JP2021110292A - Turbocharger - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ターボチャージャに関する。 The present invention relates to a turbocharger.
特許文献1に開示されたターボチャージャは、タービンホイールが収容されるタービンハウジングを備えている。タービンハウジングには、タービンホイールよりも排気上流側と排気下流側とをバイパスするバイパス通路が区画されている。そして、タービンハウジングには、バイパス通路を開閉するためのウェイストゲートバルブが取り付けられている。 The turbocharger disclosed in Patent Document 1 includes a turbine housing in which a turbine wheel is housed. The turbine housing is divided into bypass passages that bypass the exhaust upstream side and the exhaust downstream side of the turbine wheel. A wastegate valve for opening and closing the bypass passage is attached to the turbine housing.
特許文献1のターボチャージャにおいて、ウェイストゲートバルブが全閉にされたときには、ウェイストゲートバルブに対して排気圧が作用する。そのため、排気圧の脈動に伴ってウェイストゲートバルブが座面に対して離間及び着座を繰り返し、ウェイストゲートの着座音が発生する。 In the turbocharger of Patent Document 1, when the wastegate valve is fully closed, the exhaust pressure acts on the wastegate valve. Therefore, the wastegate valve repeatedly separates and sits on the seating surface with the pulsation of the exhaust pressure, and the seating sound of the wastegate is generated.
上記課題を解決するためのターボチャージャは、タービンホイールを収容するとともに前記タービンホイールよりも排気上流側及び排気下流側をバイパスするバイパス通路が区画されたタービンハウジングと、前記タービンハウジングに取り付けられて前記バイパス通路を開閉するウェイストゲートバルブとを備えているターボチャージャであって、前記ウェイストゲートバルブの回転軸は、前記タービンハウジングの壁部を貫通しており、前記回転軸における前記タービンハウジングの外部側の端部には、当該回転軸に回転トルクを伝達するためのリンクアームが接続されており、前記リンクアームにおける前記回転軸との接続箇所から前記回転軸の径方向に離れた箇所には、前記リンクアームに対して相対回転可能にリンクロッドの一端部が連結されており、前記リンクロッドの他端部には、当該リンクロッドを動作させるアクチュエータが接続されており、前記リンクロッド及び前記リンクアームのいずれか一方には、前記リンクロッド及び前記リンクアームの相対回転の動作に応じて、前記リンクロッド及び前記リンクアームのいずれか他方に接触する接触部が設けられており、前記接触部は、前記ウェイストゲートバルブが全開にされたときには前記リンクロッド及び前記リンクアームのいずれか他方に接触せず、前記ウェイストゲートバルブが全閉にされたときには前記リンクロッド及び前記リンクアームのいずれか他方に接触する。 The turbocharger for solving the above problems includes a turbine housing in which a turbine wheel is accommodated and a bypass passage that bypasses the upstream side and the downstream side of the exhaust from the turbine wheel is partitioned, and the turbocharger is attached to the turbine housing. A turbocharger including a wastegate valve that opens and closes a bypass passage, wherein a rotation shaft of the wastegate valve penetrates a wall portion of the turbine housing and is an external side of the turbine housing in the rotation shaft. A link arm for transmitting rotational torque to the rotating shaft is connected to the end of the link arm, and a portion of the link arm that is separated from the connection portion with the rotating shaft in the radial direction of the rotating shaft is located at the end of the link arm. One end of the link rod is connected to the link arm so as to be rotatable relative to the link arm, and an actuator for operating the link rod is connected to the other end of the link rod. One of the arms is provided with a contact portion that contacts either the link rod or the link arm according to the relative rotation operation of the link rod and the link arm, and the contact portion is provided. When the wastegate valve is fully opened, it does not come into contact with either the link rod or the link arm, and when the wastegate valve is fully closed, it touches either the link rod or the link arm. Contact.
上記構成においては、ウェイストゲートバルブが全閉にされたときにリンクアーム及びリンクロッドが相対回転しようとした場合、その相対回転の動作に対して、接触部による抵抗が作用する。そのため、リンクアーム及びリンクロッドは動き難くなる。リンクアームが動き難くなると、ウェイストゲートバルブが動き難くなることから、排気圧の脈動に伴うウェイストゲートバルブの動作が抑制される。そのため、ウェイストゲートバルブの着座音の発生を抑制できる。 In the above configuration, when the link arm and the link rod try to rotate relative to each other when the wastegate valve is fully closed, resistance by the contact portion acts on the relative rotation operation. Therefore, the link arm and the link rod become difficult to move. When the link arm becomes difficult to move, the wastegate valve becomes difficult to move, so that the operation of the wastegate valve due to the pulsation of the exhaust pressure is suppressed. Therefore, it is possible to suppress the generation of the seating sound of the wastegate valve.
以下、ターボチャージャの一実施形態を、図面を参照して説明する。
先ず、車両の内燃機関10における吸気及び排気の通路構成について説明する。
図1に示すように、内燃機関10は、外部からの吸気が流通する吸気通路11を備えている。吸気通路11の下流端には、燃料を吸気と混合して燃焼させるための気筒12が接続されている。気筒12には、当該気筒12から排気を排出するための排気通路13が接続されている。
Hereinafter, an embodiment of the turbocharger will be described with reference to the drawings.
First, the intake and exhaust passage configurations of the
As shown in FIG. 1, the
内燃機関10は排気の流れを利用して吸気を圧縮するためのターボチャージャ20を備えている。ターボチャージャ20は、略円筒状のコンプレッサハウジング21を備えている。コンプレッサハウジング21は吸気通路11の途中に取り付けられている。コンプレッサハウジング21の一端には略円筒状のベアリングハウジング22が取り付けられている。ベアリングハウジング22において、コンプレッサハウジング21とは反対側には、タービンハウジング30が取り付けられている。タービンハウジング30は全体として円筒状であり、排気通路13の途中に取り付けられている。
The
図2に示すようにタービンハウジング30は全体として円筒状の筒状部31と、筒状部31の内部空間に排気を導入する円弧部32とを備えている。円弧部32は、筒状部31の外周を取り囲むように配置されている。円弧部32の上流端からは、外側に向ってフランジ33が張り出している。このフランジ33には、排気通路13におけるタービンハウジング30よりも上流側の部分が接続されている。
As shown in FIG. 2, the
図1に示すように、タービンハウジング30における筒状部31及び円弧部32の内部には、排気が流通する主通路23が区画されている。主通路23には、タービンホイール90が収容されている。タービンホイール90は羽根車であり、排気が吹き付けられることで回転する。また、タービンハウジング30における筒状部31及び円弧部32の内部には、主通路23におけるタービンホイール90よりも上流側の部分と、主通路23におけるタービンホイール90よりも下流側の部分とを連通するバイパス通路24が区画されている。すなわち、バイパス通路24は、タービンホイール90よりも上流側からタービンホイール90を迂回してタービンホイール90よりも下流側へと至っている。
As shown in FIG. 1, a
タービンホイール90には、連結シャフト91の一端部が接続されている。連結シャフト91の軸線方向中央部分は、ベアリングハウジング22の内部に収容されている。連結シャフト91は、ベアリングハウジング22の内部の図示しないベアリングによって回転可能に支持されている。連結シャフト91の他端部には羽根車であるコンプレッサホイール92が接続されている。
One end of the connecting
タービンハウジング30における主通路23内を流通する排気がタービンホイール90に吹き付けられることで、タービンホイール90が回転する。タービンホイール90が回転すると、連結シャフト91を介してコンプレッサホイール92が回転して吸気の過給が行われる。
The exhaust gas flowing through the
タービンハウジング30には、バイパス通路24を開閉するウェイストゲートバルブ40が取り付けられている。ウェイストゲートバルブ40はリンク機構70を介してアクチュエータ74の出力軸に連結されている。図2に示すように、アクチュエータ74は、コンプレッサハウジング21に対して固定されている。図1に示すように、アクチュエータ74には、コンプレッサハウジング21よりも下流側から延びている作動通路14が接続されている。アクチュエータ74は、作動通路14を通じて当該アクチュエータ74内に吸気が導入されることで駆動される。アクチュエータ74への吸気の導入は、制御装置100で制御される。制御装置100は、内燃機関10の運転状態として排気の流量が多いときほど、ウェイストゲートバルブ40の開度が小さくなるように、アクチュエータ74を制御する。
A
次にウェイストゲートバルブ40及びウェイストゲートバルブ40の周辺構成について説明する。
図2に示すように、タービンハウジング30における筒状部31の一部からは略円柱形状のボス部34が突出している。図3に示すように、タービンハウジング30の壁部である筒状部31及びボス部34には、略円柱形状の貫通孔35が貫通している。貫通孔35はタービンハウジング30の内部とタービンハウジング30の外部とを連通している。
Next, the peripheral configuration of the
As shown in FIG. 2, a substantially
図3に示すように、貫通孔35には、全体として円筒状のブッシュ80が挿入されている。ブッシュ80の外径は貫通孔35の内径と略同じになっている。ブッシュ80は、貫通孔35に圧入されている。ブッシュ80におけるタービンハウジング30の外部側の端面80Aは、ボス部34の端面よりも突出している。ブッシュ80におけるタービンハウジング30の内部側の端面80Bは、タービンハウジング30の内面よりも内側に位置している。
As shown in FIG. 3, a
ウェイストゲートバルブ40は略円柱形状の回転軸41を備えている。回転軸41は、ブッシュ80の内部に挿通されている。また、回転軸41は、ブッシュ80の内周面に対して回転軸41の外周面が摺動できるように支持されている。すなわち、ウェイストゲートバルブ40の回転軸41は、軸受としてのブッシュ80に支持されている。回転軸41の一端部はタービンハウジング30の外側に位置しているとともにブッシュ80から露出している。回転軸41の他端部はタービンハウジング30の内側に位置している。
The
回転軸41における、タービンハウジング30の内部側の端部からは、アーム42が延びている。アーム42は、回転軸41の中心軸線に対して直角に湾曲するように延びている。また、アーム42の回転軸41側の端部は円柱状になっていて、その外径は回転軸41の外径よりも大きくなっている。したがって、回転軸41とアーム42との間には段差が生じている。
An
アーム42の先端部、すなわち回転軸41とは反対側の端部には、バイパス通路24を開閉する弁体44が取り付けられている。弁体44は、略円柱形状の弁軸45を備えている。弁軸45は、アーム42の先端部を貫通している。弁軸45の一端側、すなわち図3における紙面奥側の端部は、アーム42に対して突出している。弁軸45の一端側の端部には、略円板形状の弁板46が固定されている。弁板46の外径は、弁軸45の外径よりも大きくなっている。弁軸45の他端側、すなわち図3における紙面手前側の端部は、アーム42に対して突出している。弁軸45の他端側の端部には、略円板形状の支持プレート47が固定されている。この支持プレート47により、弁体44がアーム42から脱落しないように固定されている。
A
図3に示すように、回転軸41におけるタービンハウジング30の外部側の端部には、リンク機構70のリンクアーム71が固定されている。図2に示すように、リンクアーム71は、長方形板状になっている。図3に示すように、リンクアーム71の長手方向Nの一方側の端部である軸側端部71aには、当該リンクアーム71の厚み方向に回転軸41が貫通されている。リンクアーム71と回転軸41とは例えば溶接によって固定されている。
As shown in FIG. 3, the
図2に示すように、リンクアーム71における長手方向N他方側の端部である連結端部71bには、リンクロッド73が連結されている。リンクロッド73は全体として棒状になっている。リンクロッド73における長手方向C一方側の端部である連結端部73aは、長方形板状になっている。図3に示すように、リンクロッド73の連結端部73aとリンクアーム71の連結端部71bとには、これらの厚み方向に連結ピン72が貫通している。リンクロッド73の連結端部73aとリンクアーム71の連結端部71bとは、連結ピン72の頭部と、連結ピン72の先端部に取り付けられたCリング72Rとによって抜け止めされている。リンクロッド73の連結端部73aとリンクアーム71の連結端部71bとは、連結ピン72を軸として相対回転可能になっている。リンクロッド73の連結端部73aとリンクアーム71の連結端部71bとの間には、上記相対回転を許容するための所定寸法Sの隙間がある。なお、図4〜図13では、Cリング72Rの図示を省略している。
As shown in FIG. 2, a
図2に示すように、リンクロッド73における長手方向C他端側の端部は、アクチュエータ74の出力軸に接続されている。アクチュエータ74は、リンクロッド73を、概ね当該リンクロッド73の長手方向Cに往復動作させる。リンクアーム71は、リンクロッド73の動作に応じて、回転軸41を回転中心として回転軸41の周方向の一方または他方へ回転する。このとき、リンクアーム71の連結端部71bとリンクロッド73の連結端部73aとは相対回転する。回転軸41は、リンクアーム71の回転トルクを受けて、弁体44とともに当該回転軸41の周方向の一方または他方に回転する。すると、弁体44はバイパス通路24の開口縁に対して接近したり離間したりする。
As shown in FIG. 2, the end of the
リンクロッド73の連結端部73aは、回転軸41よりもリンクロッド73の長手方向C一方側に位置する第1位置(図2の実線参照)と、回転軸41よりもリンクロッド73の長手方向C他方側に位置する第2位置(図2の二点鎖線参照)との間を動作する。リンクロッド73の連結端部73aが第1位置に位置しているとき、弁体44はバイパス通路24の開口縁に対して概ね90度回転した状態となり、ウェイストゲートバルブ40が全開にされる。リンクロッド73の連結端部73aが第2位置に位置しているとき、弁体44はバイパス通路24の開口縁に当接した状態となり、ウェイストゲートバルブ40が全閉にされる。
The connecting
図7に示すように、リンクアーム71の連結端部71bにおける、リンクロッド73の連結端部73aに対向する側の面からは、接触部50が突出している。接触部50の突出方向の寸法は、リンクアーム71の連結端部71bとリンクロッド73の連結端部73aとの隙間の寸法Sと略一致している。この実施形態では、接触部50は、リンクアーム71との一体成形物となっている。
As shown in FIG. 7, the
図6に示すように、連結ピン72の中心軸線72J方向からの平面視(以下、ターボ側面視と称する。)において、接触部50は連結ピン72近傍に位置している。詳細には、リンクアーム71の長手方向Nに関して、接触部50は、連結ピン72の中心軸線72Jよりもリンクアーム71の長手方向N一方側に位置している。また、リンクアーム71の短手方向に関して、接触部50は、リンクアーム71とリンクロッド73とが直交した状態において、連結ピン72の中心軸線72Jよりもリンクロッド73の長手方向C一方側に位置している。さらに、図8に示すように、接触部50は、リンクロッド73の連結端部73aが第2位置に位置するときに、連結ピン72の中心軸線72Jよりもリンクロッド73の長手方向C一方側に位置している。
As shown in FIG. 6, the
ターボ側面視において、接触部50は略直角三角形になっている。ターボ側面視において、接触部50の直角三角形の斜辺50aは連結ピン72と対向し、残りの2辺のうちの一方である一方辺50bはリンクアーム71の長手方向Nに沿っている。
In the turbo side view, the
図4に示すように、接触部50は、リンクロッド73の連結端部73aが第1位置に位置するとき、すなわちウェイストゲートバルブ40が全開にされたときに、ターボ側面視において直角三角形の斜辺50aがリンクロッド73の範囲外に位置するように、位置が定められている。この結果として、ウェイストゲートバルブ40が全開にされたときには、ターボ側面視において接触部50全体がリンクロッド73の連結端部73aから外れる。
As shown in FIG. 4, the
図8に示すように、接触部50は、リンクロッド73の連結端部73aが第2位置に位置するとき、すなわちウェイストゲートバルブ40が全閉にされたときに、ターボ側面視において斜辺50a及び一方辺50bの大部分がリンクロッド73の範囲内に位置するように、位置が定められている。この結果として、ウェイストゲートバルブ40が全閉にされたときには、ターボ側面視において接触部50の略全体がリンクロッド73の連結端部73aと重複する。
As shown in FIG. 8, the
図7に示すように、接触部50における、突出先端側の端面(以下、突出先端面51と称する。)の周縁の一部は、面取りされた傾斜面52となっている。詳細には、接触部50における、突出先端面51と、リンクアーム71の連結端部71bから立ち上がる立ち上がり面53との間には、傾斜面52が介在している。傾斜面52は、接触部50における突出先端側ほど接触部50の内側に位置するように傾斜している。傾斜面52は、接触部50の直角三角形の斜辺50a及び一方辺50bに設けられている。
As shown in FIG. 7, a part of the peripheral edge of the end surface on the projecting tip side (hereinafter, referred to as the projecting tip surface 51) in the
次に、本実施形態の作用について説明する。
図4に示すように、リンクロッド73の連結端部73aが第1位置に位置するとき、すなわちウェイストゲートバルブ40が全開にされているとき、ターボ側面視において接触部50はリンクロッド73の連結端部73aから外れた位置に配置されている。この場合、図5に示すように、接触部50はリンクロッド73の連結端部73aと接触していない。
Next, the operation of this embodiment will be described.
As shown in FIG. 4, when the connecting
図6に示すように、リンクロッド73の連結端部73aが第1位置からリンクロッド73の長手方向C他方側へ動作すると、リンクアーム71の連結端部71bはリンクロッド73の連結端部73aに対して相対回転する。この相対回転に応じて、接触部50は、ターボ側面視においてリンクロッド73の連結端部73aの範囲内に位置するようになる。詳細には、ターボ側面視において、接触部50は、その直角三角形の斜辺50aと一方辺50bとの交点の側からリンクロッド73の連結端部73aの範囲内に位置し始める。ターボ側面視において、接触部50は、傾斜面52を経て突出先端面51がリンクロッド73の連結端部73aの範囲内に位置するようになる。ターボ側面視において接触部50の突出先端面51がリンクロッド73の連結端部73aの範囲内に位置すると、図7に示すように、突出先端面51と連結端部73aとは互いに面接触する。リンクロッド73の連結端部73aが第2位置に近づくほど、すなわち、ウェイストゲートバルブ40が全閉状態に近づくほど、接触部50の突出先端面51とリンクロッド73の連結端部73aとが面接触する領域は大きくなる。そして、図8及び図9に示すように、リンクロッド73の連結端部73aが第2位置に位置すると、すなわち、ウェイストゲートバルブ40が全閉にされると、接触部50の突出先端面51とリンクロッド73の連結端部73aとが面接触する領域は最大になる。このとき、接触部50の突出先端面51の略全域が、リンクロッド73の連結端部73aと面接触している。
As shown in FIG. 6, when the connecting
次に、本実施形態の効果について説明する。
(1)ウェイストゲートバルブ40の着座音について
ウェイストゲートバルブ40が全閉にされているとき、弁体44はバイパス通路24の開口全域と対向している。また、アクチュエータ74の制御との兼ね合いから、ウェイストゲートバルブ40が全閉にされるときには排気の圧力は相当に強くなる。これらのことから、ウェイストゲートバルブ40が全閉にされているとき、弁体44には相当に強い排気の圧力が作用する。
Next, the effect of this embodiment will be described.
(1) Seating Sound of
ここで、仮にリンクロッド73の連結端部73aとリンクアーム71の連結端部71bとの間に隙間があると、リンクロッド73とリンクアーム71とが相対回転しようとしたときにこれらの両者が互いに抵抗を受けることなく動作できることから、リンクロッド73とリンクアーム71とは動き易い。そして、リンクアーム71が動きやすいと、排気の脈動に応じて弁体44がバイパス通路24の開口縁に対して離間したり着座したりしようとするときの弁体44、回転軸41、及びリンクアーム71の一体物の動作が容易に許容される。この場合、バイパス通路24の開口縁に対する弁体44の繰り返しの着座音が発生する。
Here, if there is a gap between the connecting
図8及び図9に示すように、上記構成では、ウェイストゲートバルブ40が全閉にされているときには、接触部50の突出先端面51の略全域がリンクロッド73の連結端部73aと面接触する。このことから、リンクロッド73の連結端部73aとリンクアーム71の連結端部71bとが相対回転しようとしたときに、その相対回転の動作に摩擦抵抗がかかる。そのため、排気の脈動に対して弁体44、回転軸41、及びリンクアーム71の一体物が動き難くなる。したがって、弁体44がバイパス通路24の開口縁に対して離間したり着座したりしようとする動作が抑制され、弁体44の着座音が発生し難くなる。
As shown in FIGS. 8 and 9, in the above configuration, when the
(2)回転軸41とブッシュ80の内壁との衝突音について
ウェイストゲートバルブ40が全閉と全開との中間の開度である半開にされているとき、弁体44はバイパス通路24の開口の一部と対向している。また、アクチュエータ74の制御との兼ね合いから、ウェイストゲートバルブ40が半開のときには、ウェイストゲートバルブが全開のときのよりも排気の圧力は強い。これらのことから、ウェイストゲートバルブ40が半開にされているとき、弁体44には相応の排気の圧力が作用する。
(2) Collision sound between the
ここで、仮にリンクロッド73の連結端部73aとリンクアーム71の連結端部71bとの間に隙間があると、リンクロッド73に対するリンクアーム71のがたつきが許容される。この場合、弁体44、回転軸41、及びリンクアーム71の一体物全体が、リンクロッド73に対してがたつき得る。そのため、弁体44に排気の圧力が作用する状況下では、排気の脈動に応じて弁体44、回転軸41、及びリンクアーム71の一体物全体がリンクロッド73に対してがたつく。そして、こうしたがたつきに起因して、回転軸41がブッシュ80内で暴れる格好となり、それに伴って回転軸41とブッシュ80の内壁との衝突音が発生する。
Here, if there is a gap between the connecting
図6及び図7に示すように、上記構成では、ウェイストゲートバルブ40が半開にされているときには、接触部50の突出先端面51の一部がリンクロッド73の連結端部73aと面接触している。このことから、この面接触による摩擦抵抗を受けることで、リンクロッド73の連結端部73aとリンクアーム71の連結端部71bとは相応に動きに難くなっている。リンクアーム71が動き難くなっていれば、排気の脈動に対して弁体44、回転軸41、及びリンクアーム71の一体物が動き難くなる。したがって、回転軸41とブッシュ80の内壁との衝突音が発生し難くなる。
As shown in FIGS. 6 and 7, in the above configuration, when the
また、図7に示すように、接触部50の突出先端面51の一部がリンクロッド73の連結端部73aと面接触している場合、接触部50は、リンクロッド73の連結端部73aとリンクアーム71の連結端部71bとの隙間を埋めている。リンクロッド73の連結端部73aとリンクアーム71の連結端部71bとの隙間が埋められていれば、弁体44、回転軸41、及びリンクアーム71の一体物のがたつきが抑制される。したがって、回転軸41とブッシュ80の内壁との衝突音の発生を抑制できる。
Further, as shown in FIG. 7, when a part of the protruding
(3)ウェイストゲートバルブ40の開度と摩擦抵抗の大きさとの関係性について
弁体44の着座音や回転軸41の衝突音の発生を抑制すべく上記のようにリンクアーム71の連結端部71bとリンクロッド73の連結端部73aとの相対回転の動作に抵抗を持たせる場合、ウェイストゲートバルブ40の開度を変更する際には上記抵抗に抗してリンクロッド73及びリンクアーム71を動作させる必要がある。そして、上記抵抗に抗してリンクロッド73及びリンクアーム71を動作させるためには、アクチュエータ74の駆動力を大きくする必要がある。アクチュエータ74は、吸気圧を利用して駆動されることから、アクチュエータ74の駆動力を大きくする場合には、要求される吸気圧も大きくなり、機関負荷の増大や燃費の悪化を招き得る。
(3) Relationship between the opening degree of the
ここで、上記したように、アクチュエータ74の制御との兼ね合いや弁体44の配置との関連から、弁体44に作用する排気の圧力は、ウェイストゲートバルブ40の開度が大きいほど、つまりウェイストゲートバルブ40が全開状態に近いほど小さくなる。そのため、弁体44、回転軸41、及びリンクアーム71の一体物を動き難くするために必要となる抵抗の大きさは、ウェイストゲートバルブ40が全開状態に近いほど小さくなる。
Here, as described above, the exhaust pressure acting on the
そこで、上記構成では、接触部50がリンクロッド73の連結端部73aと面接触する領域の大きさ、つまりリンクアーム71の連結端部71bとリンクロッド73の連結端部73aとの相対回転の動作に係る摩擦抵抗の大きさを、ウェイストゲートバルブ40の開度に応じて徐々に変化させている。このようにして、ウェイストゲートバルブ40の開度に応じて摩擦抵抗の大きさを徐々に変化させることで、それぞれの開度での摩擦抵抗の大きさを必要以上に大きくすることなく、それぞれの開度で要求されるものに見合った大きさにできる。したがって、機関負荷の増大や燃費の悪化を最小限に抑えた上で、弁体44の着座音や回転軸41の衝突音といった異音を抑制できる。
Therefore, in the above configuration, the size of the region where the
さらに、ウェイストゲートバルブ40が全開にされているときには、弁体44は排気の流れと略平行に配置されることから、弁体44には排気の圧力がほとんど作用しない。そのため、弁体44、回転軸41、及びリンクアーム71の一体物を動き難くする必要はない。上記構成では、図4及び図5に示すように、ウェイストゲートバルブ40が全開のときには、接触部50がリンクロッド73の連結端部73aと接触しない。そのため、リンクアーム71の連結端部71bとリンクロッド73の連結端部73aとの相対回転の動作に対して抵抗は作用しない。したがって、機関負荷の増大や燃費の悪化を招くことはない。
Further, when the
(4)接触部50の傾斜面52について
ウェイストゲートバルブ40が全開にされているときに、連結ピン72の中心軸線72J方向に関して、リンクアーム71の連結端部71bとリンクロッド73の連結端部73aとが相応に近寄っていることがある(以下、全開近寄り状態と称する。)。仮に、全開近寄り状態においてリンクアーム71の連結端部71bとリンクロッド73の連結端部73aとの距離が接触部50の突出長よりも小さい場合、上記全開近寄り状態からウェイストゲートバルブ40の開度が変更されることに伴ってリンクアーム71の連結端部71bとリンクロッド73の連結端部73aとが相対回転しようとしたときに、接触部50の立ち上がり面53がリンクロッド73の連結端部73aに干渉し、相対回転が妨げられるおそれがある。
(4) Regarding the
この点、上記実施形態では、接触部50に傾斜面52が設けられているので、上記全開近寄り状態からリンクアーム71の連結端部71bとリンクロッド73の連結端部73aとが相対回転すると、図5及び図7に示すように、立ち上がり面53ではなく先ず傾斜面52がリンクロッド73の連結端部73aに接触する。そして、相対回転が進むにつれて、傾斜面52の傾斜角度に応じて徐々にリンクアーム71の連結端部71bとリンクロッド73の連結端部73aとの距離が離される。そのため、リンクアーム71の連結端部71bとリンクロッド73の連結端部73aとの相対回転が妨げられることなく円滑に接触部50がリンクアーム71の連結端部71bとリンクロッド73の連結端部73aとの間に入り込む。したがって、接触部50を、リンクロッド73の連結端部73aと対向する位置へと円滑に移動させることができる。
In this regard, in the above embodiment, since the
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・接触部50の位置は、上記実施形態の例に限定されない。接触部50は、ウェイストゲートバルブ40が全開にされたときにはリンクロッド73の連結端部73aに接触せず、ウェイストゲートバルブ40が全閉にされたときにはリンクロッド73の連結端部73aに接触する位置に配置されていればよい。例えば、図10に示すように、ターボ側面視で直角三角形の接触部50を、連結ピン72を挟んで上記実施形態とは反対側に配置してもよい。すなわち、図10に示す例では、リンクアーム71の長手方向Nに関して、接触部50は、連結ピン72の中心軸線72Jよりもリンクアーム71の長手方向N他方側に位置している。また、リンクアーム71の短手方向に関して、接触部50は、リンクアーム71とリンクロッド73とが直交した状態において連結ピン72の中心軸線72Jよりもリンクロッド73の長手方向C他方側に位置している。そして、ターボ側面視において、接触部50の直角三角形の斜辺が連結ピン72と対向し、残りの2辺のうちの一方がリンクアーム71の長手方向に沿っている。
In addition, this embodiment can be implemented by changing as follows. The present embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
The position of the
図10の二点鎖線で示すように、接触部50は、リンクロッド73の連結端部73aが第1位置に位置するとき、すなわちウェイストゲートバルブ40が全開にされたときに、ターボ側面視において当該接触部50全体がリンクロッド73の範囲外に位置するように、位置が定められている。また、図10の実線で示すように、接触部50は、リンクロッド73の連結端部73aが第2位置に位置するとき、すなわちウェイストゲートバルブ40が全閉にされたときに、ターボ側面視において当該接触部50全体がリンクロッド73の範囲内に位置するように、位置が定められている。
As shown by the alternate long and short dash line in FIG. 10, the
こうした配置でも、上記実施形態と同様、接触部50は、図10の二点鎖線で示すようにウェイストゲートバルブ40が全開にされたときにはリンクロッド73の連結端部73aに接触せず、図10の実線で示すようにウェイストゲートバルブ40が全閉にされたときにはリンクロッド73の連結端部73aに接触する。
Even in such an arrangement, as in the above embodiment, the
・接触部50を、リンクアーム71の連結端部71bではなく、リンクロッド73の連結端部73aに設けてもよい。この場合、接触部50は、ウェイストゲートバルブ40が全開にされたときにはリンクアーム71の連結端部71bに接触せず、ウェイストゲートバルブ40が全閉にされたときにはリンクアーム71の連結端部71bに接触する位置に配置すればよい。
The
図11に示す例では、リンクロッド73の長手方向Cに関して、ターボ側面視で直角三角形の接触部50は、連結ピン72の中心軸線72Jよりも当該リンクロッド73の長手方向C一方側に位置している。また、リンクロッド73の連結端部73aの短手方向に関して、接触部50は、リンクアーム71とリンクロッド73とが直交した状態で連結ピン72の中心軸線72Jよりもリンクアーム71の長手方向N他方側に位置している。そして、ターボ側面視において、接触部50の直角三角形の斜辺50aが連結ピン72と対向し、残りの2辺のうちの一方がリンクロッド73の短手方向に沿っている。
In the example shown in FIG. 11, with respect to the longitudinal direction C of the
図11の二点鎖線で示すように、接触部50は、リンクロッド73の連結端部73aが第1位置に位置するとき、すなわちウェイストゲートバルブ40が全開にされたときに、ターボ側面視において当該接触部50全体がリンクアーム71の範囲外に位置するように、位置が定められている。また、図11の実線で示すように、接触部50は、リンクロッド73の連結端部73aが第2位置に位置するとき、すなわちウェイストゲートバルブ40が全閉にされたときに、ターボ側面視において当該接触部50全体がリンクアーム71の範囲内に位置するように、位置が定められている。
As shown by the alternate long and short dash line in FIG. 11, the
こうした配置によれば、接触部50は、図11の二点鎖線で示すようにウェイストゲートバルブ40が全開にされたときにはリンクアーム71の連結端部71bに接触せず、図11の実線で示すようにウェイストゲートバルブ40が全閉にされたときにはリンクアーム71の連結端部71bに接触する。
According to such an arrangement, the
・接触部50の形状は、ターボ側面視において直角三角形のものに限定されない。接触部50は、例えば、ターボ側面視において正三角形でもよいし、三角形以外の多角形でもよいし、円形でもよい。接触部50は、当該接触部50の配置との兼ね合いで、ウェイストゲートバルブ40が全開にされたときにはリンクロッド73の連結端部73aやリンクアーム71の連結端部71bに接触せず、ウェイストゲートバルブ40が全閉にされたときにはリンクロッド73の連結端部73aやリンクアーム71の連結端部71bに接触する構成であればよい。
-The shape of the
・接触部50がリンクロッド73の連結端部73aやリンクアーム71の連結端部71bと面接触する領域の大きさが、リンクアーム71の連結端部71bとリンクロッド73の連結端部73aとの相対回転に応じて徐々に変化することは必須ではない。接触部50の位置や形状を変更することに伴って、例えば、ウェイストゲートバルブ40が全閉にされるときと半開にされるときとで接触部50が面接触する領域の大きさが同じであってもよいし、ウェイストゲートバルブ40が全閉にされるときにのみ接触部50が面接触する構成でもよい。
The size of the region where the
・接触部50の形状によっては、接触部50がリンクロッド73の連結端部73aやリンクアーム71の連結端部71bと面接触するのではなく、局所的に点接触したりすることもあり得る。例えば、接触部50を半球状の突起で構成すれば、接触部50の突起の先端が局所的にリンクロッド73の連結端部73aやリンクアーム71の連結端部71bに接触する。
-Depending on the shape of the
・接触部50をリンクアーム71やリンクロッド73に設ける上で、接触部50をリンクアーム71やリンクロッド73との一体成形物とすることは必須ではない。例えば、溶接によって接触部50をリンクアーム71に取り付けてもよい。すなわち、接触部50をリンクアーム71やリンクロッド73に取り付ける手法は上記実施形態の例に限定されない。
In order to provide the
・接触部を一体成形や溶接等によってリンクアーム71やリンクロッド73に取り付けるのではなく、リンクロッド73やリンクアーム71そのものの一部を接触部として構成してもよい。例えば、図12に示すように、リンクアーム71の連結端部71bにおける、連結ピン72よりもリンクアーム71の長手方向N他方側の部分の寸法を、相応に大きくする。詳細には、ウェイストゲートバルブ40の全閉状態において、リンクアーム71の連結端部71bが、リンクロッド73よりもリンクアーム71の連結端部71bの長手方向N他方側にまで至っているように、リンクアーム71の寸法を調節する。その上で、図13に示すように、リンクロッド73を、連結ピン72の中心軸線72Jに直交する直交線Lに対して傾斜させて配置する。詳細には、リンクロッド73は、リンクロッド73におけるその長手方向C他方側の部分ほどリンクアーム71の側に位置するように、直交線Lに対して傾斜して配置されるとともに、一定の傾斜角度を維持するように位置決めされる。この場合、ウェイストゲートバルブ40が全閉にされたときにはリンクアーム71の連結端部71bとリンクロッド73の連結端部73aとが接触する。具体的には、リンクアーム71の連結端部71bにおける短手方向の両端面71p,71qのうち、ターボ平面視においてリンクロッド73の長手方向C他方側に位置する端面71qは、リンクロッド73の連結端部73aにおける短手方向の両端面73p,73qのうち、ターボ平面視においてリンクアーム71の長手方向N他方側に位置する端面73qと接触する。この場合、リンクアーム71及びリンクロッド73の互いの接触部分が接触部110となる。こうした接触部110によって、リンクアーム71及びリンクロッド73の相対回転に抵抗を与えてもよい。
-Instead of attaching the contact portion to the
・ターボチャージャ20の構成部品の詳細は、適宜変更可能である。例えば、リンクアーム71を楕円の板状にしてもよい。そして、リンクアーム71の楕円の長手方向一方側の端部に回転軸41を接続し、長手方向他方側の端部にリンクロッド73を連結してもよい。この場合も、上記実施形態と同様、リンクロッド73は、リンクアーム71における、回転軸41との接続箇所から回転軸41の径方向に離れた箇所に連結される。
-Details of the components of the
・アクチュエータ74として、電動式のものを採用してもよい。
-As the
10…内燃機関
20…ターボチャージャ
24…バイパス通路
30…タービンハウジング
40…ウェイストゲートバルブ
41…回転軸
50…接触部
71…リンクアーム
73…リンクロッド
74…アクチュエータ
90…タービンホイール
10 ...
Claims (1)
前記ウェイストゲートバルブの回転軸は、前記タービンハウジングの壁部を貫通しており、
前記回転軸における前記タービンハウジングの外部側の端部には、当該回転軸に回転トルクを伝達するためのリンクアームが接続されており、
前記リンクアームにおける前記回転軸との接続箇所から前記回転軸の径方向に離れた箇所には、前記リンクアームに対して相対回転可能にリンクロッドの一端部が連結されており、
前記リンクロッドの他端部には、当該リンクロッドを動作させるアクチュエータが接続されており、
前記リンクロッド及び前記リンクアームのいずれか一方には、前記リンクロッド及び前記リンクアームの相対回転の動作に応じて、前記リンクロッド及び前記リンクアームのいずれか他方に接触する接触部が設けられており、
前記接触部は、前記ウェイストゲートバルブが全開にされたときには前記リンクロッド及び前記リンクアームのいずれか他方に接触せず、前記ウェイストゲートバルブが全閉にされたときには前記リンクロッド及び前記リンクアームのいずれか他方に接触する
ターボチャージャ。 It is provided with a turbine housing in which a bypass passage that accommodates the turbine wheel and bypasses the exhaust upstream side and the exhaust downstream side of the turbine wheel is partitioned, and a wastegate valve that is attached to the turbine housing and opens and closes the bypass passage. It ’s a turbocharger
The rotation shaft of the wastegate valve penetrates the wall portion of the turbine housing.
A link arm for transmitting rotational torque to the rotating shaft is connected to the outer end of the turbine housing on the rotating shaft.
One end of the link rod is connected to the link arm so as to be rotatable relative to the link arm at a position separated from the connection point with the rotating shaft in the radial direction of the rotating shaft.
An actuator for operating the link rod is connected to the other end of the link rod.
One of the link rod and the link arm is provided with a contact portion that comes into contact with either the link rod or the link arm in response to the relative rotation operation of the link rod and the link arm. Ori,
The contact portion does not contact either the link rod or the link arm when the wastegate valve is fully opened, and the link rod and the link arm when the wastegate valve is fully closed. A turbocharger that touches one or the other.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2020002691A JP2021110292A (en) | 2020-01-10 | 2020-01-10 | Turbocharger |
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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JP2020002691A Pending JP2021110292A (en) | 2020-01-10 | 2020-01-10 | Turbocharger |
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-
2020
- 2020-01-10 JP JP2020002691A patent/JP2021110292A/en active Pending
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