JPS60153430A - タ−ボチヤ−ジヤ - Google Patents

タ−ボチヤ−ジヤ

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JPS60153430A
JPS60153430A JP59008598A JP859884A JPS60153430A JP S60153430 A JPS60153430 A JP S60153430A JP 59008598 A JP59008598 A JP 59008598A JP 859884 A JP859884 A JP 859884A JP S60153430 A JPS60153430 A JP S60153430A
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JP
Japan
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exhaust
engine
control valve
valve
rotation
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Pending
Application number
JP59008598A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoichi Yamazaki
洋一 山崎
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Individual
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/22Control 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators
    • F01D17/12Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/141Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path
    • F01D17/145Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path by means of valves, e.g. for steam turbines
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Supercharger (AREA)

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】 本8は、エンジンの排気エネルギにより排気タービンを
駆動し、該排気タービンによってコンプレッサを、駆動
してエンジンの過給を行うターボチャージvの、おト気
タービンの流量特a可変イしに関する。
一般に高出力化のためには、比較的大型のターボチャー
ジャに撰定すること力場いが、エンジン砥速回軟域イタ
ービン0回転が不足し過給効果が出に<<む。たり、加
棟時渦拾遅れが火きくなる傾向がある。
過給エンジンにおいて低燃費化のためには、理想的にぽ
相対的xt」\おト気量0エンジンを用いて、遥削iて
より膏か0ネ目対的に大おし気量のエンジンと同等0ト
ルクを一発斗−とせ、框過舶ヅ」ト九量エンジン搭載庫
と同等のファイナルギヤ此を使用することにより、過給
が作用していなしΔとNにば無週鹸」\おト気量エンジ
ンとして比較的高負荷イ運転するごとによって、作動気
筒数可変0可変排気量エンジンと同様力効果に狙う。こ
のためには電ンジン低速回転から高い過位圧力マ蒋られ
るごとが必要イあり、加速時応答遅れ0少なし\ことも
要求される。
このような要求に対しては比較的/J\型のターボチャ
ージャが適している。しかし、エンジン高速回軟城イば
排気グービン自身が杉ト気通路り抵抗となり、出力の頭
打ち現象が出ろケースが汐い・さらに背圧上昇ばエンジ
ンのポンピングロ又0増加につながり低燃費化に反する
方向1zなる。
これら抵・高速回転域の傾向は互いに)l、−1−牙フ
の関係におるため、現在一般的には騙費と高出力の適当
な妥協点においてターボ゛チャージャに選定している。
この解決策として比較的l」\型Oターボチャージャを
パラレルに二個配置し、抵速回転戒で一個、高速回転域
イ二個作動させる一段過船シ又テムが考えられるが、丞
速回転城ゼーしているターボ゛チャージャを高速回転域
イ改帰させるときν乙コンプレッサにサージングが融す
る間延がおり尖現していない。
大型トラック用ディーゼルエンジンの大型クーボ゛ヂャ
ージャにおいては、前記したような低・高速回転域イみ
られる本質的な問題前0解決策としとれている。
この場冶ソービンロークOまわりに円周状に可変静翼に
設け、適正な流出角と面積左右する又ロー)を形成する
ためには十数枚必要とする。東用車用”4*ノJ\型エ
ンジンに耘いては一般にタービンロータ直怪50 rr
Lm7YR&のものを用し1ているのて゛、相似に縮小
した場合静翼が相当薄くなり、可変静翼ぽHと−イ末0
片持ち軸イ支んhれるのが一般的イおることと、ディー
ビルエンジンイは排気潤度が700°C以下イわる0し
こ対し、乗用車エンジンの大半を占めるガソリンエンジ
ンイは900°bビンローフのように遠心応力を受ける
ことはないがより高温になろこと、高速魅、おト気の間
欠的な噴出による脈動むどにより生ずる励振力が′#用
ロークも層壊とれてしまうのイ、交合のために静翼を厚
くすると、又ロートと貿O稜縁瀝さO比カマノJXさく
なり、その分た゛け狽失力く増しチョーAングし易くな
る。従って乗用車用箋Oホ型エンジン0JJX型ターボ
チャージャにおし1では虻現することが困難イある。
本発瑣は、と記のような問題に有効に對櫻すべくなされ
たもDイあり、可変静翼を川口ろことなくタービンの流
量特ノ1生&’T変にし、低燃費と高島力を両立させる
ことに可能にする/J\型ターボ゛チV−ジャに得ろこ
とを日的とする。
オ、発明突施例を図面にもとづいて説明すると、1は軸
受ハウジングゼ一端におr気タービンロータ2、他端に
コンブレラ丈ブロア(図示せず)を固楚したシャフト3
を軸受4,4を介して回転自在に支持してし)る。
5は排気タービンロータ2左包丙込んぞ軸受ハウジング
1に遮縣6を介して固定されているタービンハウジング
。該クービンハウジングは隔壁7によって軸方向に二分
割された又クロール#8a、abを有しており、舅ト気
導入部9とそれに接読するおト気普10f3には、エン
ジン(図示せず)の各気筒からOおト気逐路に−」叫2
棗合させ、そ0下流で楓音μm1において一本の排気通
路12から二本の排気通路12a、12bに分岐されて
おり、該υ「流通路12a、12bはそれぞれ人クロー
ル部8a、Elとつながっている。
パラトル配置0ツインクーボにする場合には、ふたつの
気筒群に分け、気筒群毎におト気赳た一本ずつ計二本に
集合)ぜ、上記と同様にして二個のターボチャージャを
装着する。
一方の排気遇I件12bには、該排気」l各に開閉制仰
する円柱状の回転弁イわる制御弁13がjFri円形の
取、付火14肉に挿入され、該制御弁13ば設定角度1
こおいて躬ト気餅12bと冶1欠し該おL流通路の上流
と下流と紀車通する連通孔15を看する。制御弁13の
上下に1回転中心軸に合致して制御弁13と一体に成形
された軸部16,17:L右し、液軸部16,17は販
討穴14底部と取討穴14上部に雷封固定される力t<
−1aに販り討けられた軸受19.20によって支持さ
れ、Il淘4P13左回動自在に支持してし八ろ。尚図
示してないが、が又漏れを減少するために軸部16にラ
ビリンスを段けるとよい。制御弁13と取付穴14との
間には直径差イ0.5mm程度の間隙を設け、それぞれ
O枯変形によるこう着左防止する。軸部160制御弁1
3と反対順り端部トzばI、/?−21が固定され、該
「バーにはコンド22〇一端が連昔されている。該ロッ
ドO2他端に1よ適切なアクチュエータ(図示せず)例
えば、又テップモーフ、空圧アクチュエータ等力く速昔
され制御弁13左回転馬V動する。尚、制御弁13は排
気クービンローフ2と同様な超耐梼会合あるいはゼラミ
ック人等OBM塾廿を用しXる必安がわる。
他方O排気J1名、12aに1よ郡υ用軌通路と羽ト気
クービンロータ2下流O胛P気拐ト忠蓮路23とを昔ぶ
排気パイ1文人孔24が設けられ、該排気ベイペ又孔に
は’AVfbバイIで人弁25が密着してhす、該排気
バイパ人弁ば軸部26と一体/)l/バー27に辰り付
けられ、軸部26の他端にLよにバー28が固定され、
該レバーに津木決れたロッに290他端には過給圧によ
り作動するアクチュエータ(丙示セ−′#′)力く設け
られている。
これぽ過維圧力匁設定値になると排気l留パ人弁25が
おト気バイパ又孔24左開きおト気タービンロータ2を
バイノv又しておト気だ逃がし排気クートンの回転に押
えて過給圧に制契する周知の過絵圧田1#便置イbる。
こればディーゼルエンジンの場合にCよ必質としないこ
ともおる。
以上のように構成されたターボチャージャは、制御弁1
3を全閉じたり畝ることにより、排気工卆ルN(流忙X
ヘッヒ〕が一定の場合に、膨張化度カヘ゛増大する。こ
のとき又クロール部8 aJlからの流出球皮の増大に
つれてエゼクタ酌ムイ乍尼により又クロール部8b内圧
は又クロール部りa内圧よりも低下し、流速も低下する
。このことから又クロール合流部3(Hこ渦が発生する
ことがわかる。
ごO渦は制御KJ弁130開皮を小さくするほと゛強く
なる。この損失により理論球皮)ヒが同一〇とき、制御
弁13全閉Oと1ぼ全開のときに比べ−CM串が’#5
%我皮感下する。また、膨張比を大きくすることはエン
ジンOf圧且昇につながりポンプ損失の増力aとなり手
均肴効圧力を低下するイ1向になる。
朕って、上記のことを考慮してエンジン蓮転仄稲に応じ
て制御弁130開度左通切に4i11飢す虐、は゛、エ
ンジン低速回転におけるおト気タービンロータ20回転
速度を太きくし、よりエンジン低速回転から過拍効果力
91年Yぺ、若ト気バイパ人弁25の開と姑力ろインタ
セプトポイントをよりエンジン丞速璃頒11にすること
がイ熱るため、エンジンの低速トノνりに増大すること
がイ゛きる。エンジン高速回転高負厨時には、制本弁1
3を全開することによr)排気流踏抵、#−1,J\さ
くシ、高温力を得ろことがぞき、広いエンジン回軟速度
戒イ゛高い過餡五を將、大きいトルクに稈るてとがイき
る。
さ?)にタービン0砥回転からの立ち上がりは、ペルト
ン、t?)ような衝動力によるところが犬ぎいため、こ
0ときに制御弁13に全閉したり収るごとにより又クロ
ール合流部30かものが又流出床皮を上げ゛、タービン
0回転工昇を早めることカマイき、車両加速時Oクーボ
゛チャージYO#笠ノ)生を関連によるところが人きく
、この開りだ決定するのには、促8験により各運献仄態
移おいてエンジンO平均有効圧力が最大になるようム開
度にすれぼよい。
アイドリングや低負荷のときけば過枯涯に必臀としない
ため、乍」御弁13’に主調にしてエンジンの背圧を下
げるO力M耐薯費化Oたゐにば良い。しかU、車両Oj
跣賂掟よっては、例尤ば又ボーツカ−Vのように俊づひ
左安東する邑のにおいては、過給圧を画質とするときに
そな尤てクーピン回転数上高(保つ″″C,紛〈ごとが
淡おれるため、制御弁13を全閉あるいは参J状態にし
て村くことカマl必要となる。上記両方の中間の適者な
妥協点に俗」#4P130開皮を設定ルてLよし1゜ま
た、全道軟状態において主開か全開のどもちかに、わる
いは金量、中間、全開〇三段階に制御弁13を制御して
制御に筒素化する乙とLイきる。
また、タービンを舶来するとぎにのみ制御弁13全開か
触りifてしてん各画向上のみを目的として制御するこ
ともイぎる。
向、圓O友施例においては、羽し気バイパ人孔?4を排
気通路12a、布I]に設けた力く、5j−祷11より
上流の排気通路12に設けてもよしx。
また、排気I何Iマ又を川しxないイも、葡制御弁13
全開のときに適切な容量Oターボチャージャに選定すれ
ば、制御弁」30開度:& 411#することによって
過給圧&IIJ徊することがイきる。
函イは人りロール郁8a、8bの入口部つより又ロート
部31a、31b/)面積が均等になるように分割した
が、少2要ν乙応じて面積割合を変えてもよしAo 以上に説明したように、本発明によれば、可変静翼左設
けることが困難なノ]\型ターボチャージイレこおいて
も、おト気グービンの流量特性を可tにすること力ペイ
きる千1点、カベおる。
【図面の簡単な説明】
第1因ば木考現史於澄1」の階段状断面図、第2圓は第
1図の八−へ断面図イおろ。 1・・軸受ハウジング、2・・排気タービンロータ、3
・・シやフト、4・・軸受、5・・タービンハウジング
、6・・連鋳板、7・・隔壁、Ba、8b・・又クロー
ル部、9・・おL気導入部、10・・排気管、11・・
・・制御弁、14・、取付穴、15・・連通孔、]6゜
17・・軸部、]8・・カバー、19.20・・軸受、
21・・ドパ−1??・・口、律、23・・排気排毘通
路、30・・又クロール合流部、31a、31b・・又
ロート部。 第2図 一’(1’J−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1−木の排気通路か二本に分岐し、該二本の排気通路が
    軸方向に二分刺したおト気タービン久りロール部のそれ
    ぞれにつながっており、前記二本しご分岐した誹傷」聞
    咎の一方を開閉する弗晰弁を設け、話制御弁を開m制柳
    することヲ持厳とするターボチャージ■。
JP59008598A 1984-01-23 1984-01-23 タ−ボチヤ−ジヤ Pending JPS60153430A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59008598A JPS60153430A (ja) 1984-01-23 1984-01-23 タ−ボチヤ−ジヤ

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59008598A JPS60153430A (ja) 1984-01-23 1984-01-23 タ−ボチヤ−ジヤ

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Publication Number Publication Date
JPS60153430A true JPS60153430A (ja) 1985-08-12

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ID=11697401

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59008598A Pending JPS60153430A (ja) 1984-01-23 1984-01-23 タ−ボチヤ−ジヤ

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JP (1) JPS60153430A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0180917A2 (en) * 1984-11-02 1986-05-14 Hitachi, Ltd. Exhaust gas turbine type supercharger

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0180917A2 (en) * 1984-11-02 1986-05-14 Hitachi, Ltd. Exhaust gas turbine type supercharger

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