JPH0350268Y2 - - Google Patents

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JPH0350268Y2
JPH0350268Y2 JP4360085U JP4360085U JPH0350268Y2 JP H0350268 Y2 JPH0350268 Y2 JP H0350268Y2 JP 4360085 U JP4360085 U JP 4360085U JP 4360085 U JP4360085 U JP 4360085U JP H0350268 Y2 JPH0350268 Y2 JP H0350268Y2
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exhaust gas
valve
exhaust
engine
turbine casing
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【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は、排気ターボ過給機のタービンケーシ
ング内に複数の排気ガス通路を形成し、該複数の
排気ガス通路を適宜の弁装置によつてエンジンの
運転状態に応じて開閉制御することにより上記タ
ービンケーシング内における排気ガス通路の通路
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。
[Detailed description of the invention] (Field of industrial application) The present invention forms a plurality of exhaust gas passages in the turbine casing of an exhaust turbo supercharger, and connects the plurality of exhaust gas passages with appropriate valve devices. The present invention relates to an exhaust turbocharging device in which the passage area of the exhaust gas passage in the turbine casing is variable by controlling opening and closing according to the operating state of the engine.

(従来技術) 従来の排気ターボ過給機においては、そのター
ビンケーシングの内部に単一の排気ガス通路を形
成し且つ該排気ガス通路の通路面積を固定的に設
定するとともに、エンジンの全運転領域を通じて
可及的に高水準のタービン効率が得られるように
するという観点からタービン効率を決定するA/
R値(但し、A:タービンケーシングの排気ガス
通路の通路面積、R:タービンケーシングのスク
ロール部の曲率半径)をエンジンの中速運転時の
排気ガス量に応じて設定するのが通例であつた。
(Prior Art) In a conventional exhaust turbo supercharger, a single exhaust gas passage is formed inside the turbine casing, and the passage area of the exhaust gas passage is fixedly set, and the area of the exhaust gas passage is fixedly set. A/
It was customary to set the R value (A: passage area of the exhaust gas passage of the turbine casing, R: radius of curvature of the scroll portion of the turbine casing) according to the amount of exhaust gas during medium-speed operation of the engine. .

ところが、このように、A/R値をエンジンの
中速運転時に対応させて設定した場合には、エン
ジンの高速運転領域においては排気ガス量が上記
基準排気ガス量よりも多くなることろから排気ガ
スの流通抵抗が増大し、排気ガスのもつ排気エネ
ルギーが十分に活用できず、しかもエンジン側に
おいてはその排圧が高まるところから燃焼性が悪
化してエンジン出力が十分に得られない等の問題
が発生し、これに対してエンジンの低速運転領域
においては排気ガス量が上記基準排気ガス量より
も少なくなるところから排気ガスの流速が低下
し、タービンホイールの回転が十分に得られずタ
ービン効率が低下するという問題が発生すること
になる。
However, if the A/R value is set in accordance with the medium-speed operation of the engine, the amount of exhaust gas will be higher than the above-mentioned standard exhaust gas amount in the high-speed operation region of the engine. Problems include increased gas flow resistance, the exhaust energy of the exhaust gas cannot be fully utilized, and the exhaust pressure increases on the engine side, resulting in poor combustibility and insufficient engine output. On the other hand, in the low speed operating range of the engine, the flow rate of exhaust gas decreases as the amount of exhaust gas becomes less than the above standard exhaust gas amount, and the turbine wheel cannot rotate sufficiently, resulting in a decrease in turbine efficiency. This results in a problem that the amount of energy decreases.

このような単一の排気ガス通路を有するタービ
ンケーシングを備えた排気ターボ過給機特有の欠
点を改善するために、タービンケーシング内の排
気ガス通路を隔壁により複数に区画し、この複数
に区画された排気ガス通路を弁装置によつて開閉
制御することにより上記排気ガス通路の通路面積
をエンジンの運転状態に応じて可変とし、もつて
エンジン全運転領域を通じて高水準の過給性能を
確保するという技術の開発が試みられている(例
えば、特開昭58−18522号公報参照)。
In order to improve the disadvantages peculiar to an exhaust turbo supercharger equipped with a turbine casing having a single exhaust gas passage, the exhaust gas passage in the turbine casing is divided into a plurality of sections by partition walls, and the exhaust gas passage is divided into a plurality of sections by partition walls. By controlling the opening and closing of the exhaust gas passage using a valve device, the passage area of the exhaust gas passage can be varied depending on the engine operating condition, thereby ensuring a high level of supercharging performance throughout the entire engine operating range. Attempts are being made to develop this technology (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 18522/1983).

ところが、このような構成にした場合、上記タ
ービンケーシング内の排気ガス通路は、第11図
に示すように該通路6の内周側(点A側)と外周
側(点B側)とでは隔壁26の温度が異なる
(Ta>Tb)ために、当該温度差に起因する熱応
力によつて隔壁26の全長に亘つて不規則にクラ
ツク(仮想線Cで示す)が発生し、最悪の場合に
は隔壁26が部分的に脱落したり、あるいはまた
剛性の大きいタービンケーシング外壁21によつ
て拘束されて隔壁26が内周側で変形して(仮想
線Dで示す)タービンブレードと干渉を生じるこ
とがある。
However, in the case of such a configuration, the exhaust gas passage in the turbine casing has a partition between the inner peripheral side (point A side) and the outer peripheral side (point B side) of the passage 6, as shown in FIG. 26 are different in temperature (Ta>Tb), cracks (indicated by virtual line C) occur irregularly over the entire length of the partition wall 26 due to thermal stress caused by the temperature difference, and in the worst case, The partition wall 26 may partially fall off, or the partition wall 26 may be deformed on the inner circumferential side due to being restrained by the highly rigid outer wall 21 of the turbine casing, causing interference with the turbine blade (as shown by the imaginary line D). There is.

そこで、このような欠点を解決するために、例
えば実開昭52−133809号公報に示されているよう
に、上記隔壁26における排気ガス導入口傍部分
に排気ガス流れ方向の分割線(仮想線Sで示す)
を形成することも考えられるが、このような構成
では隔壁26の全長に亘るクラツク対策とはなり
得ないし、もし全体に形成(現実には困難)して
も隔壁26の半径方向の温度差によつて生じる上
述のようなクラツクに対する対策としては有効に
作用し得ない。(すなわち、このような分割線S
では仮想線Dで示すような隔壁の変形力に対して
は応力軽減効果がほとんどない)。
In order to solve this problem, for example, as shown in Japanese Utility Model Application Publication No. 52-133809, a dividing line (imaginary line (denoted by S)
However, such a configuration cannot provide a countermeasure against cracks over the entire length of the partition wall 26, and even if it is formed over the entire length (which is difficult in reality), it would be difficult to prevent the temperature difference in the radial direction of the partition wall 26. Therefore, it cannot work effectively as a countermeasure against the above-mentioned cracks that occur. (In other words, such a dividing line S
(There is almost no stress reduction effect on the deformation force of the partition wall as shown by the imaginary line D).

また、このように隔壁26に分割線Sを形成し
た場合には、該分割線Sを介して隣接する排気ガ
ス通路同士が連通し、一方の排気ガス通路から他
方の排気ガス通路(低速運転時間閉止中のもの)
へ排気ガスの漏洩が生じてタービン効率の低下を
招く(特にエンジンの低速運転時)欠点がある。
In addition, when the dividing line S is formed in the partition wall 26 in this way, adjacent exhaust gas passages communicate with each other via the dividing line S, and one exhaust gas passage is connected to the other exhaust gas passage (low-speed operation time currently closed)
This has the disadvantage that exhaust gas leaks into the engine, resulting in a reduction in turbine efficiency (especially when the engine is running at low speeds).

(考案の目的) 本考案は、上記の欠点を改善するためになされ
たもので、タービンケーシング内の排気ガス導入
通路を排気ガスの流れ方向に沿つて隔壁により複
数の排気ガス通路に区画し、エンジンの運転状態
に応じてそれらの排気ガス通路の全部又は一部に
排気ガスを流通せしめるようにした排気ターボ過
給装置において、タービンケーシング内の隔壁に
温度差による不測のクラツクが発生することを未
然に防止し、しかもタービン効率の低下をも生ぜ
しめないようにすることを目的とするものであ
る。
(Purpose of the invention) The present invention has been made to improve the above-mentioned drawbacks, and includes partitioning the exhaust gas introduction passage in the turbine casing into a plurality of exhaust gas passages by partition walls along the flow direction of the exhaust gas. In an exhaust turbocharging device that allows exhaust gas to flow through all or part of the exhaust gas passage depending on the operating state of the engine, it is possible to prevent unexpected cracks from occurring in the partition wall in the turbine casing due to temperature differences. The purpose of this is to prevent such problems from occurring and also to prevent a decrease in turbine efficiency from occurring.

(目的を達成するための手段) 本考案は、上記の目的を達成するために、ター
ビンケーシング内の排気ガス導入通路を排気ガス
の流れ方向に沿つて隔壁により複数の排気ガス通
路に区画し、エンジンの運転状態に応じてそれら
の排気ガス通路の全部又は一部に排気ガスを流通
せしめるようにした排気ターボ過給装置におい
て、上記隔壁の両壁面のうち、エンジンの高速運
転領域でのみ使用される排気ガス通路側の壁面に
のみタービンケーシングの半径方向に延びる薄肉
部を形成したものである。
(Means for achieving the object) In order to achieve the above object, the present invention divides the exhaust gas introduction passage in the turbine casing into a plurality of exhaust gas passages by partition walls along the flow direction of the exhaust gas, In an exhaust turbo supercharging device that allows exhaust gas to flow through all or part of the exhaust gas passages depending on the operating state of the engine, one of the two wall surfaces of the partition wall is used only in the high-speed operating range of the engine. A thin wall portion extending in the radial direction of the turbine casing is formed only on the wall surface on the exhaust gas passage side.

(作用) 上記の手段によると、上記隔壁部分に過大な熱
応力が発生したとしても、その熱応力は予じめ形
成した上記薄肉部に集中し、該薄肉部に早期にク
ラツクを発生させることによつて軽減されるの
で、従来の如く隔壁に不規則にクラツクが発生し
たり、あるいはそのような不規則なクラツクによ
りタービンケーシング外壁まで損傷が波及すると
いう事態は避けることができる。
(Function) According to the above means, even if excessive thermal stress is generated in the partition wall portion, the thermal stress is concentrated on the thin wall portion formed in advance, and cracks are generated in the thin wall portion at an early stage. Therefore, it is possible to avoid the conventional situation in which cracks occur irregularly in the partition wall, or in which damage spreads to the outer wall of the turbine casing due to such irregular cracks.

しかも、上記薄肉部はその両壁面のうち、エン
ジンの高速運転領域でのみ使用される排気ガス通
路側の壁面にのみ形成されているから、当該薄肉
部によつて形成される凹凸面は、エンジンの全運
転時間中であまり大きな比率を占めない高速運転
時においてのみ排気ガス流に対する流通抵抗とし
て作用するにすぎず、エンジンの全運転時間中使
用される低速運転時用排気ガス通路を流通する排
気ガスについては上記薄肉部が流通抵抗として障
害となることはない。したがつて上記のような薄
肉部の形成によるタービン効率の低下は最小限度
に抑制されるものである。なお、本考案において
は第11図中の分割線Sを形成した場合にみられ
るような相互に隣接する両排気ガス通路間にまた
がる排気ガス流の漏洩は全く生じないことはいう
までもない。
Moreover, since the thin wall portion is formed only on the wall surface on the exhaust gas passage side, which is used only in the high-speed operating range of the engine, the uneven surface formed by the thin wall portion is The exhaust gas flowing through the exhaust gas passage during low-speed operation, which is used during the entire operating time of the engine, acts only as a flow resistance to the exhaust gas flow only during high-speed operation, which does not account for a large proportion of the engine's total operating time. Regarding gas, the thin wall portion does not pose an obstacle as a flow resistance. Therefore, a decrease in turbine efficiency due to the formation of the thin wall portion as described above is suppressed to a minimum. It goes without saying that in the present invention, there is no leakage of the exhaust gas flow across the two mutually adjacent exhaust gas passages, which occurs when the dividing line S in FIG. 11 is formed.

(実施例) 以下、第1図ないし第10図を参照して本考案
の実施例を説明する。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10.

先ず第1図ないし第6図には本考案の実施例に
係る排気ターボ過給装置が示されており、第4図
において、符号1はエンジン本体、2は排気ター
ボ過給機であり、該排気ターボ過給機2はガスケ
ツト3(第6図参照)を介して排気管4に固定さ
れている。
First, FIGS. 1 to 6 show an exhaust turbo supercharging device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 4, reference numeral 1 is an engine body, 2 is an exhaust turbo supercharger, The exhaust turbo supercharger 2 is fixed to an exhaust pipe 4 via a gasket 3 (see FIG. 6).

排気ターボ過給機2は、第3図および第4図に
示す如くタービンホイール50を内蔵したタービ
ンケーシング21と、コンプレツサホイール(図
示省略)を内蔵したコンプレツサケーシング22
とをセンターケーシング23を介して連結して構
成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the exhaust turbo supercharger 2 includes a turbine casing 21 containing a turbine wheel 50, and a compressor casing 22 containing a compressor wheel (not shown).
are connected to each other via a center casing 23.

タービンケーシング21は、第3図、第4図並
びに第6図ないし第8図に示す如くその内部に形
成されたスクロール状の排気ガス通路を、スクロ
ール方向に延設された隔壁26によつて、該ター
ビンケーシング21の軸方向に並ぶ2つの排気ガ
ス通路即ち、該隔壁26の一方側に位置する断面
略長円状の第1の排気ガス通路27と、該隔壁2
6の他方側に位置し且つ上記第1の排気ガス通路
27より通路面積の小さい断面略長円状の第2の
排気ガス通路28の左右2つの排気ガス通路に分
割している。そして、上記2つの排気ガス通路2
7,28は、ともにその排気ガス上流側の開口端
で構成される排気ガス導入口29,30を、排気
管4側への衝合面として作用するタービンケーシ
ング21の排気ガス上流側の端面21a上に開口
させている。尚、この2つの排気ガス導入口2
9,30のうち、第1の排気ガス導入口29はエ
ンジンの全運転領域を通して常開とされるが、第
2の排気ガス導入口30は、後述する弁装置6に
よつて排気ガスの流量の少ないエンジンの低速運
転時には閉塞され、排気ガスの流量の多いエンジ
ンの高速運転時には開口される。従つて、エンジ
ンの低速運転時には第1の排気ガス導入口29の
みが開口し、排気ガスは第1の排気ガス通路27
を通つてタービンケーシング21のスクロール部
21b側に導入され、これに対してエンジンの高
速運転時には第1の排気ガス導入口29と第2の
排気ガス導入口30の両方が開口しており、排気
ガスは第1の排気ガス通路27と第2の排気ガス
通路28の両方からタービンケーシング21のス
クロール部21b側に導入されることとなる。
As shown in FIGS. 3, 4, and 6 to 8, the turbine casing 21 has a scroll-shaped exhaust gas passage formed therein by a partition wall 26 extending in the scroll direction. Two exhaust gas passages lined up in the axial direction of the turbine casing 21, that is, a first exhaust gas passage 27 with a substantially oval cross section located on one side of the partition wall 26;
The second exhaust gas passage 28 is located on the other side of the exhaust gas passage 6 and has a generally oval cross section and has a smaller passage area than the first exhaust gas passage 27. And the above two exhaust gas passages 2
Reference numerals 7 and 28 refer to exhaust gas inlet ports 29 and 30, both of which are configured as open ends on the upstream side of the exhaust gas, to an end surface 21a on the upstream side of the exhaust gas of the turbine casing 21, which acts as an abutment surface to the exhaust pipe 4 side. It is open at the top. Furthermore, these two exhaust gas inlets 2
Of the 9 and 30, the first exhaust gas inlet 29 is always open throughout the entire operating range of the engine, but the second exhaust gas inlet 30 is controlled by a valve device 6, which will be described later. It is closed when the engine is operating at low speed with little exhaust gas flow, and is opened when the engine is operating at high speed with a large flow rate of exhaust gas. Therefore, when the engine is operating at low speed, only the first exhaust gas inlet 29 is opened, and the exhaust gas flows through the first exhaust gas passage 27.
The exhaust gas is introduced into the scroll part 21b side of the turbine casing 21 through the engine, and when the engine is running at high speed, both the first exhaust gas inlet 29 and the second exhaust gas inlet 30 are open, and the exhaust gas is introduced into the scroll part 21b side of the turbine casing 21. Gas is introduced into the scroll portion 21b side of the turbine casing 21 from both the first exhaust gas passage 27 and the second exhaust gas passage 28.

そして、上記隔壁26の両壁面のうち上記第1
の排気ガス通路27側の壁面には、例えば第1図
〜第3図に示すようにスクロール方向に所定の間
隔を置いて上記タービンケーシング21の巻回円
の半径方向に延びる所定幅の複数の薄肉部26a
〜26cが形成されている。
The first of both wall surfaces of the partition wall 26 is
On the wall surface on the exhaust gas passage 27 side, for example, as shown in FIGS. 1 to 3, there are a plurality of holes having a predetermined width extending in the radial direction of the winding circle of the turbine casing 21 at predetermined intervals in the scroll direction. Thin wall portion 26a
~26c is formed.

上記のように所定間隔でその半径方向に延びる
薄肉部26a〜26cが形成されていると、上記
排気ガスの流通下において、すでに従来技術の項
で述べたような熱応力が発生しても当該熱応力に
よるクラツクは、上記薄肉部26a〜26cの部
分においてのみヘアークラツクとして初期発生す
るのみで、以後はこの薄肉部26a〜26cがス
リツトを形成したのと同様に機能して隔壁26の
拘束を吸収緩和し、タービンケーシング21自体
の変形をも防止するように働く。従つて、隔壁2
6がクラツクによつて脱落することもなく、また
隔壁自体が変形するような事態も防止される。
If the thin-walled portions 26a to 26c are formed at predetermined intervals and extend in the radial direction as described above, even if the thermal stress described in the prior art section occurs under the flow of the exhaust gas, the Cracks caused by thermal stress initially occur as hair cracks only in the thin wall portions 26a to 26c, and thereafter these thin wall portions 26a to 26c function in the same way as if they had formed slits to absorb the restraint of the partition wall 26. It acts to relax and also prevent deformation of the turbine casing 21 itself. Therefore, partition wall 2
6 will not fall off due to cracks, and the partition wall itself will not be deformed.

さらに、上記タービンケーシング21内の上記
隔壁26の少なくとも上記排気ガス通路27,2
8の巻き始め部には、第1図に示すように舌部2
9が形成されており、該舌部29近傍に上記ター
ビンの半径方向に延びる薄肉部26a〜26cの
内のひとつ26aが位置されている。
Furthermore, at least the exhaust gas passages 27 and 2 of the partition wall 26 in the turbine casing 21
At the beginning of winding No. 8, there is a tongue portion 2 as shown in Fig. 1.
9 is formed, and one 26a of the thin-walled portions 26a to 26c extending in the radial direction of the turbine is located near the tongue portion 29.

従つて、排気ターボ過給機の作動時において、
上記舌部29のスクロール方向前後において大き
な温度差を生じ、それによつて過大な熱応力を生
じるようになつても上記薄肉部26aの強度が最
も低いために上記舌部29部分に作用する熱応力
は上記薄肉部26aで吸収緩和されることにな
り、その結果、仮りに該薄肉部26aにクラツク
が発生したとしてもそのクラツクは当該薄肉部2
6aに限定され、タービンケーシング21の外壁
にまで及ぶようなクラツクは生じないようにな
る。
Therefore, when the exhaust turbo supercharger is in operation,
Even if a large temperature difference occurs before and after the tongue portion 29 in the scrolling direction, resulting in excessive thermal stress, the strength of the thin wall portion 26a is the lowest, so the thermal stress acts on the tongue portion 29 portion. is absorbed and relaxed in the thin wall portion 26a, and as a result, even if a crack occurs in the thin wall portion 26a, the crack will be absorbed by the thin wall portion 26a.
Cracks that are limited to the outer wall of the turbine casing 21 and extend to the outer wall of the turbine casing 21 will not occur.

又、この実施例においては上記タービンケーシ
ング21の端面21aのうち、上記隔壁26の端
面260を含めた上記第2の排気ガス導入口30
の口縁部に位置する略長円環状部分を後述する弁
装置6に対する弁座面33としている。
Further, in this embodiment, the second exhaust gas inlet 30 including the end surface 260 of the partition wall 26 among the end surfaces 21a of the turbine casing 21
A substantially elongated annular portion located at the edge of the valve serves as a valve seat surface 33 for a valve device 6, which will be described later.

このように、タービンケーシング21の端面2
1aの一部を弁装置6の弁座面33とすると、該
第2の排気ガス導入口30が排気ガスの流通方向
に対向して開口することとなる。このため、弁装
置6の開弁状態時には、排気ガスはほぼ直線状に
低流通抵抗でもつてスムーズにタービンケーシン
グ21側に流入する。また、この場合第2の排気
ガス導入口30の開口部の全域が排気ガスの流通
路として有効に機能可能であり、従つて、例えば
排気ガスの流量を一定とした場合には、例えば排
気ガスの流量を一定とした場合には、排気ガスの
流通方向と第2の排気ガス導入口30の軸心方向
とが交差するような構造のものに比して該第2の
排気ガス導入口30の口径を小さくしたりまたこ
れに伴つて弁装置6も小さくできるなど、装置の
コンパクト化という点において有利である。
In this way, the end face 2 of the turbine casing 21
If part of 1a is used as the valve seat surface 33 of the valve device 6, the second exhaust gas inlet 30 will open facing the exhaust gas flow direction. Therefore, when the valve device 6 is in the open state, the exhaust gas flows smoothly into the turbine casing 21 almost linearly with low flow resistance. In addition, in this case, the entire area of the opening of the second exhaust gas inlet 30 can effectively function as a flow path for exhaust gas, and therefore, for example, when the flow rate of exhaust gas is constant, When the flow rate of the second exhaust gas inlet 30 is constant, the second exhaust gas inlet 30 This is advantageous in terms of making the device more compact, as the diameter of the valve can be made smaller and the valve device 6 can also be made smaller accordingly.

さらに、弁装置33の平面方向が排気ガスの流
通方向に略直交する方向とされているため、該弁
座面33の平面方向と排気ガスの流通方向とが略
平行とされた場合に比して該弁座面33における
シール性が良好であり(即ち、後述する弁装置6
の弁体61が上記弁座面33に着座したとき、両
者間のシール面の延出方向が排気ガスの流通方向
と直交しそれだけ該シール面に沿つて洩出する排
気ガスの流通抵抗が増大するため)、それだけ排
気ガスの流通制御が確実に行なわれることとな
る。
Furthermore, since the planar direction of the valve device 33 is substantially perpendicular to the exhaust gas flow direction, compared to the case where the planar direction of the valve seat surface 33 and the exhaust gas flow direction are substantially parallel. Therefore, the sealing performance on the valve seat surface 33 is good (that is, the valve device 6 described later
When the valve body 61 is seated on the valve seat surface 33, the extending direction of the sealing surface between them is perpendicular to the flow direction of the exhaust gas, and the flow resistance of the exhaust gas leaking along the sealing surface increases accordingly. Therefore, the exhaust gas flow control will be performed more reliably.

尚、第4図において符号31は、タービンケー
シング21の側部に設けられた公知の構造をもつ
ウエストゲートバルブであり、該ウエストゲート
バルブ31はエンジンの吸気圧(過給圧)を受け
て作動する第1アクチユエータ8により開閉制御
される。
In FIG. 4, reference numeral 31 is a waste gate valve having a known structure provided on the side of the turbine casing 21, and the waste gate valve 31 is activated in response to intake pressure (supercharging pressure) of the engine. The opening/closing is controlled by the first actuator 8.

排気管4は、第4図ないし第6図に示す如くエ
ンジン本体1の各気筒の排気ポート(図示省略)
に対して略水平方向に向けて接続される4本の分
岐管41A,41B・・よりなる分岐管部41
と、該各分岐管41A,41B・・をその排気ガ
ス下流端部において集合させながら該分岐管部4
1から該分岐管部41に対して直交する方向に延
出する集合管部42とを一体形成して構成されて
おり、その分岐管側の端面4aをエンジン本体1
側に衝合させた状態で該エンジン本体1の側部に
締着固定されるとともに、集合管部42側の端面
4b(即ち、集合管部42の上端面42a)には、
第6図及び第7図に示す如く上記排気ターボ過給
機2のタービンケーシング21がガスケツト3を
介して衝合固定されている。
The exhaust pipe 4 is connected to an exhaust port of each cylinder of the engine body 1 (not shown) as shown in FIGS. 4 to 6.
A branch pipe section 41 consisting of four branch pipes 41A, 41B, etc. connected in a substantially horizontal direction to the
and the branch pipe portion 4 while converging the branch pipes 41A, 41B, etc. at the downstream end of the exhaust gas.
1 and a collecting pipe part 42 extending in a direction perpendicular to the branch pipe part 41, the end surface 4a on the side of the branch pipe is connected to the engine main body 1.
It is fastened and fixed to the side of the engine body 1 in a state where the sides abut, and the end surface 4b on the collecting pipe section 42 side (i.e., the upper end surface 42a of the collecting pipe section 42) includes:
As shown in FIGS. 6 and 7, a turbine casing 21 of the exhaust turbo supercharger 2 is abutted and fixed via a gasket 3. As shown in FIGS.

この排気管4の集合管部42の排気ガス上流側
端部に位置して上記分岐管41に連続する連続部
46は、第7図において投影線l1及び第8図にお
いて想像線l2でそれぞれ示す如く該排気管4の端
面4bに上記タービンケーシング21を締着固定
した状態において、上下方向において(即ち、排
気ガスの流通方向において)上記タービンケーシ
ング21の上記第1の排気ガス導入口29と第2
の排気ガス導入口30を同時にしかも該各排気ガ
ス導入口29,30の開口方向に沿う方向におい
て臨み得るような開口面積及び開口方向をもつ断
面略正方形状開口とされている。従つて、集合管
部42内の排気ガス集合通路43と、上記第1の
排気ガス通路27と第2の排気ガス通路28によ
りなるタービンケーシング21側の排気ガス通路
とが略同軸状に連続することになり、排気管4内
をその分岐管部41側から集合管部42側に流通
する排気ガスGは、第7図に示すように上記連続
部46に案内されて該集合管部42内をその軸心
方向に沿つて直線状に流通し、上記タービンケー
シング21の第1の排気ガス導入口29と第2の
排気ガス導入口30側にほとんど流通抵抗を生じ
ることなくスムーズに導入せしめられることにな
る。
A continuous portion 46 located at the exhaust gas upstream end of the collecting pipe portion 42 of the exhaust pipe 4 and continuing to the branch pipe 41 is indicated by a projected line l 1 in FIG. 7 and an imaginary line l 2 in FIG. As shown, when the turbine casing 21 is fastened and fixed to the end surface 4b of the exhaust pipe 4, the first exhaust gas inlet 29 of the turbine casing 21 in the vertical direction (that is, in the exhaust gas flow direction) and second
The opening has a substantially square cross section and has an opening area and an opening direction such that the exhaust gas introduction ports 30 of the exhaust gas introduction ports 29 and 30 can be viewed simultaneously and in a direction along the opening direction of each of the exhaust gas introduction ports 29 and 30. Therefore, the exhaust gas collecting passage 43 in the collecting pipe portion 42 and the exhaust gas passage on the turbine casing 21 side, which is formed by the first exhaust gas passage 27 and the second exhaust gas passage 28, are continuous approximately coaxially. Therefore, the exhaust gas G flowing through the exhaust pipe 4 from the branch pipe section 41 side to the collecting pipe section 42 is guided to the continuous section 46 and flows into the collecting pipe section 42, as shown in FIG. flows linearly along its axial direction, and is smoothly introduced into the first exhaust gas inlet 29 and second exhaust gas inlet 30 side of the turbine casing 21 with almost no flow resistance. It turns out.

さらに、この排気管4は、その集合管部42の
側壁のうち、上記タービンケーシング21の上記
第2の排気ガス導入口30に対向する側の側壁4
8を、上記連続部46より上記端面4b側寄り位
置において外方に適宜量だけ膨出させて、その内
部に上記排気ガス集合通路43に連続してその側
方に位置し且つその一端が上記端面4b上に開口
する適宜大きさの拡張スペース4をもつ拡張部4
4としている。この拡張部44は、後述する弁装
置6の取付け及び収納スペースとして機能する。
Further, this exhaust pipe 4 has a side wall 4 of the side wall of the collecting pipe portion 42 on the side facing the second exhaust gas inlet 30 of the turbine casing 21.
8 is bulged outward by an appropriate amount from the continuous portion 46 at a position closer to the end surface 4b, and is located inside thereof in a continuous manner with the exhaust gas collecting passage 43 and on the side thereof, and has one end thereof An expansion part 4 having an appropriately sized expansion space 4 that opens on the end surface 4b.
It is set at 4. This expanded portion 44 functions as an attachment and storage space for a valve device 6, which will be described later.

弁装置6は、第7図ないし第10図に示す如く
上記排気管4の拡張部44に取付けられて上記タ
ービンケーシング21の第2の排気ガス導入口3
0を開閉制御するものであつて、特にこの実施例
においては後述する如く該弁装置6を揺動型の弁
装置としている。即ち、弁装置6は、第8図に示
す如く上記排気管4の拡張部44のしかも上記タ
ービンケーシング21の第2の排気ガス導入口3
0の長軸方向において対向する一対の側壁のうち
反エンジン本体1側に位置する側壁47を内外方
向に(換言すれば、上記第2の排気ガス導入口3
0の長軸方向に平行な方向に)貫通して設けられ
た軸受筒66にその作動中心軸65を回転自在に
支承せしめた弁支持体62と、該弁支持体62の
揺動端62aに形成した弁押えプレート63に対
して一対の連結ピン67,68を介して浮動自在
に支持された弁体61とを有している。この弁体
61は、第8図に示す如く上記タービンケーシン
グ21の端面21aの第2の排気ガス導入口30
の口縁部に形成される上記弁座面33に衝合せし
められた状態において、少なくとも上記第2の排
気ガス導入口30を閉塞し且つ上記タービンケー
シング21の隔壁26の端面26aを覆うことの
できるような大きさをもつ長円形プレートとされ
ており、しかもその長軸方向中央部には該弁体6
1をその厚さ方向に貫通する適宜口径の通気孔7
1が形成されている。
The valve device 6 is attached to the expanded portion 44 of the exhaust pipe 4 as shown in FIGS. 7 to 10, and is connected to the second exhaust gas inlet 3 of the turbine casing 21.
In particular, in this embodiment, the valve device 6 is a swinging type valve device as will be described later. That is, as shown in FIG.
Of the pair of side walls facing each other in the longitudinal direction of
A valve support body 62 whose operating center shaft 65 is rotatably supported by a bearing cylinder 66 provided through the shaft (in a direction parallel to the long axis direction of the valve support body 62); The valve body 61 is supported so as to be able to float with respect to a formed valve holding plate 63 via a pair of connecting pins 67 and 68. This valve body 61 is connected to the second exhaust gas inlet 30 of the end face 21a of the turbine casing 21, as shown in FIG.
of the turbine casing 21, which closes at least the second exhaust gas inlet 30 and covers the end surface 26a of the partition wall 26 of the turbine casing 21. The valve body 6 is formed into an oval plate having a size that allows the valve body to open.
A ventilation hole 7 of an appropriate diameter that penetrates 1 in the thickness direction.
1 is formed.

このように、弁装置6の閉弁状態において上記
隔壁26の端面26aが弁体61によつて覆蓋さ
れるように構成した場合には、後述する如く該隔
壁26の熱酸化あるいはクラツク発生等の熱劣化
現象が可及的に抑制され且つ排気ガスの流通抵抗
も低減されることになる。即ち、弁装置6の閉弁
状態において弁体61によつて隔壁26の端面2
6aを覆蓋するようにすると該端面26a部分が
高温の排気ガスに直接に晒される頻度が、該端面
26aがエンジンの全運転域を通じて排気ガスに
直接晒されるように構成されたものに比して大幅
に低減され(尚、エンジンの全運転域を通して弁
装置6が閉弁状態とされる割合は通常、約70〜80
%と高率である)、それだけ該隔壁26の端面近
傍における熱酸化が可及的に防止される。また、
該隔壁26の温度上昇が抑制されるところから、
該隔壁26の端面近傍における熱応力に起因する
クラツク発生が未然に防止されることになり、こ
れらのことからタービンケーシング21の耐久性
が向上せしめられることとなる。さらに、上記の
如く隔壁26の端面近傍における熱酸化及びクラ
ツク発生が防止されるところから該隔壁26の全
体の厚さ寸法を薄くすることが可能である。従つ
て、それだけタービンケーシング21の軽量化及
びコンパクト化が促進されるとともに、隔壁26
が薄肉化された分だけ弁装置6の開弁状態時にお
ける排気ガスの流通抵抗が低減せしめられ、過給
性能の向上を図る上において好都合である。
In this way, when the end face 26a of the partition wall 26 is covered by the valve body 61 when the valve device 6 is in the closed state, thermal oxidation or cracking of the partition wall 26 may occur as described later. The thermal deterioration phenomenon is suppressed as much as possible, and the flow resistance of exhaust gas is also reduced. That is, when the valve device 6 is in the closed state, the end surface 2 of the partition wall 26 is closed by the valve body 61.
When the end face 26a is covered, the frequency at which the end face 26a is directly exposed to high-temperature exhaust gas is reduced compared to a structure in which the end face 26a is directly exposed to exhaust gas throughout the entire operating range of the engine. (Note that the rate at which the valve device 6 is closed throughout the entire operating range of the engine is normally approximately 70 to 80%.
%), thermal oxidation near the end face of the partition wall 26 is prevented as much as possible. Also,
Since the temperature rise of the partition wall 26 is suppressed,
The occurrence of cracks due to thermal stress near the end face of the partition wall 26 is prevented, and the durability of the turbine casing 21 is thereby improved. Furthermore, since thermal oxidation and crack generation near the end faces of the partition walls 26 are prevented as described above, it is possible to reduce the overall thickness of the partition walls 26. Therefore, the turbine casing 21 is made lighter and more compact, and the partition wall 26 is
The flow resistance of the exhaust gas when the valve device 6 is in the open state is reduced by the amount that the valve device 6 is thinned, which is advantageous for improving supercharging performance.

一方、この弁体61と上記弁支持体62の弁押
えプレート63とを連結する上記一対の連結ピン
67,68は第9図及び第10図に示す如く弁体
61に対して該弁体61の長軸方向に適宜離間し
て固着されており、その上面61a側に突出した
嵌合軸部67a,68aをそれぞれ上記弁支持体
62の弁押えプレート63に形成したピン受孔7
2,72に遊動自在に嵌入せしめている。この一
対の連結ピン67,68の上記嵌合軸部67a,
68aの長さ寸法は、上記弁体61と弁押えプレ
ート63とを相互に浮動自在に支持できるよう
に、上記弁押えプレート63の厚さ寸法より適宜
寸法だけ長寸とされている。このため、弁装置6
をその閉弁状態(第9図に図示する状態)から開
弁させる場合には、その開弁作動初期において第
10図に示す如く弁体61と弁押えプレート63
の間に、上記通気孔71に連通する平行な〓間7
4が形成され、上記タービンケーシング21の第
2の排気ガス通路28と排気管4の排気ガス集合
通路43とが上記通気孔71及び〓間74を介し
て相互に連通せしめることとなる。
On the other hand, the pair of connecting pins 67 and 68 connecting the valve body 61 and the valve holding plate 63 of the valve support body 62 are connected to the valve body 61 as shown in FIGS. 9 and 10. A pin receiving hole 7 is formed in the valve holding plate 63 of the valve support 62, and has fitting shaft portions 67a and 68a that are fixed to the valve holding plate 63 of the valve support 62, respectively, and are fixed at appropriate intervals in the longitudinal direction of the valve support 62.
2, 72 so as to be freely movable. The above-mentioned fitting shaft portion 67a of this pair of connecting pins 67, 68,
The length of the valve body 68a is set to be longer than the thickness of the valve retainer plate 63 by an appropriate length so that the valve body 61 and the valve retainer plate 63 can be supported so as to be able to float relative to each other. For this reason, the valve device 6
When opening the valve from the closed state (the state shown in FIG. 9), the valve body 61 and the valve retaining plate 63 are moved as shown in FIG. 10 at the beginning of the valve opening operation.
In between, there is a parallel gap 7 communicating with the ventilation hole 71.
4 is formed, and the second exhaust gas passage 28 of the turbine casing 21 and the exhaust gas collecting passage 43 of the exhaust pipe 4 are brought into communication with each other via the vent hole 71 and the gap 74.

従つて、第9図に示す如く弁装置6をその閉弁
状態から矢印A方向(第7図参照)に回動させて
開弁させる場合、その開弁操作開始時においては
排気ガスの静圧及び動圧が弁体61の上面61a
側に負荷されているため、該弁体61をこの排気
ガスの圧力に抗して開作動させるためには大きな
作動力が必要となるが、この実施例のものにおい
ては上記弁体61が弁支持体62に対して浮動自
在に支持され且つ該弁体61に通気孔71が形成
されているため、第10図に示す如く弁装置6の
開弁初期においては上記弁体61と弁押えプレー
ト63とが離間して高圧の排気ガス集合通路43
と低圧の第2の排気ガス通路28とが相互に連通
される。従つて、排気ガスの一部が通気孔71を
通つて第2の排気ガス通路28側に流入し、両者
間の圧力差が可及的に減少せしめられ(換言すれ
ば、弁体61に対する開弁方向規制力が減少せし
められ)、該弁装置6をより小さい作動力でスム
ーズ且つ迅速に開弁させることが可能となる(即
ち、後述する弁作動装置7の小形化が促進され且
つ作動中心軸65あるいは軸受筒66の耐摩耗性
が向上する)。
Therefore, when the valve device 6 is rotated from its closed state in the direction of arrow A (see FIG. 7) to open the valve as shown in FIG. 9, the static pressure of the exhaust gas is and dynamic pressure is applied to the upper surface 61a of the valve body 61.
Since the load is applied to the valve side, a large actuation force is required to open the valve body 61 against the pressure of the exhaust gas, but in this embodiment, the valve body 61 is Since the valve body 61 is supported in a floating manner on the support body 62 and has a vent hole 71 formed in the valve body 61, the valve body 61 and the valve retaining plate are connected at the initial stage of opening of the valve device 6, as shown in FIG. 63 is separated from the high pressure exhaust gas collection passage 43.
and a low pressure second exhaust gas passage 28 are in communication with each other. Therefore, part of the exhaust gas flows into the second exhaust gas passage 28 side through the vent hole 71, and the pressure difference between the two is reduced as much as possible (in other words, the opening to the valve body 61 is reduced). (The valve direction regulating force is reduced), and the valve device 6 can be opened smoothly and quickly with a smaller actuation force (that is, the valve actuation device 7, which will be described later, is miniaturized and the center of operation is (The wear resistance of the shaft 65 or bearing sleeve 66 is improved).

さらに、この場合、弁押えプレート63の各ピ
ン受孔72,72がそれぞれ連結ピン67,68
の頭部67b,68bによつてそれぞれ略閉塞状
態とされるため、排気ガス集合通路43から第2
の排気ガス通路28側へ流出する排気ガスは、該
各ピン受孔72,72を通ることなく弁体61と
弁押えプレート63との間の〓間74から通気孔
71側に流入することとなる。このため、弁機能
上重要な役割りを果たす上記各ピン受孔72,7
2の内周面が高温の排気ガスに晒されて熱劣化し
弁体61と弁支持体62との間の遊動量が過大と
なつて弁装置6の機能を損ねるというようなこと
が未然に防止される。
Further, in this case, each pin receiving hole 72, 72 of the valve holding plate 63 is connected to the connecting pin 67, 68, respectively.
Since the heads 67b and 68b of the exhaust gas collecting passage 43 are substantially closed, the second
Exhaust gas flowing out to the exhaust gas passage 28 side flows into the vent hole 71 side from the gap 74 between the valve body 61 and the valve holding plate 63 without passing through the pin receiving holes 72, 72. Become. For this reason, each pin receiving hole 72, 7 plays an important role in valve function.
This prevents the inner circumferential surface of the valve device 6 from being exposed to high temperature exhaust gas and thermally deteriorating, resulting in an excessive amount of free movement between the valve body 61 and the valve support body 62, which impairs the function of the valve device 6. Prevented.

また、弁体61と弁押えプレート63とが相互
に浮動自在に連結されているため、例えば経年劣
化により排気管4とタービンケーシング21との
間に介在されたガスケツト3がへたつたような場
合とか、弁体61あるいは弁座面33が長期の使
用により摩滅したような場合でも弁体61が両者
間の相対関係の変化状態に追従して浮動変位し該
弁体61と弁座面33との密着性即ち、シール性
が長期に亘つて良好に維持されることになる。
In addition, since the valve body 61 and the valve holding plate 63 are connected to each other so as to be able to freely float, for example, if the gasket 3 interposed between the exhaust pipe 4 and the turbine casing 21 collapses due to aging, Even if the valve body 61 or the valve seat surface 33 is worn out due to long-term use, the valve body 61 will float and displace following the changing state of the relative relationship between the two, and the valve body 61 and the valve seat surface 33 will be The adhesion, that is, the sealing performance, is maintained well over a long period of time.

さらに、この弁装置6においては、弁体61と
弁押えプレート63とが一体の連結ピン67,6
8によつて連結されているため、該弁体61と弁
押えプレート63との平面方向における相対位置
決めが容易で且つ一旦設定された相対位置が使用
中ズレるというようなこともない(弁体61に対
する位置決め機能の確保)。従つて、弁体61を
円形とすることなく長円形とすることが可能であ
り、該弁体61を円形とする場合に比して該弁体
61をよりコンパクトとすることが可能である。
また、このような弁体61の位置決めが容易であ
りかつその位置ズレが発生しないという利点は、
上記の如く第2の排気ガス導入口30の開口形状
を円形でなく長円形に形成すること即ち、第2の
排気ガス導入口30と弁装置6の上記作動中心軸
65との相対距離を可及的に小さく抑えた状態で
しかも該第2のの排気ガス導入口30の開口面積
を可及的に大きくとることを可能ならしめるもの
であり、この結果、弁体61あるいは第2の排気
ガス導入口30を円形にする場合に比して該第2
の排気ガス導入口30と上記作動中心軸65との
間隔即ち、弁支持体62のアーム長さを可及的に
短くして該弁装置6の開弁作動力を低下させるこ
とが可能となる(即ち、弁装置6の軽快且つ円滑
な作動が実現される)。即ち、この実施例のもの
においては、このように弁支持体62のアーム長
さを短くできることと前述の如く弁体61に通気
孔71を形成したこととの相乗作用により、弁装
置6の開作動力がより一層軽減されるものであ
る。
Furthermore, in this valve device 6, the valve body 61 and the valve holding plate 63 are integrated with connecting pins 67, 6.
8, the relative positioning of the valve body 61 and the valve holding plate 63 in the plane direction is easy, and the once set relative position does not shift during use (the valve body 61 Securing positioning function). Therefore, it is possible to make the valve body 61 oval rather than circular, and it is possible to make the valve body 61 more compact than when the valve body 61 is circular.
Further, the advantage that positioning of the valve body 61 is easy and that positional deviation does not occur is as follows.
As described above, the opening shape of the second exhaust gas inlet 30 is formed not in a circle but in an oval shape, that is, the relative distance between the second exhaust gas inlet 30 and the operation center axis 65 of the valve device 6 can be changed. This makes it possible to make the opening area of the second exhaust gas inlet 30 as large as possible while keeping the opening area of the second exhaust gas inlet 30 as small as possible. Compared to the case where the introduction port 30 is circular, the second
By shortening the distance between the exhaust gas inlet 30 and the operating center axis 65, that is, the arm length of the valve support 62 as much as possible, it is possible to reduce the valve opening operating force of the valve device 6. (That is, light and smooth operation of the valve device 6 is realized). That is, in this embodiment, the ability to shorten the arm length of the valve support body 62 in this way and the formation of the vent hole 71 in the valve body 61 as described above combine to reduce the opening of the valve device 6. The operating force is further reduced.

一方、この弁装置6は、後述する弁作動装置7
によつて上記作動中心軸65を中心として矢印A
−B方向に回動され、第7図において実線で図示
する閉弁位置と同図において鎖線図示(符号6′)
する開弁位置の2位置に択一的に位置決めされる
わけであるが、この場合、弁装置6の開弁位置に
おいては該弁装置6が上記排気管4の拡張スペー
ス45内に収納される(換言すれば、上記連続部
46の投影線l1よりも拡張部44側に位置する)
ように、上記弁支持体62のアーム長さあるいは
作動中心軸65の取付位置等を適宜に設定してい
る。このようにすることにより、弁装置6の開弁
状態時において排気管4の排気ガス集合通路43
の通路面積が開弁位置に位置決めされた弁装置6
によつて実質的に減殺されるというようなことが
なく、排気ガスの流通抵抗が可及的に軽減される
ことになり、また弁装置6の閉弁状態時において
は弁装置6の弁支持体62及び作動中心軸65
(実質的には軸受筒66)によつて排気ガスが上
記タービンケーシング21の端面21aのうち拡
張スペース45に臨んで露出している部分に直接
当たるのが可及的に防止され、該端面21aの熱
劣化が抑制される。このことから、該タービンケ
ーシング21の耐久性が向上せしめられることと
なる。
On the other hand, this valve device 6 has a valve operating device 7 which will be described later.
Accordingly, arrow A is centered on the operation center axis 65.
- The valve is rotated in the B direction, and the valve is in the closed position shown by a solid line in Fig. 7 and shown by a chain line (symbol 6')
In this case, in the open position of the valve device 6, the valve device 6 is housed in the expansion space 45 of the exhaust pipe 4. (In other words, it is located closer to the extended portion 44 than the projection line l 1 of the continuous portion 46)
As such, the arm length of the valve support 62 or the mounting position of the operating center shaft 65 are set appropriately. By doing this, when the valve device 6 is in the open state, the exhaust gas collecting passage 43 of the exhaust pipe 4
A valve device 6 whose passage area is positioned at the valve open position.
The flow resistance of the exhaust gas is reduced as much as possible, and the valve support of the valve device 6 is not substantially reduced when the valve device 6 is in the closed state. body 62 and central axis of operation 65
(Substantially the bearing sleeve 66) prevents the exhaust gas from directly hitting the exposed portion facing the expansion space 45 of the end surface 21a of the turbine casing 21 as much as possible, and the end surface 21a thermal deterioration is suppressed. From this, the durability of the turbine casing 21 is improved.

さらに、弁装置6が、隔壁26が形成されてお
らず比較的構造が簡単で、そのため不整定な熱変
形が少ない排気管4側に設けられているため、構
造が比較的複雑でそのため不整定な熱変形が生じ
易いタービンケーシング21側に弁装置6を設け
る場合に比して該弁装置6の作動特性に与える熱
変形の影響が少なく、それだけ該弁装置6の作動
精度を高水準に維持することが可能となる。
Further, since the valve device 6 is provided on the exhaust pipe 4 side, where the partition wall 26 is not formed and the structure is relatively simple, and therefore there is less irregular thermal deformation, the structure is relatively complex and the structure is relatively simple, and therefore the valve device 6 has a relatively simple structure and is therefore less prone to irregular thermal deformation. Compared to the case where the valve device 6 is provided on the turbine casing 21 side where thermal deformation is likely to occur, the effect of thermal deformation on the operating characteristics of the valve device 6 is smaller, and the operating accuracy of the valve device 6 is maintained at a higher level. It becomes possible to do so.

弁作動装置7は、上記弁装置6をエンジンの運
転状態に応じて開閉作動させるものであつて、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作動子10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を有
する第2アクチユエータ9で構成されており、第
4図ないし第6図に示す如く上記排気管4の集合
管部42の側方に後述する如く略断熱的に取付け
られている。即ち、上記排気管4の集合管部42
には、略コ字状に折曲形成された板材よりなる排
気管用インシユレータ12が、上記集合管部42
の上記エンジン本体1側に対向する側面を除く他
の三つの側面の外側を包囲する如く該集合管部4
2の外側から嵌合され且つ該集合管部42の一側
部に膨出形成したインシユレータ取付部42bと
該インシユレータ取付部42bに対向する該アク
チユエータ用インシユレータ11の一側面12a
とを一対の取付ボルト15,15によつて締結す
ることによつて固定されている。さらに、この排
気管用インシユレータ12の取付けの際、該排気
管用インシユレータ12とともに平板状のブラケ
ツト13が、この先端部13aを該排気管用イン
シユレータ12の反エンジン本体1寄りの外端部
より外方に突出させた状態で上記取付ボルト1
5,15によつて共締め固定されている。さら
に、このブラケツト13の先端部13aには、そ
の外周を略密閉容器状のアクチユエータ用インシ
ユレータ11によつて被包された上記第2アクチ
ユエータ9が、該アクチユエータ用インシユレー
タ11の上記作動子10側の一側面11aを上記
ブラケツト13の先端部13aと第2アクチユエ
ータ9の前端面9aとの間に挟んだ状態で一対の
取付ボルト16,16によつて締結固定されてい
る。従つて、第2アクチユエータ9は、上記排気
管4の集合管部42に対して上記アクチユエータ
用インシユレータ11と排気管用インシユレータ
12の2部材を介して略断熱用に固定されること
となる。このようにして排気管4側に取付けられ
た第2アクチユエータ9の作動子10には、リン
クレバー69,70を介して上記弁装置6の作動
中心軸65が連結されており、該作動子10が矢
印a方向(第4図参照)に突出することにより上
記弁装置6が矢印A方向(第7図参照)に回動し
て上記第2の排気ガス導入口30が開口され、こ
れに対して該作動子10が矢印b方向に後退する
とにより上記弁装置6が矢印B方向に回動して上
記第2の排気ガス導入口30が閉塞される。
The valve actuating device 7 opens and closes the valve device 6 according to the operating state of the engine, and moves its actuator 10 forward and backward in response to air pressure that is appropriately controlled to be supplied depending on the operating state of the engine. It is composed of a second actuator 9 having a diaphragm-type pressure responsive mechanism configured to cause displacement, and as shown in FIGS. Installed insulated. That is, the collecting pipe portion 42 of the exhaust pipe 4
, an exhaust pipe insulator 12 made of a plate bent into a substantially U-shape is attached to the collecting pipe section 42.
The collecting pipe portion 4 is arranged so as to surround the outside of the other three side surfaces excluding the side surface facing the engine main body 1 side.
an insulator mounting part 42b that is fitted from the outside of 2 and formed in a bulge on one side of the collecting pipe part 42; and one side 12a of the actuator insulator 11 that faces the insulator mounting part 42b.
It is fixed by fastening them with a pair of mounting bolts 15, 15. Further, when the exhaust pipe insulator 12 is installed, the flat plate-shaped bracket 13 together with the exhaust pipe insulator 12 has its tip 13a projected outward from the outer end of the exhaust pipe insulator 12 that is closer to the engine body 1. With the above mounting bolt 1
5 and 15 are fastened together. Furthermore, the second actuator 9, whose outer periphery is enclosed by the actuator insulator 11 in the shape of a substantially airtight container, is attached to the tip 13a of the bracket 13 on the actuator 10 side of the actuator insulator 11. The one side surface 11a is sandwiched between the tip 13a of the bracket 13 and the front end surface 9a of the second actuator 9, and is fastened and fixed by a pair of mounting bolts 16, 16. Therefore, the second actuator 9 is fixed to the collecting pipe portion 42 of the exhaust pipe 4 via the two members, the actuator insulator 11 and the exhaust pipe insulator 12, in a substantially heat-insulating manner. The operating center shaft 65 of the valve device 6 is connected to the operating element 10 of the second actuator 9 mounted on the exhaust pipe 4 side through link levers 69 and 70. protrudes in the direction of arrow a (see Fig. 4), the valve device 6 rotates in the direction of arrow A (see Fig. 7), and the second exhaust gas inlet 30 is opened. When the actuator 10 moves backward in the direction of arrow b, the valve device 6 rotates in the direction of arrow B, and the second exhaust gas introduction port 30 is closed.

このように、排気管4の外側に排気管用インシ
ユレータ12が取付けられ、さらに該排気管用イ
ンシユレータ12とともに排気管4側に取付けら
れたブラケツト13の先端部13aに、その周囲
をアクチユエータ用インシユレータ11によつて
被包された第2アクチユエータ9をその端面9a
と該ブラケツト先端部13aとの間に上記アクチ
ユエータ用インシユレータ11を介在させた状態
で共締め固定すると、インシユレータ11,12
の作用により排気管4側から第2アクチユエータ
9側に輻射熱が伝達されるのが可及的に防止さ
れ、また排気管4側からブラケツト13を介して
伝達される伝導伝熱がアクチユエータ用インシユ
レータ11側に伝達され第2アクチユエータ9側
への伝熱量が可及的に低減される。また、上記の
如く第2アクチユエータ9の全周をアクチユエー
タ用インシユレータ11によつて被包すると、飛
石の衝突、汚泥あるいは雨水の付着等から該第2
アクチユエータ9を保護することができる。これ
らのことから、該第2アクチユエータ9の耐久性
が向上することになる。
In this way, the exhaust pipe insulator 12 is attached to the outside of the exhaust pipe 4, and the actuator insulator 11 is attached to the tip 13a of the bracket 13, which is attached together with the exhaust pipe insulator 12 to the exhaust pipe 4 side. The encapsulated second actuator 9 is attached to its end surface 9a.
When the actuator insulator 11 is interposed between the bracket tip 13a and the insulators 11 and 12 are tightened together, the insulators 11, 12
This action prevents radiant heat from being transferred from the exhaust pipe 4 side to the second actuator 9 side as much as possible, and also prevents conductive heat transfer from the exhaust pipe 4 side via the bracket 13 to the actuator insulator 11. The amount of heat transferred to the second actuator 9 side is reduced as much as possible. Furthermore, when the entire circumference of the second actuator 9 is covered with the actuator insulator 11 as described above, the second actuator 9 is protected from collisions with flying stones, adhesion of sludge or rainwater, etc.
Actuator 9 can be protected. For these reasons, the durability of the second actuator 9 is improved.

さらに、上述の如く第2アクチユエータ9の昇
温が可及的に抑制されるところから、該第2アク
チユエータ9のダイヤフラム(図示省略)の材質
を比較的耐熱性の劣る低級品とすることが可能で
あり、それだけ第2アクチユエータ9のコストの
低廉化が促進される。
Furthermore, since the temperature rise of the second actuator 9 is suppressed as much as possible as described above, the material of the diaphragm (not shown) of the second actuator 9 can be made of a low-grade material with relatively poor heat resistance. Therefore, the cost of the second actuator 9 can be reduced accordingly.

また、弁装置6と該弁装置6を作動させる第2
アクチユエータ9とをともに排気管4側に取付け
るようにしているため、排気ガスからの熱の影響
を受けて排気管4が熱変形を生じたような場合で
も該排気管4に取付けられた第2アクチユエータ
9と弁装置6との相対関係をほぼ一定に保つこと
ができ、弁装置6の制御精度が常時高水準に維持
されることになる。また、弁装置6と第2アクチ
ユエータ9とがともに排気管4に取付けられてい
るため、装置の分解組立時には該弁装置6と第2
アクチユエータ9とを相互に連動連結させたまま
これを行なうことができ、またその作動検査は装
置の分解状態あるいは組立状態のいずれの状態に
おいてでも高精度で行なうことができ、弁装置6
と第2アクチユエータ9相互間の組立精度及び組
立性が良好ならしめられる。
Further, the valve device 6 and a second valve device that operates the valve device 6 are provided.
Since both the actuator 9 and the actuator 9 are attached to the exhaust pipe 4 side, even if the exhaust pipe 4 is thermally deformed due to the influence of heat from exhaust gas, the second actuator 9 attached to the exhaust pipe 4 The relative relationship between the actuator 9 and the valve device 6 can be kept substantially constant, and the control accuracy of the valve device 6 can be maintained at a high level at all times. Furthermore, since both the valve device 6 and the second actuator 9 are attached to the exhaust pipe 4, the valve device 6 and the second actuator 9 are
This can be done while the actuator 9 is interlocked with each other, and its operation can be inspected with high precision in either the disassembled or assembled state of the device.
The assembly accuracy and ease of assembly between the second actuator 9 and the second actuator 9 are made good.

次に、この排気ターボ過給装置の作動並びにそ
の作用を説明する。
Next, the operation and effects of this exhaust turbocharging device will be explained.

エンジン運転されるとエンジン本体1側の各気
筒から排出される排気ガスGは、排気管4の各分
岐管41A,41B・・を介して集合管部42に
集められたのち、該集合管部42の排気ガス集合
通路43から排気ターボ過給機2のタービンケー
シング21内の排気ガス通路即ち、第1の排気ガ
ス通路27及び第2の排気ガス通路28内に導入
され、その排気エネルギーでもつてタービンホイ
ールを駆動し、コンプレツサホイールによる吸入
空気の予圧作用(吸気過給)を行なわしめる。こ
の際、エンジンの運転状態に応じて弁装置6が開
閉作動し、排気ガスの導入形態が選択される。即
ち、エンジンの運転状態が排気ガスの流量の少な
い低速運転領域にある場合には第2アクチユエー
タ9により上記弁装置6が開弁位置(第7図、実
線図示位置)に設定され、逆にエンジンの運転状
態が排気ガスの流量の多い高速運転領域にある場
合には第2アクチユエータ9により上記弁装置6
が開弁位置(第7図、鎖線図示位置)に設定され
る。従つて、排気ガスの排出量が少ないエンジン
の低速運転領域においては、第1の排気ガス通路
27のみから排気ガスがタービンケーシング21
内に導入され、しかも、この第1の排気ガス通路
27には薄肉部26a〜26cによる凹凸面は形
成されてないため、その流通抵抗は小さく、排気
ガス量少ないにもかかわらず該排気ガスのタービ
ンケーシング21内におけるガス流速が十分に確
保され、タービンホイールの回転が高回転側に維
持されてより低速域から排気ターボ過給機2によ
る過給効果を得ることが可能となり、低速時過給
性能のよいものとなる。さらに、この場合、排気
ガス通路の通路面積が第1の排気ガス通路27と
第2の排気ガス通路28の両方が有効とされてい
る場合よりも紋られるため、タービンケーシング
21の排気入口側での排気ガス圧力とスクロール
部出口での排気ガス圧力との差をより大きくとる
ことができ(即ち、排気ガスの膨張比が上昇し)、
より高水準のの過給性能が得られることとなる。
When the engine is operated, exhaust gas G discharged from each cylinder on the engine main body 1 side is collected in the collecting pipe section 42 via each branch pipe 41A, 41B, etc. of the exhaust pipe 4, and then collected in the collecting pipe section 42. 42 exhaust gas collecting passage 43 into the exhaust gas passage in the turbine casing 21 of the exhaust turbo supercharger 2, that is, into the first exhaust gas passage 27 and the second exhaust gas passage 28, and the exhaust energy is introduced into the exhaust gas passage 27 and the second exhaust gas passage 28. The turbine wheel is driven, and the compressor wheel prepresses the intake air (intake supercharging). At this time, the valve device 6 is opened and closed depending on the operating state of the engine, and the introduction form of the exhaust gas is selected. That is, when the operating state of the engine is in a low-speed operating region where the flow rate of exhaust gas is low, the second actuator 9 sets the valve device 6 to the valve open position (FIG. 7, the position shown by the solid line), and conversely, the engine When the operating state of the valve device 6 is in a high-speed operating region where the flow rate of exhaust gas is high, the second actuator 9 operates the valve device 6.
is set to the valve open position (FIG. 7, the position shown by the chain line). Therefore, in the low-speed operating range of the engine where the amount of exhaust gas discharged is small, the exhaust gas flows only from the first exhaust gas passage 27 to the turbine casing 21.
Moreover, since the first exhaust gas passage 27 does not have an uneven surface due to the thin-walled parts 26a to 26c, its flow resistance is small, and even though the amount of exhaust gas is small, the exhaust gas is Sufficient gas flow velocity within the turbine casing 21 is ensured, and the rotation of the turbine wheel is maintained on the high rotation side, making it possible to obtain the supercharging effect by the exhaust turbo supercharger 2 from a lower speed range, resulting in supercharging at low speeds. It has good performance. Furthermore, in this case, the passage area of the exhaust gas passage is smaller than that in the case where both the first exhaust gas passage 27 and the second exhaust gas passage 28 are effective, so that the exhaust gas inlet side of the turbine casing 21 is The difference between the exhaust gas pressure at the exit of the scroll section and the exhaust gas pressure at the exit of the scroll section can be made larger (that is, the expansion ratio of the exhaust gas increases),
This results in a higher level of supercharging performance.

一方、排気ガスの排出量が多いエンジンの高速
運転領域においては、第1の排気ガス通路27と
第2の排気ガス通路28の両方が開通されるた
め、この両者から同時に多量の排気ガスがタービ
ンケーシング21内に大きな流通抵抗を生じるこ
となくスムーズに導入される。従つて、多量の排
気ガスの排気エネルギーがタービンホイールの駆
動力として有効に活用されて過給性能を向上する
とともに、エンジン側においてはその排圧が低下
せしめられるところからその燃焼性が良好とな
り、エンジンの高出力化が実現されることにな
る。
On the other hand, in the high-speed operating range of the engine where a large amount of exhaust gas is emitted, both the first exhaust gas passage 27 and the second exhaust gas passage 28 are opened, so a large amount of exhaust gas is simultaneously transmitted to the turbine from both of them. It can be smoothly introduced into the casing 21 without causing large flow resistance. Therefore, the exhaust energy of a large amount of exhaust gas is effectively used as driving force for the turbine wheel, improving supercharging performance, and since the exhaust pressure on the engine side is reduced, its combustibility is improved, This will result in higher engine output.

しかも、その場合に、上記隔壁26の両壁面の
うち、第2の排気ガス通路28側の壁面には、熱
応力吸収用の薄肉部26a〜26cが形成されて
いるから、熱応力によつて隔壁26によつてクラ
ツクが発生するとしてもそのクラツクは薄肉部2
6a〜26cに限定され、熱応力による不規則な
クラツクの発生や隔壁26ならびにタービンケー
シング21の変形も生じない。
Moreover, in this case, among both wall surfaces of the partition wall 26, the wall surface on the second exhaust gas passage 28 side is formed with thin wall portions 26a to 26c for absorbing thermal stress. Even if a crack occurs due to the partition wall 26, the crack will be caused by the thin wall portion 2.
6a to 26c, and neither irregular cracks nor deformation of the partition wall 26 or the turbine casing 21 due to thermal stress occur.

なお、この場合においては、2の排気ガス通路
28側では上記薄肉部26a〜26cによつてあ
る程度の凹凸面が形成され流通抵抗を生じるよう
になるが、この第2の排気ガス通路28が開放さ
れるエンジンの高速運転状態はエンジンの全運転
時間の中でもそれ程大きな比率でなく、全体とし
てみた場合、該薄肉部26a〜26cの形成によ
る排気ターボ過給機の効率低下は微々たるもので
あるといえる。
In this case, the thin wall portions 26a to 26c form a somewhat uneven surface on the second exhaust gas passage 28 side, causing a flow resistance, but if the second exhaust gas passage 28 is open, The high-speed operating state of the engine is not a large proportion of the total operating time of the engine, and when viewed as a whole, the reduction in efficiency of the exhaust turbo supercharger due to the formation of the thin wall portions 26a to 26c is negligible. I can say that.

(考案の効果) 本考案は、以上に説明したように、タービンケ
ーシング内の排気ガス導入通路を排気ガスの流れ
方向に沿つて隔壁により複数の排気ガス通路に区
画し、エンジンの運転状態に応じてそれらの排気
ガス通路の全部又は一部に排気ガスを流通せしめ
るようにした排気ターボ過給装置において、上記
隔壁の両壁面のうち、エンジンの高速運転領域で
のみ使用される排気ガス通路側の壁面にのみター
ビンケーシングの半径方向に延びる薄肉部を形成
したことを特徴とするものである。
(Effects of the invention) As explained above, the present invention divides the exhaust gas introduction passage in the turbine casing into a plurality of exhaust gas passages by partition walls along the flow direction of the exhaust gas, and In an exhaust turbo supercharging device that allows exhaust gas to flow through all or part of those exhaust gas passages, of both wall surfaces of the partition wall, the exhaust gas passage side that is used only in the high-speed operation range of the engine is used. This is characterized in that a thin wall portion extending in the radial direction of the turbine casing is formed only on the wall surface.

したがつて本考案によると、上記隔壁部分に過
大な熱応力が発生したとしても、その熱応力は予
じめ形成した上記薄肉部に集中し、該薄肉部に早
期にクラツクを発生させることによつて経減され
るので、従来の如く隔壁に不規則にクラツクが発
生したり、あるにはそのような不規則なクラツク
によりタービンケーシング外壁まで損傷が波及す
るという事態は避けることができる。
Therefore, according to the present invention, even if excessive thermal stress is generated in the partition wall portion, the thermal stress will be concentrated in the thin wall portion formed in advance, causing cracks to occur in the thin wall portion at an early stage. Therefore, it is possible to avoid the situation where irregular cracks occur in the partition wall as in the conventional case, or where damage spreads to the outer wall of the turbine casing due to such irregular cracks.

しかも、上記薄肉部はその両壁面のうち、エン
ジンの高速運転領域でのみ使用される排気ガス通
路側の壁面にのみ形成されているから、当該薄肉
部によつて形成される凹凸面は、エンジンの全運
転時間中であまり大きな比率を占めない高速運転
時においてのみ排気ガス流に対する流通抵抗とし
て作用するにすぎず、エンジンの全運転時間中使
用される低速運転時用排気ガス通路を流通する排
気ガスについては上記薄肉部が流通抵抗として障
害となることはない。したがつて上記のような薄
肉部の形成によるタービン効率の低下は最小限度
に抑制されるものである。なお、本考案において
は隔壁には単に薄肉部を形成するだけであるから
第11図中の分割線Sを形成した場合にみられる
ような相互に隣接する両排気ガス通路間にまたが
る排気ガス流の漏洩は全く生じないことはいうま
でもない。
Moreover, since the thin wall portion is formed only on the wall surface on the exhaust gas passage side, which is used only in the high-speed operating range of the engine, the uneven surface formed by the thin wall portion is The exhaust gas flowing through the exhaust gas passage during low-speed operation, which is used during the entire operating time of the engine, acts only as a flow resistance to the exhaust gas flow only during high-speed operation, which does not account for a large proportion of the engine's total operating time. Regarding gas, the thin wall portion does not pose an obstacle as a flow resistance. Therefore, a decrease in turbine efficiency due to the formation of the thin wall portion as described above is suppressed to a minimum. In addition, in the present invention, since a thin wall portion is simply formed in the partition wall, the exhaust gas flow that straddles the two mutually adjacent exhaust gas passages as seen when forming the dividing line S in FIG. Needless to say, no leakage occurs at all.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本考案の実施例に係る排気ターボ過
給装置のタービンケーシングの中央縦断面図、第
2図は、第1図のA−A線拡大断面図、第3図
は、第1図のB−B線断面図、第4図は上記排気
ターボ過給装置の正面図、第5図は第4図の−
矢視図、第6図は第4図の−矢視図、第7
図は第6図の−断面図、第8図は第7図の
−断面図、第9図は第8図の−断面図、第
10図は第9図に示した弁装置の状態変化図、第
11図は従来の排気ターボ過給装置のタービンケ
ーシング部の構造説明図である。 1……エンジン本体、2……ターボ過給機、4
……排気管、6……弁装置、7……弁作動装置、
8,9……アクチユエータ、11,12……イン
シユレータ、21……タービンケーシング、22
……コンブレツサケーシング、23……センター
ケーシング、26……隔壁、26a〜26c……
薄肉部、27……第1の排気ガス通路、28……
第2の排気ガス通路。
FIG. 1 is a central vertical cross-sectional view of a turbine casing of an exhaust turbocharger according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along line A-A in FIG. 1, and FIG. 4 is a front view of the exhaust turbo supercharging device, and FIG. 5 is a sectional view taken along the line B-B in the figure.
The arrow view, Figure 6 is the - arrow view of Figure 4, Figure 7
6 is a sectional view of FIG. 6, FIG. 8 is a sectional view of FIG. 7, FIG. 9 is a sectional view of FIG. 8, and FIG. 10 is a state change diagram of the valve device shown in FIG. 9. , FIG. 11 is a structural explanatory diagram of a turbine casing portion of a conventional exhaust turbocharger. 1...Engine body, 2...Turbo supercharger, 4
...Exhaust pipe, 6...Valve device, 7...Valve actuation device,
8, 9... Actuator, 11, 12... Insulator, 21... Turbine casing, 22
... Combret casing, 23 ... Center casing, 26 ... Partition wall, 26a to 26c ...
Thin wall portion, 27... First exhaust gas passage, 28...
Second exhaust gas passage.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] タービンケーシング内の排気ガス導入通路を排
気ガスの流れ方向に沿つて隔壁により複数の排気
ガス通路に区画し、エンジンの運転状態に応じて
それらの排気ガス通路の全部又は一部に排気ガス
を流通せしめるようにした排気ターボ過給装置で
あつて、上記隔壁の両壁面のうち、エンジンの高
速運転領域でのみ使用される排気ガス通路側の壁
面にのみタービンケーシングの半径方向に延びる
薄肉部を形成したことを特徴とする排気ターボ過
給装置。
The exhaust gas introduction passage in the turbine casing is divided into a plurality of exhaust gas passages by partition walls along the flow direction of the exhaust gas, and the exhaust gas is distributed through all or part of these exhaust gas passages depending on the operating state of the engine. In the exhaust turbo supercharging device, a thin wall portion extending in the radial direction of the turbine casing is formed only on the wall surface on the exhaust gas passage side, which is used only in the high-speed operation region of the engine, among both wall surfaces of the partition wall. An exhaust turbo supercharging device characterized by:
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