JPS6240094Y2 - - Google Patents

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JPS6240094Y2
JPS6240094Y2 JP1982113371U JP11337182U JPS6240094Y2 JP S6240094 Y2 JPS6240094 Y2 JP S6240094Y2 JP 1982113371 U JP1982113371 U JP 1982113371U JP 11337182 U JP11337182 U JP 11337182U JP S6240094 Y2 JPS6240094 Y2 JP S6240094Y2
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exhaust gas
turbine wheel
partition plate
turbine
scroll
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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、新規なターボ過給機に係り、特に、
内燃機関の排出する排ガス流量の増減に応じて変
化する排ガス温度に感応させて、排気脈動を自動
的に制御する仕切板をスクロール部内に設けて、
排ガス流量の減少する低速回転時の過給圧を向上
させ、内燃機関の低速トルク、並びに燃費性能を
改善することができるターボ過給機に関する。
[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a new turbocharger, and in particular,
A partition plate is installed inside the scroll part to automatically control exhaust pulsation in response to the temperature of the exhaust gas, which changes according to the increase or decrease in the flow rate of exhaust gas emitted by the internal combustion engine.
The present invention relates to a turbocharger that can improve the low-speed torque and fuel efficiency of an internal combustion engine by increasing the supercharging pressure during low-speed rotation when the exhaust gas flow rate decreases.

[従来の技術] 一般に、ターボ過給機は内燃機関からの排ガス
によりタービン翼車を高速回転させ、このタービ
ン翼車と同軸上に設けたコンプレツサを駆動する
ことにより吸入空気を圧縮して内燃機関に所定圧
の過給をするようになされている。
[Prior Art] In general, a turbocharger rotates a turbine wheel at high speed using exhaust gas from an internal combustion engine, and drives a compressor installed coaxially with the turbine wheel to compress intake air and power the internal combustion engine. It is designed to supercharge to a predetermined pressure.

第1図に示すごとく、タービン車室1はタービ
ン翼車2を囲繞するスクロール部3と、このスク
ロール部3に排ガスを導入する排ガス導入通路部
4とから構成される。スクロール部3は、これに
導入される排ガスがタービン翼車2に対してその
周側に沿つて均一な作動流速を供給すべく所定の
条件下に設定され、排ガスの流れ方向に沿つて、
その断面積Sが順次縮小された渦巻状に形成され
る。
As shown in FIG. 1, the turbine casing 1 is comprised of a scroll portion 3 surrounding the turbine impeller 2, and an exhaust gas introduction passage portion 4 through which exhaust gas is introduced into the scroll portion 3. The scroll part 3 is set under predetermined conditions so that the exhaust gas introduced therein supplies a uniform operating flow velocity to the turbine wheel 2 along its circumferential side,
It is formed into a spiral shape whose cross-sectional area S is successively reduced.

ところで、内燃機関から排気される排ガス量は
機関回転数の変化に応じて増減することになり、
特に、低速回転時には排ガスの流量は減少して、
その流速も低下する。このように排ガスの流速が
低下した場合には、タービン翼車2を回転駆動す
る作動流速が低下してコンプレツサから得られる
過給を所定圧にまで高められない問題があつた。
By the way, the amount of exhaust gas exhausted from an internal combustion engine increases or decreases according to changes in engine speed.
In particular, when rotating at low speeds, the flow rate of exhaust gas decreases,
Its flow rate also decreases. When the flow velocity of the exhaust gas decreases in this way, there is a problem in that the operating flow velocity for rotationally driving the turbine wheel 2 decreases, making it impossible to increase the supercharging obtained from the compressor to a predetermined pressure.

また、従来、低速回転時でのタービン翼車2の
回転数を向上すべく排ガスの脈動を利用したター
ボ過給機が知られている。第2図に示すごとく、
タービン車室1内には、排ガス導入通路部4から
スクロール部3に至り、排ガスの流れ方向に沿つ
て、これを2分割する仕切壁5が設けられて、タ
ービンハウジング6と一体成型される。この分割
されたタービン車室1には、内燃機関Eの各シリ
ンダ7から排気される排ガスが、その脈動を互い
に干渉し合わないように、分離された2系統の排
気管9に集合されて接続される。
Further, conventionally, a turbo supercharger is known that utilizes pulsation of exhaust gas to increase the rotational speed of the turbine wheel 2 during low-speed rotation. As shown in Figure 2,
Inside the turbine casing 1, a partition wall 5 is provided which extends from the exhaust gas introduction passage 4 to the scroll part 3 and divides the scroll part 3 into two along the flow direction of the exhaust gas, and is integrally molded with the turbine housing 6. In this divided turbine casing 1, exhaust gas exhausted from each cylinder 7 of the internal combustion engine E is collected and connected to two separate exhaust pipes 9 so that the pulsations do not interfere with each other. be done.

このように構成することにより、排ガスの脈動
を利用してタービン翼車へのエネルギ伝達効率を
向上させてタービン翼車2の回転数を高めること
ができる。
With this configuration, the rotational speed of the turbine wheel 2 can be increased by improving the energy transfer efficiency to the turbine wheel 2 by utilizing the pulsation of the exhaust gas.

しかしながら、このような従来例にあつては、
上記仕切5が固定壁であるために、内燃機関Eの
低速回転域におけるタービン翼車2の回転数を高
めると共に、高速回転域での回転数も高めてしま
うことになり、高速域での過給過多、並びにター
ビン翼車2の過回転による破損を生じることとな
る。このため、この種のターボ過給機にあつて
は、その高速域をある程度犠牲にする必要が生
じ、内燃機関はその高速回転域における活発性が
失われることになる。
However, in such conventional examples,
Since the partition 5 is a fixed wall, the rotation speed of the turbine wheel 2 in the low speed range of the internal combustion engine E is increased, and the rotation speed in the high speed range is also increased. Overcharging and over-rotation of the turbine wheel 2 will cause damage. For this reason, in this type of turbocharger, it becomes necessary to sacrifice its high speed range to some extent, and the internal combustion engine loses its vigor in the high speed range.

一般に、上記のごとき欠点は、ターボ過給機が
所定の過給圧を供給しうる内燃機関の回転数帯域
(実行回転数帯域)と、実際に常用される内燃機
関の回転数帯域(実行回転数帯域)とが適合され
得ないために生じるものであり、実行回転数帯域
が実用回転数帯域より狭いということに起因する
ものである。
In general, the disadvantages mentioned above are that the rotational speed band of the internal combustion engine (effective rotational speed band) in which the turbocharger can supply a predetermined boost pressure and the rotational speed band of the internal combustion engine that is actually regularly used (effective rotational speed band) This is caused by the fact that the actual rotational speed band is narrower than the practical rotational speed band.

本考案の目的は従来のターボ過給機の問題点に
鑑みこれらを可及的に改善すべく創案されたもの
である。本考案の目的は、スクロール部内を移動
して排気脈動を制御する仕切板と排ガス流量の増
減に応じて変化する排ガス温度に感応させて、上
記仕切板を自動的に作動させる形状記憶合金製の
仕切板作動手段とを設けて、排ガス流量の減少す
る低速回転時の過給圧を向上させ、内燃機関の低
速トルク、並びに燃費性能を改善することができ
るターボ過給機を提供することにある。
The purpose of the present invention is to take into account the problems of conventional turbochargers and to improve them as much as possible. The purpose of this invention is to create a partition plate that moves within the scroll section to control exhaust pulsation, and a shape memory alloy that automatically operates the partition plate in response to the exhaust gas temperature, which changes in response to increases and decreases in the exhaust gas flow rate. An object of the present invention is to provide a turbo supercharger that is equipped with a partition plate actuating means to improve supercharging pressure during low-speed rotation when the exhaust gas flow rate is reduced, thereby improving low-speed torque and fuel efficiency of an internal combustion engine. .

また、本考案の目的は、ターボ過給機の効果が
発揮される内燃機関の実行回転数帯域を拡げるこ
とがき、内燃機関の高速回転域の性能を低下させ
ることなく低速域の性能を向上させることができ
るターボ過給機を提供することにある。
In addition, the purpose of the present invention is to be able to expand the effective rotational speed range of the internal combustion engine in which the effects of the turbocharger are exerted, and to improve the performance of the internal combustion engine in the low speed range without degrading the performance in the high speed range. Our goal is to provide a turbocharger that can.

[問題点を解決するための手段] この考案は、タービン翼車を駆動する排ガスを
案内するためのタービンハウジングのスクロール
部内に、機関の低速回転域に上記タービン翼車の
周縁部に近接して、上記スクロール部材をスクロ
ール方向に沿つて2つの排ガス通路に区画してタ
ービン翼車への排ガス噴出口を絞る分割された移
動仕切板を配設し、各移動仕切板の隣接する分割
面相互をタービン翼車の半径方向に沿つて相対移
動自在に、且つタービン翼車の軸方向への相互移
動を阻止させて同一平面を成すように係合し、上
記スクロール部を貫通しタービン翼車の半径方向
へ移動自在な支承部材の一端を上記各移動仕切板
の上部に接続し、該支承部材の他端にスクロール
部内の温度を上記タービンハウジングの壁温によ
り感応し、その感応した排ガス温度が機関の高速
回転域であるときにはそれら支承部材を介して、
上記各移動仕切板を、上記タービン翼車の周縁部
から離間させ、感応した排気温度が機関の低速回
転域であるときには、上記支承部材を介して、上
記移動仕切板を、上記タービン翼車の周縁部に近
接させる形状記憶合金製の仕切板作動手段を付勢
し、問題点を解決する手段を成したものである。
[Means for Solving the Problems] This invention provides a structure in which a scroll portion of the turbine housing for guiding exhaust gas that drives the turbine wheel is provided near the peripheral edge of the turbine wheel in the low speed rotation range of the engine. , dividing the scroll member into two exhaust gas passages along the scroll direction and arranging a divided movable partition plate that narrows the exhaust gas outlet to the turbine wheel; It engages with the turbine wheel so as to be relatively movable along the radial direction of the turbine wheel and to prevent mutual movement of the turbine wheel in the axial direction so as to form the same plane. One end of a support member that is movable in the direction is connected to the upper part of each movable partition plate, and the other end of the support member senses the temperature inside the scroll section by the wall temperature of the turbine housing, and the temperature of the exhaust gas that has been sensed is transferred to the engine. When in the high speed rotation range, through these supporting members,
The movable partition plates are spaced apart from the peripheral edge of the turbine wheel, and when the detected exhaust temperature is in the low speed rotation range of the engine, the movable partition plates are separated from the peripheral edge of the turbine wheel via the support member. This problem is solved by energizing the partition plate actuating means made of a shape memory alloy and brought close to the peripheral edge.

[作用] スクロール部内へ供給された排ガスは、その排
ガスのもつエネルギをタービン翼車に与えて、そ
のタービン翼車を駆動する。形状記憶合金製の仕
切板作動手段は、排気ガスの温度を感応して検出
し、その温度が機関の低速回転域であるときには
支承部材を介して各移動仕切板をタービン翼車の
周縁部に近接させて、スクロール部を2つの排ガ
ス通路室に区画すると共に、最終的にタービン翼
車へ排ガスを衝突させる排ガス噴出口を絞り込
む。すると、排ガスの流速が速められるから、こ
の低速回転域でもタービン翼車が最適に駆動され
る。
[Operation] The exhaust gas supplied into the scroll portion gives energy of the exhaust gas to the turbine wheel to drive the turbine wheel. The partition plate operating means made of a shape memory alloy senses and detects the temperature of the exhaust gas, and when the temperature is in the low speed rotation range of the engine, moves each movable partition plate to the peripheral edge of the turbine wheel via the support member. By making the scroll portion close to each other, the scroll portion is partitioned into two exhaust gas passage chambers, and the exhaust gas jet port that finally causes the exhaust gas to collide with the turbine wheel is narrowed down. As a result, the flow velocity of the exhaust gas is increased, so that the turbine wheel is optimally driven even in this low-speed rotation range.

また、仕切作動手段は、感応して検出した排ガ
スの温度が機関の高速回転域であるときには支承
部材を介して各移動仕切板をタービン翼車の周縁
部から離関させる。するとタービン翼車へ排ガス
を衝突させる排ガス噴出口が低速回転域に対して
拡げられるから、タービン翼車に対する排ガスの
流速がこの高速回転域に対して適正になり、ター
ビン翼車の過回転が防止される。
Further, the partition actuating means separates each movable partition plate from the peripheral edge of the turbine wheel via the support member when the temperature of the exhaust gas sensed and detected is in a high speed rotation range of the engine. Then, the exhaust gas outlet that causes the exhaust gas to collide with the turbine wheel is widened in the low-speed rotation range, so the flow velocity of the exhaust gas against the turbine wheel becomes appropriate for this high-speed rotation range, and over-rotation of the turbine wheel is prevented. be done.

ところで、各移動仕切板相互はスクロール方向
に沿つて同一平面を成すように係合されているか
ら、スクロール部内の排ガスの流れを阻害するこ
とがなく、また移動仕切板は、それぞれ支承部材
で支持された上に各移動仕切板相互を隣接する分
割面相互が、タービン翼車の半径方向に対して相
対移動を許されて係合され、且つタービン翼車の
軸方向への相互移動を阻止されて係合されている
から、スクロール部内を通過する排気ガスの圧力
変動や大きな排気脈動が各移動仕切板に加えられ
ても、それらの圧力変動や排気脈動を全体で受け
る。即ち、各移動仕切板の位置を異なる回転域に
あつても定められた位置に固定できる剛性を有す
るようになる。換言すれば、移動仕切板の構成強
度が大幅に高められる。これは、仕切板制御手段
の動作を良くし、またこのようにすると排ガスの
流速を可変させるターボ過給機にあつて、移動仕
切板の機能と耐久性を向上し維持させることにな
るから、その信頼性を大幅に向上させることがで
きる。
By the way, since the movable partition plates are engaged with each other so as to form the same plane along the scroll direction, the flow of exhaust gas within the scroll section is not obstructed, and each movable partition plate is supported by a support member. The dividing surfaces adjacent to each other on the movable partition plates are engaged with each other so as to be allowed to move relative to each other in the radial direction of the turbine wheel, and are prevented from moving relative to each other in the axial direction of the turbine wheel. Therefore, even if pressure fluctuations or large exhaust pulsations of exhaust gas passing through the scroll portion are applied to each movable partition plate, these pressure fluctuations and exhaust pulsations are received by the movable partition plates as a whole. In other words, the movable partition plates have such rigidity that they can be fixed at predetermined positions even in different rotation ranges. In other words, the structural strength of the movable partition plate is significantly increased. This improves the operation of the partition plate control means, and also improves and maintains the function and durability of the movable partition plate in a turbocharger that varies the flow rate of exhaust gas. Its reliability can be significantly improved.

[実施例] 次に、本考案の好適実施例を添付図面に基づい
て詳述する。
[Embodiments] Next, preferred embodiments of the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings.

第3図及び第4図に示すごとく、内燃機関Eか
ら排気される排ガスにより、タービン翼車2を回
転駆動すべくタービンハウジング11がこれを囲
繞して設けられている。タービンハウジング11
はタービン翼車2を囲繞するスクロール部12と
このスクロール部12内に排ガスを導入するため
の排ガス導入通路部13とから構成されてタービ
ン車室14を区画形成する。また、タービン車室
14のスクロール部13内にはタービン翼車2の
周縁部に臨んで、これに排ガスを供給する排ガス
供給口15が形成される。
As shown in FIGS. 3 and 4, a turbine housing 11 is provided to surround the turbine wheel 2 so that the turbine wheel 2 is rotationally driven by exhaust gas exhausted from the internal combustion engine E. Turbine housing 11
The scroll part 12 surrounds the turbine impeller 2 and the exhaust gas introduction passage part 13 for introducing exhaust gas into the scroll part 12 defines a turbine casing 14. Further, an exhaust gas supply port 15 is formed in the scroll portion 13 of the turbine casing 14 so as to face the peripheral edge of the turbine impeller 2 and supply exhaust gas thereto.

更に、上記スクロール部12内には、その周方
向に沿つてこれを2分割する仕切板16が設けら
れ、上記タービン翼車2の周縁部に臨んで排ガス
噴出口17を有する排ガス通路室18を区画形成
する。また、上記仕切板16は、半径方向外方へ
移動されるべく適宜数に分割(図示例にあつては
3分割)されて移動仕切板19,19と、固定仕
切板20とにより形成される。
Furthermore, a partition plate 16 is provided inside the scroll portion 12 to divide it into two along the circumferential direction, and an exhaust gas passage chamber 18 having an exhaust gas jet port 17 facing the peripheral edge of the turbine impeller 2 is provided. Form a compartment. Further, the partition plate 16 is divided into an appropriate number of parts (in the illustrated example, divided into three parts) so as to be moved outward in the radial direction, and is formed by movable partition plates 19, 19 and a fixed partition plate 20. .

この移動仕切板19には、その外周側端部よ
り、タービンハウジング11を貫通して、タービ
ン車室14外に延出された支承部材21が形成さ
れる。この支承部材21は、移動仕切板19を支
承すると共に、排ガス流量に応じて変化する排ガ
ス温度をタービンハウジング1の壁温を感知して
排ガスの熱及び圧力変動の影響を受けることなく
自動的に仕切板19を半径方向に往復移動させる
ための仕切板作動手段22に接続される。
A support member 21 is formed on the movable partition plate 19 from its outer peripheral end, passing through the turbine housing 11 and extending out of the turbine casing 14 . This support member 21 supports the movable partition plate 19, and detects the wall temperature of the turbine housing 1 to automatically adjust the exhaust gas temperature, which changes depending on the exhaust gas flow rate, without being affected by the heat and pressure fluctuations of the exhaust gas. It is connected to a partition plate operating means 22 for reciprocating the partition plate 19 in the radial direction.

仕切板作動手段22は、上記支承部材21と、
その先端に形成された円盤状のフランジ部23
と、これらを囲繞すると共に上記フランジ部23
が往復移動し得るべく、シリンダ状の中空室24
を有するケーシング25と、中空室24内にあつ
てケーシング上蓋26とフランジ部23との間に
嵌装された2種のスプリングAとから構成され
る。
The partition plate operating means 22 includes the support member 21 and
A disk-shaped flange portion 23 formed at its tip
and the flange portion 23 surrounding these and the flange portion 23
A cylindrical hollow chamber 24 allows for reciprocating movement.
and two types of springs A fitted between the casing top cover 26 and the flange portion 23 within the hollow chamber 24.

上記スプリングA,Bには、温度変化に対して
略一定なバネ定数KAを程する通常のスプリング
Aと、設定温度TOを境いにバネ定数KBが変化
し、T>TOのときKB>KA、T<TOのときKB
<KAとなる形状記憶合金スプリングBが使用さ
れる。
The above springs A and B include the normal spring A, which has a spring constant K A that is approximately constant with respect to temperature changes, and the spring constant K B , which changes at the set temperature T O , where T > T O. When K B > K A , when T < T O , K B
<K A shape memory alloy spring B is used.

これらスプリングA,Bは、上記中空室24内
にあつては、スプリングAはフランジ部23を径
方向内方に押出すべく付勢し、スプリングBは固
定爪27により固定されてケーシング上蓋26と
フランジ部23を連結してこれを径方向外方に引
き戻すべく付勢するよう構成される。
When these springs A and B are inside the hollow chamber 24, the spring A biases the flange portion 23 inward in the radial direction, and the spring B is fixed by the fixing claw 27 and is attached to the casing upper lid 26. It is configured to connect the flange portion 23 and urge it to be pulled back radially outward.

従つてT<TOのときにはKB<KAであるため
スプリングAはスプリングBの収縮力に打ち勝つ
て伸長しフランジ部23を押出して仕切板19を
タービン翼車2に近接させる。また、T>TO
ときはKB>KAであるため、スプリングBはスプ
リングAの伸長力に打ち勝つて収縮し、フランジ
部23を引き戻して仕切板19をタービン翼車2
から離間させる。
Therefore, when T<T O , since K B <K A, the spring A overcomes the contraction force of the spring B and expands, pushing out the flange portion 23 and bringing the partition plate 19 closer to the turbine wheel 2 . Also, when T > T O , since K B > K A , spring B overcomes the extension force of spring A and contracts, pulling back the flange portion 23 and moving the partition plate 19 towards the turbine wheel 2.
Separate from.

ところで、タービンハウジング11は、上記仕
切板作動手段22のケーシング部27を含めター
ビン車室14内に仕切板16を設けるために、そ
の長手方向に沿つて略中央部より分割された分割
片28,29により形成される。これら分割片2
8,29の周縁部にはフランジ30が形成されて
おり、このフランジ30部がボルト31,ナツト
32により締結され、タービンハウジング11は
一体的に形成されてタービン車室14を区画形成
することになる。
By the way, in order to provide the partition plate 16 in the turbine casing 14 including the casing part 27 of the partition plate actuating means 22, the turbine housing 11 has divided pieces 28, which are divided from approximately the center along the longitudinal direction. 29. These divided pieces 2
A flange 30 is formed on the peripheral edge of each 8, 29, and this flange 30 is fastened with bolts 31 and nuts 32, and the turbine housing 11 is integrally formed to partition the turbine casing 14. Become.

一方、上記フランジ30部には移動仕切板19
の外周縁部に沿つて、この仕切板19の径方向へ
の移動を許容すべく仕切板19の収納溝33が形
成されている。
On the other hand, a movable partition plate 19 is provided at the flange 30 portion.
A housing groove 33 for the partition plate 19 is formed along the outer peripheral edge of the partition plate 19 to allow movement of the partition plate 19 in the radial direction.

また、上記固定仕切板20は、排ガス導入通路
部13内に延出されてこれを2分割して、上記ス
クロール部12内に形成された排ガス通路室18
と連続した排ガス導入通路室34を形成すると共
に、上記フランジ部30に挾持され、ボルト・ナ
ツトにより共締めされて固定支持されている。
Further, the fixed partition plate 20 extends into the exhaust gas introduction passage section 13 and divides it into two parts, thereby forming an exhaust gas passage chamber 18 formed within the scroll section 12.
It forms an exhaust gas introduction passage chamber 34 that is continuous with the flange portion 30, and is clamped by the flange portion 30 and fixedly supported by being tightened together with bolts and nuts.

更に、上記仕切板16は、移動仕切板19,1
9間及び移動仕切板19と固定仕切板20間と
の、それぞれの接続部は第5図に示すごとく、そ
の接合面35に沿つて設けられた係合溝36と、
この係合溝36に係合される係合突起部37とに
よりタービン翼車2に対して半径方向に相対移動
自在に且つタービン翼車2に対して軸方向への相
互移動を阻止するように接続されて、スクロール
方向に沿つて連続した同一平面を成す仕切板16
を形成する。
Furthermore, the partition plate 16 has movable partition plates 19,1
9 and between the movable partition plate 19 and the fixed partition plate 20, as shown in FIG.
The engagement protrusion 37 engaged with the engagement groove 36 enables relative movement in the radial direction with respect to the turbine wheel 2 and prevents mutual movement in the axial direction with respect to the turbine wheel 2. Partition plates 16 that are connected and form a continuous same plane along the scroll direction.
form.

従つて、第3図及び第4図に示すごとくタービ
ン車室14は排ガス導入通路室44の導入口48
から排ガス通路室18の排ガス噴出口17に至つ
て、排ガスの流れ方向に沿つて分割されると共に
連続した2つの排ガス通路を備えることになる。
Therefore, as shown in FIGS. 3 and 4, the turbine casing 14 is connected to the inlet 48 of the exhaust gas introduction passage chamber 44.
From there to the exhaust gas outlet 17 of the exhaust gas passage chamber 18, there are two continuous exhaust gas passages that are divided along the flow direction of the exhaust gas.

また、内燃機関Eから排気される排ガスは、そ
の脈動を利用すべく2系統の排気管38に分割さ
れて集合される。それぞれの排気管38に集合さ
れる排ガスは、内燃機関Eの各気筒39から排気
される排ガスが互いにその脈動を干渉し合わない
ように、その点火順序の離れたものが集合され
る。例えば図示例の6気筒内燃機関Eが、#1→
#5→#6→#2→#4の点火順序の場合には、
#1・#2・#3気筒と#4・#5・#6気筒が
それぞれ集合されて、2つの排気管38に分割さ
れることになる。
Further, the exhaust gas exhausted from the internal combustion engine E is divided and collected into two exhaust pipes 38 to utilize its pulsation. The exhaust gases collected in the respective exhaust pipes 38 are collected in different ignition orders so that the exhaust gases exhausted from the cylinders 39 of the internal combustion engine E do not interfere with each other in their pulsations. For example, in the illustrated six-cylinder internal combustion engine E, #1→
In the case of the ignition order of #5 → #6 → #2 → #4,
The #1, #2, and #3 cylinders and the #4, #5, and #6 cylinders are each grouped together and divided into two exhaust pipes 38.

従つて、このように集合された排ガスは、ター
ビン車室14に導入され、分離された2つの排ガ
ス通路を通過して、その脈動を生かされたまま、
排ガス噴出口17よりタービン翼車2に対して噴
出されることになる。
Therefore, the exhaust gas collected in this way is introduced into the turbine casing 14, passes through two separated exhaust gas passages, and retains its pulsation.
The exhaust gas is ejected from the exhaust gas outlet 17 to the turbine wheel 2 .

次に、本実施例の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be explained.

第3図及び第4図に示すごとく、内燃機関Eの
機関回転数が高速運転から低速運転に移行して、
排ガス流量が減少すると共にその温度が低下して
設定温度を下回つた場合、及び発進時のように機
関回転数が低く、排ガス温度が設定温度を下回る
場合には、上記仕切板作動手段22は移動仕切板
19をタービン翼車2に近接すべく機能する。
As shown in FIGS. 3 and 4, the engine speed of the internal combustion engine E shifts from high-speed operation to low-speed operation,
When the exhaust gas flow rate decreases and its temperature falls below the set temperature, or when the engine speed is low and the exhaust gas temperature falls below the set temperature, such as when starting, the partition plate actuating means 22 operates. It functions to bring the movable partition plate 19 closer to the turbine wheel 2.

即ち、スクロール部12内を流れる排ガス温度
が低下すると、これに伴つてタービンハウジング
11の温度も降下する。このときタービンハウジ
ング11と一体成型される上記仕切板作動手段2
2部の温度が設定温度TOを下回ると、スプリン
グBはT<TOとなりバネ定数KBはスプリングA
のバネ定数KAより小さく、KB<KAとなる。す
るとスプリングAはスプリングBの収縮力に抗し
て伸長し、フランジ部23は押出され、移動仕切
板19を径方向内方に移動させてタービン翼車2
に近接させることになる。
That is, when the temperature of the exhaust gas flowing through the scroll portion 12 decreases, the temperature of the turbine housing 11 also decreases accordingly. At this time, the partition plate operating means 2 is integrally molded with the turbine housing 11.
When the temperature of the second part falls below the set temperature T O , the spring B becomes T<T O , and the spring constant K B becomes the spring A.
is smaller than the spring constant K A of , and K B <K A. Then, the spring A expands against the contraction force of the spring B, the flange portion 23 is pushed out, the movable partition plate 19 is moved radially inward, and the turbine wheel 2
It will be placed close to.

移動仕切板19がタービン翼車2に近接される
ことにより、スクロール部12内は完全に2分割
されて、排ガスは排ガス通路室18の排ガス噴出
口17より直接タービン翼車2に供給される。
By bringing the movable partition plate 19 close to the turbine wheel 2, the inside of the scroll portion 12 is completely divided into two parts, and exhaust gas is directly supplied to the turbine wheel 2 from the exhaust gas outlet 17 of the exhaust gas passage chamber 18.

従つて、2つの排ガス通路室18を流れる排ガ
スは、それぞれの排ガス噴出口17より分割され
て噴出され、排気の脈動は干渉されずにパルス的
な高エネルギを有して、タービン翼車2に供給さ
れる。これにより、タービン翼車2へのエネルギ
伝達効率は向上し、タービン翼車2の回転数は上
昇して、低速回転領域での過給圧が高められる。
Therefore, the exhaust gas flowing through the two exhaust gas passage chambers 18 is split and ejected from the respective exhaust gas jet ports 17, and the pulsations of the exhaust gas are not interfered with and have pulse-like high energy, and are sent to the turbine wheel 2. Supplied. As a result, the energy transmission efficiency to the turbine wheel 2 is improved, the rotational speed of the turbine wheel 2 is increased, and the supercharging pressure in the low speed rotation region is increased.

ここで、このときに各移動仕切板19,19及
び移動仕切板19と固定仕切板20の分割された
接続部は、相互にタービン翼車2の軸方向への相
互移動を阻止されていると共に、支承部材21で
支持されるから、スクロール部12内で大気な圧
力変動や排気脈動の圧力波が作用したときにあつ
ても、各移動仕切板19と支承部材21で、この
ときの力を全体的に受けるから、各移動仕切板1
9の位置を維持することができる。
Here, at this time, the respective movable partition plates 19, 19 and the divided connection parts of the movable partition plate 19 and the fixed partition plate 20 are mutually prevented from moving in the axial direction of the turbine impeller 2, and , is supported by the support member 21, so even when atmospheric pressure fluctuations or pressure waves due to exhaust pulsation act within the scroll portion 12, each movable partition plate 19 and the support member 21 absorb the force. Because it receives the whole, each moving partition plate 1
9 position can be maintained.

また、内燃機関Eが低速運転から高速運転に移
行して機関回転数が高くなると、排ガス流量は増
加してその温度も上昇することになる。従つて、
排ガス温度の上昇に伴い、タービンハウジング1
1の温度が高められ、仕切板作動手段22部の温
度が設定温度TOを越えると、T>TOとなるため
スプリングBのバネ定数KBはスプリングAのバ
ネ定数KAより大きく、KB>KAとなる。このた
め、スプリングBはスプリングAの伸長力に抗し
収縮して、フランジ部23を引き戻し、移動仕切
板19は径方向外方に移動されて、タービン翼車
2から離間させられる。
Furthermore, when the internal combustion engine E shifts from low-speed operation to high-speed operation and the engine speed increases, the exhaust gas flow rate increases and its temperature also rises. Therefore,
As the exhaust gas temperature rises, the turbine housing 1
When the temperature of the partition plate actuating means 22 exceeds the set temperature T O , the spring constant K B of the spring B is larger than the spring constant K A of the spring A because T > T O. B > K A. Therefore, the spring B contracts against the extension force of the spring A, and the flange portion 23 is pulled back, and the movable partition plate 19 is moved radially outward and separated from the turbine wheel 2.

第6図に示すごとく、移動仕切板19がタービ
ン翼車2から離間されると、排ガス通路室18の
排ガス噴出口17も離間され、2つの排ガス噴出
口17より噴出される排ガス流は混流されて、ス
クロール部12が形成する排ガス供給口15より
タービン翼車2に噴出されることになる。このと
きにあつても各移動仕切板19及び固定仕切板2
0と移動仕切板19との接続は相互維持し合うよ
うになされ、さらに支承部材21で支持されるか
ら、スクロール部12内の排気ガスの流れを乱さ
ない。これにより仕切板作動手段22を確実に機
能させることができる。
As shown in FIG. 6, when the movable partition plate 19 is separated from the turbine wheel 2, the exhaust gas outlet 17 of the exhaust gas passage chamber 18 is also separated, and the exhaust gas flows ejected from the two exhaust gas outlets 17 are mixed. The exhaust gas is then ejected to the turbine wheel 2 from the exhaust gas supply port 15 formed by the scroll portion 12 . Even at this time, each movable partition plate 19 and fixed partition plate 2
0 and the movable partition plate 19 are mutually maintained and further supported by the support member 21, so that the flow of exhaust gas within the scroll portion 12 is not disturbed. This allows the partition plate operating means 22 to function reliably.

従つて、排ガスの脈動流は、その脈動が互いに
干渉し合い減衰及び相殺されて、略一定のエネル
ギを有する定常流としてタービン翼車2に作用す
る。このため、タービン翼車2へのエネルギ伝達
効率は低下されて、タービン翼車2は所定の設定
回転数領域を越えて過回転されることが防止され
る。
Therefore, the pulsations of the exhaust gas interfere with each other, are attenuated and cancelled, and act on the turbine wheel 2 as a steady flow having substantially constant energy. Therefore, the efficiency of energy transmission to the turbine wheel 2 is reduced, and the turbine wheel 2 is prevented from being over-rotated beyond a predetermined set rotation speed range.

よつて、内燃機関Eは、排気温度が設定温度よ
り低い場合、つまり低速運転されて機関回転数が
低下した低速回転領域においては、その過給圧が
高められて低速トルク並びに燃費性能が可及的に
向上させられる。また反対に排気温度が高い高速
回転領域にあつては、所定の過給圧は維持され
て、内燃機関Eの高速域の性能は保たれると共に
タービン翼車2の過回転による破損等は防止され
る。
Therefore, when the exhaust temperature of the internal combustion engine E is lower than the set temperature, that is, when the engine is operated at low speed and the engine speed is low, the boost pressure is increased and low-speed torque and fuel efficiency are achieved. can be improved. On the other hand, in the high-speed rotation range where the exhaust temperature is high, the predetermined boost pressure is maintained, the performance of the internal combustion engine E in the high-speed range is maintained, and damage to the turbine wheel 2 due to over-rotation is prevented. be done.

なお、本実施例にあつては、1枚の移動仕切板
に2つの仕切板作動手段が設けられるが、1つ又
は多数設けても良いばかりか、移動仕切板の分割
数も本実施例に限定されない。
In this embodiment, one movable partition plate is provided with two partition plate operating means, but not only one or more may be provided, but the number of divisions of the movable partition plate may also be changed according to the present embodiment. Not limited.

[考案の効果] 以上のごとく、本考案によれば次のごとき優れ
た効果を発揮する。
[Effects of the invention] As described above, the present invention provides the following excellent effects.

スクロール方向に沿つて分割された移動仕切
板が、タービン翼車の半径方向に相互移動自在
であり、且つタービン翼車の軸方向への移動を
相互で阻止し、さらに、これら移動仕切板がス
クロール部を半径方向に移動自在に貫通する支
承部材で支持されるから、スクロール部内で起
る圧力変動や排気脈動に対して充分な剛性を長
期に亙つて確保できる。
Movable partition plates divided along the scroll direction are mutually movable in the radial direction of the turbine wheel, and mutually prevent movement of the turbine wheel in the axial direction, and furthermore, these movable partition plates are divided along the scroll direction. Since it is supported by a support member that passes through the scroll section so as to be movable in the radial direction, it is possible to ensure sufficient rigidity over a long period of time against pressure fluctuations and exhaust pulsations that occur within the scroll section.

仕切板作動手段の信頼性を大幅に向上でき
る。
The reliability of the partition plate operating means can be greatly improved.

内燃機関の低速回転領域における加給圧を高
めることができ、その低速トルクを向上させる
ことができると共に燃費性能が可及的に向上で
きる。
The boost pressure in the low-speed rotation region of the internal combustion engine can be increased, the low-speed torque thereof can be improved, and the fuel efficiency can be improved as much as possible.

内燃機関の高速回転領域においてタービン翼
車が過回転されることがなくタービン翼車が被
損されることがない。
The turbine wheel is not over-rotated in the high-speed rotation region of the internal combustion engine, and the turbine wheel is not damaged.

従来のターボ過給機付内燃機関に比して、そ
の低速回転領域及び高速回転領域に亙り、ター
ボ過給機の効果が発揮される実行回転数帯域を
拡げることができ、内燃機関が実際に常用され
る実用回転数帯域に可及的に適合させることが
できる。
Compared to a conventional internal combustion engine with a turbo supercharger, the effective rotation speed range in which the turbo supercharger is effective can be expanded across its low speed and high speed rotation regions, and the internal combustion engine It can be adapted as much as possible to the commonly used practical rotational speed range.

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

第1図は従来のターボ過給機のタービン車室を
示す断面図、第2図は従来のタービン車室に隔壁
を有するターボ過給機のタービン車室を示す側断
面図、第3図は本考案の一実施例を示す部分切開
正面図、第4図は第3図の側断面図、第5図は第
3図のVーV線矢視断面図、第6図は第3図の
ー線矢視断面図である。 図中、2はタービン翼車、11はタービンハウ
ジング、12はスクロール部、14はタービン車
室、16は仕切板、17は排ガス噴出口、18は
排ガス通路室、22,42は仕切板作動手段、B
は形状記憶合金スプリング、Eは内燃機関であ
る。
Fig. 1 is a cross-sectional view showing a turbine casing of a conventional turbocharger, Fig. 2 is a side cross-sectional view showing a turbine casing of a conventional turbocharger having a partition wall in the turbine casing, Fig. 3 is a partially cutaway front view showing one embodiment of the present invention, Fig. 4 is a side cross-sectional view of Fig. 3, Fig. 5 is a cross-sectional view taken along line V-V in Fig. 3, and Fig. 6 is a cross-sectional view taken along line V in Fig. 3. In the drawings, 2 is a turbine impeller, 11 is a turbine housing, 12 is a scroll portion, 14 is a turbine casing, 16 is a partition plate, 17 is an exhaust gas outlet, 18 is an exhaust gas passage chamber, 22 and 42 are partition plate operating means, B
is a shape memory alloy spring, and E is an internal combustion engine.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] タービン翼車を駆動する排ガスを案内するため
のタービンハウジングのスクロール部内に、機関
の低速回転域に上記タービン翼車の周縁部に近接
して、上記スクロール部内をスクロール方向に沿
つて2つの排ガス通路に区画してタービン翼車へ
の排ガス噴出口を絞る分割された移動仕切板を配
設し、各移動仕切板の隣接する分割面相互をター
ビン翼車の半径方向に沿つて相対移動自在に、且
つタービン翼車の軸方向への相互移動を阻止させ
て同一平面を成すように係合し、上記スクロール
部を貫通しタービン翼車の半径方向へ移動自在な
支承部材の一端を上記各移動仕切板の上部に接続
し、該支承部材の他端にスクロール部内の温度を
上記タービンハウジングの壁温により感応し、そ
の感応した排ガス温度が機関の高速回転域である
ときにはそれら支承部材を介して、上記各移動仕
切板を、上記タービン翼車の周縁部から離間さ
せ、感応した排気温度が機関の低速回転域である
ときには、上記支承部材を介して、上記移動仕切
板を、上記タービン翼車の周縁部に近接させる形
状記憶合金製の仕切板作動手段を付勢させて設け
たことを特徴とするターボ過給機。
Within the scroll portion of the turbine housing for guiding exhaust gas that drives the turbine wheel, two exhaust gas passages are provided in the low speed rotation range of the engine, close to the peripheral edge of the turbine wheel, and running inside the scroll portion along the scroll direction. A divided movable partition plate is arranged to narrow the exhaust gas outlet to the turbine wheel, and the adjacent dividing surfaces of each movable partition plate are movable relative to each other along the radial direction of the turbine wheel. The movable partitions are connected to one end of a support member which is engaged so as to prevent mutual movement of the turbine impellers in the axial direction and form the same plane, and which passes through the scroll portion and is movable in the radial direction of the turbine impellers. Connected to the upper part of the plate, the other end of the support member senses the temperature inside the scroll section by the wall temperature of the turbine housing, and when the sensed exhaust gas temperature is in the high speed rotation range of the engine, the support member The movable partition plates are spaced apart from the peripheral edge of the turbine wheel, and when the detected exhaust temperature is in the low speed rotation range of the engine, the movable partition plates are separated from the peripheral edge of the turbine wheel via the support member. A turbo supercharger characterized in that a partition plate operating means made of a shape memory alloy is biased and provided close to the peripheral edge.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5339525A (en) * 1976-09-22 1978-04-11 Bloom Eng Co Inc Method of heating furnace chamber and its device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS603944Y2 (en) * 1979-07-28 1985-02-04 日野自動車株式会社 Internal combustion engine turbocharger

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