JP6724826B2 - 過給機 - Google Patents

過給機 Download PDF

Info

Publication number
JP6724826B2
JP6724826B2 JP2017047387A JP2017047387A JP6724826B2 JP 6724826 B2 JP6724826 B2 JP 6724826B2 JP 2017047387 A JP2017047387 A JP 2017047387A JP 2017047387 A JP2017047387 A JP 2017047387A JP 6724826 B2 JP6724826 B2 JP 6724826B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
extending
rotary shaft
valve body
turbine housing
valve
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
JP2017047387A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018150866A (ja
Inventor
昭寿 岩田
昭寿 岩田
高斗 波多野
高斗 波多野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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 Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2017047387A priority Critical patent/JP6724826B2/ja
Priority to US15/913,970 priority patent/US10422275B2/en
Priority to EP18161071.8A priority patent/EP3375999B1/en
Publication of JP2018150866A publication Critical patent/JP2018150866A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6724826B2 publication Critical patent/JP6724826B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/18Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F02B37/183Arrangements of bypass valves or actuators therefor
    • F02B37/186Arrangements of actuators or linkage for bypass valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/18Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/52Systems for actuating EGR valves
    • F02M26/53Systems for actuating EGR valves using electric actuators, e.g. solenoids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/65Constructional details of EGR valves
    • F02M26/66Lift valves, e.g. poppet valves
    • F02M26/67Pintles; Spindles; Springs; Bearings; Sealings; Connections to actuators
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Description

本発明は、ウェイストゲートバルブ装置を備える過給機に関する。
特許文献1に記載されている過給機のタービンハウジングの内部には、タービンホイールを迂回して排気を流すためのウェイストゲートポートが形成されている。そして、この過給機のウェイストゲートバルブ装置は、ウェイストゲートポートを開閉する弁体と、タービンハウジングの側壁の挿通孔を挿通している回転軸と、同回転軸に固定されている揺動アームとを備えている。この揺動アームは、回転軸に固定されている部分から同回転軸の径方向に離れている位置で弁体を支持している。そのため、弁体は、回転軸を軸中心として回転軸及び揺動アームが回転することによりウェイストゲートポートを開閉するようになっている。具体的には、回転軸及び揺動アームを第1の方向に回転させることにより弁体をウェイストゲートポートに接近させ、第1の方向とは逆方向である第2の方向に回転軸及び揺動アームを回転させることにより弁体をウェイストゲートポートから離間させることができる。
また、上記のウェイストゲートバルブ装置には、タービンハウジング外に配置されており、且つ、回転軸に固定されている駆動アームと、駆動アームに対して回動可能に連結されているロッドとが設けられている。具体的には、ロッドは、駆動アームのうち、回転軸が固定されている部分から同回転軸の径方向に離れている位置に回動可能に連結されている。そして、電動アクチュエータの駆動によって、過給機のコンプレッサハウジング側にロッドが引っ張られると、駆動アーム及び回転軸及び揺動アームが第2の方向に回転し、弁体がウェイストゲートポートから離間する。これにより、タービンホイール内に流入した排気がウェイストゲートポート内を通過するようになる。
特開2012−67698号公報
ところで、上記ウェイストゲートバルブ装置では、弁体は、タービンハウジング内でウェイストゲートポートよりも下流側に配置されている。そのため、弁体がウェイストゲートポートから離間している場合、ウェイストゲートポートを通過した排気は弁体と干渉する。すなわち、弁体は、当該排気の圧力に応じた荷重を受ける。このとき、弁体に干渉する排気の圧力の脈動によって弁体が受ける荷重が変動していると、揺動アームを介して同弁体に連結されている回転軸が振動してしまう。その結果、回転軸が挿通孔の周壁に当接することに起因する異音が生じるおそれがある。
上記課題を解決するための過給機は、タービンハウジングとコンプレッサハウジングとが規定方向に並んでおり、タービンハウジングのうち、上記規定方向でコンプレッサハウジングから遠い側に、同タービンハウジングの内部を流通した排気を排気管内に流出させる流出部が設けられている過給機である。
過給機は、タービンハウジングの内部で、タービンホイールを迂回して排気を流すウェイストゲートポートよりも上記規定方向で流出部側に位置し、且つ、同ウェイストゲートポートを開閉する弁体と、上記規定方向と交差する方向に延びているとともに、タービンハウジングの側壁に設けられている挿通孔を挿通している回転軸と、回転軸に固定されており、且つ、同回転軸に固定されている部分から同回転軸の径方向に離れている位置で弁体を支持している揺動アームと、タービンハウジング外に位置し、且つ、回転軸に固定されている駆動アームと、駆動アームのうち、回転軸が固定されている部分から離れている位置に回動可能に連結されているロッドと、アクチュエータと、を備えている。この過給機では、アクチュエータの駆動によって、上記規定方向でコンプレッサハウジングに近づく方向側にロッドを変位させることにより、駆動アーム及び回転軸及び揺動アームが同回転軸を中心とする回転方向の一方である開弁方向に回転して流出部に近づく方向側に弁体が変位し、同弁体がウェイストゲートポートから離れるようになっている。
そして、駆動アームは、回転軸が固定されている固定部と、固定部から回転軸の延伸方向と交差する方向に延びており、且つ、ロッドが連結されている第1の延伸部と、固定部における第1の延伸部とは反対側の部分から回転軸の延伸方向と交差する方向に延びている第2の延伸部と、を有している。また、タービンハウジングには、弁体がウェイストゲートポートを閉じているときの第2の延伸部よりも開弁方向側に位置し、弁体がウェイストゲートポートから離れているときに第2の延伸部と当接するストッパが設けられている。
上記構成によれば、アクチュエータの駆動によって駆動アーム及び回転軸及び揺動アームが開弁方向に回転すると、流出部に近づくように弁体が変位し、ウェイストゲートポートが開放される。これにより、ウェイストゲートポート内を排気が流通するようになる。
また、駆動アームが開弁方向に回転しているときに第2の延伸部がストッパに当接すると、駆動アーム及び回転軸及び揺動アームの開弁方向への更なる回転が規制される。このように駆動アーム及び回転軸及び揺動アームの回転が規制されるようになってもアクチュエータからの駆動力が駆動アームの第1の延伸部に入力されると、駆動アームに、ストッパとの当接部位を支点として、上記規定方向におけるコンプレッサハウジング側に固定部を変位させる力が作用する。そのため、回転軸のうち、タービンハウジング外に位置する端部である外端部は、第1の延伸部を介して入力される駆動力によって、上記規定方向におけるコンプレッサハウジング側に押される。
一方、弁体がウェイストゲートポートから離間している場合、ウェイストゲートポートを通過した排気が弁体に干渉する。ウェイストゲートポートを通過した排気は、流出部に向けて流動する。そのため、当該排気から弁体が受ける荷重によって、回転軸のうち、タービンハウジングの内部に位置する端部である内端部は、上記規定方向におけるコンプレッサハウジング側とは反対側、すなわち流出部側に押される。
すなわち、上記構成によれば、弁体がウェイストゲートポートから離間している場合、駆動アームを介して回転軸に伝達されるアクチュエータからの駆動力と、弁体が排気から受ける荷重とによって、挿通孔の中心軸に対して回転軸が傾斜する。これにより、挿通孔のうち、タービンハウジングの内側の開口縁、及び、タービンハウジングの外側の開口縁の双方に、回転軸が押し付けられる。しかも、回転軸の内端部が受ける荷重の向きと、回転軸の外端部に入力される上記駆動力の向きとがほぼ180°異なっている。そのため、内側の開口縁において回転軸と当接する部位の挿通孔の中心軸に対する位置は、外側の開口縁において回転軸と当接する部位の挿通孔の中心軸に対する位置とほぼ180°異なっている。
したがって、上記構成によれば、ウェイストゲートポートから弁体が離間している場合、駆動アームがストッパに押し付けられる。また、上記内側の開口縁における流出部側の位置に回転軸が押し付けられるとともに上記外側の開口縁におけるコンプレッサハウジング側の位置に回転軸が押し付けられるように、回転軸が傾斜する。そのため、弁体を流出部側に変位させるような荷重が同弁体に作用しても、回転軸が変位しない。また、弁体に干渉する排気の圧力が脈動しており、回転軸の内端部が排気から受ける荷重が変動していても、回転軸を両開口縁に押し付ける力が変位するだけで、回転軸及び揺動アーム及び弁体が振動することを抑制できる。したがって、ウェイストゲートポートから弁体が離間しているときに、回転軸の振動に起因する異音が発生することを抑制できる。
例えば、ストッパを、第2の延伸部の中央よりも先端側の部位である先端部位の回転軌跡上に配置するようにしてもよい。
なお、流出部には、排気管とタービンハウジングとを接続するためのフランジが設けられている。そして、開弁方向とは逆向きの回転方向のことを閉弁方向とし、第2の延伸部のうち、開弁方向側の縁を前側縁とした場合、基端側よりも先端側の方が閉弁方向側に位置するように前側縁を構成し、上記規定方向でフランジよりもコンプレッサハウジング側にストッパを配置することが好ましい。
上記構成によれば、上記規定方向において、ストッパとフランジとの間隔が短くなりにくい。また、ウェイストゲートポートを弁体で閉塞しているときに、駆動アームにおける第1の延伸部の先端が上記規定方向で流出部に接近しにくくなる。そのため、上記規定方向において、回転軸の位置とフランジの位置との乖離を大きくしなくてもよくなる。すなわち、上記規定方向でフランジを回転軸から離して配置しなくても、駆動アームがフランジに接触しなくなる。したがって、上記規定方向におけるタービンハウジングの大型化を抑制することができる。
実施形態の過給機の概略を示す斜視図。 同過給機のタービンの構成を示す断面図。 同過給機のタービンの構成を示す断面図。 同過給機のタービンの構成を示す断面図。 同過給機のウェイストゲートバルブ装置において駆動アーム及び回転軸が回転している様子を示す平面図。 ウェイストゲートバルブ装置の回転軸が傾斜している様子を模式的に示す断面図。 図6における7−7線矢視断面図。 別の実施形態における過給機の一部を示す平面図。 別の実施形態における過給機の一部を示す平面図。
以下、過給機の一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、本実施形態の過給機10は、コンプレッサ20を構成するコンプレッサハウジング21と、タービン30を構成するタービンハウジング31と、コンプレッサハウジング21とタービンハウジング31との間に配置されているベアリングハウジング11とを備えている。3つのハウジング11,21,31が並ぶ方向を、「規定方向X」という。コンプレッサハウジング21の内部にはコンプレッサホイールが収容されており、タービンハウジング31の内部には図2に示すようにタービンホイール32が収容されている。そして、ベアリングハウジング11は、コンプレッサホイールとタービンホイール32とを連結している連結シャフトを回転可能に支持している。
図1及び図2に示すように、規定方向Xにおけるタービンハウジング31の両端部のうち、コンプレッサハウジング21から遠い側の端部は、タービンハウジング31内から流出した排気が流れる排気管100が接続されている流出部33となっている。この流出部33には、排気管100と連結するためのフランジ331が設けられている。
図2に示すように、タービンハウジング31の内部には、タービンホイール32を取り囲むように延びるスクロール通路34が形成されている。このスクロール通路34に流入した排気がタービンホイール32に吹き付けられると、タービンホイール32が回転する。すると、連結シャフトを介してタービンホイール32に連結されているコンプレッサホイールが回転することにより、コンプレッサハウジング21内では過給が行われる。なお、タービンホイール32に吹き付けられた排気は、排出通路35を流れて流出部33から排気管100内に流出する。
また、タービンハウジング31の内部には、ウェイストゲートポート36が形成されている。このウェイストゲートポート36は、タービンホイール32を迂回してスクロール通路34と排出通路35とを繋ぐ通路である。なお、本実施形態では、ウェイストゲートポート36は、規定方向Xに延伸している。
次に、過給機10のウェイストゲートバルブ装置40について説明する。
図2及び図3に示すように、ウェイストゲートバルブ装置40は、ウェイストゲートポート36を開閉する弁体41を備えている。弁体41は、上記規定方向Xにおいてウェイストゲートポート36を挟んだタービンホイール32の反対側、すなわちウェイストゲートポート36よりも流出部33の近くに配置されている。図2に示すようにタービンハウジング31に弁体41が当接しているときには、ウェイストゲートポート36が弁体41によって閉塞される。
一方、図3に示すように弁体41がタービンハウジング31から流出部33側(図中右側)に離間しており、ウェイストゲートポート36が弁体41によって閉塞されていないときには、すなわちウェイストゲートポート36が開放されているときには、スクロール通路34を流通する排気がウェイストゲートポート36を通過して排出通路35に流れ込むようになっている。こうしてスクロール通路34を通過した排気がウェイストゲートポート36を通じて排出通路35に流れ込むようになると、タービンホイール32に吹き付けられる排気の量が少なくなる。そのため、ウェイストゲートポート36が開放されている場合には、タービンホイール32及びコンプレッサホイールの回転が抑制され、過給が抑制されるようになる。
また、図4に示すように、タービンハウジング31の側壁311には、タービンハウジング31の内部とタービンハウジング31外とを連通する連通孔311aが形成されており、連通孔311a内には円筒形状をなすブッシュ312が圧入されている。連通孔311aの延伸方向、すなわちブッシュ312の延伸方向は、図4における紙面直交方向でもある規定方向Xと直交している。なお、ブッシュ312の延伸方向は、規定方向Xと交差していればよく、必ずしも規定方向Xと直交していなくてもよい。
そして、図2及び図4に示すように、ウェイストゲートバルブ装置40には、ブッシュ312の内側に形成されている挿通孔312aを挿通している回転軸42が設けられている。すなわち、回転軸42は、側壁311に回転可能な状態で支持されている。この回転軸42のうち、タービンハウジング31内に位置する部分である内側部421には、揺動アーム43が固定されている。そして、揺動アーム43は、回転軸42に固定されている部分から回転軸42の径方向に離れている位置で弁体41を支持している。このように回転軸42に揺動アーム43を介して弁体41が連結されているため、回転軸42及び揺動アーム43が回転すると、弁体41が回動する。すなわち、図2及び図3における時計回り方向である閉弁方向C1に回転軸42及び揺動アーム43が回転すると、弁体41がウェイストゲートポート36に接近する方向側に変位する。一方、図2及び図3における反時計回り方向である開弁方向C2に回転軸42及び揺動アーム43が回転すると、弁体41がウェイストゲートポート36から離間する方向側に変位する。
また、図4に示すように、ウェイストゲートバルブ装置40は、タービンハウジング31外に配置されている駆動アーム44と、駆動アーム44に回動可能に連結されているロッド45とを有している。図1に示すように、ロッド45の一端が駆動アーム44に連結されている一方、ロッド45の他端は、コンプレッサハウジング21に支持されている電動式のアクチュエータ46に連結されている。
図4に示すように、駆動アーム44には、回転軸42のうち、タービンハウジング31外に位置する部分である外側部422が固定されている。よって、駆動アーム44は、回転軸42を中心に回転軸42及び揺動アーム43と一体回転するようになっている。また、図4及び図5に示すように、駆動アーム44は、回転軸42が固定されている固定部441と、回転軸42の延伸方向と直交する方向へ固定部441から延伸している2つの延伸部442,443とを有している。なお、各延伸部442,443の延伸方向は、回転軸42の延伸方向と交差していればよく、必ずしも回転軸42の延伸方向と直交していなくてもよい。
各延伸部442,443のうち、第1の延伸部442の先端部位には、ロッド45が連結されている。すなわち、駆動アーム44のうち、回転軸42が固定されている部分である固定部441とは異なる位置にロッド45が連結されている。また、各延伸部442,443のうち、第2の延伸部443は、固定部441における第1の延伸部442とは反対側の部分から延伸している。
図5に示すように、第2の延伸部443のうち、開弁方向C2側の縁を前側縁443fとし、閉弁方向C1側の縁を後側縁443bというものとする。この場合、前側縁443fは、基端側よりも先端側の方が閉弁方向C1側に位置するように、第2の延伸部443の延伸方向に延びる線L2に対して傾斜している。また、前側縁443fと後側縁443bとの間隔は、第2の延伸部443の基端側から先端側に向かうにつれて次第に狭くなっている。そして、第2の延伸部443の延伸方向に延びる線L2は、第1の延伸部442の延伸方向に延びる線L1に対して閉弁方向C1側にずれている。すなわち、駆動アーム44は、全体として屈曲した形状となっている。
また、図1及び図5に示すように、ウェイストゲートバルブ装置40は、弁体41がウェイストゲートポート36を閉じているときに第2の延伸部443よりも開弁方向C2側に位置するストッパ47を有している。このストッパ47は、タービンハウジング31のうち、図5における回転軸42のほぼ真下に位置している。すなわち、規定方向Xにおいて、ストッパ47の位置は、回転軸42の位置とほぼ同じである。さらに、ストッパ47は、第2の延伸部443の先端部位443tの回動軌跡上に配置されている。そして、弁体41がウェイストゲートポート36から離間しているときには第2の延伸部443の前側縁443fがストッパ47に当接する。なお、第2の延伸部443の先端部位443tとは、第2の延伸部443の延伸方向において、第2の延伸部443の中央よりも先端側の部位のことである。
なお、駆動アーム44においてストッパ47と当接する部位である当接部位と、駆動アーム44における回転軸42の固定部位との直線距離を第1の直線距離B1といい、駆動アーム44における回転軸42の固定部位と駆動アーム44におけるロッド45の連結部位との直線距離を第2の直線距離B2というものとする。この場合、本実施形態では、第1の直線距離B1が第2の直線距離B2よりも短い。
次に、過給機10の作用を効果とともに説明する。
ウェイストゲートポート36が弁体41によって閉塞されている状態でアクチュエータ46の駆動によって、図5に矢印で示すように規定方向Xにおけるコンプレッサハウジング21側に駆動アーム44を引っ張るようにロッド45が変位すると、駆動アーム44及び回転軸42及び揺動アーム43が開弁方向C2に回転する。このように回転軸42及び揺動アーム43が開弁方向C2に回転すると、揺動アーム43を介して回転軸42に連結されている弁体41が、流出部33に近づくように変位する。これにより、弁体41がウェイストゲートポート36から離間し、タービンハウジング31の内部では、図3に矢印で示すようにウェイストゲートポート36を排気が通過するようになる。
この場合、ウェイストゲートポート36を通過した排気は、弁体41と干渉したあとで流出部33を介して排気管100内に流出することとなる。すなわち、弁体41は、ウェイストゲートポート36を通過して流出部33に向かう排気から荷重を受けることとなる。そのため、揺動アーム43を介して弁体41が連結されている回転軸42の内側部421は、図6に示すように、規定方向Xにおける流出部33側、すなわちコンプレッサハウジング21の反対側に押される。
また、アクチュエータ46の駆動によって駆動アーム44が開弁方向C2に回転すると、駆動アーム44における第1の延伸部442の前側縁443fがストッパ47に当接し、駆動アーム44及び回転軸42の開弁方向C2への更なる回転が規制される。この状態でもアクチュエータ46の駆動が継続されるため、駆動アーム44では、ストッパ47との当接部位を支点として、規定方向Xにおけるコンプレッサハウジング21側に固定部441が変位することとなる。その結果、図6に示すように、アクチュエータ46から第1の延伸部442に入力されている駆動力P2によって、回転軸42の外側部422は、規定方向Xにおけるコンプレッサハウジング21側に引っ張られる。
すなわち、ウェイストゲートポート36が開放されている場合、図6に示すように、駆動アーム44を介して回転軸42に伝達されるアクチュエータ46からの駆動力P2と、弁体41が排気から受ける荷重P1とによって、挿通孔312aの中心軸Zに対して回転軸42が傾斜する。すなわち、向きがほぼ180°相違している2つの力の作用により、挿通孔312aのうち、タービンハウジング31の内側の開口縁312a1、及び、タービンハウジング31の外側の開口縁312a2の双方に、回転軸42が押し付けられる。この場合、図7に示すように、内側の開口縁312a1において回転軸42と当接する部位の中心軸Zに対する位置は、外側の開口縁312a2において回転軸42と当接する部位の中心軸Zに対する位置とほぼ180°異なっている。
したがって、本実施形態では、ウェイストゲートポート36が開放されている場合、駆動アーム44がストッパ47に押し付けられる。また、作用する方向がほぼ180°相違している2つの力、すなわちアクチュエータ46からの駆動力P2と弁体41が排気から受ける荷重P1とを利用することで、両開口縁312a1,312a2に回転軸42が押し付ける。具体的には、内側の開口縁312a1における流出部33側の位置に回転軸42が押し付けられ、外側の開口縁312a2におけるコンプレッサハウジング21側の位置に回転軸42が押し付けられる。そのため、弁体41を流出部33側に変位させるような力が弁体41に作用しても、回転軸42が変位しない。すなわち、回転軸42が傾斜している状態が維持される。また、弁体41に干渉する排気の圧力が脈動していたとしても回転軸42を両開口縁312a1,312a2に押し付ける力が変動するだけであるため、回転軸42及び揺動アーム43及び弁体41が振動することを抑制できる。すなわち、回転軸42が開口縁312a1,312a2に当接することに起因する異音の発生を抑制することができる。
図6及び図7に示すように挿通孔312aの周壁312bと回転軸42との間には僅かな隙間Sが介在しているため、タービンハウジング31内を流通する排気が隙間Sを介して外部に漏出する可能性がある。このように排気が外部に漏出する可能性は、挿通孔312a内の容積のうち、回転軸42が占有する割合が大きいほど低くなる。
ここで、回転軸42が振動していると、挿通孔312a内の容積のうち、回転軸42が占有する割合が変動することとなる。すなわち、排気が外部に漏出する可能性が変動する。これに対し、本実施形態では、挿通孔312a内では、図6に示すように回転軸42が傾斜している状態を保持することができる。この場合、内側の開口縁312a1において回転軸42と当接する部位の中心軸Zに対する位置が、外側の開口縁312a2において回転軸42と当接する部位の中心軸Zに対する位置とほぼ180°異なっているため、挿通孔312a内の容積のうち、回転軸42が占有する割合が最大となる状態で維持することができる。そのため、挿通孔312a内で回転軸42が振動する場合と比較し、タービンハウジング31内を流通する排気が隙間Sを介して外部に漏出しにくくすることができる。
なお、本実施形態では、ストッパ47は、駆動アーム44における第2の延伸部443の先端部位443tの回動軌跡上に配置されており、第1の直線距離B1が第2の直線距離B2よりも短い。その結果、第1の直線距離B1が第2の直線距離B2以上である場合と比較し、ストッパ47によって駆動アーム44の開弁方向C2への回転が規制されている場合に回転軸42の外側部422に入力される力を大きくすることができる。その結果、両開口縁312a1,312a2に回転軸42を押し付ける力を大きくすることができ、ひいては、回転軸42及び揺動アーム43及び弁体41の振動抑制効果を高めることができる。
また、駆動アーム44における第2の延伸部443の前側縁443fは、基端側よりも先端側の方が閉弁方向C1側に位置するように傾斜している。そのため、規定方向Xにおいて、回転軸42の位置とストッパ47の位置との乖離が大きくなることを抑制できる。
ここで、本実施形態のように前側縁443fが傾斜していない場合の比較例を図9に示す。この比較例では、図9に示すように、規定方向Xにおける流出部33側にストッパ47を配置することで、ウェイストゲートポート36を弁体41で閉塞しているときに前側縁443fがストッパ47に当接しないようにすることができる。
これに対し、本実施形態では、比較例の場合と比較し、ストッパ47を流出部33から離して配置することができる。すなわち、規定方向Xでストッパ47を流出部33に近づけなくてもよい。また、このようにストッパ47を流出部33から離して配置することで、ウェイストゲートポート36を弁体41で閉塞している状態において、駆動アーム44における第1の延伸部442の先端が規定方向Xで流出部33に接近しにくくなる。すなわち、規定方向Xにおいて、フランジ331の位置と回転軸42の位置との乖離を大きくしなくてもよくなる。したがって、タービンハウジング31の規定方向Xにおける大型化を抑制することが可能となる。
さらに、駆動アーム44から見た場合、ストッパ47はフランジ331よりも手前に配置されている。そのため、本実施形態のように回転軸42をフランジ331の近くに配置しても、駆動アーム44を開弁方向C2に回転させているときに駆動アーム44がフランジ331に接触してしまうことを回避できる。
なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・駆動アーム44における第2の延伸部443は、基端側よりも先端側の方が閉弁方向C1側に位置するように前側縁443fが傾斜しているのであれば、上記実施形態で説明した形状以外の他の任意の形状であってもよい。例えば、図8に示すように、第2の延伸部443は、基端側よりも先端側の方が閉弁方向C1側に位置するように前側縁443fが傾斜している一方で、後側縁443bが傾斜していない形状であってもよい。すなわち、駆動アーム44は、上記実施形態で説明したものとは異なり、第1の延伸部442の先端から第2の延伸部443の先端に向かう途中で屈曲していない形状であってもよい。
・駆動アーム44における第2の延伸部443は、固定部441における第1の延伸部442とは反対側の部分から延伸しているのであれば、上記実施形態で説明した構成以外の他の任意の構成であってもよい。例えば、図9に示すように、第2の延伸部443は、前側縁443fが傾斜していない構成であってもよい。
・上記実施形態では、第2の延伸部443の先端部位443tにストッパ47が当接するようになっていたが、第2の延伸部443の前側縁443fにストッパ47が当接するのであれば、図9に一点鎖線で示すように先端部位443tよりも基端側の部位がストッパ47に当接するように、ストッパ47を配置してもよい。
10…過給機、21…コンプレッサハウジング、31…タービンハウジング、311…側壁、312a…挿通孔、32…タービンホイール、36…ウェイストゲートポート、33…流出部、331…フランジ、41…弁体、42…回転軸、43…揺動アーム、44…駆動アーム、441…固定部、442…第1の延伸部、443…第2の延伸部、443f…前側縁、443t…先端部位、45…ロッド、46…アクチュエータ、47…ストッパ、100…排気管。

Claims (3)

  1. タービンハウジングとコンプレッサハウジングとが規定方向に並んでおり、前記タービンハウジングのうち、前記規定方向で前記コンプレッサハウジングから遠い側に、同タービンハウジングの内部を流通した排気を排気管内に流出させる流出部が設けられている過給機であって、
    前記タービンハウジングの内部で、タービンホイールを迂回して排気を流すウェイストゲートポートよりも前記規定方向で前記流出部側に位置し、且つ、同ウェイストゲートポートを開閉する弁体と、
    前記規定方向と交差する方向に延びているとともに、前記タービンハウジングの側壁に設けられている挿通孔を挿通している回転軸と、
    前記回転軸に固定されており、且つ、同回転軸に固定されている部分から同回転軸の径方向に離れている位置で前記弁体を支持している揺動アームと、
    前記タービンハウジング外に位置し、且つ、前記回転軸に固定されている駆動アームと、
    前記駆動アームのうち、前記回転軸が固定されている部分から離れている位置に回動可能に連結されているロッドと、
    アクチュエータと、を備え、
    前記アクチュエータの駆動によって、前記規定方向で前記コンプレッサハウジングに近づく方向側に前記ロッドを変位させることにより、前記駆動アーム及び前記回転軸及び前記揺動アームが同回転軸を中心とする回転方向の一方である開弁方向に回転して前記流出部に近づく方向側に前記弁体が変位し、同弁体が前記ウェイストゲートポートから離れるようになっており、
    前記駆動アームは、前記回転軸が固定されている固定部と、前記固定部から前記回転軸の延伸方向と交差する方向に延びており、且つ、前記ロッドが連結されている第1の延伸部と、前記固定部における前記第1の延伸部とは反対側の部分から前記回転軸の延伸方向と交差する方向に延びている第2の延伸部と、を有しており、
    前記タービンハウジングには、前記弁体が前記ウェイストゲートポートを閉じているときの前記第2の延伸部よりも前記開弁方向側に位置し、前記弁体が前記ウェイストゲートポートから離れているときに前記第2の延伸部と当接するストッパが設けられている
    過給機。
  2. 前記ストッパは、前記第2の延伸部の中央よりも先端側の部位である先端部位の回転軌跡上に配置されている
    請求項1に記載の過給機。
  3. 前記流出部には、前記排気管と前記タービンハウジングとを接続するためのフランジが設けられており、
    前記開弁方向とは逆向きの回転方向のことを閉弁方向とし、前記第2の延伸部のうち、前記開弁方向側の縁を前側縁とした場合、
    前記前側縁は、基端側よりも先端側の方が前記閉弁方向側に位置しており、
    前記ストッパは、前記規定方向で前記フランジよりも前記コンプレッサハウジング側に配置されている
    請求項1又は請求項2に記載の過給機。
JP2017047387A 2017-03-13 2017-03-13 過給機 Active JP6724826B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017047387A JP6724826B2 (ja) 2017-03-13 2017-03-13 過給機
US15/913,970 US10422275B2 (en) 2017-03-13 2018-03-07 Turbocharger
EP18161071.8A EP3375999B1 (en) 2017-03-13 2018-03-09 Turbocharger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017047387A JP6724826B2 (ja) 2017-03-13 2017-03-13 過給機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018150866A JP2018150866A (ja) 2018-09-27
JP6724826B2 true JP6724826B2 (ja) 2020-07-15

Family

ID=61626938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017047387A Active JP6724826B2 (ja) 2017-03-13 2017-03-13 過給機

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10422275B2 (ja)
EP (1) EP3375999B1 (ja)
JP (1) JP6724826B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020041516A (ja) * 2018-09-13 2020-03-19 トヨタ自動車株式会社 過給機の制御装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2864994A1 (fr) * 2004-01-12 2005-07-15 Remi Curtil Moteur a combustion interne suralimente par turbocompresseur
US20070204616A1 (en) * 2006-03-06 2007-09-06 Honeywell International, Inc. Swing valve for a turbocharger with stacked valve members, and two-stage turbocharger system incorporating same
US20090020167A1 (en) 2007-07-20 2009-01-22 Koester David J Rotary Actuator Lever with Locking Device
JP5454437B2 (ja) 2010-09-24 2014-03-26 トヨタ自動車株式会社 ウエストゲートバルブ装置
JP5728943B2 (ja) * 2010-12-28 2015-06-03 いすゞ自動車株式会社 ターボシステム及び切替式二段過給機ターボシステム
DE102011076587A1 (de) * 2011-05-27 2012-11-29 Continental Automotive Gmbh Abgasturbolader mit einem Kugelhahn-Wastegate-Ventil mit spannungsentlastetem Kurbelarm
JP2015537163A (ja) * 2012-12-14 2015-12-24 ボーグワーナー インコーポレーテッド 排気ガスターボチャージャの制御構成部
US9249721B2 (en) * 2014-03-03 2016-02-02 Honeywell International Inc. Turbocharger turbine wastegate mechanism
GB2530824B (en) 2015-02-13 2017-08-09 Ford Global Tech Llc Turbocharger wastegate linkage assembly
WO2017119012A1 (ja) 2016-01-08 2017-07-13 マツダ株式会社 バルブ機構、及び、バルブ機構を備えたエンジンの排気装置
EP3199778A1 (de) 2016-01-29 2017-08-02 Volkswagen Aktiengesellschaft Abgasturbolader für eine brennkraftmaschine
JP6822239B2 (ja) * 2017-03-16 2021-01-27 トヨタ自動車株式会社 ターボチャージャのウェイストゲートバルブ

Also Published As

Publication number Publication date
EP3375999A1 (en) 2018-09-19
EP3375999B1 (en) 2021-11-17
JP2018150866A (ja) 2018-09-27
US10422275B2 (en) 2019-09-24
US20180258841A1 (en) 2018-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6354847B2 (ja) 流量可変バルブ機構及び過給機
JP6017798B2 (ja) 排気流路用弁装置
JP6610647B2 (ja) 流量可変バルブ機構及び過給機
JP5987330B2 (ja) 過給機
JP2010521615A (ja) 排気システム用スナップ作動弁
JP6520021B2 (ja) 流量可変バルブ機構及び過給機
JP6724826B2 (ja) 過給機
JP6533283B2 (ja) ウェイストゲートバルブ及びターボチャージャ
CN108533391B (zh) 涡轮增压器
WO2016031566A1 (ja) 過給機
JP6424968B2 (ja) 流量可変バルブ機構及び過給機
JP6217597B2 (ja) ウェイストゲートバルブの駆動機構
JP6566134B2 (ja) 流量可変バルブ機構及び過給機
JP2017150306A (ja) 過給機
JP6390703B2 (ja) 過給機
JP6590081B2 (ja) 流量可変バルブ機構及び過給機
JP5751057B2 (ja) 弁装置
JP2013144931A (ja) ガスタービンエンジンの多段圧縮機の可変抽気弁構造
JP2010223208A (ja) 排気バルブ
JP5747704B2 (ja) 弁装置
JP2022085214A (ja) スイングバルブ
JP2013117187A (ja) 可変ノズルユニット及び可変容量型過給機
JP2016098700A (ja) バルブ構造
JP2018028284A (ja) ウエストゲートバルブ装置
JP2012062878A (ja) 排気制御バルブ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190620

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200422

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: 20200526

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200608

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6724826

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151