JPH0652052B2 - タ−ボチヤ−ジヤ - Google Patents
タ−ボチヤ−ジヤInfo
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- JPH0652052B2 JPH0652052B2 JP60028289A JP2828985A JPH0652052B2 JP H0652052 B2 JPH0652052 B2 JP H0652052B2 JP 60028289 A JP60028289 A JP 60028289A JP 2828985 A JP2828985 A JP 2828985A JP H0652052 B2 JPH0652052 B2 JP H0652052B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inlet passage
- passage
- inlet
- heat shield
- shield plate
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/02—Gas passages between engine outlet and pump drive, e.g. reservoirs
-
- 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
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は内燃機関の排気ガスエネルギによつて回転され
るタービンと、このタービンによつて回転されるコンプ
レツサとを備えたターボチヤージヤに関するものであ
る。
るタービンと、このタービンによつて回転されるコンプ
レツサとを備えたターボチヤージヤに関するものであ
る。
ターボチヤージヤは周知の通り、内燃機関から排出され
る排気ガスをタービンケースに導き、このタービンケー
ス内のタービンを回転させることでコンプレツサを回転
し、空気を圧縮して内燃機関に送るものである。
る排気ガスをタービンケースに導き、このタービンケー
ス内のタービンを回転させることでコンプレツサを回転
し、空気を圧縮して内燃機関に送るものである。
そして、この種のターボチヤージヤは効率向上のためや
多様な制御特性を得るため、最近ではタービンケースに
形成されたスクロール室を隔壁によつて二分割し、両方
のスクロール室を同時に使用したり、また場合によつて
は一方のスクロール室を常時使用し高速では両方のスク
ロール室を使用していたりしていた。
多様な制御特性を得るため、最近ではタービンケースに
形成されたスクロール室を隔壁によつて二分割し、両方
のスクロール室を同時に使用したり、また場合によつて
は一方のスクロール室を常時使用し高速では両方のスク
ロール室を使用していたりしていた。
このようなターボチヤージヤは例えば米国特許第3,614,
259号明細書に示されている。
259号明細書に示されている。
ところが、このようなターボチヤージヤにおいては、排
気通路と接続されるスクロール室の入口部分において亀
裂が発生するという現象が発現した。
気通路と接続されるスクロール室の入口部分において亀
裂が発生するという現象が発現した。
このような亀裂の発生は排気ガスの漏れを発生し好まし
いものではなかった。
いものではなかった。
また、タービンケースは鋳物で製作されるが、巣の発生
は避けられず、通路の切換バルブが当接するシール面に
巣があると、シール性が悪くなるという問題があった。
は避けられず、通路の切換バルブが当接するシール面に
巣があると、シール性が悪くなるという問題があった。
本発明の目的は二つのスクロール室を有するターボチヤ
ージヤにおいて、ターボチヤージヤの入口部分の通路壁
に亀裂が発生するのを防止するとともに、切換バルブの
シール性を向上させることにある。
ージヤにおいて、ターボチヤージヤの入口部分の通路壁
に亀裂が発生するのを防止するとともに、切換バルブの
シール性を向上させることにある。
本発明の特徴は、圧延板や焼結物の耐熱性を有する材料
を加工して製作された遮熱板を、ターボチヤージヤの入
口部分に形成された二つの入口通路の入口に、入口通路
の内周と所定間隔を有して配置し、一端部がタービンホ
イルから排気が排出される出口通路の内壁面の高さより
も上方のタービンホイル寄りに設置するとともに、他端
部が二つの入口通路の端部のフランジと内燃機関の排気
通路の端部とによって挟持するようにし、切換バルブと
前記遮熱板の表面とで切換バルブの洩れをシールした点
にある。
を加工して製作された遮熱板を、ターボチヤージヤの入
口部分に形成された二つの入口通路の入口に、入口通路
の内周と所定間隔を有して配置し、一端部がタービンホ
イルから排気が排出される出口通路の内壁面の高さより
も上方のタービンホイル寄りに設置するとともに、他端
部が二つの入口通路の端部のフランジと内燃機関の排気
通路の端部とによって挟持するようにし、切換バルブと
前記遮熱板の表面とで切換バルブの洩れをシールした点
にある。
この構成によれば、入口通路を形成する内周面と外部と
の間の熱落差が小さくなり亀裂の発生を防止できるもの
である。
の間の熱落差が小さくなり亀裂の発生を防止できるもの
である。
以下本発明の実施例を説明すると、第１図は可変容量形
ターボチヤージヤの構成を示しており、 参照番号１は内燃機関であつて、その排気通路２はター
ボチヤージヤ３に排気ガスを導くように接続されてい
る。
ターボチヤージヤの構成を示しており、 参照番号１は内燃機関であつて、その排気通路２はター
ボチヤージヤ３に排気ガスを導くように接続されてい
る。
具体的にはターボチヤージヤ３の内部にはタービンホイ
ル６が収納され、タービンホイル６の外周には第１スク
ロール室１１、第２スクロール室１２が形成されてい
る。第１スクロール室１１および第２スクロール室１２
の間には隔壁１０が形成されており、これはターボチヤ
ージヤ３の入口通路まで延びて通過面積が大きい第１入
口通路４、通過面積が小さい第２入口通路５を形成して
いる。そしてこの入口通路４，５はフランジ８によつて
排気通路２に接続される。
ル６が収納され、タービンホイル６の外周には第１スク
ロール室１１、第２スクロール室１２が形成されてい
る。第１スクロール室１１および第２スクロール室１２
の間には隔壁１０が形成されており、これはターボチヤ
ージヤ３の入口通路まで延びて通過面積が大きい第１入
口通路４、通過面積が小さい第２入口通路５を形成して
いる。そしてこの入口通路４，５はフランジ８によつて
排気通路２に接続される。
第２入口通路５の入口には切換バルブ７が配置され、図
示しないアクチユエータで駆動されるようになつてい
る。
示しないアクチユエータで駆動されるようになつてい
る。
以上の構成において、内燃機関１が比較的低速で運転さ
れている場合には切換バルブ７は第２入口通路５を閉じ
ているため、排気ガスは第１入口通路４、第１スクロー
ル室１１を介してタービンホイル６に供給され、高速運
転になつた場合には切換バルブ７が開かれて第２入口通
路５、第２スクロール室１２も排気ガスが流れるように
作動するものである。
れている場合には切換バルブ７は第２入口通路５を閉じ
ているため、排気ガスは第１入口通路４、第１スクロー
ル室１１を介してタービンホイル６に供給され、高速運
転になつた場合には切換バルブ７が開かれて第２入口通
路５、第２スクロール室１２も排気ガスが流れるように
作動するものである。
そして、このようなターボチヤージヤ３においては、遮
熱板９がないときには前述したように入口通路４に亀裂
が発生するという現象が発現した。
熱板９がないときには前述したように入口通路４に亀裂
が発生するという現象が発現した。
この原因を調査するため入口通路４，５の応力解析を行
うと第２図に示すように第１入口通路４の長径側の両側
で応力が大きくなつていることが判明した。
うと第２図に示すように第１入口通路４の長径側の両側
で応力が大きくなつていることが判明した。
すなわち、第１入口通路４の内周面で圧縮応力が発生
し、外周面で引張り応力が発生しており、この繰り返し
によつて座屈が発生し亀裂となるものである。
し、外周面で引張り応力が発生しており、この繰り返し
によつて座屈が発生し亀裂となるものである。
したがつて、このような亀裂をなくすためには第３図に
示すような関係から、第１入口通路４の内，外周面の温
度差および絶対温度を小さくすれば良いものである。
示すような関係から、第１入口通路４の内，外周面の温
度差および絶対温度を小さくすれば良いものである。
第３図において、Ｙはターボチヤージヤ３のケーシング
の材料によつて定まる許容抗力であつてこれは入口通路
の内周面の絶対温度によつて上下し、絶対温度が低くな
る程大きくなるものである。またＲは入口通路の内，外
周面の温度差によつて定まる相当応力であつて温度差が
小さい程小さくなるものである。
の材料によつて定まる許容抗力であつてこれは入口通路
の内周面の絶対温度によつて上下し、絶対温度が低くな
る程大きくなるものである。またＲは入口通路の内，外
周面の温度差によつて定まる相当応力であつて温度差が
小さい程小さくなるものである。
これらから理解できるように今実線で示す特性に対し
て、破線で示すように入口通路の内周面の絶対温度およ
び内，外周面の温度差を小さくすれば良いことがわか
る。
て、破線で示すように入口通路の内周面の絶対温度およ
び内，外周面の温度差を小さくすれば良いことがわか
る。
特にフランジ８の近辺の外壁は外気に直接接触している
ので、内外の温度差が大きい。
ので、内外の温度差が大きい。
以上のような観点から、本発明は第１図に示すように、
入口通路４に遮熱板９を設置するようにしたものであ
り、図中その上端である一端部９ａ，９ｂはタービンホ
イル６から排気が排出される出口通路１３の内壁面１３
ａの高さよりも上方のタービンホイル６寄りに設ける。
入口通路４に遮熱板９を設置するようにしたものであ
り、図中その上端である一端部９ａ，９ｂはタービンホ
イル６から排気が排出される出口通路１３の内壁面１３
ａの高さよりも上方のタービンホイル６寄りに設ける。
この遮熱板９は入口通路４の内周面からある所定隙間だ
け隔てた位置にあり、この所定隙間の空間によって断熱
層を形成するものである。
け隔てた位置にあり、この所定隙間の空間によって断熱
層を形成するものである。
ここで、遮熱板９はステンレスやセラミツク等の耐熱材
料を用いれば良い。
料を用いれば良い。
そして、このような遮熱板９を介装したものと、従来の
ように遮熱板９を介装しないものとの実測値を表１に示
す。
ように遮熱板９を介装しないものとの実測値を表１に示
す。
ここで、測定部は第２図に示す第１入口通路４の内周壁
面Ｉと外周壁面Ｏの最大温度を測定するようにした。
面Ｉと外周壁面Ｏの最大温度を測定するようにした。
このように遮熱板９を設置したものでは入口通路４の内
周面の絶対温度および温度差が小さくなり、第２図の破
線で示したように許容抗力Ｙを大きく、しかも相当応力
Ｒを小さくできるので亀裂の発生を防止できる。さら
に、フランジ８等が鋳物で製作されるので、巣があると
切換バルブ７のシール性が悪くなるが、遮熱板９を鋼板
等で加工すると表面粗さが小さくなって切換バルブ７の
シール性が良くなるという効果も得られる。
周面の絶対温度および温度差が小さくなり、第２図の破
線で示したように許容抗力Ｙを大きく、しかも相当応力
Ｒを小さくできるので亀裂の発生を防止できる。さら
に、フランジ８等が鋳物で製作されるので、巣があると
切換バルブ７のシール性が悪くなるが、遮熱板９を鋼板
等で加工すると表面粗さが小さくなって切換バルブ７の
シール性が良くなるという効果も得られる。
以上の実施例は可変容量形のターボチヤージヤについて
であるが、第４図に示すように第１入口通路４と第２入
口通路５の通過面積がほぼ等しい形式のターボチヤージ
ヤの場合、第２入口通路５に第１図に示したような切換
バルブ７が設けられていれば遮熱板９は第１入口通路４
にのみ設置すればよいが、切換バルブ７がなく常時第１
入口通路４と第２入口通路５の両方に排気ガスが流れる
場合、両方の通路の長径の両側に圧縮と引張りの応力が
集中することになる。
であるが、第４図に示すように第１入口通路４と第２入
口通路５の通過面積がほぼ等しい形式のターボチヤージ
ヤの場合、第２入口通路５に第１図に示したような切換
バルブ７が設けられていれば遮熱板９は第１入口通路４
にのみ設置すればよいが、切換バルブ７がなく常時第１
入口通路４と第２入口通路５の両方に排気ガスが流れる
場合、両方の通路の長径の両側に圧縮と引張りの応力が
集中することになる。
したがつて、この場合は両方の入口通路４，５に遮熱板
を設けるようにした方が良い。
を設けるようにした方が良い。
ここで、第２図，第４図で示した形式のターボチヤージ
ヤにおいて、遮熱板９の挿入深さは亀裂の発生度合に応
じて適宜選択できるものである。
ヤにおいて、遮熱板９の挿入深さは亀裂の発生度合に応
じて適宜選択できるものである。
以上の通り、本発明によればターボチヤージヤの入口通
路内に遮熱板を介装したため、入口通路内周の絶対温
度、内，外周の温度差を小さくできるため、入口通路で
の亀裂の発生を防止できるものである。
路内に遮熱板を介装したため、入口通路内周の絶対温
度、内，外周の温度差を小さくできるため、入口通路で
の亀裂の発生を防止できるものである。
第１図は本発明の一実施例になる可変容量ターボチヤー
ジヤの断面構成図、第２図は第１図に示すターボチヤー
ジヤの入口通路の応力解析図、第３図は許容抗力と相当
応力の温度特性図、第４図は他の形式のターボチヤージ
ヤの入口通路の応力解析図である。 １……内燃機関、２……排気通路、３……ターボチヤー
ジヤ、４……第１入口通路、５……第２入口通路、６…
…タービンホイル、８……フランジ、９……遮熱板、１
０……隔壁。
ジヤの断面構成図、第２図は第１図に示すターボチヤー
ジヤの入口通路の応力解析図、第３図は許容抗力と相当
応力の温度特性図、第４図は他の形式のターボチヤージ
ヤの入口通路の応力解析図である。 １……内燃機関、２……排気通路、３……ターボチヤー
ジヤ、４……第１入口通路、５……第２入口通路、６…
…タービンホイル、８……フランジ、９……遮熱板、１
０……隔壁。
Claims (4)
- 【請求項１】(a).入口通路（４，５）を介して内燃機関
の排気通路（２）と接続されたタービンケーシング； (b).前記タービンケーシングに形成されたスクロール室
（１１，１２）； (c).前記スクロール室（１１，１２）の内側に位置した
タービンホイル（６）およびこのタービンホイル（６）
と結合されたコンプレッサ； (d).前記入口通路（４，５）および前記スクロール室
（１１，１２）を二分割して二つの入口通路と二つのス
クロール室を形成する隔壁（１０）； (e).圧延板または焼結物であって耐熱性を有する材料を
加工して製作され、前記入口通路（４，５）の内周面か
ら所定隙間を介して位置するように設置され、一端部
（９ａ，９ｂ）が前記タービンホイル（６）から排気が
排出される出口通路（１３）の内壁面（１３ａ）の高さ
よりも上方の前記タービンホイル（６）寄りに設置され
るとともに、他端部が前記入口通路（４，５）の端部の
フランジ（８）と前記内燃機関の排気通路（２）の端部
とによって挟持された遮熱板（９）； (f).前記遮熱板（９）の開口部の少なくとも一つに設置
され、前記遮熱板（９）の表面の一部と接触してシール
する切換バルブ（７）； とよりなることを特徴とするターボチヤージヤ。 - 【請求項２】(a).第１入口通路及び（４）第２入口通路
（５）を介して内燃機関の排気通路（２）と接続された
タービンケーシング； (b).前記タービンケーシングに形成された第１スクロー
ル室（１１）及び第２スクロール室（１２）； (c).前記第１スクロール室（１１）及び第２スクロール
室（１２）の内側に位置したタービンホイル（６）及び
このタービンホイル（６）と結合されたコンプレツサ； (d).前記第１入口通路（４）と第２入口通路（５）、及
び、第１スクロール室（１１）と第２スクロール室（１
２）とを分割する隔壁（１０）； (e).圧延板または焼結物であって耐熱性を有する材料を
加工して製作され、前記第１入口通路（４）及び第２入
口通路（５）の内周面から所定隙間を介して位置するよ
うに設置され、一端部（９ａ，９ｂ）が前記タービンホ
イル（６）から排気が排出される出口通路（１３）の内
壁面（１３ａ）の高さよりも上方の前記タービンホイル
（６）寄りに設置されるとともに、他端部が前記第１入
口通路（４）及び第２入口通路（５）の端部のフランジ
（８）と前記内燃機関の排気通路（２）の端部とによっ
て挟持された遮熱板（９）； (f).前記遮熱板（９）の開口部のうち前記第２入口通路
（５）の側の開口部に設置され、前記遮熱板（９）の表
面の一部と接触してシールする切換バルブ（７）； とよりなることを特徴とするターボチヤージヤ。 - 【請求項３】特許請求の範囲第２項において、前記入口
通路は前記隔壁（１０）によって排気ガスの通過面積が
大なる第１入口通路（４）と通過面積が小なる第２入口
通路（５）とに分割され、前記第１入口通路（４）と前
記第２入口通路（５）の両方に前記遮熱板（９）が設置
されると共に、前記第２入口通路（５）の入口には切換
バルブ（７）が設けられていることを特徴とするターボ
チヤージヤ。 - 【請求項４】特許請求の範囲第２項において、前記入口
通路は前記隔壁（１０）によって排気ガスの通過面積が
ほぼ等しい第１入口通路（４）と第２入口通路（５）と
に分割され、前記第１入口通路（４）と前記第２入口通
路（５）の両方に前記遮熱板（９）が設置されると共
に、前記第２入口通路（５）の入口には切換バルブ
（７）が設けられていることを特徴とするターボチヤー
ジヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60028289A JPH0652052B2 (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | タ−ボチヤ−ジヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60028289A JPH0652052B2 (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | タ−ボチヤ−ジヤ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61190122A JPS61190122A (ja) | 1986-08-23 |
| JPH0652052B2 true JPH0652052B2 (ja) | 1994-07-06 |
Family
ID=12244450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60028289A Expired - Lifetime JPH0652052B2 (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | タ−ボチヤ−ジヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0652052B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6296734A (ja) * | 1985-10-22 | 1987-05-06 | Isuzu Motors Ltd | タ−ボ過給機 |
| DE102005002250A1 (de) * | 2005-01-18 | 2006-07-20 | Bayerische Motoren Werke Ag | Doppelwandiger Abgaskrümmer |
| JP5193093B2 (ja) * | 2009-02-27 | 2013-05-08 | 三菱重工業株式会社 | 可変容量型排気ターボ過給機 |
| JP6759144B2 (ja) * | 2017-04-18 | 2020-09-23 | 株式会社豊田自動織機 | 過給装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54129221A (en) * | 1978-03-31 | 1979-10-06 | Nissan Motor Co Ltd | Internal combustion engine exhaust turbo supercharger |
| JPS5799918U (ja) * | 1980-12-09 | 1982-06-19 |
-
1985
- 1985-02-18 JP JP60028289A patent/JPH0652052B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61190122A (ja) | 1986-08-23 |
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