WO2014128894A1 - 可変容量型排気ターボ過給機 - Google Patents

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茨木　誠一
鈴木　浩
横山　隆雄
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三菱重工業株式会社
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Definitions

  • This disclosure relates to a variable displacement exhaust turbocharger.
  • the exhaust turbocharger is disposed at a nozzle portion between an annular exhaust scroll portion formed in the turbine housing and a turbine wheel rotatably disposed at the center of the turbine housing, and acts on the turbine wheel.
  • Many variable capacity mechanisms that control the flow of exhaust gas are used.
  • a swing vane type that controls the flow of exhaust gas by rotating a movable vane arranged in the nozzle part, and exhaust by moving a nozzle wall to which the nozzle vane is fixed to the nozzle part is advanced and retracted.
  • a slide vane method for controlling the gas flow.
  • Patent Document 1 discloses an example of a slide vane variable displacement exhaust turbocharger.
  • variable capacity mechanisms such as the swing vane type and the slide vane type, all have a sliding portion, and therefore have specific problems such as wear and sticking due to thermal deformation of the sliding portion. Further, if the gap between the sliding portions is enlarged to solve these problems, there arises a problem that the turbine performance deteriorates. Therefore, the present inventor considered that it is effective to simplify the structure of the sliding portion as much as possible in order to make it less susceptible to thermal deformation of the sliding portion.
  • At least one embodiment of the present invention has been made in view of the problems of the prior art as described above, and the object thereof is a variable capacity mechanism in which the structure of the sliding portion is simplified as compared with the conventional one.
  • a variable displacement exhaust turbocharger is provided.
  • a variable displacement exhaust turbocharger includes: A turbine rotor comprising a rotating shaft and a turbine wheel fixed to one end of the rotating shaft; A bearing housing that houses a bearing device that rotatably supports the rotating shaft; A turbine housing in which the turbine wheel is rotatably accommodated and an annular exhaust scroll portion through which exhaust gas flows is formed around the turbine wheel; A variable capacity mechanism disposed in an annular nozzle portion that guides exhaust gas flowing through the exhaust scroll portion to the turbine wheel; The variable capacity mechanism is: A nozzle vane protruding in a non-rotatable state from at least one of the shroud side and the hub side of the nozzle part toward the nozzle part; An annular nozzle wall configured to be movable back and forth from the hub side of the nozzle part to the shroud side or from the shroud side to the hub side, and to change the nozzle width of the nozzle part over the entire circumference; Drive means for advancing and retreating the nozzle wall.
  • the nozzle vane is fixed to the nozzle portion in a non-rotatable state, and only the nozzle wall moves forward and backward. Therefore, the structure of the sliding portion can be simplified as compared with the conventional swing vane type or slide vane type variable capacity mechanism.
  • the nozzle vane in the conventional case where the nozzle vane itself swings or slides, since the nozzle vane is a member that directly controls the flow of exhaust gas, high operating accuracy is required for its drive mechanism.
  • the nozzle vane is fixed to the nozzle portion as in the present embodiment, and only the nozzle wall is advanced and retracted, so that the operation accuracy of the drive mechanism can be managed loosely compared to the conventional one. Only the cost can be reduced.
  • the nozzle wall includes an annular guide wall portion that forms at least a part of a hub side guide wall that defines the nozzle portion with the shroud side guide wall of the turbine housing; An annular outer peripheral side wall portion connected to the outer peripheral side of the flow wall portion and an annular inner peripheral side wall portion connected to the inner peripheral side of the flow guide wall portion, and nozzle vanes are inserted into the flow guide wall portion A possible opening is formed.
  • a nozzle wall can be comprised by the simple structure which consists of three cyclic
  • the nozzle vane protrudes from the shroud side guide wall toward the nozzle portion.
  • the length of the nozzle vane can be made shorter than when the nozzle vane protrudes from the hub side where the recess is formed.
  • an annular cooling passage through which a cooling medium flows is formed in the shroud portion of the turbine housing. According to such an embodiment, by flowing a cooling medium such as water, oil, or air through the cooling passage, the shroud side guide wall and the nozzle vane protruding from the shroud side can be cooled.
  • a cavity that communicates with the cooling passage is formed in the nozzle vane. According to such an embodiment, a nozzle vane can be cooled more effectively.
  • a through hole is formed in the nozzle vane so as to penetrate the nozzle vane in the axial direction. According to such embodiment, a nozzle vane is cooled effectively because a cooling medium flows into a through-hole.
  • a cooling medium discharge hole is formed in the shroud portion of the turbine housing to connect the through hole of the nozzle vane and the exhaust outlet portion on the downstream side of the turbine wheel. According to such an embodiment, the cooling medium flowing through the through hole is discharged to the exhaust outlet portion on the downstream side of the turbine wheel through the cooling medium discharge hole, so that the cooling medium is continuously supplied to the through hole. Can do.
  • variable displacement exhaust turbocharger is configured to introduce a cooling medium into an internal space of the nozzle wall surrounded by the flow guide wall portion, the outer peripheral side wall portion, and the inner peripheral side wall portion.
  • the cooling medium introduction mechanism is provided. According to such an embodiment, since the cooling medium can be introduced into the internal space of the nozzle wall from the cooling medium introduction mechanism, the nozzle wall can be effectively cooled.
  • the nozzle wall has a flange portion protruding from the peripheral edge of the opening portion toward the internal space. According to such an embodiment, since the nozzle wall has the flange portion protruding from the peripheral edge of the opening portion toward the internal space, for example, a fluid such as a cooling medium introduced into the internal space leaks into the nozzle portion. This makes it difficult to prevent a decrease in turbine efficiency due to leakage of the cooling medium.
  • the cooling medium introduced into the internal space flows through the through hole, so that the nozzle vane can be cooled simultaneously with the nozzle wall.
  • the cooling medium introduction mechanism is configured to introduce air flowing through the compressor housing of the variable displacement exhaust turbocharger as a cooling medium. According to such an embodiment, air flowing through the compressor housing can be used as the cooling medium with a simple structure.
  • the cooling medium introduction mechanism includes pressure control means for controlling the pressure of air introduced into the internal space of the nozzle wall.
  • the pressure of the air introduced into the internal space of the nozzle wall can be controlled. Therefore, it is possible to reduce the driving force of the driving means for moving the nozzle wall forward and backward by controlling the pressure of the air introduced in accordance with the timing of moving the nozzle wall forward and backward.
  • the nozzle vane is fixed in a non-rotatable state, and only the nozzle wall is advanced and retracted, so that the structure of the sliding portion is simplified compared to the conventional variable capacity mechanism. It is possible to provide a variable displacement exhaust turbocharger comprising:
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a variable displacement exhaust turbocharger according to an embodiment of the present invention. It is the figure which showed the variable capacity mechanism concerning one Embodiment. It is the figure which showed the variable capacity mechanism concerning one Embodiment. It is the figure which showed the nozzle wall concerning one Embodiment. It is the figure which showed the drive means concerning one Embodiment. It is the figure which showed the cooling structure of the variable capacity mechanism concerning one Embodiment. It is the figure which showed the cooling structure of the variable capacity mechanism concerning one Embodiment. It is the figure which showed the nozzle wall concerning one Embodiment. It is the figure which showed the cooling medium introduction mechanism concerning one Embodiment.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a variable displacement exhaust turbocharger 1 according to an embodiment of the present invention. First, based on FIG. 1, a basic configuration of a variable capacity exhaust turbocharger 1 according to an embodiment of the present invention will be described.
  • a variable displacement exhaust turbocharger 1 includes a rotating shaft 24 and a turbine rotor 26 including a turbine wheel 12 fixed to one end of the rotating shaft 24.
  • a bearing housing 20 that accommodates a bearing device 22 that rotatably supports the rotary shaft 24, and an exhaust scroll portion 16 that rotatably accommodates the turbine wheel 12 and through which exhaust gas flows are formed around the turbine wheel 12.
  • the exhaust scroll portion 16 is formed on the outer peripheral side of an annular shroud portion 15 that defines the exhaust outlet portion 14, and is formed in an annular shape when the turbine housing 10 is viewed from the axial direction. Further, the nozzle portion 18 formed between the exhaust scroll portion 16 and the turbine wheel 12 is also formed in an annular shape when viewed in the axial direction.
  • a compressor housing 30 that rotatably accommodates a compressor wheel 32 fixed to the other end of the rotary shaft 24 is connected to the bearing housing 20 on the opposite side of the turbine housing 10 with the bearing housing 20 interposed therebetween.
  • Hot exhaust gas discharged from an engine flows through the exhaust scroll portion 16 of the turbine housing 10 and is guided to the turbine wheel 12 via the nozzle portion 18 as indicated by arrows in the drawing. .
  • the turbine rotor 26 is rotated by performing work on the turbine wheel 12, and then discharged from the exhaust outlet portion 14 to the outside of the supercharger 1.
  • the compressor wheel 32 rotates with the rotation of the turbine rotor 26.
  • the air introduced from the intake inlet 34 is compressed by the compressor wheel 32 and sent to the intake scroll 36.
  • the compressed air is supplied to the engine.
  • variable capacity exhaust turbocharger 1 guides exhaust gas flowing through the exhaust scroll portion 16 to the turbine wheel 12 as shown in part a in the figure.
  • the variable capacity mechanism 40 disposed in the annular nozzle portion 18 is provided.
  • a specific configuration of the variable capacity mechanism 40 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a variable capacity mechanism 40A according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing a variable capacity mechanism 40B according to another embodiment.
  • the variable capacity mechanism 40 according to the embodiment of the present invention includes a nozzle vane that protrudes toward the nozzle portion 18 from at least one of the shroud side and the hub side of the nozzle portion 18. 42, and a nozzle wall 44 that is accommodated in a recess 56 formed on the hub side of the nozzle portion 18 and is movable forward and backward from the hub side of the nozzle portion 18 toward the shroud side, and the nozzle wall 44 is advanced and retracted.
  • Driving means 46 to be operated.
  • the nozzle vane 42 has a base end portion 43 fixed to the turbine housing 10 or the bearing housing 20 by welding or bolt fastening or the like, and protrudes from the nozzle portion 18 in a non-rotatable state.
  • a plurality of nozzle vanes 42 are provided at intervals in the circumferential direction in the annular nozzle portion 18.
  • the nozzle vane 42 projects from the shroud side toward the hub side.
  • the nozzle vane 42 projects from the hub side of the nozzle portion 18 toward the shroud side.
  • the nozzle wall 44 includes an annular flow guide wall portion 44 a that forms at least a part of the hub side flow guide wall 54 that defines the nozzle portion 18 with the shroud flow guide wall 52 of the turbine housing 10, and a flow guide wall.
  • An opening 44d configured to allow the nozzle vane 42 to be inserted is formed in the flow guide wall 44a.
  • reference numeral 12a denotes a turbine wheel hub
  • reference numeral 12b denotes a moving blade provided on the hub 12a. In the embodiment shown in FIGS.
  • the forward / backward direction of the nozzle wall 44 is from the hub side to the shroud side, but the present invention is not limited to this.
  • the forward / backward direction of the nozzle wall 44 may be from the shroud side to the hub side.
  • FIG. 4A and 4B are views showing the nozzle wall 44.
  • FIG. 4A is a plan view
  • FIG. 4B is a bb cross-sectional view
  • FIG. 4C is a cc cross-sectional view.
  • the openings 44 d are formed at intervals in the circumferential direction corresponding to the installation positions of the nozzle vanes 42, and the openings 44 d are formed in the flow guide wall 44 a at locations where the nozzle vanes 42 are not installed. Is not formed.
  • the opening shape of the opening 44d is similar to the cross-sectional shape of the nozzle vane 42 so that the gap between the opening vane 42 and the nozzle vane 42 is small.
  • FIG. 5 is a diagram showing the driving means 46 according to the embodiment.
  • the driving means 46 urges the rod 46b in a direction to move the nozzle wall 44 to the hub side, an annular rear movable body 46a that advances and retracts the nozzle wall 44 from the rear side, a rod 46b that is connected to the rear movable body, and the nozzle wall 44 to the hub side.
  • This rod 46b is arrange
  • the nozzle wall 44 advances and retreats in the axial direction along the cam profile of the cam 46d.
  • the nozzle width B defined as the width between the shroud side guide wall 52 and the hub side guide wall 54 of the nozzle portion 18 extends over the entire circumference of the annular nozzle portion 18. Change. And the flow of the exhaust gas which flows through the nozzle part 18 is controlled by the nozzle width B changing.
  • the nozzle vane 42 is fixed to the nozzle portion 18 in a non-rotatable state, and only the nozzle wall 44 advances and retreats.
  • the structure of a sliding part is simply comprised compared with the conventional variable capacity mechanism of a swing vane type or a slide vane type.
  • the nozzle vane 42 is configured to protrude from the shroud-side flow guide wall 52 toward the nozzle portion 18, so that the nozzle vane 42 protrudes from the hub side where the recess 56 is formed. Also, the length of the nozzle vane 42 can be shortened.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a cooling structure of the variable capacity mechanism 40 according to the embodiment.
  • the shroud portion 15 of the turbine housing 10 is formed with an annular cooling passage 60 through which a cooling medium flows.
  • a cooling medium such as water, oil, or air
  • the shroud side guide wall 52 and the nozzle vane 42 protruding therefrom can be cooled. Therefore, for example, the nozzle vane 42 can be formed of normal inexpensive stainless steel without using an expensive material such as a heat-resistant Ni-based alloy for the nozzle vane 42.
  • the cooling passage 60 is formed on the back surface of the base end portion 43 of the nozzle vane 42, a high cooling effect can be exerted on the nozzle vane 42.
  • a cavity 62 communicating with the cooling passage 60 is formed inside the nozzle vane 42. According to such an embodiment, the nozzle vane 42 can be cooled more effectively.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a cooling structure of the variable capacity mechanism 40 according to the embodiment.
  • a through hole 64 is formed inside the nozzle vane 42 so as to penetrate the nozzle vane 42 in the axial direction.
  • the through hole 64 communicates with the cooling passage 60 as shown in FIG. According to such an embodiment, the nozzle vane 42 is effectively cooled by the flow of a cooling medium such as air through the through hole 64.
  • the shroud portion 15 of the turbine housing 10 is formed with a cooling medium discharge hole 66 that communicates the through hole 64 of the nozzle vane 42 and the exhaust outlet portion 14 downstream of the turbine wheel 12. . It is sufficient that at least one cooling medium discharge hole 66 is formed, and a plurality of cooling medium discharge holes 66 may be formed at intervals in the circumferential direction. According to such an embodiment, the cooling medium that has flowed through the through hole 64 is discharged to the exhaust outlet portion 14 on the downstream side of the turbine wheel 12 through the cooling medium discharge hole 66, so that the through hole 64 is continuously cooled. Media can be supplied.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a nozzle wall 44 according to an embodiment.
  • the variable capacity exhaust turbocharger 1 includes a nozzle wall surrounded by a flow guide wall portion 44a, an outer peripheral side wall portion 44b, and an inner peripheral side wall portion 44c.
  • a cooling medium introduction mechanism 70 is provided for introducing the cooling medium into the internal space 44 f of 44.
  • the nozzle wall 44 has an annular flange 44e that protrudes from the peripheral edge of the opening 44d toward the internal space 44f.
  • the cooling medium can be introduced from the cooling medium introduction mechanism 70 into the internal space 44f of the nozzle wall 44, the nozzle wall 44 can be effectively cooled. Moreover, since the nozzle wall 44 has a flange portion 44e protruding from the peripheral edge of the opening portion 44d toward the hub side, the cooling medium introduced into the internal space 44f is difficult to leak into the nozzle portion 18, and cooling is performed. This prevents a decrease in turbine efficiency due to medium leakage.
  • the cooling medium introduced into the internal space 44f flows through the through hole 64 inside the nozzle vane 42.
  • the nozzle vanes 42 can be cooled.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a cooling medium introduction mechanism 70 according to an embodiment.
  • the cooling medium introduction mechanism 70 is configured to introduce air flowing through the compressor housing 30 of the variable displacement exhaust turbocharger 1 as a cooling medium. Yes.
  • the cooling medium introduction mechanism 70 has a refrigerant introduction pipe 72 that communicates between the intake scroll portion 36 of the compressor housing 30 and the recess 56 in which the nozzle wall 44 is accommodated, and the air compressed by the compressor wheel 32 is cooled by the cooling medium. It can be introduced into the internal space 44 f of the nozzle wall 44. According to such an embodiment, the air flowing through the compressor housing 30 can be used as the cooling medium with a simple structure.
  • the cooling medium introduction mechanism 70 includes a control valve 74 as a pressure control means for controlling the pressure of air introduced into the internal space 44 f of the nozzle wall 44.
  • a control valve 74 as a pressure control means for controlling the pressure of air introduced into the internal space 44 f of the nozzle wall 44.
  • the air introduced from the intake scroll portion 36 has a higher pressure than the exhaust gas flowing through the nozzle portion 18. Therefore, the control valve 74 is configured as a pressure reducing valve 74, for example.
  • variable displacement exhaust turbocharger 1 of this embodiment may include a control device that integrally controls the drive means 46 and the control valve 74.
  • variable displacement exhaust turbocharger of at least one embodiment of the present invention is suitably used as a supercharger for an automobile engine, for example.

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Abstract

【課題】摺動部の構造が従来よりも簡素化された可変容量機構を備える可変容量型排気ターボ過給機を提供すること。 【解決手段】回転シャフト２４及びタービンホイール１２からなるタービンロータ２６と、軸受装置２２を収容するベアリングハウジング２０と、タービンホイールを回転可能に収容するとともに排気ガスが流れる環状の排気スクロール部１６が形成されるタービンハウジング１０と、排気スクロール部を流れる排気ガスをタービンホイールに導流する環状のノズル部１８に配置された可変容量機構４０とを備え、可変容量機構４０はノズル部のシュラウド側及びハブ側の少なくともいずれか一方側からノズル部に向かって回動不能な状態で突出するノズルベーン４２と、ノズル部のハブ側からシュラウド側にあるいはシュラウド側からハブ側に向かって進退自在に構成され、且つノズル部のノズル幅Ｂを全周に亘って可変せしめる環状のノズル壁４４と、ノズル壁を進退させる駆動手段４６とを含む。

Description

可変容量型排気ターボ過給機
　本開示は可変容量型排気ターボ過給機に関する。
　排気ターボ過給機においては、タービンハウジングに形成される環状の排気スクロール部と、タービンハウジングの中心部に回転可能に配置されるタービンホイールとの間のノズル部に配置され、タービンホイールに作用する排気ガスの流れを制御する可変容量機構が多く用いられている。
　かかる可変容量機構の一例としては、ノズル部に配置された可動ベーンを回転させることで排気ガスの流れを制御するスイングベーン式、及びノズルベーンが固定されたノズル壁をノズル部に進退させることで排気ガスの流れを制御するスライドベーン式と呼ばれる方式がある。
　例えば特許文献１には、スライドベーン式の可変容量型排気ターボ過給機の一例が開示されている。
特開２００８－１３３９２４号公報
　これらスイングベーン式及びスライドベーン式などの可変容量機構はいずれも摺動部を有するため、摺動部の熱変形による摩耗や固着などの特有の課題がある。また、これらの課題を解決するために摺動部の隙間を拡大するとタービン性能が低下してしまうとの問題が生ずる。
　そこで本発明者は、摺動部の熱変形による影響を受け難くするために、摺動部の構造を出来るだけ簡素化することが有効と考えた。
　本発明の少なくとも一つの実施形態は、上述したように従来技術の課題に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、摺動部の構造が従来よりも簡素化された可変容量機構を備える可変容量型排気ターボ過給機を提供することにある。
　本発明の少なくとも一実施形態にかかる可変容量型排気ターボ過給機は、
　回転シャフト及び前記回転シャフトの一端部に固定されるタービンホイールからなるタービンロータと、
　前記回転シャフトを回転可能に支持する軸受装置を収容するベアリングハウジングと、
　前記タービンホイールを回転可能に収容するとともに、排気ガスが流れる環状の排気スクロール部が前記タービンホイールの周囲に形成されてなるタービンハウジングと、
　前記排気スクロール部を流れる排気ガスを前記タービンホイールに導流する環状のノズル部に配置された可変容量機構と、を備え、
　前記可変容量機構は、
　前記ノズル部のシュラウド側及びハブ側の少なくともいずれか一方側から前記ノズル部に向かって回動不能な状態で突出するノズルベーンと、
　前記ノズル部のハブ側からシュラウド側にあるいはシュラウド側からハブ側に向かって進退自在に構成され、且つ前記ノズル部のノズル幅を全周に亘って可変せしめる環状のノズル壁と、
　前記ノズル壁を進退させる駆動手段と、を含むことを特徴とする。
　上記可変容量型排気ターボ過給機によれば、ノズルベーンはノズル部に回動不能な状態で固定されており、ノズル壁だけが進退する構成となっている。よって、従来のスイングベーン式やスライドベーン式の可変容量機構と比べて摺動部の構造を簡素化することができる。
　また特に、ノズルベーン自体をスイング又はスライドさせる従来の場合は、ノズルベーンは排気ガスの流れを直接的に制御する部材であるが故にその駆動機構に高い作動精度が要求される。これに対して、本実施形態のようにノズルベーンはノズル部に固定し、ノズル壁だけを進退させる構成とすることで、従来と比べて駆動機構の作動精度を緩く管理することができ、その分だけコストの低減が可能となる。
　幾つかの実施形態では、上記ノズル壁は、タービンハウジングのシュラウド側導流壁との間でノズル部を画定するハブ側導流壁の少なくとも一部を構成する環状の導流壁部と、導流壁部の外周側に連結された環状の外周側壁部と、導流壁部の内周側に連結された環状の内周側壁部とを有し、前記導流壁部にはノズルベーンが挿通可能に構成された開口部が形成されている。
　このような実施形態によれば、導流壁部、外周側壁部、及び内周側壁部の３つの環状の壁部からなるシンプルな構成によってノズル壁を構成することができる。
　幾つかの実施形態では、上記ノズルベーンはシュラウド側導流壁からノズル部に向かって突出している。
　このような実施形態によれば、凹部が形成されるハブ側からノズルベーンを突出させる場合よりも、ノズルベーンの長さを短くすることができる。
　幾つかの実施形態では、上記タービンハウジングのシュラウド部には冷却媒体が流れるための環状の冷却通路が形成されている。
　このような実施形態によれば、冷却通路に水、油、空気などの冷却媒体を流すことで、シュラウド側導流壁やこれから突出するノズルベーンを冷却することができる。
　幾つかの実施形態では、上記ノズルベーンの内部には冷却通路と連通する空洞部が形成されている。
　このような実施形態によれば、ノズルベーンをより効果的に冷却することができる。
　幾つかの実施形態では、上記ノズルベーンの内部には該ノズルベーンを軸方向に貫通する貫通孔が形成されている。
　このような実施形態によれば、貫通孔に冷却媒体が流れることでノズルベーンが効果的に冷却される。
　幾つかの実施形態では、上記タービンハウジングのシュラウド部には、ノズルベーンの貫通孔とタービンホイール下流側の排気出口部とを連通する冷却媒体排出孔が形成されている。
　このような実施形態によれば、貫通孔を流れた冷却媒体が冷却媒体排出孔を介してタービンホイール下流側の排気出口部へ排出されるため、貫通孔に連続的に冷却媒体を供給することができる。
　幾つかの実施形態では、上記可変容量型排気ターボ過給機は、導流壁部、外周側壁部、及び内周側壁部とで囲まれた上記ノズル壁の内部空間に冷却媒体を導入するための冷却媒体導入機構を備える。
　このような実施形態によれば、冷却媒体導入機構からノズル壁の内部空間に冷却媒体を導入することができるため、ノズル壁を効果的に冷却することができる。
　幾つかの実施形態では、上記ノズル壁は開口部の周縁端から上記内部空間に向かって突設されたツバ部を有する。
　このような実施形態によれば、ノズル壁は開口部の周縁端から内部空間に向かって突設されたツバ部を有するため、例えば内部空間に導入された冷却媒体などの流体がノズル部に漏れ難い構成となっており、冷却媒体の漏れによるタービン効率の低下を防止することができる。
　また、ノズルベーンの内部に貫通孔が形成されている上記実施形態と組み合わせることで、内部空間に導入された冷却媒体が貫通孔を流れるため、ノズル壁と同時にノズルベーンも冷却することができる。
　幾つかの実施形態では、上記冷却媒体導入機構は、可変容量型排気ターボ過給機のコンプレッサハウジングを流れる空気を冷却媒体として導入するように構成されている。
　このような実施形態によれば、簡単な構造によって、上記冷却媒体としてコンプレッサハウジングを流れる空気を利用することができる。
　幾つかの実施形態では、上記冷却媒体導入機構は、上記ノズル壁の内部空間に導入する空気の圧力を制御するための圧力制御手段を有する。
　このような実施形態によれば、ノズル壁の内部空間に導入する空気の圧力を制御することができる。したがって、ノズル壁を進退するタイミングに合わせて導入する空気の圧力を制御することで、ノズル壁を進退させる駆動手段の駆動力を小さくすることも可能となる。
　本発明の少なくとも一実施形態によれば、ノズルベーンは回動不能な状態で固定され、ノズル壁だけが進退する構成とすることで、摺動部の構造が従来よりも簡素化された可変容量機構を備える可変容量型排気ターボ過給機を提供することができる。
本発明の一実施形態にかかる可変容量型排気ターボ過給機の断面図である。 一実施形態にかかる可変容量機構を示した図である。 一実施形態にかかる可変容量機構を示した図である。 一実施形態にかかるノズル壁を示した図である。 一実施形態にかかる駆動手段を示した図である。 一実施形態にかかる可変容量機構の冷却構造を示した図である。 一実施形態にかかる可変容量機構の冷却構造を示した図である。 一実施形態にかかるノズル壁を示した図である。 一実施形態にかかる冷却媒体導入機構を示した図である。
　以下、添付図面に従って本発明の実施形態について説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
　図１は、本発明の一実施形態にかかる可変容量型排気ターボ過給機１の断面図である。先ず、図１に基づいて、本発明の一実施形態にかかる可変容量型排気ターボ過給機１の基本的な構成について説明する。
　図１に示したように、本発明の一実施形態にかかる可変容量型排気ターボ過給機１は、回転シャフト２４及び回転シャフト２４の一端部に固定されるタービンホイール１２からなるタービンロータ２６と、回転シャフト２４を回転可能に支持する軸受装置２２を収容するベアリングハウジング２０と、タービンホイール１２を回転可能に収容するとともに、排気ガスが流れる排気スクロール部１６がタービンホイール１２の周囲に形成されてなるタービンハウジング１０と、を備えている。この排気スクロール部１６は、排気出口部１４を画定する環状のシュラウド部１５の外周側に形成されており、タービンハウジング１０を軸方向から視認した場合に環状に形成されている。また、この排気スクロール部１６とタービンホイール１２との間に形成されているノズル部１８も軸方向視で環状に形成されている。
　また、ベアリングハウジング２０を挟んだタービンハウジング１０の反対側には、回転シャフト２４の他端部に固定されたコンプレッサホイール３２を回転可能に収容するコンプレッサハウジング３０が、ベアリングハウジング２０と連結されている。
　エンジン（不図示）から排出された高温の排気ガスは、タービンハウジング１０の排気スクロール部１６を流れ、図中の矢印で示したようにノズル部１８を介してタービンホイール１２へと導流される。そしてタービンホイール１２に対して仕事をなすことでタービンロータ２６を回転せしめた後、排気出口部１４から過給機１の外部へと排出される。
　一方、コンプレッサハウジング３０では、タービンロータ２６の回転とともにコンプレッサホイール３２も回転する。そして図中の矢印で示したように、吸気入口部３４から導入された空気がコンプレッサホイール３２によって圧縮されて吸気スクロール部３６に送られる。そしてこの圧縮された空気がエンジンに供給されるようになっている。
　また、本発明の一実施形態にかかる可変容量型排気ターボ過給機１は、図中のａ部に示されているように、上記排気スクロール部１６を流れる排気ガスをタービンホイール１２に導流する環状のノズル部１８に配置された可変容量機構４０を備えている。
　以下、本発明の一実施形態にかかる可変容量機構４０の具体的な構成について、図２～図５を基に説明する。
　図２は、一実施形態にかかる可変容量機構４０Ａを示した図である。図３は、他の実施形態にかかる可変容量機構４０Ｂを示した図である。
　図２及び図３に示したように、本発明の一実施形態にかかる可変容量機構４０は、ノズル部１８のシュラウド側及びハブ側の少なくともいずれか一方側からノズル部１８に向かって突出するノズルベーン４２と、ノズル部１８のハブ側に形成された凹部５６に収容されるとともに、ノズル部１８のハブ側からシュラウド側に向かって進退自在に構成されるノズル壁４４と、このノズル壁４４を進退させる駆動手段４６と、を含んでいる。
　ノズルベーン４２は、その基端部４３がタービンハウジング１０又はベアリングハウジング２０に溶接又はボルト締結等によって固定され、回動不能な状態でノズル部１８に突出している。またノズルベーン４２は、環状のノズル部１８において周方向に間隔を置いて複数設置されている。
　図２に示す可変容量機構４０Ａでは、ノズルベーン４２はシュラウド側からハブ側に向かって突出している。また図３に示す可変容量機構４０Ｂでは、このノズルベーン４２はノズル部１８のハブ側からシュラウド側に向かって突出している。
　ノズル壁４４は、タービンハウジング１０のシュラウド側導流壁５２との間でノズル部１８を画定するハブ側導流壁５４の少なくとも一部を構成する環状の導流壁部４４ａと、導流壁部４４ａの外周側に連結された環状の外周側壁部４４ｂと、導流壁部４４ａの内周側に連結された環状の内周側壁部４４ｃとを有する。そして、導流壁部４４ａには、ノズルベーン４２が挿通可能に構成された開口部４４ｄが形成されている。
なお、図２及び図３において、符号１２ａはタービンホイールのハブ、符号１２ｂはハブ１２ａに設けられた動翼である。
また、図２及び図３に示した実施形態では、ノズル壁４４の進退方向はハブ側からシュラウド側となっているが、本発明はこれに限定されない。ノズル壁４４の進退方向は、シュラウド側からハブ側であってもよい。
　図４はノズル壁４４を示した図であり、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）はｂ－ｂ断面図、図４（ｃ）はｃ－ｃ断面図である。
　図４に示すように、開口部４４ｄはノズルベーン４２の設置位置に対応して周方向に間隔を空けて形成されており、ノズルベーン４２が設置されていない箇所では導流壁部４４ａに開口部４４ｄは形成されていない。また開口部４４ｄの開口形状は、ノズルベーン４２との間の隙間が小さくなるようにノズルベーン４２の断面形状と相似形状をなしている。
　図５は、一実施形態にかかる駆動手段４６を示した図である。駆動手段４６は、ノズル壁４４をその背面側から進退する環状の背面可動体４６ａ、この背面可動体と連結されたロッド４６ｂ、ノズル壁４４をハブ側に移動させる方向にロッド４６ｂを付勢するスプリング４６ｃ、ロッド４６ｂの頭部と当接するように配置されるカム４６ｄ、及びカム４６ｄと連結されたカム軸４６ｅからなる。このロッド４６ｂは、例えば回転シャフト２４の両側に配置される。
　そして、不図示のアクチュエータによってカム軸４６ｅが回転することで、そのカム４６ｄのカムプロファイルに沿ってノズル壁４４が軸方向に進退する。ノズル壁４４が軸方向に進退することで、ノズル部１８のシュラウド側導流壁５２とハブ側導流壁５４との幅として規定されるノズル幅Ｂが環状のノズル部１８の全周に亘って変化する。そして、ノズル幅Ｂが変化することで、ノズル部１８を流れる排気ガスの流れが制御されるようになっている。
　このような可変容量型排気ターボ過給機１によれば、ノズルベーン４２はノズル部１８に回動不能な状態で固定されており、ノズル壁４４だけが進退する構成となっている。このため、従来のスイングベーン式やスライドベーン式の可変容量機構と比べて摺動部の構造が簡素に構成されている。
　また特に、ノズルベーン自体をスイング又はスライドさせる従来の場合は、ノズルベーンは排気ガスの流れを直接的に制御する部材であるが故にその駆動機構に高い作動精度が要求されていた。これに対して、本実施形態のようにノズルベーン４２はノズル部１８に固定し、ノズル壁４４だけを進退させるようにすれば、従来と比べて駆動機構の作動精度を緩く管理することができ、その分だけコストの低減が可能となる。
　また上述した実施形態のように、ノズルベーン４２はシュラウド側導流壁５２からノズル部１８に向かって突出するように構成することで、凹部５６が形成されるハブ側からノズルベーン４２を突出させる場合よりもノズルベーン４２の長さを短くすることができる。
　図６は、一実施形態にかかる可変容量機構４０の冷却構造を示した図である。
　幾つかの実施形態では、図６（ａ）に示したように、タービンハウジング１０のシュラウド部１５には冷却媒体が流れるための環状の冷却通路６０が形成されている。
　このような実施形態によれば、冷却通路６０に水、油、空気などの冷却媒体を流すことで、シュラウド側導流壁５２やこれから突出するノズルベーン４２を冷却することができる。したがって、例えばノズルベーン４２に耐熱性Ｎｉ基合金などの高価な材料を使用せずに、通常の安価なステンレスでノズルベーン４２を形成することも可能となる。
　また特に、この冷却通路６０がノズルベーン４２の基端部４３の背面に形成されていれば、ノズルベーン４２に対して高い冷却効果を発揮させることができる。
　また幾つかの実施形態では、図６（ｂ）に示したように、ノズルベーン４２の内部に冷却通路６０と連通する空洞部６２が形成されている。
　このような実施形態によれば、ノズルベーン４２をより効果的に冷却することができる。
　図７は、一実施形態にかかる可変容量機構４０の冷却構造を示した図である。
　幾つかの実施形態では、図７に示したように、ノズルベーン４２の内部には該ノズルベーン４２を軸方向に貫通する貫通孔６４が形成されている。そしてこの貫通孔６４は、図７に示したように、冷却通路６０と連通している。
　このような実施形態によれば、貫通孔６４に空気などの冷却媒体が流れることでノズルベーン４２が効果的に冷却される。
　また幾つかの実施形態では、タービンハウジング１０のシュラウド部１５には、ノズルベーン４２の貫通孔６４と、タービンホイール１２下流側の排気出口部１４とを連通する冷却媒体排出孔６６が形成されている。このような冷却媒体排出孔６６は少なくとも一つ形成されていればよく、周方向に間隔を置いて複数形成されていてもよい。
　このような実施形態によれば、貫通孔６４を流れた冷却媒体が冷却媒体排出孔６６を介してタービンホイール１２下流側の排気出口部１４へ排出されるため、貫通孔６４に連続的に冷却媒体を供給することができる。
　図８は、一実施形態にかかるノズル壁４４を示した図である。
　幾つかの実施形態では、可変容量型排気ターボ過給機１は、図８に示したように、導流壁部４４ａ、外周側壁部４４ｂ、及び内周側壁部４４ｃとで囲まれたノズル壁４４の内部空間４４ｆに冷却媒体を導入するための冷却媒体導入機構７０を備える。また、ノズル壁４４は開口部４４ｄの周縁端から内部空間４４ｆに向かって突設された環状のツバ部４４ｅを有する。
　このような実施形態によれば、冷却媒体導入機構７０からノズル壁４４の内部空間４４ｆに冷却媒体を導入することができるため、ノズル壁４４を効果的に冷却することができる。しかも、ノズル壁４４は開口部４４ｄの周縁端からハブ側に向かって突設されたツバ部４４ｅを有するため、内部空間４４ｆに導入された冷却媒体がノズル部１８に漏れ難くなっており、冷却媒体の漏れによるタービン効率の低下を防止している。
　また、ノズルベーン４２の内部に貫通孔６４が形成されている図７に示した実施形態と組み合わせることで、内部空間４４ｆに導入された冷却媒体がノズルベーン４２内部の貫通孔６４を流れるため、ノズル壁４４と同時にノズルベーン４２も冷却することができる。
　図９は、一実施形態にかかる冷却媒体導入機構７０を示した図である。
　幾つかの実施形態では、図９に示したように、上記冷却媒体導入機構７０は、可変容量型排気ターボ過給機１のコンプレッサハウジング３０を流れる空気を冷却媒体として導入するように構成されている。
　すなわち、冷却媒体導入機構７０は、コンプレッサハウジング３０の吸気スクロール部３６とノズル壁４４が収容される凹部５６とを連通する冷媒導入管７２を有し、コンプレッサホイール３２によって圧縮された空気を冷却媒体としてノズル壁４４の内部空間４４ｆに導入することができるようになっている。
　このような実施形態によれば、簡単な構造によって、上記冷却媒体としてコンプレッサハウジング３０を流れる空気を利用することができる。
　幾つかの実施形態では、図９に示したように、上記冷却媒体導入機構７０は、ノズル壁４４の内部空間４４ｆに導入する空気の圧力を制御するための圧力制御手段としての制御弁７４を有する。吸気スクロール部３６から導入される空気はノズル部１８を流れる排気ガスよりも高圧である。このため制御弁７４は、例えば減圧弁７４として構成される。
　このような実施形態によれば、ノズル壁４４の内部空間４４ｆに導入する空気の圧力を制御することができる。したがって、ノズル壁４４を進退するタイミングに合わせて制御弁７４を制御し、導入する空気の圧力を制御することで、ノズル壁４４を進退させる駆動手段４６の駆動力を小さくすることも可能となる。このように本実施形態の可変容量型排気ターボ過給機１は、駆動手段４６と制御弁７４とを一体的に制御する制御装置を備えていてもよいものである。
　以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはいうまでもない。上述した実施形態同士を組み合わせても良いことは勿論である。
　本発明の少なくとも一つの実施形態の可変容量型排気ターボ過給機は、例えば自動車エンジン用の過給器として好適に用いられる。
１　　　　　　可変容量型排気ターボ過給機
１０　　　　　タービンハウジング
１２　　　　　タービンホイール
１２ａ　　　　ハブ
１２ｂ　　　　動翼
１４　　　　　排気出口部
１５　　　　　シュラウド部
１６　　　　　排気スクロール部
１８　　　　　ノズル部
２０　　　　　ベアリングハウジング
２２　　　　　軸受装置
２４　　　　　回転シャフト
２６　　　　　タービンロータ
３０　　　　　コンプレッサハウジング
３２　　　　　コンプレッサホイール
３４　　　　　吸気入口部
３６　　　　　吸気スクロール部
４０　　　　　可変容量機構
４２　　　　　ノズルベーン
４３　　　　　基端部
４４　　　　　ノズル壁
４４ａ　　　　導流壁部
４４ｂ　　　　外周側壁部
４４ｃ　　　　内周側壁部
４４ｄ　　　　開口部
４４ｅ　　　　ツバ部
４４ｆ　　　　内部空間
４６　　　　　駆動手段
４６ａ　　　　背面可動体
４６ｂ　　　　ロッド
４６ｃ　　　　スプリング
４６ｄ　　　　カム
４６ｅ　　　　カム軸
５２　　　　　シュラウド側導流壁
５４　　　　　ハブ側導流壁
５６　　　　　凹部
６０　　　　　冷却通路
６２　　　　　空洞部
６４　　　　　貫通孔
６６　　　　　冷却ガス排出孔
７０　　　　　冷却媒体導入機構
７２　　　　　冷媒導入管
７４　　　　　制御弁

Claims (11)

  1. 　可変容量型排気ターボ過給機において、
    　回転シャフト及び前記回転シャフトの一端部に固定されるタービンホイールからなるタービンロータと、
    　前記回転シャフトを回転可能に支持する軸受装置を収容するベアリングハウジングと、
    　前記タービンホイールを回転可能に収容するとともに、排気ガスが流れる環状の排気スクロール部が前記タービンホイールの周囲に形成されてなるタービンハウジングと、
    　前記排気スクロール部を流れる排気ガスを前記タービンホイールに導流する環状のノズル部に配置された可変容量機構と、を備え、
    　前記可変容量機構は、
    　前記ノズル部のシュラウド側及びハブ側の少なくともいずれか一方側から前記ノズル部に向かって回動不能な状態で突出するノズルベーンと、
    　前記ノズル部のハブ側からシュラウド側にあるいはシュラウド側からハブ側に向かって進退自在に構成され、且つ前記ノズル部のノズル幅を全周に亘って可変せしめる環状のノズル壁と、
    　前記ノズル壁を進退させる駆動手段と、を含むことを特徴とする可変容量型排気ターボ過給機。
  2. 　前記ノズル壁は、
    　前記タービンハウジングのシュラウド側導流壁との間で前記ノズル部を画定するハブ側導流壁の少なくとも一部を構成する環状の導流壁部と、
    　前記導流壁部の外周側に連結された環状の外周側壁部と、
    　前記導流壁部の内周側に連結された環状の内周側壁部と、を有し、
    　前記導流壁部には、前記ノズルベーンが挿通可能に構成された開口部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
  3. 　前記ノズルベーンは、前記シュラウド側導流壁から前記ノズル部に向かって突出していることを特徴とする請求項２に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
  4. 　前記タービンハウジングのシュラウド部には、冷却媒体が流れるための環状の冷却通路が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
  5. 　前記ノズルベーンの内部には、前記冷却通路と連通する空洞部が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
  6. 　前記ノズルベーンの内部には、該ノズルベーンを軸方向に貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
  7. 　前記タービンハウジングのシュラウド部には、前記ノズルベーンの貫通孔と、前記タービンホイール下流側の排気出口部とを連通する冷却媒体排出孔が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
  8. 　前記可変容量型排気ターボ過給機は、前記導流壁部、前記外周側壁部、及び前記内周側壁部とで囲まれた前記ノズル壁の内部空間に冷却媒体を導入するための冷却媒体導入機構を備えることを特徴とする請求項２乃至７の何れか一項に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
  9. 　前記ノズル壁は、前記開口部の周縁端から前記内部空間に向かって突設されたツバ部を有することを特徴とする請求項２乃至８の何れか一項に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
  10. 　前記冷却媒体導入機構は、前記可変容量型排気ターボ過給機のコンプレッサハウジングを流れる空気を冷却媒体として導入するように構成されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
  11. 　前記冷却媒体導入機構は、前記ノズル壁の内部空間に導入する空気の圧力を制御するための圧力制御手段を有することを特徴とする請求項１０に記載の可変容量型排気ターボ過給機。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102034493B1 (ko) * 2018-07-06 2019-10-22 클러스터엘앤지(주) 재액화 시스템용 팽창터빈
JP2021105370A (ja) * 2019-12-26 2021-07-26 トヨタ自動車株式会社 過給機
WO2021199308A1 (ja) * 2020-03-31 2021-10-07 三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社 ターボチャージャ

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201408087D0 (en) * 2014-05-07 2014-06-18 Cummins Ltd Variable geometry turbine assembly
WO2017078088A1 (ja) * 2015-11-06 2017-05-11 カルソニックカンセイ株式会社 タービンハウジング
US9739166B1 (en) * 2016-08-31 2017-08-22 Borgwarner Inc. VTG internal by-pass
GB2555872A (en) 2016-11-15 2018-05-16 Cummins Ltd Vane arrangement for a turbo-machine
CN110023589A (zh) * 2016-12-01 2019-07-16 曼恩能源方案有限公司 涡轮增压器
GB2578270B (en) * 2018-05-15 2022-06-29 Cummins Ltd Vanes and shrouds for a turbo-machine
GB2574195B (en) * 2018-05-15 2022-06-08 Cummins Ltd Vane and shroud arrangements for a turbo-machine
US11697997B2 (en) * 2018-05-15 2023-07-11 Cummins Ltd. Vanes and shrouds for a turbo-machine
JP6947304B2 (ja) 2018-06-29 2021-10-13 株式会社Ihi タービンおよび過給機
US10907497B2 (en) * 2018-12-13 2021-02-02 Transportation Ip Holdings, Llc Method and systems for a variable geometry turbocharger for an engine
CN113423929B (zh) * 2019-02-25 2023-03-10 三菱重工发动机和增压器株式会社 喷嘴叶片
CN110578562B (zh) * 2019-08-30 2023-08-29 上海齐耀动力技术有限公司 一种冷却结构及其连接结构
US11371374B2 (en) * 2020-07-22 2022-06-28 Raytheon Technologies Corporation Seal runner flow damper
US11686210B2 (en) * 2021-03-24 2023-06-27 General Electric Company Component assembly for variable airfoil systems
DE102021204711A1 (de) 2021-05-10 2022-11-10 Vitesco Technologies GmbH Turboladereinrichtung
CN114307462B (zh) * 2021-12-02 2023-12-15 鄂托克旗红缨煤焦化有限责任公司 一种焦化烟气与含氨废水一体化处理系统

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56129705A (en) * 1980-02-22 1981-10-12 Holset Engineering Co Radial inward flow turbine
JPS6185503A (ja) * 1984-10-04 1986-05-01 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 輻流タ−ボ機械
JPH05214949A (ja) * 1992-01-31 1993-08-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 可変容量過給機
JPH11350967A (ja) * 1998-06-12 1999-12-21 Toyota Motor Corp 排気絞り用可変ノズルベーン付きターボチャージャ
WO2007031752A1 (en) * 2005-09-15 2007-03-22 Malcolm George Leavesley Variable turbocharger apparatus with bypass means for bypassing exhaust gases
JP2008133924A (ja) 2006-11-29 2008-06-12 Komatsu Ltd シルティング防止制御装置および方法
JP2008196452A (ja) * 2007-02-15 2008-08-28 Toyota Industries Corp 可変容量型ターボチャージャ
JP2008544126A (ja) * 2005-06-11 2008-12-04 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト 排気ターボチャージャの排気タービン
JP2010540819A (ja) * 2007-09-28 2010-12-24 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト 内燃機関の排気ガスターボチャージャ

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1138941A (en) * 1965-01-15 1969-01-01 Stuart Swinford Wilson Improvements in and relating to radial flow turbines
DE3377587D1 (en) * 1982-05-28 1988-09-08 Holset Engineering Co A variable inlet area turbine
JPS6119602U (ja) * 1984-07-10 1986-02-04 トヨタ自動車株式会社 タ−ボチヤ−ジヤのノズルベ−ン冷却装置
US4611969A (en) * 1985-08-19 1986-09-16 Carrier Corporation Calibrating apparatus and method for a movable diffuser wall in a centrifugal compressor
JPH0346186Y2 (ja) * 1985-10-31 1991-09-30
JPS6434404U (ja) * 1987-08-25 1989-03-02
GB2218745B (en) * 1988-05-17 1992-07-01 Holset Engineering Co Variable geometry turbine actuator assembly
ITTO20010505A1 (it) * 2001-05-25 2002-11-25 Iveco Motorenforschung Ag Turbina a geometria variabile.
JP2009243277A (ja) * 2008-03-28 2009-10-22 Toyota Motor Corp タービンハウジング冷却システム
JP5370579B2 (ja) * 2010-02-25 2013-12-18 株式会社Ｉｈｉ 可変容量型ターボチャージャ
JP5118265B2 (ja) * 2010-03-01 2013-01-16 株式会社小松製作所 内燃機関の給気制御装置及び給気制御方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56129705A (en) * 1980-02-22 1981-10-12 Holset Engineering Co Radial inward flow turbine
JPS6185503A (ja) * 1984-10-04 1986-05-01 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 輻流タ−ボ機械
JPH05214949A (ja) * 1992-01-31 1993-08-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 可変容量過給機
JPH11350967A (ja) * 1998-06-12 1999-12-21 Toyota Motor Corp 排気絞り用可変ノズルベーン付きターボチャージャ
JP2008544126A (ja) * 2005-06-11 2008-12-04 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト 排気ターボチャージャの排気タービン
WO2007031752A1 (en) * 2005-09-15 2007-03-22 Malcolm George Leavesley Variable turbocharger apparatus with bypass means for bypassing exhaust gases
JP2008133924A (ja) 2006-11-29 2008-06-12 Komatsu Ltd シルティング防止制御装置および方法
JP2008196452A (ja) * 2007-02-15 2008-08-28 Toyota Industries Corp 可変容量型ターボチャージャ
JP2010540819A (ja) * 2007-09-28 2010-12-24 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト 内燃機関の排気ガスターボチャージャ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2960460A4 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102034493B1 (ko) * 2018-07-06 2019-10-22 클러스터엘앤지(주) 재액화 시스템용 팽창터빈
JP2021105370A (ja) * 2019-12-26 2021-07-26 トヨタ自動車株式会社 過給機
WO2021199308A1 (ja) * 2020-03-31 2021-10-07 三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社 ターボチャージャ

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