JP6001442B2 - 内燃機関の過給システム - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の過給システムに関し、特に、内燃機関の排気ガスが送り込まれるスクロール通路を有するタービンハウジングを備えた内燃機関の過給システムに関する。

一般に、車両に搭載された内燃機関の出力を向上させるために用いられるターボチャージャは、タービンハウジング内にタービンホイールが設けられているとともに、コンプレッサハウジング内にコンプレッサホイールが設けられており、これらのタービンホイールおよびコンプレッサホイールは、ロータシャフトによって一体回転可能に連結されている。

内燃機関の排気管を流れる排気ガスがタービンハウジング内に流入すると、この排気ガスがタービンホイールの周囲のスクロール通路を通過した後、タービンホイールに吹付けられる。

この排気ガスの吹付けによりタービンホイールが回転すると、この回転がロータシャフトを介してコンプレッサホイールに伝達され、コンプレッサホイールが回転することによって内燃機関に導入される空気が過給される。

また、内燃機関においては、排気管内に空燃比センサ等を設け、排気ガスの状態（例えば酸素濃度）を検出することにより、空燃比フィードバック制御を行う場合がある。

この場合、空燃比センサのセンサ素子は、一般に、所定の活性温度以上に加熱された状態で活性化し、排気ガスの成分の測定が可能となる。したがって、空燃比センサにはセンサ素子を加熱するためのセンサヒータが配設されている。

上述した構成を有するターボチャージャと、空燃比センサとを備えた内燃機関においては、内燃機関の冷間始動時においてスクロール通路を通過する排気中に、燃焼により発生した水分が含まれており、この水分が凝縮水となってタービンハウジングから排気管に飛散して排出され、空燃比センサに接触する場合があった。

また、前回の内燃機関の停止後に、スクロール通路に残された排気が冷却されることにより凝縮水が発生し、この凝縮水が内燃機関の冷間始動時にタービンハウジングから飛散して排気管に排出され、空燃比センサに接触する場合があった。

凝縮水が空燃比センサに接触すると、センサヒータの加熱によって高温になったセンサ素子において、凝縮水が接触した部分が急激に冷却されることにより、センサ素子の破損が発生することがあった。このため、タービンハウジングから凝縮水が排気管に飛散するのを抑制する必要がある。

従来、タービンハウジングから凝縮水が排気管に飛散するのを抑制可能な内燃機関のターボチャージャとしては、タービンハウジングの内壁の外周部に設けられ、スクロール通路を通過する排気に含まれる凝縮水を捕捉しながら通過させる凝縮水捕捉溝と、タービンハウジングの設置姿勢におけるタービンハウジングの最下部分に設けられ、凝縮水捕捉溝を通過する凝縮水が収集される収集部と、収集部と排気管における空燃比センサの下流側とを連通し、収集部に収集される水分を排気管に排出する排出パイプとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この内燃機関のターボチャージャは、内燃機関の冷間始動時に、内燃機関から排出された排気ガスにおいて発生した凝縮水を、排気ガスがスクロール通路を通過する際の遠心力を利用して凝縮水捕捉溝に捕捉することができる。

そして、この凝縮水捕捉溝を通過して、排気ガスの流れに沿ってスクロール通路を移動した水分を収集部に収集して排水パイプを通して空燃比センサの下流側の排気管に排出することができる。この結果、タービンハウジングから凝縮水が空燃比センサに飛散して空燃比センサが破損することを抑制することができる。

特開２００８−２０８７８７号公報

しかしながら、このような従来の内燃機関のターボチャージャにあっては、収集部に収集された水分を排気管に排出する排出パイプを備えているため、内燃機関の振動等を受けて排出パイプが破損した場合には、排出パイプから排気ガスが漏出してしまうことになり、空力特性が悪化する等してターボチャージャの性能が低下してしまうという問題が発生してしまう。

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、ターボチャージャの性能が低下するのを抑制しつつ、内燃機関の冷間始動時にタービンハウジング内の凝縮水が排気管に飛散するのを抑制して、センサが被水により破損することを抑制することができる内燃機関の過給システムを提供することを目的とする。

本発明に係る内燃機関の過給システムは、上記目的を達成するため、（１）内燃機関の排気管に設けられたタービンと、前記タービンの下流側の前記排気管に設けられ、排気ガスの状態を検出するセンサとを有し、前記タービンが、タービンホイールと、前記タービンホイールの周囲に設けられ、前記内燃機関の排気ガスが送り込まれるスクロール通路を有するタービンハウジングとを含んで構成される内燃機関の過給システムであって、前記タービンハウジングの内周部に、排気ガスから生成される凝縮水を捕捉する吸水部材が設けられたものから構成されている。

この内燃機関の過給システムは、タービンハウジングの内周部に、排気ガスから生成される凝縮水を捕捉する吸水部材が設けられるので、内燃機関の冷間始動時にタービンハウジング内の凝縮水が排気管に飛散するのを抑制して、センサが被水により破損することを抑制することができる。

また、暖機後には高温の排気ガスによって吸水部材に吸水された凝縮水を水蒸気にしてタービンハウジング下流の排気管に排出することができ、タービンハウジング内に凝縮水が貯留されるのを抑制することができる。これに加えて、凝縮水が水蒸気となってタービンハウジングの下流の排気管に排出されることでセンサに水分が接触してもセンサが破損する可能性が極めて低くなる。

また、タービンハウジングの内周部に吸水部材を設けているので、ターボチャージャが内燃機関の振動等を受けた場合であっても、吸水部材が破損することがなく、従来のように排気ガスがタービンハウジングから漏出できるため、ターボチャージャの空力特性等が悪化すること等を抑制して、ターボチャージャの性能が低下するのを抑制することができる。

上記（１）の内燃機関の過給システムにおいて、（２）前記吸水部材を前記タービンハウジングの内周部に保持する保持部を有するものから構成されている。

この内燃機関の過給システムは、吸水部材をタービンハウジングの内周部に保持する保持部を有するので、ターボチャージャが内燃機関の振動等を受けた場合であっても、吸水部材をタービンハウジングに保持した状態を維持することができる。

このため、吸水部材がタービンハウジングから外れてしまうのを抑制することができる。このため、例えば、吸水部材がタービンホイールに干渉する等してターボチャージャの空力特性が悪化することを抑制して、ターボチャージャの性能が低下するのをより一層抑制することができる。

上記（２）の内燃機関の過給システムにおいて、（３）前記保持部が、前記タービンハウジングの内周部に形成され、前記吸水部材を収容する収容部から構成されている。

この内燃機関の過給システムは、吸水部材がタービンハウジングの内周部に形成された収容部に収容されるので、吸水部材をタービンハウジング内のスクロール通路を除いた部位に設置することができ、スクロール通路を流れる排気ガスが吸水部材によって阻害されるのを抑制することができる。このため、タービンハウジングの内周部に、タービンハウジング内に貯留される凝縮水の量に応じて必要な大きさの吸水部材を設置することができる。

上記（３）に記載の内燃機関の過給システムにおいて、（４）前記収容部が、前記吸水部材を挟持する挟持面を有し、前記挟持面によって前記吸水部材が挟持されるものから構成されている。

この内燃機関の過給システムは、収容部が、吸水部材を挟持する挟持面によって吸水部材を挟持するので、吸水部材がタービンハウジングから外れることを、より効果的に抑制できる。

上記（３）、（４）の内燃機関の過給システムにおいて、（５）前記収容部が、前記吸水部材が前記収容部から抜け出るのを規制する抜け止め部を有するものから構成されている。

この内燃機関の過給システムは、収容部が、吸水部材が収容部から抜け出るのを規制する抜け止め部を有するので、ターボチャージャが内燃機関の振動等を受けた場合に、吸水部材が収容部から抜け出ようとしても抜け止め部に当接して収容部から抜け出ることを抑制できる。このため、吸水部材がタービンハウジングから外れることを、より効果的に抑制できる。

上記（１）〜（５）の内燃機関の過給システムにおいて、（６）前記吸水部材の一部は、前記タービンハウジングの設置姿勢において、前記タービンハウジングの内周部の重力方向下方に設けられるものから構成されている。

この内燃機関の過給システムは、タービンハウジングの設置姿勢において、吸水部材の一部がタービンハウジングの内周部の重力方向下方に設けられるので、前回の内燃機関の停止後に、スクロール通路に残された排気ガスが冷却されることにより発生した凝縮水が自重によってタービンハウジングの重力方向下方に落下した場合に、吸水部材に捕捉される。

したがって、凝縮水を吸水部材に効率よく吸収させることができ、内燃機関の冷間始動時にタービンハウジング内の凝縮水が排気管に飛散するのをより効果的に抑制することができる。

上記（３）〜（６）の内燃機関の過給システムにおいて、（７）前記タービンハウジングの内壁から等距離の面によって切断された前記収容部の内部の断面積は、前記収容部の開口端の開口面積よりも大きいものから構成されている。

この内燃機関の過給システムは、タービンハウジングの内壁から等距離の面によって切断された収容部の内部の断面積が収容部の開口端の開口面積より大きく形成されるので、内燃機関の冷間始動時に、吸水部材に吸水された凝縮水が排気ガスの気流によって収容部内から排気管に飛散しようとしても、開口面積の小さい収容部の開口端によってスクロール通路への移動が遮られる。このため、内燃機関の冷間始動時にタービンハウジング内の凝縮水が排気管に飛散するのをより効果的に抑制することができる。

また、暖機後には吸水部材に吸水された凝縮水を高温の排気ガスによって水蒸気にすることができるため、開口面積の小さい収容部の開口端を通して排気管に容易に排出することができる。

本発明によれば、ターボチャージャの性能が低下するのを抑制しつつ、内燃機関の冷間始動時にタービンハウジング内の凝縮水が排気管に飛散するのを抑制して、センサが被水により破損することを抑制することができる内燃機関の過給システムを提供することができる。

本発明に係る内燃機関の過給システムの第１の実施の形態を示す図であり、ターボチャージャを備えた内燃機関の概略構成図である。 本発明に係る内燃機関の過給システムの第１の実施の形態を示す図であり、ターボチャージャの構成を示す図である。 本発明に係る内燃機関の過給システムの第１の実施の形態を示す図であり、タービンおよび排気管の断面図である。 本発明に係る内燃機関の過給システムの第１の実施の形態を示す図であり、タービンハウジングのスクロール通路付近の断面図である。 本発明に係る内燃機関の過給システムの第１の実施の形態を示す図であり、タービンハウジングの下部の断面図である。 本発明に係る内燃機関の過給システムの第２の実施の形態を示す図であり、タービンおよび排気管の断面図である。 本発明に係る内燃機関の過給システムの第２の実施の形態を示す図であり、タービンハウジングの下部の断面図である。 本発明に係る内燃機関の過給システムの第３の実施の形態を示す図であり、タービンおよび排気管の断面図である。 本発明に係る内燃機関の過給システムの第３の実施の形態を示す図であり、タービンハウジングの下部の断面図である。 本発明に係る内燃機関の過給システムの第４の実施の形態を示す図であり、タービンおよび排気管の断面図である。 本発明に係る内燃機関の過給システムの第４の実施の形態を示す図であり、タービンハウジングの下部の断面図である。 本発明に係る内燃機関の過給システムの第４の実施の形態を示す図であり、（ａ）は、吸水部材および湾曲部材の側面図、（ｂ）は、同図（ａ）のＡ方向矢視図である。 本発明に係る内燃機関の過給システムの第４の実施の形態を示す図であり、（ａ）は、図１２（ｂ）のＢ−Ｂ方向断面図、（ｂ）は、図１２（ｂ）のＣ−Ｃ方向矢視断面図である。

以下、本発明に係る内燃機関の過給システムの実施の形態について、図面を用いて説明する。
（第１の実施の形態）
図１〜図５は、本発明に係る内燃機関の過給システムの第１の実施の形態を示す図である。
まず、構成を説明する。
図１において、内燃機関としてのエンジン１は、４つの気筒２を有している。なお、本実施の形態のエンジン１は、４つの気筒２を有する４気筒エンジンを例にしているが、気筒数は、これに限定されるものではない。

エンジン１には、インテークマニホールド３が接続されており、このインテークマニホールド３の上流側には吸気管４が接続されている。吸気管４にはターボチャージャ１１のコンプレッサハウジング１２が接続されている。

また、エンジン１には、エキゾーストマニホールド５が接続されており、このエキゾーストマニホールド５の下流側には、排気管６が接続されている。排気管６にはターボチャージャ１１のタービンハウジング１３に接続されており、排気管６の下流側には図示しないマフラーが接続されている。

また、排気管６には排気管６を通過する排気ガスの状態として、排気ガスの空燃比を検出するセンサとしての空燃比センサ７および排気ガスを浄化するための排気浄化触媒８が設けられている。

この空燃比センサ７の図示しないセンサ素子は、例えば、ジルコニア管等から形成されており、センサ素子が加熱されて、例えば４００℃以上に昇温することにより活性化し、排気ガスの酸素濃度検出が可能な状態になる。

また、空燃比センサ７のセンサ素子の内部には、図示しないセンサヒータが設けられており、空燃比センサ７は、排気ガス中の酸素濃度検出前において、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）９からの指令によりセンサヒータが通電されることでセンサ素子が加熱されるようになっている。

図２、図３に示すように、ターボチャージャ１１は、センターハウジング１４の両側にタービンハウジング１３とコンプレッサハウジング１２とが設けられており、タービンハウジング１３の内部にはタービンホイール１５が設けられている。

タービンハウジング１３は、タービンホイール１５の周囲に設けられており、タービンハウジング１３内部には、タービンホイール１５に排気ガスを流入させるスクロール通路１６が形成されている。このスクロール通路１６は、巻き始めから巻き終わりにかけて流路面積が徐々に小さく形成されており、タービンホイール１５に圧縮された排気ガスを吹き付けるように構成されている。なお、本実施の形態では、タービンハウジング１３およびタービンホイール１５がタービン１７を構成している。

すなわち、図４に示すように、スクロール通路１６は、インテークマニホールド３を介してエンジン１から排気ガスが導入される導入口１６ａを有しており、この導入口１６ａが巻き始めを構成している。

この導入口１６ａから導入された排気ガスは、タービンホイール１５に臨む巻き終わりまで導入されることにより、排気ガスがタービンホイール１５に吹き付けられる。また、スクロール通路１６を流れる排気ガスは、タービンハウジング１３に形成された排出口１６ｂを通して排気管６に排出される。

排気ガスがタービンホイール１５に吹き付けられると、排気ガスのエネルギーによってタービンホイール１５が回転駆動され、タービンホイール１５の回転によって、タービンホイール１５に連結されたコンプレッサハウジング１２内の図示しないコンプレッサホイールが回転駆動される。

一方、タービンハウジング１３は、分割ハウジング１８および分割ハウジング１９に分割されており、この分割ハウジング１８、１９は、溶接等によって一体化されている。図２〜図４に示すように、タービンハウジング１３の内周部には排気ガスから生成される凝縮水を捕捉する吸水部材２０が設けられており、この吸水部材２０は、断面が矩形状に形成されている。

この吸水部材２０は、例えば、シート状の無機繊維の集合体、例えば、耐高温性および吸水性に優れたアルミナシート等から構成されており、吸水部材２０は、タービンハウジング１３の内周部に設けられている。

具体的には、タービンハウジング１３の内周部には保持部および収容部としてのレール溝２１が形成されており、このレール溝２１は、タービンハウジング１３の円周方向に沿って形成されている。

したがって、レール溝２１の一部は、タービンハウジング１３の設置姿勢において、タービンハウジング１３の内周部の重力方向下方を含んだタービンハウジング１３の内周部に形成される。

吸水部材２０は、レール溝２１に収容されており、吸水部材２０は、タービンハウジング１３の延在方向と同一の延在方向長さを有している。したがって、本実施の形態の吸水部材２０は、排気ガスから生成される凝縮水を捕捉する位置に設けられる。

図５に示すように、レール溝２１は、分割ハウジング１８、１９の内周部に形成された挟持面１８ａ、１９ａによって画成された収容空間２１ａを備えており、吸水部材２０は、この収容空間２１ａに収容されている。

また、吸水部材２０の上面２０ａは、レール溝２１の開口端２１ｂと同一の高さに位置している。なお、吸水部材２０の上面２０ａは、レール溝２１の開口端２１ｂよりも下方に位置してもよい。

また、吸水部材２０がレール溝２１に収容された状態において、吸水部材２０の幅方向側面２０ｂ、２０ｃは、分割ハウジング１８、１９の挟持面１８ａ、１９ａに挟持されており、吸水部材２０は、タービンハウジング１３の内周部に強固に保持される。

次に、作用を説明する。
エンジン１の冷間始動時には、エンジン１からの排気ガスは、タービンハウジング１３に導入されてタービンホイール１５に吹き付けられる。このとき、タービンハウジング１３の温度が低いために、エンジン１における燃焼反応により発生した水分が蒸発せず、排気ガス中に凝縮水が発生する場合がある。
また、前回のエンジン１の停止後に、スクロール通路１６に残された排気が冷却されることにより凝縮水が発生する場合がある。

排気ガス中に凝縮水が発生すると、凝縮水がタービンホイール１５の回転の遠心力によってスクロール通路１６を画成するタービンハウジング１３の内周部を伝わって移動し、最終的にはタービンハウジング１３の排出口１６ｂから排気管６に空燃比センサ７に接触する場合がある。このとき、加熱により高温となった状態で低温の凝縮水が空燃比センサ７のセンサ素子に接触することになり、この熱衝撃によって、空燃比センサ７が破損するおそれがある。

本実施の形態のターボチャージャ１１は、タービンハウジング１３の内周部に、タービンハウジング１３の円周方向に亘って延在するレール溝２１を設け、このレール溝２１に吸水部材２０を収容している。

このため、エンジン１の冷間始動時に、タービンホイール１５の回転の遠心力によってタービンハウジング１３の内周部に飛散した凝縮水を吸水部材２０に捕捉することができ、凝縮水を吸水部材２０に効率よく吸収させることができる。

また、吸水部材２０の一部が、タービンハウジング１３の設置姿勢において、タービンハウジング１３の内周部の重力方向下方に設けられるので、前回のエンジン１の停止後に、スクロール通路１６に残された排気ガスが冷却されることにより発生した凝縮水が、自重によってタービンハウジング１３の重力方向下方に落下した場合に、吸水部材２０に捕捉させることができる。

この結果、エンジン１の冷間始動時にタービンハウジング１３内の凝縮水が排気管６に飛散するのを抑制して、空燃比センサ７が被水により破損することを抑制することができる。

また、暖機後には高温の排気ガスによって吸水部材２０に吸水された凝縮水は、水蒸気となり、タービンハウジング１３の下流の排気管６に排出されるので、タービンハウジング１３内に凝縮水が貯留されるのを抑制することができる。これに加えて、凝縮水が水蒸気となってタービンハウジング１３の下流の排気管６に排出されることで空燃比センサ７に水分が接触しても空燃比センサ７が破損する可能性が極めて低くなる。

また、タービンハウジング１３の内周部に吸水部材２０を設けているので、ターボチャージャ１１がエンジン１の振動等を受けた場合であっても、吸水部材２０が破損することがなく、従来のように排気ガスがタービンハウジング１３から漏出することがない。このため、ターボチャージャ１１の空力特性が悪化すること等を抑制することができ、ターボチャージャ１１の性能が低下するのを抑制することができる。

特に、本実施の形態のターボチャージャ１１は、レール溝２１が、吸水部材２０を挟持する挟持面１８ａ、１９ａを有し、挟持面１８ａ、１９ａによって吸水部材２０を挟持しているので、吸水部材２０をタービンハウジング１３に確実に保持することができる。

このため、ターボチャージャ１１がエンジン１の振動等を受けた場合であっても、吸水部材２０をタービンハウジング１３に保持した状態を維持することができ、吸水部材２０がタービンハウジング１３から外れてしまうのを抑制することができる。

したがって、吸水部材２０がタービンホイール１５に干渉する等してターボチャージャ１１の空力特性が悪化すること等を抑制することができ、ターボチャージャ１１の性能が低下するのをより一層抑制することができる。

また、本実施の形態のターボチャージャ１１は、吸水部材２０をタービンハウジング１３の内周部に形成されたレール溝２１に収容し、吸水部材２０の上面２０ａを、レール溝２１の開口端２１ｂと同一の高さに位置させているので、吸水部材２０をタービンハウジング１３内のスクロール通路１６を除いた部位に設置することができる。すなわち、吸水部材２０の上面２０ａをスクロール通路１６に臨ませないようにすることができる。

このため、スクロール通路１６を流れる排気ガスが吸水部材２０によって阻害されるのを抑制することができる。したがって、タービンハウジング１３の内周部に、タービンハウジング１３内に貯留される凝縮水の量に応じて必要な大きさの吸水部材２０を設置することができる。

また、本実施の形態のターボチャージャ１１では、吸水部材２０をレール溝２１の挟持面１８ａ、１９ａに挟持しているが、吸水部材２０とレール溝２１との間に接着剤を介装、すなわち、吸水部材２０を接着剤によってレール溝２１に固定してもよい。

このようにすれば、吸水部材２０をレール溝２１により効果的に保持することができ、ターボチャージャ１１がエンジン１の振動等を受けた場合であっても、吸水部材２０をタービンハウジング１３に保持した状態をより効果的に維持することができる。

なお、吸水部材２０およびレール溝２１の円周方向の長さは、特に限定されるものではなく、吸水部材２０およびレール溝２１の一部が、タービンハウジング１３の設置姿勢において、少なくともタービンハウジング１３の内周部の重力方向下方に位置していればよい。

また、本実施の形態では、タービンハウジング１３を分割ハウジング１８、１９から構成しているが、タービンハウジング１３を分割せずに一体化してもよい。

（第２の実施の形態）
図６、図７は、本発明に係る内燃機関の過給システムの第２の実施の形態を示す図であり、第１の実施の形態と同一の構成には同一番号を付して説明を省略する。

図６、図７において、レール溝２１の上端には抜け止め部２１ｃ、２１ｄが形成されており、抜け止め部２１ｃ、２１ｄの先端によってレール溝２１の開口端２１ｅが形成されている。
また、タービンハウジング１３の内壁である分割ハウジング１８および分割ハウジング１９の内壁１８Ａ、１９Ａからａで示す等距離の面によって切断されたレール溝２１の内部の断面積は、レール溝２１の開口端２１ｅの開口面積よりも大きく形成されている。

吸水部材２０は、抜け止め部２１ｃ、２１ｄの下方に位置しており、上面２０ａが抜け止め部２１ｃ、２１ｄに接触している。このため、吸水部材２０は、抜け止め部２１ｃ、２１ｄによってレール溝２１から抜け出ることが規制されている。

このように本実施の形態でターボチャージャ１１のレール溝２１が、吸水部材２０がレール溝２１から抜け出るのを規制する抜け止め部２１ｃ、２１ｄを有するので、ターボチャージャ１１がエンジン１の振動等を受けた場合に、吸水部材２０がレール溝２１から抜け出ようとしても抜け止め部２１ｃ、２１ｄに当接してレール溝２１から抜け出るのを抑制することができる。このため、吸水部材２０をタービンハウジング１３に保持した状態をより効果的に維持することができる。

また、本実施の形態のターボチャージャ１１は、分割ハウジング１８および分割ハウジング１９の内壁１８Ａ、１９Ａから等距離の面によって切断されたレール溝２１の内部の断面積がレール溝２１の開口端２１ｅの開口面積よりも大きく形成されている。

このため、エンジン１の冷間始動時に、吸水部材２０に吸水された凝縮水が排気ガスの気流によってレール溝２１内から排気管６に飛散しようとしても、開口面積の小さいレール溝２１の開口端２１ｅによってスクロール通路１６への移動が遮られる。
したがって、エンジン１の冷間始動時にタービンハウジング１３内の凝縮水が排気管６に飛散するのをより効果的に抑制することができる。

また、暖機後には吸水部材２０に吸水された凝縮水を高温の排気ガスによって水蒸気にすることができるため、開口面積の小さいレール溝２１の開口端２１ｅを通して排気管６に容易に排出することができる。

なお、本実施の形態のターボチャージャ１１にあっても、吸水部材２０とレール溝２１との間に接着剤を介装、すなわち、吸水部材２０を接着剤によってレール溝２１に固定してもよい。

（第３の実施の形態）
図８、図９は、本発明に係る内燃機関の過給システムの第３の実施の形態を示す図であり、第１の実施の形態と同一の構成には同一番号を付して説明を省略する。なお、本実施の形態では、第１、２実施の形態の吸水部材が矩形状であるのに対して、吸水部材の断面積を円形状にした点が異なる。

図８、図９において、タービンハウジング１３の内周部には排気ガスから生成される凝縮水を捕捉する吸水部材３１が設けられており、この吸水部材３１は、断面が円形状に形成されている。

この吸水部材３１は、例えば、シート状の無機繊維の集合体、例えば、耐高温性および吸水性に優れたアルミナシート等から構成されており、吸水部材３１は、タービンハウジング１３の内周部に設けられている。

タービンハウジング１３の内周部には保持部および収容部としてのレール溝３２が形成されており、このレール溝３２は、タービンハウジング１３の円周方向に沿って形成されている。

したがって、レール溝３２の一部は、タービンハウジング１３の設置姿勢において、タービンハウジング１３の内周部の重力方向下方を含んだタービンハウジング１３の内周部に形成される。

このレール溝３２に吸水部材３１が収容されており、吸水部材３１は、タービンハウジング１３の延在方向と同一の延在方向長さを有している。したがって、本実施の形態の吸水部材３１は、排気ガスから生成される凝縮水を捕捉する位置に設けられる。

レール溝３２は、分割ハウジング１８、１９の内周部に形成された挟持面１８ｂ、１９ｂにって画成された円柱状の収容空間３２ａを備えており、吸水部材３１は、この収容空間３２ａに収容されている。

また、吸水部材３１がレール溝３２に収容された状態において、吸水部材３１の幅方向側面３１ｂ、３１ｃは、分割ハウジング１８、１９の挟持面１８ｂ、１９ｂに挟持されており、吸水部材３１は、タービンハウジング１３の内周部に強固に保持される。なお、吸水部材３１の側面３１ｂは、吸水部材３１の全周に対して半分の領域であり、側面３１ｃは、吸水部材３１の全周に対して半分の領域である。

また、レール溝３２の上端には抜け止め部３２ｂ、３２ｃが形成されており、抜け止め部３２ｂ、３２ｃの先端によってレール溝３２の開口端３２ｄが形成され、この開口端３２ｄの開口面積は、レール溝３２の内周部の開口面積よりも小さく形成されている。

吸水部材３１は、抜け止め部３２ｂ、３２ｃの下方に位置しており、上面３１ａが抜け止め部３２ｂ、３２ｃに接触している。このため、吸水部材３１は、抜け止め部３２ｂ、３２ｃによってレール溝３２から抜け出ることが規制されている。

本実施の形態のターボチャージャ１１にあっては、タービンハウジング１３の内周部に、タービンハウジング１３の円周方向に亘って所定長延在するレール溝３２を設け、このレール溝３２に吸水部材３１を収容している。

このため、排気ガスから生成される凝縮水を吸水部材３１に効率よく吸収させることができ、エンジン１の冷間始動時にタービンハウジング１３内の凝縮水が排気管６に飛散するのを抑制して、空燃比センサ７が被水により破損することを抑制することができる。

また、レール溝３２が、吸水部材３１を挟持する挟持面１８ｂ、１９ｂを有し、挟持面１８ｂ、１９ｂによって吸水部材３１を挟持しているので、吸水部材３１をタービンハウジング１３に確実に保持することができる。

このため、ターボチャージャ１１がエンジン１の振動等を受けた場合であっても、吸水部材３１をタービンハウジング１３に保持した状態をより効果的に維持することができ、吸水部材３１がタービンハウジング１３から外れてしまうのをより効果的に抑制することができる。

また、本実施の形態のターボチャージャ１１のレール溝３２は、吸水部材３１がレール溝３２から抜け出るのを規制する抜け止め部３２ｂ、３２ｃを有するので、ターボチャージャ１１がエンジン１の振動等を受けた場合に、吸水部材３１がレール溝３２から抜け出ようとしても抜け止め部３２ｂ、３２ｃに当接してレール溝３２から抜け出るのを抑制することができる。このため、吸水部材３１をタービンハウジング１３に保持した状態をより効果的に維持することができる。

また、本実施の形態のターボチャージャ１１は、抜け止め部３２ｂ、３２ｃの開口端３２ｄの開口面積がレール溝３２の内周部の開口面積よりも小さく形成されているため、エンジン１の冷間始動時に、吸水部材３１に吸水された凝縮水が排気ガスの気流によってレール溝３２内から排気管６に飛散しようとしても、開口面積の小さいレール溝３２の開口端３２ｄによってスクロール通路１６への移動が遮られる。このため、エンジン１の冷間始動時にタービンハウジング１３内の凝縮水が排気管６に飛散するのをより効果的に抑制することができる。

また、暖機後には吸水部材３１に吸水された凝縮水を高温の排気ガスによって水蒸気にすることができるため、開口面積の小さいレール溝３２の開口端３２ｄを通して排気管６に容易に排出することができる。

なお、本実施の形態のターボチャージャ１１にあっても、吸水部材３１とレール溝３２との間に接着剤を介装、すなわち、吸水部材３１を接着剤によってレール溝３２に固定してもよい。

なお、上記各実施の形態では、吸水部材２０の断面形状を矩形状に形成し、吸水部材３１の断面形状を円形状に形成しているが、吸水部材の断面形状は、これに限定されるものではない。

（第４の実施の形態）
図１０〜図１３は、本発明に係る内燃機関の過給システムの第４の実施の形態を示す図であり、第１の実施の形態と同一の構成には同一番号を付して説明を省略する。

図１０、図１１に示すように、タービンハウジング１３の内周部には排気ガスから生成される凝縮水を捕捉する吸水部材４１が設けられており、この吸水部材４１は、断面が矩形状に形成されている。

この吸水部材４１は、例えば、シート状の無機繊維の集合体、例えば、耐高温性および吸水性に優れたアルミナシート等から構成されている。吸水部材４１は、タービンハウジング１３の内周部にタービンハウジング１３の円周方向に亘って延在している。タービンハウジング１３の設置姿勢において、タービンハウジング１３の内周部の重力方向下方を含んだタービンハウジング１３の内周部に形成される。

図１２、図１３に示すように、吸水部材４１は、保持部としての板状の湾曲部材４２に保持されており、この湾曲部材４２の曲率は、タービンハウジング１３の内周部の曲率と同一となっている。

湾曲部材４２の幅方向両端には吸水部材４１の幅方向両端部に嵌合する嵌合部４２ａ、４２ｂが形成されており、この嵌合部４２ａ、４２ｂは、湾曲部材４２の延在方向に亘って一定の間隔で湾曲部材４２に設けられている。したがって、吸水部材４１は、嵌合部４２ａ、４２ｂによって湾曲部材４２に保持されている。

また、湾曲部材４２の背面には湾曲部材４２の延在方向に亘って一定の間隔で突部４３が形成されている。また、タービンハウジング１３の内周部には嵌合穴４４が形成されており、突部４３は、嵌合穴４４に嵌合されるようになっている。このため、吸水部材４１が湾曲部材４２を介してタービンハウジング１３に保持される。なお、嵌合穴４４は、分割ハウジング１８、１９の内周部に形成された切欠きであり、分割ハウジング１８、１９が溶接されたときに嵌合穴４４が形成される。

また、湾曲部材４２をタービンハウジング１３に取付ける場合には、分割ハウジング１８、１９を接合するときに分割ハウジング１８または分割ハウジング１９の一方の切欠きに突部４３を位置決めし、分割ハウジング１８または分割ハウジング１９の他方の切欠きを突部４３に位置決めする。このときに突部４３が嵌合穴４４に嵌合されることになり、分割ハウジング１８、１９を溶接することで突部４３が嵌合穴４４に嵌合される。

本実施のターボチャージャ１１は、タービンハウジング１３の内周下部に吸水部材４１を設けたので、排気ガスから生成される凝縮水を吸水部材４１に捕捉することができ、凝縮水を吸水部材４１に効率よく吸収させることができる。

このため、エンジン１の冷間始動時にタービンハウジング１３からの凝縮水が排気管６に飛散するのを抑制して、空燃比センサ７が被水により破損することを抑制することができる。

また、本実施の形態のターボチャージャ１１は、吸水部材４１を保持する湾曲部材４２を有し、吸水部材４１が湾曲部材４２を介してタービンハウジング１３の内周部に保持されるので、吸水部材４１をタービンハウジング１３に確実に保持することができる。

このため、ターボチャージャ１１がエンジン１の振動を受けた場合であっても、吸水部材４１をタービンハウジング１３に保持した状態を確実に維持することができ、吸水部材４１がタービンハウジング１３から外れてしまうのをより効果的に抑制することができる。

なお、本実施の形態では、吸水部材４１を湾曲部材４２によってタービンハウジング１３に固定しているが、これに限らず、吸水部材４１を接着剤によってタービンハウジング１３に直接固定してもよい。この場合には接着剤が保持部を構成する。
また、上記各実施の形態では、センサを空燃比センサから構成しているが、センサは、酸素センサ等から構成されてもよい。

以上のように、本発明に係る内燃機関の過給システムは、ターボチャージャの性能が低下するのを抑制しつつ、内燃機関の冷間始動時にタービンハウジング内の凝縮水が飛散するのを抑制して、センサが被水により破損することを抑制することができるという効果を有し、内燃機関の排気ガスが送り込まれるスクロール通路を有するタービンハウジングを備えた内燃機関の過給システム等として有用である。

１…エンジン（内燃機関）、６…排気管、７…空燃比センサ（センサ）、１１…ターボチャージャ、１３…タービンハウジング、１５…タービンホイール、１６…スクロール通路、１７…タービン、１８Ａ，１９Ａ…タービンハウジングの内壁、１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂ…挟持面、２０，３１，４１…吸水部材、２１，３２…レール溝（収容部、保持部）、２１ｃ，２１ｄ，３２ｂ，３２ｃ…抜け止め部、２１ｅ，３２ｄ…開口端、４２…湾曲部材（保持部）

Claims (5)

1. 内燃機関の排気管に設けられたタービンと、前記タービンの下流側の前記排気管に設けられ、排気ガスの状態を検出するセンサとを有し、
   前記タービンが、タービンホイールと、前記タービンホイールの周囲に設けられ、前記内燃機関の排気ガスが送り込まれるスクロール通路を有するタービンハウジングとを含んで構成される内燃機関の過給システムであって、
   前記タービンハウジングが、前記スクロール通路の外方側の内周壁部に、前記タービンホイールの周方向の略全域に亘って延在する内周溝を有しており、
   前記内周溝内に、前記タービンホイールの周方向の略全域に亘って吸水部材が設けられていることを特徴とする内燃機関の過給システム。
2. 前記タービンハウジングが、前記タービンホイールの軸方向で前記スクロール通路を間に挟んで対向するとともに前記スクロール通路の外周側で一体に接合された一方および他方の分割ハウジング部材によって構成されるとともに、
   前記一方および他方の分割ハウジング部材が、前記スクロール通路の外周側で前記軸方向に対向する一方および他方の対向内壁部分によって、前記周溝を形成していることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の過給システム。
3. 前記一方および他方の対向内壁部分によって、前記吸水部材を挟持する一方および他方の挟持面が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の過給システム。
4. 前記一方および他方の対向内壁部分が、前記吸水部材が前記内周溝から抜け出るのを規制する抜け止め部を有することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の過給システム。
5. 前記吸水部材の一部は、前記タービンハウジングの設置姿勢において前記タービンハウジングの内周部の下方側に位置するとともに、前記内周溝の開口側部分より断面積が大きい前記内周溝の内奥側の吸水部を形成していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１の請求項に記載の内燃機関の過給システム。

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