JP6277183B2 - 排気ガスターボチャージャ - 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。

給気圧力の調節のために、一般的な排気ガスターボチャージャには、タービンホイールを迂回しつつタービン入口をタービン出口に接続するウェイストゲートダクトが設けられる。必要な給気圧力が達成されると、排気ガス流の少なくとも一部を前記ウェイストゲート又はバイパスダクトを通して、タービンを通過して又はタービンホイールを通過して導くことができる。前記ウェイストゲートダクトを開閉するために、給気圧力調節フラップとも呼ばれるウェイストゲートフラップが設けられる。前記給気圧力調節フラップは、リンク機構を介して、例えば空気圧又は電気制御カプセルの形態であり得るアクチュエータに接続される。

本発明の目的は、製造及び組み立てが廉価でありながら、ローメンテナンスで効率的に操作することができる請求項１の前提部に示したタイプの排気ガスターボチャージャを提供することである。特に、本発明の目的は、可能な限り単純でありかつローメンテナンスであるようにウェイストゲートダクト用のフラップ装置を設計することである。

この目的は、請求項１の特徴によって達成される。従属請求項は本発明の好ましい改良形態を示している。

本発明によれば、フラップ装置のフラッププレートは弾性ばねディスクの形態である。この場合、ばねディスクはフラップ構成内の別の構成要素ではなく、むしろフラッププレート全体が弾性ばねディスクの形態である。したがって、フラップ装置の閉鎖状態において、ばねディスクはタービンハウジングに直接当接し、したがってウェイストゲートダクト（同様にバイパス）を直接シールする。

弾性変形可能なばねディスクは、前記ばねディスクの可撓性の結果としてウェイストゲートダクトをシールする。この場合、ばねディスクは、構成要素の公差のため歪み及び効果、例えば傾斜位置を補償する。

ばねディスクを調整するために、フラップシャフトはタービンハウジングに回転可能に取り付けられる。調整ロッドはフラップシャフトの一方の端部に作用する。調整ロッドは例えばアクチュエータによって移動される。ばねディスクは、レバーを介してフラップシャフトの他方の内端に接続される。フラップシャフトを回転させることによって、ばねディスクが旋回し、したがってウェイストゲートダクトが開閉される。フラッププレートとして形成されたばねディスクをフラップシャフトに直接的かつ剛性的に接続することが特に好ましい。このことは、レバーとフラップシャフトとの間の可能な限り遊びがない直接接続、及びレバーとばねディスクとの間の可能な限り遊びがない直接接続を必要とする。したがって、レバーがフラップシャフトと一体に製造されること、又は密着接続、例えば溶接接続がフラップシャフトとレバーとの間に形成されるようになっていると特に好ましい。レバーとばねディスクとの間の可能な限り直接的かつ遊びがない接続のために、ばねディスクは特にレバーに直接当接する。

凹部をばねディスクに設けることが特に好ましい。ピンは前記凹部を通して突出する。ピンは、レバーに接続されるか又はレバーの一体構成部分である。したがって、ばねディスクはピンのヘッドとレバーとの間に、又はレバーと、ピンに取り付けられる相手部材との間にクランプされる。相手部材は、ピンにねじ込まれるか又は溶接される。

ばねディスクをフラップシャフトに直接的かつ剛性的に接続する結果として、前記構成要素の間の振動が実質的に防止され、この結果、音響的な問題も、振動によって誘発される大きな摩擦摩耗も発生しない。

本発明のさらなる詳細、利点及び特徴は、図面を参照して例示的な実施形態の以下の説明から明らかになる。

第１の例示的な実施形態による本発明による排気ガスターボチャージャを示す。 第１の例示的な実施形態による本発明による排気ガスターボチャージャのフラップ装置を示す。 第２の例示的な実施形態による本発明による排気ガスターボチャージャのフラップ装置を示す。 第３の例示的な実施形態による本発明による排気ガスターボチャージャのフラップ装置を示す。 第４の例示的な実施形態による本発明による排気ガスターボチャージャのフラップ装置を示す。 第５の例示的な実施形態による本発明による排気ガスターボチャージャのフラップ装置を示す。

図１は、排気ガスターボチャージャ１の部分切り取り図を示している。一般に図１に示した排気ガスターボチャージャの構造は、すべての例示的な実施形態に適用される。図１によれば、排気ガスターボチャージャ１は、タービンハウジング２、コンプレッサハウジング３、及びタービンハウジング２とコンプレッサハウジング３との間に配置された軸受ハウジング４を備える。タービンホイール５はタービンハウジング２に配置される。シャフト６は軸受ハウジング４に回転可能に取り付けられる。コンプレッサホイール７はコンプレッサハウジング３に位置する。タービンホイール５及びコンプレッサホイール７は、共に回転するようにシャフト６に取り付けられる。排気ガスはタービンハウジング入口８を介して導入される。前記排気ガスはタービンホイール５に流れ、タービンハウジング出口９を介して装置を出る。タービンホイール５は排気ガスによって回転される。したがって、コンプレッサホイール７もシャフト６を介して回転される。内燃機関用の給気はコンプレッサホイール７によって圧縮される。

ウェイストゲートダクト１９（図３参照）はタービンハウジング２に形成される。前記ウェイストゲートダクト１９を介して、排気ガスはタービンハウジング入口８からタービンハウジング出口９に直接導くことができ、タービンホイール５を迂回する。ウェイストゲートダクト１９は、フラップ装置１０によって閉じることができる。

フラップ装置１０は、本発明によればばねディスク１１の形態であるフラッププレートを備える。前記ばねディスク１１はタービンハウジング２にシール当接し、したがって、フラップ装置１０が閉鎖状態にあるときにウェイストゲートダクト１９を閉じる。

ばねディスク１１は、レバー１２を介してフラップシャフト１３に接続される。フラップシャフト１３は、タービンハウジング２に回転可能に配置される。調節ロッド１４はフラップシャフト１３の外端に作用する。調節ロッド１４はアクチュエータ１５、例えば空気圧制御カプセルによって移動される。

同一又は機能的に同一の構成要素は、本明細書に示した例示的な実施形態において同一の参照番号で示される。図２〜図７は、フラップ装置１０の単純化した概略図である。

図２及び図３は、第１の例示的な実施形態によるフラップ装置１０の詳細な構造を示している。図２から理解できるように、フラップシャフト１３は、平坦な軸受２３によってタービンハウジング２に回転可能に保持される。フラップシャフト１３は、レバー１２と共に一体に製造されることが好ましい。代わりに、フラップシャフト１３とレバー１２との間の著しく剛性のねじ接続又は溶接接続も可能である。

図３は、レバー１２とばねディスク１１との間の接続を詳細に示している。中央凹部がばねディスク１１に設けられる。ばねディスク１１はレバー１２に直接当接する。ピンヘッド１７を有するピン１６は、ばねディスクの凹部を通して挿入され、レバー１２にねじ込まれる。したがって、ばねディスク１１は、ピンヘッド１７とレバー１２との間にクランプされる。図示した実施例では、ピンヘッド１７はウェイストゲートダクト１９に対面する。

ばねディスク１１の完全に取り囲む環状シール面は、完全に取り囲むビード１８として設計される。

図４は、第２の例示的な実施態様を示している。この場合、ピンヘッド１７は、第１の例示的な実施形態よりも極めて大きくなるように形成される。ピンヘッド１７はヘッド高さ２０を有する。ウェイストゲートダクト１９の直径２１は、ヘッド高さ２０に対して直角に測定される。ヘッド高さ２０は直径２１の少なくとも３０％である。ピンヘッド１７全体の空間がウェイストゲートダクト１９に存在するように、ウェイストゲートダクト１９はタービンハウジング出口９に向かってフレア状にされる。

図５は、第３の例示的な実施形態を示している。第３の例示的な実施形態では、ピン１６はレバー１２と一体に製造される。相手部材２２は、ウェイストゲートダクト１９に面する側のピン１６の上に取り付けられる。したがって、ばねディスク１１はレバー１２と相手部材２２との間にクランプされる。相手部材２２はピン１６に溶接される。

図６は、第４の例示的な実施形態を示している。第４の例示的な実施形態では、ばねディスク１１は、ピン１６に溶接される相手部材２２によって再びクランプされる。第４の例示的な実施形態では、ばねディスク１１のシール面は、ウェイストゲートダクト１９に向かって前方に曲げられる表面の形態である。

図７は、第５の例示的な実施形態を示している。第５の例示的な実施形態では、ピン１６はレバー１２と一体に製造される。ねじ山がピン１６に形成される。相応して、相手部材２２はナットの形態である。ばねディスク１１は相手部材２２とレバー１２との間にクランプされる。シール面はビード１８の形態である。

異なる例示的な実施形態に示したばねディスク１１のシール面の構造は、ばねディスク１１とレバー１２との間に示した接続の異なる実施例とは無関係である。したがって、例えば、すべての例示的な実施形態において、シール面はビード１８の形態、さもなければ、ウェイストゲートダクト１９に向かって曲げられた表面の形態でもよい。

本発明の上述の説明に加えて、本発明の追加の開示のために図１〜図７の本発明の概略図が本明細書により明示的に参照される。

１ 排気ガスターボチャージャ
２ タービンハウジング
３ コンプレッサハウジング
４ 軸受ハウジング
５ タービンホイール
６ シャフト
７ コンプレッサホイール
８ タービンハウジング入口
９ タービンハウジング出口
１０ フラップ装置
１１ ばねディスク（フラッププレート）
１２ レバー
１３ フラップシャフト
１４ 調節ロッド
１５ アクチュエータ
１６ ピン
１７ ピンヘッド
１８ ビード
１９ ウェイストゲートダクト
２０ ヘッド高さ
２１ ウェイストゲートダクトの直径
２２ 相手部材
２３ 平坦な軸受

Claims (7)

1. − タービンハウジング（２）であって、
   ・排気ガス用のタービンハウジング入口（８）及びタービンハウジング出口（９）を有し、
   ・前記タービンハウジング入口（８）と前記タービンハウジング出口（９）との間にウェイストゲートダクト（１９）を有するタービンハウジング（２）と、
   − 前記ウェイストゲートダクト（１９）を開閉するための旋回可能なフラッププレートを有するフラップ装置（１０）とを備える排気ガスターボチャージャ（１）であって、
   − 前記フラッププレートが弾性ばねディスク（１１）の形態であり、
   前記フラップ装置（１０）が、前記タービンハウジング（２）に回転可能に取り付けられたフラップシャフト（１３）を備え、レバー（１２）を備え、
   前記レバー（１２）が、共に回転するように前記ばねディスク（１１）を前記フラップシャフト（１３）に接続し、
   前記ばねディスク（１１）が前記レバー（１２）に直接当接し、
   前記ばねディスク（１１）がばね鋼から製造される、
   排気ガスターボチャージャ（１）。
2. 前記フラップ装置（１０）が閉鎖状態にあるときに、前記ばねディスク（１１）が前記タービンハウジング（２）と直接シール接触するように配置される請求項１に記載の排気ガスターボチャージャ。
3. 前記フラップシャフト（１３）が前記レバー（１２）と一体に製造されるか、又は前記フラップシャフト（１３）が前記レバー（１２）に溶接される請求項１に記載の排気ガスターボチャージャ。
4. 前記ばねディスク（１１）が凹部を備え、前記レバー（１２）が、前記凹部を通して突出するピン（１６）によって前記ばねディスク（１１）に接続される請求項１又は３に記載の排気ガスターボチャージャ。
5. 前記ばねディスク（１１）の環状外側部分が、当該ばねディスク（１１）と前記タービンハウジング（２）との間のシール面として形成される請求項２〜４のいずれか一項に記載の排気ガスターボチャージャ。
6. 前記シール面がビード（１８）の形態である請求項５に記載の排気ガスターボチャージャ。
7. 前記シール面が前記ウェイストゲートダクト（１９）に向かって前方に曲げられる請求項５又は６に記載の排気ガスターボチャージャ。

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