JPS5946302A - 可変容量型ラジアルタ−ビン装置 - 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】 この発明は、タービンの容量を）ｔ１１φ！１条件１．
ｌ応して変化しうるようにしたｎｌ変容量１〜リラシＴ
ルタービン装冒に関する。

内燃機関用の夕・−小過給機）５−用いｒ）’Ｉする一
／　ｉノ’ルタービンなど、運転系１１１によ−）（タ
ービンに流入りるガスの流量が！ｉ！なるしの（Ｊあつ
−Ｃは、営ｎ＋Ｉ良好なタービン効率を１１？ること（
１、勤しく、したがっである条（’ｌ　＋・（最良の効
！？７を発揮（ｊるＪ：うに設８１シても、これを人き
く外れた運転域（（ｊ効率が低下したり、過給Ｌ「に過
不足をり−しかねｆ、丁い。

このため、不出願人から、ターボ容量を可変にして広い
運転域で良好なタービン効率を保ち、最適過給を行なえ
るようにした可変容量型のラジアルタービン駅首が１Ｔ
案されている（特開昭５３−１３６１１３号、５４−８
４１２３号公報等）。

これを説明すると、第１図、第２図に示ｊＪ　Ｊ、）に
、タービンハウジング１に排気カス入１１部２かう徐々
に通路断面積が減少してノズル部３日こ至る導入通路４
と、この導入通路４に続き所定の断面勾配でタービン［
」−夕５を包囲形成りるスクロール通路６どを備えてい
るが、このスクｌｌｌ−ルの巻き始めの舌部７を分割し
、その舌部７後端を支持づる軸８を回動支点としてター
ビン半径方向に揺動てきるように形成している。

そして、この軸８の一端に取すイ；ｔ　ＧＪられたレバ
ー９をアクテコエータ１０等にＪ、り回動してノズル部
３の断面積を変化させる。

エンジンの排気ガス量の多い高速＾ｈ間荷時ノズル部３
の断面積を大きくすれば、抵抗が減つ（タービン効率が
高められ、排気ガス吊の少’ｅＬい比較的イ１℃速イ［
（負荷峙にノズル部３を絞ることにＪ、す、ガスの流入
速度を高めて低速域にｄ３Ｇ〕る機関１−ルク特性を改
善し、かつ良好な過給応答ｆ１を１１〒るのである。

しかしながら、この従来賛同にあっては、タービンハウ
ジング′１と舌部７どの間のシールｔ１を保つために、
タービンハウジング１（！第２図の１３Ｂ線付近で二分
割し、その摺動面を機械加１することが必要であった。

また、構造が祷雑ど４「す、このためコストが高くなる
と其に、小型形状、組付性等の点から舌部７の回転軸８
の径を人さくとれず、高温高圧下での耐久性に問題がイ
１−じ（いた。

この発明は、このような問題点に着１．ｌ　ｌ〕η’ｅ
’ｃ　（’５れたもので゛、タービンハウジングのスフ
１１−ル舌部先端に棒状部材を取付【）、この棒状部材
の断面を所定形状に設定し、運転系１′１に応しくこの
棒状部材を回転りるＪ、う構成りることにより、ノズル
部の断面積を可変に１ノで良好なターじン効率を１ｑる
と共に、−１ストを低減し耐久ｖ１の白土を図った可変
容量型ラジノフルタービン装置の提供を目的どする。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第３図は本発明の実施例を示？ｌ要部断面図、第４図は
ぞのＣ−Ｃ線に沿う断面図Ｃ′ある。

タービンハウジング１の排気ガス入口部２から徐々に通
路断面積が減少しノズル部３へと続くが、このノズル部
３を形成づるスクロール１１の舌部１２の先端に所定断
面形状の棒状部材１３が配設される。

この棒状部′ｖｊ１３は、タービンハウジング１の一方
から貫通し、タービンロータ５の軸と平行にかつ摺動自
由に嵌装される。そして、この棒状部材１３の軸端に図
示しないアクチュエータが連結され、アクヂコ、［−夕
の駆動に応じ（棒状部材１３は回転しその回転位置が選
定されるようにしＣいる。

この棒状部材１３の断面形状は、図のようにタービンハ
ウジング１との嵌合部１４が円筒形で、排気ガス通路に
露出覆る部分の断面は、その嵌合部′１４とほぼ同形の
真内部゛１りと、−側面が削られた直線部〈あるいは所
定の曲線形状Ｃ・も良い）１６どを有りる。

−てして、この棒状部材１３を回転しＣての直線部１６
でノズル部３３を形成づるどきに、ノズル部３１の断面
勾配が排気ガス人ＩＪ部２がら滑かに３９！続し段差が
生じないにうに、スフ１１−ルｉＴ１部′１２のノズル
側壁面に対りる棒状部１４　＋　；１の取イリり位「７
ならびに直線部１６の形状が定められる。同じく、この
場合スクロール舌部′１２先螺冒Ｊ３１ｊ接しくイの隙
間を最小限にとどめる。

また、このどき棒状部材を側面／）”７．＞　Ｑるど（
第４図参照）、その四部１７かハウジング壁面と滑かに
連続し、これらで良好なノズル断面を形成している。

この棒状部Ｉ、１１　ｊ３の回転ｉ（／　ｉＦ？　ＩＪ
、前記）′りｆ−＋」−一夕の駆動により第３図、第５
図、第６図の８３カ所（−１’　）　、　　（ロ）、（
ハ）が選、択され、したがっで第３図（イ）の場合にノ
てル断面偵が出入、第５図（ロ）の場合に中間、第６図
（ハ）の場合に最小となる。

これにより、ノズル断面積を切換えることができ、ター
ビン容艶を可変ηることができる。第５３図（イ）を基
準にしＣ１１ノ１気流吊が比較的少ないときの第５図＜
１：１）、第６図（ハ）の修正流…（流速」：打により
流中が増量したと考える）を第７図に承り。

即ち、タービン【」−夕５の回転力は導入される排気流
量に比例づるが、エンジンの排気カス小が少ない低速低
角ｖＩ域にはノズル部３がらの１ノ１気の流速に対応し
、流速が高いどきほどタービン［１−夕５が高回転し実
質的に流中が増入りる。

したがって、第５図（ロ）、第６図（ハ）どなるほど流
速が高められるから、タービン［１−タ５の回転が上貸
し、低速低負荷域にお（〕る良好なタービン効率を得る
ことができる。

一方、エンジンの排気カス量が多い比較的高速高負荷域
では、ノズル断面積が最大どなる第３図〈イ）に設定し
、このため通路損失が軽減されＣ十分な過給が行なわれ
、同じく良好なタービン効率を射を持することが（゛き
る。

また、この場合棒状部月１３３の真内部１！５により、
スフ【−１−ル末尾の自由渦部（・の損失が迎えＩうれ
、Ｊ、り効率が高められる。

そして、木実施例では、従来例のＪ、うにタービンハウ
ジング１を２分割したり、難しい機械加１をりることが
不要となり、構造庖簡素化しＣ１ス１−の低減が図れる
。しかも、棒状部材１３の怪べ大きくとれるｌＣめ、耐
久性が充分に高められ、高温高圧下で使用されるタービ
ンの１８頼ｒ１を菩しく向」二ツることができるのであ
る。。

なＪ３、棒状部材１３３の…ｉ面形状を第８図に示１よ
うに断面１／４円状に形成しＺ　’ｔ）良く、このＪ、
うにすればノズル断面積の選定範囲が拡が−）も、Ｊ、
り的確なターボ容量が１ｑられる。

以上説明した通り、本発明に二Ｊ、れば、タービンハウ
ジングのスフ１−１−ル舌部先端に断面所定形状の棒状
部材を配設し、この棒状部＋Ａの回動に応じ（ノズル部
の断面積を切換えるＪ、）にｌＪ／このぐ、簡単な構造
でタービン容量を的１ｉ１ｒ　４．：ｌ：　ｉｉ＋変り
ることができると共に、」ス１〜の低減、耐久性の向」
−が図れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の断面図、第２図は−での八−へ線に沿
う断面図、第３図は本発明の要部断面図、第４図はイの
Ｃ−Ｃ線に沿う断面図、第５図、第６図はその作動状態
図、第７図は本発明の流量特性図、第８図は本発明の他
の実施例を承り要部断面図である。 １・・・タービンハウジング、２・・・排気ガス八ＩＩ
　ｔ’ｒＩ、３・・・ノズル部、４・・・導入通路、５
・・・タービンロータ、６・・・スフ［」−ル通路、１
１・・・スフ［ｌ−ル、１２・・・舌部、１３・・・棒
状部材、１５・・・真内部、１６・・・直線部、１７・
・・四部。 特許出願人　　　日産自動車株式会社 ｆ”＋’Ｓ　１０ 第２図 シ；５３　図 ５ｆう４図 し′（３５０ 「′３６　目 ε１３７　ｌ Ｆ、Ｏ圧力比 に３８１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ターヒレハウジング４ｖ１通し・Ｉｆｌｉ面所定形状の
   棒状部平４を、タービンハウシングの７ノズル部を形成
   するスフ（）−ル舊部先端に３ｉ接し２（タービン軸と
   ｊｌＪ行にかつ回転自由に嵌装し、この棒状部平（の回
   動に応じＣ前記ノズル部の断面積を切換えることを特徴
   どづる可変容ｆｆｊ　ｌｌＱラジノ′ル９−じンＲＦ’
   ｆ　。