JP2019148224A - Exhaust turbosupercharger - Google Patents

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Abstract

To accurately form a turbine scroll chamber while securing the easiness of the attachment of a turbine blade, in an exhaust turbosupercharger in which a turbine housing and a bearing housing are integrated with each other.SOLUTION: A turbine housing 4 and a bearing housing 6 are manufactured as an integrated product by aluminum-forging. A shroud 7a of the turbine housing 4 is regulated even by an end face of a shroud piece 32 being a different member different from the turbine housing 4. An external peripheral part of a turbine blade 1 intrudes into a shroud part 7a, however, since the shroud piece 32 is of a post-attachment type, the turbine blade 1 can be attached without trouble. The shroud piece 32 and an exhaust outlet port 8 have a fitting part 34 located on the turbine blade 1 side, and a screw part 35 located behind the fitting part. The screw part 35 functions as a male screw at the shroud piece 32, and functions as a female screw at the exhaust outlet port 8.SELECTED DRAWING: Figure 6

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.

排気ターボ過給機では、タービン翼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。このため、タービンハウジングは特殊鋼で構成されていることが多いが、かくすると、重量増大、コスト増大という問題がある。そこで、軽量化しつつ耐熱性を確保するために、タービンハウジングをアルミ等の軽合金製としつつ冷却水ジャケットを設け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に開示されている。   In the exhaust turbocharger, the turbine housing in which the turbine blades are arranged is exposed to high-temperature exhaust gas. For this reason, the turbine housing is often made of special steel, but there is a problem of increased weight and cost. Therefore, in order to ensure heat resistance while reducing the weight, it has been proposed that the turbine housing be made of a light alloy such as aluminum and provided with a cooling water jacket to be water-cooled, and an example thereof is disclosed in Patent Document 1. ing.

排気ターボ過給機は、タービン翼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、両者の間に位置して回転軸を回転自在に保持する軸受けハウジング(センターハウジング)とを有しているが、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 includes a turbine housing in which turbine blades are disposed, a compressor housing in which compressor blades are disposed, and a bearing housing (center housing) that is positioned between the two and rotatably holds a rotating shaft. However, in Patent Document 1, these three housings are integrally cast with aluminum to form a cooling water jacket in each housing.

国際公開WO2014/103570号公報International Publication No. WO2014 / 103570

さて、タービンハウジングには、タービン翼の外側には排気ガスが流れるタービンスクロール室が形成されていると共に、タービン翼の回転軸心方向に開口した排気出口孔が形成されており、タービンスクロール室に流入した排気ガスは、タービンスクロール室に沿って周方向に流れつつ、タービン翼を駆動する仕事をして排気出口孔に流出する。   In the turbine housing, a turbine scroll chamber through which exhaust gas flows is formed outside the turbine blades, and an exhaust outlet hole opened in the direction of the rotation axis of the turbine blades is formed. The inflowing exhaust gas flows in the circumferential direction along the turbine scroll chamber and flows out to the exhaust outlet hole while driving the turbine blades.

そこで、タービン翼は、回転軸心と直交した方向から見て略台形の形態を成しており、タービン翼の外周部の外側には、タービンスクロール室と排気出口孔との連接部となるシュラウド部が形成されており、タービン翼とシュラウド部との間には、タービン翼とシュラウド部の干渉を避けるためのわずかな隙間が形成されている。正確には、タービン翼の外周部がタービンハウジングのシュラウド部に入り込んでおり、タービンハウジングのシュラウド部のうち排気出口孔に寄った部位とタービン翼との間に、タービン翼とシュラウド部の干渉を避ける若干の隙間が空いている(タービン翼とシュラウド部との間の隙間を適正な値に設定することは、排気ターボ過給機の性能を確保する上で非常に重要である。)。   Therefore, the turbine blade has a substantially trapezoidal shape when viewed from the direction orthogonal to the rotation axis, and a shroud that is a connecting portion between the turbine scroll chamber and the exhaust outlet hole is provided outside the outer peripheral portion of the turbine blade. A small gap is formed between the turbine blade and the shroud portion to avoid interference between the turbine blade and the shroud portion. Precisely, the outer periphery of the turbine blade enters the shroud portion of the turbine housing, and interference between the turbine blade and the shroud portion is caused between the portion of the shroud portion of the turbine housing close to the exhaust outlet hole and the turbine blade. There is a slight gap to avoid (setting the gap between the turbine blade and the shroud to an appropriate value is very important for ensuring the performance of the exhaust turbocharger).

従って、タービンハウジングのシュラウド部内径(最小径)はタービン翼の外径(最大径)よりも小さくなっている。このような特性により、従来は、タービンハウジングと軸受けハウジングとを別部材で構成して、タービン翼と軸受けハウジングとの間にタービンスクロール室を形成しており、排気ターボ過給機の組み立てに当たっては、タービン翼をセットしてから、タービンハウジングと軸受けハウジングとを固定している。   Accordingly, the inner diameter (minimum diameter) of the shroud portion of the turbine housing is smaller than the outer diameter (maximum diameter) of the turbine blade. Due to such characteristics, conventionally, the turbine housing and the bearing housing are configured as separate members, and a turbine scroll chamber is formed between the turbine blades and the bearing housing. In assembling the exhaust turbocharger, After the turbine blades are set, the turbine housing and the bearing housing are fixed.

他方、特許文献1でも、タービンハウジングのシュラウド部内径(最小径)はタービン翼の外径(最大径)より小さくなっているが、タービンハウジングと軸受けハウジングとを一体化すると、タービン翼をタービンハウジングに嵌め入れることはできず、製造不能である。   On the other hand, in Patent Document 1, the inner diameter (minimum diameter) of the shroud portion of the turbine housing is smaller than the outer diameter (maximum diameter) of the turbine blade. However, when the turbine housing and the bearing housing are integrated, the turbine blade is replaced with the turbine housing. It cannot be fitted in and cannot be manufactured.

この点については、タービンハウジングの排気出口孔に、タービン翼の外径よりも大径(或いは同径)のシュラウドピースを装着して、シュラウドピースによってタービンハウジングのシュラウド部を構成したらよいといえる。   In this regard, it can be said that a shroud piece having a larger diameter (or the same diameter) than the outer diameter of the turbine blade is attached to the exhaust outlet hole of the turbine housing, and the shroud portion of the turbine housing is configured by the shroud piece.

本願発明は、このような知見に基づいて成されたものであり、シュラウドピースを使用することにより、タービンハウジングと軸受けハウジングとを一体化することを実現するにおいて、シュラウドピースの取付けの容易性や排気ガス流路の寸法精度の向上を図ろうとするものである。   The present invention has been made on the basis of such knowledge, and by using the shroud piece, it is possible to integrate the turbine housing and the bearing housing. It is intended to improve the dimensional accuracy of the exhaust gas passage.

本願発明の排気ターボ過給機は、
「タービン翼が回転自在に配置されたタービンハウジングと、前記タービン翼に固定された回転軸を保持する軸受けハウジングとが一体化されており、
前記タービンハウジングには、排気ガスで前記タービン翼を駆動するためのタービンスクロール室が、前記タービン翼を囲うように形成されていると共に、前記タービン翼を駆動した排気ガスが排出される排気出口孔が、前記回転軸の軸心方向に向けて開口しており、
更に、前記排気出口孔に、円筒状のシュラウドピースが、その先端面を前記タービン翼の外周部と対向させた状態で装着されている」
という基本構成になっている。
The exhaust turbocharger of the present invention is
“A turbine housing in which turbine blades are rotatably arranged and a bearing housing that holds a rotating shaft fixed to the turbine blades are integrated.
In the turbine housing, a turbine scroll chamber for driving the turbine blades with exhaust gas is formed so as to surround the turbine blades, and an exhaust outlet hole through which the exhaust gas driving the turbine blades is discharged Is open toward the axial direction of the rotating shaft,
Furthermore, a cylindrical shroud piece is mounted in the exhaust outlet hole in a state in which the tip surface thereof faces the outer peripheral portion of the turbine blade. ''
It is the basic composition.

そして、上記基本構成において、
「前記シュラウドピースと排気出口孔とに、前記シュラウドピースをねじ込みによって取り付けるための螺合部と、前記螺合部よりも前記タービン翼の側に位置した部位において密嵌する嵌合部とを形成している」
という構成が付加されている。
And in the above basic configuration,
“A threaded portion for screwing the shroud piece into the shroud piece and the exhaust outlet hole and a fitting portion that fits closely at a portion located closer to the turbine blade than the threaded portion are formed. doing"
The structure is added.

シュラウドピースが圧入式であると、斜め打ちによってカジリ現象が生じることが有り得るが、本願発明では、シュラウドピースはねじ込み式になっているため、排気出口孔と同心の状態に正確に取り付けることができる。   If the shroud piece is press-fit, galling may occur due to slanting. However, in the present invention, since the shroud piece is screwed, it can be accurately attached to the concentric state with the exhaust outlet hole. .

また、圧入式では、シュラウドピースの外径と排気出口孔の内径との寸法差が小さいと、摩擦が小さくなって取付け強度が低くなる一方、シュラウドピースの外径と排気出口の内径との寸法差が大きいと、シュラウドピースを圧入できなくなる問題があり、このためシュラウドピースの外径と排気出口孔の内径との寸法精度を厳格に管理する必要があるが、本願発明のシュラウドピースはねじ込み式であってねじ込みトルクは任意に調節できるため、寸法精度を厳格に管理することなく、所定の強度に簡単に取り付けることができる。従って、製造工程や組み付け工程の管理の手間を軽減できる。   In the press-fitting type, if the dimensional difference between the outer diameter of the shroud piece and the inner diameter of the exhaust outlet hole is small, the friction is reduced and the mounting strength is reduced. If the difference is large, there is a problem that the shroud piece cannot be press-fitted. For this reason, it is necessary to strictly manage the dimensional accuracy between the outer diameter of the shroud piece and the inner diameter of the exhaust outlet hole. Since the screwing torque can be adjusted arbitrarily, it can be easily attached to a predetermined strength without strictly managing the dimensional accuracy. Therefore, it is possible to reduce the time and effort of managing the manufacturing process and the assembly process.

更に、シュラウドピースを取り外すことも簡単にできるため、シュラウドピースの交換やタービン翼の交換も容易である。或いは、個々の排気ターボ過給機ごとにタービン翼との間隔が適正になるようにトリミングしながら組み付けるといったことも可能であり、これにより、精度向上に一層貢献できる。   Further, since the shroud piece can be easily removed, the shroud piece and the turbine blade can be easily replaced. Alternatively, each exhaust turbocharger can be assembled while being trimmed so that the distance from the turbine blade is appropriate, which can further contribute to accuracy improvement.

実施形態に係るハウジングを示す図で、(A)は斜視図、(B)は底面図である。It is a figure which shows the housing which concerns on embodiment, (A) is a perspective view, (B) is a bottom view. (A)はハウジングの平面図、(B)は正面図である。(A) is a top view of a housing, (B) is a front view. (A)は右側面図、(B)は左側面図である。(A) is a right side view, and (B) is a left side view. 全体の縦断正面図である。It is the whole longitudinal front view. 図4の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of FIG. (A)はシュラウドピースを分離した状態の縦断正面図、(B)は別例図である。(A) is a longitudinal front view of the state where the shroud piece is separated, and (B) is another example.

(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1〜4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H(図(B)や図2(A)参照)の排気側面と直交した方向を前後方向として、シリンダヘッドに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 the present embodiment, front / rear, left / right, and upper / lower terms are used to clarify the direction, but the longitudinal direction of the rotation axis is the left / right direction, and the cylinder head H (FIG. (B) or FIG. The direction perpendicular to the exhaust side of A) is defined as the front-rear direction, and 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4に示すように、排気ターボ過給機は、ねじれた羽根を有するタービン翼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軸受けハウジング(軸受けハウジング)6とを有しており、タービンハウジング4と軸受けハウジング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. 4, the exhaust turbocharger includes a turbine blade 1 having a twisted blade and a compressor blade 2, both of which are fixed to one end and the other end of the horizontal rotation shaft 3. Has been. The exhaust turbocharger has a turbine housing 4 and a compressor housing 5 and a bearing housing (bearing housing) 6 positioned between the two. The turbine housing 4 and the bearing housing 6 are made of aluminum. It is integrally manufactured as a casting product. 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、タービン翼1を囲うようにタービンスクロール室7が形成されていると共に、タービン翼1の回転軸心方向に開口した排気出口孔8が形成されている。タービンスクロール室7は、タービン翼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、シリンダヘッドHに向けて開口した入口通路9(図4参照)が連通している。   In the turbine housing 4, a turbine scroll chamber 7 is formed so as to surround the turbine blade 1, and an exhaust outlet hole 8 opened in the direction of the rotational axis of the turbine blade 1 is formed. The turbine scroll chamber 7 has a spiral shape in which the distance from the rotational axis of the turbine blade 1 gradually decreases from the start end to the end, and an inlet opening toward the cylinder head H at the start end (upper end). A passage 9 (see FIG. 4) communicates.

従って、タービンハウジング4は、タービンスクロール室7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、軸受けハウジング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)Hにボルトで固定される入口側フランジ4dが形成されている。   Accordingly, the turbine housing 4 has a circular portion 4a in which the turbine scroll chamber 7 is formed and an inlet cylinder portion 4b in which the inlet passage 9 is formed, and protrudes on the opposite side to the bearing housing 6. The side projecting portion 4c is formed in a state of being integrally connected to the circular portion 4a and the inlet tube portion 4b. At the rear end of the inlet cylinder portion 4b, an inlet side flange 4d is formed which is fixed to the cylinder head (or a collection portion of the exhaust manifold) with bolts.

また、図4(図1(B)も参照)に示すように、入口通路9から分岐したウエストゲート通路10が、軸受けハウジング6と反対側に向けて開口しており、ウエストゲート通路10と排気出口孔8とは、サイド張り出し部4cの内部で連通している。このため、サイド張り出し部4cは上下に長い形態になっている。   Further, as shown in FIG. 4 (see also FIG. 1B), a wastegate passage 10 branched from the entrance passage 9 opens toward the opposite side of the bearing housing 6, and the wastegate passage 10 and the exhaust gas are exhausted. The outlet hole 8 communicates with the inside of the side protruding portion 4c. For this reason, the side overhang | projection part 4c has a long form up and down.

ウエストゲート通路10は、図示しないウエストゲートバルブで開閉される。サイド張り出し部4cの上端部には、ウエストゲートバルブを駆動する弁軸が嵌まる弁軸孔11が、上下に貫通した状態に形成されている。従って、サイド張り出し部4cの内部のうちその上部は、ウエストゲートバルブの回動を許容するウエストゲート空間12になっている。なお、ウエストゲートバルブは、コンプレッサハウジング5にブラケットを介して固定されるダイヤフラム式のアクチュエータによって駆動される。   The wastegate passage 10 is opened and closed by a wastegate valve (not shown). A valve shaft hole 11 into which a valve shaft for driving the waste gate valve is fitted is formed in the upper end portion of the side projecting portion 4c so as to penetrate vertically. Therefore, the upper part of the inside of the side projecting portion 4c is a waste gate space 12 that allows the waste gate valve to rotate. The wastegate valve is driven by a diaphragm actuator that is fixed to the compressor housing 5 via a bracket.

タービンハウジング4のサイド張り出し部4cには出口側フランジ13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13に触媒ケースが固定される(排気管を固定してもよい。)。   An outlet flange 13 is formed on the side projecting portion 4c of the turbine housing 4, and although not shown, a catalyst case is fixed to the outlet flange 13 (an exhaust pipe may be fixed).

図4に示すように、コンプレッサハウジング5には、吸気入口14と、コンプレッサ翼2の外側に位置したコンプレッサスクロール室15とが形成されており、コンプレッサスクロール室15で加圧された吸気は、排出口16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17を介して軸受けハウジング6とボルト18で連結されている。このため、軸受けハウジング6の端部にはフランジ6aを形成している。   As shown in FIG. 4, the compressor housing 5 is formed with an intake inlet 14 and a compressor scroll chamber 15 located outside the compressor blades 2. The intake air pressurized in the compressor scroll chamber 15 is exhausted. The gas is discharged from the outlet 16 to the intake system. The compressor housing 5 is connected to the bearing housing 6 by bolts 18 via a C-shaped or split ring 17. For this reason, a flange 6 a is formed at the end of the bearing housing 6.

軸受けハウジング6には、フローティングメタル19を介して回転軸3を回転自在に保持する軸受け部20が形成されている。また、軸受けハウジング6には、上向きに開口したオイル供給穴21と、下向きに開口したオイル排出穴22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を省略する。   The bearing housing 6 is formed with a bearing portion 20 that rotatably holds the rotating shaft 3 via a floating metal 19. The bearing housing 6 is formed with an oil supply hole 21 opened upward and an oil discharge hole 22 opened downward. Since the seal structure of the rotating shaft 3 is not related to the present invention, the description thereof is omitted.

回転軸3の一端部は大径部3aに形成されており、この大径部3aがタービン翼1に圧入されている。また、大径部3aには、タービンハウジング4の軸受け部に摺接するシール材23(図5,6参照)を装着している。   One end of the rotating shaft 3 is formed in a large diameter portion 3 a, and the large diameter portion 3 a is press-fitted into the turbine blade 1. Further, a sealing material 23 (see FIGS. 5 and 6) that is in sliding contact with the bearing portion of the turbine housing 4 is attached to the large diameter portion 3a.

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。冷却水ジャケットは、軸受けハウジング6の側に位置したインサイドジャケット25と、排気出口孔8の側に位置したアウトサイドジャケット26とで構成されており、両者はセンター隔壁27によって左右に分離している。アウトサイドジャケット26は、排気出口孔8を囲う内環状部26aを有しており、内環状部26aの上方に、ウエストゲート空間12が位置している。従って、ウエストゲート空間12は、その周囲がアウトサイドジャケット26で囲われている。   A cooling water jacket through which cooling water flows is formed in the turbine housing 4. The cooling water jacket includes an inside jacket 25 located on the bearing housing 6 side and an outside jacket 26 located on the exhaust outlet hole 8 side, and both are separated from each other by a center partition wall 27. . The outside jacket 26 has an inner annular portion 26a that surrounds the exhaust outlet hole 8, and the waist gate space 12 is located above the inner annular portion 26a. Therefore, the circumference of the wastegate space 12 is surrounded by the outside jacket 26.

図4に示すように、インサイドジャケット25とアウトサイドジャケット26とは下端において連通しており、タービンハウジング4における円形状部4aの下端には、インサイドジャケット25及びアウトサイドジャケット26に向けて冷却水を送る入口ポート28が、下向きに開口するように形成されている。入口ポート28には、継手パイプ29を介してホースが接続されている。   As shown in FIG. 4, the inside jacket 25 and the outside jacket 26 communicate with each other at the lower end, and cooling water is directed toward the inside jacket 25 and the outside jacket 26 at the lower end of the circular portion 4 a in the turbine housing 4. Is formed so as to open downward. A hose is connected to the inlet port 28 via a joint pipe 29.

インサイドジャケット25とアウトサイドジャケット26とは、上端においても連通している。そこで、タービンハウジング4における入口筒部4bの上端部には、インサイドジャケット25及びアウトサイドジャケット26の冷却水を排出する出口ポート30が上向きに形成されている。出口ポート30には、継手パイプ31を介してホースが接続されている。   The inside jacket 25 and the outside jacket 26 communicate with each other also at the upper end. Therefore, an outlet port 30 for discharging the cooling water of the inside jacket 25 and the outside jacket 26 is formed upward at the upper end portion of the inlet cylinder portion 4 b in the turbine housing 4. A hose is connected to the outlet port 30 via a joint pipe 31.

なお、タービンハウジング4は、インサイドジャケット25とアウトサイドジャケット26とで左右に分離しているが、それらインサイドジャケット25とアウトサイドジャケット26で分離された内側部分と外側部分とは、図示しない複数のリブによって接続されている。   The turbine housing 4 is separated into a left and a right by an inside jacket 25 and an outside jacket 26, but an inner portion and an outer portion separated by the inside jacket 25 and the outside jacket 26 have a plurality of unillustrated portions. Connected by ribs.

(2).シュラウドピース
さて、タービン翼1は、軸部に複数の羽根を設けた構成であり、正面視で台形状の形態と成すことにより、排気ガスによって駆動されつつ、排気ガスが排気出口孔8に向けて排出されるようになっているが、排気ガスによるタービン翼1の駆動を効率良く行うためには、タービン翼1の外周部がタービンスクロール室7のシュラウド(内周)部7aに入り込んだ状態になっておらねばならない。一方、タービンハウジング4と軸受けハウジング6とを一体化した構造では、タービン翼1は排気出口孔8の部位から嵌め込まなければ ならない。
(2). Shroud piece The turbine blade 1 has a configuration in which a plurality of blades are provided in the shaft portion. When the turbine blade 1 is formed in a trapezoidal shape in front view, the exhaust gas is driven by the exhaust gas, and the exhaust gas is discharged from the exhaust outlet In order to efficiently drive the turbine blade 1 with exhaust gas, the outer peripheral portion of the turbine blade 1 is a shroud (inner peripheral) portion 7 a of the turbine scroll chamber 7. It must be in a state of being entangled. On the other hand, in the structure in which the turbine housing 4 and the bearing housing 6 are integrated, the turbine blade 1 must be fitted from the portion of the exhaust outlet hole 8.

そこで、タービン翼1の外径よりも大きい外径のシュラウドピース32をタービンハウジング4とは別部材として用意して、タービン翼1を排気出口孔8に挿入してから、シュラウドピース32を装着することによって、タービン翼1と所定の間隔を有するシュラウド部7aを形成している(厳密には、排気出口孔8もシュラウドピース32で構成されている。)。なお、コンプレッサ翼2は、ナット33で回転軸3の他端部に固定されている。   Therefore, a shroud piece 32 having an outer diameter larger than the outer diameter of the turbine blade 1 is prepared as a separate member from the turbine housing 4, and the turbine blade 1 is inserted into the exhaust outlet hole 8 and then the shroud piece 32 is attached. Thus, a shroud portion 7a having a predetermined distance from the turbine blade 1 is formed (strictly speaking, the exhaust outlet hole 8 is also composed of the shroud piece 32). The compressor blade 2 is fixed to the other end portion of the rotary shaft 3 with a nut 33.

そして、図5,6に示すように、シュラウドピース32及び排気出口孔8は、タービン翼1に向いた先端側のある程度は、隙間無くきっちりと密嵌する嵌合部34に形成されて、それよりも後ろの部位には螺合部35に形成されている。従って、嵌合部34は、シュラウドピース32においては円筒になって、排気出口孔8においては孔になっている。また、螺合部35は、シュラウドピース32においては雄ねじになって、排気出口孔8においては雌ねじになっている。   As shown in FIGS. 5 and 6, the shroud piece 32 and the exhaust outlet hole 8 are formed in a fitting portion 34 that fits tightly without gap to some extent on the tip side facing the turbine blade 1. A screwing portion 35 is formed at the rear portion. Therefore, the fitting portion 34 is a cylinder in the shroud piece 32 and a hole in the exhaust outlet hole 8. The threaded portion 35 is a male thread in the shroud piece 32 and a female thread in the exhaust outlet hole 8.

シュラウドピース32の後端にはフランジ36が形成されている一方、排気出口孔8には、フランジ36が当接するストッパー面37を形成している。フランジ36の先端とストッパー面37とは、タービン翼1に向けて小径になるテーパ面に形成されているが、回転軸心と直交した端面に形成することも可能である。シュラウドピース32の後端面には、回転工具を係合させるための係合孔(図示せず)が、周方向に並んで複数形成されている。   A flange 36 is formed at the rear end of the shroud piece 32, while a stopper surface 37 with which the flange 36 abuts is formed in the exhaust outlet hole 8. The front end of the flange 36 and the stopper surface 37 are formed on a tapered surface having a smaller diameter toward the turbine blade 1, but can also be formed on an end surface orthogonal to the rotational axis. On the rear end surface of the shroud piece 32, a plurality of engagement holes (not shown) for engaging the rotary tool are formed side by side in the circumferential direction.

嵌合部34は、シュラウドピース32における螺合部35(雄ねじ部)の谷径よりも少し小径に設定している。従って、シュラウドピース32では、嵌合部34は螺合部35よりも小径の段違いになっている。嵌合部34は、図5及び図6(A)の例ではストレートに形成されており、図6(B)の例では、タービン翼1に向けて若干の角度θで窄まったテーパ状に形成されている。   The fitting portion 34 is set to have a slightly smaller diameter than the root diameter of the threaded portion 35 (male thread portion) in the shroud piece 32. Therefore, in the shroud piece 32, the fitting portion 34 is stepped with a smaller diameter than the screwing portion 35. The fitting part 34 is formed straight in the example of FIGS. 5 and 6A, and in the example of FIG. 6B, the fitting part 34 has a tapered shape narrowed toward the turbine blade 1 at a slight angle θ. Is formed.

このように、シュラウドピース32はねじ込み式であるため、発明の効果に記載した効果を奏する。付言すると、シュラウドピース32をねじ込み式に構成すると、シュラウドピース32の雄ねじと排気出口孔8の雌ねじとが螺合するが、ねじ込みによる締結力は、雄ねじの追い側フランクが雌ねじに当接することで発生するが、追い側フランクは螺旋状に傾斜しているため、単なる圧入に比べて高い摩擦抵抗を発生させることができる。従って、所定のトルクでねじ込むことにより、離脱しない状態に強固に締結できる。   Thus, since the shroud piece 32 is a screw-in type, there exists an effect described in the effect of invention. In addition, when the shroud piece 32 is configured to be screwed, the male screw of the shroud piece 32 and the female screw of the exhaust outlet hole 8 are screwed together. The fastening force by screwing is such that the follower flank of the male screw contacts the female screw. However, since the follower flank is inclined in a spiral shape, it is possible to generate a higher frictional resistance than a simple press-fitting. Therefore, by screwing with a predetermined torque, it can be firmly fastened without being detached.

また、シュラウドピース32は、フランジ36がストッパー部37に当たることで前進位置が規定されるが、フランジ36がストッパー部37にしっかりと当たることに要するトルクを見込んで、雄ねじと雌ねじとがしっかり噛み合うトルクに設定しておくことにより、シュラウドピース32の雄ねじと排気出口孔8の雌ねじとの接触面に、高い伝熱性を確保するのに必要な面圧を確保することができる。これにより、冷却水によるシュラウドピース32の冷却を確実化できる。   Further, the forward position of the shroud piece 32 is defined by the flange 36 abutting against the stopper portion 37, but the torque required for the flange 36 to abut against the stopper portion 37 is expected, and the torque at which the male screw and the female screw are firmly meshed with each other. By setting to the above, the contact pressure between the male screw of the shroud piece 32 and the female screw of the exhaust outlet hole 8 can ensure a surface pressure necessary to ensure high heat transfer. Thereby, cooling of the shroud piece 32 by cooling water can be ensured.

図6(B)のように、嵌合部34を先窄まりのテーパ状に形成すると、シュラウドピース32のねじ込みによって嵌合部34の密着性を強固にできると共に、カジリ防止の確実化や面圧の安定性向上にも貢献できる。   When the fitting portion 34 is formed in a tapered shape as shown in FIG. 6 (B), the adhesion of the fitting portion 34 can be strengthened by screwing the shroud piece 32, and the anti-galling can be ensured. Contributes to improved pressure stability.

実施形態では、排気出口孔8の終端はシュラウドピース32の後端よりも後ろに位置している。このため、シュラウドピース32の上には、アウトサイドジャケット26の内環状部26aで囲われたはみ出し部38(図4〜6参照)が存在するが、このはみ出し部38の存在により、シュラウドピース32の後端部がウエストゲート通路10から流れた排気ガスに晒されることを防止できる。従って、シュラウドピース32の耐久性を向上できる利点がある。   In the embodiment, the end of the exhaust outlet hole 8 is located behind the rear end of the shroud piece 32. For this reason, the protruding portion 38 (see FIGS. 4 to 6) surrounded by the inner annular portion 26 a of the outside jacket 26 exists on the shroud piece 32, and the shroud piece 32 is provided by the presence of the protruding portion 38. It is possible to prevent the rear end portion from being exposed to the exhaust gas flowing from the wastegate passage 10. Therefore, there is an advantage that the durability of the shroud piece 32 can be improved.

本願発明は、内燃機関の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 of an internal combustion engine. Therefore, it can be used industrially.

1 タービン翼
2 コンプレッサ翼
3 回転軸
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
5 コンプレッサハウジング
6 軸受けハウジング
7 タービンスクロール室
7a シュラウド部
8 排気出口孔
25 インサイドジャケット
26 アウトサイドジャケット
28 入口ポート
30 出口ポート
32 シュラウドピース
34 嵌合部
35 螺合部
36 フランジ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Turbine blade 2 Compressor blade 3 Rotating shaft 4 Turbine housing 4a Circular part 4b Inlet cylinder part 4c Side overhang part 5 Compressor housing 6 Bearing housing 7 Turbine scroll chamber 7a Shroud part 8 Exhaust outlet hole 25 Inside jacket 26 Outside jacket 28 Inlet Port 30 Exit port 32 Shroud piece 34 Fitting part 35 Screw part 36 Flange

Claims (1)

タービン翼が回転自在に配置されたタービンハウジングと、前記タービン翼に固定された回転軸を保持する軸受けハウジングとが一体化されており、
前記タービンハウジングには、排気ガスで前記タービン翼を駆動するためのタービンスクロール室が、前記タービン翼を囲うように形成されていると共に、前記タービン翼を駆動した排気ガスが排出される排気出口孔が、前記回転軸の軸心方向に向けて開口しており、
更に、前記排気出口孔に、円筒状のシュラウドピースが、その先端面を前記タービン翼の外周部と対向させた状態で装着されている構成であって、
前記シュラウドピースと排気出口孔とに、前記シュラウドピースをねじ込みによって取り付けるための螺合部と、前記螺合部よりも前記タービン翼の側に位置した部位において密嵌する嵌合部とを形成している、
排気ターボ過給機。
A turbine housing in which turbine blades are rotatably arranged and a bearing housing that holds a rotating shaft fixed to the turbine blades are integrated.
In the turbine housing, a turbine scroll chamber for driving the turbine blades with exhaust gas is formed so as to surround the turbine blades, and an exhaust outlet hole through which the exhaust gas driving the turbine blades is discharged Is open toward the axial direction of the rotating shaft,
Further, a cylindrical shroud piece is attached to the exhaust outlet hole in a state in which a tip surface thereof is opposed to an outer peripheral portion of the turbine blade,
The shroud piece and the exhaust outlet hole are formed with a threaded portion for mounting the shroud piece by screwing, and a fitting portion that fits closely at a portion located closer to the turbine blade than the threaded portion. ing,
Exhaust turbocharger.
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05133238A (en) * 1991-11-11 1993-05-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Variable capacity supercharger
JPH09236020A (en) * 1996-02-29 1997-09-09 Aisin Seiki Co Ltd Turbocharger
JP2004332733A (en) * 2003-04-30 2004-11-25 Holset Eng Co Ltd Compressor
JP2005030382A (en) * 2003-06-18 2005-02-03 Komatsu Ltd Compressor of turbomachinery and its compressor impeller
US20100236533A1 (en) * 2009-03-23 2010-09-23 Riccardo Meldolesi Valve Seat Insert for a Split-Cycle Engine
JP2012500356A (en) * 2008-08-21 2012-01-05 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト Internal combustion engine with exhaust turbocharger
CN103969001A (en) * 2014-05-14 2014-08-06 北京理工大学 Volute for overall dynamic balance test of detachable turbocharger
DE102016210112A1 (en) * 2016-06-08 2017-12-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft turbocharger
JP2019127860A (en) * 2018-01-23 2019-08-01 株式会社豊田自動織機 Turbocharger

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05133238A (en) * 1991-11-11 1993-05-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Variable capacity supercharger
JPH09236020A (en) * 1996-02-29 1997-09-09 Aisin Seiki Co Ltd Turbocharger
JP2004332733A (en) * 2003-04-30 2004-11-25 Holset Eng Co Ltd Compressor
JP2005030382A (en) * 2003-06-18 2005-02-03 Komatsu Ltd Compressor of turbomachinery and its compressor impeller
JP2012500356A (en) * 2008-08-21 2012-01-05 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト Internal combustion engine with exhaust turbocharger
US20100236533A1 (en) * 2009-03-23 2010-09-23 Riccardo Meldolesi Valve Seat Insert for a Split-Cycle Engine
CN103969001A (en) * 2014-05-14 2014-08-06 北京理工大学 Volute for overall dynamic balance test of detachable turbocharger
DE102016210112A1 (en) * 2016-06-08 2017-12-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft turbocharger
JP2019127860A (en) * 2018-01-23 2019-08-01 株式会社豊田自動織機 Turbocharger

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