JP6055959B2 - 排気ガスターボ過給機 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提部による排気ガスターボ過給機に関するものである。

過給圧力制御のために、一般的な排気ガスターボ過給機には、圧縮機側に、圧縮機迂回装置の形態でなる過給圧力制御装置を備えることができ、及び、または、タービン側に、タービンホイールを迂回しながらタービン入口をタービン出口に連結するウエストゲートダクトを備えることができる。要求される過給圧力が得られると、排気ガス流れの少なくとも一部分は、前記ウエストゲートまたは迂回ダクトを介してタービンまたはタービンホイールを通過して伝達されることができる。ウエストゲートダクトを開閉するために、過給圧力制御フラップとも称するウエストゲートフラップが設けられている。前記過給圧力制御フラップは、例えば空気圧式制御カプセルまたは電気作動モータの形態でなるアクチュエータにリンケージを通じて連結されている。同様に、過給圧力制御のために可変タービン構造が設けられているが、該可変タービン構造では、質量流量及び／または圧力に依存した流動方向案内のための案内要素がタービン入口に設けられ、該案内要素はある装置によって作動することができる。

ＤＥ１０２００９０２９８８０Ａ１には、請求項１の前提部が示されている。

本発明の一つの目的は、製造及び組み立てが安価で、メンテナンスをほとんど要せず機能する排気ガスターボ過給機を提供することである。特に、アクチュエータと過給圧力制御装置との間の機械的連結部はほとんど摩耗することなく機能しなければならず、また可能な限り簡単な方法で組み立てることができなければならない。また、本発明の目的は、対応する方法を提供することである。

上記の目的は、独立請求項の特徴的な内容によって達成される。従属請求項は、本発明の有利な改良例に関するものである。

本発明においては、制御棒装置を動かすアクチュエータが設けられる。該制御棒装置は、レバーに回転可能に連結される。過給圧力制御装置はレバーによって作動される。本発明によると、ピンがレバーに配置される。制御棒装置は、ピン上に押し込まれるブッシングを有する。ピンとブッシングとの間の前記連結は、レバーが制御棒装置によって作動できるようにする回転可能な連結である。このような構成は、単にブッシングをピン上に押し込むだけでよいので、製造が非常に簡単で、また組立も非常に簡単である。

前記制御棒装置は３つの部品からなり、少なくとも一つの棒を有し、案内片が該棒の端部上に押し込まれている。棒と案内片は、好ましくは互いに溶接されるか、共に加圧されるか、またはろう付けされる。同様に、アクチュエータのプレストレス設定が、この作業のステップ中に行われる。案内片は比較的安価な材料、例えば鋳物で製造することができる。高級材料で構成されるブッシングが案内片内に挿入される。例えばブッシングは案内片内に圧入される。棒は、案内片において部分的に樋状に形成されている切開部内に配置される。特に、部分的に樋状に形成されている切開部は、軸方向に延在する半円形状の凹みである。

前記ピンは、好ましくはその円周で凸状になっている。ここで、特にピンは過度に丸い形状ではない。すなわち、球形になってはいない。このような目的のため、ブッシングは直径を有し、ピンは半径を有して凸状になっている。ここで、前記半径は、前記直径の少なくとも１００％、好ましくは少なくとも１５０％、特に好ましくは少なくとも２００％に達する。

前記ブッシング及び／またはピンは、好ましくはプラズマ窒化または誘導硬化によって硬化されている。ピンの凸状のために、ブッシング中でのピンのジャミングが実質的に予防される。従って、ピンとブッシングとの間に点荷重が生じないので、硬化層がより長く持続する利点が得られる。

また、本発明は排気ガスターボ過給機を組み立てるための方法に関するものである。ここで、まず、タービンハウジングが組み立てられる。過給圧力制御フラップがタービンハウジング中に取り付けられる。また、タービンハウジングには、過給圧力制御フラップを作動させるためのレバー、及び該レバーから突出するピンが位置する。ブッシングを含む案内片が前記ピン上に押し込まれる。タービンハウジングと圧縮機ハウジングとの組み立ての間に、制御棒装置が初めて完全に組み立てられる。これは、前記ステップ中に、棒が特に溶接によって案内片に固定連結される場合である。

このとき、棒がすでにアクチュエータに連結されておりかつ該アクチュエータがすでに排気ガスターボ過給機に取り付けられていることが好ましい。棒の長さは、タービンハウジングの圧縮機ハウジングへの組み立ての間に設定される。このような目的のため、棒は、好ましくは案内片において部分的に樋状に形成されている切開部内に配置される。ここで、棒の有効長及び過給圧力制御装置の位置は調節することができる。その後、棒は案内片に溶接されるかまたはろう付けされる。

本発明による方法の場合に、端部にねじ山を有する従来の棒を用いることもできる。このような種類のねじ山を有する棒も、部分的に樋状に形成されている切開部内に配置され、案内片に溶接することができる。

案内片に対しては、容易に溶接可能な材料であって、特にＣｒ（ＶＩ）を含まないものを用いることが好ましい。

本発明のさらなる詳細な内容、利点及び特徴は、図面を参照して、例示的な実施形態に対する以下の説明から明確に分かるであろう。

図１は、本発明の１つの例示的な実施形態による排気ガスターボ過給機を示す。 図２は、本発明の例示的な実施形態による排気ガスターボ過給機の制御棒装置の部分断面図を示す。 図３は、本発明の例示的な実施形態による排気ガスターボ過給機の詳細図を示す。 図４は、本発明の例示的な実施形態による排気ガスターボ過給機の制御棒装置の詳細図を示す。

図１は、例示的な実施形態による排気ガスターボ過給機１を示す。該排気ガスターボ過給機１はタービン２を含む。タービン２は、タービンホイール４が配置されるタービンハウジング３を有する。また、排気ガスターボ過給機１は、圧縮機５、圧縮機ハウジング６、及び該圧縮機ハウジング内に配置される圧縮機ホイール７を有する。タービンホイール６は、軸８を通じて圧縮機ホイール７に連結されている。

前記タービンハウジング３内には、制御フラップの形態でなる過給圧力制御装置９が設けられており、該制御装置はタービン入口とタービン出口との間の直接的な連結を開閉する。また、前記過給圧力制御装置９は、ウエストゲートフラップとも称する。しかし、本発明は、これに限定されるものではなく、可変タービン構造（ＶＴＧ）を有する排気ガスターボ過給機（図面には未図示）内の案内要素が配置されていた調節リングの調節にも容易に適用することができる。

前記過給圧力制御装置９は、ジャーナル１０を通じてレバー１１に連結されている。前記レバー１１は、制御棒装置１２を通じてアクチュエータ１３に連結されている。該アクチュエータ１３が制御棒装置１２を動し、前記制御棒装置がレバー１１を動かすことにより、過給圧力制御装置９が前記アクチュエータ１３によって開閉されることができる。

図２は、前記制御棒装置１２を詳しく示したものである。該図は、レバー１１の方に向かう端部を示す。制御棒装置１２は棒１４を有し、該棒の端部には案内片１５が配置されている。棒１４及び案内片１５は、溶接連結部１７によって互いに連結されている。

案内片１５は、容易に溶接可能な鋳物材料で作製される。硬化鋼から成るブッシング１６が、案内片１５内に圧入されている。該ブッシング１６は、直径Ｄを有する。

図３は、制御棒装置１２とレバー１１との間の連結を詳しく示したものである。レバー１１は、該レバー１１に固定配置されているピン１８を有する。該ピン１８は、ブッシング１６内に圧入される。このようにして、制御棒装置１２とレバー１１との間に回転可能な連結が成り立つようになる。ピン１８は、安全リング１９によってブッシング１６内に固定される。

ピン１８は、半径Ｒを有して形成されている。該半径Ｒは、ブッシング１６の直径Ｄと同じであるか、またはそれより大きい。

図４は、制御棒装置１２の他の図を示したものである。この図から明確に分かるように、部分的に樋状に形成されている切開部２０が、案内片１５に設けられている。棒１４は、組立工程中の第１の組立ステップで、部分的に樋状に形成されている切開部２０内に配置される。該切開部２０のため、案内片１５は、非常に単純な鋳物で形成することができる。第２の組立ステップで、組立工程中に過給圧力制御装置９がアクチュエータ１３によって採択される位置に対する所望の相対位置をとるまで棒１４が案内片１５に対して動くことによって、アクチュエータ１３のプレストレスを設定することができる（アクチュエータ１３の設定）。前記位置で、棒１４は、案内片１５に溶接されるか、共に加圧されるか、またはろう付けされる。

上記の説明に加え、本発明の開示を補完するために、本発明の図１〜図４に示した図示を明確に参照することができる。

１ 排気ガスターボ過給機
２ タービン
３ タービンハウジング
４ タービンホイール
５ 圧縮機
６ 圧縮機ハウジング
７ 圧縮機ホイール
８ 軸
９ 制御装置
１０ ジャーナル
１１ レバー
１２ 制御棒装置
１３ アクチュエータ
１４ 棒
１５ 案内片
１６ ブッシング
１７ 溶接連結部
１８ ピン
１９ 安全リング
２０ 部分的に樋状に形成された切開部
Ｒ 半径
Ｄ 直径

Claims (8)

1. 排気ガスターボ過給機（１）であって、
   圧縮機ホイール（７）を有する圧縮機（５）、
   タービンホイール（４）を有するタービン（２）、
   過給圧力制御装置（９）、
   前記過給圧力制御装置（９）を作動させるためのアクチュエータ（１３）、
   前記アクチュエータ（１３）によって動かすことができる制御棒装置（１２）、及び
   前記過給圧力制御装置（９）に連結されており、該過給圧力制御装置（９）を開閉するためのレバー（１１）を含み、
   前記制御棒装置（１２）は、前記レバー（１１）に回転可能に連結されており、
   前記制御棒装置（１２）はブッシング（１６）を有し、前記レバー（１１）はピン（１８）を有し、該ピン（１８）は前記ブッシング（１６）に回転可能に挿入されており、
   前記制御棒装置（１２）は棒（１４）を有し、該棒の端部には案内片（１５）が配置されており、前記ブッシング（１６）は案内片（１５）の一構成品であるか、または前記ブッシング（１６）は案内片（１５）に直接固定連結され、
   前記案内片（１５）は、部分的に樋状に形成されており、軸方向に延在する半円形状の凹みである切開部（２０）を有し、前記棒（１４）は、前記切開部（２０）内に配置され、また、前記案内片（１５）に溶接されるか、共に加圧されるか、またはろう付けされる排気ガスターボ過給機。
2. 前記ピン（１８）は、その円周で凸状になっている請求項１に記載の排気ガスターボ過給機。
3. 前記ピン（１８）は、半径（Ｒ）を有して凸状になっており、前記ブッシング（１６）は直径（Ｄ）を有し、前記半径（Ｒ）は、該直径の少なくとも１００％に達する請求項２に記載の排気ガスターボ過給機。
4. 前記ブッシング（１６）は、制御棒装置（１２）の個別に製造される部品である請求項１に記載の排気ガスターボ過給機。
5. 前記案内片（１５）は鋳物である請求項１に記載の排気ガスターボ過給機。
6. 前記ブッシング（１６）及び／またはピン（１８）は、硬化されている請求項１に記載の排気ガスターボ過給機。
7. 排気ガスターボ過給機（１）を組み立てるための方法であって、
   タービンホイール（４）を収容するためのタービンハウジング（３）を設けるステップ、
   レバー（１１）を有する過給圧力制御装置（９）を組み立てるステップ、
   前記レバー（１１）に連結されているピン（１８）に案内片（１５）を取り付けるステップ、
   前記案内片（１５）の部分的に樋状に形成されており、軸方向に延在する半円形状の凹みである切開部（２０）内に棒（１４）を配置するステップ、及び
   前記棒（１４）を案内片（１５）に溶接するかまたはろう付けする、方法。
8. 前記棒（１４）を案内片（１５）に溶接するかまたはろう付けする前に、該棒（１４）がすでにアクチュエータ（１３）に連結されており、また該アクチュエータ（１３）は、タービンハウジング（３）に連結される圧縮機ハウジング（６）上に取り付けられている請求項７に記載の方法。