JP6072795B2 - ターボチャージャ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提部に記載の排気ガスターボチャージャに関する。

前記タイプのターボチャージャは欧州特許出願公開第１５６４３８０Ａ１号明細書から公知である。調整リングの弱化を回避するために、前記文献は、調整リングに一体接続され、かつ幅を変更し得るウェブから構成されるか又は調整可能な無頭ねじを設けることができるストッパを設けることを提案している。前記設計は、ある程度まで、調整可能なストッパの機構を十分に創出するが、このようにして形成されるストッパは、実際にはほとんど実現できなかった。この理由は、空間条件により無頭ねじの挿入が妨げられ、このことがさらに一体のストッパ部分に雌ねじを設けることを必要とし、さらに、設定された位置を固定可能とするために、無頭ねじ用のロック機構が提供されなければならなくなるからである。このことは、実際に極めて限定された空間条件のため高レベルの費用を伴い、したがって望ましくない。

しかし、公知のターボチャージャでは、ストッパが調整リングに一体形成される結果、例えば案内格子の端部位置の補正を実施しなければならない場合、案内格子の組立後にストッパの突出部を再加工することは、いずれにせよ比較的高い費用によってのみ可能である。

したがって、本発明の目的は、案内格子又は案内装置の組立の単純化を可能にし、最小通過流の少なくとも簡単かつ精密な設定が案内装置のみにより可能であるべきである、請求項１の前提部に述べたタイプのターボチャージャを提供することである。

前記目的は、請求項１の特徴によって達成される。

本発明によれば、カートリッジ又は案内格子における案内ブレードの位置を、調整リングとブレードレバー又はブレードレバーヘッドとの間の内側ストッパによって実現することが結果として可能である。これによって、各々、追加の構成要素を必要とすることなく、最小のブレード位置、および好ましくは最大のブレード位置に対して１つのストッパを設けることが可能である。

従属請求項は、本発明の有利な改良形態に関する。

本発明のさらなる詳細、特徴及び利点は、図面に基づき例示的な実施形態の以下の説明から理解されるであろう。

本発明によるターボチャージャの基本的な構造の断面斜視図である。 本発明による案内格子の平面図である。 異なる案内ブレードの位置の案内格子の詳細図である。

図１は、タービンハウジング２と、軸受ハウジング１９を介して前記タービンハウジングに接続されるコンプレッサハウジング３とを有する本発明によるターボチャージャ１を示している。ハウジング２、３および１９は、回転軸線Ｒに沿って配置される。タービンハウジング２は、半径方向外側の案内格子１８の部分としてのブレード軸受リング６の配置を示すために部分的に断面で示されており、案内格子は、枢支軸又はブレードシャフト８を有する円周にわたって分布される複数の案内ブレード７を有する。このようにして、案内ブレード７の位置に応じてより大きく又はより小さくなり、かつより多い又はより少ない量のエンジンの排気ガスを供給するノズル断面が形成され、排気ガスは、同一のシャフトに配置されるコンプレッサホイール１７をタービンホイール４によって駆動するために、回転軸線Ｒの中心に取り付けられるタービンホイール４に供給ダクト９を介して供給され、中央接続部片１０を介して放出される。

案内ブレード７の運動又は位置を制御するために、作動装置１１が設けられる。前記作動装置は任意の所望の形態であり得るが、好ましい実施形態は、プランジャロッド１４の運動をブレード軸受リング６の背後に位置する調整リング５に伝達するために、制御ハウジング１２に締結されたプランジャロッド１４の制御運動を制御する制御ハウジング１２を有し、前記運動は前記調整リングの僅かな回転運動に変換される。ブレード軸受リング６とタービンハウジング２の環状部１５との間に、案内ブレード７用の自由空間１３が形成される。前記自由空間１３を守ることができるように、ブレード軸受リング６は一体形成されたスペーサ１６を有する。本実施例では、３つのスペーサ１６は、ブレード軸受リング６の円周に、各々１２０°の角度間隔で配置される。しかし、原理的には、より多いか又はより少ないこのようなスペーサ１６を設けることが可能である。

図２は、本発明による案内格子１８、ブレード軸受リング６、ブレードシャフト８を有する案内ブレード７、調整リング５及びレバーヘッド２３を有するブレードレバー２０の平面図を示しており、ここで、各々、レバーヘッド２３を有する２つのブレードレバー２０が、一例としてかつ他のすべての配置の代表例として示されている。文字「Ｘ」によって図２に示した細部は、各々、異なる案内ブレードの位置で図３〜図５に再現されている。したがって、各々、案内格子１８の１つのみのカットアウトが示されている。

図３は、案内ブレード７の中間位置ＳＴ_Ｍを示している。図３は、略半円のレバーヘッド２３が、係合凹部２４の底面２６を指す壁面２７を有することを示している。図３に示した中間ブレード位置ＳＴ_Ｍにおいて、図３の細部に見ることができるように、前記壁面２７と底壁２６との間に遊びＳがある。

対照的に、図４は案内ブレード７の閉位置ＳＴ_Ｇを示している。ここで、図４において選択した図では、ブレードレバー２０は、約２５°であり得る角度αだけそのレバーヘッド２３と共に左に旋回する。前記位置において、遊びＳは、図４に示したように値０に減少する。前記位置において、壁面２７は、支点２５がストッパ（この場合は最小ストッパ）を形成するように、底壁２６の第１の支点２５を支承する。

開放したブレード位置ＳＴ_Ｏを示している図５では、ブレードレバー２０は、角度βだけブレードシャフト８の中心点Ｍ_８を中心に右に旋回し、接触が、底壁２６に同様に位置する第２の支点２８において生じ、壁面２７が前記位置で最大ストッパとして支点２８と接触する。

２つの支点２５および２８は、ブレードシャフト８の中心点Ｍ_８を通して延びかつ案内格子１８の中心点Ｍ_１８から延びる半径線Ｒに対して対称的に配置される。図３に示した中間ブレード位置において、半径線Ｒはブレードレバー２０の長手方向中心線に対応する。

特に、前記構成により、追加の構成要素を製造して、組み立てる必要なしに、最小位置及び最大位置の両方のために規定のストッパを形成することができる利点が得られる。各々のブレードレバーは、最大であるだけでなく等しくもある角度偏向において調整リングに対して内側ストッパにそのエンドストッパを有する。図３〜図５に基づき説明したように、動作原理は、最小ストッパ及び最大ストッパの両方に関して同じである。ここで、両端の位置は、案内ブレードが非常に精密な端部位置に静止するようになるという利点を有する。

最大ストッパに関して、このことは、ブレード端部における非常に精密な内円を意味し、これは、特に火花点火エンジン用に使用される可変タービン形状の排気ガスターボチャージャのために重要である。

本発明による解決策により、最小ストッパのために、相応して精密な処理量特性値を有する非常に精密な均一なダクトの形成が得られ、これは同様に、ディーゼルエンジンにとって重要である。

さらに、述べたように、本発明による構造により、少なくとも１つの構成要素、したがって、ブレード軸受リングにおけるいくつかの機械加工工程、及びこのような追加の構成要素の関連の組立を排除することができる利点が得られる。これにより、同一の技術的な有効性に関する設計の簡略化のみでなく、コスト面の利点も得られる。

本発明の上述の開示に加えて、図１〜図５の本発明の概略的な開示が本明細書において明示的に参照される。

１ ターボチャージャ
２ タービンハウジング
３ コンプレッサハウジング
４ タービンホイール
５ 調整リング
６ ブレード軸受リング
７ 案内ブレード
８ ブレードシャフト
８Ｈ レバーヘッド２３に付設されたブレードシャフト
９ 供給ダクト
１０ 軸方向接続部片
１１ 作動装置
１２ 制御ハウジング
１３ 案内ブレード７用の自由空間
１４ プランジャ要素
１５ タービンハウジング２の環状部
１６ スペーサ／スペーサカム
１７ コンプレッサホイール
１８ 案内格子／案内装置（ＶＴＧ）
１９ 軸受ハウジング
２０ ブレードレバー
２１ 締結リング
２２ 凹部
２３ レバーヘッド
２４ 係合凹部
２５、２８ ストッパ（支点）
２６ 底壁
２７ 壁面
Ｒ 半径線
Ｍ_８ ブレードシャフトの中心点
Ｍ_１８ 案内格子の中心点

Claims (4)

1. 可変タービン形状（ＶＴＧ）を有するターボチャージャ（１）であって、
   −排気ガス用の供給ダクト（９）を有するタービンハウジング（２）を有し、
   −前記タービンハウジング（２）に回転可能に取り付けられるタービンホイール（４）を有し、
   −案内格子（１８）であって、
   ・前記タービンホイール（４）の外側で当該タービンホイール（４）の半径方向に前記タービンホイール（４）を取り囲み、
   ・ブレード軸受リング（６）を有し、
   ・前記ブレード軸受リング（６）に取り付けられた１つのブレードシャフト（８）を各々有する複数の案内ブレード（７）を有し、
   ・前記ブレードシャフト（８）の端部の一方において前記ブレードシャフト（８）に締結されるブレードレバー（２０）を介して前記案内ブレード（７）に作動的に接続される調整リング（５）を有し、当該調整リング（５）の係合凹部（２４）が底壁（２６）を有し、各々のブレードレバー（２０）が他方の端部に、前記係合凹部（２４）と係合して配置されることができるレバーヘッド（２３）を有し、
   ・前記案内ブレード（７）によって形成されたノズル断面を通して最小通過流を少なくとも設定するためのストッパ（２５）を有する案内格子（１８）を有する、ターボチャージャ（１）において、
   ・前記ストッパが前記底壁（２６）の第１の支点（２５）であり、最小通過流の位置で、前記レバーヘッド（２３）が、前記底壁（２６）に対面する当該レバーヘッド（２３）の壁面（２７）によって前記第１の支点と接触することを特徴とするターボチャージャ（１）。
2. 前記底壁（２６）にストッパとしての第２の支点（２８）が設けられ、最大通過流位置で、前記レバーヘッド（２３）が、前記底壁（２６）に対面する前記壁面（２７）によって前記第２の支点と接触することを特徴とする、請求項１に記載のターボチャージャ。
3. 前記第１及び第２の支点（２５、２８）が、前記レバーヘッド（２３）に付設される前記ブレードシャフト（８Ｈ）の中心点（Ｍ_８）を通して延びる半径線（Ｒ）に対して対称的に配置されることを特徴とする、請求項２に記載のターボチャージャ。
4. 中間ブレード位置（ＳＴ_Ｍ）において、前記レバーヘッド（２３）の前記底壁（２６）と、前記底壁（２６）に対面する前記壁面（２７）との間に遊び（Ｓ）があることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のターボチャージャ。

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