends to rise while spreading to every corner of the
インサイドジャケット19とアウトサイドジャケット20とに冷却水を独立して流す場合、図9(A)に第3実施形態として示すように、冷却水入口45を前端部に設けて、冷却水が全体として前後方向に流れるように構成することも可能である。この場合は、流れ方向が一層単純化されるので、圧損を抑制して冷却性能も向上できるといえる。点線矢印で示すように、冷却水の流れを逆向きにすることも可能である。
When cooling water is allowed to flow independently through the
インサイドジャケット19とアウトサイドジャケット20とに冷却水を独立して流すケースとして、図9(B)に第4実施形態では、インサイドジャケット19とアウトサイドジャケット20とを、排気ガス導入通路9の箇所で隔壁21によって上下に分離することにより、インサイドジャケット19及びアウトサイドジャケット20を、それぞれUターンした形態に形成している。
In the fourth embodiment shown in FIG. 9B, the
この実施形態では、冷却水の入口と出口とは、それぞれ入口筒部4aの後端に開口しているが、出口のみを後端に開口させてシリンダヘッド11のジャケットに連通させて、冷却水の入口は入口筒部4aの後端部に横向き等に形成してもよい。この図9(B)の場合も、冷却水は下から上に流すのか好ましい。
In this embodiment, the cooling water inlet and outlet are each opened at the rear end of the
上記の各実施形態は、ジャケット19,20を入口筒部4aまで形成したが、図10(A)に示す第5実施形態では、タービン側スクロール部4bのみにインサイドジャケット19及びアウトサイドジャケット20を形成して、これらに冷却水を別々に送っている。冷却水の冷却水入口45は下で冷却水出口46は上に配置しているが、逆でもよい。また、インサイドジャケット19とアウトサイドジャケット20との上部を連通させて、この連通部に冷却水出口46を設けてもよい。
In each of the above-described embodiments, the
図10(B)に示す第6実施形態では、ジャケット19,20を入口筒部4aに形成しているものの、入口筒部4aの後端まで至らせずに、入口筒部4aの後端近くで止めている。インサイドジャケット19とアウトサイドジャケット20とは独立させているが、冷却水がインサイドジャケット19からアウトサイドジャケット20に流れるように設定してもよい。
In the sixth embodiment shown in FIG. 10 (B), the
以上、本願発明の実施形態を何例か説明したが、本願発明は他にも様々に具体化できる。例えば、インサイドジャケットとアウトサイドジャケットとの間にセンタージャケットが存在する3列式のジャッケット構造とするなど、3列以上のジャケットを有することも可能である(この場合は、隔壁は2列以上になる。)。 Although several embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be embodied in various ways. For example, it is possible to have three or more rows of jackets, such as a three-row jacket structure in which a center jacket exists between the inside jacket and the outside jacket (in this case, the partition walls are arranged in two or more rows). Become.).
本願発明は、排気ターボ過給機に具体化できる。従って、産業上利用できる。 The present invention can be embodied in an exhaust turbocharger. Therefore, it can be used industrially.
1 タービン
2 コンプレッサ
3 回転軸
4 タービンハウジング
4a 入口筒部
4b タービン側スクロール部
5 コンプレッサハウジング
6 中間ハウジング
7 タービン室
8 タービン側スクロール空間
9 排気ガス導入通路
10 入口筒部
11 シリンダヘッド
14 排気出口
19 インサイドジャケット
20 アウトサイドジャケット
21 隔壁
26 コンプレッサ室
27 コンプレッサ側スクロール空間
33 軸受け部
38,39 オイル飛散空間
45 冷却水入口
46 冷却水出口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記タービン室はタービンハウジングに形成されていて、タービンを外周外側から囲うタービン側スクロール空間が連通しており、前記タービン側スクロール空間の始端に、排気ガス導入通路が、前記タービン側スクロール空間の接線方向に延びる姿勢に形成され、かつ、前記タービン室には、前記軸受け部と反対側に開口した排気出口が連通している一方、
前記コンプレッサ室は主としてコンプレッサハウジングに形成されて、前記軸受け部は中間ハウジングに形成されており、前記タービンと中間ハウジングとが一体に鋳造されている構成であって、
前記タービンハウジングに、前記タービン側スクロール空間を囲う環状の冷却水ジャケットが形成されており、前記冷却水ジャケットは、前記中間ハウジングの側に位置したインサイドジャケットと、前記排気出口の側に位置したアウトサイドジャケットとに、隔壁を介して完全に又は大部分が分離している、
排気ターボ過給機。 A turbine and a compressor that are connected by a rotation shaft and rotate concentrically; a turbine chamber in which the turbine is disposed; a compressor chamber in which the compressor is disposed; and a bearing portion that rotatably holds the rotation shaft. And
The turbine chamber is formed in a turbine housing and communicates with a turbine side scroll space surrounding the turbine from the outer periphery, and an exhaust gas introduction passage is tangent to the turbine side scroll space at the start end of the turbine side scroll space. An exhaust outlet that is formed in a posture extending in a direction and that opens to the opposite side of the bearing portion communicates with the turbine chamber,
The compressor chamber is mainly formed in a compressor housing, the bearing portion is formed in an intermediate housing, and the turbine and the intermediate housing are integrally cast,
An annular cooling water jacket that surrounds the turbine-side scroll space is formed in the turbine housing, and the cooling water jacket includes an inside jacket positioned on the intermediate housing side and an out jacket positioned on the exhaust outlet side. The side jacket is completely or mostly separated through a partition wall,
Exhaust turbocharger.
請求項1に記載した排気ターボ過給機。 The inside jacket and the outside jacket each have a cooling water inlet and outlet, respectively, and the cooling water inlet is disposed below and the outlet is disposed above.
The exhaust turbocharger according to claim 1.
請求項1又は2に記載した排気ターボ過給機。 The inner peripheral portion of the inside jacket enters the axial center side from the inner periphery of the outside jacket,
The exhaust gas turbocharger according to claim 1 or 2.
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