JPS6065207A - 可変容量ラジアルタ−ビン - Google Patents

可変容量ラジアルタ−ビン

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Publication number
JPS6065207A
JPS6065207A JP58172997A JP17299783A JPS6065207A JP S6065207 A JPS6065207 A JP S6065207A JP 58172997 A JP58172997 A JP 58172997A JP 17299783 A JP17299783 A JP 17299783A JP S6065207 A JPS6065207 A JP S6065207A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tongue
turbine
housing
flow path
flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP58172997A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Komatsu
宏 小松
Fumio Nishiguchi
西口 文雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP58172997A priority Critical patent/JPS6065207A/ja
Publication of JPS6065207A publication Critical patent/JPS6065207A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F01D17/146Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by throttling the volute inlet of radial machines or engines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Control Of Turbines (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】 にターボチャージャ等のタービンにおける流量特性を、
スクロールに設けた揺動自在な舌状部材を動作させると
とによって可変とした可変容量ラジアルタービンに関す
る。
一般のターボチャージャ付内燃機関にあってはその出力
特性が、タービンロータの径とターボチャージャにおけ
るルタ此率、すなわち後述するスクロール入口部の流路
断面積Aをロータ中心軸からこの入口部断面積重心位置
までの垂直距離Rで除した値とによってハホ決定されて
しまい、例えば、φ比率が大きいほど高速向きとなシ、
高回転領域におけるトルクを増大させる。
そこで、エンジンの運転条件に応じて上述したように舌
状部材(可変ノズル)を動作させてスクロール入口部の
流路断面積Aを変化させ、以てスクロールに流入する排
気ガスの流量等を変化させて、低速運転領域から高速運
転領域にいたるまで適切な過給をオ、([持することに
よって適切なトルクの増大が図れるようにした可変容量
ラジアルタービンが提案されてきた。
第1図(A)および(B)は従来のこの種可変容量ラジ
アルタービンの一例を示し、本例は特開昭!クーII1
123号公報等に開示されたものである。ここで、/は
図示しない圧縮機インペラに直結されているタービンロ
ータであシ、コはタービンロータ/の外周部に設けられ
ているタービンハウジングである。タービンノ)ウジン
グλには一般に鋳造品が使用される。
更に3は、このタービンハウジングコに設けられ、渦巻
型の流路を形成しているタービンスクロールテアリ、ス
クロール3への流入口3Aは図示しない排気マニホール
ドに接続され・マニホールドからの排気ガスはこの流入
口3Aからスクロール3の流路3Bに沿ってロータ/へ
と導かれる。
しかして、本例では、このスクロール3の巻き初め部分
、すなわち流路3Bの外周側壁面がロータ/に最も近接
する位置で舌部lを軸jの回りに揺動自在なようになし
て(以下でこのように揺動自在とした舌部グを舌状部材
という)、ノズル開口部(スクロール入口部)乙におけ
る半径方向の幅を変化させ、以て、この部における流路
断面積Aを可変としている。
また、第1図(A)に示す7はハウジングλの外部に配
置された電磁アクチュエータであシ、このアクチュエー
タ7は、エンジンの運転条件、例えば機関回転数に応じ
て動作させられるもので、このアクチュエータ7の動作
によシリ/り部材rを介して舌状部材グをロータ/の半
径方向に揺動させることができる。
更にまた、第1図(B)において、ワはロータ軸/Aを
ベアリング/θを介して軸支させているセンタハウジン
グであり、l/はセンタハウジングtとロータ軸/Aと
の間に設けられているリングシール、12はタービンロ
ータ/の円板状背面を形成しているシュラウド板である
。シュラウド板12はその周囲のフランジ部がタービン
ハウジングコの環状溝に嵌め込まれた状態に保たれてお
り、センタハウジング9を固定するボルト/3によって
この状態に固定されている。
このように構成された可変容量ラジアルタービンにあっ
ては、流入口3Aから入口部6を経てスクロール流路3
Bに排気ガスが導かれる際に、運転条件に対応してアク
チュエータ7が動作され舌状部材lを揺動させて入口部
乙の流路断面積Aを変化させる。
よって舌状部材グの位置に応じた流量の排気ガスが流路
3Bからタービンロータlへと導かれてロータlを回転
させ、仕事をしたあとの排気ガスは第1図(B) K示
す出口部3Cから外部へと排出される。
しかしながら、このような従来の可変容量ラジアルター
ビンにおいて、舌状部材弘における揺動方向の厚さを厚
くすると、舌状部材グが設けられているスクロール入口
部6に導かれるガス流れの方向が滑らかでなく々す、部
材弘の舌端部llTで流れのはく離が生じる虞があるの
で、形状的にもその厚さが抑制される。
一方、揺動動作をなす舌状部材lとタービンハウジング
との間に存在する熱膨張率の差のために、舌状部材lの
両側の側面lIAおよびlIBがハウジング−〇内壁面
2Aおよび2Bと接触して揺動不能となるのを避けるた
めにこれらの間に隙間Cが設けられているが、上述した
ように舌状部材グの厚さを厚くする訳にいかないので、
これらの隙間Cを通過して洩れようとするガス流が表面
からの大きい摩擦抵抗による圧力損失を受けないまま容
易に隙間を通過してしまう。
このため、特に入口部6の流路断面積Aが絞られる小流
量時には、この隙間Cを通って第1図(4)で矢印で示
したように直接にロータ/側へ洩れるガス流量が多く々
ることで、舌状部材グによる絞り効果が低減させられる
のみ々らず、流路3Bに沿って旋回させられながらロー
タ/に流入する主流にこの漏洩ガス流が混入することで
、流れの乱れによる流体エネルギ損失が大きく、タービ
ン効率を低下させる。
更にまた、最大流量時にあっては、逆にロータl側から
隙間Cを通って入口部A Illに漏洩し、同様にター
ビン効率を低下させる。
本発明の目的は、上述した欠点を除去し、最小流量時は
勿論のこと、最大流量時にあっても隙間からの漏洩が抑
制でき、タービン効率を向上させてエンジントルクの増
大が図れる可変容量ラジアルタービンを提供するととに
ある。
かかる目的を達成するために、本発明では、舌状部材の
側面近傍の端縁部から揺動方向に側壁を延在させて形成
し、この側壁の外側の壁面をハウジング内壁面と対向さ
せるようになしてこれらの間に隙間が形成されるようK
する。すなわち、このようにして舌状部材とハウジング
内壁との間に形成される隙間が双方の対向する広い面積
範囲にわたって存在するようになし、この隙間を通過す
るガスを大きい摩擦抵抗によって生じる圧力損失で抑制
する。
以下に、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。
第2図は本発明の一実施例を示し、本例ではスクロール
3における流路3Bの断面形状をほぼ方形型のように形
成する。すなわち、〃はタービンハウジング、ガはハウ
ジングカバでアシ、ハウジング〃およびカバ21には共
にロータ軸/Aに直角な流路壁面2DAおよび2/Aが
形成されていて、これらの壁面〃Aおよび2/ Aと、
タービンハウジング〃側に形成したスクロール外周壁x
Bおよびハウジングカバ万側に形成したスクロール内周
壁27Bとによってスクロール流路3Bが形成されてい
る。
なおここで、ハウジングカバガはその周囲に環状に形成
した嵌合溝2/ (Eを有し、との嵌合溝2/ 0にバ
ッキングnを介してハウジング〃の嵌合部〃Cを嵌め合
わせた上ボルト3によって固定する。
更にハウジングカバ2/にはロータlの翼端に沿ったシ
ュラウド部2/ Dおよび出口部3Cが形成されている
2グは翼型形状の断面を有する舌状部材であシ、Bは舌
状部材2IIと一体にした回動輪である。回動軸Bはハ
ウジングカバ2/に圧入して設けたブツシュ26に回動
自在に軸支されており、軸Δの外側には第3図に示すよ
うな短冊型のアーム板1が固定される。なお、アーム板
1には接続孔EAを設けておき、一方、軸Δのねじ部断
面をこの形状に合わせて形成することによシ孔27Aに
ねじ部を嵌め合わせ、ナツト1によジアーム板lを軸Δ
に固着する。
刀はアーム板1に取付けた連結ビンであシ、この連結ピ
ン刀を図示しないアクチユエータと連結させることによ
シ、アクチュエータによって舌状部材21に揺動動作を
行わせることができる。
ここで舌状部材2Ilは、第1図(4)〜(0)に示す
ようにその双方の流路面24’ Oおよび2ISにおけ
る端縁部から上下の揺動方向に延在させた側壁部70お
よび71を有し、これらの側壁部70および71によシ
舌状部材2グの側面211Aおよび21Bが形成される
ようにする。
なお、これらの側壁、部70の流路面24tOとの接続
部および側壁部71の流路面21 Sとの接続部は何れ
も隅肉を持たせて滑らかな形状とする。かくして入口部
乙における流路3Bが、舌状部材2グ側に形成されてい
る流路面29 Qおよびその両側の側壁部70と更にハ
ウジングλ側の壁面ffA 、 2/Aおよび外周壁〃
Bとによって構成されると共に、一方の24tSおよび
両側の側壁部71と、ノ蔦つジング側の壁面〃Aおよび
2/ Aとで構成される。
ここで、舌状部材211の側面29 Aおよび2’l 
Bと壁面〃Aおよび2/Aとの間には構造的に必要最小
限度の隙間Cが第7図(B)の場合の様に保持されてい
るが、側面24IAおよび2(133が十分幅広く設け
られていることによって、これらの隙間Cを通過しよう
とするガス流れの圧力がその摩擦抵抗による損失で減殺
される。
以上説明してきたように、本発明によれば、舌状部材に
おける2つの流路面の側面近傍の端縁部から揺動方向に
側壁を延在させて、これらの側壁により舌状部材の両側
に幅の広い側面を形成し、これら双方の側面をハウジン
グ側の平行な内壁面とそれぞれ対向させるようKしたの
で、側面と内壁面との間に形成される隙間から漏洩しよ
うとするガス流れの圧力が舌状部材の側面を通過する途
中で減圧されて、最小流量時は勿論のこと最大流量時に
あっても隙間からの洩れが抑制され、タービン効率を高
めることができると共に小流量化お□よび大流量化を図
ることができ、特に低回転領域におけるエンジントルク
を従来より大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)は従来の可変容量ラジアルタービンの構成
の一例を示す模型図、 第1図(B)は第1図(A)のA−Af!断面で示す構
成図、 第2図は本発明可変容量ラジアルタービンの構成の一例
を示す断面図、 第3図はその舌状部材作動用アーム板の平面図、第1図
(4)はその舌状部材の上面図、第4図(B)は第1I
図((転)のB−B線断面図、kZII図(0)は舌状
部材の側面図である。 ハ・・タービンロータ、 /A・・・ロータ軸、 2・・・タービンハウジング、 JA 、 、213・・・内壁面、 3・・・タービンスクロール、 3A・・・流入口、 3B・・・流路、 グ・・舌状部材(舌部)、 IIA 、 lIB・・・側面、 4Z’l”・・・舌端部、 j・・・軸、 6・・・入口部、 7・・・アクチュエータ、 ざ・・・リンク部材、 り・・・センタハウジング、 lθ・・・ベアリング、 //・・・リングシール、 /2・・・シュラウド板、 /3・・・ボルト、 〃・・・タービンハウジング、 JA・・壁面、 〃B・・外1i’d壁、 〃C・・・嵌合部、 2/・・・ハウジングカバ、 2/A・・壁面、 2/ 13・・・内周壁、 2/ O・・・嵌合溝、 2/ D・・・シュラウド部、 〃・・・バッキング、 B・・・ボルト、 2グ・・・舌状部材、 2グA、2グB・・・側面、 2グ0,2グS・流路面、 Δ・・・軸、 3・・・ブツシュ、 刀・・・アーム板、 27A・・・接続孔・ l・・ナツト、 29・・・連結ピン、 70 、7/・・側壁部。 特許出願人 日産自動車株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 流路に沿って設けた舌状部材を揺動自在となして、ガス
    流量を変化させるようにした可変ラジアルタービンにお
    いて、前記舌状部材は前記流路に沿った一つの流路面と
    、該λつの流路面の前記流路に沿った端縁部から前記舌
    状部材の揺動方向に延在させた側壁部とを有し、該側壁
    部によシ前記舌状部材の側面が形成され、該側面および
    該側面に平行な前記流路の壁面との間に前記舌状部材の
    揺動位置の如何にかかわらず常に所定の隙間が保たれる
    ようにしたことを特徴とする可変容量ラジアルタービン
JP58172997A 1983-09-21 1983-09-21 可変容量ラジアルタ−ビン Pending JPS6065207A (ja)

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JP58172997A JPS6065207A (ja) 1983-09-21 1983-09-21 可変容量ラジアルタ−ビン

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JP58172997A JPS6065207A (ja) 1983-09-21 1983-09-21 可変容量ラジアルタ−ビン

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JPS6065207A true JPS6065207A (ja) 1985-04-15

Family

ID=15952266

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JP58172997A Pending JPS6065207A (ja) 1983-09-21 1983-09-21 可変容量ラジアルタ−ビン

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014190272A1 (en) * 2013-05-24 2014-11-27 Blaylock Jimmy L Turbocharger with progressively variable a/r ratio
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WO2017168646A1 (ja) * 2016-03-30 2017-10-05 三菱重工業株式会社 可変容量型ターボチャージャ
US10801357B2 (en) 2019-02-20 2020-10-13 Switchblade Turbo, Llc Turbocharger with a pivoting sliding vane for progressively variable A/R ratio

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