JPH0326270Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、タービンノズルに至る排気通路の通
路面積を可変とした排気ターボ過給装置に関する
ものである。

（従来技術） 従来より、排気ターボ過給装置において、低速
域から高速域まで高いタービン効率を得るため
に、タービンノズルに至る排気通路を複数の通路
に分割し、該複数の排気通路の内の少なくとも１
つの通路に弁装置を設け、エンジンの運転状態に
応じて上記弁装置を開閉作動させるようにした技
術が知られている（例えば、実公昭60−1230号参
照）。

上記過給装置では、排気ガスを導入する排気通
路の通路面積をエンジンの運転状態に応じて可変
とし、低速域では弁を閉じて狭い通路によつて排
気ガスの流速を高めてタービンノズルに導入し、
高速域では通路面積を拡大して多量の排気ガスを
少ない抵抗で導入するようにし、これによりエン
ジンの全運転域で高水準の過給性能を得ようとす
るものである。

しかして、上記弁装置の弁体は排圧に抗して開
作動するようにし、弁閉時に排圧が弁体を閉方向
に付勢してそのシール性を向上することが好まし
い。しかし、上記のように排圧に抗して弁装置を
開作動する場合に、その開作動時には弁体に作用
する排圧により弁体の前後における圧力差が大き
くなり、弁体を開くのには大きな開作動力を必要
とするところから、これを改善するために、弁体
の開作動初期に該弁体に開設した通気孔を開き、
弁体両側の圧力差を緩和して開作動力を低減する
ようにしている。

しかるに、上記のような圧力緩和用通気孔の開
閉機構を構成するにあたつて、高温の排気ガスの
流通に対する高い耐久性を有するとともに、充分
な圧力緩和を行うために通気孔の大きな開口面積
を確保し、しかも、弁体の浮動に対しその開閉位
置決め精度を確保する必要があり、さらに、上記
弁体が非円形の場合にこの弁体が回動しないよう
に回り止め機構を付設する必要がある。そして、
上記のような条件を満足する弁装置を簡易に構成
することが要望される。

（考案の目的） 本考案は上記事情に鑑み、タービンノズルに至
る排気通路に設けた排圧に抗して開作動する弁装
置を簡易に構成してなる排気ターボ過給装置を提
供することを目的とするものである。

（考案の構成） 本考案の排気ターボ過給装置は、タービンノズ
ルに至る複数の排気通路の内の少なくとも１つの
通路に、排圧に抗して開作動する弁装置を設け、
上記弁装置の弁体を、その略中央部に設けたピン
部材によつて弁支持体に浮動状態で連接し、さら
に、上記弁体には弁支持体との接離移動により開
閉される通気孔を形成する一方、弁支持体には通
気孔の内径より小径の突出部を設け、該突出部を
上記通気孔内に挿入するようにしたことを特徴と
するものである。

（考案の効果） 本考案によれば、弁体をピン部材を介して弁支
持体に浮動状態に連接するとともに、上記浮動に
よつて開閉される通気孔を弁体に形成し、この通
気孔に弁支持体の突出部を挿入するようにしたこ
とにより、通気孔の開閉構造と弁体の回り止めと
を簡易な構成によつて得ることができ、良好なシ
ール性、耐久性、圧力緩和機能を得ることがで
き、エンジンの運転状態に応じて確実な弁装置の
作動を確保し、信頼性の向上を図ることができる
ものである。

（実施例） 以下、図面により本考案の実施例を説明する。
第１図は排気ターボ過給装置の全体図、第２図は
ターボ過給機への排気ガス導入部分の断面図であ
る。

排気ターボ過給装置１は、エンジン本体３から
の排気ガスを導く排気マニホールド４に接続され
たターボ過給機２と、このターボ過給機２への排
気ガス導入通路面積を切換える弁装置６とを備え
ている。

上記ターボ過給機２は、排気ガスによつて回転
駆動されるタービンホイール（図示せず）を内蔵
したタービンケーシング７と、このタービンホイ
ールによつて回転駆動されて吸気を加圧するコン
プレツサホイール（図示せず）を内蔵したコンプ
レツサケーシング８とがセンターケーシング９を
介して連結されている。タービンケーシング７
は、その外周部に形成されタービンホイールに排
気ガスを吹付けるタービンノズル（図示せず）に
至るスクロール状の排気通路が、スクロール方向
に延設された隔壁１０によつて、隔壁１０の一方
側に位置する断面長円状の第１の排気通路１１
と、隔壁１０の他方側に位置しかつ第１の排気通
路１１より通路面積の小さい断面長円状の第２の
排気通路１２とに区画形成されている。

上記タービンケーシング７内の第１および第２
の排気通路１１，１２は、上流側の開口端が排気
ガス導入口１１ａ，１２ａを構成し、排気マニホ
ールド４の下流端と接続される。この２つの排気
ガス導入口１１ａ，１２ａのうち、第１の排気通
路１１の導入口１１ａ（以下、第１導入口と言う）
はエンジンの全運転域で常開とされるが、第２の
排気通路１２の導入口１２ａ（以下、第２導入口
と言う）は、弁装置６によつて排気ガス流量の少
ない低速運転時に閉塞され、排気ガス流量の多い
高速運転時に開口される。すなわち、低速運転時
には第１導入口１１ａのみが開口し、排気ガスは
第１の排気通路１１によつてタービンノズルに導
入され、高速運転時には第１および第２の導入口
１１ａ，１２ａの両方が開口し、排気ガスは第１
および第２の排気通路１１，１２の両方からター
ビンノズルに導入される。

前記排気マニホールド４は分岐部４ａと集合部
４ｂとが一体に形成され、その分岐部４ａ側の端
部がエンジン本体３の側部に固定されるととも
に、集合部４ｂ側の端部が上記ターボ過給機２の
タービンケーシング７の排気ガス導入口１１ａ，
１２ａとガスケツト１３を介して接続される。上
記排気マニホールド４の集合部４ｂには、第２導
入口１２ａ側の壁面を外方に膨出して形成された
拡張部４ｃが形成されている。この拡張部４ｃに
第２導入口１２ａを開閉する弁装置６が配設され
ている。

弁装置６は第３図〜第５図にも示すように、第
２導入口１２ａを開閉する弁体１５と、該弁体１
５を支持する弁支持体１６とを備えている。この
弁支持体１６に設けられた軸部材１７が、第２導
入口１２ａの長手方向と平行に排気マニホールド
４の拡張部４ｃ壁面に回動自在に支承されてい
る。該軸部材１７には第１図に示すように、アク
チユエータ１８がリンク部材１９を介して接続さ
れ、運転状態に応じて軸部材１７を回動操作して
弁支持体１６を介して弁体１５の開閉作動を行う
ものである。

上記弁装置６を作動するアクチユエータ１８
は、エンジンの運転状態に応じて適宜に供給制御
されるエア圧力を受けて、その操作ロツド１８ａ
を進退変位させるようにしたダイヤフラム式の圧
力応動機構に構成され、エンジンの低速時には第
２図に実線で示す如く弁体１５によつて第２導入
口１２ａを閉じ、高速時には鎖線で示すように排
気ガスの流入方向すなわち排圧に抗して弁体１５
を回動して第２導入口１２ａを開くものである。

上記弁体１５は略長円形状で前面（図の上面）
外周部が第２導入口１２ａの周縁部に当接して開
閉するものであり、この弁体１５の裏面側（図の
下面側）の略中央部にピン部材２０が突設されて
いる。該ピン部材２０は弁支持体１６の開口１６
ａを遊合状態で貫通して突出し、先端部に係止用
のリング体２０ａが固着され、両者を浮動状態に
連結している。すなわち、上記ピン部材２０のリ
ング体２０ａまでの長さは、弁支持体１６の厚さ
より大きく形成され、両者間には所定のクリアラ
ンスが形成され、弁体１５と弁支持体１６とがピ
ン部材２０の軸方向に沿つて相対的に移動可能に
浮動状態に連接されている。一方、弁支持体１６
の一側部にアーム状に形成されたステー部１６ｂ
に前記軸部材１７が固着されている。

また、上記弁体１５にはその長手方向において
ピン部材２０の両側にそれぞれ通気孔２１，２１
が開口され、この通気孔２１，２１は弁支持体１
６の相対的浮動によつて開閉される。さらに、弁
支持体１６には上記通気孔２１，２１内に挿入さ
れる突出部２２，２２が形成され、この突出部２
２，２２によつて弁体１５の回り止めが行われる
とともに、該突出部２２，２２の外径は通気孔２
１，２１の内径より小さく形成され、突出部２
２，２２と通気孔２１，２１との間に所定の通気
面積が形成される。

なお、第１図に示すように、前記ターボ過給機
２のタービンケーシング７にはウエストゲートバ
ルブ２５が設けられ、該ウエストゲートバルブ２
５はエンジンの吸気圧（過給圧）を受けて作動す
るアクチユエータ２６により開閉制御され、過給
圧の上限を規制するものである。

上記構成による弁装置６の開閉動作を説明す
る。まず、第３図はエンジンが低速運転状態にあ
つて弁装置６の弁体１５によつて第２導入口１２
ａが閉じられ、排気ガスの導入通路面積を小さく
して流速を向上している状態であるが、この閉弁
状態においては、弁支持体１６の押圧力によつて
弁体１５は第２導入口１２ａに圧接されるととも
に、排圧が弁支持体１６を介して弁体１５を閉方
向に付勢するように作用し、両者によつて弁体１
５は良好なシール性でもつて閉弁状態にある。

上記閉弁状態からエンジンが高速運転状態とな
り、排気ガス量の増大に伴つて第２導入口１２ａ
を開く場合には、アクチユエータ１８の作動によ
つて軸部材１７を開方向に回動操作するが、弁体
１５前後の差圧が大きく、この弁体１５を開くた
めには多大の開作動力が必要となる。しかして、
弁支持体１６の初期回動により、この弁支持体１
６は第４図に示すように、固定状態の弁体１５に
対して両者のクリラアラス量だけピン部材２０に
沿つて移動する。これに伴つて弁支持体１６は弁
体１５から離れ、両者の隙間を介して弁体１５の
通気孔２２，２２を開放して弁体１５の前後を連
通し、この通気孔２２，２２を介して排圧が第２
導入口１２ａから第２の排気通路１２内に導入さ
れ、弁体１５前後の差圧が緩和される。これによ
り、弁体１５の開作動力は低減し、弁支持体１６
の背面がピン部材２０先端のリング体２０ａに当
接して弁体１５を開作動するものである。

弁体１５が開状態となると第２図に鎖線で示す
ように、この弁体１５は第２導入口１２ａの前面
側から外れた拡張部４ｃ内に移動し、該弁体１５
によつて導入排気ガスの流通が阻害されることな
く、第２導入口１２ａの開口は全面的に開かれて
排気ガスが流入する。

なお、上記構造においては、排気通路１１，１
２の第１および第２導入口１１ａ，１２ａは排気
ガスの流通方向に対して開口している。このた
め、弁装置６の開弁時には、両導入口１１ａ，１
２ａに対して排気ガスは迂回することなく略直線
状にスムーズに流入し、通路抵抗が少なく良好な
タービン効率が得られる。また、導入口の開口面
積が小さくても充分な排気ガス流量が得られ、さ
らに、通気孔２１と突出部２２との係合による弁
体１５の回り止めにより、この弁体１５を長円形
状として導入口構造がコンパクトにできるととも
に、開作動力の低減に伴つて弁装置６のコンパク
ト化が図れる。

一方、上記弁装置６においては、弁体１５と弁
支持体１６とが浮動自在に連結され、各部の摩耗
等によつてシール位置の変化があつた場合にも、
弁体１５が変化状態に追従して浮動変位し、シー
ル性が長期間良好に維持される。また、弁体１５
は略長円形状で第２導入口１２ａの開口面積を大
きくするとともに、弁体１５中心と軸部材１７と
の距離（回動半径）を小さくでき、開弁作動力が
基本的に低減しアクチユエータ１８の小型化が図
れる。さらに、ピン部材２０には単純な引張り荷
重しか作用せず、また、その荷重も低下している
ことにより、このピン部材２０の耐久性は良好で
ある。

前記の弁装置６の弁体１５の開閉作動は、ダイ
ヤフラム式アクチユエータ１８の他、各種のアク
チユエータが使用でき、その作動は、例えば排気
ガス流量、エンジンへの吸入空気量等を直接検知
して制御すればよく、あるいは比較的エンジン負
荷の高い運転領域においてエンジン回転数に応じ
て制御するなど、その制御信号、制御領域に限定
されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例における排気ターボ
過給装置の全体構成を示す側面図、第２図はター
ボ過給機への排気ガス導入部分の断面図、第３図
は第２図の−線に沿う閉弁状態の断面図、第
４図は開弁初期状態の同断面図、第５図は弁体と
弁支持体との組付け状態の平面図である。 １……排気ターボ過給装置、２……ターボ過給
機、３……エンジン本体、６……弁装置、１０…
…隔壁、７……タービンケーシング、１１，１２
……排気通路、１１ａ，１２ａ……排気ガス導入
口、１５……弁体、１６……弁支持体、１８……
アクチユエータ、２０……ピン部材、２１……通
気孔、２２……突出部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. タービンノズルに至る排気通路を複数の通路に
   分割し、該複数の排気通路の内の少なくとも１つ
   の通路に、排圧に抗して開作動する弁装置を設
   け、エンジンの運転状態に応じて上記弁装置を開
   閉作動させるようにした排気ターボ過給装置にお
   いて、上記弁装置が、弁体と、弁支持体と、弁体
   の略中央部で弁体と弁支持体とを連動させるピン
   部材とを備えて構成されており、さらに、上記弁
   体の弁支持体との重合部に、該弁体に対する上記
   弁支持体の浮動により開閉される通気孔が形成さ
   れ、上記弁支持体には上記通気孔の内径より小径
   の突出部が設けられ、該突出部が上記通気孔内に
   挿入する位置に設置されていることを特徴とする
   排気ターボ過給装置。