JPH10141074A - 可変容量排気ターボ過給機 - Google Patents
可変容量排気ターボ過給機Info
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- JPH10141074A JPH10141074A JP8292678A JP29267896A JPH10141074A JP H10141074 A JPH10141074 A JP H10141074A JP 8292678 A JP8292678 A JP 8292678A JP 29267896 A JP29267896 A JP 29267896A JP H10141074 A JPH10141074 A JP H10141074A
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- 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
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- Control Of Turbines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】エンジン低回転時に排気ガスを効率的にタービ
ンに流入させてタービンを素早く立ち上げる。 【解決手段】エンジンが低回転速度で排気ガスが少ない
状態でノズル翼角度を最小としたときに、スクロールケ
ーシング舌部４の先端とこれに最も近いノズル翼２の前
縁の間隙を小さくして入口部９への排気ガス漏れを抑制
する。また、高回転速度で排気ガス流量が多く、ノズル
翼角度を最大としたときには、舌部の外側の面がノズル
翼前縁に滑らかに連なるようにして排気抵抗の増加を抑
える。
ンに流入させてタービンを素早く立ち上げる。 【解決手段】エンジンが低回転速度で排気ガスが少ない
状態でノズル翼角度を最小としたときに、スクロールケ
ーシング舌部４の先端とこれに最も近いノズル翼２の前
縁の間隙を小さくして入口部９への排気ガス漏れを抑制
する。また、高回転速度で排気ガス流量が多く、ノズル
翼角度を最大としたときには、舌部の外側の面がノズル
翼前縁に滑らかに連なるようにして排気抵抗の増加を抑
える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用エンジン
の排気エネルギーを利用するターボ過給機に係り、特に
ノズル翼の角度を可変にして容量制御を効率良く行うこ
とができるようにした可変容量排気ターボ過給機の排気
タービンの改良に関する。
の排気エネルギーを利用するターボ過給機に係り、特に
ノズル翼の角度を可変にして容量制御を効率良く行うこ
とができるようにした可変容量排気ターボ過給機の排気
タービンの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車用エンジンの排気エネルギーを利
用する排気ターボ過給機には、通常、ラジアルタービン
が用いられる。エンジンの排気ガスの排気圧や排気流量
は、エンジンの回転速度によって異なるために、タービ
ンを広い回転速度範囲で高速回転させて効果的に過給す
ることができない。すなわち、エンジンの低回転速度時
には、排気圧が低く排気流量も少ないためにタービンの
回転速度が低いことから、このタービンと同軸に設けら
れている過給用のコンプレッサの圧力を上げることがで
きず、必要な過給効果を引き出すことができない。そし
て、エンジンが高回転速度状態にあるときには、排気流
量が多いためにタービンの回転速度を高くすることがで
きるが、排気圧が高くなって排気抵抗が増えることか
ら、エンジンの高速性能を損なう恐れがある。そのため
にバイパス弁を設けて、排気ガスの一部を逃がして排気
抵抗の増加を押えるようにすることが一般的になってい
るが、効率が良いとはいえない。
用する排気ターボ過給機には、通常、ラジアルタービン
が用いられる。エンジンの排気ガスの排気圧や排気流量
は、エンジンの回転速度によって異なるために、タービ
ンを広い回転速度範囲で高速回転させて効果的に過給す
ることができない。すなわち、エンジンの低回転速度時
には、排気圧が低く排気流量も少ないためにタービンの
回転速度が低いことから、このタービンと同軸に設けら
れている過給用のコンプレッサの圧力を上げることがで
きず、必要な過給効果を引き出すことができない。そし
て、エンジンが高回転速度状態にあるときには、排気流
量が多いためにタービンの回転速度を高くすることがで
きるが、排気圧が高くなって排気抵抗が増えることか
ら、エンジンの高速性能を損なう恐れがある。そのため
にバイパス弁を設けて、排気ガスの一部を逃がして排気
抵抗の増加を押えるようにすることが一般的になってい
るが、効率が良いとはいえない。
【０００３】そこで、タービン羽根車の入口に、角度を
可変にしたノズル翼を設けて、タービンの容量を調節可
能にした排気ターボ過給機が提案されている。この方式
の排気ターボ過給機は、エンジンが低回転速度であるた
めに排気圧が低く排気流量も少ないときには、円周方向
に対するノズル翼の角度を小さくしてノズル面積を小さ
くすることにより排気ガスの流速を増してタービンの回
転速度を上げるようにするので、エンジンの低回転速度
状態から過給効果を高めることができる。そして、エン
ジンが高回転速度で排気圧が高く排気流量も多いときに
は、円周方向に対するノズル翼の角度を大きくしてノズ
ル面積を大きくすることにより、エンジンの排気抵抗を
下げることができる。
可変にしたノズル翼を設けて、タービンの容量を調節可
能にした排気ターボ過給機が提案されている。この方式
の排気ターボ過給機は、エンジンが低回転速度であるた
めに排気圧が低く排気流量も少ないときには、円周方向
に対するノズル翼の角度を小さくしてノズル面積を小さ
くすることにより排気ガスの流速を増してタービンの回
転速度を上げるようにするので、エンジンの低回転速度
状態から過給効果を高めることができる。そして、エン
ジンが高回転速度で排気圧が高く排気流量も多いときに
は、円周方向に対するノズル翼の角度を大きくしてノズ
ル面積を大きくすることにより、エンジンの排気抵抗を
下げることができる。
【０００４】しかし、スクロールケーシングの入口部と
巻き終わり部の境にある舌部と、この舌部に最も近いノ
ズル翼の関係を見ると、図３（ａ）に示すように、エン
ジンの低回転速度時に円周方向に対するノズル翼２の角
度を小さくすると、舌部４に最も近いノズル翼（参照符
号２Ａで示す）の前縁と舌部４の先端の間に間隙が発生
してしまうために、スクロールケーシング３の巻き終わ
り部８の排気ガスがスクロールケーシング３の入口部９
に漏れてしまい、タービン羽根車に効率的に流入できな
くなる。従って、タービンの立ち上がりを速くする効果
が少ない。また、エンジンが高回転速度でノズル翼２が
円周方向に対して大きい角度にあるときは、図３（ｂ）
に示すように、舌部４に最も近いノズル翼（参照符号２
Ｂで示す）の前縁がスクロールケーシング３の入口部９
に突出してしまい、入口部９に高速で流れ込む排気ガス
に対して大きな通気抵抗になってしまうという問題点が
ある。
巻き終わり部の境にある舌部と、この舌部に最も近いノ
ズル翼の関係を見ると、図３（ａ）に示すように、エン
ジンの低回転速度時に円周方向に対するノズル翼２の角
度を小さくすると、舌部４に最も近いノズル翼（参照符
号２Ａで示す）の前縁と舌部４の先端の間に間隙が発生
してしまうために、スクロールケーシング３の巻き終わ
り部８の排気ガスがスクロールケーシング３の入口部９
に漏れてしまい、タービン羽根車に効率的に流入できな
くなる。従って、タービンの立ち上がりを速くする効果
が少ない。また、エンジンが高回転速度でノズル翼２が
円周方向に対して大きい角度にあるときは、図３（ｂ）
に示すように、舌部４に最も近いノズル翼（参照符号２
Ｂで示す）の前縁がスクロールケーシング３の入口部９
に突出してしまい、入口部９に高速で流れ込む排気ガス
に対して大きな通気抵抗になってしまうという問題点が
ある。
【０００５】そこで、特開昭59-506号公報に開示されて
いる排気タービン式過給機は、図４に示すように、スク
ロールケーシング３の巻き終わり部８をインボリュート
曲線よりも大きな変化量で絞り込み、この巻き終わり部
８に最も近いノズル翼２Ｃの長さを短くして、舌部４と
ノズル翼２Ｃの前縁との隙間を最小にすることを提案し
ている。この排気タービン式過給機は、ノズル翼２が円
周方向に対して小さい角度にあるときには、ノズル翼２
Ｃの前縁とスクロールケーシング３の舌部４の先端との
隙間を小さくして漏れを軽減することができるが、スク
ロールケーシング３の巻き終わり部８の流路が極端に狭
くなっているために、特に排気ガスの流量が多いとき
に、巻き終わり部８まで流れ込む排気ガスの量が抑制さ
れてしまい、ノズル翼２を通過してタービン羽根車に流
入する排気ガスの量を全周にわたって均一にすることが
困難になり、エンジンの高回転速度における過給効率を
低下させることになる。
いる排気タービン式過給機は、図４に示すように、スク
ロールケーシング３の巻き終わり部８をインボリュート
曲線よりも大きな変化量で絞り込み、この巻き終わり部
８に最も近いノズル翼２Ｃの長さを短くして、舌部４と
ノズル翼２Ｃの前縁との隙間を最小にすることを提案し
ている。この排気タービン式過給機は、ノズル翼２が円
周方向に対して小さい角度にあるときには、ノズル翼２
Ｃの前縁とスクロールケーシング３の舌部４の先端との
隙間を小さくして漏れを軽減することができるが、スク
ロールケーシング３の巻き終わり部８の流路が極端に狭
くなっているために、特に排気ガスの流量が多いとき
に、巻き終わり部８まで流れ込む排気ガスの量が抑制さ
れてしまい、ノズル翼２を通過してタービン羽根車に流
入する排気ガスの量を全周にわたって均一にすることが
困難になり、エンジンの高回転速度における過給効率を
低下させることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ノズ
ル翼可変式の排気ターボ過給機において、エンジンの回
転速度が低いときに排気ガスを効率的にタービンに流入
させてタービンを素早く立ち上げることができるように
することにある。
ル翼可変式の排気ターボ過給機において、エンジンの回
転速度が低いときに排気ガスを効率的にタービンに流入
させてタービンを素早く立ち上げることができるように
することにある。
【０００７】また、本発明の他の目的は、ノズル翼可変
式の排気ターボ過給機において、エンジンの高回転速度
時にタービン内の通気抵抗が増加するのを押えることに
より、高回転速度時のエンジンの効率低下を防止するこ
とにある。
式の排気ターボ過給機において、エンジンの高回転速度
時にタービン内の通気抵抗が増加するのを押えることに
より、高回転速度時のエンジンの効率低下を防止するこ
とにある。
【０００８】本発明の更に他の目的は、これらの目的を
簡単な構造で達成することにある。
簡単な構造で達成することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、ノズル翼可変式の排気ターボ過給機にお
いて、ノズル翼を円周方向に対して成す角度を最小とし
たときに、スクロールケーシングの舌部と該舌部に最も
近い位置にある前記ノズル翼の前縁部との間の隙間が最
小となるようにし、エンジンの低回転速度時において、
スクロールケーシングの巻き終わり部の排気ガスが入口
部に漏れるのを防いでタービンの立ち上がりを速くす
る。また、前記ノズル翼を円周方向に対して成す角度を
最大としたときに、前記スクロールケーシングの舌部に
最も近い位置にある前記ノズル翼の前縁部が該舌部の延
長線以内に位置するようにし、エンジンの高回転速度時
にノズル翼角度を最大にしてもノズル翼の前縁が入口部
に突出するのを防いでエンジンの排気抵抗を少なくす
る。
成するために、ノズル翼可変式の排気ターボ過給機にお
いて、ノズル翼を円周方向に対して成す角度を最小とし
たときに、スクロールケーシングの舌部と該舌部に最も
近い位置にある前記ノズル翼の前縁部との間の隙間が最
小となるようにし、エンジンの低回転速度時において、
スクロールケーシングの巻き終わり部の排気ガスが入口
部に漏れるのを防いでタービンの立ち上がりを速くす
る。また、前記ノズル翼を円周方向に対して成す角度を
最大としたときに、前記スクロールケーシングの舌部に
最も近い位置にある前記ノズル翼の前縁部が該舌部の延
長線以内に位置するようにし、エンジンの高回転速度時
にノズル翼角度を最大にしてもノズル翼の前縁が入口部
に突出するのを防いでエンジンの排気抵抗を少なくす
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明になる可変容量排
気ターボ過給機のタービンの軸に対して直角方向の断面
図である。過給用のコンプレッサ（図示省略）を駆動す
るタービン羽根車１の周囲には、複数のノズル翼２が配
置されている。これらの各ノズル翼２は、該各ノズル翼
２の支点５に取り付けた支持ピン６を固定リング１０に
より回転自在に支持し、この支持ピン６に取り付けたア
ーム１２を介して可動リンク１１に結合する。そして、
前記可動リンク１１をアクチュエータシリンダ１３によ
り操作ロッド１４を介して回転させることにより、総て
のノズル翼２を一斉に支点５を中心にして転角させてそ
の取り付け角度（ノズル翼２が円周方向に対して成す角
度＝ノズル翼角度）を変えるように構成される。
を参照して説明する。図１は、本発明になる可変容量排
気ターボ過給機のタービンの軸に対して直角方向の断面
図である。過給用のコンプレッサ（図示省略）を駆動す
るタービン羽根車１の周囲には、複数のノズル翼２が配
置されている。これらの各ノズル翼２は、該各ノズル翼
２の支点５に取り付けた支持ピン６を固定リング１０に
より回転自在に支持し、この支持ピン６に取り付けたア
ーム１２を介して可動リンク１１に結合する。そして、
前記可動リンク１１をアクチュエータシリンダ１３によ
り操作ロッド１４を介して回転させることにより、総て
のノズル翼２を一斉に支点５を中心にして転角させてそ
の取り付け角度（ノズル翼２が円周方向に対して成す角
度＝ノズル翼角度）を変えるように構成される。
【００１１】各ノズル翼２の外側にはスクロールケーシ
ング３が設けられており、このスクロールケーシング３
内の流路は、エンジン（図示せず）の排気ガスをノズル
翼２に対して周方向において均等に流入させることがで
きるように、インボリュート曲線に従って形成される。
スクロールケーシング３の巻き終わり部８には、該巻き
終わり部８と入口部９を仕切るための舌部４が形成され
ている。
ング３が設けられており、このスクロールケーシング３
内の流路は、エンジン（図示せず）の排気ガスをノズル
翼２に対して周方向において均等に流入させることがで
きるように、インボリュート曲線に従って形成される。
スクロールケーシング３の巻き終わり部８には、該巻き
終わり部８と入口部９を仕切るための舌部４が形成され
ている。
【００１２】ここで、先ず、エンジンが低回転速度状態
にあるときに排気ガスを効率的にタービン羽根車１に流
入させるための構成について説明する。エンジンが低回
転速度のときには、排気ガスの排気圧が低く、排気流量
も少ない。そこで、円周方向に対するノズル翼２の角度
をねかせて、すなわちノズル翼２を円周方向に対して小
さい角度（例えば２０度）にして各ノズル翼２間の流路
面積を狭くする。そうすると、このノズル翼２の間を通
過する排気ガスの流速が増し、タービン羽根車１をより
速く回転させるように作用する。そして、この実施形態
では、ノズル翼２を円周方向に対して成す角度が最小と
なるようにしたときには、スクロールケーシング３の舌
部４の先端に最も近い位置にあって参照符号２Ａで示す
ように傾いたノズル翼の前縁と舌部４の先端の隙間が可
及的に小さくなり、且つ、舌部４の内径側の面（巻き終
わり部８を形成する周面）とノズル翼２Ａの内径側の面
（前縁部の内側の面）が滑らかに連なるように構成し
た。
にあるときに排気ガスを効率的にタービン羽根車１に流
入させるための構成について説明する。エンジンが低回
転速度のときには、排気ガスの排気圧が低く、排気流量
も少ない。そこで、円周方向に対するノズル翼２の角度
をねかせて、すなわちノズル翼２を円周方向に対して小
さい角度（例えば２０度）にして各ノズル翼２間の流路
面積を狭くする。そうすると、このノズル翼２の間を通
過する排気ガスの流速が増し、タービン羽根車１をより
速く回転させるように作用する。そして、この実施形態
では、ノズル翼２を円周方向に対して成す角度が最小と
なるようにしたときには、スクロールケーシング３の舌
部４の先端に最も近い位置にあって参照符号２Ａで示す
ように傾いたノズル翼の前縁と舌部４の先端の隙間が可
及的に小さくなり、且つ、舌部４の内径側の面（巻き終
わり部８を形成する周面）とノズル翼２Ａの内径側の面
（前縁部の内側の面）が滑らかに連なるように構成し
た。
【００１３】図２（ａ）は、ノズル翼２の角度が最小の
ときの舌部４の近くのノズル翼２を拡大して示してい
る。通常、スクロールケーシング３の内面形状は、全周
のノズル翼２に対して排気ガスが略均等に流入するよう
に形成する。スクロールケーシング３の入口部９では、
矢印で示すように排気ガスが流入する。そして、この排
気ガスは、スクロールケーシング３の内部を回りながら
少しづつノズル翼２の間を通過してタービン羽根車１に
流入し、最後には巻き終わり部８に達する。ここでは、
舌部４とこれに最も近い位置で参照符号２Ａに示すよう
に大きく傾いたノズル翼の前縁の隙間をできる限り小さ
くなるようにしているので、巻き終わり部８まで達した
排気ガスは、その殆どが、このノズル翼２Ａの内側の面
に沿ってタービン羽根車１に流入し、入口部９への漏れ
は殆ど発生しないようになる。従って、排気ガスの流量
が少ない低回転速度時においてもタービン羽根車１を効
率良く加速することができるようになる。
ときの舌部４の近くのノズル翼２を拡大して示してい
る。通常、スクロールケーシング３の内面形状は、全周
のノズル翼２に対して排気ガスが略均等に流入するよう
に形成する。スクロールケーシング３の入口部９では、
矢印で示すように排気ガスが流入する。そして、この排
気ガスは、スクロールケーシング３の内部を回りながら
少しづつノズル翼２の間を通過してタービン羽根車１に
流入し、最後には巻き終わり部８に達する。ここでは、
舌部４とこれに最も近い位置で参照符号２Ａに示すよう
に大きく傾いたノズル翼の前縁の隙間をできる限り小さ
くなるようにしているので、巻き終わり部８まで達した
排気ガスは、その殆どが、このノズル翼２Ａの内側の面
に沿ってタービン羽根車１に流入し、入口部９への漏れ
は殆ど発生しないようになる。従って、排気ガスの流量
が少ない低回転速度時においてもタービン羽根車１を効
率良く加速することができるようになる。
【００１４】次に、エンジンが高回転速度状態にあると
きに入口部９の通気抵抗が増加するのを押えるための構
成について説明する。エンジンが高回転速度状態のとき
は、排気ガスの排気圧が高く、排気流量も多い。そこ
で、ノズル翼２を立て、すなわちノズル翼２を円周方向
に対して大きい角度（例えば７０度）となるようにして
該ノズル翼２の間の流路面積を広くする。そうすると、
各ノズル翼２の間を通過する排気ガスの通気抵抗が減少
するので、エンジンの排気圧力は高くならずに済む。こ
こで、スクロールケーシング３の舌部４の先端の厚さが
薄い場合を考えると、図３（ｂ）に示すように、ノズル
翼２Ｂの前縁はスクロールケーシング３における入口部
９の流路内に突出して流入する排気ガスの流れに対して
抵抗となる。この実施形態では、これらの各ノズル翼２
を立てたときに、スクロールケーシング３の舌部４の先
端付近の外径側の面（入口部９を形成する面）が該舌部
４に最も近い位置で参照符号２Ｂで示すように立ったノ
ズル翼２の前縁部の外側の面に滑らかに連なるように構
成している。
きに入口部９の通気抵抗が増加するのを押えるための構
成について説明する。エンジンが高回転速度状態のとき
は、排気ガスの排気圧が高く、排気流量も多い。そこ
で、ノズル翼２を立て、すなわちノズル翼２を円周方向
に対して大きい角度（例えば７０度）となるようにして
該ノズル翼２の間の流路面積を広くする。そうすると、
各ノズル翼２の間を通過する排気ガスの通気抵抗が減少
するので、エンジンの排気圧力は高くならずに済む。こ
こで、スクロールケーシング３の舌部４の先端の厚さが
薄い場合を考えると、図３（ｂ）に示すように、ノズル
翼２Ｂの前縁はスクロールケーシング３における入口部
９の流路内に突出して流入する排気ガスの流れに対して
抵抗となる。この実施形態では、これらの各ノズル翼２
を立てたときに、スクロールケーシング３の舌部４の先
端付近の外径側の面（入口部９を形成する面）が該舌部
４に最も近い位置で参照符号２Ｂで示すように立ったノ
ズル翼２の前縁部の外側の面に滑らかに連なるように構
成している。
【００１５】図２（ｂ）は、このようにノズル翼２の角
度が最大のときの舌部４の近くのノズル翼２を拡大して
示している。スクロールケーシング３の入口部９では、
矢印で示すように排気ガスが流入する。そして、この排
気ガスは、スクロールケーシング３の内部を回りながら
少しづつノズル翼２を通過してタービン羽根車１に流入
し、最後には巻き終わり部８に達する。ここで、舌部４
の先端付近の外径側（入口部９側）の面を、これに最も
近い位置で参照符号２Ｂで示すように立ったノズル翼の
前縁部の外径側の面に滑らかに連なるように形成してお
けば、スクロールケーシング３の入口部９から流入する
高速の排気ガスは、このノズル翼２Ｂの前縁付近に衝突
することなくスムーズに流入することができる。従っ
て、エンジンの排気抵抗を少なくすることができ、エン
ジンの効率を低下させることがない。
度が最大のときの舌部４の近くのノズル翼２を拡大して
示している。スクロールケーシング３の入口部９では、
矢印で示すように排気ガスが流入する。そして、この排
気ガスは、スクロールケーシング３の内部を回りながら
少しづつノズル翼２を通過してタービン羽根車１に流入
し、最後には巻き終わり部８に達する。ここで、舌部４
の先端付近の外径側（入口部９側）の面を、これに最も
近い位置で参照符号２Ｂで示すように立ったノズル翼の
前縁部の外径側の面に滑らかに連なるように形成してお
けば、スクロールケーシング３の入口部９から流入する
高速の排気ガスは、このノズル翼２Ｂの前縁付近に衝突
することなくスムーズに流入することができる。従っ
て、エンジンの排気抵抗を少なくすることができ、エン
ジンの効率を低下させることがない。
【００１６】結局、その前縁部がスクロールケーシング
３の舌部４の先端部に近接するノズル翼２の該前縁部
は、好ましくは、この舌部４の先端に対向して該先端の
厚みの範囲内で移動するように構成する。換言すれば、
ノズル翼２が最小ノズル翼角度（例えば２０度）から最
大ノズル翼角度（例えば７０度）の範囲で転角するとき
に移動する該ノズル翼２の前縁部が舌部４の先端部の延
長線から食み出さないように該舌部４を厚くする。
３の舌部４の先端部に近接するノズル翼２の該前縁部
は、好ましくは、この舌部４の先端に対向して該先端の
厚みの範囲内で移動するように構成する。換言すれば、
ノズル翼２が最小ノズル翼角度（例えば２０度）から最
大ノズル翼角度（例えば７０度）の範囲で転角するとき
に移動する該ノズル翼２の前縁部が舌部４の先端部の延
長線から食み出さないように該舌部４を厚くする。
【００１７】特に、排気ガスの流量が少ないエンジンの
低回転速度運転状態で過給効果を高めるためには、ノズ
ル翼２の角度を小さくしたときに、舌部４に最も近接し
たノズル翼（参照符号２Ａで示す状態）の前縁部が該舌
部４の先端部の延長線の外側（内径側方向）に大きく食
み出して両者間の対向間隙が大きくなって入口部９側へ
のガス漏れが発生するのを避けることが重要である。ま
た、排気ガスの流量が多いエンジンの高回転速度運転状
態で該エンジンの排気抵抗を軽減するためにノズル翼２
の角度を大きくしたときには、舌部４に最も近接したノ
ズル翼（参照符号２Ｂで示す状態）の前縁部が該舌部４
の先端部の延長線の外側（入口部９側方向）に大きく食
み出して入口部９に流入する排気ガスの通気抵抗を高め
るのを防ぐことが重要である。
低回転速度運転状態で過給効果を高めるためには、ノズ
ル翼２の角度を小さくしたときに、舌部４に最も近接し
たノズル翼（参照符号２Ａで示す状態）の前縁部が該舌
部４の先端部の延長線の外側（内径側方向）に大きく食
み出して両者間の対向間隙が大きくなって入口部９側へ
のガス漏れが発生するのを避けることが重要である。ま
た、排気ガスの流量が多いエンジンの高回転速度運転状
態で該エンジンの排気抵抗を軽減するためにノズル翼２
の角度を大きくしたときには、舌部４に最も近接したノ
ズル翼（参照符号２Ｂで示す状態）の前縁部が該舌部４
の先端部の延長線の外側（入口部９側方向）に大きく食
み出して入口部９に流入する排気ガスの通気抵抗を高め
るのを防ぐことが重要である。
【００１８】そして、ノズル翼２の角度を変えても舌部
４の先端面とノズル翼２の前縁の対向間隙を常に小さく
維持することができるようにするためには、舌部４の先
端面はノズル翼２の転角に伴う該ノズル翼２の前縁の移
動軌跡に沿って対向するように弧状に形成することが望
ましい。
４の先端面とノズル翼２の前縁の対向間隙を常に小さく
維持することができるようにするためには、舌部４の先
端面はノズル翼２の転角に伴う該ノズル翼２の前縁の移
動軌跡に沿って対向するように弧状に形成することが望
ましい。
【００１９】
【発明の効果】本発明による可変容量排気ターボ過給機
は、ノズル翼の角度が小さいときに、その前縁とスクロ
ールケーシングの舌部との隙間を小さくできるために、
排気ガス流量が少ない低回転速度時に立ち上がりが速い
排気ターボ過給機とすることができる。特に、ディーゼ
ルエンジンに過給するために使用する排気ターボ過給機
は、排気ガス浄化対策の観点から、低回転速度状態から
高い過給効率が得られることが望まれるので、このよう
な要求に好適である。
は、ノズル翼の角度が小さいときに、その前縁とスクロ
ールケーシングの舌部との隙間を小さくできるために、
排気ガス流量が少ない低回転速度時に立ち上がりが速い
排気ターボ過給機とすることができる。特に、ディーゼ
ルエンジンに過給するために使用する排気ターボ過給機
は、排気ガス浄化対策の観点から、低回転速度状態から
高い過給効率が得られることが望まれるので、このよう
な要求に好適である。
【００２０】また、ノズル翼の角度が大きいときにその
先端がスクロールケーシングの入口部に突出して通気抵
抗を増大させることがないので、エンジンの排気ガス流
量が多い高回転速度時にエンジンの効率を低下させない
排気ターボ過給機とすることができる。
先端がスクロールケーシングの入口部に突出して通気抵
抗を増大させることがないので、エンジンの排気ガス流
量が多い高回転速度時にエンジンの効率を低下させない
排気ターボ過給機とすることができる。
【図１】本発明になる可変容量排気ターボ過給機のター
ビンの軸直角方向の断面図である。
ビンの軸直角方向の断面図である。
【図２】図１に示した本発明になる可変容量排気ターボ
過給機の舌部とノズル翼の関係を示す拡大図である。
過給機の舌部とノズル翼の関係を示す拡大図である。
【図３】従来の可変容量排気ターボ過給機における舌部
とノズル翼の関係を示す拡大図である。
とノズル翼の関係を示す拡大図である。
【図４】従来の他の排気ターボ過給機のタービンの軸直
角方向の断面図である。
角方向の断面図である。
１…羽根車、２…ノズル翼、２Ａ…ねせた状態のノズル
翼、２Ｂ…立てた状態のノズル翼、３…スクロールケー
シング、４…舌部、５…支点、６…ピン、８…巻き終わ
り部、９…入口部、１１…可動リング、１２…アーム、
１３…アクチュエータシリンダ、１４…操作ロッド。
翼、２Ｂ…立てた状態のノズル翼、３…スクロールケー
シング、４…舌部、５…支点、６…ピン、８…巻き終わ
り部、９…入口部、１１…可動リング、１２…アーム、
１３…アクチュエータシリンダ、１４…操作ロッド。
Claims (12)
- 【請求項１】過給用のコンプレッサを駆動するタービン
羽根車と、このタービン羽根車の外周側に該タービン羽
根車を囲むように配置され、円周方向に対する設置角度
を変えることができるように設けられた複数のノズル翼
と、前記タービン羽根車とノズル翼を囲むように配置さ
れたスクロールケーシングを備えた可変容量排気ターボ
過給機において、 前記ノズル翼を円周方向に対して成す角度を最小とした
ときに、前記スクロールケーシングの舌部と該舌部に最
も近い位置にある前記ノズル翼の前縁部との間の隙間が
最小となるようにしたことを特徴とする可変容量排気タ
ーボ過給機。 - 【請求項２】過給用のコンプレッサを駆動するタービン
羽根車と、このタービン羽根車の外周側に該タービン羽
根車を囲むように配置され、円周方向に対する設置角度
を変えることができるように設けられた複数のノズル翼
と、前記タービン羽根車とノズル翼を囲むように配置さ
れたスクロールケーシングを備えた可変容量排気ターボ
過給機において、 前記ノズル翼を円周方向に対して成す角度を最小とした
ときに、前記スクロールケーシングの舌部の内側面と該
舌部に最も近い位置にある前記ノズル翼の前縁とが滑ら
かに連なるようにしたことを特徴とする可変容量排気タ
ーボ過給機。 - 【請求項３】過給用のコンプレッサを駆動するタービン
羽根車と、このタービン羽根車の外周側に該タービン羽
根車を囲むように配置され、円周方向に対する設置角度
を変えることができるように設けられた複数のノズル翼
と、前記タービン羽根車とノズル翼を囲むように配置さ
れたスクロールケーシングを備えた可変容量排気ターボ
過給機において、 前記ノズル翼を円周方向に対して成す角度を最小とした
ときに、前記スクロールケーシングの舌部に最も近い位
置にあるノズル翼の前縁部近傍の内側面が前記舌部の内
側面の延長線上に位置するようにしたことを特徴とする
可変容量排気ターボ過給機。 - 【請求項４】過給用のコンプレッサを駆動するタービン
羽根車と、このタービン羽根車の外周側に該タービン羽
根車を囲むように配置され、円周方向に対する設置角度
を変えることができるように設けられた複数のノズル翼
と、前記タービン羽根車とノズル翼を囲むように配置さ
れたスクロールケーシングを備えた可変容量排気ターボ
過給機において、 前記ノズル翼を円周方向に対して成す角度を最大とした
ときに、前記スクロールケーシングの舌部に最も近い位
置にある前記ノズル翼の前縁部が該舌部の延長線上に位
置するようにしたことを特徴とする可変容量排気ターボ
過給機。 - 【請求項５】過給用のコンプレッサを駆動するタービン
羽根車と、このタービン羽根車の外周側に該タービン羽
根車を囲むように配置され、円周方向に対する設置角度
を変えることができるように設けられた複数のノズル翼
と、前記タービン羽根車とノズル翼を囲むように配置さ
れたスクロールケーシングを備えた可変容量排気ターボ
過給機において、 前記ノズル翼を円周方向に対して成す角度を最大とした
ときに、前記スクロールケーシングの舌部に最も近い位
置にある前記ノズル翼の前縁部が該舌部の外側面の延長
線以内に位置するようにしたことを特徴とする可変容量
排気ターボ過給機。 - 【請求項６】過給用のコンプレッサを駆動するタービン
羽根車と、このタービン羽根車の外周側に該タービン羽
根車を囲むように配置され、円周方向に対する設置角度
を変えることができるように設けられた複数のノズル翼
と、前記タービン羽根車とノズル翼を囲むように配置さ
れたスクロールケーシングを備えた可変容量排気ターボ
過給機において、 前記ノズル翼を円周方向に対して成す角度を最大とした
ときに、前記スクロールケーシングの舌部に最も近い位
置にある前記ノズル翼の前縁部が該舌部の外側面の延長
線上に位置するようにしたことを特徴とする可変容量排
気ターボ過給機。 - 【請求項７】過給用のコンプレッサを駆動するタービン
羽根車と、このタービン羽根車の外周側に該タービン羽
根車を囲むように配置され、円周方向に対する設置角度
を変えることができるように設けられた複数のノズル翼
と、前記タービン羽根車とノズル翼を囲むように配置さ
れたスクロールケーシングを備えた可変容量排気ターボ
過給機において、 前記ノズル翼を円周方向に対して成す角度を最大とした
ときに、前記スクロールケーシングの舌部に最も近い位
置にある前記ノズル翼の前縁部が該舌部の外側面と滑ら
かに連なるようにしたことを特徴とする可変容量排気タ
ーボ過給機。 - 【請求項８】過給用のコンプレッサを駆動するタービン
羽根車と、このタービン羽根車の外周側に該タービン羽
根車を囲むように配置され、円周方向に対する設置角度
を変えることができるように設けられた複数のノズル翼
と、前記タービン羽根車とノズル翼を囲むように配置さ
れたスクロールケーシングを備えた可変容量排気ターボ
過給機において、 前記ノズル翼を円周方向に対して成す角度を最小とした
ときに、前記スクロールケーシングの舌部と該舌部に最
も近い位置にある前記ノズル翼の前縁部との間の隙間が
最小となるようにし、 前記ノズル翼を円周方向に対して成す角度を最大とした
ときに、前記スクロールケーシングの舌部に最も近い位
置にある前記ノズル翼の前縁部が該舌部の延長線以内に
位置するようにしたことを特徴とする可変容量排気ター
ボ過給機。 - 【請求項９】過給用のコンプレッサを駆動するタービン
羽根車と、このタービン羽根車の外周側に該タービン羽
根車を囲むように配置され、円周方向に対する設置角度
を変えることができるように設けられた複数のノズル翼
と、前記タービン羽根車とノズル翼を囲むように配置さ
れたスクロールケーシングを備えた可変容量排気ターボ
過給機において、 前記ノズル翼を円周方向に対して成す角度を最小とした
ときに、前記スクロールケーシングの舌部の内側面と該
舌部に最も近い位置にある前記ノズル翼の前縁とが滑ら
かに連なるようにし、 前記ノズル翼を円周方向に対して成す角度を最大とした
ときに、前記スクロールケーシングの舌部に最も近い位
置にある前記ノズル翼の前縁部が該舌部の外側面と滑ら
かに連なるようにしたことを特徴とする可変容量排気タ
ーボ過給機。 - 【請求項１０】過給用のコンプレッサを駆動するタービ
ン羽根車と、このタービン羽根車の外周側に該タービン
羽根車を囲むように配置され、円周方向に対する設置角
度を変えることができるように設けられた複数のノズル
翼と、前記タービン羽根車とノズル翼を囲むように配置
されたスクロールケーシングを備えた可変容量排気ター
ボ過給機において、 前記ノズル翼を円周方向に対して成す角度を最小とした
ときに、前記スクロールケーシングの舌部に最も近い位
置にあるノズル翼の前縁部近傍の内側面が前記舌部の内
側面の延長線上に位置するようにし、 前記ノズル翼を円周方向に対して成す角度を最大とした
ときに、前記スクロールケーシングの舌部に最も近い位
置にある前記ノズル翼の前縁部が該舌部の外側面の延長
線上に位置するようにしたことを特徴とする可変容量排
気ターボ過給機。 - 【請求項１１】過給用のコンプレッサを駆動するタービ
ン羽根車と、このタービン羽根車の外周側に該タービン
羽根車を囲むように配置され、円周方向に対する設置角
度を変えることができるように設けられた複数のノズル
翼と、前記タービン羽根車とノズル翼を囲むように配置
されたスクロールケーシングを備えた可変容量排気ター
ボ過給機において、 前記ノズル翼を円周方向に対して成す角度を最小とした
ときに、前記スクロールケーシングの舌部と該舌部に最
も近い位置にある前記ノズル翼の前縁部との間の隙間が
最小となるようにし、 前記ノズル翼を円周方向に対して成す角度を最大とした
ときに、前記スクロールケーシングの舌部に最も近い位
置にある前記ノズル翼の前縁部が該舌部の外側面の延長
線以内に位置するようにしたことを特徴とする可変容量
排気ターボ過給機。 - 【請求項１２】請求項８〜１１の１項において、前記舌
部の先端面をノズル翼の転角に伴う該ノズル翼の前縁の
移動軌跡に沿って対向するように弧状に形成したことを
特徴とする可変容量排気ターボ過給機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8292678A JPH10141074A (ja) | 1996-11-05 | 1996-11-05 | 可変容量排気ターボ過給機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8292678A JPH10141074A (ja) | 1996-11-05 | 1996-11-05 | 可変容量排気ターボ過給機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10141074A true JPH10141074A (ja) | 1998-05-26 |
Family
ID=17784889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8292678A Pending JPH10141074A (ja) | 1996-11-05 | 1996-11-05 | 可変容量排気ターボ過給機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10141074A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7043913B2 (en) * | 2003-06-23 | 2006-05-16 | Komatsu Ltd. | Turbocharger |
| WO2013065807A1 (ja) * | 2011-11-02 | 2013-05-10 | 有限会社サンワールド | 蒸気タービン発電装置 |
| CN103380051A (zh) * | 2011-02-24 | 2013-10-30 | 三菱重工业株式会社 | 船体阻力减少装置 |
| KR20140033455A (ko) * | 2011-06-10 | 2014-03-18 | 보르그워너 인코퍼레이티드 | 복류식 터빈 하우징 터보차저 |
| DE112022002550T5 (de) | 2021-08-04 | 2024-03-14 | Ihi Corporation | Turbine und Turbolader |
-
1996
- 1996-11-05 JP JP8292678A patent/JPH10141074A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7043913B2 (en) * | 2003-06-23 | 2006-05-16 | Komatsu Ltd. | Turbocharger |
| CN103380051A (zh) * | 2011-02-24 | 2013-10-30 | 三菱重工业株式会社 | 船体阻力减少装置 |
| KR20140033455A (ko) * | 2011-06-10 | 2014-03-18 | 보르그워너 인코퍼레이티드 | 복류식 터빈 하우징 터보차저 |
| WO2013065807A1 (ja) * | 2011-11-02 | 2013-05-10 | 有限会社サンワールド | 蒸気タービン発電装置 |
| JPWO2013065807A1 (ja) * | 2011-11-02 | 2015-04-02 | 有限会社サンワールド | 蒸気タービン発電装置 |
| DE112022002550T5 (de) | 2021-08-04 | 2024-03-14 | Ihi Corporation | Turbine und Turbolader |
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