JPH041311Y2 - - Google Patents

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JPH041311Y2
JPH041311Y2 JP1984117815U JP11781584U JPH041311Y2 JP H041311 Y2 JPH041311 Y2 JP H041311Y2 JP 1984117815 U JP1984117815 U JP 1984117815U JP 11781584 U JP11781584 U JP 11781584U JP H041311 Y2 JPH041311 Y2 JP H041311Y2
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valve
exhaust gas
exhaust
gas introduction
valve member
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、エンジンのターボ過給装置に関す
る。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an engine turbocharging device.

〔従来の技術〕 自動車等車両用のエンジンは、アイドル回転数
から最高回転数までの極めて広い回転数域に亘つ
て、しかも大きく変動する負荷範囲内で運転され
るので、その排気ガス量も大幅に変動する。した
がつて単一の流量特性を有する排気ガスタービン
では、エンジンから排出される排気ガスエネルギ
を十分に回収し利用することができない。そこ
で、タービンハウジング内に隔壁を設けて同ハウ
ジング内の排気ガス導入路を2つ以上の流量特性
を異にする排気ガス導入路に区分するとともに、
上記分割された排気ガス導入路の1つ以上に弁装
置を設け、エンジンの回転数や負荷等の稼働条件
に応じて上記弁装置を開閉し、排気ガスタービン
の運転効率を向上させるようにした可変容量ター
ボ過給機がすでに提案されている。
[Prior Art] Engines for automobiles and other vehicles are operated over an extremely wide range of rotation speeds, from idle speed to maximum speed, and within a load range that fluctuates widely, so the amount of exhaust gas is also significantly reduced. It fluctuates. Therefore, an exhaust gas turbine having a single flow rate characteristic cannot sufficiently recover and utilize the exhaust gas energy discharged from the engine. Therefore, a partition wall is provided in the turbine housing to divide the exhaust gas introduction path in the same housing into two or more exhaust gas introduction paths with different flow characteristics, and
A valve device is provided in one or more of the divided exhaust gas introduction passages, and the valve device is opened and closed according to operating conditions such as engine speed and load, thereby improving the operating efficiency of the exhaust gas turbine. Variable displacement turbochargers have already been proposed.

そして、この種の可変容量ターボ過給機におけ
る排気ガスタービンでは、上記2以上の分割排気
ガス導入路を開閉する弁装置が装備される。
The exhaust gas turbine in this type of variable capacity turbocharger is equipped with a valve device that opens and closes the two or more divided exhaust gas introduction passages.

一方、エンジンの排気側にエキゾーストブレー
キ弁を設けて、その閉鎖時における排気圧により
車両のブレーキ効果を得ることが従来から行なわ
れている。
On the other hand, it has been conventional practice to provide an exhaust brake valve on the exhaust side of the engine and obtain a braking effect on the vehicle by the exhaust pressure when the valve is closed.

〔考案が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention attempts to solve]

ところで、このような従来のエキゾーストブレ
ーキ弁においては、動弁系への悪影響を防止する
ため、その閉鎖時にあつても所要の圧力以上に排
気圧が上昇しないように、エキゾーストブレーキ
弁に小穴をあけている。
By the way, in such conventional exhaust brake valves, in order to prevent adverse effects on the valve train system, a small hole is drilled in the exhaust brake valve so that the exhaust pressure does not rise above the required pressure even when the exhaust brake valve is closed. ing.

このため、エンジンの低回転時には、十分なエ
キゾーストブレーキ効果を得ることのできる排圧
に達しないにもかかわらず、上記の小穴から排気
が漏れ、排圧が下降してエキゾーストブレーキ効
果を十分に得ることができないという不具合があ
つた。
For this reason, when the engine is running at low speeds, even though the exhaust pressure has not reached the level required to obtain a sufficient exhaust braking effect, the exhaust gas leaks from the small hole mentioned above, and the exhaust pressure decreases to obtain a sufficient exhaust braking effect. There was a problem that I couldn't do it.

本考案は、このような問題点の解消をはかろう
とするもので、エキゾーストブレーキ効果をエン
ジンの全回転数域にわたり十分に得られるように
するとともに、通常運転時にはエンジン運転状態
に応じた過給を行なえるようにした、可変容量タ
ーボ過給装置を提供することを目的とする。
The present invention attempts to solve these problems by making it possible to obtain a sufficient exhaust braking effect over the entire engine speed range, and also to provide supercharging according to the engine operating conditions during normal operation. An object of the present invention is to provide a variable capacity turbocharger that can perform the following steps.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

このため、本考案の可変容量ターボ過給装置
は、複数の排気導入口が形成されたタービンハウ
ジングと、上記複数の排気導入口にそれぞれ連通
する複数の下流開口とエンジンの排気マニホール
ドに連通する上流開口とが形成された中空の弁ケ
ーシングと、上記弁ケーシング内の少なくとも一
部を上記複数の下流開口に通じる複数の排気ガス
導入路に仕切る隔壁と、上記複数の排気ガス導入
路の上流端にそれぞれ配設された複数の弁装置と
をそなえた可変容量ターボ過給装置において、上
記複数の弁装置はそれぞれ、上記排気ガス導入路
の上流端に形成された弁座と、同弁座の弁開口を
開閉するとともに全開位置において上記隔壁と対
向して上記排気ガス導入路の側壁を成す弁部材
と、同弁部材の全開位置において同弁部材により
上記排気ガス導入路と隔てられる上記弁ケーシン
グ内の空間に配設された支持軸と、一端が上記支
持軸に揺動自在に支持され他端が上記弁部材に連
結された揺動腕とから構成されたことを特徴とし
ている。
Therefore, the variable capacity turbocharging device of the present invention includes a turbine housing in which a plurality of exhaust inlets are formed, a plurality of downstream openings that communicate with the plurality of exhaust inlets, and an upstream opening that communicates with the exhaust manifold of the engine. a hollow valve casing having an opening formed therein; a partition wall that partitions at least a portion of the inside of the valve casing into a plurality of exhaust gas introduction passages communicating with the plurality of downstream openings; and an upstream end of the plurality of exhaust gas introduction passages. In a variable capacity turbocharger including a plurality of valve devices respectively arranged, each of the plurality of valve devices has a valve seat formed at an upstream end of the exhaust gas introduction passage and a valve on the same valve seat. A valve member that opens and closes the opening and forms a side wall of the exhaust gas introduction passage facing the partition wall when the valve member is in the fully open position, and an inside of the valve casing that is separated from the exhaust gas introduction passage by the valve member when the valve member is in the fully open position. The present invention is characterized in that it is comprised of a support shaft disposed in a space, and a swing arm whose one end is swingably supported by the support shaft and whose other end is connected to the valve member.

〔作用〕[Effect]

上述の構成により、通常運転時には、2個以上
の入口の一部が、弁装置により開閉されるように
なり、弁装置の開放状態においても閉鎖状態にお
いてもなだらかな排気ガス通路が形成される。
With the above configuration, during normal operation, parts of the two or more inlets are opened and closed by the valve device, and a gentle exhaust gas passage is formed both in the open state and the closed state of the valve device.

また、弁部材を弁座の開口形状に合わせて作成
することが容易となり、その結果全閉時における
弁装置のシール性が向上し、排気ブレーキ作動時
の制動効果の向上がはかられる。
Furthermore, it becomes easy to manufacture the valve member to match the opening shape of the valve seat, and as a result, the sealing performance of the valve device when fully closed is improved, and the braking effect when the exhaust brake is activated is improved.

さらに、弁全開時においても弁部材および支持
軸が排気ガス導入路内に位置しないので、排気ブ
レーキを作動させる必要のない運転状態において
排気抵抗が増加しない。
Furthermore, since the valve member and the support shaft are not located within the exhaust gas introduction path even when the valve is fully open, exhaust resistance does not increase in operating conditions where there is no need to operate the exhaust brake.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面により本考案の実施例について説明
すると、第1〜4図は本考案の一実施例としての
可変容量ターボ過給装置を示すもので、第1図は
その全体構成を示す模式図、第2〜4図はそれぞ
れその特性を示すグラフである。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Figs. 1 to 4 show a variable capacity turbocharger as an embodiment of the invention, and Fig. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration; 2 to 4 are graphs showing the characteristics, respectively.

第1図に示すように、ターボ過給装置10に、
排気ガスタービン12および排気ガスタービン1
2によつて駆動されるコンプレツサ14が設けら
れている。排気ガスタービン12は、タービンロ
ータ16を収容するタービンハウジング18をそ
なえており、同タービンハウジング18の内部に
は半径方向に延在する隔壁20によつてロータ軸
線方向に区分されたそれぞれ流量特性を異にする
排気ガス導入路すなわちスクロールA,Bが設け
られている。
As shown in FIG. 1, in the turbocharger 10,
Exhaust gas turbine 12 and exhaust gas turbine 1
A compressor 14 is provided which is driven by 2. The exhaust gas turbine 12 includes a turbine housing 18 that accommodates a turbine rotor 16. Inside the turbine housing 18, there are flow rate characteristics divided in the rotor axial direction by partition walls 20 extending in the radial direction. Different exhaust gas introduction passages, namely scrolls A and B, are provided.

また、上記タービンハウジング18の排気ガス
入口22には、後に詳述する弁ケーシング24が
連結され、同弁ケーシング24は更に図示しない
エンジンの排気装置すなわちこの実施例では排気
マニホルド26に連結されている。
Further, a valve casing 24, which will be described in detail later, is connected to the exhaust gas inlet 22 of the turbine housing 18, and the valve casing 24 is further connected to an engine exhaust system (not shown), that is, an exhaust manifold 26 in this embodiment. .

なお、上記排気ガス入口22には、前記隔壁2
0の延長部分によつて区分され上記排気ガス導入
路A,Bのそれぞれに連続する入口22a,22
bが設けられている。
Note that the exhaust gas inlet 22 is provided with the partition wall 2.
Inlets 22a, 22 are separated by an extended portion of 0 and are continuous to the exhaust gas introduction paths A, B, respectively.
b is provided.

次に上記弁ケーシング24は、外形がほぼ箱形
をなし、図面において上方の壁面には、上記排気
マニホルド26に連通する上流開口28が設けら
れ、また下方の壁面には入口22a,22bにそ
れぞれ接続する下流開口30a,30bが設けら
れている。
Next, the valve casing 24 has an approximately box-shaped outer shape, and an upstream opening 28 communicating with the exhaust manifold 26 is provided on the upper wall surface in the drawing, and inlets 22a and 22b are provided on the lower wall surface, respectively. Connecting downstream openings 30a, 30b are provided.

また、上流開口28と下流開口30a,30b
との間には、90度の角度をなしてV字状に交叉す
る二つの平面内にシート面を有する弁座32a,
32bが設けられ、これら弁座の弁開口は、それ
ぞれ弁部材34a,34bによつて開閉される。
Moreover, the upstream opening 28 and the downstream openings 30a, 30b
A valve seat 32a, which has a seat surface in two planes intersecting in a V-shape at a 90 degree angle, is provided between the valve seat 32a and
32b are provided, and the valve openings of these valve seats are opened and closed by valve members 34a and 34b, respectively.

弁部材34a,34bはそれぞれその背面に突
軸36a,36bをそなえており、突軸36a,
36bはそれぞれ半径方向に十分な遊隙を存して
揺動腕38a,38bの自由端部に支持され、さ
らに各揺動腕38a,38bの他端は弁ケーシン
グ24の比較的上流側の側壁上に枢支された支持
軸40a,40bに固着されている。そして、弁
ケーシング24は、上記弁部材34a,34bの
取り付け、取り外し、点検等のために、図におい
て左方および右方に開口をそなえており、通常時
これらの開口は着脱自在の蓋42によつて閉鎖さ
れている。
The valve members 34a, 34b have protruding shafts 36a, 36b on their back surfaces, respectively.
36b is supported by the free ends of the swinging arms 38a, 38b with sufficient play in the radial direction, and the other end of each swinging arm 38a, 38b is connected to the relatively upstream side wall of the valve casing 24. It is fixed to support shafts 40a and 40b pivotally supported above. The valve casing 24 has openings on the left and right sides in the figure for attachment, removal, inspection, etc. of the valve members 34a and 34b, and normally these openings are provided with a removable lid 42. It has since been closed.

なお、本実施例では、弁部材34が球面座によ
つて揺動腕38aの自由端部に支持されている
が、必ずしも球面座である必要はなく、平面座に
よつて支持されるようにすることもでき、この場
合には両者間に突軸36aの軸線方向にも適当な
遊隙を与えることが望ましい。
In this embodiment, the valve member 34 is supported on the free end of the swinging arm 38a by a spherical seat, but it does not necessarily have to be a spherical seat, and may be supported by a flat seat. In this case, it is desirable to provide an appropriate clearance between the two in the axial direction of the protruding shaft 36a.

また、上記の上流開口28,弁座32aの弁開
口、同弁開口から下流の入口22a,22bに至
る排気ガス導入路の断面形状は、四隅を丸めた長
方形,長円形,楕円,円形のいずれでもよく、ま
たこれらの組み合わせでもよい。さらに、弁部材
34の形状は、上記弁座32aの弁開口の形状と
大体相似の形状であることが望ましい。
The cross-sectional shape of the upstream opening 28, the valve opening of the valve seat 32a, and the exhaust gas introduction passage from the valve opening to the downstream inlets 22a and 22b may be any of a rectangle with rounded corners, an oval, an ellipse, and a circle. Alternatively, a combination of these may be used. Further, it is desirable that the shape of the valve member 34 is approximately similar to the shape of the valve opening of the valve seat 32a.

そして、揺動腕38aには、弁制御機構Cが付
設されている。
A valve control mechanism C is attached to the swing arm 38a.

弁制御機構Cは、アクチユエータ50と流体圧
源51とにより構成されており、流体圧源51か
ら所要のエア圧が供給されて、アクチユエータ5
0内のリターンスプリング50aのリターンスプ
リング力を差引いた押圧力が揺動腕38aに作動
するようになつている。
The valve control mechanism C is composed of an actuator 50 and a fluid pressure source 51, and a required air pressure is supplied from the fluid pressure source 51 to control the actuator 5.
A pressing force obtained by subtracting the return spring force of the return spring 50a within 0 is applied to the swing arm 38a.

これにより、弁部材34a,34bの閉状態に
おいて、その上流側の排気マニホルド26の排圧
が所要圧(上記の押圧力に相当する圧力)以上に
なつた場合には、弁部材34aがアクチユエータ
50内のエア圧に抗して開作動されるようになつ
ている。
As a result, in the closed state of the valve members 34a and 34b, if the exhaust pressure of the exhaust manifold 26 on the upstream side exceeds the required pressure (pressure corresponding to the above-mentioned pressing force), the valve member 34a is moved to the actuator 50. It is designed to open against the air pressure inside.

本考案の一実施例としての可変容量ターボ過給
装置は、上述のごとく構成されているので、エン
ジンの低速,高負荷運転時(第3図のB1領域)
には、弁部材34aが閉鎖され且つ弁部材34b
は開かれて、排気マニホルド26からの排気ガス
が、上流開口28,弁座32bの弁開口,対応す
る下流開口30b,タービンハウジングの入口2
2bから、排気ガス導入路Bを通つてタービンロ
ータ16の羽根に作用し、第4図のB1で示す流
量特性により、排気ガスタービン12を効率的に
運転する。この状態で、開いている弁部材34b
が隔壁44と協働して弁座32bから下流側の弁
ケーシング24内において、大体なだらかな屈曲
した抵抗の少ない排気ガス導入路を形成し、一
方、弁座32bを含む平面と約90度の角度をなし
て交わる平面内に含まれている弁座32aに着座
している弁部材34aが、上記弁座32bより上
流側の導入路壁の一部を構成してなだらかな抵抗
の少ない排気導入路を形成する。
Since the variable capacity turbocharger as an embodiment of the present invention is configured as described above, it is possible to operate the engine at low speed and high load (region B1 in Fig. 3).
, valve member 34a is closed and valve member 34b is closed.
is opened to allow exhaust gases from the exhaust manifold 26 to pass through the upstream opening 28, the valve opening in the valve seat 32b, the corresponding downstream opening 30b, and the inlet 2 of the turbine housing.
2b acts on the blades of the turbine rotor 16 through the exhaust gas introduction path B, and efficiently operates the exhaust gas turbine 12 with the flow rate characteristic shown by B 1 in FIG. In this state, the valve member 34b is open.
cooperates with the partition wall 44 to form a generally gently curved exhaust gas introduction path with low resistance in the valve casing 24 on the downstream side from the valve seat 32b. The valve member 34a seated on the valve seat 32a included in planes that intersect at an angle constitutes a part of the introduction passage wall on the upstream side of the valve seat 32b, so that the exhaust gas is introduced smoothly and with little resistance. form a road.

また、エンジンが中速高負荷状態(第3図の
B2領域)で運転しているときは、弁部材34a
が開き弁部材34bが閉じられて、上記と全く同
様の態様で、流量特性が大きい排気ガス導入路A
からタービンロータ16に排気ガスが供給され
る。すなわち、流量特性B2により運転される。
In addition, the engine is in a medium speed and high load state (see Figure 3).
When operating in B2 area), the valve member 34a
is opened and the valve member 34b is closed, and in exactly the same manner as described above, the exhaust gas introduction path A having large flow rate characteristics is opened.
Exhaust gas is supplied to the turbine rotor 16 from. That is, it is operated with flow rate characteristic B2 .

この場合にも、図示のとおり、弁ケーシング2
4内で隔壁44の両側にほぼ対称的に弁座および
排気ガス導入路が形成されていることから、上記
と全く同様に流通抵抗が小さいなだらかな導入路
が形成されることとなる。
In this case as well, as shown, the valve casing 2
Since the valve seat and the exhaust gas introduction path are formed almost symmetrically on both sides of the partition wall 44 in the exhaust gas chamber 4, a gentle introduction path with low flow resistance is formed, just like the above.

さらに、エンジンの高速高負荷および低負荷運
転時(第3図のB3領域)には、その回転数の如
何にかかわりなく上記二つの弁部材34a,34
bがともに開かれ、上流開口28から弁ケーシン
グ24内に流入した排気ガスは、中央の隔壁44
によつて左右に分割された導入路を通り、下流開
口30a,30bからそれぞれタービンハウジン
グの入口22a,22bに流入し、排気ガス導入
路A,Bの両方から流量特性B3によりタービン
ロータ16に供給される。
Furthermore, during high-speed, high-load and low-load operation of the engine (area B3 in FIG. 3), the two valve members 34a and 34 are
b are both opened, and the exhaust gas flowing into the valve casing 24 from the upstream opening 28 flows through the central partition wall 44.
The exhaust gas flows into the turbine housing inlets 22a and 22b from the downstream openings 30a and 30b, respectively, through the introduction passage divided into left and right parts by the exhaust gas introduction passages A and B, and flows into the turbine rotor 16 from both the exhaust gas introduction passages A and B according to the flow rate characteristic B3. Supplied.

この場合にも開かれた弁部材34a,34bが
上記隔壁44と協働して排気ガス導入路の一側壁
としての役目を果たすこととなる。
In this case as well, the opened valve members 34a and 34b cooperate with the partition wall 44 to serve as one side wall of the exhaust gas introduction path.

上述したように、ターボ過給機の排気ガスター
ビンとエンジンの排気装置例えば排気マニホルド
との間に、弁座および弁部材を特殊な態様で配置
することによつて、エンジンの運転状態に応じそ
の排気ガスを適切な、そして流通抵抗が小さい選
択された導入路を経て排気ガスタービンに供給す
ることができる。
As mentioned above, by arranging the valve seat and valve member in a special manner between the exhaust gas turbine of the turbocharger and the engine exhaust system, such as the exhaust manifold, the valve seat and valve member can be arranged in a special manner depending on the operating state of the engine. The exhaust gas can be supplied to the exhaust gas turbine via a suitable and selected introduction path with low flow resistance.

一方、エンジンに、エキゾーストブレーキを作
動させる場合には、弁部材34a,34bを閉作
動させる。
On the other hand, when operating the exhaust brake on the engine, the valve members 34a and 34b are closed.

これにより、排気マニホルド26は閉状態にな
り、排気マニホルド26内における排気圧Peに
よりエキゾーストブレーキ効果が得られる。
As a result, the exhaust manifold 26 is brought into a closed state, and the exhaust pressure Pe within the exhaust manifold 26 provides an exhaust braking effect.

そしてこの場合、排気通路の上流端に新たに形
成された弁座の開口を開閉する弁部材と同弁部材
を揺動支持する揺動腕とを別体として弁装置が構
成されているため、弁部材を弁座の開口形状に合
わせて作成することが容易となり、したがつて、
全閉時における弁装置のシール性が向上し、排気
ブレーキ作動時の制動効果が向上する。また、弁
部材の全開位置において同弁部材により上記排気
ガス導入路と隔てられる空間内に支持軸が配設さ
れているため、弁全開時においても弁部材および
支持軸が排気ガス導入路内に位置することがな
く、エンジンの回転数が低く排ガス流量が少ない
ときにもブースト圧が低下するおそれがない。
In this case, the valve device is configured with a valve member that opens and closes the opening of the valve seat newly formed at the upstream end of the exhaust passage and a swinging arm that swings and supports the valve member as separate bodies. It becomes easy to create the valve member to match the opening shape of the valve seat, and therefore,
The sealing performance of the valve device when fully closed is improved, and the braking effect when the exhaust brake is activated is improved. In addition, since the support shaft is disposed in a space separated from the exhaust gas introduction passage by the valve member when the valve member is in the fully open position, the valve member and the support shaft remain within the exhaust gas introduction passage even when the valve is fully open. There is no risk of the boost pressure decreasing even when the engine speed is low and the exhaust gas flow rate is low.

そして、このエキゾーストブレーキ効果は、エ
ンジンが低回転域で運転されている場合、排気圧
Peが動弁系に悪影響を及ぼす所要の圧力Peo以上
に達しないため、弁部材34aがアクチユエータ
50内のエア圧に抗して開作動することがなく、
排気圧Peが完全にシールされて、その回転速度
における最高の排気圧Peによるブレーキ効果が
得られる。
And, this exhaust braking effect reduces the exhaust pressure when the engine is operated in a low rotation range.
Since Pe does not reach the required pressure Peo that has a negative effect on the valve train, the valve member 34a does not open against the air pressure inside the actuator 50.
The exhaust pressure Pe is completely sealed, and the braking effect of the highest exhaust pressure Pe at that rotational speed is obtained.

また、エンジンが、中高回転域で運転されてい
る場合において、弁部材34a,34bの閉作動
の結果、排気圧Peが所要の圧力Peo以上になつた
場合、弁部材34aは、アクチユエータ50内の
エア圧に抗して開作動される。
Further, when the engine is operated in a medium to high speed range, if the exhaust pressure Pe becomes equal to or higher than the required pressure Peo as a result of the closing operation of the valve members 34a and 34b, the valve member 34a It is opened against air pressure.

この後、アクチユエータ50による押圧力と排
気圧Peとが釣合う位置に弁部材34aは開かれ、
排気マニホルド26内の排気圧Peは圧力Peoに保
持される。
Thereafter, the valve member 34a is opened to a position where the pressing force by the actuator 50 and the exhaust pressure Pe are balanced.
The exhaust pressure Pe in the exhaust manifold 26 is maintained at pressure Peo.

すなわち、第2図において、点線で示すよう
に、従来は、エキゾーストブレーキ効果を得るこ
とのできる排気圧Peが、エンジン回転速度にし
たがい変化し、エンジン回転速度が高いときに所
要の圧力Peoを得られるように小穴をエキゾース
トブレーキにあけられていたため、エンジン回転
速度が低いときには、著しく排気圧Peが低下す
る特性を有していた。
That is, as shown by the dotted line in Fig. 2, conventionally, the exhaust pressure Pe at which the exhaust braking effect can be obtained changes according to the engine rotation speed, and it is difficult to obtain the required pressure Peo when the engine rotation speed is high. Because a small hole was drilled in the exhaust brake to allow the engine to run smoothly, the exhaust pressure Pe dropped significantly when the engine speed was low.

しかしながら、本実施例の装置によれば、排気
マニホルド26内の排気圧Peが所要の圧力Peo以
下のときには閉状態が保たれ、排気圧Peが所要
の圧力Peo以上になつたときには、PeをPeoとす
るように弁部材34aの開度が自動調整されるた
め、エンジン回転速度にかかわらず、所要の圧力
Peoを限度としてそのエンジン回転速度における
最高の排気圧Peがエキゾーストブレーキの排気
圧Peとして作用する。
However, according to the device of this embodiment, when the exhaust pressure Pe in the exhaust manifold 26 is below the required pressure Peo, the closed state is maintained, and when the exhaust pressure Pe exceeds the required pressure Peo, Pe is The opening degree of the valve member 34a is automatically adjusted so that the required pressure is maintained regardless of the engine speed.
With Peo as the limit, the highest exhaust pressure Pe at that engine speed acts as the exhaust pressure Pe of the exhaust brake.

すなわち、エンジン回転数全域にわたり、十分
なエキゾーストブレーキ効果が得られるのであ
る。
In other words, a sufficient exhaust braking effect can be obtained over the entire engine speed range.

なお、弁部材34aに作用する力は、リターン
スプリング50a内のエア圧をPa,アクチユエ
ータ50の受圧面積をAa,アクチユエータ50
のリターンスプリング力をFs,弁部材34aの
受圧面積をAvとすると、(PaAa−Fs)であり、
Pa,Aa,Fsは、 PaAa−Fs=AvPeo を満たすように設定される。
Note that the force acting on the valve member 34a is determined by the air pressure in the return spring 50a being Pa, the pressure receiving area of the actuator 50 being Aa, and the force acting on the actuator 50.
If the return spring force is Fs, and the pressure receiving area of the valve member 34a is Av, then (PaAa−Fs),
Pa, Aa, and Fs are set to satisfy PaAa−Fs=AvPeo.

すなわち、Pe>Peoのときは、 PaAa−Fs=AvPeo<AvPe となり、弁部材34aが押し開かれて、その開度
が、 PaAa−Fs=AvPeo=AvPe となるように自動調整される。
That is, when Pe>Peo, PaAa-Fs=AvPeo<AvPe, the valve member 34a is pushed open, and its opening degree is automatically adjusted so that PaAa-Fs=AvPeo=AvPe.

このようにして、ターボ過給装置10により、
効率のよい過給が行なわれるとともに、エキゾー
ストブレーキ効果も適確に得られるようになる。
なお、本装置を使用すれば、従来のエキゾースト
ブレーキは不要となり、その分低コスト化が図れ
る。
In this way, the turbocharger 10 allows
Not only is efficient supercharging performed, but the exhaust braking effect can also be properly achieved.
Note that if this device is used, a conventional exhaust brake is not required, and costs can be reduced accordingly.

なお、弁座32は、大体鉛直面に対し、45度の
角度で交叉する面(必ずしも平面でなくてもよ
い)内に配置されることが最も好ましいが、その
角度は約30度から60度まで幅広く変更することが
可能であり、概ね同様の効果が得られる。
The valve seat 32 is most preferably arranged in a plane (not necessarily a plane) that intersects the vertical plane at an angle of 45 degrees, but the angle is approximately 30 degrees to 60 degrees. It is possible to make a wide range of changes, and generally the same effect can be obtained.

さらに本考案の応用例として、排気ガスタービ
ンハウジング内に実施例における導入路A,Bの
他に第3の排気ガス導入路を設けることができ、
上記弁部材34,34とは別の第3の弁によつて
開閉されるようにすることもできる。
Further, as an application example of the present invention, a third exhaust gas introduction path can be provided in the exhaust gas turbine housing in addition to the introduction paths A and B in the embodiment,
It can also be configured to be opened and closed by a third valve separate from the valve members 34, 34 described above.

〔考案の効果〕[Effect of idea]

以上詳述したように、本考案の可変容量ターボ
過給装置によれば、複数の排気導入口が形成され
たタービンハウジングと、上記複数の排気導入口
にそれぞれ連通する複数の下流開口とエンジンの
排気マニホールドに連通する上流開口とが形成さ
れた中空の弁ケーシングと、上記弁ケーシング内
の少なくとも一部を上記複数の下流開口に通じる
複数の排気ガス導入路に仕切る隔壁と、上記複数
の排気ガス導入路の上流端にそれぞれ配設された
複数の弁装置とをそなえた可変容量ターボ過給装
置において、上記複数の弁装置はそれぞれ、上記
排気ガス導入路の上流端に形成された弁座と、同
弁座の弁開口を開閉するとともに全開位置におい
て上記隔壁と対向して上記排気ガス導入路の側壁
を成す弁部材と、同弁部材の全開位置において同
弁部材により上記排気ガス導入路と隔てられる上
記弁ケーシング内の空間に配設された支持軸と、
一端が上記支持軸受に揺動自在に支持され他端が
上記弁部材に連結された揺動腕とから構成される
という簡素な構成で、次のような効果ないし利点
が得られる。
As described in detail above, the variable capacity turbocharging device of the present invention includes a turbine housing in which a plurality of exhaust inlets are formed, a plurality of downstream openings each communicating with the plurality of exhaust inlets, and an engine. a hollow valve casing formed with an upstream opening communicating with an exhaust manifold; a partition wall partitioning at least a portion of the inside of the valve casing into a plurality of exhaust gas introduction passages communicating with the plurality of downstream openings; and a plurality of exhaust gases. In a variable capacity turbocharger including a plurality of valve devices each disposed at an upstream end of an introduction path, each of the plurality of valve devices has a valve seat formed at an upstream end of the exhaust gas introduction path. a valve member that opens and closes the valve opening of the valve seat and forms a side wall of the exhaust gas introduction passage facing the partition wall when the valve member is in the fully open position; a support shaft disposed in a space within the valve casing separated from each other;
The following effects and advantages can be obtained with a simple structure consisting of a swing arm whose one end is swingably supported by the support bearing and whose other end is connected to the valve member.

(1) 排気通路の上流端に新たに形成された弁座の
開口を開閉する弁部材と同弁部材を揺動支持す
る揺動腕とを別体として弁装置が構成されてい
るため、弁部材を弁座の開口形状に合わせて作
成することが容易となり、したがつて、全閉時
における弁装置のシール性が向上し、排気ブレ
ーキ作動時の制動効果が向上する。
(1) The valve device is configured with a valve member that opens and closes the opening of the valve seat newly formed at the upstream end of the exhaust passage and a swinging arm that swings and supports the valve member as separate parts. It becomes easy to create the member to match the opening shape of the valve seat, thus improving the sealing performance of the valve device when fully closed, and improving the braking effect when the exhaust brake is activated.

(2) 弁部材の全開位置において同弁部材により上
記排気ガス導入路と隔てられる空間内に支持軸
が配設されたため、弁全開時においても弁部材
および支持軸が排気ガス導入路内に位置するこ
とがなく、エンジンの回転数が低く排ガス流量
が少ないときにもブースト圧が低下するおそれ
がない。
(2) Since the support shaft is arranged in the space separated from the exhaust gas introduction passage by the valve member when the valve member is in the fully open position, the valve member and the support shaft are located within the exhaust gas introduction passage even when the valve is fully open. There is no fear that the boost pressure will decrease even when the engine speed is low and the exhaust gas flow rate is low.

(3) 弁部材の全開位置において同弁部材により上
記排気ガス導入路と隔てられる空間内に支持軸
が配設されたため、弁全開時においても弁部材
および支持軸が排気ガス導入路内に位置するこ
とはなく、排気ブレーキを作動させる必要のな
い運転状態において排気抵抗が不要に増加する
ことがない。
(3) Since the support shaft is arranged in the space separated from the exhaust gas introduction passage by the valve member when the valve member is in the fully open position, the valve member and the support shaft are located within the exhaust gas introduction passage even when the valve is fully open. Therefore, the exhaust resistance does not increase unnecessarily in operating conditions where the exhaust brake does not need to be operated.

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

第1〜4図は本考案の一実施例としての可変容
量ターボ過給装置を示すもので、第1図はその全
体構成を示す模式図、第2〜4図はそれぞれの特
性を示すグラフである。 10……ターボ過給装置、12……排気ガスタ
ービン、14……コンプレツサ、16……タービ
ンロータ、18……タービンハウジング、20…
…隔壁、22……排気ガス入口、22a,22b
……入口、24……弁ケーシング、26……排気
マニホルド、28……上流開口、30a,30b
……下流開口、32a,32b……弁座、34
a,34b……弁部材、36a,36b……突
軸、38a,38b……揺動腕、40a,40b
……支持軸、42……蓋、44……隔壁、50…
…アクチユエータ、50a……リターンスプリン
グ、51……流体圧源、A,B……排気ガス導入
路、C……弁制御機構、Pe……排気圧、Peo……
圧力、V……弁装置。
Figures 1 to 4 show a variable displacement turbocharger as an embodiment of the present invention. Figure 1 is a schematic diagram showing its overall configuration, and Figures 2 to 4 are graphs showing the characteristics of each. be. 10... Turbo supercharger, 12... Exhaust gas turbine, 14... Compressor, 16... Turbine rotor, 18... Turbine housing, 20...
...Partition wall, 22...Exhaust gas inlet, 22a, 22b
...Inlet, 24...Valve casing, 26...Exhaust manifold, 28...Upstream opening, 30a, 30b
...Downstream opening, 32a, 32b...Valve seat, 34
a, 34b... Valve member, 36a, 36b... Protruding shaft, 38a, 38b... Swinging arm, 40a, 40b
... Support shaft, 42 ... Lid, 44 ... Partition wall, 50 ...
... Actuator, 50a ... Return spring, 51 ... Fluid pressure source, A, B ... Exhaust gas introduction path, C ... Valve control mechanism, Pe ... Exhaust pressure, Peo ...
Pressure, V...valve device.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 複数の排気導入口が形成されたタービンハウジ
ングと、上記複数の排気導入口にそれぞれ連通す
る複数の下流開口とエンジンの排気マニホールド
に連通する上流開口とが形成された中空の弁ケー
シングと、上記弁ケーシング内の少なくとも一部
を上記複数の下流開口に通じる複数の排気ガス導
入路に仕切る隔壁と、上記複数の排気ガス導入路
の上流端にそれぞれ配設された複数の弁装置とを
そなえた可変容量ターボ過給装置において、上記
複数の弁装置はそれぞれ、上記排気ガス導入路の
上流端に形成された弁座と、同弁座の弁開口を開
閉するとともに全開位置において上記隔壁と対向
して上記排気ガス導入路の側壁を成す弁部材と、
同弁部材の全開位置において同弁部材により上記
排気ガス導入路と隔てられる上記弁ケーシング内
の空間に配設された支持軸と、一端が上記支持軸
に揺動自在に支持され他端が上記弁部材に連結さ
れた揺動腕とから構成されたことを特徴とする、
可変容量ターボ過給装置。
a turbine housing in which a plurality of exhaust inlet ports are formed; a hollow valve casing in which a plurality of downstream openings each communicate with the plurality of exhaust inlet ports; and an upstream opening in communication with an exhaust manifold of an engine; A variable valve device comprising: a partition wall that partitions at least a portion of the inside of the casing into a plurality of exhaust gas introduction passages communicating with the plurality of downstream openings; and a plurality of valve devices respectively disposed at upstream ends of the plurality of exhaust gas introduction passages. In the capacity turbocharging device, each of the plurality of valve devices opens and closes a valve seat formed at an upstream end of the exhaust gas introduction passage, and a valve opening of the valve seat, and faces the partition wall in a fully open position. a valve member forming a side wall of the exhaust gas introduction passage;
a support shaft disposed in a space within the valve casing that is separated from the exhaust gas introduction passage by the valve member when the valve member is in a fully open position; and a swinging arm connected to a valve member,
Variable capacity turbocharger.
JP1984117815U 1984-03-15 1984-07-31 Variable capacity turbocharger Granted JPS6133924U (en)

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JP1984117815U JPS6133924U (en) 1984-07-31 1984-07-31 Variable capacity turbocharger
KR1019850001665A KR910004384B1 (en) 1984-03-15 1985-03-15 Method and device of variable volume turbocharger
US06/801,698 US4719757A (en) 1984-03-15 1985-03-15 Variable-volume turbocharger
PCT/JP1985/000129 WO1993013304A1 (en) 1984-03-15 1985-03-15 Variable capacity turbo-supercharger
US07/079,122 US4825523A (en) 1984-03-15 1987-07-27 Method for manufacturing a housing
US07/079,121 US4794758A (en) 1984-03-15 1987-07-27 Method of controlling a turbocharger

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JPS5583545U (en) * 1978-12-05 1980-06-09
JPS58114844U (en) * 1982-01-30 1983-08-05 いすゞ自動車株式会社 supercharging device

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