JP3714041B2

JP3714041B2 - Supercharger with variable nozzle vanes

Info

Publication number: JP3714041B2
Application number: JP19763399A
Authority: JP
Inventors: 政行高橋; 裕史上瀧; 直樹小野田
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 1999-07-12
Filing date: 1999-07-12
Publication date: 2005-11-09
Anticipated expiration: 2019-07-12
Also published as: JP2001027124A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タービン外周に配設された可変ノズルベーンの角度を変更してタービンに流入する排気ガスの流速を調節可能な、可変ノズルベーン付き過給機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車のエンジン等では、排気ガスのエネルギを利用して過給を行なう過給機が広く用いられている。このような過給機の一つとしては、排気タービンの周囲に配設されたノズル翼（ノズルベーン）の角度を可変とした可変ノズルベーン付き過給機が実用化されている。可変ノズルベーン付き過給機は、ノズルベーンの角度を調整することにより、排気タービンに流入する排気ガス流速を調整して、内燃機関の負荷状態等に応じて最適な過給が行なえるようになっている。
【０００３】
図３〜図７は、このような従来の可変ノズルベーン付き過給機（以下、単に過給機ともいう）の排気タービン側の構成の一例を示す図である。図３（ａ），（ｂ）に示すように、排気タービン１は、タービンケーシング２内に配設され、ガス入口ケーシング２ａ及びガス出口ケーシング２ｂにより形成されるガス通路内を流れる排気ガスによって回転駆動される。排気タービン１は、ロータ軸１ａを介して図示しないコンプレッサに接続されている。このコンプレッサは、内燃機関の吸気通路に配設されており、排気タービン１を介して、ガス通路内を流れる排気ガスにより回転駆動されて吸気通路内の空気を圧縮するようになっている。
【０００４】
そして、排気タービン１の周囲には、複数のノズルベーン（以下、単にノズルともいう）４ａが、排気タービン１の軸心線（タービン軸心線）Ｃ１を中心に環状に且つ均等の間隔で配設されている。これらのノズル４ａは、図３（ａ）に示すように、ガス入口ケーシング２ａ内のガス通路３ａ内に設けられ、ノズル軸５を中心に、ノズル軸５と一体に回動可能になっている。そして、これらのノズル４ａを回動させることにより、ノズル４ａの各相互間の隙間を調整して（つまり、ノズル開度を調整して）排気タービン１に流入する排気ガスの流速を調整することができる。
【０００５】
ここで、ノズル４ａの開度調整機構について説明する。ノズル４ａは、図3（ａ），（ｂ），図６及び図７に示すようにノズル軸５を介してリンク６の一端６ａに固設され、また、ノズル軸５は、回動自在にタービンケーシング２に支持されている。また、リンク６の他端６ｂは、ピン７ａにより、リンク３６の一端に回動自在に枢着され、さらに、リンク３６の他端は、ピン７ｂにより回動自在に駆動リング８に取り付けられている。
【０００６】
駆動リング８は、ここでは、タービン軸心線Ｃ１を中心に回動自在にタービンケーシング２内に取り付けられ、駆動リング８にはピン９が突設されている。そして、タービンケーシング２にはエアシリンダ３０が取り付けられており、このエアシリンダ３０によって、駆動リンク機構１０を介して駆動ピン９を移動させることで駆動リング８を回動させ、複数のノズル４ａを同時に傾斜させることができるようになっている。
【０００７】
つまり、駆動ピン９を移動させることにより、駆動ピン９と一体に、駆動リング８が、軸心線Ｃ１を中心に回動し、そして、駆動リング８にピン７ｂを介して取り付けられた各リンク３６が、ピン７ｂを中心に揺動しつつ駆動リング８とともに移動する。そして、ピン７ａを介してリンク３６の揺動端に枢着された各リンク６の端部６ｂが、ノズル軸５を中心に揺動し、これにより、ノズル軸５に固設された各ノズル４ａが、リンク６と一体にノズル軸５を中心に一斉に傾斜するのである。
【０００８】
ここで、エアシリンダ３０と駆動ピン９との間に介設された駆動リンク機構１０について説明すると、駆動リンク機構１０は、図３（ａ），（ｂ）及び図４に示すように、ジョイント１１，リンク１２及びアーム１３をそなえて構成されている。ジョイント１１の一端にはナット１１ａが回動自在に結合されており、このナット１１ａがエアシリンダ３０の駆動軸３０ａの先端に設けられたねじ部に螺合されている。また、ジョイント１１の他端は、リンク１２の一端に傾動可能に接続され、また、リンク１２の他端には、アーム１３が傾動可能に接続されている。
【０００９】
アーム１３の中間部には、図３（ａ）に示すように、駆動軸１４が、排気タービン１側に向けて突設されている。また、駆動軸１４の先端には、図５（ａ），（ｂ）に示すように、二股形状の駆動レバー３５が接続されている。これらの駆動レバー３５の股部３５ａには、駆動リング８の駆動ピン９が、滑り接触で係合している。また、駆動レバー３５及び駆動ピン９は、タービンケーシング２内を流れる高温の排気ガスから熱影響を受けて膨張するため、駆動レバー３５と駆動ピン９との間には、予め、所定のクリアランス（例えば０．１ｍｍ程度）が設けられている。
【００１０】
したがって、エアシリンダ３０が作動すると駆動リンク機構１０のアーム１３が揺動して駆動軸１４が回動する。これにより、駆動軸１４の先端に設けられた駆動レバー３５が、駆動軸１４を中心に揺動して、駆動ピン９を介して駆動リング８を軸心線Ｃ１を中心に回転させる。このとき、駆動ピン９と駆動レバー３５との相対的な位置関係が変わるが、上述したように、駆動ピン９と駆動レバー３５との間には、クリアランスが設けられるとともに、両部材は滑り接触により接続されているので、このような位置関係の変化が許容される。
【００１１】
そして、このように駆動リング８を回動させることにより、上述したように、排気タービン１の周囲に配設された複数のノズル４ａを同時に傾斜させて、排気タービン１に流入する排気ガスの流速を調節することができるのである。
このようなノズル４ａの傾斜角度（ノズル開度）は、内燃機関の負荷状態等に応じて最適な過給が行なえるように制御される。すなわち、図４及び図５（ａ），（ｂ）に示すように、シリンダ駆動軸３０ａを伸長させると、駆動レバー３５の先端は、駆動軸１４を中心に反時計回りに回転し、駆動レバー３５に押されて駆動リング８は時計回りに回転する。これにより、図３（ａ），（ｂ）に示すように、リンク６，３６等を介して、各ノズル４ａは、ノズル軸５と一体に時計回りに傾動し、ノズル４ａの各相互間が狭まる。つまり、ノズル開度が小さくなるのである。一方、エアシリンダ３０の駆動軸３０ａを縮退させることにより、駆動レバー３５，駆動リング８等を介して、各ノズル４ａは、ノズル軸５を中心に反時計回りに傾斜し、ノズル４ａの各相互間が広がってノズル開度が大きくなるのである。
【００１２】
なお、図３（ａ），（ｂ）及び図４中の符号２ｃはストッパを示す。アーム１３の先端１３ａの左右両側には、ストッパ２ｃ〔図３（ａ），（ｂ）では片側のみを示す〕が設けられており、各ストッパ２ｃは、タービンケーシング２に突設された支持部材２ｅに取り付けられている。アーム１３が駆動軸１４を中心に所定の角度以上に傾斜すると、その先端１３ａが、このストッパ２ｃに当接して、その傾動が規制され、ひいては、ノズル４ａの開度が規制される。
【００１３】
ストッパ２ｃは、ボルトやナット等により構成されて軸方向に移動可能となっており、このストッパ２ｃの位置を調節することにより、ノズル４ａの最小開度及び最大開度を設定することができる。そして、このようなストッパ２ｃにアーム１３の先端１３ａを突き当てた状態でジョイント１１に設けられたナット１１ａを回動させてジョイント１１とエアシリンダ３０との位置関係が調整される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来の可変ノズルベーン付き過給機では、駆動レバー３５と駆動ピン９との間にはクリアランスが設けられているため、このクリアランスに起因して、ノズル４ａの傾斜角度（ノズル開度）が変動したり、ノズル開度変更時に作動遅れが生じるという課題がある。特に、運転を続けていくうちに、駆動レバー３５の嵌合部（股部）３５ａと駆動ピン９とが磨耗すると、駆動レバー３５と駆動ピン９とのクリアランスが増加し、これにより、かかるノズル開度の変動や作動遅れが増大して、エンジントルクや排出ガス特性等に影響が生じる虞がある。
【００１５】
以下、このようなノズル開度の変動や作動遅れが生じてしまう理由を説明する。まず、図６（ａ）〜（ｄ）によりノズル開度が小さい場合について説明する。ノズル開度が小さい場合には、図６（ａ）中に矢印ｆ１，ｆ２で示すような排気ガス流の中で、各ノズル４ａの先端の上方に負圧が生じて、ノズル軸５を中心に図中で矢印Ｍ１で示すような回転モーメント（すなわち、ノズル開度を小さくする力）が働くことが、実験や流動解析により分かっている。そして、このような力は、各ノズル４ａから、ノズル軸５及びリンク６を介して、リンク３６に伝達され、各リンク３６には、図中右方向へ引張られるような力が作用する。そして、各リンク３６を介してピン７ｂにこのような力が作用することにより、駆動リング８に、図中に矢印Ｍ３で示すような時計回りのモーメントが作用する。したがって、ノズル開度が小さい場合には、このようなモーメントＭ３を受けて、駆動リング８は、駆動ピン９が駆動レバー３５の図中右側の腕部３５ｂに当接した状態で安定して静止する。
【００１６】
このため、駆動レバー３５と駆動ピン９とが磨耗してクリアランスが増大すると、この分だけ駆動ピン９の位置が矢印Ｍ３方向へ移動してしまうことになり、エアシリンダ駆動軸３０ａの作動位置が同じでも、ノズル開度が異なるものになってしまうのである。
また、このようにノズル開度が小さい状態から、さらに、ノズル開度を小さくする場合には、エアシリンダ３０の作動に対してノズル４ａに作動遅れが生じる。つまり、ノズル開度を小さくするべく、図６（ａ）に示す状態から、エアシリンダ３０〔図３（ｂ）及び図４参照〕を作動させて、駆動レバー３５の先端を駆動軸１４を中心に反時計回りに回転させると、図６（ｂ）に示すように、駆動ピン９は、まず図中左側の腕部３５ｃに当接し、その後、駆動リング８は、ノズル４ａが所定の開度になるまで駆動レバー３５により時計回りに駆動される。そして、エアシリンダ３０の駆動が終了した後に、排気ガス流に起因する時計回りの回転モーメントＭ３により、クリアランス分だけ駆動リング８が時計回りに回転する。つまり、駆動リング８は、エアシリンダ３０の作動終了後に、図６（ｂ）に示す状態（駆動ピン９が腕部３５ｃに当接した状態）から、図６（ｃ）に示すように、腕部３５ｂに当接する状態まで回動してしまうのでノズル開度を小さくしようとすると、この分だけノズル開度の変更時に遅れが生じてしまうのである。
【００１７】
一方、ノズル開度が小さい状態から、ノズル開度を大きくする場合には、ノズル開度の作動遅れは生じない。つまり、ノズル開度を大きくするべく、エアシリンダ３０を作動させ、図６（ｄ）に示すように、駆動レバー３５の先端を駆動軸１４を中心に時計回りに回転させると、駆動ピン９は、駆動レバー３５の腕部３５ｂに当接した状態を保持しながら、ノズル開度が所定開度になるまで反時計回りに駆動される。つまり、図６（ａ）に示すように、駆動リング８には、時計回りの回転モーメントＭ３が作用するが、これは、駆動レバー３５の作動方向と反対向きの力となるため、駆動ピン９は、図６（ｄ）に示すように、駆動レバー３５の腕部３５ｂに当接した状態を保持するのである。そして、エアシリンダ３０による駆動が終了した後も、この状態で静定し、ノズル開度の変更時に作動遅れが生じないのである。
【００１８】
次に、図７（ａ）〜（ｄ）によりノズル開度が大きい場合について説明すると、ノズル開度が大きい場合には、図７（ａ）に示すように、図中に矢印ｆ３，ｆ４で示すような排気ガス流の中で、各ノズル４ａには、ノズル開度が小さい場合〔図６（ａ）参照〕とは反対方向の回転モーメントＭ４が働く。つまり、各ノズル４ａには、各ノズル４ａの各相互間を拡げるように（すなわち、ノズル開度を大きくするように）、モーメントが作用するのである。そして、このような力は、各ノズル４ａから、ノズル軸５及びリンク６等を介して、リンク３６に伝達され、各リンク３６には、図中左方向へ押す力が作用する。これにより、駆動リング８には、図中に矢印Ｍ６で示すような反時計回りのモーメントが作用し、このような回転モーメントＭ６を受けて、駆動ピン９は、図７（ａ）に示すように、駆動レバー３５の腕部３５ｃに当接した状態で静定する。
【００１９】
そして、このようなノズル開度が大きな状態から、さらにノズル開度を大きくする場合にも、エアシリンダ３０〔図３（ｂ）及び図４参照〕の作動に対してノズル４ａに作動遅れが生じてしまう。つまり、ノズル開度を大きくするべく、図７（ａ）に示す状態から、エアシリンダ３０を作動させて、駆動レバー３５の先端を時計回りに回転させると、図７（ｂ）に示すように、駆動ピン９は、まず、駆動レバー３５の腕部３５ｂに当接し、この状態を保ちながら、ノズル４ａが所定の開度になるまで駆動リング８が反時計回りに駆動される。そして、排ガス流に起因する反時計回りの回転モーメントＭ６により、エアシリンダ３０の作動が終了した後に、クリアランス分だけ駆動リング８は反時計回りに回動する。つまり、駆動リング８は、図７（ｃ）に示すように、エアシリンダ３０の作動が終了後に駆動ピン９が腕部３５ｃに当接するまで回動してしまうので、ノズル開度を大きくしようとすると、この分だけ、ノズル４ａに作動遅れが生じてしまうのである。
【００２０】
なお、ノズル開度が大きな状態から、ノズル開度を小さくしようとした場合には、ノズル４ａには作動遅れが生じない。つまり、エアシリンダ３０を作動させて、図７（ｄ）に示すように、駆動レバー３５の先端を反時計回りに回転させると、駆動ピン９は、駆動レバー３５の腕部３５ｃに当接しながら、ノズル開度が所定開度になるまで時計回りに駆動される。このとき、図７（ａ）に示すように、駆動リング８には、反時計回りの回転モーメントＭ６が作用するが、駆動ピン９は、図７（ｄ）に示すように、駆動レバー３５の腕部３５ｃに当接した状態を保持するので、エアシリンダ３０による駆動に対して、ノズル４ａに作動遅れは生じない。
【００２１】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、ノズル開度の変動を防止するとともに、可変ノズルベーンの作動遅れを防止して、安定して過給性能を発揮できるようにした、可変ノズルベーン付き過給機を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明の可変ノズルベーン付き過給機では、タービン外周に所定間隔毎に配設された複数の可変ノズルベーンと同心上に装着された駆動リングが、可変ノズルベーンを介して排気ガス流れから回転モーメントを受けるが、駆動リングに突設されたピンと駆動レバーとの間に介装された弾性部材が、ピンを駆動レバーに付勢しているので、ピンと駆動レバーとが常に当接する。また、弾性部材の付勢力が駆動リングが排気ガスから受ける最大の回転モーメントの方向に沿うように該弾性部材の取付方向が設定されている。このため、ピンと駆動レバーとのがたつきがなくなるとともに、排気ガス流れから回転モーメントを受けても、駆動リングの回動が抑制され、可変ノズルベーンの傾斜角度（ノズル開度）の変動が防止される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態としての可変ノズルベーン付き過給機（以下、単に過給機とも言う）について図１（ａ），（ｂ）及び図２を参照しながら説明する。
本発明の一実施形態としての可変ノズルベーン付き過給機は、従来の過給機において、駆動レバー（図３〜図７の符号３５参照）を、図１（ａ），（ｂ）に示す構造に置き換えた構成のものであり、それ以外の構成については、従来の過給機と略同様に構成されている。このため、以下では、従来技術の説明で用いた図３〜図７の符号をそのまま引用しながら、本実施形態の過給機について説明する。
【００２４】
以下、本実施形態にかかる可変ノズルベーン付き過給機の要部構成について説明すると、駆動レバー１５は、エアシリンダ３０からの駆動力を駆動ピン（ピン）９に伝達する駆動リンク機構１０の一構成要素であり、図１（ａ），（ｂ）に示すように駆動軸１４の先端に設けられている。駆動レバー１５は、図１（ｂ）に示すように、従来技術と同様に二股形状に形成されており、股部１５ａには、弾性部材としてコイルバネ（以下、単にバネともいう）１６が取り付けらている。
【００２５】
このバネ１６は、駆動ピン９と駆動レバー１５との間に圧縮状態で介装されており、常時、駆動ピン９を、図１（ｂ）中に矢印Ｆ１で示す方向に付勢して、駆動レバー１５に駆動ピン９を押し付けるように構成されている。このため、駆動ピン９と駆動レバー１５との間には、遊びが無い状態となっている。つまり、駆動ピン９が股部１５ａ内でフリーにならないように駆動ピン９を拘束しているのである。もちろん、駆動ピン９と駆動レバー１５とが熱膨張して、駆動ピン９と駆動レバー１５との間の本来のクリアランスが変化しても、このクリアランスの変化はバネ１６の伸縮に吸収されるようになっている。
【００２６】
つまり、従来技術の課題として説明したように、各ノズル（可変ノズルベーン）４ａには、排気ガスの作用により回転モーメントが作用し、かかる回転モーメントに起因して、ノズル軸５及び駆動リング８等に回転モーメントが作用するが、バネ１６により駆動ピン９が駆動レバー１５に付勢されているので、駆動ピン９は駆動レバー１５に拘束されて移動しない。これにより、排気ガス流から回転モーメントを受けても、駆動ピン９が、股部１５ａ内でがたつくことがなく、駆動ピン９と連動する各ノズル４ａが不要に傾斜しないようになっている。
【００２７】
なお、駆動リング８が排気ガスから受ける回転モーメントは、ノズル開度に応じて変化する。そこで、駆動リング８を回転させようとする回転モーメントが最大となるノズル開度において、バネ１６の付勢力が、駆動ピン９及び駆動レバー１５に確実に作用するように、バネ１６の取付方向が設定されている。つまり、駆動ピン９と駆動レバー１５とに拘束力が必要とされる開度で、バネ１６による付勢力が駆動リング８に作用するモーメントの方向に沿うようにバネ１６の取付方向が設定されている。
【００２８】
また、バネ１６の駆動ピン９側の一端には、板状部材（リテーナ）１７が取り付けられており、このリテーナ１７によりバネ１６の付勢力が確実に駆動ピン９に作用して、駆動ピン９が安定して駆動レバー１５に押圧されるようになっている。図１（ａ）に示すように、リテーナ１７は、係止部１７ａをそなえており、この係止部１７ａがバネ１６の内側に差し込まれるようにしてバネ１６に取り付けられている。
【００２９】
また、バネ１６の他端は、例えば溶接等により駆動レバー１５に取り付けられている。なお、例えば、駆動レバー１５の腕部１５ｂに上方に向けて突設した凸部を設けて、この凸部でバネ１６を係止して、駆動レバー１５に対するバネ１６の位置決めを行なうようにしてもよい。
なお、バネ１６及びリテーナ１７は、排気ガスから熱影響を受けるので耐熱鋼製のものを使用するのが望ましい。
【００３０】
また、従来技術の説明として上述したように、ノズル開度を変更する際には、駆動レバー１５は駆動軸１４を中心に傾動して、駆動ピン９が、駆動リング８と一体に駆動リング８の軸心線Ｃ１を中心に回転する。このような作動を許容するために、駆動ピン９と駆動レバー１５とは滑り接触で接続されており、駆動ピン９と駆動レバー１５との位置関係が適宜変化するようになっている。このため、バネ１６は、駆動ピン９と駆動レバー１５とがフリー（非接触）とならないように駆動ピン９を駆動レバー１５に押しつけながらも、駆動ピン９と駆動レバー１５との位置関係の変化を規制しない程度の付勢力のものが使用される。なお、上述の構造以外は、従来の過給機と略同様に構成されているため説明を省略する。
【００３１】
本発明の一実施形態としての可変ノズルベーン付き過給機は、上述のように構成されているので、従来の過給機と同様に、エアシリンダ３０により、駆動リンク機構１０，駆動ピン９及び駆動リング８等を介して、排気タービン（タービン）１の周囲に配設された各ノズル４ａを同時に傾斜させて、ノズル開度を調整することにより、排気タービン１に流入する排気ガスの流速を調整することができる〔図３（ａ），（ｂ）参照〕。
【００３２】
そして、本実施形態の過給機では、駆動ピン９と駆動レバー１５との間にバネ１６が介装されているため、このバネ１６により、駆動ピン９は、常に一定方向で駆動レバー１５に押しつけられる。上述したように、各ノズル４ａは排気ガスから回転モーメントを受け、かかる回転モーメントは、駆動ピン９に伝達されるが、駆動ピン９は駆動レバー１５に押しつけられているので移動しない。したがって、駆動ピン９と駆動レバー１５との相対的な位置関係が保持されて各ノズル４ａの開度変化が防止される。
【００３３】
これにより、本発明の一実施形態としての可変ノズルベーン付き過給機によれば、ノズル開度の変動を防止して安定して過給性能を発揮できるという利点がある。また、これによりエンジンの燃焼状態が安定するので、排出ガス特性が安定するという利点もある。さらに、エンジントルクの変動による車体の揺れが防止されるという利点もある（エンジントルク性能のフィーリング向上）。
【００３４】
また、駆動ピン９が常に駆動レバー１５に付勢されているため、ノズル開度変更時の作動遅れをなくすことができるという利点がある。つまり、駆動ピン９を駆動レバー１５に押圧しておくことで、駆動レバー１５の作動時にクリアランスの分だけ、駆動ピン９の作動が遅れるといったことがなくなり、開度変更時のレスポンスが向上する。
【００３５】
さらに、排気ガスによって各ノズル４ａに働く回転モーメントの影響を考慮する必要がなくなるので、各ノズル４ａの空力性能を重視したノズルベーン形状を開発することができるという利点もある。
また、排気ガスから各ノズル４ａが受ける回転モーメントは、ノズル４ａの形状等の過給機の仕様に応じて異なるが、本発明の一実施形態としての可変ノズルベーン付き過給機によれば、駆動ピン９及び駆動レバー１５との間に介装されたバネ１６の弾性により、このような差異を吸収できるので、どのような仕様の過給機についても、略同様の設定で容易に適用できるという利点もある。
【００３６】
また、駆動ピン９と駆動レバー１５との間のクリアランスの大きさの差異は、バネ１６の弾性で吸収することができる。したがって、駆動ピン９及び駆動レバー１５の要求加工精度を、従来よりも低下させることができ、さらに、駆動ピン９と駆動レバー１５とのクリアランスが所定範囲内となるような組み合わせを選択する選択嵌合が不要となって、加工コストを低減させることができるという利点もある。
【００３７】
さらに、駆動ピン９と駆動レバー１５とが磨耗して、駆動ピン９と駆動レバー１５のクリアランスが増大しても、このクリアランスの増分は、バネ１６の伸縮で吸収されるので、このような磨耗に対する耐久性能が向上するという利点もある。
なお、本発明の可変ノズルベーン付き過給機は、上述の実施形態のものに限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、上述の実施形態では、弾性部材としてコイルバネ（圧縮コイルバネ）１６を使用しているが、コイルバネの代わりに、図２に示すように、弾性部材としてつるまきバネ（ねじりコイルバネ）１６ａを用いてもよい。この場合、駆動軸１４に設けられた駆動レバー３７に係止ピン４０ａ，４０ｂを突設し、圧縮状態のつるまきバネ１６ａを、駆動ピン９，係止ピン４０ａ，４０ｂに係止させるようにして、駆動レバー３７と駆動ピン９との間に介装すればよい。これにより、図２中に矢印Ｆ２で示す方向に付勢力が働いて、駆動ピン９が駆動レバー３７に押し付けられる。この場合、つるまきバネ１６ａは、駆動レバー３７の股部３７ａ内に設ける必要がないので、駆動レバー３７を、従来の駆動レバーと同様の形状とすることができる。
【００３８】
また、弾性部材は、駆動ピン９と駆動レバーとを当接させて（つまり、駆動ピン９と駆動レバーとの間の遊びを無くして）、駆動ピン９と駆動レバー３７とを一体に移動させるように機能するものであれば良い。したがって、上述の実施形態では、駆動ピン９と駆動レバー１５との間に圧縮状態のバネを介装して、駆動ピン９と駆動レバーとを押し付けるようにしているが、例えば、図１に示す構成において、引張状態のコイルバネの一端を駆動レバー１５に固設し、コイルバネの他端をピンに係止させるようにして、駆動ピン９と駆動レバー１５とが互いに引き合うように構成しても良い。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の本発明の可変ノズルベーン付き過給機によれば、駆動リングに突設されたピンと駆動レバーとの間に介装された弾性部材により、ピンが駆動レバーに付勢されるので、ピンと駆動レバーとが常に当接することになる。このため、ピンと駆動レバーとの間の遊びをなくすことができ、ピンと連動する複数の可変ノズルベーンが、排気ガスから回転モーメントを受けても、ピン及び駆動リングは、駆動レバーに拘束されて回動することがなく、駆動リングと連動する各可変ノズルベーンの傾斜は変動しない。
【００４０】
これにより、ノズル開度の変動を防止するとともに、可変ノズルベーンの作動遅れを防止して、安定して過給性能を発揮できるという利点がある。また、過給機のレスポンスを向上させることができるという利点もある。また、エンジンの燃焼状態が安定するので、排出ガス特性が安定するという利点もある。さらに、エンジントルクの変動による車体の揺れが防止される（エンジントルク性能のフィーリング向上）という利点もある。
【００４１】
さらに、ピンと駆動レバーとが磨耗して、ピンと駆動レバーの間隙が増大しても、この間隙の増分は、弾性部材の弾性で吸収されるので、このような磨耗に対する耐久性能が向上するという利点もある。
さらに、排気ガスによって可変ノズルベーンに働く回転モーメントの影響を考慮する必要がないので、可変ノズルベーンの空力性能を重視してノズルベーン形状を設定することができるという利点もある。
【００４２】
また、排気ガスから各可変ノズルベーンが受ける回転モーメントは、可変ノズルベーン付き過給機の仕様により異なるが、弾性部材により、このような差異を吸収できるので、どのような仕様の過給機についても、略同様の設定で容易に適用できるという利点もある。
また、ピンと駆動レバーとは、弾性部材を介して接続されているので、ピンと駆動レバーとの間の隙間の大きさの差異は、この弾性部材の弾性で吸収できる。したがって、ピン及び駆動レバーの要求加工精度を従来よりも低下させることができ、さらに、ピンと駆動レバーとの選択嵌合が不要となって、加工コストを低減させることができるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての可変ノズルベーン付き過給機の要部構成を示す模式図であり、（ａ）は（ｂ）のＤ−Ｄ矢視断面図、（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図に相当する図である。
【図２】本発明の一実施形態としての可変ノズルベーン付き過給機の変形例の要部構成を模式的に示す正面図であって、図３（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図に相当する図である。
【図３】従来の可変ノズルベーン付き過給機の全体構成を示す模式図であり、（ａ）は側面視に応じた断面図（但し、排気タービン側のみ示し、コンプレッサ側は省略）、（ｂ）は一部破断して示す正面図である。
【図４】従来の可変ノズルベーン付き過給機の要部構成を示す模式図であり、図３のＢ矢視図である。
【図５】従来の可変ノズルベーン付き過給機の要部構成を示す模式図であり、（ａ）は図３（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図６】従来の可変ノズルベーン付き過給機においてノズル開度が小さいときに生じるノズル開度の変動について説明するための一部破断して示す模式図であり、（ａ）〜（ｄ）は各作動状態に応じて駆動リングが排気ガスより受ける回転モーメントをそれぞれ示す図である。
【図７】従来の可変ノズルベーン付き過給機においてノズル開度が大きいときに生じるノズル開度の変動について説明するための一部破断して示す模式図であり、（ａ）〜（ｄ）は各作動状態に応じて駆動リングが排気ガスより受ける回転モーメントをそれぞれ示す図である。
【符号の説明】
１排気タービン（タービン）
４ａ可変ノズルベーン（ノズル翼又はノズル）
８駆動リング
９駆動ピン（ピン）
１５，３７駆動レバー
１６コイルバネ（弾性部材）
１６ａつるまきバネ（弾性部材）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a supercharger with a variable nozzle vane capable of adjusting the flow rate of exhaust gas flowing into a turbine by changing the angle of a variable nozzle vane disposed on the outer periphery of the turbine.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, superchargers that perform supercharging using the energy of exhaust gas have been widely used in automobile engines and the like. As one of such superchargers, a supercharger with a variable nozzle vane in which the angle of nozzle blades (nozzle vanes) disposed around the exhaust turbine is variable has been put into practical use. The supercharger with variable nozzle vanes can adjust the flow rate of exhaust gas flowing into the exhaust turbine by adjusting the angle of the nozzle vane, and can perform optimum supercharging according to the load condition of the internal combustion engine. Yes.
[0003]
3-7 is a figure which shows an example of the structure by the side of the exhaust turbine of such a conventional supercharger with a variable nozzle vane (henceforth only a supercharger). As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the exhaust turbine 1 is disposed in the turbine casing 2 and is rotated by exhaust gas flowing in a gas passage formed by the gas inlet casing 2a and the gas outlet casing 2b. Driven. The exhaust turbine 1 is connected to a compressor (not shown) via a rotor shaft 1a. The compressor is disposed in an intake passage of the internal combustion engine, and is rotated by exhaust gas flowing in the gas passage via the exhaust turbine 1 to compress air in the intake passage.
[0004]
Around the exhaust turbine 1, a plurality of nozzle vanes (hereinafter also simply referred to as nozzles) 4 a are arranged annularly and at equal intervals around the center axis (turbine axis) C 1 of the exhaust turbine 1. Has been. As shown in FIG. 3A, these nozzles 4 a are provided in a gas passage 3 a in the gas inlet casing 2 a, and can rotate integrally with the nozzle shaft 5 around the nozzle shaft 5. . Then, by rotating these nozzles 4a, the gaps between the nozzles 4a are adjusted (that is, the nozzle opening is adjusted), and the flow rate of the exhaust gas flowing into the exhaust turbine 1 is adjusted. Can do.
[0005]
Here, the opening adjustment mechanism of the nozzle 4a will be described. As shown in FIGS. 3A, 3B, 6 and 7, the nozzle 4a is fixed to one end 6a of the link 6 via the nozzle shaft 5, and the nozzle shaft 5 is rotatable. It is supported by the turbine casing 2. The other end 6b of the link 6 is pivotally attached to one end of the link 36 by a pin 7a, and the other end of the link 36 is rotatably attached to the drive ring 8 by a pin 7b. Yes.
[0006]
Here, the drive ring 8 is mounted in the turbine casing 2 so as to be rotatable about the turbine axis C1. The drive ring 8 is provided with a pin 9 protruding therefrom. An air cylinder 30 is attached to the turbine casing 2, and the drive ring 8 is rotated by moving the drive pin 9 via the drive link mechanism 10 by the air cylinder 30, so that the plurality of nozzles 4 a are moved. It can be tilted at the same time.
[0007]
That is, by moving the drive pin 9, the drive ring 8 rotates integrally with the drive pin 9 about the axis C <b> 1, and each link attached to the drive ring 8 via the pin 7 b. 36 moves together with the drive ring 8 while swinging around the pin 7b. Then, the end 6b of each link 6 pivotally attached to the swing end of the link 36 via the pin 7a swings around the nozzle shaft 5, whereby each nozzle fixed to the nozzle shaft 5 is rotated. 4a integrally inclines with the link 6 around the nozzle shaft 5 at the same time.
[0008]
Here, the drive link mechanism 10 interposed between the air cylinder 30 and the drive pin 9 will be described. As shown in FIGS. 3 (a), 3 (b) and 4, the drive link mechanism 10 has a joint. 11, a link 12 and an arm 13. A nut 11 a is rotatably coupled to one end of the joint 11, and the nut 11 a is screwed into a screw portion provided at the tip of the drive shaft 30 a of the air cylinder 30. The other end of the joint 11 is tiltably connected to one end of the link 12, and the arm 13 is tiltably connected to the other end of the link 12.
[0009]
As shown in FIG. 3A, a drive shaft 14 projects from the intermediate portion of the arm 13 toward the exhaust turbine 1 side. A bifurcated drive lever 35 is connected to the tip of the drive shaft 14 as shown in FIGS. The drive pin 9 of the drive ring 8 is engaged with the crotch portion 35a of the drive lever 35 by sliding contact. Further, since the drive lever 35 and the drive pin 9 are expanded under the influence of heat from the high-temperature exhaust gas flowing in the turbine casing 2, a predetermined clearance (in advance) is provided between the drive lever 35 and the drive pin 9. For example, about 0.1 mm) is provided.
[0010]
Therefore, when the air cylinder 30 operates, the arm 13 of the drive link mechanism 10 swings and the drive shaft 14 rotates. As a result, the drive lever 35 provided at the tip of the drive shaft 14 swings about the drive shaft 14 and rotates the drive ring 8 about the axis C1 via the drive pin 9. At this time, the relative positional relationship between the drive pin 9 and the drive lever 35 changes, but as described above, a clearance is provided between the drive pin 9 and the drive lever 35, and both members are in sliding contact. Therefore, such a change in the positional relationship is allowed.
[0011]
Then, by rotating the drive ring 8 in this way, as described above, the plurality of nozzles 4a disposed around the exhaust turbine 1 are simultaneously inclined to flow the exhaust gas flowing into the exhaust turbine 1. Can be adjusted.
Such an inclination angle (nozzle opening degree) of the nozzle 4a is controlled so that optimum supercharging can be performed according to the load state of the internal combustion engine. That is, as shown in FIGS. 4 and 5A, 5B, when the cylinder drive shaft 30a is extended, the tip of the drive lever 35 rotates counterclockwise around the drive shaft 14, and the drive lever When pushed by 35, the drive ring 8 rotates clockwise. As a result, as shown in FIGS. 3A and 3B, the nozzles 4a are tilted clockwise together with the nozzle shaft 5 via the links 6, 36, etc., and the nozzles 4a are connected to each other. It narrows. That is, the nozzle opening is reduced. On the other hand, by retracting the drive shaft 30a of the air cylinder 30, the nozzles 4a are inclined counterclockwise around the nozzle shaft 5 via the drive lever 35, the drive ring 8, and the like, The gap increases and the nozzle opening increases.
[0012]
In addition, the code | symbol 2c in FIG. 3 (a), (b) and FIG. 4 shows a stopper. Stoppers 2c (only one side is shown in FIGS. 3A and 3B) are provided on the left and right sides of the tip 13a of the arm 13, and each stopper 2c is a support member protruding from the turbine casing 2. 2e. When the arm 13 is inclined at a predetermined angle or more about the drive shaft 14, the tip 13a comes into contact with the stopper 2c, and the tilting is restricted, and consequently the opening degree of the nozzle 4a is restricted.
[0013]
The stopper 2c is constituted by bolts, nuts, and the like and is movable in the axial direction. By adjusting the position of the stopper 2c, the minimum opening and the maximum opening of the nozzle 4a can be set. Then, the nut 11 a provided in the joint 11 is rotated in a state where the tip 13 a of the arm 13 is in contact with such a stopper 2 c, and the positional relationship between the joint 11 and the air cylinder 30 is adjusted.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional turbocharger with a variable nozzle vane as described above, since a clearance is provided between the drive lever 35 and the drive pin 9, the inclination angle of the nozzle 4a (nozzle is caused by this clearance). (Opening degree) fluctuates, and there is a problem that an operation delay occurs when the nozzle opening degree is changed. In particular, as the operation continues, when the fitting portion (crotch portion) 35a of the drive lever 35 and the drive pin 9 are worn, the clearance between the drive lever 35 and the drive pin 9 increases, and thus the nozzle There is a possibility that fluctuations in the opening degree and operation delays will increase, affecting engine torque, exhaust gas characteristics, and the like.
[0015]
Hereinafter, the reason why such a variation in nozzle opening and operation delay will occur will be described. First, the case where the nozzle opening is small will be described with reference to FIGS. When the nozzle opening is small, a negative pressure is generated above the tip of each nozzle 4a in the exhaust gas flow as indicated by arrows f1 and f2 in FIG. It is known from experiments and flow analysis that a rotational moment (that is, a force for reducing the nozzle opening) as shown by an arrow M1 in FIG. Such a force is transmitted from each nozzle 4a to the link 36 via the nozzle shaft 5 and the link 6, and a force that is pulled in the right direction in the drawing acts on each link 36. When such a force acts on the pin 7b via each link 36, a clockwise moment as shown by an arrow M3 in the drawing acts on the drive ring 8. Therefore, when the nozzle opening degree is small, the driving ring 8 receives such a moment M3, and the driving ring 9 is stably stopped with the driving pin 9 in contact with the arm portion 35b on the right side of the driving lever 35 in the drawing. To do.
[0016]
For this reason, if the drive lever 35 and the drive pin 9 are worn and the clearance is increased, the position of the drive pin 9 is moved in the direction of the arrow M3 by this amount, and the operating position of the air cylinder drive shaft 30a is changed. Even if it is the same, the nozzle opening will be different.
Further, when the nozzle opening is further reduced from the state in which the nozzle opening is small as described above, an operation delay occurs in the nozzle 4 a with respect to the operation of the air cylinder 30. That is, in order to reduce the nozzle opening, the air cylinder 30 (see FIGS. 3B and 4) is operated from the state shown in FIG. 6A, and the tip of the drive lever 35 is centered on the drive shaft 14. As shown in FIG. 6 (b), the drive pin 9 first comes into contact with the left arm 35c in the drawing, and then the drive ring 8 has the nozzle 4a with a predetermined opening degree. It is driven clockwise by the drive lever 35 until. Then, after the driving of the air cylinder 30 is finished, the drive ring 8 is rotated clockwise by the clearance by the clockwise rotational moment M3 caused by the exhaust gas flow. That is, the drive ring 8 moves from the state shown in FIG. 6B (the state in which the drive pin 9 is in contact with the arm portion 35c) to the arm as shown in FIG. Since it rotates to the state which contacts the part 35b, if it is going to make a nozzle opening small, a delay will arise at the time of the change of a nozzle opening by this.
[0017]
On the other hand, when the nozzle opening is increased from a state where the nozzle opening is small, there is no operation delay of the nozzle opening. That is, when the air cylinder 30 is operated to increase the nozzle opening, and the tip of the drive lever 35 is rotated clockwise around the drive shaft 14 as shown in FIG. The nozzle is driven counterclockwise until the nozzle opening degree reaches a predetermined opening degree while maintaining the state in contact with the arm portion 35b of the driving lever 35. That is, as shown in FIG. 6A, a clockwise rotational moment M3 acts on the drive ring 8, but this is a force opposite to the operating direction of the drive lever 35. As shown in FIG. 6 (d), the state of contacting the arm portion 35 b of the drive lever 35 is maintained. And even after the driving by the air cylinder 30 is finished, it is settled in this state, and no operation delay occurs when the nozzle opening is changed.
[0018]
Next, the case where the nozzle opening is large will be described with reference to FIGS. 7A to 7D. When the nozzle opening is large, as shown in FIG. 7A, arrows f3 and f4 are used in the drawing. In the exhaust gas flow as shown, a rotational moment M4 is applied to each nozzle 4a in the direction opposite to that when the nozzle opening is small (see FIG. 6A). That is, a moment acts on each nozzle 4a so as to expand each nozzle 4a (ie, increase the nozzle opening degree). Such a force is transmitted from each nozzle 4a to the link 36 via the nozzle shaft 5 and the link 6 and the like, and a force pushing in the left direction in the figure acts on each link 36. As a result, a counterclockwise moment as indicated by an arrow M6 in the drawing acts on the drive ring 8, and the drive pin 9 receives the rotational moment M6 as shown in FIG. 7A. Then, it settles in a state where it abuts on the arm portion 35 c of the drive lever 35.
[0019]
Even when the nozzle opening is further increased from such a large nozzle opening, an operation delay occurs in the nozzle 4a with respect to the operation of the air cylinder 30 (see FIGS. 3B and 4). End up. That is, when the air cylinder 30 is operated from the state shown in FIG. 7A to rotate the tip of the drive lever 35 clockwise in order to increase the nozzle opening, as shown in FIG. 7B. The drive pin 9 first contacts the arm portion 35b of the drive lever 35, and while maintaining this state, the drive ring 8 is driven counterclockwise until the nozzle 4a reaches a predetermined opening degree. Then, after the operation of the air cylinder 30 is finished by the counterclockwise rotational moment M6 caused by the exhaust gas flow, the drive ring 8 rotates counterclockwise by the clearance. That is, as shown in FIG. 7C, the drive ring 8 rotates until the drive pin 9 comes into contact with the arm portion 35c after the operation of the air cylinder 30 is finished. Then, the operation delay occurs in the nozzle 4a by this amount.
[0020]
In addition, when it is going to make a nozzle opening small from a state with a large nozzle opening, an operation delay does not arise in the nozzle 4a. That is, when the air cylinder 30 is operated and the tip of the drive lever 35 is rotated counterclockwise as shown in FIG. 7D, the drive pin 9 is in contact with the arm portion 35 c of the drive lever 35. The nozzle is driven clockwise until the nozzle opening reaches a predetermined opening. At this time, as shown in FIG. 7A, a counterclockwise rotational moment M6 acts on the drive ring 8, but the drive pin 9 is connected to the drive lever 35 as shown in FIG. Since the state in contact with the arm portion 35c is maintained, the operation delay of the nozzle 4a with respect to the driving by the air cylinder 30 does not occur.
[0021]
The present invention was devised in view of such a problem, and it is possible to prevent the fluctuation of the nozzle opening and prevent the delay of operation of the variable nozzle vane so that the supercharging performance can be stably exhibited. It aims at providing a supercharger with a nozzle vane.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
In the turbocharger with a variable nozzle vane according to the first aspect of the present invention, the drive ring mounted concentrically with the plurality of variable nozzle vanes arranged at predetermined intervals on the outer periphery of the turbine has an exhaust gas flow through the variable nozzle vane. However, since the elastic member interposed between the pin protruding from the drive ring and the drive lever urges the pin to the drive lever, the pin and the drive lever always come into contact with each other. Further, the mounting direction of the elastic member is set so that the biasing force of the elastic member is along the direction of the maximum rotational moment that the drive ring receives from the exhaust gas. This eliminates rattling between the pin and the drive lever. And Even if a rotational moment is received from the exhaust gas flow, the rotation of the drive ring is suppressed, and fluctuations in the tilt angle (nozzle opening) of the variable nozzle vane are prevented.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a supercharger with a variable nozzle vane (hereinafter also simply referred to as a supercharger) as an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 (a), 1 (b) and 2. FIG.
The supercharger with a variable nozzle vane as one embodiment of the present invention is a conventional supercharger in which a drive lever (see reference numeral 35 in FIGS. 3 to 7) is shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b). The other configuration is substantially the same as that of the conventional supercharger. For this reason, below, the supercharger of this embodiment is demonstrated, quoting the code | symbol of FIGS. 3-7 used by description of a prior art as it is.
[0024]
Hereinafter, the configuration of the main part of the supercharger with variable nozzle vanes according to the present embodiment will be described. The drive lever 15 is a configuration of the drive link mechanism 10 that transmits the drive force from the air cylinder 30 to the drive pin (pin) 9. It is an element and is provided at the tip of the drive shaft 14 as shown in FIGS. As shown in FIG. 1B, the drive lever 15 is formed in a bifurcated shape as in the prior art, and a coil spring (hereinafter simply referred to as a spring) 16 is attached to the crotch portion 15a as an elastic member. ing.
[0025]
This spring 16 is interposed between the drive pin 9 and the drive lever 15 in a compressed state, and always urges the drive pin 9 in the direction indicated by the arrow F1 in FIG. The drive pin 9 is configured to be pressed against the drive lever 15. For this reason, there is no play between the drive pin 9 and the drive lever 15. That is, the drive pin 9 is restrained so that the drive pin 9 does not become free in the crotch portion 15a. Of course, even if the drive pin 9 and the drive lever 15 are thermally expanded and the original clearance between the drive pin 9 and the drive lever 15 is changed, the change in the clearance is absorbed by the expansion and contraction of the spring 16. It has become.
[0026]
In other words, as described in the prior art, each nozzle (variable nozzle vane) 4a is subjected to a rotational moment by the action of exhaust gas, and due to this rotational moment, the nozzle shaft 5 and the drive ring 8 and so on. Although a rotational moment acts, since the drive pin 9 is biased by the drive lever 15 by the spring 16, the drive pin 9 is restrained by the drive lever 15 and does not move. As a result, even when a rotational moment is received from the exhaust gas flow, the drive pin 9 does not rattle in the crotch portion 15a, and the nozzles 4a linked to the drive pin 9 do not tilt unnecessarily.
[0027]
In addition, the rotational moment which the drive ring 8 receives from exhaust gas changes according to a nozzle opening degree. Therefore, the mounting direction of the spring 16 is set so that the urging force of the spring 16 acts on the drive pin 9 and the drive lever 15 reliably at the nozzle opening at which the rotational moment for rotating the drive ring 8 is maximized. Is set. In other words, the mounting direction of the spring 16 is set so that the biasing force of the spring 16 is along the direction of the moment acting on the drive ring 8 at an opening that requires a restraining force on the drive pin 9 and the drive lever 15. Yes.
[0028]
A plate-like member (retainer) 17 is attached to one end of the spring 16 on the drive pin 9 side, and the urging force of the spring 16 acts on the drive pin 9 with certainty by the retainer 17, thereby driving the drive pin 9. Is stably pressed by the drive lever 15. As shown in FIG. 1A, the retainer 17 has a locking portion 17 a and is attached to the spring 16 so that the locking portion 17 a is inserted inside the spring 16.
[0029]
The other end of the spring 16 is attached to the drive lever 15 by welding or the like, for example. For example, a convex portion projecting upward is provided on the arm portion 15 b of the drive lever 15, and the spring 16 is locked by the convex portion so that the spring 16 is positioned with respect to the drive lever 15. Also good.
The spring 16 and the retainer 17 are preferably made of heat-resistant steel because they are affected by heat from the exhaust gas.
[0030]
Further, as described above in the description of the prior art, when changing the nozzle opening, the drive lever 15 is tilted about the drive shaft 14, and the drive pin 9 is integrated with the drive ring 8. Around the axis C1. In order to allow such an operation, the drive pin 9 and the drive lever 15 are connected by sliding contact, and the positional relationship between the drive pin 9 and the drive lever 15 is appropriately changed. Therefore, the spring 16 changes the positional relationship between the drive pin 9 and the drive lever 15 while pressing the drive pin 9 against the drive lever 15 so that the drive pin 9 and the drive lever 15 are not free (non-contact). Those with an urging force that does not regulate the above are used. In addition, since it is comprised substantially the same as the conventional supercharger except the above-mentioned structure, description is abbreviate | omitted.
[0031]
Since the supercharger with a variable nozzle vane as one embodiment of the present invention is configured as described above, the drive link mechanism 10, the drive pin 9, and the drive are driven by the air cylinder 30 as in the conventional supercharger. The flow rate of the exhaust gas flowing into the exhaust turbine 1 is adjusted by simultaneously tilting the nozzles 4a disposed around the exhaust turbine (turbine) 1 through the ring 8 and adjusting the nozzle opening degree. (See FIGS. 3A and 3B).
[0032]
In the supercharger of this embodiment, since the spring 16 is interposed between the drive pin 9 and the drive lever 15, the drive pin 9 is always moved to the drive lever 15 in a fixed direction by the spring 16. Pressed. As described above, each nozzle 4 a receives a rotational moment from the exhaust gas, and this rotational moment is transmitted to the drive pin 9, but the drive pin 9 is pressed against the drive lever 15 and thus does not move. Therefore, the relative positional relationship between the drive pin 9 and the drive lever 15 is maintained, and the opening degree change of each nozzle 4a is prevented.
[0033]
Thereby, according to the supercharger with a variable nozzle vane as one embodiment of the present invention, there is an advantage that fluctuation of the nozzle opening can be prevented and the supercharging performance can be exhibited stably. This also stabilizes the combustion state of the engine, which has the advantage of stabilizing the exhaust gas characteristics. In addition, there is an advantage that the vehicle body is prevented from shaking due to fluctuations in engine torque (improvement in engine torque performance feeling).
[0034]
Further, since the drive pin 9 is always urged by the drive lever 15, there is an advantage that the operation delay at the time of changing the nozzle opening can be eliminated. That is, by pressing the drive pin 9 against the drive lever 15, the operation of the drive pin 9 is not delayed by the clearance when the drive lever 15 is operated, and the response when changing the opening is improved.
[0035]
Furthermore, since it becomes unnecessary to consider the influence of the rotational moment acting on each nozzle 4a by the exhaust gas, there is also an advantage that a nozzle vane shape emphasizing the aerodynamic performance of each nozzle 4a can be developed.
Further, the rotational moment received by each nozzle 4a from the exhaust gas varies depending on the supercharger specifications such as the shape of the nozzle 4a, but according to the supercharger with variable nozzle vanes as one embodiment of the present invention, the drive Since such a difference can be absorbed by the elasticity of the spring 16 interposed between the pin 9 and the drive lever 15, it can be easily applied to a turbocharger of any specification with substantially the same setting. There are also advantages.
[0036]
In addition, the difference in clearance between the drive pin 9 and the drive lever 15 can be absorbed by the elasticity of the spring 16. Therefore, the required machining accuracy of the drive pin 9 and the drive lever 15 can be reduced as compared with the conventional case, and further, a selection fitting for selecting a combination in which the clearance between the drive pin 9 and the drive lever 15 is within a predetermined range. There is also an advantage that the processing cost can be reduced because the combination is unnecessary.
[0037]
Further, even if the drive pin 9 and the drive lever 15 are worn and the clearance between the drive pin 9 and the drive lever 15 is increased, the increase in the clearance is absorbed by the expansion and contraction of the spring 16. There is also an advantage that durability performance against is improved.
In addition, the supercharger with a variable nozzle vane of this invention is not limited to the thing of the above-mentioned embodiment, A various deformation | transformation is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, in the above-described embodiment, the coil spring (compression coil spring) 16 is used as the elastic member, but instead of the coil spring, a helical spring (torsion coil spring) 16a is used as the elastic member as shown in FIG. Also good. In this case, the locking pins 40a and 40b are projected from the driving lever 37 provided on the driving shaft 14, and the helical spring 16a in the compressed state is locked to the driving pin 9 and the locking pins 40a and 40b. Thus, it may be interposed between the drive lever 37 and the drive pin 9. As a result, an urging force is exerted in the direction indicated by the arrow F <b> 2 in FIG. 2, and the drive pin 9 is pressed against the drive lever 37. In this case, since the helical spring 16a does not need to be provided in the crotch portion 37a of the drive lever 37, the drive lever 37 can have the same shape as a conventional drive lever.
[0038]
The elastic member moves the drive pin 9 and the drive lever 37 together by bringing the drive pin 9 and the drive lever into contact (that is, eliminating play between the drive pin 9 and the drive lever). As long as it functions like this. Therefore, in the above-described embodiment, a compression spring is interposed between the drive pin 9 and the drive lever 15 to press the drive pin 9 and the drive lever. For example, as shown in FIG. In the configuration, one end of the tensioned coil spring may be fixed to the drive lever 15 and the other end of the coil spring may be locked to the pin so that the drive pin 9 and the drive lever 15 are attracted to each other. .
[0039]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the supercharger with a variable nozzle vane according to the first aspect of the present invention, the pin is driven by the elastic member interposed between the pin protruding from the drive ring and the drive lever. Since the lever is biased, the pin and the drive lever always come into contact with each other. For this reason, play between the pin and the drive lever can be eliminated, and even if a plurality of variable nozzle vanes interlocking with the pin receive a rotational moment from the exhaust gas, the pin and the drive ring are restrained by the drive lever and rotate. The inclination of each variable nozzle vane interlocked with the drive ring does not fluctuate.
[0040]
Accordingly, there is an advantage that the fluctuation of the nozzle opening is prevented and the operation delay of the variable nozzle vane is prevented so that the supercharging performance can be stably exhibited. There is also an advantage that the response of the supercharger can be improved. Further, since the combustion state of the engine is stabilized, there is an advantage that the exhaust gas characteristics are stabilized. Further, there is an advantage that the vehicle body is prevented from shaking due to fluctuations in engine torque (improvement in engine torque performance feeling).
[0041]
Further, even if the pin and the drive lever are worn and the gap between the pin and the drive lever is increased, the increase in the gap is absorbed by the elasticity of the elastic member, so that the durability performance against such wear is improved. There is also.
Furthermore, since it is not necessary to consider the influence of the rotational moment acting on the variable nozzle vane by the exhaust gas, there is also an advantage that the nozzle vane shape can be set by placing importance on the aerodynamic performance of the variable nozzle vane.
[0042]
In addition, the rotational moment that each variable nozzle vane receives from the exhaust gas varies depending on the specifications of the turbocharger with variable nozzle vanes, but such a difference can be absorbed by the elastic member. There is also an advantage that it can be easily applied with substantially the same setting.
Moreover, since the pin and the drive lever are connected via an elastic member, the difference in the size of the gap between the pin and the drive lever can be absorbed by the elasticity of the elastic member. Therefore, the required processing accuracy of the pin and the drive lever can be lowered as compared with the conventional case, and there is an advantage that the selective fitting between the pin and the drive lever becomes unnecessary, and the processing cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a main part of a supercharger with a variable nozzle vane as an embodiment of the present invention, wherein (a) is a cross-sectional view taken along line DD in (b), and (b) is a diagram. It is a figure corresponded to AA arrow sectional drawing of 3 (a).
FIG. 2 is a front view schematically showing a main configuration of a modified example of a turbocharger with a variable nozzle vane as an embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. It is an equivalent figure.
FIG. 3 is a schematic diagram showing the overall configuration of a conventional turbocharger with variable nozzle vanes, where (a) is a sectional view according to a side view (however, only the exhaust turbine side is shown, the compressor side is omitted); ) Is a front view partially broken.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of a main part of a conventional turbocharger with a variable nozzle vane, and is a view taken in the direction of arrow B in FIG. 3;
5A and 5B are schematic views showing the main configuration of a conventional turbocharger with a variable nozzle vane, in which FIG. 5A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 3A, and FIG. It is -C arrow sectional drawing.
FIG. 6 is a partially broken schematic view for explaining the variation of the nozzle opening that occurs when the nozzle opening is small in a conventional supercharger with variable nozzle vanes, and (a) to (d) of FIG. It is a figure which shows the rotational moment which a drive ring receives from exhaust gas according to each operation state, respectively.
FIG. 7 is a partially broken schematic view for explaining the fluctuation of the nozzle opening that occurs when the nozzle opening is large in a conventional turbocharger with variable nozzle vanes, and (a) to (d) of FIG. It is a figure which shows the rotational moment which a drive ring receives from exhaust gas according to each operation state, respectively.
[Explanation of symbols]
1 Exhaust turbine (turbine)
4a Variable nozzle vane (nozzle blade or nozzle)
8 Drive ring
9 Drive pin
15, 37 Drive lever
16 Coil spring (elastic member)
16a helical spring (elastic member)

Claims

A plurality of variable nozzle vanes arranged on the outer periphery of the turbine at predetermined intervals, and a drive ring mounted concentrically with the plurality of variable nozzle vanes, and rotating the drive ring, thereby the plurality of variable nozzle vanes In a supercharger with a variable nozzle vane for adjusting the flow rate of exhaust gas flowing into the turbine by simultaneously changing the angle of
A pin protruding from the drive ring;
A drive lever that engages the pin and rotates the drive ring to change the angle of the plurality of variable nozzle vanes;
An elastic member that is interposed between the pin and the drive lever and biases the pin toward the drive lever;
The supercharging with a variable nozzle vane characterized in that the mounting direction of the elastic member is set so that the biasing force of the elastic member is along the direction of the maximum rotational moment that the drive ring receives from the exhaust gas Machine.