JPS6388221A - 排気タ−ビン過給機 - Google Patents

排気タ−ビン過給機

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JPS6388221A
JPS6388221A JP23120586A JP23120586A JPS6388221A JP S6388221 A JPS6388221 A JP S6388221A JP 23120586 A JP23120586 A JP 23120586A JP 23120586 A JP23120586 A JP 23120586A JP S6388221 A JPS6388221 A JP S6388221A
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JP
Japan
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scroll
turbine
partition wall
winding
tip
Prior art date
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Pending
Application number
JP23120586A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsutomu Okazaki
勉 岡崎
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS6388221A publication Critical patent/JPS6388221A/ja
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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〕。
本発明はタービンとコンプレッサを同一軸上に配置した
排気タービン過給機に係り、特に乗用車用エンジンの好
適な可変容量形式のタービンを備えた排気タービン過給
機に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、スクロールを隔壁で分割した方式の可変容量式ク
ービンを備えた排気タービン過給機は、特開昭151−
46420号に記載のように小容量時に使用するノズル
部を前局にわたって羽根車入口幅にほぼ対向した位置に
配置した形状になっていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術はエンジン低速域の小容量時の効率向上に
対しては有効であるが、エンジン高速域の大容量時に対
してはノズル幅、ノズルがらの流出方向の点について配
慮されておらず、大容量時のタービン効率の低下が大き
くなるという問題があった。この問題を避けるために第
2図に示したように隔壁先端5′をタービン羽根車入口
部の幅方向中央部に位置するような形状にすると、小容
量時にエンジン排気ガスをスクロール室4bに集中させ
た場合Xのような羽根車への流れと、Yのような閉鎖さ
れたスクロール4aへ流れ込む流九が生じ、特にこのY
の流れにより小容量の効率の低下が大きくなるという欠
点があった。
本発明の目的はこのような小容量時も効率を向上させる
ことにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は第3図に示した様に隔壁先端5′の位置をス
クロール巻き始め付近では小容量側スクロール室4bに
通じるノズル部6bがタービン羽す 根本入口部の幅方向に対向するように−が1.0に近く
なるようにして、第4図のスクロール巻き角度θの増加
と共に−を小さくして、スクロール巻き終り付近では−
が0に近くなるようにして今度はスクロール室4aに通
じるノズル部6aがタービン羽根車入口部の幅方向に対
向するようにして、エンジン低速域では排気ガスを4b
にのみ集中させ、エンジン高速域では両方のスクロール
室4a、4bへ排気ガスを導くことで、小容量時、大容
量時共効率のよいタービン性能が得られる。第5図には
良好なタービン性能を得るための上記スクロール巻き角
度θと隔壁先端位置−の関係を示した図であり、−を直
線分布Aを基準として±0.2の範囲内にとるのが良い
〔作用〕
スクロールを隔壁で分割した方式の可変容量式タービン
で小容量時に生ずる第2図のY方向の漏れ流れは、スク
ロール室4aは小容量時には閉鎖されているので最終時
には巻き終り部分で再びタービン羽根車方向へ流出する
ことになる。しかし、Y方向への漏れがスクロール巻き
始めで生ずると。
スクロール巻き始め付近では小容量時に閉鎖されたスク
ロール室4aの流路面積がかなり大きいためY方向の流
れはスクロール室4a内で大きく減速され、スクロール
巻き終り部分でタービン羽根車方向へ再び流出する時は
速度エネルギのほとんどを失っており効率が大きく低下
する。一方、スクロール巻き終り付近でこのような漏れ
が生じた場合にはスクロール室4aの流路面積は小さい
ため漏れた流れの減速は小さく、しかもすぐにタービン
羽根車方向へ再度流出するため効率の低下は少ない。
本発明では隔壁先端位置をスクロール巻き角度によって
変化させ、スクロール巻き始めの付近では小容量側のノ
ズル部6bをタービン羽根車入口に対向させ、大容量時
に使用するノズル部6aは狭くタービン羽根車入口側方
に位置しているため漏れ流はスクロール巻き始めで生じ
ない、一方大容量時には両方のスクロールを使用するた
めこのような漏れはどのようなノズル形状でも生ずるこ
とはなく両方のスクロールのうち4a側はスクロール巻
き終り付近で十分に羽根車へ開口され。
4b側はスクロール巻き始め付近で十分に羽根車へ十分
に開口されるのでエンジン高速域の大容量時のタービン
性能が良好となり、なおかつ前記の如くエンジン低速域
の小容量時のタービン性能も良好とな5゜ 〔実施例〕 以下1本発明の一実施例を第1図により説明する0図に
おいて排気タービン過給機のコンプレッサの部分につい
ては本発明の対象部分でないので説明を省略する。第1
@においてタービン羽根車1と図示していないコンプレ
ッ゛す羽根車は軸2によって固定配置される。この軸2
の外層には軸受ケーシング3が配置され、タービンスク
ロール4に取付けられている。
タービンスクロール4は隔壁5によって二つのスクロー
ル室14a、14bに分割される。この隔壁5によって
ノズル部も6at6bに2分割される。隔壁5はタービ
ン入口部7の仕切板8に連なり、仕切板8によってター
ビン入口部7の流路は開放スクロール9と閉鎖スクロー
ル10に分割して形成される。開放スクロール9はター
ビン入口部7に直接連通しており、閉鎖スクロール10
は仕切板8に穿設された穴11によって開放スクロール
9に連通している。この穴11には制御弁12が配置さ
れ、開放スクロール9と閉鎖スクロール10の連通、遮
断、すなわち閉鎖スクロール10をタービン入ロアに対
して連通、遮断を行なう。
制御弁12の弁体12aは軸13まわりに回転可能に構
成され、軸13はア〒ム14を介してアクチュエータ1
5の軸15aに接続されている。
アクチュエータ15は軸15aを一方に押圧するばね部
材16と、このばね部材16に抗するように配置された
ベローズ17からなり、ベローズ17にからない、ベロ
ーズ17はアクチュエータ制御用の過給圧力等を導入す
る孔15bが設けられている。また、制御弁12下流の
タービンスクロール4にはバイパス穴18が穿設され、
タービン出口に通じるバイパス流路 19に連通される。バイパス穴18にはバイパス弁20
の弁体20aが軸23まわりに回転可能に構成され、軸
23はアーム24を介してアクチュエータ25の軸25
aに接続されている。アクチュエータ2Sは軸25aを
一方に押圧するばね部材に抗するように配置されたベロ
ーズ27からなり、ベローズ27には過給圧力等を導入
する孔25bが設けられている。
隔壁5の先端5′の位置はこれまでに説明しようにスク
ロール巻き始めではノズル部6bがタービン羽根車1の
入口部分に対向するよう、また、スクロール巻き終りで
はノズル部6aがタービン羽根車1の入口部分に対向す
るようになっている。
次に本実施例の動作について説明する。エンジン低速、
低負荷で制御弁12が穴11を閉鎖している状態ではタ
ービン入ロアへ流入した排気ガスを開放スクロール9か
らスクロール室14bを通つてノズル部6bへ導く、ス
クロール巻き始め付近では狭くタービン羽根車入口部分
に対向していないためノズル部6bからノズル部6aへ
漏れる流れは少ない、また、この状態でスクロール巻き
終り付近ではノズル部6aがタービン羽根車入口部分に
対向しているためノズル部6bからノズル部6aへ漏れ
流れが生ずるが、スクロール巻き終り付近では漏れた流
れが流入するスクロール室4aの流路面積は小さく、漏
れ流れは最終的には大きな減速なしに再びタービン羽根
車へ流入することになるため効率の低下は少ない。
圧力導入孔15bに過給圧力、すなわちコンプレッサ出
口圧力を導けば、エンジンが高速、高負荷になり過給圧
力が所定値よりも高くなるとベローズ17内の圧力に基
づく力がばね部材16の力より大きくなり、アクチュエ
ータ15の軸15aを押圧し、制御弁12は穴11を開
口して、エンジン排気ガスはノズル部6aからもタービ
ン羽根車へ流入し、ノズル部6aはスクロール巻き終り
付近でタービン羽根車入口部に対向しており大容量時の
タービン効率の低下も少ない。
制御弁12が開口した状態からさらにエンジンが高速、
高負荷になると排気バイパス弁の弁体20aが開口する
ようにアクチュエータ25を肩整しておけば、排気ガス
の一部をバイパス流路19に放出し、過給圧力を広範囲
にわたって制御することが出来る。
なお、本実施例では過給圧力で作動するアクチュエータ
5,16を使用したが、これらを電子的に制御すること
も可能である。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によればタービンスクロール
の内部を隔壁によって二つのスクロール室に分割し、エ
ンジンの運転状態に応じてスクロール室を流れる排気ガ
スを制御してエンジン低速域で一方のスクロール室のみ
を使用した場合に使用してないスクロール室への漏れ損
失を少なく出来、また、エンジン高速域で両方のスクロ
ール室を使用した場合の効率も良好となり、エンジンの
広い運転範囲で良好な走向性能と燃費の改善が得られる
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の縦断面図、第2図は従来の
タービンの要部縦断面図、第3図、第4図は本発明の隔
壁先端位置形状の説明図、第5図は第3図、第4図に示
した形状寸法線図である。 1・・・タービン羽根車、4・・・タービンスクロール
、4a、4b・・・スクロール室、5・・・隔壁、5′
・・・隔壁先端、6a、6b・・・ノズル部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、タービンとコンプレッサを同一軸上に固定配置した
    排気タービン過給機において、前記タービンのスクロー
    ル内部を隔壁によつて二つのスクロール室に分割し、ス
    クロール出口部のノズル部も隔壁先端部とスクロール側
    壁によりタービン羽根車入口幅方向に2分割し、スクロ
    ール巻始め部分では片側のノズル部がタービン羽根車入
    口幅にほぼ対向するように前記隔壁先端部をタービン羽
    根車入口幅方向の一端側に位置せしめ、スクロール巻終
    り部分では隔壁先端部をタービン羽根車入口幅方向の他
    端側に位置せしめ、もう一方のノズル部をタービン羽根
    車入口幅にほぼ対向させるようにし、スクロールの中間
    では隔壁先端部位置がタービン羽根車入口幅方向に除々
    に移動するような形状としたことを特徴とする排気ター
    ビン過給機。 2、特許請求の範囲第1項において、スクロール巻き終
    り部分でタービン羽根車入口幅にほぼ対向するノズル側
    に通じるスクロール室の流量を、エンジンの運転状態に
    応じて制御する手段を具えていることを特徴とする排気
    タービン過給機。
JP23120586A 1986-10-01 1986-10-01 排気タ−ビン過給機 Pending JPS6388221A (ja)

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