JPH0512533B2 - - Google Patents

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JPH0512533B2
JPH0512533B2 JP60236045A JP23604585A JPH0512533B2 JP H0512533 B2 JPH0512533 B2 JP H0512533B2 JP 60236045 A JP60236045 A JP 60236045A JP 23604585 A JP23604585 A JP 23604585A JP H0512533 B2 JPH0512533 B2 JP H0512533B2
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turbine
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Isuzu Motors Ltd
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    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/02—Gas passages between engine outlet and pump drive, e.g. reservoirs
    • F02B37/025—Multiple scrolls or multiple gas passages guiding the gas to the pump drive
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/22—Control of the pumps by varying cross-section of exhaust passages or air passages, e.g. by throttling turbine inlets or outlets or by varying effective number of guide conduits
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49316—Impeller making
    • Y10T29/4932—Turbomachine making
    • Y10T29/49323—Assembling fluid flow directing devices, e.g., stators, diaphragms, nozzles

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は内燃機関用ターボ過給機に関するもの
である。
［従来の技術］ 車両用内燃機関に備えられたターボ過給機で
は、機関の低回転数域で排気流量が不足し、十分
な性能が得られないのが一般的である。すなわ
ち、ターボ過給機への排気流量に対する入口圧Ｐ
２と出口圧Ｐ１は第４図に示すように変化する。
タービン効率は η＝１−（p1／p2）(K-1)/K で表されるから、入口圧と出口圧の比がタービン
の効率に大きく影響し、入口圧が高いほどタービ
ン効率が良くなる。したがつて、排気流量の変動
範囲が広い車両用内燃機関では、単一のタービン
で排気エネルギを効率良く吸気過給に利用し、ま
たは動力としてクランク軸へ回収することは非常
に困難である。
そこで、タービン翼車について内側に低速用翼
車を、外側に高速用翼車をそれぞれ設け、高速用
タービン翼車へ連なる通路に、排気流量が少ない
時に閉じる開閉弁を設けたターボ過給機が提案さ
れている。
また、実開昭59−192631号公報に開示されるタ
ーボ過給機では、鋳鉄製のケーシングを左右１対
の分割体として形成し、両者の間にステンレス製
の隔壁板の縁部を挟み、ボルトとナツトにより結
合し、２列のスクロール通路を形成している。
上述のターボ過給機では、スクロール通路はス
テンレス製の隔壁板と鋳鉄製のケーシング分割体
とで区画されるものであるから、スクロール通路
の断熱性は十分でなく、仮に機関の燃焼室を断熱
化して、排気を高温の状態でスクロール通路を経
てタービンへ供給しても、ケーシング分割体から
の熱損失が多く、熱エネルギを無駄なくタービン
で回収できるものではなく、また鋳鉄製のケーシ
ング分割体は高温に耐えられず割れる恐れがあ
る。
また、ケーシング分割体の間に平坦な隔壁板を
挟んだだけでは、スクロール通路の見掛けの通路
面積はあまり犠牲にならないが、スクロール通路
へ供給される高温・高速の排気はいわゆる縮流現
象を起すので、各ケーシング分割体と隔壁板との
交差部は丸みがないと通路面積として有効に働か
ない。通路の断面形状は角隅部や溝のない円形な
いし楕円形のものが好ましい。
［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は上述の問題に鑑み、耐熱性と耐
熱性に優れ、スクロール通路の有効面積が広く、
製造が容易な、ターボ過給機を提供することにあ
る。
［問題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の構成は鋳
鉄製のタービンのケーシングに入口管を一体に設
け、入口管の単一の入口通路をケーシングの単一
のスクロール通路に連通し、入口管とケーシング
の各通路の内面に、タービン主軸に垂直な隔壁に
よりそれぞれ２列に仕切られた入口通路とスクロ
ール通路とを備えたステンレス製の内壁板を内張
りし、一方の入口通路の入口端に、排気流量が少
い時閉じる開閉弁を配設したものである。
［作用］ 鋳鉄製のケーシングの内面、詳しくはスクロー
ル通路の内面に、耐熱性と断熱性に優れたステン
レス製の内壁板を内張りしたから、スクロール通
路から鋳鉄製のケーシングへの熱流出が抑えら
れ、排気が高温の状態でタービン翼車へ導入さ
れ、排気熱のエネルギを無駄なくタービンで吸収
でき、また、ステンレス製の内壁板により鋳鉄製
のケーシングの熱負荷が軽減されるので、鋳鉄製
のケーシングが割れるなどの問題がない。
スクロール通路を２分割する隔壁は内壁板と一
体であるから、断面の形状は何ら制約を受けず、
隔壁の肉厚を薄くし、通路面積を広くできる。
［発明の実施例］ 第１図に示すように、内燃機関１７の排気マニ
ホールド２２の集合管２２ａに、ターボ過給機１
のタービン３３の入口管４が結合される。ターボ
過給機１はケーシング２４の一端側にタービン３
３を、他端側にブロア３２をそれぞれ結合され
る。ケーシング２４に軸受により支持した主軸１
８は一端にタービン翼車１２を、他端にブロア翼
車２５をそれぞれ結合される。主軸１８に発電機
１４の回転子１５が結合される一方、ケーシング
２４に回転子１５を取り囲む固定子１６が結合さ
れる。タービン３３のケーシング２６は、集合管
２２ａに接続される入口管４を一体に備えてい
る。入口管４の内部に入口通路が形成され、ター
ビン翼車１２を囲む渦巻き状のスクロール通路１
３へ接続される。
排気マニホールド２２の排気は入口管４からス
クロール通路１３へ入り、タービン翼車１２に当
り、タービン翼車１２を回転し、出口管１９から
外部へ流出する。タービン翼車１２によりブロア
翼車２５が回転駆動され、吸気が機関へ過給され
る。
第２図に示すように、本発明によれば、入口管
４の内面に、隔壁６により仕切られた入口通路４
ａと入口通路４ｂを一体に備えるステンレス製の
内壁板３４が内張りされる。一方の入口通路４ａ
の入口端に開閉弁７が配設される。開閉弁７の支
軸２１にレバー１０が結合される。
第３図に示すように、レバー１０は電磁アクチ
ユエータ９のロツド９ａに連結される。入口管４
の入口に設けた圧力センサ８の電気信号が、電子
制御装置１１へ入力され、圧力センサ８により検
出された入口圧が所定値以下になると、電子制御
装置１１の出力により電磁アクチユエータ９が励
磁され、ロツド９ａが突出し、開閉弁７が入口通
路４ａを閉じる。開閉弁７が入口通路４ａの入口
端を閉じた時、入口管４の排気が入口通路４ｂへ
円滑に流れるように、開閉弁７の形状は排気の流
れの方向に対し傾斜した状態で入口通路４ａを閉
じるように構成される。
隔壁６はタービン３３の主軸１８に垂直であ
り、入口管４からタービン翼車１２を取り囲むケ
ーシング２６の内部へ延び、スクロール通路１３
をスクロール通路１３ａとスクロール通路１３ｂ
に分割する。
つまり、ケーシング２６の内面、詳しくはスク
ロール通路１３の内面にも、隔壁６により仕切ら
れたスクロール通路１３ａ，１３ｂを一体に備え
たステンレス製の内壁板３４が内張りされる。実
際には、入口通路４ａ，４ｂとスクロール通路１
３ａ，１３ｂを一体に備えたステンレス製の内壁
板３４は、中子と組み合せて鋳型にセツトされ、
内壁板３４の外面に、入口管４とケーシング２６
が鋳込まれる。
ステンレス製の内壁板３４は鋳鉄製のケーシン
グ２６の内部へ埋め込まれるのではなく、鋳鉄製
のケーシング２６のスクロール通路１３の内面に
露出し、スクロール通路１３ａ，１３ｂを区画す
る。したがつて、ステンレス製の内壁板３４は鋳
鉄製の入口管４とケーシング２６とに完全に結合
するものではなく、熱歪により両者の間に〓間が
生じても、この〓間は断熱空部として内壁板３４
からケーシング２６への熱流出を抑えるように働
く。
上述の構成になるターボ過給機１は、機関回転
数が高く排気流量が多い時は、入口圧も高く、圧
力センサ８により検出された入口圧が所定値以上
であれば、電磁アクチユエータ９は消磁され、ば
ね力によりロツド９ａが引込められ、開閉弁７は
入口通路４ａを開いている。したがつて、排気は
入口通路４ａと入口通路４ｂからスクロール通路
１３ａとスクロール通路１３ｂへそれぞれ入り、
タービン翼車１２を回転する。
一方、機関回転数が低く排気流量が少い時は、
入口圧は低く、圧力センサ８により検出された入
口圧が所定値以下になると、電磁アクチユエータ
９は励磁され、ロツド９ａが突出し、第２図に示
すように、開閉弁７は入口通路４ａを閉じる。排
気は入口通路４ｂからスクロール通路１３ｂへ入
り、タービン翼車１２を回転する。開閉弁７が閉
じると、入口通路４ｂの入口圧が高くなり、第４
図に破線で示すように、流量が少くても圧力比が
高くなり、タービン翼車１２の回転数の低下が抑
えられ、効率のよい吸気過給が得られる。
なお、排気流量が過大な場合は、開閉弁７は開
き、かつ発電機１４は負荷を接続される。発電機
１４の発電電力は図示してないクランク軸に結合
した電動機へ供給される。これによりタービン翼
車１２の回転数の上昇が抑えられ、過大な排気エ
ネルギは電気エネギに変換され、電動機を通じて
機関のクランク軸へ回収される。
ステンレス製の内壁板３４は耐熱性と断熱性を
有するので、鋳鉄製のケージング２６への熱流出
が少く、排気を高温の状態でタービン翼車１２へ
導入できるので、耐熱性と耐久性に優れた高効
率・高出力のターボ過給機が得られる。
［発明の効果］ 本発明は上述のように、鋳鉄製のタービンのケ
ーシングに入口管を一体に設け、入口管の単一の
入口通路をケーシングの単一のスクロール通路に
連通し、入口管とケーシングの各通路の内面に、
タービン主軸に垂直な隔壁によりそれぞれ２列に
仕切られの入口通路とスクロール通路とを備えた
ステンレス製の内壁板を内張りし、一方の入口通
路の入口端に、排気流量が少い時閉じる開閉弁を
配設したものであるから、次のような効果を奏す
る。
(a) 鋳鉄製のケーシングの内面に、耐熱性と断熱
性に優れたステンレス製のスクロール通路を区
画する内壁板を内張りしたから、スクロール通
路から鋳鉄製のケーシングへの熱流出が抑えら
れ、排気が高温の状態でタービン翼車へ導入さ
れ、排気熱のエネルギを無駄なくタービンで吸
収できる。
(b) ステンレス製の内壁板により鋳鉄製のケーシ
ングの熱負荷が軽減されるので、鋳鉄製のケー
シングが割れるなどの問題がなく、耐久性が向
上する。
(c) ２つのスクロール通路を分割する隔壁は、ス
テンレス製の内壁板と一体に形成されるので、
従来のケーシングと一体に隔壁を鋳造したもの
に比べて、広い通路面積を確保でき、また通路
の断面形状は内壁板を二分割体としてプレス成
形するなどより、流体抵抗の小さい円形ないし
楕円形に近いものにでき、製作も容易である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係るターボ過給機の平面断面
図、第２図は同ターボ過給機の要部を破断して示
す斜視図、第３図は同側面図、第４図は同ターボ
過給機の性能を説明する線図である。 ４：入口管、４ａ，４ｂ：入口通路、６：隔
壁、７：開閉弁、１２：タービン翼車、１３，１
３ａ，１３ｂ：スクロール通路、１８：主軸、３
４：内壁板。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 鋳鉄製のタービンのケーシングに入口管を一
    体に設け、入口管の単一の入口通路をケーシング
    の単一のスクロール通路に連通し、入口管とケー
    シングの各通路の内面に、タービン主軸に垂直な
    隔壁によりそれぞれ２列に仕切られた入口通路と
    スクロール通路とを備えたステンレス製の内壁板
    を内張りし、一方の入口通路の入口端に、排気流
    量が少い時閉じる開閉弁を配設したことを特徴と
    するターボ過給機。
JP60236045A 1985-10-22 1985-10-22 タ−ボ過給機 Granted JPS6296734A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60236045A JPS6296734A (ja) 1985-10-22 1985-10-22 タ−ボ過給機
EP86113988A EP0220564B1 (en) 1985-10-22 1986-10-09 Turbo-supercharger for internal combustion engine
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CA000521171A CA1254754A (en) 1985-10-22 1986-10-22 Turbo-supercharger for internal combustion engine

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JPS6296734A JPS6296734A (ja) 1987-05-06
JPH0512533B2 true JPH0512533B2 (ja) 1993-02-18

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ID=16994940

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US (1) US4776167A (ja)
EP (1) EP0220564B1 (ja)
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DE (1) DE3667522D1 (ja)

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