JP4735455B2 - 過給機 - Google Patents
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Description
このマルチベーン方式の過給機は、タービンインペラの回転軸周りに所定間隔にて配列されるノズルベーンを備えている。そして、各ノズルベーンをリンク機構等の駆動機構を介して傾動することによって、各ノズルベーン間の開度を調整してタービンインペラに供給される排気ガスの流量を調整している。このように排気ガスの流量を調整可能とすることによって、タービンインペラに供給される排気ガスの流速を変化させることができ、例えば、低速域であっても、エンジンの出力向上や効率向上を実現させることができる。
このハウジング内部は、排気ガスが流れる流路となっているために排気ガスの圧力が変動し、設置空間内のガス圧力よりもハウジング内部の排気ガスの圧力の方が高くなると、ハウジング内部から設置空間に排気ガスが流れ込む場合がある。
ハウジング内部の排気ガス圧力はエンジンの動作に応じて直ぐに上昇するが、この設置空間にはハウジング内部からノズルベーン駆動軸等の摺動部の隙間を介して排気ガスが流入するため、直ぐにハウジング内部と設置空間との排ガスの圧力差は解消されず、この圧力差がなくなるまでハウジング内部から設置空間に排気ガスが流入し続ける。
このように、ハウジング内部から設置空間に排気ガスが流れ込む時間が長いと、排気ガスに含まれる煤もより多く設置空間内に流れ込みやすくなる。上述のように、駆動機構はリンク機構等によって構成されているため、設置空間に煤が入り込むと、煤が駆動機構の微細な隙間に入り込む。そして、駆動機構の滑らかな動作を阻害する、いわゆる渋りが生じる。
この回転軸部材5には、一端部に、タービン2が備えるタービンインペラ21が一体的に固定されており、他端部に、コンプレッサ3が備えるコンプレッサインペラ31が一体的に固定されている。
なお、タービンインペラ21を回転駆動した後の排気ガスは、タービンハウジング42の中心部に形成された排気ガス出口48を介して外部に排出される。
ノズルベーン71は、環状に形成された排気ガス流路45の円周状に沿って所定間隔で配列されている。すなわち、ノズルベーン71は、タービンインペラ21の回転軸周りに所定間隔で配列されている。各ノズルベーン71は、駆動機構72の一部であるノズルベーン駆動軸74に所定の角度で取り付けられおり、ノズルベーン駆動軸74及びノズルリンク板50を介してノズルベーン駆動リング47と連結されている。
そして、本実施形態の過給機1においては、タービンハウジング42とシュラウド46との間に隙間100(等圧流路)が形成されている。この隙間100は、タービンハウジング42の内部(スクロール通路44及び排気ガス流路45)と駆動機構設置室8とに亘って形成されている。そして、この隙間100は、タービンハウジング42内部と駆動機構設置室8との間の圧力が瞬時に均衡(等圧)とする等圧流路として機能する。すなわち、本実施形態の過給機1は、タービンハウジング42と駆動機構設置室8とに接続され、タービンハウジング42内部と駆動機構設置室8との圧力を均衡させるための等圧流路を備えている。なお、以下の説明において、隙間100を等圧流路100と称する。
また、等圧流路100は、排気ガス流路45から駆動機構設置室8に向かって段差部130を有している。
そして、本実施形態の過給機1においては、ブッシュ9と駆動軸73との間にシールリング12が設置されている。このシールリング12によって、ブッシュ9に形成された貫通孔91(ブッシュ9と駆動軸73との間)を介して外部空間に排気ガスが漏出することが抑制される。また、シールリング12を設置するための空間13は、シールリング12の後段において段差状に形成されている。このため、さらにシールリング12から外部空間へ漏出する排気ガスの流れに抵抗をつけることができるので、貫通孔91を介して外部空間に排気ガスが漏出することをさらに抑制することが可能となる。
そして、ノズルベーン71が、タービンインペラ21の径方向と直交する方向(タービンインペラ21の周方向)に傾動されている場合には、各ノズルベーン71間が閉じる。一方、ノズルベーン71が、タービンインペラ21の径方向に傾動されている場合には、各ノズルベーン71間が開く。
そして、ノズルベーン71の傾動状態、すなわち各ノズルベーン間を調整することによって、タービンインペラ21に供給される排気ガスの流量及び流速が制御される。
ここで、本実施形態の過給機1では、排気ガスの流れによって排気ガス流路45の圧力が変動した場合であっても、等圧流路100によって、瞬時に排気ガス流路45と駆動機構設置室8との圧力が均衡されるため、排気ガス流路45から駆動機構設置室8への排気ガスの流れが形成されることを抑制することができる。したがって、駆動機構設置室8に煤が入り込むことが抑制されるため、駆動機構72の渋りを抑制することが可能となる。
なお、駆動機構設置室8内の圧力を保つために、必要に応じて排出流路200を開閉可能な開閉手段を設置することが好ましい。
Claims (5)
- 排気ガスにより回転駆動されるタービンインペラと、該タービンインペラを覆うハウジングと、該タービンインペラの回転軸周りに所定間隔にて配列される複数のノズルベーンと、前記ハウジングと該ハウジングを覆うケーシングとの間に形成された設置空間に設置されるとともに前記ノズルベーンを傾動可能に支持する駆動機構と、を備える過給機であって、
前記ハウジング内部と前記設置空間とに接続され、前記ハウジング内部と前記設置空間との圧力を均衡させるための等圧流路を備え、
前記等圧流路の前記ハウジング内部側の開口は、前記タービンインペラの回転軸周りに環状に形成されている
ことを特徴とする過給機。 - 前記駆動機構が、前記ハウジングを貫通して前記ノズルベーンに接続されるノズルベーン駆動軸を介して前記ノズルベーンを傾動可能に支持し、
前記等圧流路の前記ハウジング内部側の開口は、前記ノズルベーン駆動軸よりも排気ガス流れの上流側に形成されていることを特徴とする請求項1記載の過給機。 - 前記等圧流路は、前記ハウジング内部から前記設置空間に向かって段差部を有することを特徴とする請求項1または2記載の過給機。
- 前記駆動機構が、前記設置空間から該設置空間の外部空間に貫通する駆動軸を備え、
該駆動軸が貫通する貫通孔を介して前記排気ガスが前記外部空間に漏出することを遮断する排気ガス遮断手段を備えることを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載の過給機。 - 前記設置空間から該設置空間の外部空間に前記排気ガスを排出する排出流路を備えることを特徴とする請求項1〜4いずれかに記載の過給機。
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