JPS6233070Y2 - - Google Patents

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JPS6233070Y2
JPS6233070Y2 JP5123583U JP5123583U JPS6233070Y2 JP S6233070 Y2 JPS6233070 Y2 JP S6233070Y2 JP 5123583 U JP5123583 U JP 5123583U JP 5123583 U JP5123583 U JP 5123583U JP S6233070 Y2 JPS6233070 Y2 JP S6233070Y2
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JP
Japan
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turbine
passage
exhaust
casing
blower
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JP5123583U
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JPS59157539U (en
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案はエンジンの排気により駆動されてエン
ジンに吸気を過給するターボ過給機に関するもの
である。
[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a turbo supercharger that is driven by engine exhaust gas and supercharges intake air to the engine.

(従来技術) エンジンの排気圧力を利用してタービンを回転
させて、このタービンによつてブロアを駆動し、
エンジンに強制的に空気を送り込むターボ過給機
が車両用として広く用いられるようになつてきて
いる。このターボ過給機を装備した場合、同一サ
イズ(排気量)エンジンでも、ターボ過給機を装
備しない場合に比較して、高出力を得ることがで
きるので、車両の性能向上、馬力当り燃費改善等
を目的として用いられている。
(Prior art) The exhaust pressure of the engine is used to rotate a turbine, and this turbine drives a blower.
Turbochargers that force air into an engine are becoming widely used in vehicles. When equipped with this turbo supercharger, even with the same size (displacement) engine, it is possible to obtain higher output than when not equipped with a turbo supercharger, improving vehicle performance and fuel efficiency per horsepower. It is used for such purposes.

この場合、タービン、ブロアともかなりの高速
回転域で使用されるため、高速回転に耐え得る十
分な強度が要求される。さらに、タービン部はエ
ンジンの排気熱により高温になるため、タービン
とこれに近接するタービンケーシング内周面との
間隙はこれら(タービンおよびタービンケーシン
グ)の熱膨張を考慮して、高温下で熱膨張しても
互いが干渉しない程度に大きくしなければならな
い。しかしながら、間隙を大きくすると、この間
隙を通過して流出する排気の量が増して、過給効
率が低下するという問題がある。
In this case, since both the turbine and the blower are used in a fairly high speed rotation range, sufficient strength is required to withstand high speed rotation. Furthermore, since the turbine section becomes high temperature due to engine exhaust heat, the gap between the turbine and the inner peripheral surface of the turbine casing adjacent to it is designed to take into account the thermal expansion of these (turbine and turbine casing). However, they must be large enough that they do not interfere with each other. However, when the gap is made larger, the amount of exhaust gas passing through the gap and flowing out increases, resulting in a problem that the supercharging efficiency decreases.

一方、ターボ過給機はエンジンの排気を利用す
るため、排気量はエンジン回転速度によつて異な
り、タービンに作用する排気の圧力は排気量が多
い程高くなる。このため、エンジン回転の上昇と
ともにタービンに作用する排気圧力も上昇する。
タービンに作用する排気圧力が高くなりすぎる
と、それにつれてブロアによる過給圧も必要以上
に高くなりエンジンの強度上、性能上好ましくな
く、このため、例えば実開昭56−171631号公報に
開示されているように、タービン上流側と下流側
の主排気通路を結ぶ排気バイパス通路を、ターボ
過給機の小型化、簡略化等のためから上記タービ
ンが介装された主排気通路に近接させて単一のタ
ービンケーシング内に上記主排気通路とともに設
け、この排気バイパス通路内にブロア下流側の過
給圧を感知して該過給圧が所定値以上のときに上
記排気バイパス通路を開口する排気バイパス弁を
設けることにより、タービンに作用する排気圧
力、換言すれば上記過給圧を所定値以下に抑える
提案がなされている。
On the other hand, since a turbocharger uses engine exhaust gas, the displacement varies depending on the engine rotation speed, and the pressure of the exhaust gas acting on the turbine increases as the displacement increases. Therefore, as the engine rotation increases, the exhaust pressure acting on the turbine also increases.
If the exhaust pressure acting on the turbine becomes too high, the supercharging pressure by the blower will also become higher than necessary, which is unfavorable in terms of engine strength and performance. As shown in the figure, the exhaust bypass passage connecting the main exhaust passage on the upstream side and the downstream side of the turbine is placed close to the main exhaust passage in which the turbine is installed in order to downsize and simplify the turbocharger. An exhaust system that is provided in a single turbine casing together with the main exhaust passage, and in which the exhaust bypass passage senses boost pressure downstream of the blower and opens the exhaust bypass passage when the boost pressure is equal to or higher than a predetermined value. It has been proposed to suppress the exhaust pressure acting on the turbine, in other words, the boost pressure, to a predetermined value or less by providing a bypass valve.

この場合、排気バイパス通路を通つてバイパス
される排気により排気バイパス通路近傍が他の部
分より高温になり易く、上述のタービンとタービ
ンケーシング内周面との互いの熱膨張による干渉
は最も高温になる排気バイパス通路近傍で頻繁に
起こるという問題があつた。
In this case, the vicinity of the exhaust bypass passage tends to become hotter than other parts due to the exhaust gas bypassed through the exhaust bypass passage, and the above-mentioned interference between the turbine and the inner peripheral surface of the turbine casing due to mutual thermal expansion results in the highest temperature. There was a problem that occurred frequently near the exhaust bypass passage.

(考案の目的) 本考案は上記のような問題に鑑み、排気バイパ
ス通路近傍でのタービンとタービンケーシング内
周面との間隙が最大熱膨張時に応じて設定される
とともに、他の部分での間隙をこの設定された間
隙より小さくなるようになし過給効率の良いター
ボ過給機を提供することを目的とするものであ
る。
(Purpose of the invention) In view of the above-mentioned problems, the present invention is designed so that the gap between the turbine and the inner peripheral surface of the turbine casing near the exhaust bypass passage is set according to the maximum thermal expansion, and the gap in other parts is set according to the maximum thermal expansion. The purpose of this invention is to provide a turbo supercharger with good supercharging efficiency by making the gap smaller than this set gap.

(考案の構成) 本考案のターボ過給機はタービンとタービンケ
ーシング内周面の間隙が、排気バイパス通路近傍
において他の部分より大きくなるように設定した
ことを特徴とするものである。
(Structure of the Invention) The turbocharger of the present invention is characterized in that the gap between the turbine and the inner peripheral surface of the turbine casing is set to be larger near the exhaust bypass passage than in other parts.

(考案の効果) 本考案によれば、タービンとタービンケーシン
グ内周面との間隙が、最も高温になる排気バイパ
ス通路近傍では大きく、排気バイパス通路近傍よ
り低温である他の部分では小さくなるように設定
されているので、使用時加熱されるタービンケー
シング内周面の温度分布の差により熱膨張の差が
生じても熱膨張に応じてタービンとタービンケー
シング内周面の間隙を設定することができ、過給
効率を良くすることができる。
(Effects of the invention) According to the invention, the gap between the turbine and the inner circumferential surface of the turbine casing is large near the exhaust bypass passage where the temperature is highest, and becomes small in other parts where the temperature is lower than that near the exhaust bypass passage. Even if a difference in thermal expansion occurs due to a difference in temperature distribution on the inner circumferential surface of the turbine casing, which is heated during use, the gap between the turbine and the inner circumferential surface of the turbine casing can be set according to the thermal expansion. , the supercharging efficiency can be improved.

(実施例) 第1図は、本考案の実施例によるターボ過給機
の断面図である。
(Embodiment) FIG. 1 is a sectional view of a turbocharger according to an embodiment of the present invention.

タービンケーシング1において外部に向つて開
放する入口ポート1aは、タービンケーシング1
内においてタービン3の外周部を囲むように形成
された空間部1bと連通し、この空間部1bはタ
ービン3を介してタービン3の軸方向外部に開放
する出口ポート1cと連通しており、上記入口ポ
ート1a、空間部1b、および出口ポート1cか
らタービンケーシング1内において主排気通路1
dが構成されている。上記入口ポート1aはエン
ジンの排気通路(図示せず)と連通しており、エ
ンジンの排気は入口ポート1aから空間部1bに
流入してタービン3の羽根に当たつてタービン3
を回転させた後、出口ポート1cから排出され
る。
The inlet port 1a that opens toward the outside in the turbine casing 1 is
The inside communicates with a space 1b formed to surround the outer circumference of the turbine 3, and this space 1b communicates with an outlet port 1c that opens to the outside in the axial direction of the turbine 3 via the turbine 3. A main exhaust passage 1 is formed in the turbine casing 1 from the inlet port 1a, the space 1b, and the outlet port 1c.
d is configured. The inlet port 1a communicates with an exhaust passage (not shown) of the engine, and the exhaust gas of the engine flows from the inlet port 1a into the space 1b and hits the blades of the turbine 3.
After rotating, it is discharged from the outlet port 1c.

ブロアケーシング6においては、この内部に設
けたブロア5の軸方向外部に開放する入口ポート
6aが、ブロア5を介してブロア5の外周部を囲
むように形成された空間部6bと連通するととも
に、空間部6bと連通するポート6cを通つて外
部と連通しており、上記入口ポート6a、空間部
6b、およびポート6cからブロアケーシング6
内において吸気通路6dが構成されている。
In the blower casing 6, an inlet port 6a provided inside the blower 5 and open to the outside in the axial direction of the blower 5 communicates with a space 6b formed so as to surround the outer circumference of the blower 5 via the blower 5. It communicates with the outside through a port 6c that communicates with the space 6b, and the blower casing 6 is connected to the inlet port 6a, the space 6b, and the port 6c.
An intake passage 6d is defined inside.

タービンケーシング1とブロアケーシング6は
対向して軸受ケーシング7を挾持し、タービン
3、ブロア5、および軸受9,9が同軸になるよ
うに、タービンケーシング1とブロアケーシング
6とが軸受ケーシング7にボルト8,8,…によ
り取付けられている。さらに軸受ケーシング7内
の軸受9,9に支持されたシヤフト4はその両端
の一方がタービン3と他方がブロア5と結合され
ていて、排気によるタービン3の回転はシヤフト
4によりそのままブロア5に伝わつてブロア5が
駆動される。このため、エンジンの吸気通路上流
側と連結するポート6aからブロア5により強制
的に空気を吸い込み、この空気は空間部6bを通
つた後、吸気通路下流側と連結するポート6cか
らエンジンへ供給されて、エンジンへの過給が行
なわれる。
The turbine casing 1 and the blower casing 6 face each other and sandwich the bearing casing 7, and the turbine casing 1 and the blower casing 6 are bolted to the bearing casing 7 so that the turbine 3, the blower 5, and the bearings 9, 9 are coaxial. It is attached by 8,8,... Furthermore, the shaft 4 supported by bearings 9, 9 in the bearing casing 7 is connected to the turbine 3 at one end and the blower 5 at the other end, and the rotation of the turbine 3 caused by exhaust gas is directly transmitted to the blower 5 by the shaft 4. The blower 5 is then driven. Therefore, air is forcibly sucked in by the blower 5 from the port 6a connected to the upstream side of the intake passage of the engine, and after passing through the space 6b, the air is supplied to the engine from the port 6c connected to the downstream side of the intake passage. Then, the engine is supercharged.

軸受ケーシング7において、その内部の空間部
7bは入口ポート7aおよび出口ポート7cを介
して外部と連通していて、入口ポート7aから流
入する潤滑油によつて、高速で回転する軸受9,
9およびシヤフト4の潤滑が行なわれた後、この
潤滑油は出口ポート7cから流出する。
In the bearing casing 7, an internal space 7b communicates with the outside via an inlet port 7a and an outlet port 7c, and the bearing 9 rotates at high speed due to the lubricating oil flowing in from the inlet port 7a.
After the lubricating oil 9 and the shaft 4 have been lubricated, this lubricating oil flows out from the outlet port 7c.

なお、タービン3の羽根外端3aとこの羽根外
端3aと対向するタービンケーシング内周面2の
間には、それぞれの熱膨張を考慮した間隙が設け
られている。
Note that a gap is provided between the blade outer end 3a of the turbine 3 and the turbine casing inner circumferential surface 2 facing the blade outer end 3a in consideration of thermal expansion of each blade.

第2図は第1図に示したターボ過給機をタービ
ンケーシング1側から見た側面図であり、第3図
は第2図における線−に沿つてターボ過給機
を切断して示した断面図である。
Fig. 2 is a side view of the turbocharger shown in Fig. 1 as seen from the turbine casing 1 side, and Fig. 3 shows the turbocharger cut along the line - in Fig. 2. FIG.

タービンケーシング1内には、空間部1bと出
口ポート1cを、タービン3を迂回して連通する
排気バイパス通路11a,11bが形成されると
ともに、この排気バイパス通路11a,11bを
開閉する排気バイパス弁(ウエストゲート弁)1
0が排気バイパス通路11a,11b内に設けら
れている。このため、排気バイパス通路11a,
11bは排気バイパス弁10により上流側通路1
1aと下流側通路11bとに分けられる。排気バ
イパス弁10はブロア5の下流側の過給圧力が所
定値以上になると作動して弁が開き、排気バイパ
ス通路11a,11bにより空間部1bと出口ポ
ート11cを連通させる。ブロア5の下流側の過
給圧力が高くなるのはエンジンが高速回転して排
気量が多くなる時であり、この時は排気温度も高
温である。このため、エンジン高速回転時には排
気バイパス通路11a,11b近傍におけるター
ビンケーシング内周部1dは、排気バイパス通路
11a,11bを通る高温排気およびタービン3
を通る高温排気により両側から加熱されて、他の
タービンケーシング内周部より高温になる。すな
わち、排気バイパス通路11a,11b近傍のタ
ービンケーシング内周部1dの熱膨張が他のター
ビンケーシング内周部より大きい。
Exhaust bypass passages 11a and 11b are formed in the turbine casing 1 to communicate the space 1b and the outlet port 1c bypassing the turbine 3, and an exhaust bypass valve ( waste gate valve) 1
0 is provided in the exhaust bypass passages 11a and 11b. For this reason, the exhaust bypass passage 11a,
11b is connected to the upstream passage 1 by the exhaust bypass valve 10.
1a and a downstream passage 11b. The exhaust bypass valve 10 is activated when the supercharging pressure on the downstream side of the blower 5 exceeds a predetermined value, and the valve opens, thereby communicating the space 1b and the outlet port 11c through the exhaust bypass passages 11a and 11b. The boost pressure on the downstream side of the blower 5 becomes high when the engine rotates at high speed and the displacement increases, and at this time the exhaust gas temperature is also high. Therefore, when the engine rotates at high speed, the inner circumferential portion 1d of the turbine casing in the vicinity of the exhaust bypass passages 11a and 11b prevents high-temperature exhaust gas passing through the exhaust bypass passages 11a and 11b from passing through the turbine 3.
It is heated from both sides by high-temperature exhaust gas passing through the turbine casing, making it hotter than the other inner circumferential parts of the turbine casing. That is, the thermal expansion of the inner circumferential portion 1d of the turbine casing near the exhaust bypass passages 11a and 11b is larger than that of the other inner circumferential portions of the turbine casing.

そこで、排気バイパス通路11a,11b近傍
でのタービン3の羽根外端3aとタービンケーシ
ング内周面2との間隙C1が、回転中心に対して
反対側での間隙C2より大きくなるように、ター
ビン3の回転中心3bをタービンケーシング内周
面2の中心2aに対して“E”だけ偏心させてタ
ービン3が取り付けられている。このようにすれ
ば、タービンケーシング1の加工性を著しく煩雑
化することなく排気により加熱されてタービンケ
ーシング内周面2が膨張した時、排気バイパス通
路11a,11b近傍が他の部分より高温になつ
て膨張量が大きくなつても、タービン3の羽根外
端3aとタービンケーシング内周面2との干渉を
防止することができる。
Therefore, the turbine 3 is designed such that the gap C1 between the blade outer end 3a of the turbine 3 and the turbine casing inner circumferential surface 2 near the exhaust bypass passages 11a and 11b is larger than the gap C2 on the opposite side to the rotation center. The turbine 3 is mounted with its center of rotation 3b being eccentric by "E" with respect to the center 2a of the inner circumferential surface 2 of the turbine casing. In this way, when the inner peripheral surface 2 of the turbine casing is heated by exhaust gas and expands, the vicinity of the exhaust bypass passages 11a and 11b becomes hotter than other parts without significantly complicating the workability of the turbine casing 1. Even if the amount of expansion increases, interference between the outer blade end 3a of the turbine 3 and the inner circumferential surface 2 of the turbine casing can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本考案の1実施例を示すターボ過給機
の断面図、第2図はこのターボ過給機の側面図、
第3図は第2図に示す線−に沿つて切断して
示す断面図である。 1……タービンケーシング、3……タービン、
4……シヤフト、5……ブロア、6……ブロアケ
ーシング、7……軸受ケーシング、9……軸受、
10……排気バイパス弁、11a,11b……排
気バイパス通路。
FIG. 1 is a sectional view of a turbocharger showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of this turbocharger,
FIG. 3 is a sectional view taken along the line - shown in FIG. 2. 1... Turbine casing, 3... Turbine,
4... Shaft, 5... Blower, 6... Blower casing, 7... Bearing casing, 9... Bearing,
10...Exhaust bypass valve, 11a, 11b...Exhaust bypass passage.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 主排気通路に介装されたタービンにより吸気通
路に介装されたブロアを駆動して吸気を過給する
とともに、上記主排気通路近傍に設けられ上記吸
気通路のブロア下流側の過給圧力が所定値以上に
なつた時に上記タービン上流側の排気を上記ター
ビンをバイパスさせてタービン下流側に流す排気
バイパス通路と、上記主排気通路とが上記タービ
ンを内設する単一のタービンケーシング内に配設
されてなるターボ過給機において、上記タービン
ケーシングの上記タービンに近接する内周面とタ
ービンとの間隙が上記排気バイパス通路近傍にお
いて他の部分より大きくなるように設定したこと
を特徴とするターボ過給機。
The turbine installed in the main exhaust passage drives the blower installed in the intake passage to supercharge the intake air, and the turbocharging pressure on the downstream side of the blower in the intake passage provided near the main exhaust passage is maintained at a predetermined level. an exhaust bypass passage that causes exhaust gas on the upstream side of the turbine to bypass the turbine and flow to the downstream side of the turbine when the temperature exceeds a certain value, and the main exhaust passage are arranged in a single turbine casing in which the turbine is installed. In the turbo supercharger, the gap between the turbine and an inner circumferential surface of the turbine casing that is close to the turbine is set to be larger in the vicinity of the exhaust bypass passage than in other parts. feeding machine.
JP5123583U 1983-04-06 1983-04-06 turbo supercharger Granted JPS59157539U (en)

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JPS59157539U JPS59157539U (en) 1984-10-23
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JP5988709B2 (en) * 2012-06-05 2016-09-07 日野自動車株式会社 Turbine housing, turbocharger, and connection structure between turbine housing and exhaust pipe
JP6374760B2 (en) * 2014-10-24 2018-08-15 三菱重工業株式会社 Axial turbine and turbocharger
JP2018178725A (en) * 2017-04-03 2018-11-15 いすゞ自動車株式会社 Turbine housing and turbocharger

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