JP6146507B2 - Variable nozzle unit and variable capacity turbocharger - Google Patents

Variable nozzle unit and variable capacity turbocharger Download PDF

Info

Publication number
JP6146507B2
JP6146507B2 JP2016067648A JP2016067648A JP6146507B2 JP 6146507 B2 JP6146507 B2 JP 6146507B2 JP 2016067648 A JP2016067648 A JP 2016067648A JP 2016067648 A JP2016067648 A JP 2016067648A JP 6146507 B2 JP6146507 B2 JP 6146507B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ring
variable
nozzle
turbine
nozzle unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016067648A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016148344A (en
Inventor
雅裕 山口
雅裕 山口
博基 小野
博基 小野
Original Assignee
株式会社Ihi
株式会社Ihi
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社Ihi, 株式会社Ihi filed Critical 株式会社Ihi
Priority to JP2016067648A priority Critical patent/JP6146507B2/en
Publication of JP2016148344A publication Critical patent/JP2016148344A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6146507B2 publication Critical patent/JP6146507B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Description

本発明は、可変容量型過給機におけるタービンインペラ側へ供給される排気ガスの流路面積(流量)を可変する可変ノズルユニット等に関する。   The present invention relates to a variable nozzle unit or the like that varies a flow passage area (flow rate) of exhaust gas supplied to a turbine impeller side in a variable capacity supercharger.
近年、可変容量型過給機におけるタービンハウジング内のタービンスクロール流路とタービンインペラとの間に配設される可変ノズルユニットについて種々の開発がなされており、本願の出願人も既に可変ノズルユニットについて開発して出願している(特許文献1及び特許文献2等参照)。そして、その先行技術に係る可変ノズルユニットの具体的な構成は、次のようになる。   In recent years, various developments have been made on variable nozzle units arranged between a turbine scroll passage in a turbine housing and a turbine impeller in a variable displacement turbocharger. It has been developed and applied (see Patent Document 1 and Patent Document 2). The specific configuration of the variable nozzle unit according to the prior art is as follows.
タービンハウジング内には、第1ベースリングとしてのノズルリングがタービンインペラと同心状に配設されており、このノズルリングには、複数の支持穴がタービンインペラの軸心を中心とした仮想円上に等間隔に形成されている。また、ノズルリングに対してタービンインペラの軸方向に離隔対向した位置には、第2ベースリングとしてのシュラウドリングがタービンインペラと同心状に配設されており、このシュラウドリングは、タービンインペラにおける複数のタービンブレードの外縁(先端縁)を覆う筒状のシュラウド部(円筒部)を備えている。そして、ノズルリングの対向面とシュラウドリングの対向面との間には、少なくとも3本以上の連結ピンが連結するように設けられており、3本以上の連結ピンは、タービンインペラの軸心を中心としかつ前記仮想円よりも径の大きい別の仮想円上に間隔を置いて配置されている。   In the turbine housing, a nozzle ring as a first base ring is disposed concentrically with the turbine impeller. The nozzle ring has a plurality of support holes on a virtual circle centered on the axis of the turbine impeller. Are formed at equal intervals. Further, a shroud ring as a second base ring is disposed concentrically with the turbine impeller at a position spaced apart from the nozzle ring in the axial direction of the turbine impeller. The cylindrical shroud part (cylindrical part) which covers the outer edge (tip edge) of the turbine blade is provided. And, between the opposing surface of the nozzle ring and the opposing surface of the shroud ring, at least three or more connecting pins are connected, and the three or more connecting pins serve as the axis of the turbine impeller. They are arranged at intervals on another virtual circle that is the center and has a diameter larger than that of the virtual circle.
ノズルリングの対向面とシュラウドリングの対向面との間には、複数の可変ノズルが円周方向に等間隔に配設されており、各可変ノズルは、タービンインペラの軸心に平行な軸心周りに開閉方向(正逆方向)へ回動可能である。また、各可変ノズルの前記軸方向一方側の側面には、ノズル軸が一体形成されており、このノズル軸は、ノズルリングの対応する支持穴に回動可能に支持(貫通支持)されている。更に、各可変ノズルは、径方向外側翼面におけるノズル軸の基端側に、ノズルリングの対向面に接触可能なアウタ鍔を有し、径方向内側翼面におけるノズル軸の基端側に、ノズルリングの対向面に接触可能なインナ鍔を有している。   Between the opposed surface of the nozzle ring and the opposed surface of the shroud ring, a plurality of variable nozzles are arranged at equal intervals in the circumferential direction, and each variable nozzle has an axis parallel to the axis of the turbine impeller. It can be rotated around in the opening / closing direction (forward / reverse direction). Further, a nozzle shaft is integrally formed on the side surface of each variable nozzle on the one side in the axial direction, and this nozzle shaft is rotatably supported (through support) in a corresponding support hole of the nozzle ring. . Furthermore, each variable nozzle has an outer rod that can contact the opposite surface of the nozzle ring on the proximal end side of the nozzle shaft on the radially outer blade surface, and on the proximal end side of the nozzle shaft on the radially inner blade surface, An inner rod that can contact the opposite surface of the nozzle ring is provided.
ノズルリングの対向面の反対側に形成した環状のリンク室には、複数の可変ノズルを同期して回動させるためのリンク機構(同期機構)が配設されている。ここで、複数の可変ノズルを開方向(正方向)へ同期して回動させると、タービンインペラ側へ供給される排気ガスの流路面積が大きくなると共に、複数の可変ノズルを閉方向(逆方向)へ同期して回動させると、前記排気ガスの流路面積が小さくなるようになっている。   In an annular link chamber formed on the opposite side of the opposed surface of the nozzle ring, a link mechanism (synchronizing mechanism) for rotating a plurality of variable nozzles synchronously is disposed. Here, when the plurality of variable nozzles are rotated synchronously in the opening direction (forward direction), the flow area of the exhaust gas supplied to the turbine impeller side is increased and the plurality of variable nozzles are closed (reverse). When the exhaust gas is rotated in synchronization with the direction, the flow area of the exhaust gas is reduced.
なお、本発明に関連する先行技術として前述の特許文献1及び特許文献2の他に特許文献3から特許文献5に示すものがある。   As prior arts related to the present invention, there are those shown in Patent Literature 3 to Patent Literature 5 in addition to Patent Literature 1 and Patent Literature 2 described above.
特開2009−243431号公報JP 2009-243431 A 特開2009−243300号公報JP 2009-243300 A 米国公開第2008/0260520号公報US Publication No. 2008/0260520 米国公開第2007/0214788号公報US Publication No. 2007/0214788 米国公開第2008/0075582号公報US Publication No. 2008/0075582
ところで、近年、可変容量型過給機の車両搭載性の向上の要請が強くなっており、その要請に応えるために、タービンハウジング内に配設される可変ノズルユニットのコンパクト化を図ることが急務になってきている。   By the way, in recent years, there has been a strong demand for improving the vehicle mountability of the variable capacity supercharger, and in order to meet the demand, it is urgent to make the variable nozzle unit disposed in the turbine housing compact. It is becoming.
そこで、本発明は、コンパクト化を容易に図ることができる、新規な構成の可変ノズルユニット等を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a variable nozzle unit having a novel configuration that can be easily made compact.
本発明の第1の特徴は、可変容量型過給機におけるタービンハウジング内に配設され、前記可変容量型過給機におけるタービンインペラ側へ供給される排気ガスの流路面積を可変する可変ノズルユニットにおいて、前記タービンハウジング内に前記タービンインペラと同心状に配設され、複数の支持穴が前記タービンインペラの軸心を中心とした仮想円上に等間隔に貫通形成(形成)された第1ベースリングと、前記第1ベースリングに前記タービンインペラの軸方向に離隔対向した位置に前記タービンインペラと同心状に配設された第2ベースリングと、前記第1ベースリングの対向面と前記第2ベースリングの対向面との間に連結するように設けられ、前記タービンインペラの軸心を中心としかつ前記仮想円よりも径の大きい別の仮想円上に間隔を置いて配置された少なくとも3本以上の連結ピンと、前記第1ベースリングの対向面と前記第2ベースリングの対向面との間に円周方向に等間隔に配設され、前記タービンインペラの軸心に平行な軸心周りに開閉方向へ回動可能であって、前記軸方向一方側の側面に前記第1ベースリングの対応する前記支持穴に回動可能に支持(貫通支持)されるノズル軸が一体形成され、径方向外側翼面における前記ノズル軸の基端側に前記第1ベースリングの対向面に接触可能なアウタ鍔を有し、径方向内側翼面における前記ノズル軸の基端側に前記第1ベースリングの対向面に接触可能なインナ鍔を有した複数の可変ノズルと、前記第1ベースリングの対向面の反対面側又は前記第2ベースリングの対向面の反対側に配設され、複数の前記可変ノズルの回動動作を同期させるためのリンク機構と、を具備し、複数の前記可変ノズルの前記アウタ鍔のうち、前記ノズル軸が前記連結ピンの径方向内側に隣接する前記可変ノズルの前記アウタ鍔の前縁側に、複数の前記可変ノズルを全開状態にしたときに前記連結ピンの外周面(外周面の一部)と係合する切欠部が形成され、前記隣接する可変ノズルの前記アウタ鍔の後縁側に、複数の前記可変ノズルを全閉状態にしたときに前記連結ピンの外周面(外周面の一部)と係合する別の切欠部が形成されていることを要旨とする。   A first feature of the present invention is a variable nozzle that is disposed in a turbine housing of a variable displacement supercharger and that varies the flow area of exhaust gas supplied to the turbine impeller side of the variable displacement supercharger. In the unit, a first unit is disposed in the turbine housing concentrically with the turbine impeller, and a plurality of support holes are formed (formed) at equal intervals on a virtual circle centered on the axis of the turbine impeller. A base ring; a second base ring disposed concentrically with the turbine impeller at a position spaced apart from the first base ring in the axial direction of the turbine impeller; an opposing surface of the first base ring; Another virtual circle provided so as to be connected to the opposing surface of the two base rings and having a diameter larger than the virtual circle with the axis of the turbine impeller as a center Between the at least three or more connecting pins arranged at intervals and the opposed surface of the first base ring and the opposed surface of the second base ring at equal intervals in the circumferential direction. It can be pivoted in the opening and closing direction around an axis parallel to the axis of the impeller, and can be pivotally supported in the corresponding support hole of the first base ring on one side in the axial direction (through support) The nozzle shaft is integrally formed, and has an outer rod that can contact the opposed surface of the first base ring on the proximal end side of the nozzle shaft on the radially outer blade surface, and the nozzle shaft on the radially inner blade surface A plurality of variable nozzles having an inner rod that can contact the opposing surface of the first base ring on the base end side of the first base ring, and an opposite surface side of the opposing surface of the first base ring or an opposing surface of the second base ring. Arranged on the opposite side, a plurality of said A link mechanism for synchronizing the rotation operation of the variable nozzle, and among the outer rods of the plurality of variable nozzles, the nozzle shaft is adjacent to the inner side in the radial direction of the connecting pin. A notch portion that engages with the outer peripheral surface (a part of the outer peripheral surface) of the connecting pin when the plurality of variable nozzles are fully opened is formed on the front edge side of the outer rod, and the outer of the adjacent variable nozzle is formed. The gist of the present invention is that another notch is formed on the rear edge side of the flange to engage with the outer peripheral surface (a part of the outer peripheral surface) of the connecting pin when the plurality of variable nozzles are fully closed. .
なお、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「配設され」とは、直接的に配設されたことの他に、別部材を介して間接的に配設されたことを含む意であって、「設けられ」とは、直接的に設けられたことの他に、別部材を介して間接的に設けられたことを含む意である。また、「前縁」とは、主流(排気ガスの主流)の流れ方向から見て上流側の縁のことをいい、「後縁」とは、主流の流れ方向から見て下流側の縁のことをいう。   In the specification and claims of the present application, “arranged” means not only directly disposed but also indirectly disposed through another member. In addition, the term “provided” means that it is indirectly provided through another member in addition to being directly provided. The “front edge” refers to the upstream edge when viewed from the flow direction of the main flow (main flow of exhaust gas), and the “rear edge” refers to the edge of the downstream side as viewed from the flow direction of the main flow. That means.
第1の特徴によると、エンジン回転数が高回転域にあって、排気ガスの流量が多い場合には、前記リンク機構を作動させつつ、複数の前記可変ノズルを開方向(正方向)へ同期して回動させることにより、前記タービンインペラ側へ供給される排気ガスのガス流路面積を大きくして、多くの排気ガスを供給する。一方、エンジン回転数が低回転域にあって、排気ガスの流量が少ない場合には、複数の前記可変ノズルを閉方向(逆方向)へ同期して回動させることにより、前記タービンインペラ側へ供給される排気ガスのガス流路面積を小さくして、排気ガスの流速を高めて、前記タービンインペラの仕事量を十分に確保する。これにより、排気ガスの流量の多少に関係なく、前記タービンインペラによって回転力を十分かつ安定的に発生させることができる。   According to the first feature, when the engine speed is in a high speed range and the exhaust gas flow rate is high, the plurality of variable nozzles are synchronized in the opening direction (forward direction) while operating the link mechanism. As a result, the gas passage area of the exhaust gas supplied to the turbine impeller side is increased to supply a large amount of exhaust gas. On the other hand, when the engine speed is in the low speed range and the flow rate of the exhaust gas is small, the plurality of variable nozzles are rotated in synchronization in the closing direction (reverse direction) to move toward the turbine impeller side. The gas flow passage area of the exhaust gas to be supplied is reduced to increase the flow rate of the exhaust gas, thereby sufficiently securing the work amount of the turbine impeller. Accordingly, the rotational force can be generated sufficiently and stably by the turbine impeller regardless of the flow rate of the exhaust gas.
前述の作用の他に、前記隣接する前記可変ノズルの前記アウタ鍔の前縁側及び後縁側に前記切欠部及び前記別の切欠部が形成されているため、前記連結ピンと前記可変ノズルとの干渉を回避しつつ、前記連結ピンを前記タービンインペラの軸心に極力近づけて配置することができる。これにより、前記可変ノズルユニットの大幅な設計変更を行うことなく、前記第1ベースリング及び前記第2ベースリングの外径を小さくすることができる。   In addition to the above-described operation, the notch portion and the another notch portion are formed on the front edge side and the rear edge side of the outer flange of the adjacent variable nozzle, so that the connection pin and the variable nozzle are not interfered with each other. While avoiding, the connecting pin can be arranged as close as possible to the axis of the turbine impeller. As a result, the outer diameters of the first base ring and the second base ring can be reduced without significantly changing the design of the variable nozzle unit.
本発明の第2の特徴は、エンジンからの排気ガスのエネルギーを利用して、前記エンジン側に供給される空気を過給する可変容量型過給機において、第1の特徴からなる可変ノズルユニットを具備したことを要旨とする。   According to a second aspect of the present invention, in the variable capacity supercharger that supercharges the air supplied to the engine side using the energy of the exhaust gas from the engine, the variable nozzle unit having the first feature is provided. The main point is that
第2の特徴によると、第1の特徴による作用と同様の作用を奏する。   According to the 2nd characteristic, there exists an effect | action similar to the effect | action by a 1st characteristic.
本発明によれば、前記可変ノズルユニットの大幅な設計変更を行うことなく、前記第1ベースリング及び前記第2ベースリングの外径を小さくすることができるため、前記可変ノズルユニットのコンパクト化を容易に図ることができ、前記可変容量型過給機の車両搭載性を向上させることができる。   According to the present invention, since the outer diameters of the first base ring and the second base ring can be reduced without making a significant design change of the variable nozzle unit, the variable nozzle unit can be made compact. This can be easily achieved, and the vehicle mountability of the variable capacity supercharger can be improved.
図1は、図5におけるI-I線に沿った図であって、複数の可変ノズルを全開状態にした様子を示している。FIG. 1 is a view taken along the line II in FIG. 5 and shows a state in which a plurality of variable nozzles are fully opened. 図2は、図5におけるI-I線に沿った図であって、複数の可変ノズルを全閉状態にした様子を示している。FIG. 2 is a view taken along the line II in FIG. 5 and shows a state in which a plurality of variable nozzles are fully closed. 図3(a)は、図1における矢視部IIIAの拡大図、図3(b)は、図2における矢視部IIIBの拡大図である。3A is an enlarged view of the arrow IIIA in FIG. 1, and FIG. 3B is an enlarged view of the arrow IIIB in FIG. 図4(a)は、第1アウタ鍔及び第2アウタ鍔の前縁側の端(一端)から第1切欠部及び第2切欠部が形成された可変ノズルを全開状態にした様子を示す図、図4(b)は、第1アウタ鍔及び第2アウタ鍔の前縁側の端(一端)から第1切欠部及び第2切欠部が形成された可変ノズルを全閉状態にした様子を示す図である。FIG. 4A is a diagram illustrating a state in which the variable nozzle in which the first notch and the second notch are formed from the front edge side (one end) of the first outer rod and the second outer rod is fully opened. FIG. 4B is a diagram illustrating a state in which the variable nozzle in which the first cutout portion and the second cutout portion are formed from the end (one end) on the front edge side of the first outer rod and the second outer rod is fully closed. It is. 図5は、図9における矢視部Vの拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of the arrow V in FIG. 図6は、図5における矢視部VIの拡大図である。FIG. 6 is an enlarged view of the arrow VI in FIG. 図7は、本発明の実施形態に係る可変ノズルユニットにおける第1ノズルリングの左側面図である。FIG. 7 is a left side view of the first nozzle ring in the variable nozzle unit according to the embodiment of the present invention. 図8は、本発明の実施形態に係る可変ノズルユニットにおけるサポートリングの斜視図である。FIG. 8 is a perspective view of a support ring in the variable nozzle unit according to the embodiment of the present invention. 図9は、本発明の実施形態に係る可変容量型過給機の正断面図である。FIG. 9 is a front sectional view of the variable capacity turbocharger according to the embodiment of the present invention.
本発明の実施形態について図1から図9を参照して説明する。なお、図面に示すとおり、「R」は、右方向、「L」は、左方向である。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in the drawing, “R” is the right direction and “L” is the left direction.
図9に示すように、本発明の実施形態に係る可変容量型過給機1は、エンジン(図示省略)からの排気ガスのエネルギーを利用して、エンジンに供給される空気を過給(圧縮)するものである。そして、可変容量型過給機1の具体的な構成等は、以下のようになる。   As shown in FIG. 9, the variable capacity supercharger 1 according to the embodiment of the present invention supercharges (compresses) the air supplied to the engine using the energy of exhaust gas from the engine (not shown). ) The specific configuration of the variable capacity supercharger 1 is as follows.
可変容量型過給機1は、ベアリングハウジング3を具備しており、ベアリングハウジング3内には、ラジアルベアリング5及び一対のスラストベアリング7が設けられている。また、複数のベアリング5,7には、左右方向へ延びたロータ軸(タービン軸)9が回転可能に設けられており、換言すれば、ベアリングハウジング3には、ロータ軸9が複数のベアリング5,7を介して回転可能に設けられている。   The variable capacity supercharger 1 includes a bearing housing 3, and a radial bearing 5 and a pair of thrust bearings 7 are provided in the bearing housing 3. In addition, a rotor shaft (turbine shaft) 9 extending in the left-right direction is rotatably provided in the plurality of bearings 5, 7. In other words, the rotor shaft 9 is provided in the bearing housing 3. , 7 are rotatably provided.
ベアリングハウジング3の右側には、コンプレッサハウジング11が設けられており、このコンプレッサハウジング11内には、遠心力を利用して空気を圧縮するコンプレッサインペラ13がその軸心(換言すれば、ロータ軸9の軸心)S周りに回転可能に設けられている。また、コンプレッサインペラ13は、ロータ軸9の右端部に一体的に連結されたコンプレッサホイール(コンプレッサディスク)15と、このコンプレッサホイール15の外周面に周方向に等間隔に設けられた数枚のコンプレッサブレード17とを備えている。   A compressor housing 11 is provided on the right side of the bearing housing 3, and a compressor impeller 13 for compressing air using centrifugal force is disposed in the compressor housing 11 (in other words, the rotor shaft 9 The shaft center is provided to be rotatable around S. The compressor impeller 13 includes a compressor wheel (compressor disk) 15 integrally connected to the right end of the rotor shaft 9 and several compressors provided on the outer peripheral surface of the compressor wheel 15 at equal intervals in the circumferential direction. And a blade 17.
コンプレッサハウジング11におけるコンプレッサインペラ13の入口側(コンプレッサハウジング11の右側部)には、空気を取入れる空気取入口19が形成されており、この空気取入口19は、空気を浄化するエアクリーナ(図示省略)に接続可能である。また、ベアリングハウジング3とコンプレッサハウジング11との間におけるコンプレッサインペラ13の出口側には、圧縮された空気を昇圧する環状のディフューザ流路21が形成されており、このディフューザ流路21は、空気取入口19に連通してある。更に、コンプレッサハウジング11の内部には、渦巻き状のコンプレッサスクロール流路23が形成されており、このコンプレッサスクロール流路23は、ディフューザ流路21に連通してある。そして、コンプレッサハウジング11の適宜位置には、圧縮された空気を排出する空気排出口25が形成されており、この空気排出口25は、コンプレッサスクロール流路23に連通してあって、エンジンの吸気マニホールド(図示省略)に接続可能である。   An air intake 19 for taking in air is formed on the inlet side of the compressor impeller 13 in the compressor housing 11 (right side of the compressor housing 11), and this air intake 19 is an air cleaner (not shown) for purifying air. ) Can be connected. Further, an annular diffuser passage 21 for increasing the pressure of the compressed air is formed on the outlet side of the compressor impeller 13 between the bearing housing 3 and the compressor housing 11. It communicates with the entrance 19. Further, a spiral compressor scroll passage 23 is formed inside the compressor housing 11, and the compressor scroll passage 23 communicates with the diffuser passage 21. An air discharge port 25 for discharging the compressed air is formed at an appropriate position of the compressor housing 11, and this air discharge port 25 communicates with the compressor scroll flow path 23 and is used as an intake air of the engine. It can be connected to a manifold (not shown).
図5及び図9に示すように、ベアリングハウジング3の左側には、タービンハウジング27が設けられており、このタービンハウジング27内には、排気ガスの圧力エネルギーを利用して回転力(回転トルク)を発生させるタービンインペラ29が軸心(タービンインペラ29の軸心、換言すれば、ロータ軸9の軸心)S周りに回転可能に設けられている。また、このタービンインペラ29は、ロータ軸9の左端部に一体的に設けられたタービンホイール(タービンディスク)31と、このタービンホイール31の外周面に周方向に等間隔に設けられた複数のタービンブレード33とを備えている。   As shown in FIGS. 5 and 9, a turbine housing 27 is provided on the left side of the bearing housing 3, and a rotational force (rotational torque) is generated in the turbine housing 27 using the pressure energy of the exhaust gas. The turbine impeller 29 for generating the engine shaft is provided so as to be rotatable around an axis (an axis of the turbine impeller 29, in other words, an axis of the rotor shaft 9) S. The turbine impeller 29 includes a turbine wheel (turbine disk) 31 provided integrally with the left end portion of the rotor shaft 9 and a plurality of turbines provided on the outer peripheral surface of the turbine wheel 31 at equal intervals in the circumferential direction. And a blade 33.
タービンハウジング27の適宜位置には、排気ガスを取入れるガス取入口35が形成されており、このガス取入口35は、エンジンの排気マニホールド(図示省略)に接続可能である。また、タービンハウジング27の内部には、渦巻き状のタービンスクロール流路37が形成されており、このタービンスクロール流路37は、ガス取入口35に連通してある。更に、タービンハウジング27におけるタービンインペラ29の出口側(タービンハウジング27の左側部)には、排気ガスを排出するガス排出口39が形成されており、このガス排出口39は、タービンスクロール流路37に連通してあって、排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置(図示省略)に接続可能である。   A gas intake 35 for taking in exhaust gas is formed at an appropriate position of the turbine housing 27, and this gas intake 35 can be connected to an exhaust manifold (not shown) of the engine. A spiral turbine scroll passage 37 is formed inside the turbine housing 27, and the turbine scroll passage 37 communicates with the gas inlet 35. Further, a gas discharge port 39 for discharging exhaust gas is formed on the outlet side of the turbine impeller 29 in the turbine housing 27 (the left side portion of the turbine housing 27). The gas discharge port 39 is connected to the turbine scroll passage 37. And can be connected to an exhaust gas purification device (not shown) for purifying exhaust gas.
なお、ベアリングハウジング3の左側面には、タービンインペラ29側からの熱を遮蔽する環状の遮熱板41が設けられており、この遮熱板41の径方向外側には、段部43が形成されている(図6参照)。   An annular heat shield plate 41 that shields heat from the turbine impeller 29 side is provided on the left side surface of the bearing housing 3, and a stepped portion 43 is formed on the radially outer side of the heat shield plate 41. (See FIG. 6).
タービンハウジング27内には、タービンインペラ29側へ供給される排気ガスの流路面積(流量)を可変する可変ノズルユニット45が配設されており、この可変ノズルユニット45の具体的な構成は、次のようになる。   In the turbine housing 27, a variable nozzle unit 45 that varies the flow area (flow rate) of exhaust gas supplied to the turbine impeller 29 side is disposed. The specific configuration of the variable nozzle unit 45 is as follows. It becomes as follows.
図5から図8に示すように、タービンハウジング27には、第1ベースリングとしてのノズルリング47がタービンインペラ29と同心状に配設されており、このノズルリング47には、複数の第1支持穴49がタービンインペラ29の軸心Sを中心とした仮想円AC上に等間隔に形成されている。また、ノズルリング47の内周縁部は、遮熱板41の段部43に嵌合してある。   As shown in FIGS. 5 to 8, a nozzle ring 47 as a first base ring is disposed concentrically with the turbine impeller 29 in the turbine housing 27, and the nozzle ring 47 includes a plurality of first rings. Support holes 49 are formed at equal intervals on a virtual circle AC centered on the axis S of the turbine impeller 29. Further, the inner peripheral edge portion of the nozzle ring 47 is fitted to the step portion 43 of the heat shield plate 41.
ノズルリング47に対して左右方向(タービンインペラ29の軸方向)に離隔対向した位置には、第2ベースリングとしてのシュラウドリング51が配設されており、このシュラウドリング51は、タービンハウジング27内に形成した環状の段付き凹部53に収容されている。また、シュラウドリング51は、複数のタービンブレード33の外縁(先端縁)を覆う筒状のシュラウド部55を備えており、シュラウドリング51には、複数の第2支持穴57がノズルリング47の複数の第1支持穴49に整合するように円周方向に等間隔に形成されている。   A shroud ring 51 as a second base ring is disposed at a position spaced apart from the nozzle ring 47 in the left-right direction (the axial direction of the turbine impeller 29). The shroud ring 51 is disposed in the turbine housing 27. Are accommodated in an annular stepped recess 53 formed in the above. The shroud ring 51 includes a cylindrical shroud portion 55 that covers the outer edges (tip edges) of the plurality of turbine blades 33. The shroud ring 51 includes a plurality of second support holes 57 including a plurality of nozzle rings 47. The first support holes 49 are formed at equal intervals in the circumferential direction.
ノズルリング47の対向面とシュラウドリング51の対向面との間には、少なくとも3本以上(本発明の実施形態にあっては、5本)の連結ピン59が連結するように設けられている。換言すれば、3本以上の連結ピン59の一端部(右端部)は、ノズルリング47にかしめよって一体的に連結されており、3本以上の連結ピン59の他端部(左端部)は、シュラウドリング51にかしめによって一体的に連結されている。また、3本以上の連結ピン59は、タービンインペラ29の軸心Sを中心としかつ仮想円ACよりも径の大きい別の仮想円BC(図7参照)上に等間隔に配置されている。ここで、3本以上の連結ピン59は、前述のように、ノズルリング47とシュラウドリング51を連結する他に、ノズルリング47の対向面とシュラウドリング51の対向面との間隔を設定する機能を有している。なお、3本以上の連結ピン59が別の仮想円BC上に等間隔に配置されているが、別の仮想円BC上に不等間隔に配置されても構わない。   Between the opposing surface of the nozzle ring 47 and the opposing surface of the shroud ring 51, at least three or more (in the embodiment of the present invention, five) connecting pins 59 are provided so as to be connected. . In other words, one end (right end) of the three or more connecting pins 59 is integrally connected to the nozzle ring 47 by caulking, and the other end (left end) of the three or more connecting pins 59 is The shroud ring 51 is integrally connected by caulking. Also, the three or more connecting pins 59 are arranged at equal intervals on another virtual circle BC (see FIG. 7) centered on the axis S of the turbine impeller 29 and having a diameter larger than the virtual circle AC. Here, the three or more connecting pins 59 function to set the distance between the facing surface of the nozzle ring 47 and the facing surface of the shroud ring 51 in addition to connecting the nozzle ring 47 and the shroud ring 51 as described above. have. Three or more connecting pins 59 are arranged at equal intervals on another virtual circle BC, but may be arranged at different intervals on another virtual circle BC.
ノズルリング47の対向面とシュラウドリング51の対向面との間には、複数の可変ノズル61が円周方向に等間隔に配設されており、各可変ノズル61は、タービンインペラ29の軸心Sに平行な軸心周りに開閉方向(正逆方向)へ回動可能である。そして、各可変ノズル61の右側面(タービンインペラ29の軸方向一方側の側面)には、第1ノズル軸63が一体形成されており、この第1ノズル軸63は、ノズルリング47の対応する第1支持穴49に回動可能に支持(貫通支持)されている。また、各可変ノズル61は、径方向外側翼面61eにおける第1ノズル軸63の基端側に、ノズルリング47の対向面に接触可能な円弧形状の第1アウタ鍔65を有し、径方向内側翼面61iにおける第1ノズル軸63の基端側に、ノズルリング47の対向面に接触可能な円弧形状の第1インナ鍔67を有している。同様に、各可変ノズル61の左側面(タービンインペラ29の軸方向他方側の側面)には、第2ノズル軸69が一体形成されており、この第2ノズル軸69は、シュラウドリング51の対応する第2支持穴57に回動可能に支持されている。また、可変ノズル61は、径方向外側翼面61eにおける第2ノズル軸69の基端側に、シュラウドリング51の対向面に接触可能な円弧形状の第2アウタ鍔71を有し、径方向内側翼面61iにおける第2ノズル軸69の基端側に、シュラウドリング51の対向面に接触可能な円弧形状の第2インナ鍔73を有している。   Between the opposed surface of the nozzle ring 47 and the opposed surface of the shroud ring 51, a plurality of variable nozzles 61 are arranged at equal intervals in the circumferential direction, and each variable nozzle 61 has an axial center of the turbine impeller 29. It can be rotated in the opening / closing direction (forward / reverse direction) around an axis parallel to S. A first nozzle shaft 63 is integrally formed on the right side surface of each variable nozzle 61 (the side surface on one axial side of the turbine impeller 29), and the first nozzle shaft 63 corresponds to the nozzle ring 47. The first support hole 49 is rotatably supported (through support). Each variable nozzle 61 has an arc-shaped first outer rod 65 that can come into contact with the opposed surface of the nozzle ring 47 on the proximal end side of the first nozzle shaft 63 on the radially outer blade surface 61e. An arc-shaped first inner rod 67 that can contact the opposed surface of the nozzle ring 47 is provided on the proximal end side of the first nozzle shaft 63 on the inner blade surface 61i. Similarly, a second nozzle shaft 69 is integrally formed on the left side surface of each variable nozzle 61 (the side surface on the other side in the axial direction of the turbine impeller 29). The second nozzle shaft 69 corresponds to the shroud ring 51. The second support hole 57 is rotatably supported. The variable nozzle 61 has an arc-shaped second outer rod 71 that can come into contact with the opposing surface of the shroud ring 51 on the proximal end side of the second nozzle shaft 69 on the radially outer blade surface 61e. On the base end side of the second nozzle shaft 69 on the blade surface 61i, an arc-shaped second inner rod 73 that can contact the facing surface of the shroud ring 51 is provided.
なお、各可変ノズル61は第1ノズル軸63と第2ノズル軸69を備えた両持ちタイプであるが、第2ノズル軸69を省略して片持ちタイプにしても構わなく、この場合には、第2アウタ鍔71及び第2インナ鍔73も省略することになる。   Each variable nozzle 61 is a both-end holding type having a first nozzle shaft 63 and a second nozzle shaft 69. However, the second nozzle shaft 69 may be omitted to be a cantilever type. The second outer rod 71 and the second inner rod 73 are also omitted.
ノズルリング47の対向面の反対面側に形成した環状のリンク室75内には、複数の可変ノズル61を同期して回動させるためのリンク機構(同期機構)77が配設されている。また、リンク機構77は、前述の特許文献1及び特許文献2等に示す公知の構成からなるものであって、複数の可変ノズル61に連動連結されてあって、複数の可変ノズル61を開閉方向へ回動させるモータ又はシリンダ等のアクチュエータ(図示省略)に動力伝達機構79を介して接続されている。   A link mechanism (synchronizing mechanism) 77 for rotating the plurality of variable nozzles 61 synchronously is disposed in an annular link chamber 75 formed on the opposite side of the surface opposite to the nozzle ring 47. The link mechanism 77 has a known configuration shown in the above-mentioned Patent Document 1 and Patent Document 2, and is linked to the plurality of variable nozzles 61 to open and close the plurality of variable nozzles 61 in the opening / closing direction. The actuator is connected to an actuator (not shown) such as a motor or a cylinder that is rotated to a position via a power transmission mechanism 79.
続いて、本発明の実施形態の要部について説明する。   Then, the principal part of embodiment of this invention is demonstrated.
図1及び図3(a)に示すように、複数の可変ノズル61の第1アウタ鍔65のうち、第1ノズル軸63が連結ピン59の径方向内側に隣接する可変ノズル61の第1アウタ鍔65の前縁側には、複数の可変ノズル61を全開状態にしたときに連結ピン59の外周面(外周面の一部)と係合する凹状の第1切欠部65aが形成されている。また、図2及び図3(b)に示すように、前記隣接する可変ノズル61の第1アウタ鍔65の後縁側には、複数の可変ノズル61を全閉状態にしたときに連結ピン59の外周面(外周面の一部)と係合する凹状の別の第1切欠部65bが形成されている。なお、前記隣接する可変ノズル61の第1アウタ鍔65の第1切欠部65a及び別の第1切欠部65bの形状は、適宜に変更可能である。   As shown in FIGS. 1 and 3A, among the first outer rods 65 of the plurality of variable nozzles 61, the first outer shaft of the variable nozzle 61 in which the first nozzle shaft 63 is adjacent to the inner side in the radial direction of the connecting pin 59. On the front edge side of the flange 65, a concave first notch 65a is formed that engages with the outer peripheral surface (a part of the outer peripheral surface) of the connecting pin 59 when the plurality of variable nozzles 61 are fully opened. Further, as shown in FIGS. 2 and 3B, on the rear edge side of the first outer rod 65 of the adjacent variable nozzle 61, when the plurality of variable nozzles 61 are fully closed, the connecting pin 59 is Another concave first cutout portion 65b that engages with the outer peripheral surface (a part of the outer peripheral surface) is formed. In addition, the shape of the 1st notch part 65a of the 1st outer collar 65 of the said adjacent variable nozzle 61, and another 1st notch part 65b can be changed suitably.
同様に、図1及び図3(a)に示すように、複数の可変ノズル61の第2アウタ鍔71のうち、第2ノズル軸69が連結ピン59の径方向内側に隣接する可変ノズル61の第2アウタ鍔71の前縁側には、複数の可変ノズル61を全開状態にしたときに連結ピン59の外周面(外周面の一部)と係合する凹状の第2切欠部71aが形成されている。また、図2及び図3(b)に示すように、前記隣接する可変ノズル61の第2アウタ鍔71の後縁側には、複数の可変ノズル61を全閉状態にしたときに連結ピン59の外周面(外周面の一部)と係合する凹状の別の第2切欠部71bが形成されている。なお、前記隣接する可変ノズル61の第2アウタ鍔71の第2切欠部71a及び別の第2切欠部71bの形状は、適宜に変更可能である。   Similarly, as shown in FIG. 1 and FIG. 3A, among the second outer rods 71 of the plurality of variable nozzles 61, the second nozzle shaft 69 of the variable nozzle 61 adjacent to the inner side in the radial direction of the connecting pin 59. On the front edge side of the second outer rod 71, a concave second notch 71a is formed that engages with the outer peripheral surface (a part of the outer peripheral surface) of the connecting pin 59 when the plurality of variable nozzles 61 are fully opened. ing. Further, as shown in FIGS. 2 and 3B, on the rear edge side of the second outer rod 71 of the adjacent variable nozzle 61, when the plurality of variable nozzles 61 are fully closed, the connecting pin 59 is Another concave second cutout 71b that engages with the outer peripheral surface (a part of the outer peripheral surface) is formed. In addition, the shape of the 2nd notch part 71a of the 2nd outer rod 71 of the said adjacent variable nozzle 61 and another 2nd notch part 71b can be changed suitably.
ここで、第1切欠部65a及び第2切欠部71aが形成されても、第1アウタ鍔65及び第2アウタ鍔71は前縁側の端(一端)から後縁側の端(他端)にかけて残存するようになっているが、図4(a)(b)に示すように、第1アウタ鍔65及び第2アウタ鍔71は前縁側の端を除去するようにしても構わない。   Here, even if the first cutout portion 65a and the second cutout portion 71a are formed, the first outer rod 65 and the second outer rod 71 remain from the front edge end (one end) to the rear edge end (the other end). However, as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the first outer rod 65 and the second outer rod 71 may have their front edge ends removed.
図5及び図6に示すように、ノズルリング47の径方向外側には、サポートリング(取付リング)81がタービンインペラ29と同心状に配設されており、このサポートリング81の外周縁部は、複数の取付ボルト83を介してベアリングハウジング3に一体的に連結されている。また、サポートリング81の内周縁部には、径方向内側へ突出した断面L型の複数の突出片85が円周方向に間隔を置いて一体形成されており、円周方向に隣接する突出片85間の間隙によって、タービンスクロール流路37とリンク室75が連通するようになっている。なお、サポートリング81の外周縁部がベアリングハウジング3に一体的に連結される代わりに、タービンハウジング27との協働によりベアリングハウジング3に挟まれるように連結されても構わない。   As shown in FIGS. 5 and 6, a support ring (mounting ring) 81 is disposed concentrically with the turbine impeller 29 on the radially outer side of the nozzle ring 47, and the outer peripheral edge portion of the support ring 81 is The bearing housing 3 is integrally connected via a plurality of mounting bolts 83. In addition, a plurality of L-shaped projecting pieces 85 projecting radially inward are integrally formed on the inner peripheral edge of the support ring 81 at intervals in the circumferential direction, and projecting pieces adjacent in the circumferential direction. The turbine scroll passage 37 and the link chamber 75 communicate with each other through a gap 85. The outer peripheral edge of the support ring 81 may be connected so as to be sandwiched between the bearing housing 3 in cooperation with the turbine housing 27 instead of being integrally connected to the bearing housing 3.
サポートリング81は、複数の突出片85とノズルリング47の外周縁部を圧接させた状態でノズルリング47に対して相対的な径方向(サポートリング81の径方向又はタービンインペラ29の径方向)の移動(変位)を許容されるようなっている。また、サポートリング81は、複数の突出片85のみがタービンスクロール流路37に対峙する(臨む)ように構成されており、換言すれば、サポートリング81における複数の突出片85を除く大部分は、タービンハウジング27内におけるタービンスクロール流路37とリンク室75との間に形成した環状の壁部87によって、タービンスクロール流路37に対して遮蔽されるようになっている。   The support ring 81 is in a radial direction relative to the nozzle ring 47 in a state where the plurality of protruding pieces 85 and the outer peripheral edge of the nozzle ring 47 are in pressure contact with each other (the radial direction of the support ring 81 or the radial direction of the turbine impeller 29). Is allowed to move (displace). Further, the support ring 81 is configured such that only the plurality of projecting pieces 85 face (face) the turbine scroll flow path 37, in other words, most of the support ring 81 excluding the plurality of projecting pieces 85. The turbine scroll passage 37 is shielded by an annular wall 87 formed between the turbine scroll passage 37 and the link chamber 75 in the turbine housing 27.
ベアリングハウジング3の左側面における遮熱板41の右側には、付勢部材としての波ワッシャ89が設けられており、この波ワッシャ89は、複数の突出片85とノズルリング47の外周縁部を圧接させるようにノズルリング47を遮熱板41を介してタービンインペラ29の出口方向(左方向)へ付勢するものである。ここで、前述のように、サポートリング81の外周縁部がベアリングハウジング3に一体的に連結される他に、複数の突出片85とノズルリング47の外周縁部を圧接させることにより、ノズルリング47及びシュラウドリング51等、換言すれば、可変ノズルユニット45がタービンハウジング27内に配設されるようになっている。   A wave washer 89 as an urging member is provided on the right side of the heat shield plate 41 on the left side surface of the bearing housing 3, and the wave washer 89 has a plurality of protruding pieces 85 and an outer peripheral edge portion of the nozzle ring 47. The nozzle ring 47 is urged toward the outlet direction (left direction) of the turbine impeller 29 through the heat shield plate 41 so as to be in pressure contact. Here, as described above, the outer peripheral edge portion of the support ring 81 is integrally connected to the bearing housing 3, and the plurality of protruding pieces 85 and the outer peripheral edge portion of the nozzle ring 47 are brought into pressure contact with each other, thereby the nozzle ring. 47, the shroud ring 51, or the like, in other words, the variable nozzle unit 45 is arranged in the turbine housing 27.
サポートリング81の外周面には、サポートリング81に発生した熱を吸熱する吸熱リング91が圧入又は焼きばめによって圧接して設けられており、この吸熱リング91は、タービンハウジング27内の壁部87によってタービンスクロール流路37に対して遮蔽されている。更に、複数の取付ボルト83の緩みを防止するために、吸熱リング91の右側面(タービンインペラ29の軸方向一方側の側面)は、複数の取付ボルト83の頭部に圧接してある。   An endothermic ring 91 that absorbs heat generated in the support ring 81 is provided on the outer peripheral surface of the support ring 81 by press-fitting or shrink fitting, and the endothermic ring 91 is a wall portion in the turbine housing 27. 87 is shielded against the turbine scroll flow path 37. Further, in order to prevent loosening of the plurality of mounting bolts 83, the right side surface of the heat absorbing ring 91 (the side surface on one axial side of the turbine impeller 29) is in pressure contact with the heads of the plurality of mounting bolts 83.
なお、シュラウドリング51のシュラウド部55の外周面には、周溝93が形成されており、この周溝93には、シュラウドリング51の対向面の反対面側からタービンインペラ29の出口側への排気ガスの漏れを抑える複数のシールリング95が設けられている。   A circumferential groove 93 is formed on the outer peripheral surface of the shroud portion 55 of the shroud ring 51, and the circumferential groove 93 extends from the opposite surface side of the shroud ring 51 to the outlet side of the turbine impeller 29. A plurality of seal rings 95 that suppress the leakage of exhaust gas are provided.
続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。   Then, the effect | action and effect of embodiment of this invention are demonstrated.
(可変容量型過給機1の通常の作用)
ガス取入口35から取入れた排気ガスをタービンスクロール流路37を経由してタービンインペラ29の入口側から出口側へ流通させることにより、排気ガスの圧力エネルギーを利用して回転力(回転トルク)を発生させて、ロータ軸9及びコンプレッサインペラ13をタービンインペラ29と一体的に回転させることができる。これにより、空気取入口19から取入れた空気を圧縮して、ディフューザ流路21及びコンプレッサスクロール流路23を経由して空気排出口25から排出することができ、エンジンに供給される空気を過給(圧縮)することができる。
(Normal operation of variable capacity turbocharger 1)
By causing the exhaust gas taken in from the gas intake port 35 to flow from the inlet side to the outlet side of the turbine impeller 29 via the turbine scroll passage 37, the rotational energy (rotational torque) is generated using the pressure energy of the exhaust gas. Thus, the rotor shaft 9 and the compressor impeller 13 can be rotated integrally with the turbine impeller 29. Thereby, the air taken in from the air intake 19 can be compressed and discharged from the air outlet 25 via the diffuser passage 21 and the compressor scroll passage 23, and the air supplied to the engine is supercharged. (Compressed).
可変容量型過給機1の運転中、エンジン回転数が高回転域にあって、排気ガスの流量が多い場合(大流量の場合)には、回動アクチュエータによってリンク機構77を作動させつつ、複数の可変ノズル61を開方向(正方向、図1から図4において反時計回り方向)へ同期して回動させることにより、タービンインペラ29側へ供給される排気ガスのガス流路面積(可変ノズル61のスロート面積)を大きくして、多くの排気ガスを供給する。一方、エンジン回転数が低回転域にあって、排気ガスの流量が少ない場合(小流量の場合)には、回動アクチュエータによってリンク機構77を作動させつつ、複数の可変ノズル61を閉方向(逆方向、図1から図4において時計回り方向)へ同期して回動させることにより、タービンインペラ29側へ供給される排気ガスのガス流路面積を小さくして、排気ガスの流速を高めて、タービンインペラ29の仕事量を十分に確保する。これにより、排気ガスの流量の多少に関係なく、タービンインペラ29によって回転力を十分かつ安定的に発生させることができる。なお、可変容量型過給機1の通常の運転状態において、複数の可変ノズル61が図2に示すような全閉状態になることはない。   During operation of the variable displacement supercharger 1, when the engine speed is in a high rotation range and the flow rate of exhaust gas is large (in the case of a large flow rate), the link mechanism 77 is operated by the rotating actuator, A gas flow passage area (variable) of exhaust gas supplied to the turbine impeller 29 side by rotating the plurality of variable nozzles 61 in synchronization with the opening direction (forward direction, counterclockwise direction in FIGS. 1 to 4). A large amount of exhaust gas is supplied by increasing the throat area of the nozzle 61. On the other hand, when the engine speed is in the low rotation range and the flow rate of the exhaust gas is small (in the case of a small flow rate), the link mechanism 77 is operated by the rotating actuator and the variable nozzles 61 are closed ( By rotating synchronously in the reverse direction (clockwise in FIGS. 1 to 4), the gas passage area of the exhaust gas supplied to the turbine impeller 29 side is reduced, and the exhaust gas flow velocity is increased. The work amount of the turbine impeller 29 is sufficiently secured. Thereby, the rotational force can be generated sufficiently and stably by the turbine impeller 29 regardless of the flow rate of the exhaust gas. In the normal operation state of the variable capacity supercharger 1, the plurality of variable nozzles 61 are not fully closed as shown in FIG.
なお、大流量の場合には、前記隣接する可変ノズル61の第1アウタ鍔65及び第2アウタ鍔71が連結ピン59のウェイク(後流)の範囲内に位置しており、前記隣接する可変ノズル61の第1アウタ鍔65の第1切欠部65a及び別の第1切欠部65b等がタービンインペラ29に流入する流れに大きな影響を与えることはないものである。   In the case of a large flow rate, the first outer rod 65 and the second outer rod 71 of the adjacent variable nozzle 61 are located within the range of the wake (rear flow) of the connecting pin 59, and the adjacent variable nozzle 61 The first notch 65a and the other first notch 65b of the first outer rod 65 of the nozzle 61 do not significantly affect the flow flowing into the turbine impeller 29.
(可変ノズルユニット45及び可変容量型過給機1の特有の作用)
シュラウドリング51がタービンハウジング27内における環状の段付き凹部53に収容されているため、タービンスクロール流路37を流れる排気ガスがシュラウドリング51に直撃することがなく、シュラウドリング51の周方向の部材温度のばらつきを低減して、シュラウドリング51の不均一な熱変形を抑えることができる。また、サポートリング81の内周縁部に複数の突出片85が円周方向に間隔を置いて一体形成され、サポートリング81は複数の突出片85のみがタービンスクロール流路37に対峙するように構成され、サポートリング81の外周面に吸熱リング91が圧接して設けられているため、可変容量型過給機1の運転中に、サポートリング81の部材温度を低くして、サポートリング81がその内周縁部を押し広げるように熱変形することを抑えることができる。また、サポートリング81は複数の突出片85とノズルリング47の外周縁部を圧接させた状態でノズルリング47に対して相対的な径方向の移動を許容されているため、ノズルリング47がサポートリング81の熱変形に追従して変形することを抑えることができる。これにより、可変容量型過給機1の運転中におけるノズルリング47の対向面とシュラウドリング51の対向面の平行度を十分に確保した上で、ノズルサイドクリアランスを極力小さくすることができる。なお、「ノズルサイドクリアランス」とは、ノズルリング47の対向面と可変ノズル61の右側面との隙間、又はシュラウドリング51の対向面と可変ノズル61の左側面との隙間のことをいう。
(Functions unique to the variable nozzle unit 45 and the variable displacement supercharger 1)
Since the shroud ring 51 is accommodated in the annular stepped recess 53 in the turbine housing 27, the exhaust gas flowing through the turbine scroll passage 37 does not directly hit the shroud ring 51, and the circumferential members of the shroud ring 51 Variations in temperature can be reduced, and uneven thermal deformation of the shroud ring 51 can be suppressed. Further, a plurality of protruding pieces 85 are integrally formed on the inner peripheral edge portion of the support ring 81 at intervals in the circumferential direction, and the support ring 81 is configured such that only the plurality of protruding pieces 85 face the turbine scroll flow path 37. Since the heat absorption ring 91 is provided in pressure contact with the outer peripheral surface of the support ring 81, the member temperature of the support ring 81 is lowered during the operation of the variable capacity supercharger 1, and the support ring 81 It is possible to suppress thermal deformation so as to spread the inner peripheral edge. Further, since the support ring 81 is allowed to move in the radial direction relative to the nozzle ring 47 in a state where the plurality of protruding pieces 85 and the outer peripheral edge of the nozzle ring 47 are in pressure contact with each other, the nozzle ring 47 is supported. The deformation following the thermal deformation of the ring 81 can be suppressed. As a result, the nozzle side clearance can be made as small as possible while sufficiently ensuring the parallelism between the facing surface of the nozzle ring 47 and the facing surface of the shroud ring 51 during operation of the variable displacement supercharger 1. The “nozzle side clearance” refers to a gap between the facing surface of the nozzle ring 47 and the right side surface of the variable nozzle 61, or a clearance between the facing surface of the shroud ring 51 and the left side surface of the variable nozzle 61.
前記隣接する可変ノズル61の第1アウタ鍔65の前縁側及び後縁側に第1切欠部65a及び別の第1切欠部65bが形成され、前記隣接する可変ノズル61の第2アウタ鍔71の前縁側及び後縁側に第2切欠部71a及び別の第2切欠部71bが形成されているため、連結ピン59と可変ノズル61との干渉を回避しつつ、連結ピン59をタービンインペラ29の軸心Sに極力近づけて配置することができる。これにより、可変ノズルユニット45の大幅な設計変更を行うことなく、ノズルリング47及びシュラウドリング51の外径を小さくすることができる。   A first notch 65a and another first notch 65b are formed on the front edge side and the rear edge side of the first outer rod 65 of the adjacent variable nozzle 61, and in front of the second outer rod 71 of the adjacent variable nozzle 61. Since the second notch 71a and another second notch 71b are formed on the edge side and the rear edge side, the connection pin 59 is connected to the shaft center of the turbine impeller 29 while avoiding interference between the connection pin 59 and the variable nozzle 61. S can be placed as close to S as possible. Thereby, the outer diameter of the nozzle ring 47 and the shroud ring 51 can be reduced without making a significant design change of the variable nozzle unit 45.
従って、本発明の実施形態によれば、可変容量型過給機1の運転中におけるノズルリング47の対向面とシュラウドリング51の対向面の平行度を十分に確保した上で、ノズルサイドクリアランスを極力小さくできるため、複数の可変ノズル61の回動動作の安定性を十分に確保した上で、ノズルサイドクリアランスからの漏れ流れを低減して、可変容量型過給機1のタービン効率を高めることができる。また、可変ノズルユニット45の大幅な設計変更を行うことなく、ノズルリング47及びシュラウドリング51の外径を小さくすることができるため、シュラウドリング51がタービンハウジング27内における環状の段付き凹部53に収容されるようにした場合でも、可変ノズルユニット45のコンパクト化を容易に図って、可変容量型過給機1の車両搭載性を向上させることができる。つまり、本発明の実施形態によれば、可変容量型過給機1のタービン効率を高めつつ、可変容量型過給機1の車両搭載性を向上させることができる。   Therefore, according to the embodiment of the present invention, a sufficient degree of parallelism between the facing surface of the nozzle ring 47 and the facing surface of the shroud ring 51 during the operation of the variable displacement turbocharger 1 is achieved, and the nozzle side clearance is set. Since it can be made as small as possible, it is possible to increase the turbine efficiency of the variable displacement turbocharger 1 by sufficiently reducing the leakage flow from the nozzle side clearance while ensuring sufficient stability of the rotating operation of the plurality of variable nozzles 61. Can do. Further, since the outer diameters of the nozzle ring 47 and the shroud ring 51 can be reduced without significantly changing the design of the variable nozzle unit 45, the shroud ring 51 is formed in the annular stepped recess 53 in the turbine housing 27. Even when it is accommodated, the variable nozzle unit 45 can be easily made compact, and the vehicle mountability of the variable capacity supercharger 1 can be improved. That is, according to the embodiment of the present invention, it is possible to improve the vehicle mountability of the variable capacity supercharger 1 while increasing the turbine efficiency of the variable capacity supercharger 1.
なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、例えば、リンク機構73がノズルリング47の対向面の反対面側に配設される代わりに、シュラウドリング51の対向面の反対側に配設されるようにする等、その他、種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。   The present invention is not limited to the description of the above-described embodiment. For example, instead of disposing the link mechanism 73 on the opposite side of the opposing surface of the nozzle ring 47, the opposing surface of the shroud ring 51 is provided. It can be implemented in various other ways, such as being arranged on the opposite side. Further, the scope of rights encompassed by the present invention is not limited to these embodiments.
1 可変容量型過給機
3 ベアリングハウジング
9 ロータ軸
11 コンプレッサハウジング
13 コンプレッサインペラ
27 タービンハウジング
29 タービンインペラ
33 タービンブレード
37 タービンスクロール流路
41 遮熱板
45 可変ノズルユニット
47 ノズルリング
49 第1支持穴
51 シュラウドリング
53 凹部
55 シュラウド部
57 第2支持穴
59 連結ピン
61 可変ノズル
61e 径方向外側翼面
61i 径方向内側翼面
63 第1ノズル軸
65 第1アウタ鍔
65a 第1切欠部
65b 別の第1切欠部
67 第1インナ鍔
69 第2ノズル軸
71 第2アウタ鍔
71a 第2切欠部
71b 別の第2切欠部
73 第2インナ鍔
75 リンク室
77 リンク機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Variable displacement type supercharger 3 Bearing housing 9 Rotor shaft 11 Compressor housing 13 Compressor impeller 27 Turbine housing 29 Turbine impeller 33 Turbine blade 37 Turbine scroll channel 41 Heat shield plate 45 Variable nozzle unit 47 Nozzle ring 49 First support hole 51 Shroud ring 53 Recess 55 Shroud portion 57 Second support hole 59 Connecting pin 61 Variable nozzle 61e Radial outer blade surface 61i Radial inner blade surface 63 First nozzle shaft 65 First outer rod 65a First notch 65b Another first Notch 67 First inner rod 69 Second nozzle shaft 71 Second outer rod 71a Second notch 71b Another second notch 73 Second inner rod 75 Link chamber 77 Link mechanism

Claims (5)

  1. タービンハウジングとベアリングハウジングの間に設けられ、内周縁部に複数の突出片を有するサポートリングと、
    前記サポートリングの外周面に設けられる吸熱リングと、
    を備えた可変ノズルユニット。
    Is provided between the turbine housing and the bearing housing, a support ring that having a plurality of projecting pieces on the inner periphery,
    An endothermic ring provided on the outer peripheral surface of the support ring;
    Variable nozzle unit with
  2. 前記サポートリングのうち前記突出片のみがタービンスクロール流路に対峙する、請求項に記載の可変ノズルユニット。 The variable nozzle unit according to claim 1 , wherein only the protruding piece of the support ring faces the turbine scroll passage.
  3. 前記突出片は、ノズルリングの外周縁部に圧接する、請求項に記載の可変ノズルユニット。 The variable nozzle unit according to claim 1 , wherein the protruding piece is in pressure contact with an outer peripheral edge portion of the nozzle ring.
  4. タービンハウジングとベアリングハウジングの間に設けられるサポートリングと、A support ring provided between the turbine housing and the bearing housing;
    前記サポートリングの外周面のうち前記サポートリングの径方向外側からのみ当接する吸熱リングと、An endothermic ring that abuts only from the radially outer side of the support ring of the outer peripheral surface of the support ring;
    を備えた可変ノズルユニット。Variable nozzle unit with
  5. 請求項1から請求項4のうちいずれか1項に記載の可変ノズルユニットを備えた可変容量型過給機。
    A variable capacity supercharger comprising the variable nozzle unit according to any one of claims 1 to 4.
JP2016067648A 2016-03-30 2016-03-30 Variable nozzle unit and variable capacity turbocharger Active JP6146507B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016067648A JP6146507B2 (en) 2016-03-30 2016-03-30 Variable nozzle unit and variable capacity turbocharger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016067648A JP6146507B2 (en) 2016-03-30 2016-03-30 Variable nozzle unit and variable capacity turbocharger

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012128802A Division JP5915394B2 (en) 2012-06-06 2012-06-06 Variable nozzle unit and variable capacity turbocharger

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016148344A JP2016148344A (en) 2016-08-18
JP6146507B2 true JP6146507B2 (en) 2017-06-14

Family

ID=56691553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016067648A Active JP6146507B2 (en) 2016-03-30 2016-03-30 Variable nozzle unit and variable capacity turbocharger

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6146507B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2019167181A1 (en) 2018-02-28 2021-02-04 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 Radial inflow turbine and turbocharger

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0429062Y2 (en) * 1985-11-05 1992-07-15

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016148344A (en) 2016-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5949164B2 (en) Variable nozzle unit and variable capacity turbocharger
JP6349745B2 (en) Variable nozzle unit and variable capacity turbocharger
JP6331736B2 (en) Variable nozzle unit and variable capacity turbocharger
JP6098233B2 (en) Variable capacity turbocharger
JP6225515B2 (en) Variable nozzle unit and variable capacity turbocharger
JP6326912B2 (en) Variable nozzle unit and variable capacity turbocharger
JP6107395B2 (en) Variable nozzle unit and variable capacity turbocharger
JP6163789B2 (en) Variable nozzle unit and variable capacity turbocharger
JP5949363B2 (en) Variable nozzle unit and variable capacity turbocharger
JP2013253521A (en) Variable nozzle unit and variable capacity type supercharger
JP6152049B2 (en) Variable nozzle unit and variable capacity turbocharger
JP2013245655A (en) Variable nozzle unit and variable displacement type supercharger
JP5915394B2 (en) Variable nozzle unit and variable capacity turbocharger
JP6146507B2 (en) Variable nozzle unit and variable capacity turbocharger
JP2013253519A (en) Variable nozzle unit and variable capacity type supercharger
JP6035890B2 (en) Seal structure and variable capacity turbocharger
JP5849445B2 (en) Variable nozzle unit and variable capacity turbocharger
JP2015031237A (en) Variable nozzle unit and variable displacement type supercharger
JP6255786B2 (en) Variable capacity turbocharger
JP6197302B2 (en) Variable nozzle unit and variable capacity turbocharger
JP2013194546A (en) Variable nozzle unit and variable capacity type supercharger
JP6089791B2 (en) Variable nozzle unit and variable capacity turbocharger
JP6149426B2 (en) Variable capacity turbocharger
JP2013015100A (en) Variable nozzle unit and variable displacement type supercharger

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161206

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170117

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170418

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170501

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6146507

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250