JPS6231630Y2

JPS6231630Y2 -

Info

Publication number: JPS6231630Y2
Application number: JP1983019466U
Authority: JP
Priority date: 1983-02-15
Filing date: 1983-02-15
Publication date: 1987-08-13
Also published as: JPS59126138U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は水ジヤケツトを設けた水冷式のターボ
チヤージヤに関する。

内燃機関に用いられるターボチヤージヤはエン
ジンの排気によつて駆動される排気過給ターボチ
ヤージヤが多く、そのため排気温度の影響を直接
的に受けるのでターボチヤージヤの軸受部を潤滑
するオイルの劣化が早くなり、又、オイル交換周
期を越えて使用された劣化の激しいオイルではオ
イルの炭化物が軸受やオイル通路に堆積したりす
るなどの可能性がある。そのために、ターボチヤ
ージヤのタービンハウジングやセンターハウジン
グに水ジヤケツトを設けてここにエンジン冷却水
をバイパスさせそれによりターボチヤージヤを冷
却することが考案されているが、エンジンを停止
するとエンジン冷却水回路中のポンプが作動しな
くなるためターボチヤージヤへの冷却水の供給も
止まり、そこで再びターボチヤージヤは高温にさ
らされることになる。即ち、エンジン停止と同時
にターボチヤージヤの冷却も停止するのでエンジ
ン停止後にターボチヤージヤの温度が急激に上昇
するという問題があつた。

本考案は上記問題点に鑑みなされたもので、エ
ンジン停止後にもターボチヤージヤに冷却水が流
れ得るような冷却水回路を提供せんとするもので
ある。

本考案によればターボチヤージヤはエンジン冷
却水のバイパス回路中に設けられ、ターボチヤー
ジヤのハウジングに設けた水ジヤケツトの冷却水
出入口が相互に上下関係を有するように配置さ
れ、エンジン停止後においても冷却水の対流によ
つて冷却水がターボチヤージヤに自然循環され得
るように配管される。

以下図面を参照して本考案の実施例について説
明する。

第１図はターボチヤージヤ１の概略断面図で、
ターボチヤージヤ１はタービンハウジング２、セ
ンターハウジング３、及びコンプレツサハウジン
グ４の主要３部分で構成される。

タービンハウジング２にはタービン５が回動自
在に収容され、タービン５は第１図の矢印ａで示
される円周方向に導入されて矢印a′で示される軸
方向に排出されるエンジン排気によつて回転力を
受ける。一方、コンプレツサハウジング４にはイ
ンペラ６が回動自在に収容され、インペラ６はタ
ービンシヤフト７によつてタービン５に連結さ
れ、従つてタービン５の回転と共に回転してエア
クリーナ（図示せず）から吸入された空気を第１
図の矢印ｂで示す軸方向から吸入して矢印b′で示
される円周方向に送り、加圧された空気をエンジ
ンに過給する。センターハウジング３にはタービ
ンシヤフト７を支承するフローテイング軸受８が
配置される。センターハウジング３には軸受８を
潤滑するためのオイル通路１７，１８，１９，２
０が設けられ、オイルは入口通路１７から通路１
８を通つて軸受８に加圧供給され、軸受の下方の
トラフ１９に集められて出口２０からオイルパン
に戻される。センターハウジング３にはさらに水
ジヤケツト９が設けられる。この水ジヤケツト９
は前述のオイル通路系と重ならないようにしてセ
ンターハウジング壁に沿つた種々の形状に形成さ
れる。この水ジヤケツト９は又センターハウジン
グ３ばかりでなくタービンハウジング２に形成す
ることもできる。

第１図に示されるように、水ジヤケツト９の冷
却水入口１０はその上壁部に設けられ、冷却水出
口１１は下壁部に設けられる。尚、これら入口１
０、出口１１は、後述の如くエンジンの停止後に
は夫々冷却水の出口及び入口になる。即ち、エン
ジン作動中は冷却水は上方の冷却水入口１０から
入つて水ジヤケツト９内を横断して下方の冷却水
出口１１から出る。他方、エンジン停止後は冷却
水は下方の出口１１から入り上方の入口１０から
出る。オイル通路との位置関係の都合で冷却水入
口１０及び出口１１を上述のように上壁部及び下
壁部に設けることができないときには、これらの
入口及び出口は側壁に設けることも可能である。
但し留意すべきは冷却水入口及び出口が相互に上
下関係を有するように配置されることである。そ
れによつて、エンジン停止後において水ジヤケツ
ト９内の水温が上昇すると、これが上方にある入
口（又は出口）から冷却水循環系（ターボチヤー
ジヤ外部）に対流し、下方の出口からターボチヤ
ージヤによつて昇温されていない冷却水が水ジヤ
ケツト９内に対流によつて流入してくる。このよ
うな対流を起こす構成は冷却水入口及び出口を相
互に上下関係を有するように配置することによつ
てより効果的となるものである。

第２図は車輌のエンジン及びターボチヤージヤ
の冷却水系統図である。第２図において１２はエ
ンジン、１３はラジエータ、２８はエンジンによ
り駆動されるウオータポンプ、２９はサーモスタ
ツトを夫々示す。ラジエータ１３はアツパタンク
３１及びロアタンク３３を有し、そのキヤツプ１
４には一般に冷却効率を増すための冷却水加圧、
調圧用調整弁機構が組込まれている。冷却水中の
空気抜き、体積膨脹調整用リザーブタンク１５は
キヤツプ１４にホース１６で接続される。

エンジン１２とラジエータ１３のロアタンク３
３及びアツパタンク３１は夫々ホース１７，１８
で接続され、ラジエータ１３からホース１７、エ
ンジン１２、ホース１８の径路（C₁方向）で冷
却水を循環させることによつてエンジンを冷却す
る。このエンジン冷却水循環径路中にパイプ１
９，２０によつてターボチヤージヤ１を有するバ
イパス回路が形成される。パイプ１９はターボチ
ヤージヤ１の冷却水出口１１（第１図）に接続さ
れ、一方、パイプ２０は冷却水入口１０に接続さ
れる。即ち、バイパス１９，２０はエンジンの暖
機完了前にはサーモスタツト（水温制御弁）２９
は閉じているのでポンプ２８からの冷却水をラジ
エータ１３に送ることなくエンジン１２回りのみ
を循環させるために設けられる（バイパス１９，
２０がないとポンプ２８は破損してしまう）もの
であるが、本考案ではこのように暖機循環用に設
けられているバイパスをターボチヤージヤ冷却回
路としても兼用させようとするものである。パイ
プ１９は第２図においてはウオータポンプ２８の
吸入側に接続されているがエンジン冷却水回路の
入口側なら任意の場所（例えばホース１７）に接
続し得る。また同様にパイプ２０は図示実施例で
はエンジン１２の上部冷却水出口に接続されてい
るが水温制御弁２９の下端側に接続してもよい。

水温制御弁２９は上述の如くエンジン暖機完了
前は閉弁しており冷却水がラジエータ１３に循環
されないようにする。従つてこの場合にはエンジ
ン冷却水は２８→１２→２０→１→１９→２８の
冷却水回路（流れ）C₂が形成される。エンジン
の暖機が完了すると水温制御弁２９が開くので上
述の流れC₂に加えて、２８→１２→２９→１８
→３１→１３→３３→１７→２８の冷却水回路
（流れ）C₁が形成される。こうしてエンジンの作
動中はターボチヤージヤ１、エンジン１２は共に
有効に冷却される。

次いで、エンジンが停止されるとポンプ２８が
停止するので冷却水の強制循環が止まり、ターボ
チヤージヤ１の温度上昇が生じる。しかしながら
本考案によればターボチヤージヤ１の水ジヤケツ
ト９内の冷却水の温度が上つて、この昇温された
冷却水が上方に動き出すとそれが上方の入口１０
（今は出口として作用する）から流出し、一方下
方の出口１１（今は入口として作用）からは冷た
い水が流入する。こうしてバイパス１９，２０内
にはターボチヤージヤ１の上下流の温度勾配によ
る対流が生じターボチヤージヤ１の水ジヤケツト
９内を低い位置から高い位置へ向う、１→２０→
１２→２８→１９の冷却水回路（対流）C₃が形
成される。このとき水温制御弁２９が開弁してい
る間は１→２０→（１２）→２９→１８→３１→
１３→３３→１７→（２８）→１９の対流も生じ
ることは勿論である。

第３図に示す第２実施例はエンジンキースイツ
チ（図示せず）に連動する常閉の開閉弁４１を有
するバイパス４３がパイプ２０とホース１８との
間に設けられている点を除き第２図に示す実施例
と同一である。第２実施例においてはエンジン作
動中は第１実施例と全く同様な冷却水回路が形成
されるがエンジン停止後は制御弁４１が開放され
るのでC₃の流れの他に１→（２０）→４３→４
１→１８→３１→１３→３３→１７→（２８）→
１９の冷却水回路（対流）C₄が形成される。こ
の構成においては水温制御弁２９の弁位置に関係
なくエンジンの停止と同時に低温のラジエータ１
３との間で対流C₄が起るので、第１図に比し長
時間に亘つて多量の冷却水が得られエンジン停止
後のターボチヤージヤ１の冷却効果はより大きな
ものとなる。尚、上記全ての例においてエンジン
１２及びラジエータ１３内の冷却水はラジエータ
キヤツプに組込まれた加圧、調圧用調整弁の作用
により加圧されており、冷却水出入口及び各パイ
プの上下位置関係に係りなく連続した対流が得ら
れる。

第４図はターボチヤージヤの温度変化を示すグ
ラフで、曲線Ｘは従来のターボチヤージヤに関
し、曲線Ｙは本考案によるターボチヤージヤに関
するものである。ターボチヤージヤに水ジヤケツ
トを設けることによりエンジン作動時の温度上昇
を低下させることができ、t₀で示すエンジン停止
時以後の温度上昇も相当に緩和されているのが分
る。

以上説明したように、本考案によれば軸受潤滑
用オイルの劣化が防止され、その結果、オイルの
交換周期を延長でき、軸受やセンターハウジング
内壁及びオイル通路へのオイルの炭化物の堆積を
防止できる効果がある。さらに、エンジン停止後
のハウジングの極端な温度上昇が防止できるため
に、ターボチヤージヤの熱ひずみを防止でき、タ
ービンのクリアランスを小さくできるために性能
の優れたターボチヤージヤを得ることができ、熱
ひずみによるタービンと構成部品との干渉、ハウ
ジングの亀裂防止が可能となり、ターボチヤージ
ヤの耐久信頼性が向上する効果を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるターボチヤージヤの実施
例の断面図、第２図はエンジン及びターボチヤー
ジヤの冷却水循環系統の第１実施例を示す略図、
第３図は同じく第２実施例の略図、第４図は本考
案のターボチヤージヤの温度変化を従来技術との
比較において示すグラフである。１……ターボチヤージヤ、３……センターハウ
ジング、９……水ジヤケツト、１０……冷却水入
口、１１……冷却水出口、１２……エンジン、１
３……ラジエータ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

ターボチヤージヤ付エンジンとラジエータとを
連結するエンジン冷却水路中に冷却水の流れ方向
に見てエンジンの上流側にエンジンにより駆動さ
れるウオータポンプ及び下流側にエンジン暖機状
態に応じて開弁する水温制御弁が夫々設けられ、
かつ水温制御弁の閉弁時にウオータポンプからの
水をエンジンに循環させるバイパスを有するエン
ジン冷却水回路において、ターボチヤージヤは上
記バイパス中に配置されかつ該ターボチヤージヤ
のハウジングには相互に上下関係を有するように
形成した冷却水入口及び冷却水出口を有する水ジ
ヤケツトが設けられ、エンジン暖機前には上記バ
イパスを循環する流れが形成され、エンジン暖機
後にはラジエータからエンジン及びターボチヤー
ジヤに流れる２個の循環流が形成され、更にエン
ジン停止時には上記バイパス内にターボチヤージ
ヤの上下流部の温度差による対流が生ぜしめられ
ることを特徴とするターボチヤージヤ付エンジン
の水冷システム。