JPS61215424A - 排気タ−ボ過給装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、排気ターボ過給機のタービンケーシングに複
数の排気ガス導入口を形成し、該複数の排気ガス導入口
を適宜の弁装置によってエンジンの運転状態に応じて開
閉制御することにより上記タービンケーシング内におけ
る排気ガス通路の通路面積を可変とした排気ターボ過給
装置に関する　　　−ものである。

（従来技術） 従来の排気ターボ過給機においては、そのり」ビンケー
シングの内部に単一の排気通路を形成し且つ該排気通路
の通路面積を固定的に設定するとともに、エンジンの全
運転領域を通じて可及的に高水準のタービン効率が得ら
れるようにするという観点°からタービン効率を決定す
るＡ／Ｒ値（但し、Ａ：タービンケーシングの排気ガス
通路の通路面積、Ｒ：タービンケーシングのスクロール
部の曲率半径）をエンジンの中速運転時の排気ガス量に
応じて設定するのが通例であった。

ところが、このように、Ａ／Ｒ値をエンジンの中速運転
時に対応させて設定した場合には、エンジンの高速運転
領域においては排気ガス量が上記基準排気ガス量よりも
多くなるところから排気ガスの流通抵抗が増大し、排気
ガスのもつ排気エネルギーが十分に活用できず、しかも
エンジン側においてはその排圧が高まるところから燃焼
性が悪化してエンジン出力が十分に得られない等の問題
が発生し、これに対してエンジンの低速運転領域におい
ては排気ガス量が上記基準排気ガス量よりも少なくなる
ところから排気ガスの流速が低下し、タービンホイール
の回転が十分に得られずタービン効率が低下するという
問題が発生することになる。

このような単一の排気ガス通路を有するタービンケーシ
ングを備えた排気ターボ過給機特有の欠点を改善するた
めに、タービンケーシング内の排気ガス通路を複数に区
画し、この複数に区画された排気ガス通路を弁装置によ
って開閉制御することにより上記排気ガス通路の通路面
積をエンジンの運転状態に応じて可変とし、もってエン
ジン全運転領域を通じて高水準の過給性能を確保すると
いう技術の開発が試みられている（例えば、特開昭５８
−１８５２２号公報参照）。

この公知例の排気ターボ過給装置は、第１θ図に示す如
くタービンケーシング１０１内に形成されるスクロール
状の排気ガス通路を、スクロール方向に延設された隔壁
１０７によってタービン軸方向に並ぶ２つの排気ガス通
路に分割し、その一方を、上記タービンケーシングｌｏ
ｔの排気人口端１０１ａからスクロール部の全周に亘っ
て形成され且つエンジンの全運転領域を通じて開通され
る低速用排気ガス通路！０２とし、また他方を、上記低
速用排気ガス通路１０２の通路途中から該低速用排気ガ
ス通路１０２に沿う如く形成され且つエンジンの高速運
転時においてのみ開通される高速用排気ガス通路１０３
とし、且つ該高速用排気ガス通路１０３と低速用排気ガ
ス通路１０２とを連通口１０５を介して相互に連通せし
めるとともに、該連通口１０５を、該連通口！０５の近
傍位置に設けた弁装置１０６によって開閉するようにし
ている。

ところが、この公知例のものにおいては、低速用排気ガ
ス通路１０２と高速用排気ガス通路１０３とを相互に連
通する連通口１０５が、排気ガスの流通方向に沿う隔壁
１０７をその厚さ方向に貫通して形成されているため、 （ａ−１）　　エンジンの高速運転領域において弁装置
１０６によって該連通口１０５が開口された場合、排気
ガスは矢印Ｇで示す如く低速用排気ガス通路１０２側か
ら連通０１０５を通って高速用排気ガス通路１０３側へ
その流通方向を急変させながら流通しなければならず、
その流通抵抗が大きく、 （ａ−２）　　排気ガスが上記連通０１０５を流通する
際、該連通口１０５の軸心に沿って流れるのではなく該
軸心を斜方向に横切って流れるため、該連通口１０５の
全開口面積の割りにその有効流通面積が小さく（従って
流通抵抗が大きい）、このため、流通面積を大きくして
その流通抵抗を減少させようとすれば連通０１０５の口
径を増大させ且つ弁装置１０６も大きくしなければなら
ず装置の大形大重量化を招く、 という問題があった。

さらに、その内部に形成される排気ガス通路を隔壁１０
７によって低速用排気ガス通路１０２と高速用排気ガス
通路１０３の２つの排気ガス通路に分割したタービンケ
ーシング１０１側に弁装置１０６を取付けているため、 （ｂ−１）　　低速用排気ガス通路１０２側のみに排気
ガスが流れている時と、該低速用排気ガス通路１０２と
高速用排気ガス通路１０３の両方を排気ガスが流れてい
る時とではタービンケーシングｌＯ１の熱変形状態が異
なり、このため弁装置１０６とタービンケーシング１０
１側の弁座面との相対関係の維持が困難であり、弁装置
１０６の制御精度が損なわれる、 （ｂ−２）　　タービンケーシング１０１に、隔壁１０
７の外に弁装置１０６を収容し且つ固定支持する弁装置
収容部１０４を形成しなければならないところから、該
タービンケーシング１０１の構造がより一層複雑となり
、またこのタービンケーシング１０１の構造の複雑化に
より該タービンケーシング１０１が不整定な熱変形を起
こすことになり弁装置１０６の制御精度がさらに悪化す
る、という問題もあった。

（発明の目的） 本発明は上記従来技術の項において指摘した問題点を解
決又は改善しようとするもので、排気ターボ過給機のタ
ービンケーシング内の排気通路を複数の排気通路に区画
形成し且つこの複数の排気通路の排気ガス導入口をエン
ジンの運転状態に応じて弁装置により開閉制御しもって
該タービンケーシング内の排気ガス通路の通路面積を可
変とした排気ターボ過給装置ζこおいて、 （１）排気ガスの流通抵抗を減少させて過給性能の向上
を図り、 （２）排気ガスの流通抵抗を増大させることなく装置の
コンパクト化を図り、 （３）弁装置に対するタービンケーシングの熱変形の影
響を可及的に抑制して該弁装置の作動精度の向上を図り
、 （４）タービンケーシングの構造の簡略化を図る、こと
を目的とするものである。

（目的を達成するための手段） 本発明は上記の目的を達成するための手段として、複数
の排気ガス導入口が形成されたタービンケーシングと、
上記タービンケーシングに接続される共通の排気管と、
上記排気管に設けられ、上記タービンケーシングの排気
ガス導入口側端面を弁座面として上記複数の排気ガス導
入口のうちエンジンの高速運転側で追加的に排気ガスを
導入させる高速用排気ガス導入口を開閉する弁装置とを
備えるとともに、上記排気管をタービンケーシングへの
接続部近傍において高速用排気ガス導入口の側方へ拡張
して形成し、さらに上記弁装置を、作動中心軸を中心と
する揺動により開閉作動を行なう揺動型弁装置とし且つ
該弁装置の上記作動中心軸を上記排気管の拡張部に位置
せしめたものである。

（作　用） 本発明では上記の手段により、 （１）複数の排気ガス導入口が形成されたタービンケー
シングの上記排気ガス導入口側の端面が弁装置の弁座面
とされているため（即ち、排気ガス導入口が排気ガスの
流通方向に対向して開口している）ため、排気ガスの流
通方向が略直線流となり、その流通抵抗が可及的に低減
される、（２）上記弁装置が揺動型弁装置で構成され且
つその作動中心軸が、排気管の拡張部に位置せしめられ
ているため、上記弁装置の開弁状態においては該弁装置
が排気ガスの流通路から外れた位置に収納され、該弁装
置が排気ガスの流通抵抗となるのが未然に防止される、 （３）排気ガス導入口が排気ガスの流通方向に対向して
開口されているため、該排気ガス導入口をその軸心に沿
って排気ガスが流通し該排気ガスの全開口部が排気ガス
流通路として機能可能であり、このため、排気ガスが排
気ガス導入口をその軸心を斜めに横切るようにして流通
する場合（第１０図）に比して排気ガス量を一定とした
場合には該排気ガス導入口の口径を小さくし且つそれに
伴って弁装置をも小形化することが可能であり、それだ
け装置のコンパクト化が促進される、（４）弁装置が、
隔壁等のない構造の簡単な（換言すれば、不整定な熱変
形の発生が少ない）排気管側に設けられているため、該
弁装置の作動特製に与える熱変形の影響が、該弁装置を
構造の複雑なタービンケーシング側に設けた場合に比べ
て少なく、それだけ該弁装置の作動精度が向上せしめら
れる、 （５）弁装置が排気管側に設けられているため、タービ
ンケーシング側に該弁装置の支持部等を形成する必要が
なく、該弁装置をタービンケーシング側に設ける場合に
比して該タービンケーシングの構造が簡略化される、 等の作用が得られる。

（実施例） 以下、第１図ないし第９図を参照して本発明の好適な実
施例を説明する。

（構　成） 第１図ないし第３図には本発明の実施例に係る排気ター
ボ過給装置が示されており、図中符号ｌはエンジン本体
、２は排気ターボ過給機（後に詳述する）であり、該排
気ターボ過給機２はガスケット３（第３図参照）を介し
て排気管４（後に詳述する）に固定されている。

排気ターボ過給機２は、第１図に示す如くタービンホイ
ール（図示省略）を内蔵したタービンケーシング２１（
後に詳述する）と、コンプレッサホイール（図示省略）
を内蔵したコンプレッサケーシング２２とをセンターケ
ーシング２３を介して連結して構成されている。

タービンケーシング２１は、第１図並びに第３図ないし
第５図に示す如くその内部に形成されたスクロール状の
排気ガス通路を、スクロール方向に延設された隔壁２６
によって、該タービンケーシング２１の軸方向に並ぶ２
つの排気ガス通路即ち、該隔壁２６の一方側に位置する
断面長円状の第１の排気ガス通路２７と、該隔壁２６の
他方側に位置し且つ上記第１の排気ガス通路２７より通
路面積の小さい断面長円状の第２の排気ガス通路２８の
左右２つの排気ガス通路に分割している。

この２つの排気ガス通路２７．２８は、ともにその排気
ガス上流側の開口端で構成される排気ガス導入口２９．
３０を、排気管４側への衝合面として作用するタービン
ケーシング２１の排気ガス上流側の端面２１ａ上に開口
させている。尚、この２つの排気ガス導入口２９．３０
のうち、第１の排気ガス導入口２９はエンジンの全運転
域を通して常開とされるが、第２の排気ガス導入口３０
は、後述する弁装置６によって排気ガスの流量の少ない
エンジンの低速運転時には閉塞され、排気ガスの流量の
多いエンジンの高速運転時には開口されるものであり、
該第２の排気ガス導入口３０が特許請求の範囲中の高速
用排気ガス導入口に該当する。従って、エンジンの低速
運転時には第１の排気ガス導入口２９のみが開口し、排
気ガスは第１の排気ガス通路２７を通ってタービンケー
シング２１のスクロール部２１ｂ側に導入され、これに
対してエンジンの高速運転時には第１の排気ガス導入口
２９と第２の排気ガス導入口３０の両方がｒＷＩｃｌ１
、ており、排気ガスは第１の排気ガス通路２７と第２の
排気ガス通路２８の両方からタービンケーシング２１の
スクロール部２１ｂ側に導入されることとなる。

又、この場合、この実施例においては本発明を適用して
タービンケーシング２１の端面２１ａのうち、上記隔壁
２６の端面２６ａを含めた上記第２の排気ガス導入口３
０の口縁部に位置する略長円環状部分を後述する弁装置
６に対する弁座面３３としている。

このように、タービンケーシング２１の端面２！ａの一
部を弁装置６の弁座面３３とすると、該第２の排気ガス
導入口３０が排気ガスの流通方向に対向して開口するこ
ととなる。このため、弁装置６の開弁状態時には、排気
ガスは迂回することなくほぼ直線状に低流通抵抗でもっ
てスムーズにタービンケーシング２１側に流入し、該排
気ガス流が迂回流となる場合に比して流通抵抗の減少分
だけタービン効率が向上せしめられることになる。

また、この場合第２の排気ガス導入口３０の開口部の全
域が排気ガスの流通路として有効に機能可能であり、従
って、例えば排気ガスの流量を一定とした場合には、排
気ガスの流通方向と第２の排気ガス導入口３０の軸心方
向とが交差するような構造のものに比して該第２の排気
ガス導入０３０の口径を小さくしたりまたこれに伴って
弁装置６も小さくできるなど、装置のコンパクト化とい
う点において有利である。

さらに、弁座面３３の平面方向が排気ガスの流通方向に
略直交する方向とされているため、該弁座面３３の平面
方向と排気ガスの流通方向とが略平行とされた場合に比
して該弁座面３３におけるシール性が良好であり（即ち
、後述する弁装置６の弁体６１が上記弁座面３３に着座
したとき、両者間のシール面の延出方向が排気ガスの流
通方向と直交しそれだけ該シール面に沿って洩出する排
気ガスの流通抵抗が増大するため）、それだけ排気ガス
の流通制御が確実に行なわれることとなる。

また、タービンケーシング２１には隔壁２６が形成され
ているため、該隔壁２６を有しない構造のタービンケー
シングの場合に比してその構造が複雑で且つ不整定な熱
変形も多くなるわけであるが、この実施例のものにおい
ては、後述する如く弁装置６を該タービンケーシング２
Ｉ側にではなく該タービンケーシング２１に比べて比較
的構造が簡単であり不整定な熱変形が生じにくい排気管
４側に設けるようにしているため、弁装置６を備えた排
気ターボ過給装置のタービンケーシングであるにもかか
わらず該タービンケーシング２１の構造の複雑化を最小
限度に抑えることが可能であり、またそれにより形状の
大型化も可及的に抑制されることとなる。

尚、第１図において符号３１は、タービンケーシング２
１の側部に設けられた公知の構造をもつウェストゲート
バルブであり、該ウェストゲートバルブ３１はエンジン
の吸気圧（過給圧）を受けて作動する第１アクチエエー
タ８により開閉制御される。

排気管４は、第１図ないし第３図に示す如くエンジン本
体１の各気筒の排気ボート（図示省略）に対して略水平
方向に向けて接続される４本の分岐１１４１Ａ、４１Ｂ
・・よりなる分岐管部４１と、該各分岐管４１Ａ、４１
Ｂ・・をその排気ガス下流端部において集合させながら
該分岐管部４１から該分岐管部４１に対して直交する方
向に延出する集合管部４２とを一体形成して構成されて
おり、その分岐管側の端面４ａをエンジン本体ｌ側に衝
合させた状態で該エンジン本体１の側部に締着固定され
るとともに、集合管部４２側の端面４ｂ（即ち、集合管
部４２の上端面４２ａ）には、第３図及び第４図に示す
如く上記排気ターボ過給機２のタービンケーシング２１
がガスケット３を介して衝合固定されている。

この排気管４の集合管部４２の排気ガス上流側端部に位
置して上記分岐管部４１に連続する連続部４６は、第４
図において投影線り及び第５図において想像線Ｕ、でそ
れぞれ示す如く該排気管４の端面４ｂに上記タービンケ
ーシング２１を締着固定した状態において、上下方向に
おいて（即ち、排気ガスの流通方向において）上記ター
ビンケーシング２１の上記第１の排気ガス導入口２９と
第２の排気ガス導入口３０を同時にしかも該各排気ガス
導入口２９．３０の開口方向に沿う方向において臨み得
るような開口面積及び開口方向をもつ断面略正方形状開
口とされている。従って、集合管部４２内の排気ガス集
合通路４３と、上記第１の排気ガス通路２７と第２の排
気ガス通路２８によりなるタービンケーシング２１側の
排気ガス通路とが略同軸状に連続することになり、排気
管４内をその分岐管部４１側から集合管部４２側に流通
する排気ガスＧは、上記連続部４６に案内されて該集合
管部４２内をその軸心方向に沿って直線状に流通し、上
記タービンケーシング２１の第１の排気ガス導入口２９
と第２の排気ガス導入口３０側にほとんど流通抵抗を生
じることなくスムーズに導入せしめられることになる。

さらに、この排気管４は、その集合管部４２の側壁のう
ち、上記タービンケーシング２１の上記第２の排気ガス
導入口３０に対向する側の側壁４８を、本発明を適用し
て上記連続部４６より上記端面４ｂ側寄り位置において
外方に適宜量だけ膨出させて、その内部に上記排気ガス
集合通路４３に連続してその側方に位置し且つその一端
が上記端面４ｂ上に開口する適宜大きさの拡張スペース
４５をもつ拡張部４４としている。この拡張部４４は、
後述する弁装置６の取付は及び収納スペースとして機能
する。

弁装置６は、第４図ないし第７図に示す如く上記排気管
４の拡張部４４に取付けられて上記タービンケーシング
２１の第２の排気ガス導入口３０を開閉制御するもので
あって、特にこの実施例においては本発明を適用して後
述する如く該弁装置６を揺動型の弁装置としている。即
ち、弁装置６は、第５図に示す如く上記排気管４の拡張
部４４のしかも上記タービンケーシング２１の第２の排
気ガス導入口３０の長袖方向において対向する一対の側
壁のうち反エンジン本体ｌ側に位置する側壁４７を内外
方向に（換言すれば、上記第２の排気ガス導入口３０の
長袖方向に平行な方向に）貫通して設けられた軸受筒６
６にその作動中心軸６５を回転自在に支承せしめた弁支
持体６２と、該弁支持体６２の揺動端６２ａに形成した
介挿えプレート６３に対して一対の連結ピン６７．６８
を介してしかも浮動自在に支持された弁体６１とを有し
ている。この弁体６１は、第５図に示す如く上記タービ
ンケーシング２１の端面２１ａの第２の排気ガス導入口
３０の口縁部に形成される上記弁座面３３に衝合せしめ
られた状態において、少なくとも上記第２の排気ガス導
入口３ｏを閉塞し且つ上記タービンケーシング２！の隔
壁２６の端面２６ａを覆うことのできるような大きさを
もつ長円形プレートとされており、゛しかもその長軸方
向中央部には該弁体６１をその厚さ方向に貫通する適宜
口径の通気孔７１が形成されている。

このように、弁装置６の閉弁状態において上記隔壁２６
の端面２６ａが弁体６１によって覆蓋されるように構成
した場合には、後述する如く該隔壁２６の熱酸化あるい
はクラック発生等の熱劣化現象が可及的に抑制され且つ
排気ガスの流通抵抗も低減されることになる。即ち、弁
装置６の閉弁状態において弁体６１によって隔壁２６の
端面２６ａを覆蓋するようにすると該端面２６ａ部分が
高温の排気ガスに直接に晒される頻度が、該端面２６ａ
がエンジンの全運転域を通じて排気ガスに直接晒される
ように構成されたものに比して大幅に低減され（尚、エ
ンジンの全運転域を通して弁装置６が閉弁状態とされる
割合は通常、約７０〜８０％と高率である）、それだけ
該隔壁２６の端面近傍における熱酸化が可及的に防止さ
れる。また、該隔壁２６の温度上昇が抑制されるところ
から、該隔壁２６の端面近傍における熱応力に起因する
クラック発生が未然に防止されることになり、これらの
ことからタービンケーシング２１の耐久性が向上せしめ
られることとなる。さらに、上記の如く隔壁２６の端面
近傍における熱酸化及びクラック発生が防止されるとこ
ろから該隔壁２６の厚さ寸法を薄くすることが可能であ
る。従って、それだけタービンケーシング２１の軽量化
及びコンパクト化が促進されるとともに、隔壁２６が薄
肉化された分だけ弁装置６の開弁状態時における排気ガ
スの流通抵抗が低減せしめられ、過給性能の向上を図る
上において好都合である。

一方、この弁体６１と上記弁支持体６２の介挿えプレー
ト６３とを連結する上記一対の連結ピン６７．６８は第
６図及び第７図に示す如く弁体６１に対して該弁体６１
の長袖方向に適宜離間して固着されており、その上面８
１ａ側に突出した嵌合軸部６７ａ、６８ａをそれぞれ上
記弁支持体６２の介挿えプレート６３に形成したピン受
孔７２゜７２に遊動自在に嵌入せしめている。又、この
一対の連結ピン６７．６８の上記嵌合軸部６７ａ、６８
ａの長さ寸法は、上記弁体６１と介挿えプレート６３と
を相互に浮動自在に連結できるように、上記介挿えプレ
ート６３の厚さ寸法より適宜寸法　−だけ長寸とされて
いる。このため、弁装置６をその閉弁状態（第６図に図
示する状態）から開弁させる場合には、その間弁作動初
期において第７図に示す如く弁体６１と介挿えプレート
６３の間に、上記通気孔７１に連通ずる平行な隙間７４
が形成され、上記タービンケーシング２１の第２の排気
ガス通路２８と排気管４の排気ガス集合通路４３とが上
記通気孔７１及び隙間７４を介して相互に連通せしめら
れることとなる。

従って、第６図に示す如く弁装置６をその閉弁状態から
矢印Ａ方向（第４図参照）に回動させて開弁させる場合
、その間弁操作開始時においては排気ガスの静圧及び動
圧が弁体６１の上面６１ａ側に負荷されているため、該
弁体６１をこの排気ガスの圧力に抗して開作動させるた
めには大きな作動力が必要となるが、この実施例のもの
においては上記弁体６１が弁支持体６２に対して浮動自
在に支持され且つ該弁体６１に通気孔７１が形成されて
いるため、第７図に示す如く弁装置６の開弁初期におい
ては上記弁体６１と介挿えプレート６３とが離間して高
圧の排気ガス集合通路４３と低圧の第２の排気ガス通路
２８とが相互に連通される。従って、排気ガスの一部が
通気孔７１を過つて第２の排気、ガス通路２８側に流入
し両者間の圧力差が可及的に減少せしめられ（換言すれ
ば、弁体６１に対する開弁方向規制力が減少せしめられ
）、該弁装置６をより小さい作動力でスムーズ且つ迅速
に開弁させることが可能となる（即ち、後述する弁作動
装置７の小形化が促進され且つ作動中心軸６５あるいは
軸受筒６６の耐摩耗性が向上する）。

さらに、この場合、弁押えプレート６３の各ピン受孔７
２．７２がそれぞれ連結ビン６７．６８のｊｌ［６７ｂ
、６８ｂによってそれぞれ略閉塞状憇とされるため、排
気ガス集合通路４３から第２の排気ガス通路２８側へ流
出する排気ガスは、該各ピン受孔７２．７２を通ること
なく弁体６１と弁押えプレート６３との間の隙間７４か
ら通気孔７１側に流入することとなる。このため、弁機
能上重要な役割りを果たす上記各ピン受孔７２．７２の
内周面が高温の排気ガスに晒されて熱劣化し弁体６１と
弁支持体６２との間の遊動量が過大となって弁装置６の
機能を損ねるというようなことが未然に防止される。

また、弁体６１と弁押えプレート６３とが相互に浮動自
在に連結されているため、例えば経年劣化により排気管
４とタービンケーシング２１との間に介在されたガスケ
ット３がへたったような場合とか、弁体６１あるいは弁
座面３３が長期の使用により摩滅したような場合でも弁
体６１が両者間の相対関係の変化状態に追従して浮動変
位し該弁体６１と弁座面３３との密着性即ち、シール性
が長期に亘って良好に維持されることになる。

さらに、この弁装置６においては、弁体６１と弁押えプ
レート６３とが一対の連結ピン６７．６８によって連結
されているため、該弁体６１と弁押えプレート６３との
平面方向における相対位置決めが容易で且つ一旦設定さ
れた相対位置が使用中ズレるというようなこともない（
弁体６１に対する位置決め機能の確保）。従って、弁体
６１を円形とすることなく長円形とすることが可能であ
り、該弁体６Ｉを円形とする場合に比して該弁体６１を
よりコンパクトとすることが可能である。

また、このような弁体６１の位置決めが容易でありかつ
その位置ズレが発生しないという利点は、上記の如く第
２の排気ガス導入口３０の開口形状を円形でなく長円形
に形成すること即ち、第２の排気ガス導入口３０と弁装
置６の上記作動中心軸６５との相対距離を可及的に小さ
く抑えた状態でしかも該第２の排気ガス導入口３０の開
口面積を可及的に大きくとることを可能ならしめるもの
であり、この結果、弁体６Ｉあるいは第２の排気ガス導
入口３０を円形にする場合に比して該第２の排気ガス導
入口３０と上記作動中心軸６５との間隔即ち、弁支持体
６２のアーム長さを可及的に短くして該弁装置６の開弁
作動力を低下させることが可能となる（即ち、弁装置６
の軽快且つ円滑な作動が実現される）。即ち、この実施
例においては、このように弁支持体６１のアーム長さを
短くできることと、前述の如く弁体６１に通気孔７１を
形成したこととの相乗作用により弁装置６の開弁作動力
が一層軽減されるものである。

尚、この実施例においては、第６図及び第７図に示す如
く弁体６１に形成した通気孔７１を該弁体６１の浮動機
能を利用して開閉し、これによって弁装置６の開弁時の
作動力の軽減を図るようにしているが、本発明の他の実
施例においては、上記通気孔７１を形成することなく例
えば第８図及び第９図に示す如く一対の連結ピン６７．
６８を相互に長さの異なるビンで構成し、弁装置６の閉
弁状態時（第８図参照）には弁体６１の弁座面３３への
密着性を確保するとともに、その開作動初期（第９図参
照）においては上記一対の連結ピン６７．６８の長さ寸
法の違いを利用して弁体６１をその長袖方向の一方側か
ら開かせて該弁体６１と上記弁座面３３との間に傾斜状
の隙間７５を形成し、該隙間７５から排気ガスの一部を
第２の排気ガス通路２８側に逃がすようにすることもで
きる。尚、この第８図及び第９図の各部材は、第６図及
び第７図の各部材と同一構成を有するものであり、該第
６図及び第７図の各部材に付した符号と同じ符号を付す
ることによりその詳細説明を省略する。

一方、この弁装置６は、後述する弁作動装置７によって
上記作動中心軸６５を中心として矢印Ａ−Ｂ方向に回動
され、第４図において実線図示する閉弁位置と同図にお
いて鎖線図示（符号６′）する開弁位置の２位置に択一
的に位置決めされるわけであるが、この場合、弁装置６
の開弁位置においては該弁装置６が上記排気管４の拡張
スペース４５内に収納される（換言すれば、上記連続部
４６の投影線ｒｉ１よりも拡張部４４側に位置する）よ
うに、上記弁支持体６２のアーム長さあるいは作動中心
軸６５の取付位置等を適宜に設定している。

このようにすることにより、弁装置６の開弁状態時にお
いて排気管４の排気ガス集合通路４３の通路面積が開弁
位置に位置決めされた弁装置６によって実質的に減殺さ
れるというようなことがなく、排気ガスの流通抵抗が可
及的に軽減されることになり、また弁装置６の閉弁状態
時においては弁装置６の弁支持体６２及び作動中心軸６
５（実質的には軸受筒６６）によって排気ガスが上記タ
ービンケーシング２１の端面２１ａのうち拡張スペース
４５に臨んで露出している部分に直接当たるのが可及的
に防止され、該端面２１ａの熱劣化が抑制される。この
ことから、該タービンケーシング２１の耐久性が向上せ
しめられることとなる。

さらに、弁装置６が、隔壁２６が形成されておらず比較
的構造が簡単で、そのため不整定な熱変形が少ない排気
管４側に設けられているため、構造が比較的複雑でその
ため不整定な熱変形が生じ易いタービンケーシング２１
側に弁装置６を設ける場合に比して該弁装置６の作動特
性に与える熱変形の影響が少なく、それだけ該弁装置６
の作動精度を高水準に維持することが可能となる。

弁作動装置７は、上記弁装置６をエンジンの運転状態に
応じて開閉作動させるものであって、第１図ないし第３
図に示す如くエンジンの運転状態に応じて適宜に供給制
御されるエア圧力を受けてその作動子ｌＯを進退変位さ
せるようにしたダイヤフラム式の圧力応動機構を有する
第２アクチユエータ９で構成されており、上記排気管４
の集合管部４２の側方に後述する如く略断熱的に取付け
られている。即ち、上記排気管４の集合管部４２には、
略コ字状に折曲形成された板材よりなる排気管用インシ
ュレータ１２が、上記集合管部４２の上記エンジン本体
１側に対向する側面を除く他の三つの側面の外側を包囲
する如く該集合管部４２の外側から嵌合され且つ該集合
管部４２の一側部に膨出形成したインシュレータ取付部
４２ｂと該インシュレータ取付部４２ｂに対向する該ア
クチュエータ用インシュレータ１１の一側面１２ａとを
一対の取付ボルトｌ　５，１５によって締結することに
よって固定されている。さらに、この排気管用インシュ
レータ１２の取付けの際、該排気管用インシュレータ１
２とともに平板状のブラケット１３が、その先端部１３
ａを該排気管用インシュレータ１２の反エンジン本体ｌ
寄りの外端部より外方に突出させた状態で上記取付ポル
）　１５．１５によって共締め固定されている。さらに
、このブラケット１３の先端部１３ａには、その外周を
略密閉容器状のアクチュエータ用インシュレータ１１に
よって被包された上記第２アクチユエータ９が、該アク
チュエータ用インシュレータ１１の上記作動子１０側の
一側面１１ａを上記ブラケット１３の先端部１３ａと第
２アクチユエータ９の前端面９ａとの間に挟んだ状態で
一対の取付ボルト１６．１６によって締結固定されてい
る。従って、第２アクチユエータ９は、上記排気管４の
集合管部４２に対して上記アクチュエータ用インシュレ
ータ１１と排気管用インシュレータ１２の２部材を介し
て略断熱的に固定されることとなる。このようにして排
気管４側に取付けられた第２アクチユエータ９の作動子
１０には、リンクレバー６９．７０を介して上記弁装置
６の作動中心軸６５が連結されており、該作動子ｌＯが
矢印ａ方向（第１図参照）に突出することにより上記弁
装置６が矢印六方向（第４図参照）に回動して上記第２
の排気ガス導入口３０が開口され、これに対して該作動
子！０が矢印す方向に後退することにより上記弁装置６
が矢印Ｂ方向に回動して上記第２の排気ガス導入口３０
が閉塞される。

このように、排気管４の外側に排気管用インシュレータ
１２が取付けられ、さらに該排気管用インシュレータ１
２とともに排気管４側に取付けられたブラケット１３の
先端部１３ａに、その周囲をアクチュエータ用インシュ
レータ１１によって被包された第２アクチユエータ９を
その端面９ａと該ブラケット先端部１３ａとの間に上記
アクチュエータ用インシュレータ１１を介在させた状態
で共締め固定すると、インシュレータ１１．１２の作用
により排気管４側から第２アクチユエータ９側に輻射熱
が伝達されるのが可及的に防止され、また排気管４側か
らブラケット１３を介して伝達される伝導熱がアクチュ
エータ用インシュレータ１１側に伝達され第２アクチユ
エータ９側への伝熱量が可及的に低減される。また、上
記の如く第２アクチユエータ９の全周をアクチュエータ
用インシュレータ１１によって被包すると、飛石の衝突
、汚泥あるいは雨水の付着等から該第２アクチユエータ
９を保護することができる。これらのことから、該第２
アクチユエータ９の耐久性が向上するとことになる。

さらに、上述の如く第２アクチユエータ９の昇温が可及
的に抑制されるところから、該第２アクチユエータ９の
ダイヤフラム（図示省略）の材質を比較的耐熱性の劣る
低級品とすることが可能であり、それだけ第２アクチユ
エータ９のコストの低廉化が促進される。

また、弁装置６と該弁装置６を作動させる第２アクチユ
エータ９とをともに排気管４側に取付けるようにしてい
るため、排気ガスからの熱の影響を受けて排気管４が熱
変形を生じたような場合でも該排気管４に取付けられた
第２アクチユエータ９と弁装置６との相対関係をほぼ一
定に保つことができ、弁装置６の制御精度が常時高水準
に維持されることになる。また、弁装置６と第２アクチ
ユエータ９とがともに排気管４に取付けられているため
、装置の分解組立時には該弁装置６と第２アクチユエー
タ９とを相互に連動連結させたままこれを行なうことが
でき、またその作動検査は装置の分解状態あるいは組立
状態のいずれの状態においてでも高精度で行なうことが
でき、弁装置６と第２アクチュエータ９相互間の組立精
度及び組立性が良好ならしめられる。

続いて、この排気ターボ過給装置の作動並びにその作用
を説明する。

エンジンが運転されるとエンジン本体ｌ側の各気筒から
排出される排気ガスＧは、排気管４の各分岐管４１Ａ、
４１Ｂ・・を介して集合管部４２に集められたのち、該
集合管部４２の排気ガス集合通路４３から排気ターボ過
給機２のタービンケーシング２１内の排気ガス通路即ち
、第１の排気ガス通路２７及び第２の排気ガス通路２８
内に導入され、その排気エネルギーでもってタービンホ
イールを駆動し、コンプレッサホイールによる吸入空気
の予圧作用（吸気過給）を行なわしめる。この際、エン
ジンの運転状態に応じて弁装置６が開閉作動し、排気ガ
スの導入形態が選択される。即ち、エンジンの運転状態
が排気ガスの流量の少ない低速運転領域にある場合には
第２アクチユエータ９により上記弁装置６が開弁位置（
第４図、実線図示位置）に設定され、逆にエンジンの運
転状態が排気ガスの流量の多い高速運転領域にある場合
には第２アクチユエータ９により上記弁装置６が開弁位
置（第４図、鎖線図示位置）に設定される。

従って、排気ガスの排出量が少ないエンジンの低速運転
領域においては、第１の排気ガス通路２７のみから排気
ガスがタービンケーシング２１内に導入されるため、排
気ガス量が少ないにもかかわらず該排気ガスのタービン
ケーシング２１内におけるガス流速が十分に確保され、
タービンホイールの回転が高回転側に維持されてより低
速域から排気ターボ過給機２による過給効果を得ること
が可能となる。さらに、この場合、排気ガス通路の通路
面積が第１の排気ガス通路２７と第２の排気ガス通路２
８の両方が有効とされている場合よりも絞られるため、
タービンケーシング２１の排気入口側での排気ガス圧力
とスクロール部出口での排気ガス圧力との差をより大き
くとることができ（即ち、排気ガスの膨張比が上昇し）
、より高水準の過給性能が得られることとなる。

一方、排気ガスの排出量が多いエンジンの高速運転領域
においては、第１の排気ガス通路２７と第２の排気ガス
通路２８の両方が開通されるため、この両者から同時に
多量の排気ガスがタービンケーシング２１内に大きな流
通抵抗を生じることなくスムーズに導入される。従って
、多量の排気ガスの排気エネルギーがタービンホイール
の駆動力として有効に活用されて過給性能が向上すると
ともに、エンジン側においてはその排圧が低下せしめら
れるところからその燃焼性が良好となり、エンジンの高
出力化が実現されることになる。

なお、本発明の弁装置６は、例えば排気ガス流量、エン
ジンへの吸入空気量等を直接検知して制御すれば良く、
あるいは比較的エンジン負荷の高い運転領域においてエ
ンジン回転数に応じて制御する等、その制御信号、制御
領域に限定されるものではない。

（発明の効果） 本発明の排気ターボ過給装置は、複数の排気ガス導入口
が形成されたタービンケーシングと、上記タービンケー
シングに接続される共通の排気管と、上記排気管に設け
られ、上記タービンケーシングの排気ガス導入口側端面
を弁座面として上記複数の排気ガス導入口のうちエンジ
ンの高速運転側で追加的に排気ガスを導入させる高速用
排気ガス導入口を開閉する弁装置とを備えるとともに、
上記排気管がタービンケーシングへの接続部近傍におい
て高速用排気ガス導入口の側方へ拡張して形成され、さ
らに上記弁装置が、作動中心軸を中心とする揺動により
開閉作動を行なう揺動型弁装置とされ、しかも該弁装置
の上記作動中心軸が上記排気管の拡張部に位置せしめら
れていることを特徴とするものである。

従って本発明の排気ターボ過給装置によれば、（１）タ
ービンケーシングの排気ガス導入口側の端面に形成され
る弁座面が排気ガスの流通方向に対向せしめられており
、しかも該弁座面に着座又は離間する弁装置が、揺動型
弁装置で構成され且つその作動中心軸が排気管の拡張部
に位置せしめられているため、上記弁装置の開弁状態時
における排気ガスの流通抵抗の低減化が促進され、ター
ビン効率延いては排気ターボ過給装置としての過給性能
が向上せしめられる、 （２）排気ガス導入口が排気ガスの流通方向に対向して
開口されているため、排気ガスの流通方向が排気ガス導
入口の軸心とほぼ一致し、このため該排気ガス導入口の
全開口部が排気ガス流通路として機能可能であり、排気
ガスの流通方向が排気ガス導入口の軸心と不一致された
構成のものに比して該排気ガス導入口の口径を小さくし
且つそれに伴って弁装置をも小形化することができ、装
置のコンパクト化が図れる、 （３）弁装置が、構造が簡単で不整定な熱変形の発生が
少ない排気管側に設けられているため、該弁装置の作動
特性に与える熱変形の影響が、該弁装置を構造の複雑な
タービンケーシング側に設ける場合に比べて少なく、そ
れだけ該弁装置の作動精度が向上せしめられる、 （４）弁装置が排気管側に設けられているため、タービ
ンケーシング側に該弁装置の支持部等を形成する必要が
なく、該弁装置をタービンケーシング側に設ける場合に
比して該タービンケーシングの構造の簡略化が図れる、 等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る排気ターボ過給装置の正
面図、第２図は第１図の■−■矢視図、第３図は第１図
の■−■矢視図、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ断面図、
第５図は第４図の■−■断面図、第６図は第５図のＶｌ
−ＶＩ断面図、第７図は第６図に示した弁装置の状態変
化図、第８図及び第９図は本発明の他の実施例に係る弁
装置の作動状態図、第１θ図は従来の排気ターボ過給装
置のタービンケーシング部の構造説明図である。 ｌ・・・・・エンジン本体 ２・・・・・ターボ過給機 ４・・・・・排気管 ６・・・・・弁装置 ７・・・・・弁作動装置 ８．９　　や・・・アクチュエータ １１．１２　・・・インシュレータ ２１・・・・タービンケーシング ２２・・・・コンプレッサケーシング ２３・・・・センターケーシング ２６・・・・隔壁 ２７．２８　・・・排気ガス通路 ２９、（Ｏ・・・排気ガス導入口 ３１・・・・ウェストゲートパルプ ３３・・・・弁座面 ４１・・・・分岐管部 ４２・・・・集合管部 ４４・・・・拡張部 ６１・・・・弁体 ６２・・・・弁支持体 ６３・・・・介挿えプレート ６５・・・・作動中心軸 ７１・・・・通気孔 雪 　ｅｅ 第１図 ／・・・・・エンジン本体 −・・・・・ターボ過給機 ダ・・・・・排気管 ｔ・・・・・弁装置 ７・・・・・弁作動装置 ざ、９・・・・アクチュエータ ／ム／２・・・インシュレータ ＋２１・・・・タービンケーシング ＋２２・・・・コンプレッサケーシング＋２３・・・・
センターケーシング −６・・・・隔壁 Ｚ、Ｘ・・・排気ガス通路 ２？ＪＯ・−・排気ガス導入口 ３１・・・・ウェストゲートパルプ ｑ２・・・・集合管部 ４１・・・・拡張部 ６１・・・・弁体 ６２・・・・弁支持体 第２図 ゛第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、複数の排気ガス導入口が形成されたタービンケーシ
   ングと、上記タービンケーシングに接続される共通の排
   気管と、上記排気管に設けられ、上記タービンケーシン
   グの排気ガス導入口側端面を弁座面として上記複数の排
   気ガス導入口のうちエンジンの高速運転側で追加的に排
   気ガスを導入させる高速用排気ガス導入口を開閉する弁
   装置とを備えるとともに、上記排気管がタービンケーシ
   ングへの接続部近傍において高速用排気ガス導入口の側
   方へ拡張して形成され、さらに上記弁装置が、作動中心
   軸を中心とする揺動により開閉作動を行なう揺動型弁装
   置とされ、しかも該弁装置の上記作動中心軸が上記排気
   管の拡張部に位置せしめられていることを特徴とする排
   気ターボ過給装置。