JPH0192531A - 可変容量排気タービン過給機 - Google Patents

可変容量排気タービン過給機

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JPH0192531A
JPH0192531A JP62249826A JP24982687A JPH0192531A JP H0192531 A JPH0192531 A JP H0192531A JP 62249826 A JP62249826 A JP 62249826A JP 24982687 A JP24982687 A JP 24982687A JP H0192531 A JPH0192531 A JP H0192531A
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scroll
turbine
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JP62249826A
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Haruyoshi Tsubouchi
坪内　治良
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02B37/22—Control of the pumps by varying cross-section of exhaust passages or air passages, e.g. by throttling turbine inlets or outlets or by varying effective number of guide conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/18—Final actuators arranged in stator parts varying effective number of nozzles or guide conduits, e.g. sequentially operable valves for steam turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02B37/02—Gas passages between engine outlet and pump drive, e.g. reservoirs
    • F02B37/025—Multiple scrolls or multiple gas passages guiding the gas to the pump drive
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の排気タービン過給機に係り、特に機
関の運転状態に応じて過給容量を制御する容量制御機構
を備えた可変容量タービン過給機に関する。
〔従来の技術〕
従来のこの種可変容量排気タービン過給機は、米国特許
３２７０４９５号明細書に記載のように、タービンハウ
ジングが内壁によって、２つのスクロールに分割され、
各スクロールのノズル部がタービン翼の周面に対面して
開口されており、スクロールの一方は直接排気マンホー
ルドに、他方は制御弁を介して排気マンホールドにそれ
ぞれ接続されている。＃柳井は排気ガスの低流量時には
他方のスクロールの入口を閉塞し、排気ガスの大流量時
には他方のスクロールの入口を開くことで容量を制御し
ている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術では、排気マンホールドに直接接続された
いわゆる開放スクロールの通路断面積を小さくし、機関
の低速時の排気ガス低流量時の過給圧力を確保し、制御
弁を介して排気マンホールドに接続された、いわゆる閉
鎖スクロールの通路断面積を出来るだけ大きくし機関の
高速時の排気ガス大流量時の排気圧力を低減させるよう
に工夫されているが、各スクロールのノズル部の開口面
積については配慮されておらず、閉鎖スクロールの通路
断面積を増加するとノズル部でチョーク現象が発生して
タービン効率が悪化し、排気圧力も増加してしまう問題
がある。
本発明の目的は、スクロールのノズル部でのチョーク現
象をなくし低流量から大流量まで広い範囲にわたってタ
ービン効率を向上することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、開放スクロールのノズル部をラジアルター
ビンの翼の周面に対面開口すると共に、閉塞スクロール
のノズル部をラジアルタービンの翼の背面に対面開口さ
せることによって達成される。
〔作用〕
この様に構成した本発明によれば、タービン翼の周面か
らは低流量時のみ排気ガスが流入し、大流量時にはター
ビン翼の背面から排気ガスが流入する。このため各ノズ
ル部の開口面積を各々独立して、互いのスクロールに要
求される特性にあった面積に設定できる。その結果閉塞
スクロールのノズル部の開口面積も十分大きく設定でき
、チョーク現象はなくなり、タービン効率が向上する。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。
排気マニホールド２に接続されたタービンケース１１に
は、一端が排気マニホールド２に直接連通し他端がター
ビン翼７の周面部に対面開口したノズル部４を備えた開
放スクロール３と、一端が切換弁８を介して排気マニホ
ールド２と接続され他端がタービン翼７の背面に対面開
口した固定翼１２ａが形成された　ノズル部１２を備え
た閉鎖スクロール５が内壁１１ａによって分割形成され
ている。
エンジン１から排気された高温の排気ガスは、排気マン
ホールド２によって集められ、タービン１４の入口２ａ
へ導入される。エンジンが低速運転されていて、排気ガ
スの流量が少滴量のときはアクチュエータ１３で制御弁
８が閉塞され、排気ガスは開放スクロール３にすべて導
入される。導入された排気ガスはノズル４を介してター
ビン翼７の周囲から中心に向って押し込まれ、吐出口１
４に流れ出る。
エンジン１の中速域ではアクチュエータ１３によって切
換弁８を除々に開弁させる。切換弁８が開くと排気ガス
の一部は閉塞スクロール５へ流入しノズル１２の固定翼
１２ａに案内されてラジアルタービン翼７の背面から押
し込まれ吐出口１４に流れる。その結果タービン翼７の
回路数は上昇しコンプレッサ９の回転を高めて過給圧を
上昇させる。エンジン１の高速域ではアクチュエータ２
３によって切換弁８が全開状態に制御され、大部分の排
気ガスがノズル１２を介しタービン翼７の背面から流入
する。
開放スクロール３のノズル４の開口面積とタービン翼７
のノズル４に対面する部分の幅はエンジンの低速運転時
の排気ガスの量に応じて十分に絞ることができる。この
ため第２図に示す如く低速領域でのタービン効率を大幅
に向上できた。
一方閉塞スクロール５のノズル１２の開口面積は、ター
ビン翼７のノズル４に対面する部分の幅にはまったく無
関係にタービン翼７の背面の径方向寸法の範囲で十分に
大きくとれ、排気ガスの流量が大流量になってもタービ
ン入口の圧力を低く抑えることができ、ノズル部にチョ
ーク現象が生じることがないので、大流量域でのタービ
ン効率の低下を抑制できる。
尚、閉塞スクロール５の固定案内翼１２ａ付きのノズル
１２は、センタハウジング１０とタービンハウジング１
３との間に押え板１６によって挾持される熟達閉板１５
の中央先端の外周に一体に形成し遮閉板の一部がスクロ
ールの一部を形成する様に構成したが、両者を別体に形
成して押え板１６により遮閉板１５とともに挾持する様
にしてもよい。
また固定案内翼１２ａのみを別体で形成し、内壁１１ａ
の内周縁に溶接で接合してもよい。
第１図に示す如く、固定案内翼１２ａはラジアルタービ
ンの翼の屈曲とは湾曲方向が逆向きとなっていて、案内
翼から流入して来た排気ガスはタービン翼７の湾曲面の
屈曲底部７ａに向って押し込まれ、その結果タービンへ
の作用力が無駄なく伝達でき、この点でも効率が向上す
る。
尚、開放スクロール３．閉塞スクロール５の途中からタ
ービン翼７へ流入することなく直接吐出口１４へ排気ガ
スを吐出できるバイパス通路を設け、この通路を開閉弁
で制御して、チョーク現象が生じる様な大流量時に一部
タービン翼７へ流入する排気ガスの一部を吐出口１４ヘ
バイパスする様に構成することもできる。この場合、全
体の過給圧をさらに高く設定できる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、閉塞スクロールのノズルをタービン翼
の背面に形成しガス流入面積を大きくとれる様にしたの
で、高流量時のタービン入口でのチョークを防止するこ
とができ、高流量時のタービン効率の低下が防止できる
。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は本発
明の一実施例と従来例との性能を比較するグラフである
。 ３・・・開放スクロール、４・・・ノズル、５・・・閉
鎖スクロール、７・・・タービン翼、８・・・切換弁、
１２・・・ノズル、１２ａ・・・固定案内翼。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、ラジアルタービンとコンプレッサを同一軸上に固定
    配置し、前記タービンのケーシング内部を隔壁によつて
    、２つのスクロール室に分割し、分割された前記スクロ
    ール室の一方を排気マニホールドに直接連通して開放ス
    クロール室を形成し、前記スクロール室の他方を制御弁
    を介して前記排気マニホールドに連通して閉鎖スクロー
    ル室を形成したものにおいて、前記開放スクロール室の
    ノズル部を前記ラジアルタービンの周面に対面開口する
    と共に、前記閉塞スクロール室のノズルを前記ラジアル
    タービンの背面に対面開口せしめた事を特徴とする可変
    容量排気タービン過給機。 ２、特許請求の範囲第１項に記載したものにおいて、前
    記閉塞スクロールのノズル部に案内翼を設けたことを特
    徴とする可変容量排気タービン過給機。
JP62249826A 1987-10-05 1987-10-05 可変容量排気タービン過給機 Pending JPH0192531A (ja)

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