JPH07507122A - 内燃機関に装着可能な排ガスターボ過給機用支持ケーシング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 内燃機関に装着可能な排ガスターボ過給機用支持ケーシング本発明は、例えばド イツ特許第３４　３９　７３８号明細書によって知られるに至ったような、請求 の範囲第１項ｄ上位概念による内燃機関に装着可能な排ガスターボ過給機用支持 ケーシングに関する。

ドイツ特許第３４　３９　７３８号明細書による過給内燃機関において、排ガス ターボ過給機のタービンケーシングは、一つの支持ケーシングによって形成され た中空部の中に配置されている。排ガスターボ過給機の圧縮機ケーシングは、そ の中空部の外側にある。取りつけのために、軸受ケースを具備した排ガスターボ 過給機は、その支持ケーシングの側壁の空所内に取り入れられ、そして、ボルト により支持ケーシングに固定される。軸受ケースを受け入れるためのこの空所は 、支持ケーシングを構成する上方部材及び下方部材の周縁に隣接した２つの半円 形の空所から形成される。その上方部材を取外すと、排ガスターボ過給機は、下 方部材に隣接した空所の中へ装着するために挿入されることができ、そして上方 部材を装着した後で、組立が完了する。

ドイツ特許第３５　３２　６９５号明細書による排ガスターボ過給機の軸受ケー スは、更に弾性基礎と内燃機関との間に配置されるエンジンサポートとして形成 されている。軸受ケース及びエンジンサポートとしてのこの二重の機能により、 部品は削減され、これは相応の利点を有する。尤も、軸受ケースをエンジンサポ ートとして用いる内燃機関の領域に排ガスターボ過給機を配置することは、常に 可能であるというわけでもなく、また常に望ましいというものでもない。ドイツ 特許第３０　０５　６５５号明細書による過給内燃機関においても、内燃機関に 装着され、一つの下方部材と一つの上方部材とから構成された支持ケーシングは 、同様に排ガスターボ過給機の省スペースの固定に役立っている。ここでは、排 ガスターボ過給機のタービンケーシングとその排ガス配管は、支持ケーシングに よって形成された中空空間内に配置されている。圧縮機ケーシングはその給気配 管と共に、その中空空間の外側にある。その軸を水平にして配設された複数の排 ガスターボ過給機は、周辺領域の半円筒形空所の中において、軸受ケースの領域 で上方部材及び下方部材により支持されている。上方部材及び下方部材は、水平 な分割継目において互いに接合している。上方部材を取外すことにより、排ガス ターボ過給機は、下方部材の周縁の空所に装着のため挿入することができ、そし て上方部材の取りつけ後、上方部材と下方部材に隣接して、ボルトにより固定さ れる。

２段過給のために２群から構成されろ過給機システムの例の下では、支持ケーシ ングは、４個のタービンケーシングを取り囲んでいる。これらは、中心対称形に 形成された支持ケーシングの中に、同支持ケーシングの鉛直軸に関し同様に中心 対称に配置されている。支持ケーシングの図示された構造についての欠点として 、それが様々に形成されて製造費が高い複数の部品から構成されていることが分 かる、というのは、対応して種々の工具を準備しなければならないからである。

鋳造の場合、通常のことではあるが高価な種々の鋳型が必要である。

本発明は、省スペースの形状にして、°支持ケーシングを製造及び装着において 単純化及び低価格化をするという課題に基づいている。

この課題を解決するために、本発明は、最初に記載された技術の支持ケーシング の下で、請求範囲第１項による排ガスターボ過給機をその支持ケーシングの壁の 中に一体化することを意図している。従って、支持ケーシングは、排ガスターボ 過給機がそれに取付けられ、更に排ガスタービンケーシングが中空空間内に配置 されることができるばかりでな（、排ガスターボ過給機の軸が支持される軸受ケ ースを保持しつるように形成される。それは、軸受の潤滑に必要な通路を含み、 かつ軸受部品のための保護ケーシングとして使用される。かくして、軸受ケース は、もはや分離した部品でなくなり、この結果、必要な部品の数が削減され、こ れによって当然として、製造及び取付けが単純化される。特に、支持ケーシング が、鋳造の軸受ケースと共に鋳造構造品として形成されると有利である。支持ケ ーシングは、内側から接近可能なように、少なくとも２個の部分から構成される 。

ここで、排ガスターボ過給機が固定される領域には、どの排ガスターボ過給機の 軸受ケースも分割されないように、請求範囲第２項により分割継目を設けないの が好ましく、これは、装着に好都合である。ここにおいて、支持ケーシングは、 請求範囲第３項により鉛直軸に平行な面内で分割されるのが好都合である。その 場合、排ガスターボ過給機は、複数の部分ケーシングが支持ケーシングに組み立 てられる前に、部分ケーシングに完全に取り付けられる。請求範囲第４項の対称 形の支持ケーシングでは、部品点数は更に低減され、そしてこれによって、製造 は更に低価格になる、というのは、２個の一対称形の一支持ケーシング用部分ケ ーシングが、同じ工具で製作できるからである。その部分ケーシングは、支持ケ ーシングの中心鉛直軸が延びる面内に位置する分割継目で互いに接合している。

この種の対称形の部分ケーシングの使用によって、工具コストは削減される、と いうのは、わずかの異なる工具が必要になるだけだからである。同時に、双方の 部分ケーシング用に同じ部品を用いることにより、装着と軸受支持が簡単化され る。特に、請求範囲第５項による部分ケーシングが、鉛直軸に関し中心対称に形 成された２つの部分ケーシングから構成され、これに、排ガスターボ過給機が中 心対称で配置されたときに、支持ケーシングが省スペースに形成され得ることに なる。請求の範囲第６項により支持ケーシングの各部分ケーシングにそれぞれ高 圧排ガスターボ過給機と低圧排ガスターボ過給機が取りこまれ、鉛直軸の方向に みてこれらの長手方向軸が、互いに鋭角をなしているとき、２群の２段排ガスタ ーボ過給機が省スペースになり得る。

本発明の一実施例が図面に示されており、かつ、次に詳しく説明される。

図１は、支持ケーシングの中に一体形軸受ケースを組込んだ排ガスタービン過給 機をもつ支持ケーシングの断面図； 図２は、２段過給のために、−個の支持ケーシングの中に配置された排ガスター ビン過給機の、図３の中に示された切断線ＩＩ−ＩＩに沿って過給機受入開口が 支持ケーシングを分割している高さでの上面図、図３は、排ガスタービン過給機 のない、支持ケーシングの半分を図２において断面図の中を通って印された切断 線ＩＩＩ−ＩＩＩの方向にみた図を示す。

図において、断面図で示された支持ケーシング１０は、鋳造構造品として形成さ れている。支持ケーシング１０は、本質的に、２個の部分ケーシング１１，１１ °から構成されており、これらは、フランジ１１３のところで、ねじボルトによ り互いに締結されている。図示されていない内燃機関に取り付けられる支持ケー シング１０は、中空スペースを形成し、その中に、排ガスターボ過給機１０２の タービン１０７のケーシングが配置されている。排ガスターボ過給機１０２の圧 縮機１０６は、支持ケーシング１０によって形成された中空スペースの外側にあ る。支持ケーシング１０は、二重壁を有して形成されており、その中を冷却水が 循環する。タービン１０７の入口と出口にそれぞれ接続された排ガス配管から流 出するために、支持ケーシングには、適当な通路が設けられている。排ガスター ボ過給機１０２の軸受ケース１０８が、支持ケーシング１０の一つの壁の中に形 成されている。軸受支持リング１０３の取付のために、支持ケーシング１０の中 に、筒状の取付開口が形成されている。軸受支持リング１０３の中に、軸１０３ のすべり軸受ブツシュ１０４が配置され、軸１０３は、圧縮機のロータ及びター ビンのロータに連結されている。軸方向力を受けるために、スラスト軸受１１２ が使用されている。圧縮機１０６とタービン１０７は、支持ケーシング１０にね じボルトで固定されている。支持ケーシング１０は、更に、軸受の潤滑に用いら れる潤滑油の流入通路１０９と排出通路１１０を含んでいる。排出通路１１０は 、バイブ１１１に接続されており、このバイブ１１１は、潤滑油を内燃機関のり ザーバへ戻す。支持ケーシング１０の中に、冷たい中空スペースを適切に形成す ることによって、排ガスターボ過給機１０２の軸受が冷却される。支持ケーシン グ１０は、当然のことながら、図２のように、多数の排ガスターボ過給機（１゜ ２．１′、２゛）の固定に供することができる。一体の軸受ケースを備えた支持 ケーシング１０の形成は、取着を容易にする。このことは、部品点数の減少によ り製造及び在庫管理におけるコスト削減を結果的に生ずる。特に１、対称形に配 置された多数の排ガスターボ過給機を具備した対称形の部分ケーシングから支持 ケーシングを構成することは、図２及び図３を基に後述するように、有利である 。

図２に、平面図として示されたターボ過給機システムは、２段過給を行うための ２群の排ガスターボ過給機１．２及び１゛、２°から構成されており、これらは 、中心鉛直軸に関して互いに対し中心対称で配置されている。排ガスターボ過給 機の高圧タービン４，４°　と低圧タービン６．６″は、２つの部分ケーシング １１．１１’から構成されている支持ケーシング１０の中に配置され、その２つ の部分ケーシング１１，１１°は、一つの分割継目９で互いに接合している。そ の分割継目は、支持ケーシング１０の中心鉛直軸を含む一つの面内に展延してい る。部分ケーシング１１，１１°は、支持ケーシング１０の中心鉛直軸に関し、 中心対称で形成されている。排ガスターボ過給機１．　２．　１°、２゛　は、 その軸受ケース１６．　１７．　１６’　、１７°の領域において、支持ケーシ ング１０の開口の中に挿着され、段部にボルト締めされている。支持ケーシング は、異なった切断面で示されているが、そこには、異なった高さにある開口が示 されている。

エンジンの排ガスは、支持ケーシング１０の底にある壁穴を通って高圧タービン ４．４°のそれぞれに入る。排ガスは、その後出口連結部材７，７°を通過して 低圧タービン６．６′の旋回ケーシングに入る。給気は、吸込連結部材１８．１ ８°を通って、低圧圧縮機５，５゛へ吸入され、そして引続き給気配管１３，１ ３゛及び給気冷却器１４．　１４’を通過して高圧圧縮機３，３°の入口連結部 材に供給される。圧縮された給気は、配管１２．　１２′及び更には、図示され ていない給気冷却器を通過して、内燃機関の燃焼室へ供給される。

図３は、図２の切断線ＩＩＩ−ＩＩＩの方向に見た支持ケーシング１０の部分ケ ーシング１１′　の矢視図である。切断線ＩＩＩ−ＩＩＩは、分割継目９の面内 にある。排ガスターボ過給機は、図示されていない。側壁には、排ガスターボ過 給機の軸受ケースを取付けるための開口が示されている。にもかかわらず、開口 には支持ケーシングの中で一体化された軸受ケースが示されていない。底面には オフセット切断面に示された一つの開口があり、その中に、管８′が挿着されて いる。管８゜は、高圧タービン４′の入口継手に連結されている。支持ケーシン グの上面には、排ガスタービンを去る排ガス流を出すための排ガス配管のための 開口が設けられている。内燃機関の運転状態によっては、バルブ１５′　を通る 排ガスの流入は、停止され得る。支持ケーシングの部分ケーシング１１及び１１ ′は、ボルトにより、回転しつる一つのフランジにおいて互いにねじ止めされて いる。支持ケーシング１０は、内燃機関の冷却水が循環する中空部を有している 。この中空部は、しかしながら、図２には示されていない。支持ケーシングを垂 直方向に分割した利点としては、支持ケーシングが２個の対称形の部分ケーシン グから組立てることができることであることが分かる。部品を対称形にすること は、製造コストを削減しかつ装着が簡単になるという利点を有する。

更なる部品の削減は、図１に関連して説明されているように、排ガスターボ過給 機の軸受ケース１６．　１７．　１６’　、１７’　が一体化されたときに生ず る。

支持ケーシングの中で軸受ケースが分割されないようにするために、支持ケーシ ングは、分割継目が領域の外側を延びるように、好ましくは、２つの半分割ケー シングに分けられ、その中に、軸受ケースが配置される。

補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）平成　６年１２月　２ 日

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．内燃機関に装着可能な２個の排ガスターボ過給機用支持ケーシングであって 、タービンケーシングが該支持ケーシングによって形成された空洞の中に配置さ れており、圧縮機ケーシングが、該支持ケーシングの外側に配置されており、排 ガスターボ過給機（１０２）の軸受ケース（１０８）が該支持ケーシング（１０ ）の壁の中に一体化されていることを特徴とする内燃機関に装着可能な排ガスタ ーボ過給機用支持ケーシング。
2. ２．複数の部分ケーシング（１１，１１′）から組立てられた支持ケーシング（ １０）において、排ガスターボ過給機の取付用空所が設けられている壁領域の外 側に、部分ケーシング（１１，１１′）の分割継目が延びていることを特徴とす る請求の範囲第１項の支持ケーシング。
3. ３．支持ケーシング（１０）が、該支持ケーシング（１０）の鉛直軸が延びる平 面に平行に分割されており、かつ排ガスターボ過給機（１０２）が側壁に固定さ れていることを特徴とする請求の範囲第２項の支持ケーシング。
4. ４．支持ケーシング（１０）が、該支持ケーシング（１０）の中心の鉛直軸を通 って延びた平面に沿って２つの実質的に対称な部分ケーシング（１１，１１′） に分割されていることを特徴とする請求の範囲第１項の上位概念による支持ケー シング。
5. ５．支持ケーシング（１０）が中心鉛直軸に関して２つの中心対称の部分ケーシ ング（１１，１１′）から形成されており、該部分ケーシングに、排ガスターボ 過給機（１．１′，２．２′）が該中心鉛直軸に関し中心対称形に配置されてい ることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第４項の支持ケーシング。
6. ６．部分ケーシング（１１，１１′）のそれぞれに、２段過給用排ガスターボ過 給機（１．２又は１′，２′）がそれぞれ配設されており、かつ排ガスターボ過 給機（１，２又は１′，２′）の水平に延びる長手軸が、鉛直軸方向にみて互い に鋭角をなしていることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第５項の支持ケー シング。