JP2018173058A - Exhaust turbo supercharger - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water-cooled exhaust turbo supercharger capable of being accurately cooled according to the state of receiving heat.SOLUTION: A cooling water jacket 31 encircling a scroll chamber 8 and an inlet passage 9 is divided into upper and lower jackets 33, 34 by left and right horizontally long partition walls 32a, 32b. The upper and lower jackets 33, 34 are communicated with each other via front and rear communication parts. A cooling water inlet 37 is formed right below the scroll chamber, and a cooling water outlet 38 is formed in the upper side of a side overhanging part 4 having a waste gate passage. Accordingly, the cooling water inlet 37 and the cooling water outlet 38 are shifted from each other in the longitudinal and horizontal directions. On the upper jacket 33, an upward projection part 33a is formed at the upper end of which the cooling water outlet 38 is provided.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本願発明は、内燃機関に使用す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 used for an internal combustion engine.

内燃機関に使用する排気ターボ過給機では、タービンが配置されているタービンハウジングが高温の排気ガスに晒される。そこで、タービンハウジングに冷却水ジャケットを形成して水冷式とすることが提案されており、その例が特許文献1〜3に開示されている。   In an exhaust turbocharger used for an internal combustion engine, a turbine housing in which a turbine is disposed is exposed to high-temperature exhaust gas. Therefore, it has been proposed to form a cooling water jacket in the turbine housing to be a water cooling type, and examples thereof are disclosed in Patent Documents 1 to 3.

排気ターボ過給機は、タービンが配置されたタービンハウジングと、コンプレッサ翼が配置されたコンプレッサハウジングと、両者の間に位置した中間ハウジングを有しているが、特許文献1は、これら3つのハウジングをアルミで一体に鋳造して、各ハウジングに冷却水ジャケットを形成している。   The exhaust turbocharger has a turbine housing in which a turbine is arranged, a compressor housing in which compressor blades are arranged, and an intermediate housing located between the two. Patent Document 1 discloses these three housings. Are integrally cast with aluminum to form a cooling water jacket on each housing.

他方、特許文献2では、冷却水ジャケットはタービンハウジングのみに形成されており、冷却水ジャケットは、スクロール室の外側の部位と、スクロール室に排気ガスを送り込む入口通路の周囲とに、一体に連続した状態で、又は互いに分離した状態で形成されている。この特許文献2でも、タービンハウジングをアルミ製とすることが開示されている。   On the other hand, in Patent Document 2, the cooling water jacket is formed only in the turbine housing, and the cooling water jacket is integrated continuously with a portion outside the scroll chamber and the periphery of the inlet passage for sending exhaust gas to the scroll chamber. Or are separated from each other. This Patent Document 2 also discloses that the turbine housing is made of aluminum.

冷却水ジャケットには冷却水入口と冷却水出口とを設ける必要があり、特許文献1では、タービンハウジングにおいては、スクロール室を挟んだ左右の内周部のうち、排気出口の側の内周部に冷却水入口を設けて、中間ハウジングの側の内周部に冷却水出口を設けている。他方、特許文献2では、図4,5,15に冷却水の入口又は出口と思えるポートが表示されいるが、実際に冷却水がどのように流れるのかは不明である。   The cooling water jacket needs to be provided with a cooling water inlet and a cooling water outlet. In Patent Document 1, in the turbine housing, the inner peripheral portion on the exhaust outlet side of the left and right inner peripheral portions sandwiching the scroll chamber. Is provided with a cooling water inlet, and a cooling water outlet is provided on the inner peripheral portion of the intermediate housing. On the other hand, in Patent Document 2, ports that can be considered as inlets or outlets of cooling water are displayed in FIGS. 4, 5, and 15, but it is unclear how the cooling water actually flows.

国際公開WO2014/103570号公報International Publication No. WO2014 / 103570 特開2016−47287号公報JP 2016-47287 A

冷却水ジャケットにおいて、その構造は冷却性能と密接に関連している。例えば、タービンハウジングにはウエストゲート通路が形成されているのが普通であるが、ウエストゲート通路は排気ガスに晒されるため、タービンハウジングのうちウエストゲート通路を設けている側が強く冷却されるような構造を設計すべきである。また、冷却水入口や冷却水出口は、冷却水が淀みなくスムースに流れるように配置を検討すべきである。   In the cooling water jacket, its structure is closely related to the cooling performance. For example, a wastegate passage is usually formed in the turbine housing. However, since the wastegate passage is exposed to exhaust gas, the side of the turbine housing where the wastegate passage is provided is strongly cooled. The structure should be designed. The cooling water inlet and the cooling water outlet should be arranged so that the cooling water flows smoothly without stagnation.

しかるに、特許文献1,2は、単に冷却水ジャケットを開示しているに過ぎず、場所による受熱量の違いに対応した冷却水ジャケットの構造は見出し難い。特に、ウエストゲート通路に起因して高温になる部分をどのようにして的確に冷却するかは重要であるが、この点について有益な開示は見出せない。   However, Patent Documents 1 and 2 merely disclose a cooling water jacket, and it is difficult to find a cooling water jacket structure corresponding to the difference in the amount of heat received depending on the location. In particular, it is important how to accurately cool a portion that becomes hot due to the wastegate passage, but no useful disclosure can be found in this regard.

本願発明はこのような現状に鑑み成されたものであり、冷却性能に優れて現実性が高い排気ターボ過給機を提供せんとするものである。   The present invention has been made in view of such a current situation, and intends to provide an exhaust turbocharger that has excellent cooling performance and high practicality.

本願発明の排気ターボ過給機は、「タービンハウジングに、排気ガスにてタービンを回転駆動するスクロール室と、前記スクロール室に排気ガスを送り込む入口通路と、前記スクロール室及び入口通路を囲う冷却水ジャケットとを形成しており、前記冷却水ジャケットには、前記スクロール室及び入口通路よりも下方に位置した下端部に冷却水入口を設けて、前記スクロール室及び入口通路よりも上に位置した上端部に冷却水出口を設けている」という基本構成である。   The exhaust gas turbocharger according to the present invention includes: a scroll chamber that rotationally drives a turbine with exhaust gas in a turbine housing, an inlet passage that sends exhaust gas into the scroll chamber, and cooling water that surrounds the scroll chamber and the inlet passage. The cooling water jacket is provided with a cooling water inlet at a lower end portion located below the scroll chamber and the inlet passage, and an upper end located above the scroll chamber and the inlet passage. It is a basic configuration that “a cooling water outlet is provided in the part”.

そして、請求項1の発明は、上記基本構成において、前記冷却水ジャケットの上部に上向き突出部を形成し、この上向き突出部の上端に前記出口通路を設けている。   According to the first aspect of the present invention, in the above basic configuration, an upward projecting portion is formed at an upper portion of the cooling water jacket, and the outlet passage is provided at an upper end of the upward projecting portion.

本願は請求項2の発明も含んでおり、この発明は、上記基本構成において、前記入口通路からウエストゲート通路が分岐していて、前記冷却水ジャケットは、前記ウエストゲート通路を少なくとも上下両側から囲うように広がっており、前記入口通路は前記スクロール室の下方に位置して、前記冷却水出口は、前記ウエストゲート通路に寄った部位に設けており、前記冷却水入口と冷却水出口とは平面視でずれている。   The present application also includes the invention of claim 2, and in the basic configuration, the present invention has a wastegate passage branched from the inlet passage, and the cooling water jacket surrounds the wastegate passage at least from both upper and lower sides. The inlet passage is located below the scroll chamber, the cooling water outlet is provided at a portion near the waist gate passage, and the cooling water inlet and the cooling water outlet are flat. It is out of sight.

請求項1の発明によると、上向き突出部は冷却水が集まるタンクとして機能し、冷却水ジャケットを流れた冷却水は、上向き突出部に集められてから冷却水出口より排出される。従って、冷却水に流れの方向性を付与して、冷却水をスムースに流すことができる。その結果、冷却性能を向上できる。更に述べると、熱は上に逃げる性質があるため、本願発明のように上向き突出部を設けると、受熱した冷却水が上向き突出部を介して冷却水出口に排出されて、熱の籠もりが生じることはないであり、これにより、高い冷却性能を確保できる。   According to the first aspect of the present invention, the upward protruding portion functions as a tank in which the cooling water collects, and the cooling water flowing through the cooling water jacket is collected in the upward protruding portion and then discharged from the cooling water outlet. Therefore, the flow directionality can be imparted to the cooling water, and the cooling water can flow smoothly. As a result, the cooling performance can be improved. Furthermore, since heat has the property of escaping upwards, if an upward protrusion is provided as in the present invention, the received cooling water is discharged to the cooling water outlet through the upward protrusion, and the heat is trapped. This does not occur, so that high cooling performance can be ensured.

特に、上向き突出部を、タービン側スクロール室とウエストゲート通路と入口通路との三者に跨がって広がるように形成すると、排気ガスの熱を強く受ける部分を通って昇温して冷却水が速やかに排出されるため、排気ガスの熱を受ける部分を適切に冷却して、高い耐久性・信頼性を確保することができる。従って、アルミ製タービンハウジングの実用化にも大きく貢献できるといえる。   In particular, when the upward projecting portion is formed so as to spread over three parts of the turbine side scroll chamber, the wastegate passage and the inlet passage, the temperature rises through the portion that strongly receives the heat of the exhaust gas, and the cooling water Since the exhaust gas is quickly discharged, the portion receiving the heat of the exhaust gas can be appropriately cooled to ensure high durability and reliability. Therefore, it can be said that it can greatly contribute to the practical application of an aluminum turbine housing.

請求項2の発明では、冷却水入口はスクロール室(タービン側スクロール室)の下方(真下かその近傍が好ましい)に配置されているため、冷却水はスクロール室を挟んだ両側に分かれて流れる。従って、冷却水を冷却水ジャケットの全体に行き渡らせることができる。そして、冷却水出口はウエストゲート通路に寄った部位に設けているため、ウエストゲート通路を設けている部分を通過した冷却水は、伝熱されてから速やかに排出される。従って、この場合も、熱の籠もりを防止して高い冷却性能を確保できる。   In the second aspect of the invention, since the cooling water inlet is disposed below the scroll chamber (turbine side scroll chamber) (preferably directly below or near the scroll chamber), the cooling water flows separately on both sides of the scroll chamber. Accordingly, the cooling water can be distributed throughout the cooling water jacket. And since the cooling water exit is provided in the site | part which approached the wastegate channel | path, the cooling water which passed the part which has provided the wastegate channel | path is discharged | emitted immediately after heat-transfer. Accordingly, in this case as well, heat buildup can be prevented and high cooling performance can be ensured.

なお、請求項1の発明と請求項2の発明とは互いに排斥し合うものではなく、両立できる。従って、両者を組み合わせると、特に好適である。   The invention of claim 1 and the invention of claim 2 are not mutually exclusive but can be compatible. Therefore, it is particularly preferable to combine the two.

実施形態に係る排気ターボ過給機の全体図であり、(A)は吸気入口の方向から見た斜視図、(B)は排気ガスの入口方向から見た斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an overall view of an exhaust turbocharger according to an embodiment, where (A) is a perspective view seen from the direction of the intake inlet, and (B) is a perspective view seen from the inlet direction of the exhaust gas. (A)は排気ターボ過給機の平面図、(B)の正面図である。(A) is a top view of an exhaust turbocharger, and is a front view of (B). 図2(A)のIII-III 視断面図である。It is the III-III sectional view taken on the line of FIG. (A)はタービンハウジングの平面図、(B)は冷却水ジャケットを実線で表示してタービンハウジングの外形を一点鎖線で表示した平面図、(C)は排気ガス通路を実線で表示してタービンハウジングの外形を一点鎖線で表示した平面図である。(A) is a plan view of the turbine housing, (B) is a plan view in which the cooling water jacket is indicated by a solid line and the outer shape of the turbine housing is indicated by a one-dot chain line, and (C) is a turbine in which the exhaust gas passage is indicated by a solid line. It is the top view which displayed the external shape of the housing with the dashed-dotted line. (A)はタービンハウジングの正面図、(B)は冷却水ジャケットを実線で表示してタービンハウジングの外形を一点鎖線で表示した正面図である。(A) is the front view of a turbine housing, (B) is the front view which displayed the cooling water jacket with the continuous line, and displayed the external shape of the turbine housing with the dashed-dotted line. (A)はタービンハウジングの右側面図、(B)は冷却水ジャケットを実線で表示してタービンハウジングの外形を一点鎖線で表示した右側面図である。(A) is a right side view of the turbine housing, and (B) is a right side view in which a cooling water jacket is indicated by a solid line and an outer shape of the turbine housing is indicated by a one-dot chain line. (A)はタービンハウジングの底面図、(B)は図4(A)の VIIB-VIIB視左断面図、(C)は冷却水ジャケットの左側面図である。(A) is a bottom view of the turbine housing, (B) is a left sectional view taken along the line VIIB-VIIB of FIG. 4 (A), and (C) is a left side view of the cooling water jacket. (A)は図4(A)及び図5(A)の VIIIA-VIIIA視断面図、(B)は(A)のB−B視断面図で図5(A)の VIIIB-VIIIB視断面図、(C)は図4(A)及び図6(A)並びに図7(B)の VIIIC-VIIIC視概略断面図である。4A is a sectional view taken along the line VIIIA-VIIIA in FIGS. 4A and 5A, and FIG. 5B is a sectional view taken along the line BB in FIG. 5A and is a sectional view taken along the line VIIIB-VIIIB in FIG. , (C) is a schematic sectional view taken along the line VIIIC-VIIIC of FIGS. 4 (A), 6 (A) and 7 (B). (A)は図4(A)及び図7(B)のIX-IX 視断面図、(B)は図6(A)及び図8(A)のIXB-IXB 視断面図である。4A is a cross-sectional view taken along the line IX-IX in FIGS. 4A and 7B, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line IXB-IXB in FIGS. 6A and 8A.

(1).概要
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、図1〜3を参照して概要を説明する。本実施形態では、方向を明確にするため前後・左右・上下の文言を使用するが、回転軸の長手方向を左右方向として、これと直交すると共にシリンダヘッドの排気側面と直交した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。上下方向は鉛直方向である。念のため、図1,2等に方向を明示している。
(1). Outline Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, an outline will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the front / rear, left / right, and upper / lower terms are used to clarify the direction. The longitudinal direction of the rotation axis is the left / right direction, and the direction orthogonal to the exhaust side of the cylinder head is the front / rear direction. The direction facing the cylinder head is the front. The vertical direction is the vertical direction. As a precaution, the directions are clearly shown in FIGS.

図3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及びコンプレッサ翼2を備えており、両者は、水平姿勢の回転軸3の一端部と他端部とに固定されている。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、アルミの鋳造品とし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. 3, the exhaust turbocharger includes a blade-type turbine 1 and a compressor blade 2, both of which are fixed to one end and the other end of a horizontal rotation shaft 3. . The exhaust turbocharger has a turbine housing 4 and a compressor housing 5 and an intermediate housing 6 positioned between the turbine housing 4 and the turbine housing 4. The turbine housing 4 and the intermediate housing 6 are cast as aluminum. It is manufactured integrally. The compressor housing 5 is an aluminum die-cast product or cast product.

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室8とが形成されている。タービン側スクロール室8は、タービン1の回転軸心からの距離が始端から終端に向けて徐々に小さくなる渦巻き形状になっており、その始端(上端)に、図1(B)に示す入口通路9が連通している。   The turbine housing 4 is formed with a turbine chamber 7 in which the turbine 1 is rotatably arranged, and a turbine-side scroll chamber 8 communicating with the outer periphery of the turbine chamber 7. The turbine-side scroll chamber 8 has a spiral shape in which the distance from the rotation axis of the turbine 1 gradually decreases from the start end to the end, and the inlet passage shown in FIG. 9 communicates.

従って、タービンハウジング4は、タービン側スクロール室8が形成された円形状部4aと、入口通路9が形成された入口筒部4bとを有しており、かつ、中間ハウジング6と反対側に突出したサイド張り出し部4cが、円形状部4a及び入口筒部4bと一体に繋がった状態で形成されている。入口筒部4bの後端には、シリンダヘッド(又は排気マニホールドの集合部)にボルトで固定される入口側フランジ12が形成されている。   Accordingly, the turbine housing 4 has a circular portion 4 a in which the turbine-side scroll chamber 8 is formed, and an inlet cylinder portion 4 b in which the inlet passage 9 is formed, and protrudes on the opposite side to the intermediate housing 6. The side projecting portion 4c is formed so as to be integrally connected to the circular portion 4a and the inlet tube portion 4b. At the rear end of the inlet cylinder 4b, an inlet flange 12 is formed that is fixed to the cylinder head (or an exhaust manifold assembly) with bolts.

また、図3から理解できるように、サイド張り出し部4cには、タービン室7から排出された排気ガスが流れる出口通路13と、入口通路9と出口通路13とを繋ぐウエストゲート通路14とが形成されており、ウエストゲート通路14は、回動式のウエストゲートバルブ15で開閉される。出口通路13には、タービン側スクロール室8の内周部を構成するためのシュラウドピース13aを装着している。ウエストゲートバルブ15は、図1に示すダイヤフラム式のアクチュェータ16によって駆動される。アクチュェータ16はロッド17を有しており、ロッド17が前後動すると、外リンク18と支軸19と内リンク20とを介して、ウエストゲートバルブ15が支軸19の軸心回りに回動する。   As can be understood from FIG. 3, the side projecting portion 4 c is formed with an outlet passage 13 through which exhaust gas discharged from the turbine chamber 7 flows and a wastegate passage 14 that connects the inlet passage 9 and the outlet passage 13. The wastegate passage 14 is opened and closed by a pivotable wastegate valve 15. A shroud piece 13 a for constituting the inner peripheral portion of the turbine side scroll chamber 8 is attached to the outlet passage 13. The wastegate valve 15 is driven by a diaphragm actuator 16 shown in FIG. The actuator 16 has a rod 17, and when the rod 17 moves back and forth, the wastegate valve 15 rotates about the axis of the support shaft 19 via the outer link 18, the support shaft 19, and the inner link 20. .

サイド張り出し部4cには出口側フランジ21が形成されており、図示は省略するが、この出口側フランジ21に触媒ケースが固定される(排気管を固定してもよい。)。出口通路13及びウエストゲート通路14に連して排気ガスが排出される出口13bは、斜め下向きに開口している。   An outlet side flange 21 is formed on the side projecting portion 4c, and although not shown, a catalyst case is fixed to the outlet side flange 21 (an exhaust pipe may be fixed). An outlet 13b from which exhaust gas is discharged in connection with the outlet passage 13 and the wastegate passage 14 opens obliquely downward.

図3に示すように、コンプレッサハウジング5には、吸気入口22と、コンプレッサ翼2の外側に位置したコンプレッサ側スクロール室23とが形成されており、コンプレッサ側スクロール室23で加圧された吸気は、排出口24から吸気系に排出される。コンプレッサハウジング5は、C形又は2つ割り状のリング25を介して中間ハウジング6と連結されている。   As shown in FIG. 3, the compressor housing 5 is formed with an intake inlet 22 and a compressor side scroll chamber 23 located outside the compressor blade 2, and the intake air pressurized in the compressor side scroll chamber 23 is The air is discharged from the discharge port 24 to the intake system. The compressor housing 5 is connected to the intermediate housing 6 via a C-shaped or split ring 25.

中間ハウジング6には、フローティングメタル26を介して回転軸3を回転自在に保持する軸受け部27が形成されている。軸受け部27には、上向きに開口したオイル供給穴28と、下向きに開口したオイル排出穴29とが形成されている。回転軸3のシール構造は、本願発明との関係はないので説明は省略する。   The intermediate housing 6 is formed with a bearing portion 27 that rotatably holds the rotating shaft 3 via a floating metal 26. An oil supply hole 28 that opens upward and an oil discharge hole 29 that opens downward are formed in the bearing portion 27. Since the seal structure of the rotating shaft 3 is not related to the present invention, the description thereof is omitted.

(2).タービンハウジングの冷却構造
タービンハウジング4には、冷却水が流れる冷却水ジャケットを形成している。この点を、図4以下の図面を参照して説明する。図7(C)及び図8に示すように、冷却水ジャケット31は、基本的には、タービンハウジング4の円形状部4aと入口筒部4bとを全体的に覆う形態である。
(2) Cooling structure of turbine housing The turbine housing 4 is formed with a cooling water jacket through which cooling water flows. This point will be described with reference to FIG. As shown in FIGS. 7C and 8, the cooling water jacket 31 basically has a form that entirely covers the circular portion 4 a and the inlet cylinder portion 4 b of the turbine housing 4.

そして、冷却水ジャケット31は、スクロール室8を挟んで手前側の部位を前部横長隔壁32aで上下に仕切ると共に、スクロール室8を挟んで後ろ側の部位を、左右の後部横長隔壁32bで上下に仕切っている。図9(A)に示すように、ウエストゲート通路14は、上下の冷却水ジャケット33,34で挟まれている。前部横長隔壁32aは、スクロール室8を左右の手前から囲うように平面視で略U形の形態を成しており、大まかには、前後の横長隔壁32a,32bは、入口筒部4bの軸心方向である前後方向に長く延びる形態になってる。   The cooling water jacket 31 divides the front portion of the scroll chamber 8 up and down by the front horizontal partition 32a and the rear portion of the scroll chamber 8 up and down by the left and right rear horizontal partitions 32b. It is divided into. As shown in FIG. 9A, the wastegate passage 14 is sandwiched between upper and lower cooling water jackets 33 and 34. The front horizontally long partition wall 32a has a substantially U shape in plan view so as to surround the scroll chamber 8 from the left and right front sides, and roughly, the front and rear horizontally long partition walls 32a and 32b are formed on the inlet cylinder 4b. It has a form extending long in the front-rear direction which is the axial direction.

従って、冷却水ジャケット31は、横長隔壁32a,32bにより、上部ジャケット33と下部ジャケット34に区分されている。そして、上下ジャケット33,34は、1つのフロント連通部35と、左右2つのリア連通部36によって連通している。下部ジャケット34には冷却水入口37が連通して、上部ジャケット33には冷却水出口38が連通している。冷却水入口37及び冷却水出口38はボス部に形成されており、図8,9に示すように、継手筒37a,38aを介してホースに接続されている。   Accordingly, the cooling water jacket 31 is divided into an upper jacket 33 and a lower jacket 34 by the horizontally long partition walls 32a and 32b. The upper and lower jackets 33 and 34 communicate with each other through one front communication part 35 and two left and right rear communication parts 36. A cooling water inlet 37 communicates with the lower jacket 34, and a cooling water outlet 38 communicates with the upper jacket 33. The cooling water inlet 37 and the cooling water outlet 38 are formed in the boss part, and are connected to the hose via joint cylinders 37a and 38a as shown in FIGS.

連通部35,36は前後に分かれているので、冷却水は、上下ジャケット33,34の全体をまんべんなく流れて冷却水出口38から排出される。従って、タービンハウジング4の全体をできるだけ均等に冷却して、熱ひずみの発生を大幅に抑制できる。   Since the communication portions 35 and 36 are separated into front and rear, the cooling water flows through the entire upper and lower jackets 33 and 34 and is discharged from the cooling water outlet 38. Therefore, the entire turbine housing 4 can be cooled as evenly as possible to greatly suppress the occurrence of thermal strain.

図3,5,7(A)(B)などに示すように、サイド張り出し部4cは、円形状部4a及び入口筒部4bよりも上に突出した山形になっており、最も高い部位に出口ボス39を形成して、これに冷却水出口38を形成している。このため、上部ジャケット33にも、上向き突出部33aが形成されており、上部ジャケット33aの上端に冷却水出口38が形成されている。従って、冷却水ジャケット31は、側面視及び正面視で上向きに窄まった漏斗状になっており、下から送られた冷却水は、途中で淀むようなことはなくて、冷却水出口38に集められて確実に排出される。   As shown in FIGS. 3, 5, 7 (A) and (B), the side projecting portion 4 c has a mountain shape protruding above the circular portion 4 a and the inlet tube portion 4 b, and the exit is located at the highest portion. A boss 39 is formed, and a cooling water outlet 38 is formed in the boss 39. For this reason, the upper jacket 33 is also formed with an upward projecting portion 33a, and a cooling water outlet 38 is formed at the upper end of the upper jacket 33a. Therefore, the cooling water jacket 31 has a funnel shape that is narrowed upward in a side view and a front view, and the cooling water sent from below does not stagnate in the middle, and enters the cooling water outlet 38. Collected and discharged reliably.

また、例えば図5に明示するように、冷却水ジャケット31の冷却水入口37はタービン室7の真下に位置して筒状の形態になっている一方、冷却水出口38は、出口通路13及びウエストゲート通路14の側に偏っており、両者は左右方向と前後方向とに離れている(オフセットされている)。すなわち、図4(B)に示すように、冷却水出口38は、冷却水入口37に対して後ろ側にL1だけずれて、中間ハウジング6は反対側にL2だけずれており、図3及び図9から理解できるように、冷却水出口38は、ウエストゲート通路14よりもやや外側に配置されている(サイド張り出し部4cの上に位置している。)。   For example, as clearly shown in FIG. 5, the cooling water inlet 37 of the cooling water jacket 31 is located directly below the turbine chamber 7 and has a cylindrical shape, while the cooling water outlet 38 includes the outlet passage 13 and the cooling water outlet 38. It is biased toward the side of the wastegate passage 14, and both are separated (offset) in the left-right direction and the front-rear direction. That is, as shown in FIG. 4B, the cooling water outlet 38 is shifted rearward by L1 with respect to the cooling water inlet 37, and the intermediate housing 6 is shifted by L2 on the opposite side. As can be understood from FIG. 9, the cooling water outlet 38 is disposed slightly outside the waist gate passage 14 (positioned on the side projecting portion 4 c).

また、例えば図9(A)から容易に理解できるように、上下冷却水ジャケット33,34の両方とも、中間ハウジング6の側よりも出口通路13及びウエストゲート通路14の側(サイド張り出し部4cの側)において、体積(容積)が遥かに大きくなっている。このため、高温に晒されて熱害を受けやすい部位(特に、排気ガス通路で囲まれた部位)を強く冷却して、異常に昇温することを防止できると共に、熱ひずみも大幅に抑制できる。   For example, as can be easily understood from FIG. 9A, both the upper and lower cooling water jackets 33 and 34 are closer to the outlet passage 13 and the wastegate passage 14 (the side overhanging portion 4c than the intermediate housing 6 side). Side), the volume (volume) is much larger. For this reason, it is possible to strongly cool the part that is exposed to high temperature and is easily damaged by heat (particularly, the part surrounded by the exhaust gas passage), and to prevent abnormal temperature rise and to greatly suppress thermal strain. .

連通穴35,36は、外向きに開口した空洞部40にねじ式のプラグ41を嵌め込むことによって形成されている。すなわち、プラグ41を空洞部40の途中までねじ込むことにより、空洞部40の一部を連通穴35,36と成している。   The communication holes 35 and 36 are formed by fitting a screw-type plug 41 into the cavity 40 that opens outward. That is, by screwing the plug 41 partway into the cavity 40, a part of the cavity 40 is formed with the communication holes 35 and 36.

図4(B)や図8(A)、図9(B)から理解できるように、円形状部4aには、上部ジャケット33と下部ジャケット34とを左右に二分する上下の縦長リブ42,43が形成されている。従って、円形状部4aの箇所においては、冷却水ジャケット31で区分された内外の部分は、前部横長隔壁32aと上下の縦長リブ42,43とによって繋がっており、これら前部横長隔壁32aと上下の縦長リブ42,43とは、正面視で十文字状の形態を成している。   As can be understood from FIG. 4B, FIG. 8A, and FIG. 9B, the circular portion 4a includes vertically elongated ribs 42, 43 that divide the upper jacket 33 and the lower jacket 34 into left and right. Is formed. Accordingly, at the circular portion 4a, the inner and outer portions separated by the cooling water jacket 31 are connected by the front horizontally long partition wall 32a and the vertically long ribs 42 and 43. The upper and lower vertically long ribs 42 and 43 have a cross-shaped form in front view.

上下の縦長リブ42,43には、水流を左右に分ける整流機能も保持させ得るため、冷却水の流れのスムース化にも貢献できる。更に、縦長リブ42,43は放熱の機能も発揮するため、熱の籠もりを抑制できる利点もある。図8(A)から理解できるように、上部縦長リブ42は、概ね円形状部4aの前半分程度に形成されており、上縦長リブ42の後ろにおいて上部ジャケット33は左右が一体に連続している。従って、冷却水は冷却水出口38にスムースに集められる。   Since the upper and lower vertical ribs 42 and 43 can also maintain a rectifying function for dividing the water flow into left and right, it is possible to contribute to the smooth flow of the cooling water. Furthermore, since the longitudinal ribs 42 and 43 also exhibit a function of heat dissipation, there is an advantage that heat buildup can be suppressed. As can be understood from FIG. 8 (A), the upper vertical rib 42 is formed approximately in the front half of the circular portion 4a, and the upper jacket 33 is continuously connected to the left and right behind the upper vertical rib 42. Yes. Accordingly, the cooling water is smoothly collected at the cooling water outlet 38.

他方、下部縦長リブ43は、冷却水入口37を挟んで前後両側に形成されている。従って、下部ジャケット34は、円形状部4aの箇所では、前後の下部縦長リブ43と、冷却水入口37を形成しているボス部とによって左右に分離しており、手前の下部縦長リブ43で左右に分離された水流は、フロント連通部35に集合して上部ジャケット33に流れて、後ろの下部縦長リブ43で左右に分離された水流は、入口筒部4bの箇所において下部ジャケット34に集合して、左右のリア連通部36に分かれて上部ジャケット33に流れていく。   On the other hand, the lower vertical ribs 43 are formed on both front and rear sides with the cooling water inlet 37 interposed therebetween. Therefore, the lower jacket 34 is separated from the left and right by the front and rear lower vertical ribs 43 and the bosses forming the cooling water inlets 37 at the circular portion 4a. The water flow separated to the left and right gathers at the front communication portion 35 and flows to the upper jacket 33, and the water flow separated to the left and right by the rear lower longitudinal rib 43 gathers at the lower jacket 34 at the location of the inlet cylinder portion 4b. Then, the left and right rear communication portions 36 are divided and flow into the upper jacket 33.

図7(B)に示すように、入口筒部4bは、その後端から前端に向けて高さが少し高くなるように傾斜している。このため、図7(C)に示すように、冷却水ジャケット31のうち入口筒部4bの箇所に位置した部分も、手前に向けて高くなるように側面視でやや傾斜している。この冷却水ジャケット31の形態に対応して、後部横長隔壁32bは、いったん立ち上がってから水平状の姿勢で後ろに向かい、それから後ろに向けて低くなるように傾斜しており、このため、下部ジャケット34の上面は、概ね側面視で山形の形態を成している。   As shown in FIG. 7 (B), the inlet cylinder 4b is inclined so that its height increases slightly from the rear end toward the front end. For this reason, as shown in FIG.7 (C), the part located in the location of the inlet cylinder part 4b among the cooling water jacket 31 is also inclined slightly in side view so that it may become high toward this side. Corresponding to the form of the cooling water jacket 31, the rear horizontally long partition wall 32 b is inclined so as to rise once and then back in a horizontal posture and then lower toward the rear. The upper surface of 34 is generally in the shape of a mountain when viewed from the side.

そこで、下部ジャケット34の上端部に気泡が溜まることを確実に阻止すべく、後部横長隔壁32bのうち高さが高い部分に、図9(A)に示すように連通穴44を形成している。このため、冷却水に気泡が含まれていたり、冷却水が沸騰して気泡が発生したりしても、気泡を速やかに排除できる。このため、高い冷却性を確保できる。連通穴44はドルリ加工で形成されているため、タービンハウジング4には連通穴44と同心のドリル穴45が空いているが、このドリル穴45は図示しないプラグで塞がれている。   Therefore, in order to reliably prevent air bubbles from accumulating at the upper end of the lower jacket 34, a communication hole 44 is formed in the portion of the rear horizontally long partition wall 32b having a high height as shown in FIG. 9A. . For this reason, even if the cooling water contains bubbles or the cooling water boils and bubbles are generated, the bubbles can be quickly eliminated. For this reason, high cooling performance can be secured. Since the communication hole 44 is formed by drilling, the turbine housing 4 has a drill hole 45 concentric with the communication hole 44. The drill hole 45 is closed by a plug (not shown).

図8に示すように、タービン側スクロール室8は渦巻き状になっているため、タービン側スクロール室8の始端部は入口通路9の終端部とで挟まれた部分は、先端に向けて厚さが薄くなった舌部46になっている。このため、舌部46はタービンハウジング4で最も過酷な熱環境に晒されるが、本実施形態では、概ね舌部46の横に後部横長隔壁32bの前端部が位置しており、後部横長隔壁32bのうち舌部46の横に位置した部位に連通穴44が空いている。   As shown in FIG. 8, since the turbine side scroll chamber 8 is spiral, the portion of the turbine side scroll chamber 8 sandwiched between the end portion of the inlet passage 9 has a thickness toward the tip. Is a thinned tongue 46. For this reason, the tongue 46 is exposed to the harshest thermal environment in the turbine housing 4, but in this embodiment, the front end of the rear horizontally long partition wall 32b is located substantially beside the tongue 46, and the rear horizontally long partition wall 32b. The communication hole 44 is vacant in the part located beside the tongue 46.

そして、連通穴44を冷却水が流れることにより、後部横長隔壁32bから冷却水への熱交換が著しく促進されるため、舌部46の熱も後部横長隔壁32bを介して冷却水に旺盛に放熱される。その結果、舌部46が過剰に昇温することを防止して、高い品質を確保できる。図9に示すように、入口通路9とウエストゲート通路14とは左右に並んでおり、両者の間に後部横長隔壁32bの片側が位置しているが、後部横長隔壁32bに連通穴44を空けると、ウエストゲート通路14の箇所からの伝熱も抑制できるため、舌部46の保護手段として一層有益である。   Then, since the cooling water flows through the communication hole 44, heat exchange from the rear horizontally long partition wall 32b to the cooling water is remarkably promoted, so that the heat of the tongue portion 46 is also actively dissipated to the cooling water through the rear horizontally long partition wall 32b. Is done. As a result, it is possible to prevent the tongue portion 46 from being excessively heated and to ensure high quality. As shown in FIG. 9, the entrance passage 9 and the wastegate passage 14 are arranged side by side, and one side of the rear horizontally long partition wall 32b is located between them, but a communication hole 44 is made in the rear horizontally long partition wall 32b. Since heat transfer from the location of the wastegate passage 14 can also be suppressed, it is more useful as a means for protecting the tongue 46.

以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は、他にも様々に具体化できる。例えば、冷却水ジャケットの形態は、タービンハウジングの形状等に応じて適宜設定できる。中間ハウジングとタービンハウジングとは別体であってもよい。   While the embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be embodied in various ways. For example, the form of the cooling water jacket can be appropriately set according to the shape of the turbine housing and the like. The intermediate housing and the turbine housing may be separate.

本願発明は、実際に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 actually be embodied in an exhaust turbocharger. Therefore, it can be used industrially.

1 回転軸
2 タービン
4 タービンハウジング
4a 円形状部
4b 入口筒部
4c サイド張り出し部
7 タービン室
8 タービン側スクロール室
9 入口通路
31 冷却水ジャケット
32a,32b 横長隔壁
33 上部ジャケット
34 下部ジャケット
35,36 連通部
37 冷却水入口
39 冷却水出口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotating shaft 2 Turbine 4 Turbine housing 4a Circular part 4b Inlet cylinder part 4c Side projecting part 7 Turbine room 8 Turbine side scroll room 9 Inlet passage 31 Cooling water jacket 32a, 32b Horizontally long partition 33 Upper jacket 34 Lower jacket 35, 36 Communication Part 37 Cooling water inlet 39 Cooling water outlet

国際公開WO2014/103570号公報International Publication No. WO2014 / 103570 特開2016−75287号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-75287

Claims (2)

タービンハウジングに、排気ガスにてタービンを回転駆動するスクロール室と、前記スクロール室に排気ガスを送り込む入口通路と、前記スクロール室及び入口通路を囲う冷却水ジャケットとを形成しており、前記冷却水ジャケットには、前記スクロール室及び入口通路よりも下方に位置した下端部に冷却水入口を設けて、前記スクロール室及び入口通路よりも上に位置した上端部に冷却水出口を設けている構成であって、
前記冷却水ジャケットの上部に上向き突出部を形成し、この上向き突出部の上端に前記出口通路を設けている、
排気ターボ過給機。
The turbine housing is formed with a scroll chamber for rotationally driving the turbine with exhaust gas, an inlet passage for sending exhaust gas to the scroll chamber, and a cooling water jacket surrounding the scroll chamber and the inlet passage. The jacket has a configuration in which a cooling water inlet is provided at a lower end portion located below the scroll chamber and the inlet passage, and a cooling water outlet is provided at an upper end portion located above the scroll chamber and the inlet passage. There,
An upward protrusion is formed at the top of the cooling water jacket, and the outlet passage is provided at the upper end of the upward protrusion.
Exhaust turbocharger.
タービンハウジングに、排気ガスにてタービンを回転駆動するスクロール室と、前記スクロール室に排気ガスを送り込む入口通路と、前記スクロール室及び入口通路を囲う冷却水ジャケットとを形成しており、前記冷却水ジャケットには、前記スクロール室及び入口通路よりも下方に位置した下端部に冷却水入口を設けて、前記スクロール室及び入口通路よりも上に位置した上端部に冷却水出口を設けている構成であって、
前記入口通路からウエストゲート通路が分岐していて、前記冷却水ジャケットは、前記ウエストゲート通路を少なくとも上下両側から囲うように広がっており、前記入口通路は前記スクロール室の下方に位置して、前記冷却水出口は、前記ウエストゲート通路に寄った部位に設けており、前記冷却水入口と冷却水出口とは平面視でずれている、
排気ターボ過給機。
The turbine housing is formed with a scroll chamber for rotationally driving the turbine with exhaust gas, an inlet passage for sending exhaust gas to the scroll chamber, and a cooling water jacket surrounding the scroll chamber and the inlet passage. The jacket has a configuration in which a cooling water inlet is provided at a lower end portion located below the scroll chamber and the inlet passage, and a cooling water outlet is provided at an upper end portion located above the scroll chamber and the inlet passage. There,
A wastegate passage is branched from the entrance passage, and the cooling water jacket extends so as to surround the wastegate passage from at least upper and lower sides, and the entrance passage is located below the scroll chamber, The cooling water outlet is provided at a portion near the waist gate passage, and the cooling water inlet and the cooling water outlet are shifted in plan view.
Exhaust turbocharger.
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