JP2020159220A - ターボチャージャ - Google Patents
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Abstract
Description
図1に示すように、ターボチャージャ10のハウジング11は、ベアリングハウジング20、タービンハウジング30、及びコンプレッサハウジング40を有している。ベアリングハウジング20、タービンハウジング30、及びコンプレッサハウジング40は、鋳鉄製である。タービンハウジング30の内部には、内燃機関Eから排出された排ガスが流れる。コンプレッサハウジング40の内部には、内燃機関Eへ導かれる吸気が流れる。本実施形態では、内燃機関Eはガソリンエンジンである。
内燃機関Eから排出された排ガスは、吸入口を介してタービンスクロール流路36に導かれる。タービンスクロール流路36に導かれた排ガスは、連通流路35を介してタービン室34に導かれる。排ガスがタービンスクロール流路36を流れる際、第1断熱層55によってタービンハウジング30のタービン本体部31への排ガスの熱の伝達が抑制されている。タービン室34に排ガスが導入されると、タービンインペラ13は、タービン室34に導入された排ガスによって回転する。そして、タービンインペラ13に回転に伴って、コンプレッサインペラ14がインペラシャフト12を介してタービンインペラ13と一体的に回転する。コンプレッサインペラ14が回転すると、吸気口42aを介してコンプレッサインペラ室43に導入された吸気が、コンプレッサインペラ14の回転によって圧縮されるとともに、ディフューザ流路44を通過する際に減速され、吸気の速度エネルギーが圧力エネルギーに変換される。そして、高圧となった吸気がコンプレッサスクロール流路45に吐出され、内燃機関Eに供給される。このようなターボチャージャ10による内燃機関Eへの吸気の過給が行われることで、内燃機関Eの吸気効率が高まり、内燃機関Eの性能が向上する。タービン室34を流れる排ガスは、吐出口33から下流側排気管を通過して触媒に導かれ、触媒によって浄化される。排ガスが吐出口33を流れる際、第2断熱層60によってタービンハウジング30のタービン筒状部32への排ガスの熱の伝達が抑制されている。
(1)タービンスクロール流路36を流れる排ガスは高温であるため、タービンスクロール流路36を構成する第2流路形成プレート56は熱伸びする。このとき、第2流路形成プレート56の熱伸び量は内周側よりも外周側で多くなる。第2流路形成プレート56の内周側部位56eはベアリングハウジング20に対して移動不能な固定部位であり、第2流路形成プレート56の外周側端部56cは自由端である。また、第2流路形成プレート56の外周側側面56dは、タービン本体部31の外周壁31aの内面と離間している。よって、第2流路形成プレート56における熱伸び量の多い外周側で第2流路形成プレート56の熱伸びを許容できる。
○ 図3に示すように、インペラシャフト12の回転軸線方向において、板ばね57と第2流路形成プレート56との間には、環状プレート71が介在されていてもよい。環状プレート71は、ヒートインシュレータである。環状プレート71は、内周側部位がベアリングハウジング20側に向けて突出する第1リブ71aと、外周側部位がベアリングハウジング20側に向けて突出する第2リブ71bとを有している。よって、環状プレート71は、第2流路形成プレート56に向けて凸となる湾曲形状である。環状プレート71における第1リブ71a及び第2リブ71bとは反対側の端面71cは、第2流路形成プレート56の第1端面56aと当接している。
○ インペラシャフト12の径方向において、タービン本体部31の外周壁31aと第1流路形成プレート53の外周部54aとの間に設けられた第1弾性部材61を省略してもよい。
○ 第1流路形成プレート53の流路形成部位54の外周部54aに対する第1弾性部材61の固定方法は、マイクロスポット溶接に限定されず、例えば、接着剤による接着やかしめでもよい。
○ 第2流路形成プレート56の第1端面56aに対する第2弾性部材62の固定方法は、マイクロスポット溶接に限定されず、例えば、接着剤による接着やかしめでもよい。
○ 吐出口形成部材59の外周面に対する第3弾性部材63の固定方法は、マイクロスポット溶接に限定されず、例えば、接着剤による接着やかしめでもよい。
この場合、第1流路形成プレート53の平板部53cは、例えば、タービン本体部31の内周壁31bに溶接されることにより、タービンハウジング30に対して移動不能な固定部位とされてもよい。また、第2流路形成プレート56の内周側部位56eは、例えば、閉塞プレート26の第2突出部262に溶接されることにより、ベアリングハウジング20に対して移動不能な固定部位とされてもよい。
○ タービンシュラウド部51は、タービンハウジング30と別部材ではなく、タービンハウジング30に一体形成されている構成であってもよい。この場合、連通流路35におけるベアリングハウジング20とは反対側の壁面は、タービンハウジング30によって形成される。
○ ベアリングハウジング20、タービンハウジング30、及びコンプレッサハウジング40は、鋳鉄製に限定されず、例えば鋳鋼製でもよい。
Claims (9)
- インペラシャフトを回転可能に支持する筒状のベアリングハウジングと、
前記ベアリングハウジングにおける前記インペラシャフトの回転軸線方向の一端に連結されるとともに、内燃機関から排出された排ガスが内部を流れるタービンハウジングと、
前記タービンハウジング内に形成されるタービン室と、
前記タービン室に収容されるとともに前記タービン室に導入された排ガスによって前記インペラシャフトと一体的に回転するタービンインペラと、
前記タービンハウジング内に形成されるとともに前記タービンハウジングに流入した排ガスを前記タービン室に導く流路の一部であり、前記タービン室の周囲を取り囲むタービンスクロール流路と、
前記タービンハウジング内に形成されるとともに前記タービンスクロール流路と前記タービン室とを連通する環状の連通流路と、
前記タービンスクロール流路及び前記連通流路における前記ベアリングハウジング側の壁面を形成する板金製かつ環状のベアリングハウジング側流路形成プレートと、
を備えたターボチャージャであって、
前記ベアリングハウジング側流路形成プレートの内周側部位は前記ベアリングハウジングに対して移動不能な固定部位であるとともに、前記ベアリングハウジング側流路形成プレートの外周側端部は自由端であり、
前記ベアリングハウジング側流路形成プレートの外周側側面は、前記ベアリングハウジング側流路形成プレートの外周側側面と対向する第1対向部材と離間していることを特徴とするターボチャージャ。 - 前記ベアリングハウジング側流路形成プレートと対向配置され、前記タービンスクロール流路における前記ベアリングハウジングとは反対側の壁面を形成するタービン側流路形成プレートを備え、
前記タービン側流路形成プレートの内周側部位は、前記タービンハウジングに対して移動不能な固定部位であるとともに、前記タービン側流路形成プレートの外周側端部は自由端であり、
前記タービン側流路形成プレートの外周側側面は、前記タービン側流路形成プレートの外周側側面と対向する第2対向部材と離間している請求項1に記載のターボチャージャ。 - 前記連通流路における前記ベアリングハウジングとは反対側の壁面を形成するタービンシュラウド部と、
前記連通流路に配置され、前記ベアリングハウジング側流路形成プレートと前記タービンシュラウド部との間隔を保持する間隔保持部材と、
を備え、
前記ベアリングハウジング側流路形成プレートの内周側部位は、前記間隔保持部材と前記ベアリングハウジングとで挟持されることにより、前記ベアリングハウジングに対して移動不能であり、
前記タービン側流路形成プレートの内周側部位は、前記タービンシュラウド部と前記タービンハウジングとで挟持されることにより、前記タービンハウジングに対して移動不能である請求項2に記載のターボチャージャ。 - 前記タービンハウジングは、前記ベアリングハウジング側に開口し、
前記ベアリングハウジングは、前記タービンハウジングに当接した状態で前記タービンハウジングの開口を覆い、
前記インペラシャフトの回転軸線方向において前記ベアリングハウジング側流路形成プレートと前記ベアリングハウジングとの間に介在されるとともに、前記ベアリングハウジング側流路形成プレートを介して前記連通流路と並設され、前記ベアリングハウジング側流路形成プレートの内周側部位を前記間隔保持部材に向けて付勢する付勢部材を備える請求項3に記載のターボチャージャ。 - 前記タービン側流路形成プレートの内周側部位は、前記ベアリングハウジング側流路形成プレート及び前記間隔保持部材を介して前記タービンシュラウド部に作用する前記付勢部材の付勢力によって、前記タービンハウジングに向けて押圧される請求項4に記載のターボチャージャ。
- 前記インペラシャフトの回転軸線方向において、前記付勢部材と前記ベアリングハウジング側流路形成プレートとの間には、環状のヒートインシュレータが介在されている請求項4又は請求項5に記載のターボチャージャ。
- 前記タービンハウジングは、前記ベアリングハウジング側に開口し、
前記ベアリングハウジングは、前記タービンハウジングに当接した状態で前記タービンハウジングの開口を覆い、
前記ベアリングハウジングには、前記インペラシャフトが挿通される挿通孔が形成されるとともに、前記挿通孔の内周面と前記インペラシャフトの外周面との間にはシール部材が配置され、
前記ベアリングハウジングにおける前記インペラシャフトの回転軸線方向の一端に装着されるとともに、前記インペラシャフトの回転軸線方向において前記ベアリングハウジングと前記ベアリングハウジング側流路形成プレートとの間に配置され、前記ベアリングハウジング側流路形成プレートを前記間隔保持部材に向けて付勢するばね状インシュレータを備える請求項3に記載のターボチャージャ。 - 前記タービン側流路形成プレートの内周側部位は、前記ベアリングハウジング側流路形成プレート及び前記間隔保持部材を介して前記タービンシュラウド部に作用する前記ばね状インシュレータの付勢力によって、前記タービンハウジングに向けて押圧される請求項7に記載のターボチャージャ。
- 前記インペラシャフトの回転軸線方向において、前記ベアリングハウジング側流路形成プレートと前記ベアリングハウジングとの間には、弾性部材が介在されている請求項1〜請求項8の何れか一項に記載のターボチャージャ。
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