KR20120105055A

KR20120105055A - Variable geometry turbocharger

Info

Publication number: KR20120105055A
Application number: KR1020127021674A
Authority: KR
Inventors: 요시미츠 마츠야마; 도모히로 이노우에; 야스타카 사카이
Original assignee: 가부시키가이샤 아이에이치아이
Priority date: 2010-02-25
Filing date: 2011-02-24
Publication date: 2012-09-24
Also published as: CN102762838B; WO2011105090A1; EP2541017B1; KR20140054431A; EP2541017A1; EP2541017A4; JP5370579B2; JPWO2011105090A1; US20130149129A1; CN102762838A

Abstract

노즐 베인(15)을 전부 배기 도입벽(10)과 후부 배기 도입벽(51)으로 협지하는 배기 노즐(9)의 후부 배기 도입벽(51)과 터빈 하우징(1) 사이에 틈(19)을 가지고 있으며, 스크롤 통로(8)의 배가스가 틈(19)을 통과하여 터빈 임펠러(4)측으로 누출되는 것을 방지하기 위해, 후부 배기 도입벽(51)에 구비한 베인축(16a) 관통을 위한 관통공(24)의 위치보다도 배가스의 상류측에 씰 장치(25)를 설치하고 있는 터보 차저로서, 전부 배기 도입벽(10)과 후부 배기 도입벽(51)의 각각을 원판 형상으로 하고, 원판 형상의 후부 배기 도입벽(51)이 틈(19)을 가지고 끼워 맞춰지는 단부(50)를 터빈 하우징(1)에 구비한다. A gap 19 is provided between the rear exhaust introduction wall 51 of the exhaust nozzle 9 and the turbine housing 1 which sandwich the nozzle vanes 15 entirely from the exhaust introduction wall 10 and the rear exhaust introduction wall 51. In order to prevent the exhaust gas of the scroll passage 8 from leaking through the gap 19 to the turbine impeller 4 side, a through hole for penetrating the vane shaft 16a provided in the rear exhaust introduction wall 51 is provided. As a turbocharger provided with the sealing device 25 upstream of the exhaust gas rather than the position of the ball 24, each of the exhaust inlet wall 10 and the rear exhaust inlet wall 51 has a disk shape, and has a disk shape. The turbine housing 1 is provided with an end 50 into which the rear exhaust inlet wall 51 of the fitting is fitted with a gap 19.

Description

Variable capacity turbocharger {VARIABLE GEOMETRY TURBOCHARGER}

본 발명은 간단한 구성에 의해 터빈 효율을 향상시킬 수 있고, 또한, 노즐 베인의 원활한 작동을 가능하게 할 수 있는 가변 용량형 터보 차저에 관한 것이다. The present invention relates to a variable displacement turbocharger that can improve turbine efficiency by a simple configuration and also enable smooth operation of nozzle vanes.

도 1은 본 발명을 적용하는 가변 용량형 터보 차저의 전체 구조를 도시하는 종단면도이다. 이 터보 차저는 터빈 하우징(1)과 컴프레서 하우징(2)이 베어링 하우징(3)을 개재하여 체결 볼트(3a,3b)에 의해 일체적으로 조립되어 있고, 터빈 하우징(1) 내에 배치되는 터빈 임펠러(4)와 컴프레서 하우징(2) 내에 배치되는 컴프레서 임펠러(5)가, 베어링 하우징(3)에 베어링(6)을 개재하여 회전 자유 자재로 지지된 터빈 축(7)에 의해 연결되어 있다. 1 is a longitudinal sectional view showing the entire structure of a variable displacement turbocharger to which the present invention is applied. The turbocharger includes a turbine impeller in which the turbine housing 1 and the compressor housing 2 are integrally assembled by the fastening bolts 3a and 3b via the bearing housing 3 and are arranged in the turbine housing 1. (4) and the compressor impeller 5 arrange | positioned in the compressor housing 2 are connected to the bearing housing 3 by the turbine shaft 7 supported by the rotational freedom through the bearing 6.

상기 베어링 하우징(3)의 터빈 하우징측에는, 터빈 하우징(1)의 스크롤 통로(8)에 도입되는 배가스를 상기 터빈 임펠러(4)로 유도하기 위한 배기 노즐(9)이 형성된다. On the turbine housing side of the bearing housing 3, an exhaust nozzle 9 for guiding exhaust gas introduced into the scroll passage 8 of the turbine housing 1 to the turbine impeller 4 is formed.

배기 노즐(9)은 베어링 하우징(3)측의 전부(前部) 배기 도입벽(10)과 터빈 하우징(1)측의 후부(後部) 배기 도입벽(11)이 소요의 간격을 보지한 상태로 예를 들면 주방향(周方向) 3개소에 설치한 고정 부재(12)에 의해 일체로 조립되어 있다. 또한, 전부 배기 도입벽(10)의 전면(前面)(베어링 하우징(3) 측면)에는 장착 부재(13)가 고정되고 있고, 상기 터빈 하우징(1)과 베어링 하우징(3)의 조립시에, 상기 장착 부재(13)를 터빈 하우징(1)과 베어링 하우징(3)으로 협지함으로써 상기 배기 노즐(9)을 고정시키고 있다. 또한, 상기 조립시에, 상기 배기 노즐(9)은 위치 결정 핀(14)에 의해 베어링 하우징(3)에 대해 위치 결정되어 있다. The exhaust nozzle 9 is a state in which the front exhaust introduction wall 10 on the bearing housing 3 side and the rear exhaust introduction wall 11 on the turbine housing 1 side hold required clearances. For example, it is integrally assembled by the fixing member 12 provided in three main directions. In addition, the mounting member 13 is fixed to the front surface (bearing housing 3 side) of the exhaust introduction wall 10, and at the time of assembling the turbine housing 1 and the bearing housing 3, The exhaust nozzle 9 is fixed by sandwiching the mounting member 13 with the turbine housing 1 and the bearing housing 3. In addition, at the time of the assembly, the exhaust nozzle 9 is positioned relative to the bearing housing 3 by the positioning pin 14.

전부 배기 도입벽(10)과 후부 배기 도입벽(11)의 상호간에는 복수의 노즐 베인(15)이 주방향으로 등간격으로 배치되어 있고, 도 1에서는, 각 노즐 베인(15)의 양측에 동축으로 고정시킨 베인축(16a,16b)이 전부 배기 도입벽(10)과 후부 배기 도입벽(11)을 각각 관통하고 있으며, 노즐 베인(15)은 양쪽 지지 상태로 회전 가능하게 지지되어 있다. 도 1 중, 17a, 17b, 17c, 17d는 상기 노즐 베인(15)의 개폐 각도를 조절하기 위한 링크식의 전달 기구, 18은 컴프레서 하우징(2)에 형성된 스크롤 통로이다. A plurality of nozzle vanes 15 are arranged at equal intervals in the circumferential direction between the entire exhaust introduction wall 10 and the rear exhaust introduction wall 11, and in FIG. 1, coaxially is provided at both sides of each nozzle vane 15. The vane shafts 16a and 16b fixed by the two penetrate the exhaust introduction wall 10 and the rear exhaust introduction wall 11, respectively, and the nozzle vanes 15 are rotatably supported in both supported states. In Fig. 1, 17a, 17b, 17c, and 17d are linkage transfer mechanisms for adjusting the opening and closing angles of the nozzle vanes 15, and 18 are scroll passages formed in the compressor housing 2.

또한, 배기 노즐(9)에 있어서의 후부 배기 도입벽(11)과 터빈 하우징(1) 사이에는 틈(space)(19)이 형성되어 있다. 이 틈(19)은 본래 불필요한 것이지만, 터빈 하우징(1)이 냉간시와 열간시 사이에서 열변형을 일으키는 것, 및 조립 부품에 정밀도상의 편차가 있는 것 등으로부터 상기 변형이나 정밀도의 편차를 흡수하기 위해서 형성된다. In addition, a space 19 is formed between the rear exhaust introduction wall 11 and the turbine housing 1 in the exhaust nozzle 9. Although the gap 19 is inherently unnecessary, the turbine housing 1 absorbs the above-described deformation and the deviation of precision from the occurrence of thermal deformation between the cold and hot times, and the deviation in the precision of the assembled parts. Is formed.

상기 틈(19)이 있으면, 스크롤 통로(8)의 배가스가 틈(19)을 통과하여 터빈 임펠러 출구(20)로 불필요하게 누출되어 버리는 점에서, 이 틈(19)을 폐색하기 위해서, 후부 배기 도입벽(11)이 하류측으로 연설(延設)된 연설부(11')를 설치하고, 상기 연설부(11')의 외주면과, 이 연설부(11')에 대향하는 터빈 하우징(1)의 내면(1') 사이에 씰용 피스톤 링(21)을 배치하고, 가스 리크를 방지하는 동시에 열변형을 흡수하도록 한 것이 제안되어 있다(특허문헌 1 참조). In the case where the gap 19 exists, the exhaust gas of the scroll passage 8 passes through the gap 19 and leaks unnecessarily to the turbine impeller outlet 20, so that the rear exhaust gas is closed in order to close the gap 19. The inlet wall 11 is provided with a speech section 11 'whose speech is directed downstream, and the turbine housing 1 facing the outer peripheral surface of the speech section 11' and the speech section 11 '. It is proposed to arrange the piston ring 21 for seals between the inner surface 1 'of the sealant to prevent gas leakage and to absorb heat deformation (see Patent Document 1).

상기 특허문헌 1에서는 도 1에 도시하는 바와 같이, 후부 배기 도입벽(11)의 연설부(11')의 외주면에 환상의 오목 홈(22)을 형성하고, 이 오목 홈(22)에, 통상 2장의 씰용 피스톤 링(21)을 각각의 노치부가 중첩되지 않도록 위치를 어긋나게 하여 배치함으로써 씰 장치(23)를 구성하고 있으며, 상기 씰용 피스톤 링(21)은 탄발력에 의해 그 외주면이 터빈 하우징(1)의 내면(1')에 압착됨으로써 가스 리크를 방지하고 있다. In the said patent document 1, as shown in FIG. 1, the annular recessed groove 22 is formed in the outer peripheral surface of the extending part 11 'of the rear exhaust introduction wall 11, and this recessed groove 22 is normally The seal device 23 is constituted by displacing the two seal piston rings 21 so that the notches are not overlapped, and the seal piston ring 21 has a resilient force whose outer circumferential surface is the turbine housing ( Gas leak is prevented by crimping | bonding to the inner surface 1 'of 1).

도 1에 도시한 터보 차저에 있어서는, 틈(19)으로부터의 가스 리크를 방지하기 위해서 씰 장치(23)를 여러 가지로 연구하여 설치하는 것이 행해지고 있지만, 이와 같이 씰 장치(23)의 구조를 다양하게 연구해도 터빈의 효율을 대폭 향상시키는 것은 곤란하여, 한계가 있는 것이 판명되었다. In the turbocharger shown in FIG. 1, in order to prevent gas leakage from the gap 19, various researches and installations of the seal device 23 have been carried out. However, the structure of the seal device 23 is thus varied. Even with careful research, it is difficult to significantly improve the efficiency of the turbine, and it has been found to have limitations.

이로 인해, 본 발명자들은 상기 가스 리크 문제 이외에 터빈의 효율에 영향을 미치는 요인에 관해서 여러 가지 검토?시험을 실시한 결과, 터빈 임펠러 출구(20)의 배가스의 흐트러짐이 크면 터빈의 효율이 저하되는 것을 밝혀내었다. For this reason, the present inventors have conducted various examinations and tests regarding factors affecting the efficiency of the turbine in addition to the gas leak problem. As a result, when the fluctuation of the exhaust gas at the turbine impeller outlet 20 is large, the efficiency of the turbine is found to be lowered. Came out.

도 1에 도시하는 씰 장치(23)와 같이, 후부 배기 도입벽(11)의 연설부(11')의 외주면과 터빈 하우징(1)의 내면(1') 사이에 씰용 피스톤 링(21)을 구비한 구성에서는, 스크롤 통로(8)의 압력이 직접 작용하는 틈(19)의 압력이, 배기 노즐(9) 내의 압력보다도 커지기 때문에, 틈(19)의 높은 압력의 배가스가 베인축(16b)과 그 관통공(24)(도 2 참조)의 클리어런스를 통과하여 배기 노즐(9)의 하류로 흐르게 된다. 이 때, 노즐 베인(15)과 전부 배기 도입벽(10) 및 후부 배기 도입벽(11) 사이에는, 노즐 베인(15)을 회동 가능하게 하기 위해서 클리어런스가 미리 존재하고 있으며, 또한, 이 클리어런스의 크기는 터보 차저에 따라 개체차가 있다. 따라서, 상기 각 노즐 베인(15)의 각 베인축(16b)은 압력이 높은 틈(19)으로부터의 배가스에 의해 가압되어 노즐 베인(15)이 전부 배기 도입벽(10)측으로 이동함으로써, 각 노즐 베인(15)과 후부 배기 도입벽(11) 사이에 클리어런스가 발생하는 것이 판명되었다. 따라서, 각 노즐 베인(15)과 후부 배기 도입벽(11) 사이의 클리어런스를 통과하여 높은 압력의 배가스가 배기 노즐(9)의 하류로 흐르고, 이 배가스의 흐름에 의해 터빈 임펠러(4) 출구의 배가스가 크게 흐트러지고, 이 흐트러짐에 의해 터빈의 효율이 저하된다고 하는 지견을 얻었다. Like the seal device 23 shown in FIG. 1, a piston ring 21 for sealing is placed between the outer circumferential surface of the speaker 11 ′ of the rear exhaust introduction wall 11 and the inner surface 1 ′ of the turbine housing 1. In the structure provided, since the pressure in the gap 19 to which the pressure in the scroll passage 8 directly acts is greater than the pressure in the exhaust nozzle 9, the exhaust gas of the high pressure in the gap 19 is cut by the vane shaft 16b. And the clearance of the through hole 24 (see FIG. 2) to flow downstream of the exhaust nozzle 9. At this time, a clearance exists in advance between the nozzle vane 15, the entire exhaust introduction wall 10, and the rear exhaust introduction wall 11 in order to enable the nozzle vane 15 to be rotatable. The size varies depending on the turbocharger. Accordingly, each vane shaft 16b of each nozzle vane 15 is pressurized by the exhaust gas from the high pressure gap 19 so that the nozzle vanes 15 all move to the exhaust inlet wall 10 side, whereby each nozzle It has been found that clearance is generated between the vanes 15 and the rear exhaust inlet wall 11. Therefore, the exhaust gas of high pressure flows downstream of the exhaust nozzle 9 through the clearance between each nozzle vane 15 and the rear exhaust introduction wall 11, and this exhaust gas flows in the turbine impeller 4 exit. The exhaust gas was greatly disturbed, and this disturbance resulted in a decrease in the efficiency of the turbine.

이로 인해, 본 출원인은 스크롤 통로(8)의 배가스가 상기 틈(19)을 통과하여 터빈 임펠러(4)측으로 누출되는 문제를 방지하는 동시에, 틈(19)의 높은 압력의 배가스가, 베인축(16a)과 그 관통공(24)(도 2 참조) 사이의 클리어런스 및 각 노즐 베인(15)과 후부 배기 도입벽(11) 사이의 클리어런스를 통과하여 배기 노즐(9)의 하류로 흐르는 것을 방지하도록 한 터보 차저를 이미 출원하였다(특허문헌 2). For this reason, the present applicant prevents the problem that the exhaust gas of the scroll passage 8 passes through the said gap 19, and leaks to the turbine impeller 4 side, and the exhaust gas of the high pressure of the clearance 19 produces the vane shaft ( To pass through the clearance between 16a) and its through hole 24 (see FIG. 2) and the clearance between each nozzle vane 15 and the rear exhaust inlet wall 11 to prevent flow downstream of the exhaust nozzle 9. One turbocharger has already been filed (Patent Document 2).

일본 공개특허공보 제2006-125588호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2006-125588 일본 공개특허공보 제2009-144545호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2009-144545

특허문헌 2의 터보 차저에 의하면, 틈(19)에 의한 터빈 임펠러(4)측으로의 가스 리크의 문제 및 터빈 임펠러(4) 출구의 배가스의 흐트러짐의 문제를 방지하여 터빈의 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있다. According to the turbocharger of patent document 2, the problem of the gas leak to the turbine impeller 4 side by the clearance 19, and the problem of the fluctuation of the off-gas from the exit of the turbine impeller 4 can be prevented, and a turbine efficiency can be improved effectively. have.

그러나, 특허문헌 2에 있어서는, 전부 배기 도입벽(10)은 전체가 원판 형상으로 되어 있지만, 후부 배기 도입벽(11)은 상기 특허문헌 1과 같이, 외주측은 원판부로 되어 있는데 대해서 내주측은 터빈 임펠러(4)의 외형 형상을 따라 축 방향 하류측으로 구부러진 연설부(11')로 되어 있다. 이로 인해, 고온의 배가스에 의해 가열되면, 상기 원판 형상의 전부 배기 도입벽(10)은 전체적으로 직경이 증가하는 방향으로만 변형되는데 대해, 연설부(11')를 갖는 후부 배기 도입벽(11)은, 연설부(11')의 강성 강도가 높기 때문에 평판부의 직경 방향으로의 변형이 연설부(11')에 의해 억제되어 버리고, 이로 인해, 평판부가 전부 배기 도입벽(10)측으로 쓰러지도록 변형된다. 이 결과, 평판부가 노즐 베인(15)과 접촉하여 노즐 베인(15)의 움직임을 저해한다고 하는 우려를 가지고 있었다. However, in Patent Literature 2, the exhaust exhaust introduction wall 10 is entirely in the shape of a disk, but the rear exhaust introduction wall 11 is in the same manner as Patent Document 1, while the outer circumferential side is a disc portion, whereas the inner circumferential side is a turbine impeller. It is the extension part 11 'bent to the axial direction downstream side along the external shape of (4). For this reason, when heated by the high-temperature exhaust gas, all the said exhaust-shaped exhaust introduction wall 10 deforms only in the direction where the diameter increases as a whole, The rear exhaust introduction wall 11 which has the projection part 11 'is made. Since the stiffness strength of the speaker 11 'is high, the deformation in the radial direction of the flat plate portion is suppressed by the speaker 11', whereby the flat plate portion is deformed so as to fall to the exhaust introduction wall 10 side. do. As a result, there was a concern that the flat plate portion was in contact with the nozzle vanes 15 and hindered the movement of the nozzle vanes 15.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 간단한 구성에 의해 전부 배기 도입벽 및 후부 배기 도입벽이 직경 방향 이외 방향으로 변형되는 문제를 방지하고, 노즐 베인의 안정된 움직임을 확보할 수 있도록 한 가변 용량형 터보 차저를 제공하고자 하는 것이다. This invention is made | formed in view of the said subject, The variable capacity which prevented the problem that all the exhaust introduction wall and the rear exhaust introduction wall deform | transform in the direction other than a radial direction by a simple structure, and can ensure stable movement of a nozzle vane It is to provide a type turbocharger.

본 발명은 노즐 베인을 전부 배기 도입벽과 후부 배기 도입벽으로 협지하는 배기 노즐의 상기 후부 배기 도입벽과 터빈 하우징 사이에 틈을 가지고 있고, 스크롤 통로의 배가스가 상기 틈을 통과하여 터빈 임펠러측으로 누출되는 것을 방지하기 위해서, 상기 후부 배기 도입벽에 구비한 베인축 관통을 위한 관통공의 위치보다도 배가스의 상류측에 씰 장치를 설치하고 있는 가변 용량형 터보 차저로서, 상기 전부 배기 도입벽과 상기 후부 배기 도입벽의 각각을 원판 형상으로 하고, 원판 형상의 후부 배기 도입벽이 상기 틈을 가지고 끼워 맞춰지는 단부(段部)를 상기 터빈 하우징에 구비한 가변 용량형 터보 차저에 관한 것이다. The present invention has a gap between the rear exhaust inlet wall of the exhaust nozzle and the turbine housing that sandwiches the nozzle vanes entirely with the exhaust inlet wall and the rear exhaust inlet wall, and exhaust gas of the scroll passage passes through the gap and leaks to the turbine impeller side. The variable displacement turbocharger is provided with a sealing device upstream of the exhaust gas rather than the position of the through hole for penetrating the vane shaft provided in the rear exhaust introduction wall. It relates to a variable displacement turbocharger provided with each of the exhaust introduction walls having a disk shape and having an end portion in which the disk-shaped rear exhaust introduction wall is fitted with the gap in the turbine housing.

상기 가변 용량형 터보 차저에 있어서, 상기 전부 배기 도입벽과 후부 배기 도입벽은, 동등한 선 팽창 계수를 가지고 있는 것이 바람직하다. In the variable displacement turbocharger, it is preferable that the all exhaust introduction walls and the rear exhaust introduction walls have an equivalent linear expansion coefficient.

상기 가변 용량형 터보 차저에 있어서, 상기 씰 장치는 씰용 피스톤 링이라도 좋고, 또한, 상기 씰 장치는 접시 스프링 씰이라도 좋다. In the variable displacement turbocharger, the seal device may be a piston ring for a seal, and the seal device may be a disc spring seal.

본 발명의 가변 용량형 터보 차저에 의하면, 전부 배기 도입벽과 후부 배기 도입벽의 각각을 원판 형상으로 하고, 원판 형상의 후부 배기 도입벽을 상기 터빈 하우징에 형성한 단부에 틈을 가지고 끼워 맞추어 배치했기 때문에, 간단한 구성으로 전부 배기 도입벽 및 후부 배기 도입벽이 직경 방향 이외의 방향으로 변형되는 문제를 방지하여, 노즐 베인의 안정된 움직임을 확보할 수 있다고 하는 우수한 효과를 나타낼 수 있다. According to the variable-capacity turbocharger of the present invention, all of the exhaust introduction wall and the rear exhaust introduction wall have a disc shape, and the disc shaped rear exhaust introduction wall is fitted with a gap at an end formed in the turbine housing. In this way, it is possible to prevent the problem that all the exhaust introduction walls and the rear exhaust introduction walls are deformed in a direction other than the radial direction with a simple configuration, and exhibit an excellent effect of ensuring stable movement of the nozzle vanes.

도 1은 본 발명을 적용하는 가변 용량형 터보 차저의 전체 구조를 도시하는 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예를 도시하는 배기 노즐 근방의 단면도이다.
도 3a는 도 2의 배기 노즐을 가지고 일체로 조립된 배기 노즐 유닛을 도시하는 단면도이다.
도 3b는 도 3a의 배기 노즐 유닛을 III 방향에서 본 정면도이다.
도 4a는 도 2와는 상이한 씰 장치를 구비한 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 단면도이다.
도 4b는 도 4a의 접시 스프링 씰의 정면도이다.
도 5는 도 4a와 유사한 씰 장치를 구비한 본 발명의 또 다른 실시예를 도시하는 단면도이다. 1 is a longitudinal sectional view showing the entire structure of a variable displacement turbocharger to which the present invention is applied.
2 is a cross-sectional view near the exhaust nozzle showing one embodiment of the present invention.
3A is a cross-sectional view showing the exhaust nozzle unit integrally assembled with the exhaust nozzle of FIG. 2.
3B is a front view of the exhaust nozzle unit of FIG. 3A seen in the III direction.
4A is a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention having a different seal device than that of FIG. 2.
4B is a front view of the disc spring seal of FIG. 4A.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention with a seal device similar to that of FIG. 4A.

이하, 본 발명의 실시형태를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described with reference to an accompanying drawing.

도 2는 본 발명의 일 실시예를 나타내는 것으로, 도 1의 가변 용량형 터보 차저에 있어서는 연설부(11')를 구비하고 있던 후부 배기 도입벽(11)을, 원판 형상의 후부 배기 도입벽(51)으로 하고, 이것에 의해, 전부 배기 도입벽(10)과 후부 배기 도입벽(51)의 각각을 원판 형상으로 하였다. 또한, 원판 형상의 후부 배기 도입벽(51)과 원판 형상의 전부 배기 도입벽(10)은, 동일한 재료에 의해 형성하거나, 또는, 동등한 선 팽창 계수를 갖는 재료에 의해 형성하는 것이 바람직하며, 이와 같이, 후부 배기 도입벽(51)과 전부 배기 도입벽(10)의 선 팽창 계수를 동일하게 함으로써, 노즐 베인(15)의 양측에 고정되는 베인축(16a,16b)은, 후부 배기 도입벽(51)과 전부 배기 도입벽(10)에 의해 항상 동축 위에 지지된다. FIG. 2 shows an embodiment of the present invention. In the variable displacement turbocharger of FIG. 1, the rear exhaust inlet wall 11 having the speaker 11 'is provided with a disc shaped rear exhaust inlet wall ( 51, and as a result, each of the exhaust exhaust introduction wall 10 and the rear exhaust introduction wall 51 has a disc shape. In addition, the disk-shaped rear exhaust introduction wall 51 and the disk-shaped all exhaust introduction wall 10 are preferably formed of the same material or formed of a material having an equivalent linear expansion coefficient. Similarly, the vane shafts 16a and 16b fixed to both sides of the nozzle vane 15 are formed by the same linear expansion coefficients of the rear exhaust introduction wall 51 and the exhaust exhaust introduction wall 10. 51 and all of the exhaust introduction wall 10 are always supported coaxially.

한편, 상기 터빈 하우징(1)에는, 후부 배기 도입벽(51)의 외주면에 대해 소요의 간격을 띄운 위치까지 연신된 연장부(39)가 형성되어 있고, 연장부(39)를 형성한 상기 터빈 하우징(1)의 전면에는, 상기 후부 배기 도입벽(51)이 틈(19)을 가지고 끼워 맞춰지는 단부(50)를 형성하고 있다. 상기 틈(19)은 상기 터빈 하우징(1)과 후부 배기 도입벽(51)이 접촉하지 않도록, 각각의 선 팽창 계수를 고려하여 설정하고 있다. On the other hand, in the said turbine housing 1, the extension part 39 extended | stretched to the position which spaced apart the required space | interval with respect to the outer peripheral surface of the rear exhaust introduction wall 51 is formed, The said turbine which formed the extension part 39 was formed. On the front surface of the housing 1, the rear exhaust introduction wall 51 is formed with an end 50 into which the gap 19 is fitted. The gap 19 is set in consideration of the respective linear expansion coefficients so that the turbine housing 1 and the rear exhaust introduction wall 51 do not contact each other.

또한, 도 2의 형태에서는, 상기 스크롤 통로(8)의 배가스가 터빈 하우징(1)과 후부 배기 도입벽(51) 사이의 틈(19)을 통과하여 터빈 임펠러(4)측으로 누출되는 것을 방지하기 위한 씰 장치(25)를, 베인축(16b)이 후부 배기 도입벽(51)을 관통하고 있는 관통공(24)의 위치보다도 배가스의 상류측(스크롤 통로(8)측)에 설치하고 있다. In addition, in the form of FIG. 2, to prevent the exhaust gas of the scroll passage 8 from leaking toward the turbine impeller 4 through the gap 19 between the turbine housing 1 and the rear exhaust introduction wall 51. The sealing device 25 is provided on the upstream side (scroll passage 8 side) of the exhaust gas rather than the position of the through hole 24 through which the vane shaft 16b penetrates the rear exhaust introduction wall 51.

도 2의 씰 장치(25)는, 후부 배기 도입벽(51)의 외주면에는 주방향으로 연신된 오목 홈(22)이 형성되어 있고, 상기 연장부(39)의 내주면과 상기 후부 배기 도입벽(51)의 외주면에 형성한 오목 홈(22) 사이에, 도 1의 경우와 같은 씰용 피스톤 링(21)을 끼워 맞추어 배치하고 있다. 도 2의 예에서는 오목 홈(22)에 2장의 씰용 피스톤 링(21)을 배치하고 있다. In the seal device 25 of FIG. 2, a concave groove 22 extending in the circumferential direction is formed on an outer circumferential surface of the rear exhaust introduction wall 51, and an inner circumferential surface of the extension 39 and the rear exhaust introduction wall ( Between the concave grooves 22 formed on the outer circumferential surface of 51, the piston rings 21 for seals as in the case of FIG. 1 are sandwiched and arranged. In the example of FIG. 2, the two sealing piston rings 21 are arrange | positioned in the recessed groove 22. As shown in FIG.

또한, 전부 배기 도입벽(10) 및 후부 배기 도입벽(51)을 관통하도록 노즐 베인(15)에 고정된 베인축(16a,16b)의 고정부에는, 상기 관통공(24)을 덮도록 형성된 플랜지(35)를 설치하고 있다. 이러한 플랜지(35)를 설치하면, 관통공(24)에 이물이 침입하는 문제, 및 배가스가 관통공(24)을 통과하여 틈(19)으로 이동하는 문제를 억제할 수 있다. 또한, 플랜지(35)에 작용하는 배가스의 압력을 이용함으로써, 후술하는 바와 같이 노즐 베인(15)을 후부 배기 도입벽(51)측으로 이동시키기 위한 충분한 힘을 얻을 수 있다. In addition, the fixing portions of the vane shafts 16a and 16b fixed to the nozzle vanes 15 so as to penetrate the exhaust introduction wall 10 and the rear exhaust introduction wall 51 are formed so as to cover the through holes 24. The flange 35 is provided. If such a flange 35 is provided, the problem that a foreign material enters into the through-hole 24 and the problem that exhaust gas moves to the clearance 19 through the through-hole 24 can be suppressed. Further, by using the pressure of the exhaust gas acting on the flange 35, it is possible to obtain a sufficient force for moving the nozzle vane 15 toward the rear exhaust introduction wall 51 as described later.

도 3a는 도 2의 배기 노즐(9)을 구비하고 일체로 조립된 배기 노즐 유닛의 단면도, 도 3b는 도 3a의 배기 노즐 유닛을 III 방향에서 본 정면도이다. 배기 노즐 유닛(U)은 외주에 상기 오목 홈(22)이 형성된 원판 형상의 후부 배기 도입벽(51)과, 원판상의 전부 배기 도입벽(10) 사이에는, 관통공(24)에 베인축(16a,16b)이 관통한 복수의 노즐 베인(15)이 배치되고, 상기 전부 배기 도입벽(10)의 전면(도 3a의 우측면)에는, 상기 장착 부재(13)와의 사이에서 회동 링(52)을 협지하도록 한 가이드 링(53)이 배치되어 있고, 상기 후부 배기 도입벽(51)과, 전부 배기 도입벽(10)과, 장착 부재(13)와, 가이드 링(53)을, 3개소에 설치한 고정 부재(12)에 의해 체결함으로써, 배기 노즐 유닛(U)은 조립된다. 상기 노즐 베인(15)의 베인축(16b)의 단부(端部)는 전달 링크(54)의 내측단에 관통 고정되어 있고, 또한, 상기 전달 링크(54)의 외측단은 상기 회동 링(52)의 내주면에 노즐 베인(15)과 동수(同數)의 등간격으로 형성한 걸어맞춤 오목부(55)에 끼워 맞춰져 있다. 그리고, 도 1의 상기 17a, 17b, 17c, 17d로 이루어지는 전달 기구에 의해 1개의 노즐 베인(15)의 베인축(16b)을 회동하면, 상기 전달 링크(54)와 회동 링(52)을 개재하여 모든 노즐 베인(15)이 동일한 각도로 회동하도록 되어 있다. 3A is a cross-sectional view of the exhaust nozzle unit integrally assembled with the exhaust nozzle 9 of FIG. 2, and FIG. 3B is a front view of the exhaust nozzle unit of FIG. The exhaust nozzle unit U has a vane shaft formed in the through-hole 24 between the disk-shaped rear exhaust introduction wall 51 having the concave groove 22 formed on its outer circumference and the exhaust exhaust introduction wall 10 on the disk. A plurality of nozzle vanes 15 through which 16a and 16b penetrate are arranged, and on the front surface (right side of FIG. 3A) of all the exhaust introduction walls 10, the rotation ring 52 with the mounting member 13. The guide ring 53 which pinches the space | interval is arrange | positioned, The said rear exhaust introduction wall 51, all the exhaust introduction wall 10, the mounting member 13, and the guide ring 53 are provided in three places. By fastening with the fixing member 12 provided, the exhaust nozzle unit U is assembled. An end of the vane shaft 16b of the nozzle vane 15 is fixed to the inner end of the transmission link 54, and the outer end of the transmission link 54 is the rotation ring 52. It fits in the engagement recessed part 55 formed in the nozzle circumference 15 at equal intervals on the inner peripheral surface of the (). And when the vane shaft 16b of one nozzle vane 15 is rotated by the transmission mechanism which consists of said 17a, 17b, 17c, 17d of FIG. 1, it will interpose the said transmission link 54 and the rotation ring 52. FIG. Thus, all the nozzle vanes 15 are rotated at the same angle.

도 3a, 도 3b에 도시하는 바와 같이 조립된 배기 노즐 유닛(U)은, 상기 평판형상의 후부 배기 도입벽(51)을 도 2의 터빈 하우징(1)의 전면에 설치한 단부(50)에 틈(19)을 가지고 끼워 맞춘 상태에 있어서, 장착 부재(13)의 플랜지부(13')를 터빈 하우징(1)과 베어링 하우징(3)으로 사이에 개재하여 체결함으로써 장착된다. The exhaust nozzle unit U assembled as shown to FIG. 3A and FIG. 3B is the edge part 50 which provided the said flat rear exhaust introduction wall 51 in the front surface of the turbine housing 1 of FIG. In the state fitted with the clearance 19, it mounts by fastening the flange part 13 'of the mounting member 13 between the turbine housing 1 and the bearing housing 3 intervening.

도 2에 도시한 형태에서는 다음과 같이 작동한다. In the form shown in Fig. 2, the operation is as follows.

도 2에 도시하는 가변 용량형 터보 차저는, 상기 터빈 하우징(1)의 전면에 설치한 단부(50)에 있어서의 연장부(39)의 내주면과, 도 3a, 도 3b에 도시하는 바와 같이 조립한 배기 노즐 유닛(U)의 후부 배기 도입벽(51)의 외주면에 형성한 오목 홈(22)과의 사이에, 씰용 피스톤 링(21)을 배치하고, 후부 배기 도입벽(51)을 단부(50)에 끼워 맞추고, 이 상태에 있어서, 장착 부재(13)의 플랜지부(13')를, 도 1에 도시하는 터빈 하우징(1)과 베어링 하우징(3) 사이에 개재하여 체결 볼트(3a)에 의해 일체로 체결한다. 그러면, 후부 배기 도입벽(51)은 상기 터빈 하우징(1)에 형성한 단부(50)에 틈(19)을 가지고 배치되게 된다. The variable displacement turbocharger shown in FIG. 2 is assembled with the inner circumferential surface of the extension portion 39 in the end portion 50 provided on the front surface of the turbine housing 1 as shown in FIGS. 3A and 3B. The piston ring 21 for sealing is arrange | positioned between the recessed groove 22 formed in the outer peripheral surface of the rear exhaust introduction wall 51 of one exhaust nozzle unit U, and the rear exhaust introduction wall 51 is an end ( 50, and in this state, the fastening bolt 3a is interposed between the flange portion 13 'of the mounting member 13 between the turbine housing 1 and the bearing housing 3 shown in FIG. Tighten integrally by Then, the rear exhaust introduction wall 51 is arranged with the gap 19 at the end 50 formed in the turbine housing 1.

상기한 바와 같이, 배기 노즐(9)을 구성하는 전부 배기 도입벽(10)과 후부 배기 도입벽(51)은, 각각 원판 형상의 간략한 구성을 가지고 있기 때문에, 원판 형상의 전부 배기 도입벽(10) 및 후부 배기 도입벽(51)은 직경 방향으로만 자유롭게 변형된다. 따라서, 도 1에 있어서의 연설부(11')를 구비한 후부 배기 도입벽(11)에서는 직경 방향 이외의 방향으로 쓰러지도록 변형되는 문제를 일으키지만, 도 2의 구성에서는, 이러한 변형이 억제되기 때문에, 노즐 베인(15)에 무리한 힘이 작용하는 문제는 방지되며, 따라서, 노즐 베인(15)은 항상 안정된 회동 동작을 보지할 수 있다. As described above, since the front exhaust-introducing wall 10 and the rear exhaust-introducing wall 51 constituting the exhaust nozzle 9 each have a simple disk-shaped configuration, the disk-shaped front exhaust-introducing wall 10 And the rear exhaust introduction wall 51 are freely deformed only in the radial direction. Therefore, the rear exhaust inlet wall 11 provided with the speaker 11 'in FIG. 1 causes a problem of deforming so as to fall in a direction other than the radial direction. In the configuration of FIG. 2, such deformation is suppressed. Therefore, the problem that an excessive force acts on the nozzle vane 15 is prevented, and therefore the nozzle vane 15 can always hold a stable rotation operation.

또한, 상기한 바와 같이, 연장부(39)의 내주면과 후부 배기 도입벽(51)의 외주면에 형성한 오목 홈(22) 사이에 씰용 피스톤 링(21)을 배치한 씰 장치(25)는, 스크롤 통로(8)의 배가스가 터빈 하우징(1)과 후부 배기 도입벽(51) 사이의 틈(19)을 통과하여 가스가 리크되는 문제를 방지한다. As described above, the seal device 25 in which the seal piston ring 21 is disposed between the inner circumferential surface of the extension 39 and the concave groove 22 formed on the outer circumferential surface of the rear exhaust introduction wall 51 is The exhaust gas of the scroll passage 8 passes through the gap 19 between the turbine housing 1 and the rear exhaust introduction wall 51 to prevent the gas leaking.

또한, 상기 씰 장치(25)는 베인축(16b)이 후부 배기 도입벽(51)을 관통하고 있는 관통공(24)의 위치보다도 배가스의 상류측(스크롤 통로(8)측)에 설치하고 있기 때문에, 씰 장치(25)보다도 하류측의 틈(19)은 압력(P2)이 낮아지고 있으며, 배기 노즐(9) 내의 압력(P1)에 대해 P1>P2의 상태가 된다. 이로 인해, 배기 노즐(9) 내의 배가스가 화살표 B로 나타내는 바와 같이 씰 장치(25) 하류의 틈(19)으로 흐르게 된다. 또한, 상기 P1>P2의 압력의 차이에 의해 노즐 베인(15)은 후부 배기 도입벽(51)측으로 가압되어 변위하기 때문에, 각 노즐 베인(15)과 후부 배기 도입벽(51) 사이의 클리어런스는 극소해진다. 이 때, 후부 배기 도입벽(51)을 관통하고 있는 베인축(16b)에 있어서의 노즐 베인(15)으로의 고정부에 관통공(24)을 덮는 플랜지(35)를 구비함으로써, 배기 노즐(9) 내의 배가스의 압력은 상기 플랜지(35)에 작용하기 때문에, 상기 플랜지(35)는 상기 관통공(24)을 막도록 후부 배기 도입벽(51)으로 가압된다. 그러면, 화살표 B로 나타낸 배가스의 누설이 적어지고, 터빈 임펠러(4)로 유도되는 배가스량이 증가함으로써, 터빈 임펠러(4)의 효율이 높아진다. 또한, 가령 플랜지(35)를 설치하지 않는 경우에도, 베인축(16b)의 틈(19)에 작용하는 압력(P2)은 도 1의 경우보다도 작아짐으로써 노즐 베인(15)은 후부 배기 도입벽(51)측으로 이동하게 된다. 그러나, 상기한 바와 같이 플랜지(35)를 구비하고 있으면, 노즐 베인(15)은 보다 확실하게 후부 배기 도입벽(51)측으로 이동하기 때문에 바람직하다. The seal device 25 is provided on the upstream side (scroll passage 8 side) of the exhaust gas rather than the position of the through hole 24 through which the vane shaft 16b penetrates the rear exhaust introduction wall 51. For this reason, the pressure P2 is lower in the gap 19 on the downstream side than the seal device 25, and the pressure P2 in the exhaust nozzle 9 is in a state of P1> P2. For this reason, the exhaust gas in the exhaust nozzle 9 flows into the clearance 19 downstream of the sealing apparatus 25, as shown by arrow B. FIG. In addition, since the nozzle vanes 15 are pressurized and displaced toward the rear exhaust introduction wall 51 due to the difference in the pressure of P1> P2, the clearance between the nozzle vanes 15 and the rear exhaust introduction wall 51 is improved. Minimize. At this time, by providing the flange 35 which covers the through-hole 24 in the fixing part to the nozzle vane 15 in the vane shaft 16b which penetrates the rear exhaust introduction wall 51, an exhaust nozzle ( Since the pressure of the exhaust gas in 9) acts on the flange 35, the flange 35 is pressurized by the rear exhaust introduction wall 51 to block the through hole 24. As a result, the leakage of the exhaust gas indicated by the arrow B decreases, and the amount of the exhaust gas guided to the turbine impeller 4 increases, thereby increasing the efficiency of the turbine impeller 4. In addition, even when the flange 35 is not provided, the pressure P2 acting on the gap 19 of the vane shaft 16b becomes smaller than in the case of FIG. 51) side. However, when the flange 35 is provided as mentioned above, since the nozzle vane 15 moves to the rear exhaust introduction wall 51 side more reliably, it is preferable.

도 4a는 도 2와는 상이한 씰 장치(25)를 구비한 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 것으로, 이 씰 장치(25)는 터빈 하우징(1)이 후부 배기 도입벽(51)의 연직(鉛直)면과 대향하여 틈(19)을 형성하고 있는 단부(50)의 내주측 부분(26)의 외주측 위치에, 내주측 부분(26)보다 터빈 하우징(1)측으로 들어간 단부(27)를 설치하고, 상기 단부(27)와 후부 배기 도입벽(51)의 후면 사이에 링 형상의 접시 스프링 씰(28)을 설치하고 있다. 상기 단부(27)는 후부 배기 도입벽(51)과 평행(터빈 임펠러(4)의 축 중심선에 대해 직각)한 대향면(27a)과, 상기 내주측 부분(26)으로부터 터빈 하우징(1)측을 향함에 따라서 직경이 감소되도록 형성한 환상의 테이퍼면(27b)에 의해 형성되어 있다. 또한, 단부(27)의 저면은 테이퍼면(27b)으로 하지 않고, 예를 들면 축 중심선 방향으로 직경이 일정한 원통면으로 해도 좋고, 이와 같이 단부(27)의 저면을 원통면으로 해도, 접시 스프링 씰(28)을 보지할 수는 있다. 그러나, 상기한 바와 같이 단부(27)의 저면을 테이퍼면(27b)으로 한 경우에는, 접시 스프링 씰(28)을 보다 안정적으로 보지할 수 있고, 나아가서는, 씰 효과의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 예를 들면 가변 용량형 터보 차저를 조립할 때에, 접시 스프링 씰(28)이 움직여 단부(27)로부터 탈락되는 문제를 방지할 수 있다. FIG. 4A shows another embodiment of the invention with a different seal device 25 than FIG. 2, in which the turbine housing 1 is perpendicular to the rear exhaust introduction wall 51. At the outer circumferential side position of the inner circumferential side portion 26 of the end portion 50 forming the gap 19 opposite to the surface, an end 27 is provided which enters the turbine housing 1 side from the inner circumferential side portion 26. A ring-shaped disc spring seal 28 is provided between the end portion 27 and the rear surface of the rear exhaust introduction wall 51. The end portion 27 is opposite to the rear exhaust inlet wall 51 (at right angles to the axial centerline of the turbine impeller 4) and from the inner peripheral portion 26 to the turbine housing 1 side. It is formed by an annular tapered surface 27b formed so as to decrease in diameter as it faces. In addition, the bottom face of the edge part 27 may not be a taper surface 27b, for example, may be a cylindrical surface with a constant diameter in the axial centerline direction, and even if the bottom face of the edge part 27 is a cylindrical surface in this way, a disc spring The seal 28 can be held. However, when the bottom face of the edge part 27 is made into the taper surface 27b as mentioned above, the plate spring seal 28 can be hold | maintained more stably, and also the improvement of a sealing effect can be aimed at. . Further, for example, when assembling the variable displacement turbocharger, the problem that the disc spring seal 28 moves and falls off from the end 27 can be prevented.

상기 접시 스프링 씰(28)은 도 4b에 2점 쇄선으로 나타내는 바와 같이 원주상의 일부가 0.2 내지 0.8mm 정도의 폭으로 노치된 노치부(38)를 가지고 있다. 상기 접시 스프링 씰(28)은 내주단(29)에 가까운 위치에 있어서 상기 대향면(27a)에 접근하도록 구부러진 후, 외방으로 구부러져 대향면(27a)에 당접되는 직선부(30)를 가지고, 계속해서 직선부(30)로부터 후부 배기 도입벽(51)에 접근하도록 구부러진 대략 S자 형상을 가지고 있다. 그리고, 이 대략 S자 형상을 가짐으로써 접시 스프링 씰(28)의 내주단(29)이 상기 테이퍼면(27b)으로 압입되기 쉬워지고 있으며, 또한, 압입된 내주단(29)은 상기 테이퍼면(27b)의 형상에 의해 단부(27)로부터 빠져 나가기 어렵게 되어 있다. 또한, 접시 스프링 씰(28)의 외주단(31)은, 상기 직선부(30)로부터 후부 배기 도입벽(51)에 접근하도록 경사져서 연신된 경사부(32)를 가지고 있으며, 경사부(32)의 외주부는 상기 후부 배기 도입벽(51)에 당접하는 만곡부(33)를 형성한 후, 후부 배기 도입벽(51)으로부터 멀어지는 방향으로 만곡되어 있다. 따라서, 상기 접시 스프링 씰(28)은 내주단(29)과 외주단(31)의 위치가 축 중심선을 따르는 방향으로 어긋난 대략 원뿔대 형상을 가지고 있다. 또한, 상기 접시 스프링 씰(28)의 원뿔대 형상에 의한 축 중심선 방향의 높이는, 내주단(29)을 상기 테이퍼면(27b)에 끼워 맞추어 직선부(30)를 대향면(27a)에 당접시켰을 때, 외주의 만곡부(33)가 후부 배기 도입벽(51)의 후면에 소정의 힘으로 압착되는 높이로 형성되어 있다. The disc spring seal 28 has a notched portion 38 in which a portion of the circumference is notched to a width of about 0.2 to 0.8 mm, as indicated by the dashed-dotted line in FIG. 4B. The disc spring seal 28 is bent to approach the opposing face 27a at a position close to the inner circumferential end 29, and then has a straight portion 30 that is bent outward and abuts the opposing face 27a. Thus, it has a substantially S-shape that is bent from the straight portion 30 to approach the rear exhaust introduction wall 51. The inner circumferential end 29 of the disc spring seal 28 is easily press-fitted into the tapered surface 27b by having the substantially S-shape, and the press-fitted inner circumferential end 29 has the tapered surface ( The shape of 27b) makes it difficult to escape from the end portion 27. In addition, the outer circumferential end 31 of the disc spring seal 28 has an inclined portion 32 inclined and elongated so as to approach the rear exhaust introduction wall 51 from the straight portion 30, and the inclined portion 32. The outer circumferential portion of) is curved in a direction away from the rear exhaust introduction wall 51 after forming a curved portion 33 in contact with the rear exhaust introduction wall 51. Accordingly, the disc spring seal 28 has a substantially truncated conical shape in which the positions of the inner circumferential end 29 and the outer circumferential end 31 are shifted in the direction along the axis center line. Moreover, when the height of the axial center line direction by the truncated conical shape of the said disc spring seal 28 makes the straight part 30 abut on the opposing surface 27a by fitting the inner peripheral end 29 to the said tapered surface 27b, The curved portion 33 of the outer circumference is formed to have a height that is pressed against the rear surface of the rear exhaust introduction wall 51 by a predetermined force.

도 4a의 단부(27)의 테이퍼면(27b)에 끼워 맞추어 설치한 접시 스프링 씰(28)은, 접시 스프링 씰(28)의 원뿔대 형상에 의한 직선부(30)와 만곡부(33)의 축 중심선 방향의 높이가, 대향면(27a)과 후부 배기 도입벽(51)의 후면의 간격보다도 높게 되어 있기 때문에, 가변 용량형 터보 차저의 상기 조립이 행해지면, 접시 스프링 씰(28)의 직선부(30)는 대향면(27a)에 압착되고, 접시 스프링 씰(28)의 외주단(31)의 만곡부(33)는 후부 배기 도입벽(51)의 후면에 압착된다. 이와 같이, 상기 접시 스프링 씰(28)에 의한 씰 장치(25)에 의하면, 스크롤 통로(8)의 배가스가 터빈 하우징(1)과 후부 배기 도입벽(51) 사이의 틈(19)을 통과하여 가스 리크하는 문제를 방지할 수 있다. The disc spring seal 28 fitted to the tapered surface 27b of the end part 27 of FIG. 4A is the axis centerline of the straight part 30 and the curved part 33 by the truncated conical shape of the disc spring seal 28. Since the height of the direction is higher than the distance between the opposing surface 27a and the rear surface of the rear exhaust introduction wall 51, when the above assembly of the variable displacement turbocharger is performed, the straight portion of the disc spring seal 28 ( 30 is pressed against the opposing surface 27a, and the curved portion 33 of the outer circumferential end 31 of the disc spring seal 28 is pressed against the rear face of the rear exhaust inlet wall 51. As described above, according to the seal device 25 by the disc spring seal 28, the exhaust gas of the scroll passage 8 passes through the gap 19 between the turbine housing 1 and the rear exhaust inlet wall 51. The problem of gas leak can be prevented.

또한, 도 4a의 실시예에 있어서도, 배기 노즐(9)을 구성하는 전부 배기 도입벽(10)과 후부 배기 도입벽(51)이 각각 원판 형상의 간략한 구성을 가지고 있기 때문에, 원판 형상의 전부 배기 도입벽(10) 및 후부 배기 도입벽(51)은 직경 방향으로만 자유롭게 변형할 수 있고, 직경 방향 이외의 방향으로의 변형은 억제되기 때문에, 노즐 베인(15)에 무리한 힘이 작용하는 것은 방지되며, 따라서, 노즐 베인(15)은 안정된 회동 동작을 확보할 수 있다. In addition, also in the embodiment of FIG. 4A, since all the exhaust inlet wall 10 and the rear exhaust inlet wall 51 which comprise the exhaust nozzle 9 have a simple disk-shaped structure, respectively, all of the disk shape is exhausted. Since the introduction wall 10 and the rear exhaust introduction wall 51 can be freely deformed only in the radial direction, and deformation in a direction other than the radial direction is suppressed, excessive force is prevented from acting on the nozzle vane 15. Therefore, the nozzle vane 15 can ensure stable rotation operation.

도 5는 도 4a에 도시한 씰 장치(25)와 유사한 다른 실시예를 도시하는 것으로, 이 씰 장치(25)는 터빈 하우징(1)이 후부 배기 도입벽(51)의 연직면과 대향하여 틈(19)을 형성하고 있는 내주측 부분(26)의 외주 위치에, 상기 도 4a의 단부(27)보다도 깊은 단부(36)를 설치하고, 상기 단부(36)와 상기 후부 배기 도입벽(51)의 후면 사이에 접시 스프링 씰(37)을 설치하고 있다. 상기 단부(36)는 후부 배기 도입벽(51)에 대향하여 형성된 노치면(36a)과, 상기 터빈 축(7)의 축 중심선과 평행한 원통면(36b)에 의해 형성되어 있다. FIG. 5 shows another embodiment similar to the seal device 25 shown in FIG. 4A, in which the turbine housing 1 faces a vertical face of the rear exhaust introduction wall 51. An end portion 36 deeper than the end portion 27 in FIG. 4A is provided at an outer circumferential position of the inner circumferential side portion 26 forming the portion 19, and the end portion 36 and the rear exhaust introduction wall 51 are formed. The disc spring seal 37 is provided between the back surfaces. The end portion 36 is formed by a notch surface 36a formed to face the rear exhaust introduction wall 51 and a cylindrical surface 36b parallel to the axis centerline of the turbine shaft 7.

상기 접시 스프링 씰(37)은 도 4b에 2점 쇄선으로 나타내는 바와 같이 원주상의 일부가 0.2 내지 0.8mm 정도의 폭으로 노치된 노치부(38)를 갖는 링 형상을 가지고 있으며, 도 5에 도시하는 바와 같이, 내주단(29)이 후부 배기 도입벽(51)으로부터 멀어지는 방향으로 구부러져 상기 원통면(36b)에 밀착하여 이동할 수 있도록 끼워 맞춰져 있으며, 또한, 상기 끼워 맞춤부로부터 후부 배기 도입벽(51)을 향하여 확경(擴徑)된 원뿔대 형상을 가지고 있으며, 외주단(31)에 형성한 만곡부(33)가 후부 배기 도입벽(51)의 후면에 당접하도록 되어 있다. The disc spring seal 37 has a ring shape having a notch 38 in which a portion of the circumference is notched to a width of about 0.2 to 0.8 mm, as shown by the dashed-dotted line in Fig. 4B, as shown in Fig. 5. As described above, the inner circumferential end 29 is fitted to be bent in a direction away from the rear exhaust introduction wall 51 so as to be brought into close contact with the cylindrical surface 36b, and the rear exhaust introduction wall ( It has a truncated truncated conical shape toward 51, and the curved portion 33 formed on the outer circumferential end 31 abuts on the rear surface of the rear exhaust inlet wall 51.

도 5의 단부(36)의 원통면(36b)에 끼워 맞추어 설치한 접시 스프링 씰(37)은, 스크롤 통로(8) 내의 배가스의 압력(스크롤 통로(8)의 압력과 틈(19)의 압력과의 차압)에 의해 원통면(36b)을 따라 이동하고, 외주단(31)의 만곡부(33)가 후부 배기 도입벽(51)의 후면으로 자동적으로 가압되도록 되어 있다. 이 때, 접시 스프링 씰(37)은 축경하여 도 4b에 도시하는 노치부(38)가 없어져 양단이 접한 상태가 되도록 미리 형성되어 있다. 도 5의 실시예에 있어서도, 상기 접시 스프링 씰(37)에 의한 씰 장치(25)에 의해, 스크롤 통로(8)의 배가스가 터빈 하우징(1)과 후부 배기 도입벽(51) 사이의 틈(19)을 통과하여 가스 리크되는 문제를 방지할 수 있다. The disc spring seal 37 fitted to the cylindrical surface 36b of the end part 36 of FIG. 5 has the pressure of the exhaust gas in the scroll passage 8 (the pressure of the scroll passage 8 and the pressure of the gap 19). Overpressure), and the curved portion 33 of the outer circumferential end 31 is automatically pressurized to the rear surface of the rear exhaust introduction wall 51. At this time, the disc spring seal 37 is reduced in diameter, and is formed in advance so that the notch part 38 shown in FIG. 4B disappears and both ends contact. Also in the embodiment of FIG. 5, the exhaust device of the scroll passage 8 causes the clearance between the turbine housing 1 and the rear exhaust introduction wall 51 by the seal device 25 by the disc spring seal 37. It is possible to prevent the gas leak through 19).

또한, 도 5의 실시예에 있어서도, 배기 노즐(9)을 구성하는 전부 배기 도입벽(10)과 후부 배기 도입벽(51)이 각각 원판 형상의 간략한 구성을 가지고 있기 때문에, 원판 형상의 전부 배기 도입벽(10) 및 후부 배기 도입벽(51)은 직경 방향으로만 자유롭게 변형할 수 있고, 직경 방향 이외의 방향으로의 변형은 억제되기 때문에, 노즐 베인(15)에 무리한 힘이 작용하는 것은 방지되며, 따라서, 노즐 베인(15)은 안정된 회전 동작을 확보할 수 있다. In addition, also in the embodiment of FIG. 5, since all the exhaust introduction wall 10 and the rear exhaust introduction wall 51 which comprise the exhaust nozzle 9 have a simple disk-shaped structure, respectively, all disk-shaped exhaust is exhausted. Since the introduction wall 10 and the rear exhaust introduction wall 51 can be freely deformed only in the radial direction, and deformation in a direction other than the radial direction is suppressed, excessive force is prevented from acting on the nozzle vane 15. Therefore, the nozzle vane 15 can ensure a stable rotation operation.

또한, 본 발명은 상기 형태로만 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위내에 있어서 여러 가지로 변경을 더할 수 있는 것은 물론이다. In addition, this invention is not limited only to the said form, Of course, a change can be added variously in the range which does not deviate from the summary of this invention.

(산업상 이용 가능성)(Industrial availability)

본 발명의 가변 용량형 터보 차저에 의하면, 전부 배기 도입벽과 후부 배기 도입벽의 각각을 원판 형상으로 하고, 원판 형상의 후부 배기 도입벽이 틈을 가지고 끼워 맞춰지는 단부를 터빈 하우징에 구비함으로써, 배기 노즐의 변형을 억제하여 노즐 베인의 원활한 작동을 가능하게 된다. According to the variable-capacity turbocharger of the present invention, the turbine housing is provided with an end portion in which all of the exhaust introduction wall and the rear exhaust introduction wall have a disc shape, and the disc-shaped rear exhaust introduction wall is fitted with a gap in the turbine housing. By suppressing the deformation of the exhaust nozzle, it is possible to operate the nozzle vane smoothly.

1 터빈 하우징
3 베어링 하우징
4 터빈 임펠러
8 스크롤 통로
9 배기 노즐
10 전부 배기 도입벽
11' 원판 형상의 후부 배기 도입벽
15 노즐 베인
16a, 16b 베인 축
19 틈
21 씰용 피스톤 링
24 관통공
25 씰 장치
28 접시 스프링 씰
50 단부1 turbine housing
3 bearing housing
4 turbine impeller
8 scroll passage
9 exhaust nozzle
10 exhaust exhaust walls
11 'disc shaped rear exhaust introduction wall
15 nozzle vanes
16a, 16b vane shaft
19 breaks
21 Piston ring for seal
24 through hole
25 seal devices
28 Dish Spring Seal
50 ends

Claims

It has a gap between the rear exhaust introduction wall of the exhaust nozzle and the turbine housing which sandwich the nozzle vanes entirely with the exhaust introduction wall and the rear exhaust introduction wall, and prevents the exhaust gas of the scroll passage passing through the gap and leaking to the turbine impeller side. In order to achieve this, the turbocharger is provided with a sealing device upstream of the exhaust gas rather than the position of the through hole for penetrating the vane shaft provided in the rear exhaust introduction wall.
A variable displacement turbocharger comprising an end portion in which each of the all exhaust introduction walls and the rear exhaust introduction walls has a disc shape and a disc shaped rear exhaust introduction wall is fitted with the gap.

The variable displacement turbocharger according to claim 1, wherein the all exhaust introduction wall and the rear exhaust introduction wall have an equivalent linear expansion coefficient.

The variable displacement turbocharger according to claim 1, wherein the seal device is a piston ring for a seal.

The variable displacement turbocharger of claim 1, wherein the seal device is a disc spring seal.