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JP2009180110A - Turbocharger with variable nozzle mechanism - Google Patents

Turbocharger with variable nozzle mechanism Download PDF

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JP2009180110A
JP2009180110A JP2008018217A JP2008018217A JP2009180110A JP 2009180110 A JP2009180110 A JP 2009180110A JP 2008018217 A JP2008018217 A JP 2008018217A JP 2008018217 A JP2008018217 A JP 2008018217A JP 2009180110 A JP2009180110 A JP 2009180110A
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JP
Japan
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nozzle
ring
housing
passage
nozzle vane
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Pending
Application number
JP2008018217A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomohiro Yasui
友浩 安井
Nobuhiko Iyoda
伸彦 伊与田
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.)
Toyota Industries Corp
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Industries Corp, Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Industries Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Supercharger (AREA)

Abstract

【課題】可変ノズル機構付きのターボチャージャにおけるノズルベーン駆動機構が凍結した凝縮水によって損傷しないようにする。
【解決手段】ターボチャージャ11は、タービンホイール17を内蔵するタービンハウジング12と、コンプレッサホイール18を内蔵するコンプレッサハウジング13と、タービンハウジング12とコンプレッサハウジング13とを連結するセンターハウジング14とを備えている。タービンハウジング12とセンターハウジング14との間の収容室27にはノズルベーン駆動機構37が収容されている。タービンハウジング12の連結筒部123の下部には貯水壁39が連結筒部123の円周形状の外周から外方へ突出するように形成されている。貯水壁39の内側には貯水凹部391が連結筒部123の内周から外方へ突出するように凹み形成されている。
【選択図】図1
A nozzle vane drive mechanism in a turbocharger with a variable nozzle mechanism is prevented from being damaged by frozen condensed water.
A turbocharger 11 includes a turbine housing 12 including a turbine wheel 17, a compressor housing 13 including a compressor wheel 18, and a center housing 14 connecting the turbine housing 12 and the compressor housing 13. . A nozzle vane drive mechanism 37 is accommodated in the accommodating chamber 27 between the turbine housing 12 and the center housing 14. A water storage wall 39 is formed at the lower part of the connecting cylinder part 123 of the turbine housing 12 so as to protrude outward from the outer circumference of the connecting cylinder part 123. A water storage recess 391 is formed inside the water storage wall 39 so as to protrude outward from the inner periphery of the connecting cylinder portion 123.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、内燃機関の排気ガスが吹き付けられることにより回転するタービンホイールがターボハウジング内に収容されている可変ノズル機構付きターボチャージャに関する。   The present invention relates to a turbocharger with a variable nozzle mechanism in which a turbine wheel that rotates when an exhaust gas of an internal combustion engine is blown is housed in a turbo housing.

この種のターボチャージャは、ガス通路に配設された複数のノズルベーンの開閉によりガス流速を制御できるようになっている(例えば特許文献1参照)。特許文献1に開示のターボチャージャでは、可変容量装置(可変ノズル機構)は、ノズル支持リング(ノズルリング)とノズルベーン駆動機構とを備えており、ノズルベーン駆動機構は、回動可能なユニゾンリングと、ユニゾンリングの回動に伴って回動する複数のアームとを備えている。ユニゾンリングの回動に伴って複数のアームが回動すると、各アームに連結されたノズルベーンが回動する。ノズルリングとユニゾンリングとの間にはリング形状の支持部材(サポートリング)が介在されている。サポートリングは、ノズルリングに止着されており、ユニゾンリングは、サポートリングに止着されたリング形状の押さえ部材によって、サポートリングに押接されている。
特開2006−125588号公報
This type of turbocharger can control the gas flow rate by opening and closing a plurality of nozzle vanes arranged in the gas passage (see, for example, Patent Document 1). In the turbocharger disclosed in Patent Document 1, the variable capacity device (variable nozzle mechanism) includes a nozzle support ring (nozzle ring) and a nozzle vane drive mechanism, and the nozzle vane drive mechanism includes a rotatable unison ring, And a plurality of arms that rotate as the unison ring rotates. When the plurality of arms rotate with the rotation of the unison ring, the nozzle vane connected to each arm rotates. A ring-shaped support member (support ring) is interposed between the nozzle ring and the unison ring. The support ring is fixed to the nozzle ring, and the unison ring is pressed against the support ring by a ring-shaped pressing member fixed to the support ring.
JP 2006-125588 A

特許文献1に開示の可変ノズル機構付きターボチャージャでは、排気ガスがノズルベーン駆動機構を収容する駆動機構設置室内へ侵入する。そのため、エンジン始動直後では、排気ガスに含まれる水分が凝縮して駆動機構設置室の底部に溜まることになる。エンジン始動直後にエンジンを停止しない場合には、駆動機構設置室の底部に溜まる水は、排気ガスの高温化によって蒸発してしまうが、水が凍結するような低温環境下でエンジン始動直後にエンジンを停止してしまった場合には、駆動機構設置室の底部に溜まっている水が凍結する。そうすると、ノズルベーン駆動機構が水の凍結によって動けず、この状態でエンジンを始動すると、ノズルベーン駆動機構が損傷する。   In the turbocharger with a variable nozzle mechanism disclosed in Patent Document 1, the exhaust gas enters the drive mechanism installation chamber that houses the nozzle vane drive mechanism. For this reason, immediately after the engine is started, moisture contained in the exhaust gas is condensed and collected at the bottom of the drive mechanism installation chamber. If the engine is not stopped immediately after starting the engine, the water accumulated at the bottom of the drive mechanism installation chamber will evaporate due to the high temperature of the exhaust gas. Is stopped, water accumulated at the bottom of the drive mechanism installation chamber is frozen. Then, the nozzle vane drive mechanism cannot move due to freezing of water, and when the engine is started in this state, the nozzle vane drive mechanism is damaged.

本発明は、可変ノズル機構付きターボチャージャにおけるノズルベーン駆動機構が凍結した凝縮水によって損傷しないようにすることを目的とする。   An object of the present invention is to prevent a nozzle vane drive mechanism in a turbocharger with a variable nozzle mechanism from being damaged by frozen condensed water.

本発明は、内燃機関の排気ガスが吹き付けられることにより回転するタービンホイールがターボハウジング内に収容されており、前記タービンホイールへ前記排気ガスを導くガス通路を形成するノズルリングと、前記ノズルリングに支持されて前記ガス通路の流路面積を可変とするノズルベーンと、前記ノズルベーンを駆動するためのノズルベーン駆動機構とを備えた可変ノズル機構が設けられており、前記ノズルベーン駆動機構は、前記ターボハウジング内の収容室に収容されている可変ノズル機構付きターボチャージャを対象とし、請求項1の発明では、前記収容室の底部に連なる貯水凹部が前記ターボハウジングに設けられている。   According to the present invention, a turbine wheel that rotates when exhaust gas of an internal combustion engine is blown is housed in a turbo housing, and a nozzle ring that forms a gas passage that guides the exhaust gas to the turbine wheel, and the nozzle ring There is provided a variable nozzle mechanism including a nozzle vane that is supported to change the flow passage area of the gas passage and a nozzle vane drive mechanism for driving the nozzle vane, and the nozzle vane drive mechanism is provided in the turbo housing. In the first aspect of the present invention, a water storage recess connected to the bottom of the storage chamber is provided in the turbo housing.

貯水凹部は、収容室内で凝縮した水を貯める。そのため、ノズルベーン駆動機構が凍結水によって損傷することはない。
好適な例では、前記ノズルベーン駆動機構は、前記ノズルベーンに連結されたアームと、前記アームに離脱不能に係合されたユニゾンリングとを備え、前記貯水凹部は、前記ユニゾンリングの最下部の下にある。
The water storage recess stores water condensed in the storage chamber. Therefore, the nozzle vane drive mechanism is not damaged by the frozen water.
In a preferred example, the nozzle vane driving mechanism includes an arm connected to the nozzle vane and a unison ring that is detachably engaged with the arm, and the water storage recess is below the lowermost portion of the unison ring. is there.

ユニゾンリングの最下部の下にある貯水凹部は、収容室内で凝縮した水を貯める。そのため、ノズルベーン駆動機構が凍結水によって損傷することはない。   A water storage recess below the bottom of the unison ring stores water condensed in the containment chamber. Therefore, the nozzle vane drive mechanism is not damaged by the frozen water.

本発明は、可変ノズル機構付きターボチャージャにおけるノズルベーン駆動機構が凍結水によって損傷しないという優れた効果を奏する。   The present invention has an excellent effect that a nozzle vane drive mechanism in a turbocharger with a variable nozzle mechanism is not damaged by frozen water.

以下、本発明を具体化した第1の実施形態を図1〜図5に基づいて説明する。
図1に示すように、ターボチャージャ11は、内燃機関(図示略)の排気通路(図示略)に配設されるタービンハウジング12と、内燃機関の吸気通路(図示略)に配設されるコンプレッサハウジング13と、タービンハウジング12とコンプレッサハウジング13とを連結するセンターハウジング14とを備えている。タービンハウジング12には連結筒部123が形成されており、センターハウジング14にはフランジ壁143が形成されている。連結筒部123にはフランジ壁143が接合されており、連結筒部123に螺着されたネジ10の締め付けによってフランジ壁143が連結筒部123に連結される。これにより、タービンハウジング12がセンターハウジング14に連結される。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, a turbocharger 11 includes a turbine housing 12 disposed in an exhaust passage (not shown) of an internal combustion engine (not shown) and a compressor provided in an intake passage (not shown) of the internal combustion engine. A housing 13 and a center housing 14 for connecting the turbine housing 12 and the compressor housing 13 are provided. A connecting cylinder portion 123 is formed in the turbine housing 12, and a flange wall 143 is formed in the center housing 14. A flange wall 143 is joined to the connecting cylinder part 123, and the flange wall 143 is connected to the connecting cylinder part 123 by tightening the screw 10 screwed into the connecting cylinder part 123. As a result, the turbine housing 12 is coupled to the center housing 14.

センターハウジング14には軸孔141が貫設されており、軸孔141内にはロータシャフト15がラジアルベアリング16を介して回転可能に配設されている。
タービンハウジング12内にはタービンホイール17が配設されており、コンプレッサハウジング13内にはコンプレッサホイール18が配設されている。タービンホイール17とコンプレッサホイール18とは、ロータシャフト15によって連結されており、タービンホイール17、ロータシャフト15及びコンプレッサホイール18は、回転軸線151を中心にして一体的に回転可能である。
A shaft hole 141 is provided in the center housing 14, and a rotor shaft 15 is rotatably disposed in the shaft hole 141 via a radial bearing 16.
A turbine wheel 17 is disposed in the turbine housing 12, and a compressor wheel 18 is disposed in the compressor housing 13. The turbine wheel 17 and the compressor wheel 18 are connected by a rotor shaft 15, and the turbine wheel 17, the rotor shaft 15, and the compressor wheel 18 can rotate integrally around a rotation axis 151.

タービンハウジング12は、タービンホイール17の外周を囲うようにセンターハウジング14の一端に取り付けられている。タービンハウジング12及びセンターハウジング14は、タービンホイール17を収容するターボハウジングを構成する。   The turbine housing 12 is attached to one end of the center housing 14 so as to surround the outer periphery of the turbine wheel 17. The turbine housing 12 and the center housing 14 constitute a turbo housing that houses the turbine wheel 17.

タービンハウジング12内には渦巻き状のスクロール通路121が設けられている。スクロール通路121は、内燃機関の排気通路に連通しており、燃焼室から排気通路へ排出された排気ガスがスクロール通路121に送り込まれる。連結筒部123の内周面にはリング形状の通路形成フランジ124が一体形成されている。通路形成フランジ124は、スクロール通路121を形成する壁である。   A spiral scroll passage 121 is provided in the turbine housing 12. The scroll passage 121 communicates with an exhaust passage of the internal combustion engine, and exhaust gas discharged from the combustion chamber to the exhaust passage is sent into the scroll passage 121. A ring-shaped passage forming flange 124 is integrally formed on the inner peripheral surface of the connecting cylinder portion 123. The passage forming flange 124 is a wall that forms the scroll passage 121.

タービンハウジング12内にはノズルリング19が設けられている。ノズルリング19は、リング形状の通路形成フランジ124のリング内に嵌入されている。ノズルリング19とタービンハウジング12の通路形成部126とは、複数の連結ネジ24〔図3及び図4に示すように本実施形態では3つ〕によって連結されており、ノズルリング19と通路形成部126との間には環状の旋回通路122が形成されている。スクロール通路121内の排気ガスは、旋回通路122を介してタービンホイール17へ向けて吹き付けられる。スクロール通路121及び旋回通路122は、タービンホイール17へ排気ガスを導くガス通路120を構成する。ノズルリング19は、タービンホイール17へ排気ガスを導くガス通路120を形成する壁である。   A nozzle ring 19 is provided in the turbine housing 12. The nozzle ring 19 is fitted into the ring of the ring-shaped passage forming flange 124. The nozzle ring 19 and the passage forming portion 126 of the turbine housing 12 are connected by a plurality of connecting screws 24 (three in this embodiment as shown in FIGS. 3 and 4). An annular swirl passage 122 is formed between the first and second fans 126. The exhaust gas in the scroll passage 121 is blown toward the turbine wheel 17 through the turning passage 122. The scroll passage 121 and the turning passage 122 constitute a gas passage 120 that guides exhaust gas to the turbine wheel 17. The nozzle ring 19 is a wall that forms a gas passage 120 that guides exhaust gas to the turbine wheel 17.

旋回通路122を介してタービンホイール17へ向けて吹き付けられた排気ガスは、タービンハウジング12内の流出通路125から図示しない排気通路を経由して大気中に排出される。   Exhaust gas blown toward the turbine wheel 17 through the turning passage 122 is discharged from the outflow passage 125 in the turbine housing 12 to the atmosphere via an exhaust passage (not shown).

旋回通路122の途中には複数のノズルベーン21が配設されている。ノズルベーン21は、支軸22を介してノズルリング19に回動可能に支持されている。ノズルベーン21は、隣り合うノズルベーン21間の流路断面積を変更可能である。   A plurality of nozzle vanes 21 are disposed in the middle of the turning passage 122. The nozzle vane 21 is rotatably supported by the nozzle ring 19 via the support shaft 22. The nozzle vane 21 can change the flow path cross-sectional area between the adjacent nozzle vanes 21.

コンプレッサハウジング13は、コンプレッサホイール18の外周を囲うようにセンターハウジング14の他端に取り付けられている。コンプレッサハウジング13には回転軸線151の方向に向けて外部に開口する流入通路131が設けられている。コンプレッサハウジング13内には渦巻き状のコンプレッサ通路132及び環状の送出通路133が設けられている。コンプレッサ通路132は、吸気通路を介して内燃機関の燃焼室に連通しており、送出通路133は、コンプレッサ通路132に沿って設けられている。送出通路133は、コンプレッサハウジング13の一部である通路形成壁134と、センターハウジング14の一部である端壁142との間に形成されている。   The compressor housing 13 is attached to the other end of the center housing 14 so as to surround the outer periphery of the compressor wheel 18. The compressor housing 13 is provided with an inflow passage 131 that opens to the outside in the direction of the rotation axis 151. A spiral compressor passage 132 and an annular delivery passage 133 are provided in the compressor housing 13. The compressor passage 132 communicates with the combustion chamber of the internal combustion engine via the intake passage, and the delivery passage 133 is provided along the compressor passage 132. The delivery passage 133 is formed between a passage forming wall 134 that is a part of the compressor housing 13 and an end wall 142 that is a part of the center housing 14.

タービンホイール17は、タービンハウジング12側からコンプレッサハウジング13側へ向かうにつれて拡径してゆく軸部171と、軸部171の周面に一体形成された複数の羽根172とを備えている。内燃機関の燃焼室から前記排気通路へ排出された排気ガスは、スクロール通路121及び旋回通路122を経由して羽根172に吹き付けられる。これにより、タービンホイール17が回転される。   The turbine wheel 17 includes a shaft portion 171 that increases in diameter from the turbine housing 12 side toward the compressor housing 13 side, and a plurality of blades 172 that are integrally formed on the peripheral surface of the shaft portion 171. Exhaust gas discharged from the combustion chamber of the internal combustion engine to the exhaust passage is blown to the blades 172 via the scroll passage 121 and the turning passage 122. Thereby, the turbine wheel 17 is rotated.

コンプレッサホイール18は、コンプレッサハウジング13側からタービンハウジング12側へ向かうにつれて拡径してゆく軸部181と、軸部181の周面に一体形成された複数の羽根182を備えている。コンプレッサホイール18は、タービンホイール17の回転に伴って一体的に回転し、回転する複数の羽根182は、吸気通路内の空気(ガス)を流入通路131へ導入すると共に、遠心作用によって送出通路133へ放出する。送出通路133内へ放出された空気は、スクロール通路121を経由して燃焼室へ過給される。   The compressor wheel 18 includes a shaft portion 181 whose diameter increases from the compressor housing 13 side toward the turbine housing 12 side, and a plurality of blades 182 integrally formed on the peripheral surface of the shaft portion 181. The compressor wheel 18 rotates integrally with the rotation of the turbine wheel 17, and the rotating blades 182 introduce air (gas) in the intake passage into the inflow passage 131, and at the same time, the discharge passage 133 by centrifugal action. To release. The air released into the delivery passage 133 is supercharged into the combustion chamber via the scroll passage 121.

図4に示すように、ノズルリング19に対して回動可能な支軸22にはアーム26が止着されており、アーム26にはユニゾンリング25が離脱不能に係合されている。図1に示すように、ユニゾンリング25及びアーム26は、センターハウジング14のフランジ壁143とタービンハウジング12との間の収容室27に収容されている。ユニゾンリング25は、回転軸線151の周りで回動可能である。ユニゾンリング25が回転軸線151の周りで回動すると、アーム26が支軸22を中心にして回動し、全てのノズルベーン21が支軸22を中心にして同じ方向に回動する。   As shown in FIG. 4, an arm 26 is fixed to a support shaft 22 that is rotatable with respect to the nozzle ring 19, and a unison ring 25 is engaged with the arm 26 so as not to be detached. As shown in FIG. 1, the unison ring 25 and the arm 26 are accommodated in an accommodation chamber 27 between the flange wall 143 of the center housing 14 and the turbine housing 12. The unison ring 25 can be rotated around the rotation axis 151. When the unison ring 25 rotates about the rotation axis 151, the arm 26 rotates about the support shaft 22, and all the nozzle vanes 21 rotate about the support shaft 22 in the same direction.

図3に実線で示すノズルベーン21は、隣り合うノズルベーン21間の流路断面積を最大とする最大開位置にあり、鎖線で示すノズルベーン21は、隣り合うノズルベーン21間の流路断面積を零とする閉位置にある。   The nozzle vane 21 indicated by the solid line in FIG. 3 is at the maximum open position where the flow path cross-sectional area between the adjacent nozzle vanes 21 is maximized, and the nozzle vane 21 indicated by the chain line indicates that the flow cross-sectional area between the adjacent nozzle vanes 21 is zero. In the closed position.

図1及び図2に示すように、収容室27内においてノズルリング19には押さえリング29が複数の連結ネジ24によって止着されている。図4に示すように、押さえリング29には複数の押さえ突起291が一体形成されている。押さえ突起291は、ユニゾンリング25をタービンハウジング12の通路形成フランジ124に押さえ付けており、この押さえ付けによりユニゾンリング25が通路形成フランジ124から脱落不能に回動可能である。   As shown in FIGS. 1 and 2, a holding ring 29 is fixed to the nozzle ring 19 by a plurality of connecting screws 24 in the accommodation chamber 27. As shown in FIG. 4, a plurality of pressing protrusions 291 are integrally formed on the pressing ring 29. The pressing protrusion 291 presses the unison ring 25 against the passage forming flange 124 of the turbine housing 12, and the unison ring 25 can be pivoted from the passage forming flange 124 so as not to fall off.

収容室27内のユニゾンリング25、押さえリング29及びアーム26は、収容室27に収容されるノズルベーン駆動機構37を構成する。
図1に示すように、センターハウジング14のフランジ壁143には支軸34が回動可能に支持されており、収容室27内において支軸34の一端には駆動アーム35が止着されている。駆動アーム35は、ユニゾンリング25に係合されており、駆動アーム35が支軸34を中心にして回動すると、ユニゾンリング25が回動する。
The unison ring 25, the pressing ring 29 and the arm 26 in the storage chamber 27 constitute a nozzle vane drive mechanism 37 that is stored in the storage chamber 27.
As shown in FIG. 1, a support shaft 34 is rotatably supported on the flange wall 143 of the center housing 14, and a drive arm 35 is fixed to one end of the support shaft 34 in the accommodation chamber 27. . The drive arm 35 is engaged with the unison ring 25, and when the drive arm 35 rotates about the support shaft 34, the unison ring 25 rotates.

センターハウジング14外において支軸34の他端には駆動レバー36が止着されている。駆動レバー36は、図示しないアクチュエータの作動によって支軸34を中心にして回動され、駆動レバー36が回動されると、駆動アーム35及びユニゾンリング25が回動する。   A drive lever 36 is fixed to the other end of the support shaft 34 outside the center housing 14. The drive lever 36 is rotated around the support shaft 34 by the operation of an actuator (not shown). When the drive lever 36 is rotated, the drive arm 35 and the unison ring 25 are rotated.

駆動レバー36、支軸34、駆動アーム35、ノズルベーン駆動機構37、ノズルリング19、支軸22及びノズルベーン21は、隣り合うノズルベーン21間の流路断面積を変更可能な可変ノズル機構38を構成する。   The drive lever 36, the support shaft 34, the drive arm 35, the nozzle vane drive mechanism 37, the nozzle ring 19, the support shaft 22, and the nozzle vane 21 constitute a variable nozzle mechanism 38 that can change the flow path cross-sectional area between adjacent nozzle vanes 21. .

図2及び図4に示すように、タービンハウジング12の連結筒部123の下部には貯水壁39が連結筒部123の円周形状の外周から外方へ突出するように形成されている。貯水壁39の内側には貯水凹部391が連結筒部123の内周から外方へ突出するように凹み形成されている。貯水凹部391は、ユニゾンリング25の最下部251の下にあって収容室27の底部270に連なっている。   As shown in FIGS. 2 and 4, a water storage wall 39 is formed on the lower portion of the connecting cylinder portion 123 of the turbine housing 12 so as to protrude outward from the outer circumference of the connecting cylinder portion 123. A water storage recess 391 is formed inside the water storage wall 39 so as to protrude outward from the inner periphery of the connecting cylinder portion 123. The water storage recess 391 is below the lowermost part 251 of the unison ring 25 and continues to the bottom 270 of the storage chamber 27.

図5に示すように、センターハウジング14のフランジ壁143の下部には閉鎖壁40がフランジ壁143の円周形状の外周から外方へ突出するように形成されている。閉鎖壁40と貯水壁39とは重なり合っており、貯水凹部391は、タービンハウジング12とセンターハウジング14との間にある。   As shown in FIG. 5, a closing wall 40 is formed on the lower part of the flange wall 143 of the center housing 14 so as to protrude outward from the outer periphery of the circumferential shape of the flange wall 143. The closing wall 40 and the water storage wall 39 overlap each other, and the water storage recess 391 is located between the turbine housing 12 and the center housing 14.

第1の実施形態では以下の効果が得られる。
(1)エンジン始動直後にエンジン停止を行なうと、ターボチャージャ11内の排気ガス中の水分が凝縮する。排気ガスは、収容室27内へも入り込むため、排気ガス中の水分が収容室27内でも凝縮する。収容室27内で凝縮した水は、収容室27の底部270に落下して貯水凹部391に貯まる。そのため、水が凍結するような低温環境下において貯水凹部391内の水が凍結しても、ノズルベーン駆動機構37が凍結水によって損傷することはない。
In the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) If the engine is stopped immediately after the engine is started, moisture in the exhaust gas in the turbocharger 11 is condensed. Since the exhaust gas also enters the storage chamber 27, the moisture in the exhaust gas is condensed in the storage chamber 27. The water condensed in the storage chamber 27 falls to the bottom 270 of the storage chamber 27 and is stored in the water storage recess 391. Therefore, even if the water in the water storage recess 391 freezes in a low temperature environment where the water freezes, the nozzle vane drive mechanism 37 is not damaged by the frozen water.

次に、図6及び図7の第2の実施形態を説明する。第1の実施形態と同じ構成部には同じ符合を用い、その詳細説明は省略する。
図6(a)に示すように、タービンハウジング12内にはノズルリング19及びリング形状のシュラウド31が互いに対向するように設けられている。シュラウド31は、平板形状の通路形成部311と、円筒部312とからなる。ノズルリング19とシュラウド31の通路形成部311とは、複数の連結ピン32〔図7に示すように本実施形態では3つ〕によって連結されており、ノズルリング19とシュラウド31の通路形成部311との間には環状の旋回通路122が形成されている。
Next, a second embodiment of FIGS. 6 and 7 will be described. The same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted.
As shown in FIG. 6A, a nozzle ring 19 and a ring-shaped shroud 31 are provided in the turbine housing 12 so as to face each other. The shroud 31 includes a plate-shaped passage forming portion 311 and a cylindrical portion 312. The nozzle ring 19 and the passage forming portion 311 of the shroud 31 are connected by a plurality of connecting pins 32 (three in this embodiment as shown in FIG. 7), and the nozzle ring 19 and the passage forming portion 311 of the shroud 31 are connected. An annular swirl passage 122 is formed between the two.

シュラウド31の円筒部312の外周面とタービンハウジング12との間にはシールリング33が介在されている。シールリング33は、スクロール通路121からシュラウド31とタービンハウジング12との間の間隙Kを経由して流出通路125へ排気ガスが洩れることを防止する。   A seal ring 33 is interposed between the outer peripheral surface of the cylindrical portion 312 of the shroud 31 and the turbine housing 12. The seal ring 33 prevents the exhaust gas from leaking from the scroll passage 121 to the outflow passage 125 via the gap K between the shroud 31 and the turbine housing 12.

旋回通路122の途中に配設されているノズルベーン21は、支軸22を介してノズルリング19に回動可能に支持され、且つ支軸23を介してシュラウド31に回動可能に支持されている。ノズルベーン21は、隣り合うノズルベーン21間の流路断面積を変更可能である。   The nozzle vane 21 disposed in the middle of the turning passage 122 is rotatably supported by the nozzle ring 19 via the support shaft 22 and is rotatably supported by the shroud 31 via the support shaft 23. . The nozzle vane 21 can change the flow path cross-sectional area between the adjacent nozzle vanes 21.

図6(b)に示すように、収容室27内においてノズルリング19にはサポートリング28及び押さえリング29が重ね合わせた状態で複数の連結ピン32によって止着されている。サポートリング28は、ノズルリング19に接合する平板な接合部281と、段差を介して接合部281に連なる平板な保持部282と、保持部282の外周縁に連なる円筒部283と、円筒部283に連なるフランジ部284とからなる。フランジ部284は、センターハウジング14のフランジ壁143とタービンハウジング12の連結筒部123との間に挟み込み支持されている。円筒部283は、ユニゾンリング25を半径方向への移動を規制するように包囲している。円筒部283は、タービンハウジング12の連結筒部123から離されており、サポートリング28は、収容室27を駆動室271と排水室272とに区画している。   As shown in FIG. 6B, the support ring 28 and the pressing ring 29 are fixed to the nozzle ring 19 in the housing chamber 27 by a plurality of connecting pins 32. The support ring 28 includes a flat joint 281 joined to the nozzle ring 19, a flat holding part 282 connected to the joint 281 through a step, a cylindrical part 283 connected to the outer periphery of the holding part 282, and a cylindrical part 283. And a flange portion 284 connected to the head. The flange portion 284 is sandwiched and supported between the flange wall 143 of the center housing 14 and the connecting cylinder portion 123 of the turbine housing 12. The cylindrical portion 283 surrounds the unison ring 25 so as to restrict movement in the radial direction. The cylindrical portion 283 is separated from the connecting cylinder portion 123 of the turbine housing 12, and the support ring 28 divides the storage chamber 27 into a drive chamber 271 and a drain chamber 272.

図7に示すように、押さえリング29に一体形成されている押さえ突起291は、ユニゾンリング25をサポートリング28の保持部282に押さえ付けており、この押さえ付けによりユニゾンリング25がサポートリング28から脱落不能となっている。ユニゾンリング25は、サポートリング28の円筒部283の筒内で回動可能である。   As shown in FIG. 7, the pressing protrusion 291 formed integrally with the pressing ring 29 presses the unison ring 25 against the holding portion 282 of the support ring 28, and the unison ring 25 is separated from the support ring 28 by this pressing. It cannot be removed. The unison ring 25 is rotatable within the cylinder of the cylindrical portion 283 of the support ring 28.

図6(a)に示すノズルリング19、シュラウド31、ノズルベーン21、支軸22,23、アーム26、ユニゾンリング25及び押さえリング29は、サポートリング28に連結されている。これらの部材のうちのサポートリング28のみがタービンハウジング12及びセンターハウジング14に直接連結されている。つまり、ノズルリング19、シュラウド31、ノズルベーン21、支軸22,23、アーム26、ユニゾンリング25及び押さえリング29は、サポートリング28を介してタービンハウジング12及びセンターハウジング14に間接的に連結されている。   The nozzle ring 19, the shroud 31, the nozzle vane 21, the support shafts 22 and 23, the arm 26, the unison ring 25 and the pressing ring 29 shown in FIG. 6A are connected to the support ring 28. Only the support ring 28 of these members is directly connected to the turbine housing 12 and the center housing 14. That is, the nozzle ring 19, the shroud 31, the nozzle vane 21, the support shafts 22 and 23, the arm 26, the unison ring 25 and the pressing ring 29 are indirectly connected to the turbine housing 12 and the center housing 14 via the support ring 28. Yes.

収容室27内のユニゾンリング25、押さえリング29及びアーム26は、サポートリング28によってノズルリング19から隔てられて収容室27に収容されるノズルベーン駆動機構37を構成する。   The unison ring 25, the holding ring 29 and the arm 26 in the storage chamber 27 constitute a nozzle vane drive mechanism 37 which is separated from the nozzle ring 19 by the support ring 28 and stored in the storage chamber 27.

駆動レバー36、支軸34、駆動アーム35、ノズルベーン駆動機構37、ノズルリング19、シュラウド31、支軸22,23及びノズルベーン21は、隣り合うノズルベーン21間の流路断面積を変更可能な可変ノズル機構38Aを構成する。   The drive lever 36, the support shaft 34, the drive arm 35, the nozzle vane drive mechanism 37, the nozzle ring 19, the shroud 31, the support shafts 22 and 23, and the nozzle vane 21 are variable nozzles that can change the flow path cross-sectional area between adjacent nozzle vanes 21. The mechanism 38A is configured.

サポートリング28の円筒部283の最下部には連通孔30が貫設されている。貯水凹部391は、連通孔30を介して駆動室271に連通している。
第2の実施形態では以下の効果が得られる。
A communication hole 30 is provided through the lowermost portion of the cylindrical portion 283 of the support ring 28. The water storage recess 391 communicates with the drive chamber 271 through the communication hole 30.
In the second embodiment, the following effects can be obtained.

(2)ノズルリング19、シュラウド31、ノズルベーン21、支軸22,23、アーム26、ユニゾンリング25及び押さえリング29は、サポートリング28に支持されており、これらの部材19,31,21,22,23,26,25,29がエンジン始動後に熱膨張しても、タービンハウジング12と干渉することはない。これらの部材19,31,21,22,23,26,25,29が熱膨張してタービンハウジング12と干渉したとすると、可変ノズル機構38が変形してノズルベーン21が適正に動かなくなるおそれがある。   (2) The nozzle ring 19, the shroud 31, the nozzle vane 21, the support shafts 22 and 23, the arm 26, the unison ring 25 and the pressing ring 29 are supported by a support ring 28, and these members 19, 31, 21 and 22 are supported. , 23, 26, 25, 29 will not interfere with the turbine housing 12 even if they are thermally expanded after the engine is started. If these members 19, 31, 21, 22, 23, 26, 25, 29 are thermally expanded and interfere with the turbine housing 12, the variable nozzle mechanism 38 may be deformed and the nozzle vane 21 may not move properly. .

ノズルリング19、シュラウド31、ノズルベーン21、支軸22,23、アーム26、ユニゾンリング25及び押さえリング29をサポートリング28によって支持する構成は、部材19,31,21,22,23,26,25,29の熱膨張によるタービンハウジング12との干渉を回避させる。   The structure in which the nozzle ring 19, the shroud 31, the nozzle vane 21, the support shafts 22 and 23, the arm 26, the unison ring 25, and the pressing ring 29 are supported by the support ring 28 is a member 19, 31, 22, 22, 23, 26, 25. 29 to avoid interference with the turbine housing 12 due to thermal expansion.

エンジン始動直後にエンジン停止を行なうと、上記のような利点を有するサポートリング28採用のターボチャージャ11内の排気ガス中の水分が凝縮する。排気ガスは、駆動室271内へも入り込むため、排気ガス中の水分が駆動室271内でも凝縮する。駆動室271内で凝縮した水は、駆動室271の底部に落下するが、駆動室271の底部に落下した水が駆動室271の底部で凍結したとすると、ノズルベーン駆動機構37が凍り付き、エンジン再始動時にはノズルベーン駆動機構37が損傷する。   If the engine is stopped immediately after the engine is started, moisture in the exhaust gas in the turbocharger 11 employing the support ring 28 having the above-described advantages is condensed. Since the exhaust gas also enters the driving chamber 271, the moisture in the exhaust gas is condensed in the driving chamber 271. The water condensed in the drive chamber 271 falls to the bottom of the drive chamber 271, but if the water dropped on the bottom of the drive chamber 271 freezes at the bottom of the drive chamber 271, the nozzle vane drive mechanism 37 is frozen and the engine During startup, the nozzle vane drive mechanism 37 is damaged.

本実施形態では、駆動室271の底部に落下した水は、連通孔30を経由して貯水壁39に貯まる。そのため、水が凍結するような低温環境下においても、駆動室271の底部に落下した水は、貯水凹部391で凍結する。その結果、ノズルベーン駆動機構37が凍結水によって損傷することはない。   In the present embodiment, the water dropped on the bottom of the drive chamber 271 is stored in the water storage wall 39 through the communication hole 30. Therefore, even in a low temperature environment where water freezes, the water that has dropped to the bottom of the drive chamber 271 is frozen in the water storage recess 391. As a result, the nozzle vane drive mechanism 37 is not damaged by the frozen water.

(3)シュラウド31の外周面とタービンハウジング12との間にシールリング33を介在した構成は、部材19,31,21,22,23,26,25,28,29からなる組み立て物が回転軸線151の方向へ熱膨張によって伸縮することを許容する。そのため、部材19,31,21,22,23,26,25,29がエンジン始動後に熱膨張しても、タービンハウジング12と干渉することはない。   (3) In the configuration in which the seal ring 33 is interposed between the outer peripheral surface of the shroud 31 and the turbine housing 12, the assembly including the members 19, 31, 22, 22, 23, 26, 25, 28, and 29 is a rotation axis. It is allowed to expand and contract by thermal expansion in the direction of 151. Therefore, even if the members 19, 31, 21, 22, 23, 26, 25, and 29 are thermally expanded after the engine is started, they do not interfere with the turbine housing 12.

本発明では以下のような実施形態も可能である。
○第1,2の実施形態において、貯水凹部391をセンターハウジング14に凹み形成してもよい。
In the present invention, the following embodiments are also possible.
In the first and second embodiments, the water storage recess 391 may be recessed in the center housing 14.

○第1,2の実施形態において、センターハウジング14とタービンハウジング12との両方に貯水凹部391を凹み形成してもよい。
前記した実施形態から把握できる技術思想について以下に記載する。
In the first and second embodiments, the water storage recess 391 may be formed in both the center housing 14 and the turbine housing 12.
The technical idea that can be grasped from the embodiment described above will be described below.

〔1〕前記可変ノズル機構は、前記ノズルリングに連結されたサポートリングを備えており、前記ノズルベーン駆動機構は、前記サポートリングによって前記ノズルリングから隔てられて前記収容室に収容されており、前記サポートリングの下部を貫通して前記貯水凹部に至る連通路が設けられている請求項1及び請求項2のいずれか1項に記載の可変ノズル機構付きターボチャージャ。   [1] The variable nozzle mechanism includes a support ring connected to the nozzle ring, and the nozzle vane drive mechanism is separated from the nozzle ring by the support ring and is accommodated in the accommodation chamber. The turbocharger with a variable nozzle mechanism according to any one of claims 1 and 2, wherein a communication passage is provided through the lower portion of the support ring to reach the water storage recess.

〔2〕前記収容室は、前記サポートリングによって駆動室と排水室とに区画されており、前記ノズルベーン駆動機構は、前記駆動室に収容されており、前記貯水凹部は、前記排水室に開口しており、前記連通路は、前記サポートリングに貫設されて前記排水室に連通している前記〔1〕項に記載の可変ノズル機構付きターボチャージャ。   [2] The storage chamber is divided into a drive chamber and a drain chamber by the support ring, the nozzle vane drive mechanism is stored in the drive chamber, and the water storage recess opens into the drain chamber. The turbocharger with a variable nozzle mechanism according to the item [1], wherein the communication passage is provided through the support ring and communicates with the drainage chamber.

〔3〕前記可変ノズル機構は、前記ノズルリングに連結されたシュラウドと、前記ノズルリングと前記シュラウドとの間に支持された前記ノズルベーンと、前記ノズルベーンの開度を変更するためのユニゾンリングを備えた可変伝達機構と、前記ユニゾンリングと前記ノズルリングとの間に介在された前記サポートリングとを備えており、前記シュラウドは、通路形成部と円筒部とを有し、前記円筒部の外周面と前記タービンハウジングとの間にシールリングが介在されている前記〔1〕,〔2〕項のいずれか1項に記載の可変ノズル機構付きターボチャージャ。   [3] The variable nozzle mechanism includes a shroud connected to the nozzle ring, the nozzle vane supported between the nozzle ring and the shroud, and a unison ring for changing the opening degree of the nozzle vane. A variable transmission mechanism, and the support ring interposed between the unison ring and the nozzle ring, and the shroud includes a passage forming portion and a cylindrical portion, and an outer peripheral surface of the cylindrical portion. The turbocharger with a variable nozzle mechanism according to any one of [1] and [2], wherein a seal ring is interposed between the turbine housing and the turbine housing.

第1の実施形態を示すターボチャージャの側断面図。The side sectional view of the turbocharger which shows a 1st embodiment. 部分拡大側断面図。FIG. 図1のA−A線断面図。AA sectional view taken on the line AA of FIG. 図1のB−B線断面図。FIG. 3 is a sectional view taken along line BB in FIG. 1. 図1のC−C線断面図。The CC sectional view taken on the line of FIG. 第2の実施形態を示し、(a)は、部分側断面図。(b)は、部分拡大側断面図。A 2nd embodiment is shown and (a) is a fragmentary sectional side view. (B) is a partial expanded side sectional view. 図6(a)のD−D線断面図。The DD sectional view taken on the line of Fig.6 (a).

符号の説明Explanation of symbols

11…ターボチャージャ。12…ターボハウジングを構成するタービンハウジング。120…ガス通路。14…ターボハウジングを構成するセンターハウジング。120…ガス通路。17…タービンホイール。19…ノズルリング。21…ノズルベーン。25…ユニゾンリング。251…最下部。26…アーム。27…収容室。270…底部。391…貯水凹部。37…ノズルベーン駆動機構。38,38A…可変ノズル機構。   11 ... Turbocharger. 12: Turbine housing constituting the turbo housing. 120: Gas passage. 14: Center housing constituting the turbo housing. 120: Gas passage. 17 ... Turbine wheel. 19 ... Nozzle ring. 21 ... Nozzle vane. 25 ... Unison ring. 251 ... Bottom. 26 ... arm. 27: Containment room. 270 ... Bottom. 391 ... Water storage recess. 37: Nozzle vane drive mechanism. 38, 38A ... Variable nozzle mechanism.

Claims (2)

内燃機関の排気ガスが吹き付けられることにより回転するタービンホイールがターボハウジング内に収容されており、前記タービンホイールへ前記排気ガスを導くガス通路を形成するノズルリングと、前記ノズルリングに支持されて前記ガス通路の流路面積を可変とするノズルベーンと、前記ノズルベーンを駆動するためのノズルベーン駆動機構とを備えた可変ノズル機構が設けられており、前記ノズルベーン駆動機構は、前記ターボハウジング内の収容室に収容されている可変ノズル機構付きターボチャージャにおいて、
前記収容室の底部に連なる貯水凹部が前記ターボハウジングに設けられている可変ノズル機構付きターボチャージャ。
A turbine wheel that rotates by blowing exhaust gas of an internal combustion engine is accommodated in a turbo housing, a nozzle ring that forms a gas passage that guides the exhaust gas to the turbine wheel, and a nozzle ring that is supported by the nozzle ring and There is provided a variable nozzle mechanism including a nozzle vane for changing a flow passage area of the gas passage and a nozzle vane driving mechanism for driving the nozzle vane, and the nozzle vane driving mechanism is provided in a storage chamber in the turbo housing. In the turbocharger with a variable nozzle mechanism that is housed,
A turbocharger with a variable nozzle mechanism, wherein a water storage recess connected to the bottom of the storage chamber is provided in the turbo housing.
前記ノズルベーン駆動機構は、前記ノズルベーンに連結されたアームと、前記アームに離脱不能に係合されたユニゾンリングとを備え、前記貯水凹部は、前記ユニゾンリングの最下部の下にある請求項1に記載の可変ノズル機構付きターボチャージャ。   The nozzle vane driving mechanism includes an arm connected to the nozzle vane and a unison ring engaged with the arm in a non-detachable manner, and the water storage recess is below a lowermost portion of the unison ring. Turbocharger with variable nozzle mechanism as described.
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