JP5665486B2

JP5665486B2 - ツインスクロール型ターボチャージャのタービンハウジング

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Publication number: JP5665486B2
Application number: JP2010247939A
Authority: JP
Inventors: 豊隆吉田; 幹惠比寿
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2010-11-04
Filing date: 2010-11-04
Publication date: 2015-02-04
Anticipated expiration: 2030-11-04
Also published as: JP2012097699A; US9562442B2; CN103038479B; CN103038479A; WO2012060187A1; US20130121820A1; EP2636868B1; EP2636868A4; EP2636868A1

Description

本発明は、ハウジングの外径を小さく抑えつつ、２つのスクロール流路を流れる排気ガスの流動状態を改善して、エンジン性能の低下を抑えるようにしたツインスクロール型ターボチャージャのタービンハウジングに関する。

車両等に装備されるターボチャージャのタービンハウジングとして、多気筒型エンジンの排気干渉を避けると共に、エンジンの排気脈動（動圧）を有効に利用するため、タービンハウジング入口からタービン動翼前縁までの流路がフロント側（排気ガス出口側）とリア側（ベアリングハウジング側）とに分割されているツインスクロール型ターボチャージャが知られている。特許文献１及び特許文献２には、かかるツインスクロール型ターボチャージャが開示されている。

特許文献２に開示された従来のツインスクロール型ターボチャージャの一構成例を図３及び図４に基づいて説明する。図３において、このツインスクロール型ターボチャージャ１００のタービンハウジング１０２は、内部に排気ガスの渦巻き状のスクロール流路が形成されている。該流路に突設された仕切壁１０４によって、フロント側スクロール流路１０６とリア側スクロール流路１０８とに分割されている。

ターボチャージャ１００の中心部に、タービン軸１１０及び該タービン軸１１０と一体のタービンホイール１１２が配置されている。タービンホイール１１２の周囲に放射状に複数のタービン動翼１１４は一体形成されている。
図４に示すように、両スクロール流路１０６及び１０８は、渦巻き状に形成されており、排気ガスｅは、両スクロール流路を半径方向外側から内側に向かって流れ、矢印で示すように、出口開口１１６からタービン動翼１１４に流入し、タービンホイール１１２を回転させる。その後、排気ガスｅは出口ケーシング１１８を通って排出される。

タービンハウジング１０２に隣接してベアリングハウジング１２０が配置されている。タービンハウジング１０２に接続フランジ１２２が設けられ、この接続フランジ１２２がベアリングハウジング１２０に対接され、ベアリングハウジング１２０と連結されている。タービンハウジング１０２とベアリングハウジング１２０との連結手段は、通常、接続フランジ１２２とベアリングハウジング１２０に設けられた接続フランジ（図示省略）とが、リング状のカップリングにより固定される。

タービンハウジング１０２の出口フランジ１２４の付近に、ターボチャージャ１００の過給圧を設定値以下に抑えるためのウェイストゲートバルブ１２６が設けられている。フロント側スクロール流路１０６及びリア側スクロール流路１０８を流れる排気ガスの一部を、ウェイストゲートバルブ１２６から排気ガス流出口に逃がすことにより、ターボチャージャ１００の過給圧を設定値以下に抑えるようにしている。

かかる構成において、図示省略のエンジンから排出された排気ガスｅが、両スクロール流路１０６及び１０８を通ってタービン動翼１１６に流入し、タービンホイール１１０を回転させる。タービンホイール１１０の回転によって、タービン軸１１０と結合されたコンプレッサホイール（図示省略）が回転する。これによって、給気流が形成され、給気がエンジンの燃焼シリンダに供給される。多気筒型のエンジンにおいては、燃焼シリンダから排気される排気ガスｅを両スクロール流路１０６、１０８に分流させることにより、他気筒からの排気エネルギーの干渉を低減させ、かつ排気脈動を有効利用して、タービン軸１１０の回転効率を高めるようにしている。

これによって、Ａ／Ｒを小さくすることなく、低回転域でのタービン回転の立ち上がりを早めたもので、低回転域でのターボチャージャのレスポンスを早め、エンジンの出力を向上させるようにしている。

特開昭６３−１１７１２４号公開公報特開２００６−３４８８９４号公開公報

前述のように、タービンハウジング１０２とベアリングハウジング１２０とは、これらの互いに対接する接続フランジをリング状のカップリングで固定するようにしている。そのため、該カップリングを装着するためのスペースを必要とし、従って、タービンハウジング１０２のフロント側隔壁１２８が、フロント側（排気ガス出口側）に傾いた形状をしている。乗用車などの小型車両に装備される小型ターボチャージャほど、カップリング周辺のスペースは狭くなるので、タービンハウジングの形状を配慮する必要がある。また、スクロール流路の断面積を確保するためには、半径方向の寸法を大きくせざるを得ないが、配置スペース上の制約がある。

このように、スクロール流路を形成するタービンハウジング１０２が全体的にフロント側へ傾くことで、フロント側スクロール流路１０８がフロント側に傾かざるを得ない。そのため、図３中の矢印で示すように、タービン動翼１１４の前縁１１４ａと直交する線に対して、排気ガスｅの流れ場がフロント側とリア側とで対称とならない。この結果、フロント側流路とリア側流路とで流量差が発生する。この流量差によって、排気ガス上流側にあるエンジン側の作動条件に差が生じ、エンジンの性能を低下させることにつながる。

また、ツインスクロール型ターボチャージャを採用した場合、スクロール流路の断面積を確保するため、スクロール流路を形成するタービンハウジングが半径方向に大きくならざるを得ず、狭いレイアウトに対応できなくなるという問題がある。

本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、ツインスクロール型ターボチャージャにおいて、タービンハウジングに形成されるスクロール流路の断面積を確保しつつ、外径を小さく抑え、かつ両スクロール流路を仕切る仕切壁の先端付近の流れ場において、フロント側スクロール流路とリア側スクロール流路とで流量差をなくすことで、エンジンの出力性能の低下を抑制し、ターボチャージャの過給性能を向上させることを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明のツインスクロール型ターボチャージャのタービンハウジングは、タービン軸を収容し、ハウジング内に設けられた仕切壁によってフロント側及びリア側に独立した２つのスクロール流路が形成され、排気ガスが半径方向外側から内側に向かって流れ、タービン軸方向に流れて排出されるツインスクロール型ターボチャージャのタービンハウジングにおいて、
タービンハウジングのリア側隔壁をタービン軸の中心軸線に対して直角方向に配置し、該リア側隔壁の内側のリア側内面を前記中心軸線に対して直角方向に形成し、タービンハウジングのフロント側隔壁を半径方向内側から外側へ向うにつれてフロント側へ曲折させ、フロント側スクロール流路及びリア側スクロール流路の断面積を確保すると共に、前記仕切壁の根元側部位をフロント側隔壁に対応させてフロント側へ曲折させ、フロント側スクロール流路及びリア側スクロール流路の断面積を均等にし、フロント側スクロール流路及びリア側スクロール流路の断面積を半径方向外側から内側へ向うにつれて漸減させると共に、仕切壁の先端側部位をタービン動翼前縁に対して直角方向に向け、該先端側部位付近におけるフロント側スクロール流路とリア側スクロール流路とが該先端側部位の軸線に対して対称になるように構成させ、前記仕切壁の先端側部位において先端で流路断面積が一番狭くなるように構成し、前記仕切壁の先端とタービン動翼前縁との間に流れの拡散空間を形成させ該拡散空間でフロント側スクロール流路及びリア側スクロール流路の夫々から流出する排気ガスを両スクロール流路の出口開口全域に拡散可能に構成し、両スクロール流路の出口開口において、前記仕切壁の先端位置より半径方向内側の位置でタービンハウジングのフロント側内面及びリア側内面を排気ガス流の流れ方向に向かって中央向きに傾斜させ、タービン動翼前縁に向けて傾斜流を形成していることを特徴とするものである。

本発明のタービンハウジングは、タービンハウジングのフロント側隔壁を半径方向内側から外側へ向うにつれてフロント側へ曲折させ、これによって、タービンハウジングの外径を小さく抑えながら、フロント側スクロール流路及びリア側スクロール流路の断面積を確保するようにしている。

また、仕切壁の根元側部位をフロント側隔壁に対応させてフロント側へ曲折させることで、フロント側スクロール流路及びリア側スクロール流路の半径方向外側断面積を均等にしている。こうして両スクロール流路の半径方向外側断面積を均等に維持しながら、両スクロール流路の断面積を半径方向外側から内側へ向うにつれて漸減させ、仕切壁の先端付近で流路幅が一番狭くなる構成とすることで、排気ガス流の半径方向の流れが増速流となる。これによって、境界層の発達が抑えられ、流動抵抗を抑えることができる。

さらに、仕切壁の先端側部位をタービン動翼前縁に対して直角方向に向け、該先端側部位付近における両スクロール流路が該先端側部位の軸線に対して対称になるように構成したので、タービン動翼前縁付近で、両スクロール流路の流れ場を均等にすることができる。そのため、両スクロール流路の流動条件が揃えられ、流量差や流速差を抑えることができるので、上流側に配置されたエンジンの性能を低下させない。
なお、本発明は、例えば、可変容量タービンを含むラジアルタービンや斜流タービン等を備えたツインスクロール型ターボチャージャに適用できる。

本発明のタービンハウジングにおいて、前記構成に加えて、前記仕切壁の先端とタービン動翼前縁との間に流れの拡散空間を形成させるとともに、仕切壁の先端側部位において、フロント側スクロール流路及びリア側スクロール流路がタービン動翼に対して開口する環状面積が均等になるように構成するとよい。これによって、タービン動翼前縁付近で、両スクロール流路の流れ場を均等にするのが容易になり、両スクロール流路の流量差及び流速差をなくすことができ、エンジンの出力性能の低下を有効に防止できる。

本発明は、スクロール流路の出口において、スクロール流路の出口付近において、前記仕切壁の先端位置より半径方向内側の位置でタービンハウジングのフロント側内面及びリア側内面を排気ガス流の流れ方向に向かって中央向きに傾斜させ、フロント側スクロール流路及びリア側スクロール流路を流れる排気ガス流が共にタービン動翼に対して中央側に向く傾斜流となるように構成している。

これによって、タービン動翼前縁に流入する排気ガス流が、タービン動翼前縁の中心付近に向かって流入するので、排気ガス流が、タービンハウジングのフロント側内面寄り又はリア側内面寄りになることを防止できる。そのため、エンジンの運転状態に起因した排気ガス流の脈動下でも、均等な排気ガスがタービン動翼に流入するので、ターボチャージャの過給性能の低下を効果的に防止できる。

本発明は、仕切壁の先端とタービン動翼前縁との間に流れの拡散空間を形成させ、フロント側スクロール流路及びリア側スクロール流路から流出する排気ガスが夫々スクロール流路の出口開口全域に拡散可能に構成している。多気筒型エンジンにおいては、各燃焼シリンダから排出される排気ガスの排出タイミングが異なる。そのため、両スクロール流路からタービン動翼に流入する排気ガスのタイミングも異なるが、排気ガスを両スクロール流路の出口開口全域に拡散可能にしたことにより、常に均等の流れ場を形成できる。従って、偏流などが抑えられ、ターボチャージャ性能の低下をさらに有効に防止できる。

本発明は、タービンハウジングのリア側隔壁がタービン軸の軸線に対して直角方向に配置され、該リア側隔壁の内側のリア側内面を前記中心軸線に対して直角方向に形成している。これによって、タービンハウジングがタービンハウジングとベアリングハウジングとを固定するリング状カップリングの装着にじゃまにならない。また、リア側スクロール流路をタービン動翼前縁に対して直交する方向に向けることが容易になり、これによって、仕切壁の先端側部位付近において、仕切壁の軸線を挟んで左右対称の排気ガス流路を形成しやすくなる。

本発明によれば、タービン軸を収容し、ハウジング内に設けられた仕切壁によってフロント側及びリア側に独立した２つのスクロール流路が形成され、排気ガスが半径方向外側から内側に向かって流れ、タービン軸方向に流れて排出されるツインスクロール型ターボチャージャのタービンハウジングにおいて、タービンハウジングのリア側隔壁をタービン軸の中心軸線に対して直角方向に配置し、該リア側隔壁の内側のリア側内面を前記中心軸線に対して直角方向に形成し、タービンハウジングのフロント側隔壁を半径方向内側から外側へ向うにつれてフロント側へ曲折させ、フロント側スクロール流路及びリア側スクロール流路の断面積を確保すると共に、仕切壁の根元側部位をフロント側隔壁に対応させてフロント側へ曲折させ、フロント側スクロール流路及びリア側スクロール流路の断面積を均等にし、フロント側スクロール流路及びリア側スクロール流路の断面積を半径方向外側から内側へ向うにつれて漸減させると共に、仕切壁の先端部位をタービン動翼前縁に対して直角方向に向け、該先端側部位付近におけるフロント側スクロール流路とリア側スクロール流路とが該先端側部位の軸線に対して対称になるように構成したので、タービンハウジングの外径を小さく抑えながら、流路断面積を確保できると共に、流動抵抗を抑え、かつタービン動翼前縁付近で、両スクロール流路の流量差をなくすことで、エンジンの性能低下を有効に防止できる。
特に本発明によれば、タービンハウジング１２の外径を大きくすることなく、両スクロール流路４２，４４の半径方向外側流路断面積ａ_１、ａ_２、ａ_３、・・・及びｂ_１、ｂ_２、ｂ_３、・・・を拡大できる。

本発明装置の第１実施形態に係るタービンハウジングの正面視断面図である。（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明装置の第２実施形態に係るタービンハウジングの正面視断面図である。従来のツインスクロール型ターボチャージャの正面視断面図である。図３のターボチャージャのスクロール流路を示す説明図である。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。

（実施形態１）
本発明のタービンハウジングを、多気筒エンジンを装備した乗用車等の小型車両に装備される小型ツインスクロール型ターボチャージャに適用した第１実施形態を図１に基づいて説明する。図１に示すツインスクロール型ターボチャージャ１０Ａのハウジングは、ベアリングハウジング１２を挟んで、その両側にコンプレッサハウジング１４とタービンハウジング１６とが配置され、これら両側のハウジングがベアリングハウジング１２に結合されている。ベアリングハウジング１２とタービンハウジング１６とは、これらハウジングの端部で、双方の接続フランジ１３及び１７がリング状のカップリング１８で締付け固定されている。

かかるハウジングの内部で、タービンホイール２０とコンプレッサホイール２２とは、タービンホイール２０と一体のタービン軸２４を介して連結されている。タービンホイール２０の周囲には、複数のタービン動翼２６が放射状に一体形成され、コンプレッサホイール２２の周囲には、複数のコンプレッサ動翼２７が放射状に形成されている。タービン軸２４は、ベアリングハウジング１２の内部で、２個のフローティング軸受２１ａ及び２１ｂで回転自在に支承されている。

ターボチャージャ１０Ａにおいては、タービンホイール２０に加わる中心軸線Ｃ方向のスラスト力と、コンプレッサホイール２２に加わるスラスト力との差であるスラスト荷重Ｓが、図の右方（タービンホイール２０側）に向けてタービン軸２４に加わる。スラスト軸受２８は、内周をタービン軸２４に固定されたタービンホイール側スラストカラー３０及びコンプレッサ側スラストカラー３２とで挟持されている。スラスト軸受２８は、タービン軸２４と共に回転しながら、ベアリングハウジング１２に摺接してスラスト荷重Ｓを支承している。

ベアリングハウジング１２に給油通路３４、３６及び３８が穿設されており、これら給油通路を介してフローティング軸受２１ａ及び２１ｂに潤滑油が供給される。
タービンハウジング１６には、タービンハウジング入口からタービン動翼前縁までの渦巻き状の流路が、該流路の中央域に突設された仕切壁４０によって、フロント側（排気ガス出口側）スクロール流路４２とリア側（ベアリングハウジング１２側）スクロール流路４４とに分割されている。

図４に示すように、図示省略のエンジンから排出された排気ガスｅが、これらのスクロール流路４２，４４を通ってタービン動翼２６に流入し、タービンホイール２０を回転させる。タービンホイール２０の回転によって、コンプレッサホイール２２及びコンプレッサ動翼２７が回転する。これによって、給気流ａが形成され、給気がエンジンの燃焼シリンダに供給される。多気筒型のエンジンにおいては、燃焼シリンダ（図示省略）から排気される排気ガスｅを２つのスクロール流路４２、４４に分流させることにより、他気筒からの排気エネルギーの干渉を低減させ、かつ排気脈動を有効利用して、タービン軸３４の回転効率を高めるようにしている。

これによって、Ａ／Ｒを小さくすることなく、低回転域でのタービン回転の立ち上がりを早めたもので、低回転域でのターボチャージャのレスポンスを早め、エンジンのパワーを向上させるようにしている。

図示省略の多気筒型エンジン側から排気された排気ガスｅは、異なるタイミングで、渦巻き状の前記両スクロール流路を流れ、これらスクロール流路の出口開口５６に達する。出口開口５６に達した排気ガスｅは、タービン動翼２６に当ってタービンホイール２０を回転させた後、出口ケーシング４６を通って排出される。

タービンハウジング１６のリア側隔壁４８の外側では、カップリング１８を装着するためのスペースを確保する必要がある。そのため、本実施形態では、リア側隔壁４８を中心軸線Ｃに対して直交する方向に立設すると共に、フロント側スクロール流路４２の流路断面積ａ_１、ａ_２、ａ_３、・・・及びリア側スクロール流路４４の流路断面積ｂ_１、ｂ_２、ｂ_３、・・・を確保するため、タービンハウジング１６のフロント側隔壁５０を、フロント側に曲折させている。これによって、両スクロール流路４２，４４の半径方向外側の流路断面積を拡大している。そして、該流路断面積を半径方向内側へ行くほど漸減させ、仕切壁４０の先端付近で流路断面積が一番狭くなるように構成している。

仕切壁４０の形状も、フロント側隔壁５０の形状に合わせて、半径方向外側の根元側部位４０ｂをフロント側へ曲折させた形状にしている。これによって、両スクロール流路４２，４４の半径方向外側流路断面積が均等になるようにしている。仕切壁４０の先端側部位４０ａは、両スクロール流路４２，４４のタービン動翼２６への出口開口５６の環状面積が均等になる位置に配置されている。また、先端側部位４０ａは、タービン動翼２６の前縁２６ａに対して実質的に直角となる方向に向けられている。

また、両スクロール流路４２，４４の出口開口５６付近で、タービンハウジング１６のフロント側内面５２及びリア側内面５４を排気ガス流の流れ方向に向かって中央向きに傾斜させている。これによって、両スクロール流路４２，４４を流れる排気ガス流が、共にタービン動翼２６に対して中央側に向く傾斜流となる。そのため、仕切壁４０の先端側部位４０ａの付近において、両スクロール流路４２，４４が、仕切壁４０の軸線Ｘに対して、対称となるように構成されている。

多気筒型エンジンの場合、両スクロール流路４２，４４は、夫々別な燃焼シリンダから排気ガスｅが流れ込む。しかも、各燃焼シリンダから流入する排気ガスｅの流入タイミングは、両スクロール流路で同時ではなく、時間差をもち、かつ脈動して交互に流れ込む。

かかる構成の本実施形態によれば、タービンハウジング１６のフロント側隔壁５０が、フロント側に曲折されているので、タービンハウジング１２の外径を大きくすることなく、両スクロール流路４２，４４の半径方向外側流路断面積ａ_１、ａ_２、ａ_３、・・・及びｂ_１、ｂ_２、ｂ_３、・・・を拡大できる。

また、両スクロール流路４２，４４の流路断面積を半径方向内側へ行くほど漸減させ、仕切壁４０の先端付近で流路断面積が一番狭くなるように構成しているので、排気ガスｅが増速流となる。これによって、流路を形成する隔壁表面での境界層の発達が抑えられ、排気ガスｅの圧力損失を低減できる。

また、フロント側スクロール流路４２とリア側スクロール流路４４の流路断面積が、半径方向外側から半径方向内側に至るまで均等になるように構成すると共に、仕切壁４０の先端側部位４０ａのタービン動翼２６に対して開口する環状面積が均等になるように構成されている。そのため、タービン動翼前縁付近で、両スクロール流路の流れ場を均等にするのが容易になり、両スクロール流路の流量差及び流速差をなくすことができ、エンジンの出力性能の低下を有効に防止できる。

また、仕切壁４０の先端側部位４０ａをタービン動翼前縁２６ａに対して直角方向に向け、両スクロール流路が、該先端側部位４０ａの軸線Ｘに対して対称となるように構成したので、タービン動翼２６の付近で両スクロール流路の流れ場を均等にできる。そのため、脈動して流入する排気ガスｅであっても、両スクロール流路の排気ガスｅの流速差及び流量差をなくすことができる。従って、排気ガス流路の上流側にあるエンジン側の作動条件に差が生じないので、エンジン性能が低下しない。

さらに、本実施形態では、両スクロール流路４２，４４の出口開口５６付近で、タービンハウジング１２のフロント側内面５２及びリア側内面５４を排気ガス流の流れ方向に向かって中央向きに傾斜させ、両スクロール流路４２，４４を流れる排気ガス流が、共にタービン動翼２６に対して中央側に向く傾斜流となるように構成しているので、排気ガスｅがタービン動翼２６の前縁２６ａに均等に流れ込むのを容易にしている。そのため、フロント側内面５２側又はリア側内面５４側に寄る偏流が抑えられ、ターボチャージャの過給性能の低下をさらに抑制できる。

さらに、リア側隔壁４８を中心軸線Ｃに対して直交する方向に立設しているので、リング状カップリング１８の装着にじゃまにならない。また、これによって、リア側スクロール流路４４をタービン動翼前縁２６ａに対して直交する方向に向けることが容易になり、仕切壁４０の先端側部位４０ａ付近において、仕切壁４０の軸線Ｘを挟んで左右対称の排気ガス流路を形成しやすくなる。

（実施形態２）
次に、本発明装置の第２実施形態を図２により説明する。本実施形態も、前記第１実施形態と同様に、多気筒エンジンを装備した乗用車等に装備された小型のツインスクロール型ターボチャージャに適用した例である。図２に示すツインスクロール型ターボチャージャ１０Ｂでは、タービンハウジング１６の仕切壁４０の先端側部位４０ａを、第１実施形態と比べて、タービン動翼２６に対して後退させ、流れの拡散空間Ｄを形成している。その他の構成は、第１実施形態のターボチャージャ１０Ａと同一である。

前述のように、両スクロール流路４２，４４に流入する排気ガスｅの流入タイミングは異なる。本実施形態でも、第１実施形態と同様に、両スクロール流路４２，４４の出口開口５６付近で、タービンハウジング１６のフロント側内面５２及びリア側内面５４を排気ガス流の流れ方向に向かって中央向きに傾斜させ、フロント側スクロール流路４２及びリア側スクロール流路４４を流れる排気ガス流が、共にタービン動翼２６に対して中央側に向く傾斜流となるように構成している。

本実施形態では、仕切壁４０の先端側部位４０ａとタービン動翼前縁２６ａとの間に、流れの拡散空間Ｄを形成しているので、図示のように、夫々のスクロール流路からタービン動翼２６に流入する排気ガス流ｅ１及びｅ２は、出口開口５６の全域に拡散する。そのため、先端側部位４０ａ付近の流れ場が、第１実施形態と比べて、さらに均等となり、フロント側内面５２側又はリア側内面５４側に寄る偏流が抑えられ、ターボチャージャ性能の低下をさらに抑制できる。

本発明によれば、比較的大きな断面積を有するスクロール流路であっても、外径を小さくでき、かつタービン動翼に流入する流れ場を均等にできるので、上流側に配置されたエンジンの性能を低下させないツインスクロール型ターボチャージャを実現できる。

１０Ａ、１０Ｂ、１００ツインスクロール型ターボチャージャ
１２，１２０ベアリングハウジング
１３，１７，１２２接続フランジ
１４コンプレッサハウジング
１６，１０２タービンハウジング
１８カップリング
２０，１１２タービンホイール
２１ａ、２１ｂフローティング軸受
２２コンプレッサホイール
２４，１１０タービン軸
２６，１１４タービン動翼
２６ａ、１１４ａ前縁
２８スラスト軸受
３０タービンホイール側スラストカラー
３２コンプレッサホイール側スラストカラー
３４，３６，３８給油通路
４０仕切壁
４０ａ先端側部位
４０ｂ根元側部位
４２フロント側スクロール流路
４４リア側スクロール流路
４６出口ケーシング
４８リア側隔壁
５０，１２８フロント側隔壁
５２フロント側内面
５４リア側内面
５６，１１６出口開口
１２４出口フランジ
１２６ウェイストゲートバルブ
Ｃ中心軸線
Ｄ流れの拡散空間
Ｓスラスト荷重
Ｘ仕切壁軸線
ａ給気流
ａ_１、ａ_２、ａ_３、・・・、ｂ_１、ｂ_２、ｂ_３、・・・流路断面積
ｅ排気ガス
ｅ１、ｅ２排気ガス流

Claims

タービン軸を収容し、ハウジング内に設けられた仕切壁によってフロント側及びリア側に独立した２つのスクロール流路が形成され、排気ガスが半径方向外側から内側に向かって流れ、タービン軸方向に流れて排出されるツインスクロール型ターボチャージャのタービンハウジングにおいて、
タービンハウジングのリア側隔壁をタービン軸の中心軸線に対して直角方向に配置し、該リア側隔壁の内側のリア側内面を前記中心軸線に対して直角方向に形成し、タービンハウジングのフロント側隔壁を半径方向内側から外側へ向うにつれてフロント側へ曲折させ、フロント側スクロール流路及びリア側スクロール流路の断面積を確保すると共に、
前記仕切壁の根元側部位をフロント側隔壁に対応させてフロント側へ曲折させ、フロント側スクロール流路及びリア側スクロール流路の断面積を均等にし、
フロント側スクロール流路及びリア側スクロール流路の断面積を半径方向外側から内側へ向うにつれて漸減させると共に、仕切壁の先端側部位をタービン動翼前縁に対して直角方向に向け、該先端側部位付近におけるフロント側スクロール流路とリア側スクロール流路とが該先端側部位の軸線に対して対称になるように構成させ、
前記仕切壁の先端側部位において先端で流路断面積が一番狭くなるように構成し、前記仕切壁の先端とタービン動翼前縁との間に流れの拡散空間を形成させ該拡散空間でフロント側スクロール流路及びリア側スクロール流路の夫々から流出する排気ガスを両スクロール流路の出口開口全域に拡散可能に構成し、
両スクロール流路の出口開口において、前記仕切壁の先端位置より半径方向内側の位置でタービンハウジングのフロント側内面及びリア側内面を排気ガス流の流れ方向に向かって中央向きに傾斜させ、タービン動翼前縁に向けて傾斜流を形成していることを特徴とするツインスクロール型ターボチャージャのタービンハウジング。
前記仕切壁の先端とタービン動翼前縁との間に流れの拡散空間を形成させるとともに、前記仕切壁の先端側部位において、フロント側スクロール流路及びリア側スクロール流路がタービン動翼に対して開口する環状面積が均等になるように構成したことを特徴とする請求項１に記載のツインスクロール型ターボチャージャのタービンハウジング。