JP7298525B2 - turbocharger - Google Patents
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Description
本発明は、ターボチャージャに関する。 The present invention relates to turbochargers.
従来より、複数の気筒を有する内燃機関において、各気筒からの排気ガスの排気干渉を回避するとともに排気圧力脈動を有効利用することができる、ツインスクロールターボチャージャが提案されている。例えば直列4気筒の内燃機関であって、燃焼の順番が、第1気筒-->第3気筒――>第4気筒――>第2気筒の順である場合、第1気筒と第4気筒の排気ガスを合流させてタービンへ導く第1ガス流路と、第2気筒と第3気筒の排気ガスを合流させてタービンへ導く第2ガス流路と、が別々のガス流路とされて、それぞれのガス流路がタービンへと導かれているツインスクロールターボチャージャが提案されている。 BACKGROUND ART Conventionally, in an internal combustion engine having a plurality of cylinders, there has been proposed a twin-scroll turbocharger capable of avoiding exhaust gas interference from each cylinder and effectively utilizing exhaust pressure pulsation. For example, in an in-line 4-cylinder internal combustion engine, if the order of combustion is 1st cylinder -> 3rd cylinder -> 4th cylinder -> 2nd cylinder, then 1st cylinder and 4th cylinder A first gas flow path that joins the exhaust gases of the second and third cylinders and guides them to the turbine, and a second gas flow path that joins the exhaust gases of the second and third cylinders and guides them to the turbine are separate gas flow paths. , a twin-scroll turbocharger has been proposed in which each gas flow path leads to a turbine.
例えば特許文献1に記載の過給機には、図9に示すように、ガス導入路136Fの第1ガス流路136G1が第1スクロール部136S1に接続され、第2ガス流路136G2が第2スクロール部136S2に接続されたタービン136が記載されている。図9に示す特許文献1のタービン136では、タービンホイール136Tの回転軸線136Jの位置から見て、第1ガス流路136G1と第2ガス流路136G2(または第1スクロール部136S1と第2スクロール部136S2)が径方向にオーバーラップしている。
For example, in the turbocharger described in
また、従来より、図10の例に示すツインスクロールターボチャージャのタービン236も存在している。図10の例に示すタービン236では、第1スクロール部236S1と、第2スクロール部236S2は、タービンホイール236Tの回転軸線236Jに沿う方向においてオーバーラップしている。
Conventionally, there is also a twin-
図9に示す特許文献1に記載のタービン136では、タービンホイール136Tの外周に、約1周分の第1スクロール部136S1と、約半周分の第2スクロール部136S2と、が配置されており、合わせて約1.5周分のタービンスクロール部が配置されている。そして、タービンホイール136Tの回転軸線136Jから見て第1ガス流路136G1と第2ガス流路136G2、及び第1スクロール部136S1と第2スクロール部136S2、が径方向においてオーバーラップしている。つまり、タービンホイール136Tの外周に第2ガス流路136G2と第2スクロール部136S2が配置され、第2スクロール部136S2のさらに外周に第1ガス流路136G1と第1スクロール部136S1が配置されている。従って、タービン136の径方向のサイズが大きくなる。また、タービンホイール136Tに向かって旋回する2本のスクロール部(第1スクロール部136S1と第2スクロール部136S2)を必要としており、らせん状に旋回しながら徐々に径が小さくなる2本のスクロール部の形状が複雑である。
In the
図10に示すタービン236では、タービンホイール236Tの回転軸線236Jに沿う方向において第1スクロール部236S1と第2スクロール部236S2がオーバーラップしている。つまり、タービン236のスクロール部における回転軸線236Jに沿う方向のサイズが大きくなる。また、タービンホイール236Tに向かって旋回する2本のスクロール部(第1スクロール部236S1と第2スクロール部236S2)を必要としており、らせん状に旋回しながら徐々に径が小さくなる2本のスクロール部の形状が複雑である。
In the
図9、図10に示す従来のツインスクロールターボチャージャでは、並列する2本のスクロール部のそれぞれが、タービンホイールの外周に配置されており、2本のスクロール部の長さを合わせると、タービンホイールの外周の1周分を超えるので、径方向または軸方向にオーバーラップする。図9に示す従来のツインスクロールターボチャージャでは、並列する2本のスクロール部が径方向に並べられているので、径方向のサイズが大きくなっている。また図10に示す従来のツインスクロールターボチャージャでは、並列する2本のスクロール部が軸方向に並べられているので、軸方向のサイズが大きくなっている。 In the conventional twin-scroll turbocharger shown in FIGS. 9 and 10, each of the two parallel scroll portions is arranged on the outer circumference of the turbine wheel. Since it exceeds one circumference of the outer circumference of the , they overlap in the radial direction or the axial direction. In the conventional twin-scroll turbocharger shown in FIG. 9, two parallel scroll portions are arranged in the radial direction, so the size in the radial direction is large. Also, in the conventional twin scroll turbocharger shown in FIG. 10, the two parallel scroll portions are aligned in the axial direction, so the size in the axial direction is large.
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、タービンホイールへの複数のガス流路を有するとともに、よりシンプルな形状で、より小型化することが可能なターボチャージャを提供することを課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been devised in view of these points, and provides a turbocharger that has a plurality of gas flow paths to the turbine wheel and that has a simpler shape and can be made more compact. The challenge is to
上記課題を解決するため、本発明の第1の発明は、内燃機関の排気ガスのエネルギーを用いて過給するターボチャージャであって、タービン回転軸線回りに回転自在に支持されたタービンホイールと、前記タービンホイールの外周に配置されたタービンスクロール部と、排気ガスを前記タービンスクロール部へと導くガス導入路と、前記タービンホイールを回転させた排気ガスが吐出されるガス吐出口と、を有する。また、前記タービンスクロール部は、前記タービンホイールの外周の周方向に連続する1周分のみが形成されており、前記タービンスクロール部内における前記タービンホイールの外周部には、前記タービンホイールに吹き付けられる排気ガスの流れを整える複数のノズルが、周方向に沿って配置されており、前記ガス導入路内における排気ガスの流入口であるガス流入口から前記ノズルに達するまでの位置には、前記ガス導入路を複数のガス流路に分割する流入側隔壁が設けられている。そして、複数の前記ガス流路は、前記タービン回転軸線の位置から見て径方向においてオーバーラップしないように分割されており、かつ、前記タービン回転軸線に沿う方向においてオーバーラップしないように分割されており、それぞれの前記ガス流路から前記タービンスクロール部へ導かれたそれぞれの排気ガスは、前記タービンホイールに吹き付けられる際、複数の前記ノズルによって、前記タービンホイールを所定の方向に回転させる方向の流れに整えられている、ターボチャージャである。 In order to solve the above-mentioned problems, a first invention of the present invention is a turbocharger that supercharges using the energy of exhaust gas of an internal combustion engine, the turbocharger comprising: a turbine wheel rotatably supported around a turbine rotation axis; It has a turbine scroll portion arranged on the outer periphery of the turbine wheel, a gas introduction passage for guiding exhaust gas to the turbine scroll portion, and a gas discharge port through which the exhaust gas generated by rotating the turbine wheel is discharged. In addition, the turbine scroll portion is formed so as to extend only one round in the circumferential direction of the outer circumference of the turbine wheel. A plurality of nozzles for regulating the flow of gas are arranged along the circumferential direction, and at a position from a gas inlet, which is an inlet of exhaust gas in the gas introduction path, to the nozzle, the gas introduction nozzle is provided. An inlet partition is provided dividing the passageway into a plurality of gas passageways. The plurality of gas flow paths are divided so as not to overlap in the radial direction when viewed from the position of the turbine rotation axis, and are divided so as not to overlap in the direction along the turbine rotation axis. Each of the exhaust gases guided from each of the gas flow paths to the turbine scroll portion flows in a direction that rotates the turbine wheel in a predetermined direction by the plurality of nozzles when the exhaust gas is blown against the turbine wheel. It is a turbocharger that is trimmed to.
次に、本発明の第2の発明は、内燃機関の排気ガスのエネルギーを用いて過給するターボチャージャであって、タービン回転軸線回りに回転自在に支持されたタービンホイールと、前記タービンホイールの外周に配置されたタービンスクロール部と、排気ガスを前記タービンスクロール部へと導くガス導入路と、前記タービンホイールを回転させた排気ガスが吐出されるガス吐出口と、を有する。また、前記タービンスクロール部は、前記タービンホイールの外周の周方向に連続する1周分のみが形成されており、前記タービンスクロール部内における前記タービンホイールの外周部には、前記タービンホイールに吹き付けられる排気ガスの流れを整える複数のノズルが、周方向に沿って配置されており、前記ガス導入路内における排気ガスの流入口であるガス流入口から前記ノズルに達するまでの位置には、前記ガス導入路を複数のガス流路に分割する流入側隔壁が設けられている。そして、複数の前記ガス流路におけるいずれか1つの前記ガス流路は、前記タービンスクロール部内に導かれた排気ガスが前記タービンスクロール部に沿って一方方向に旋回するように前記タービンスクロール部に接続されており、残りの前記ガス流路におけるいずれか1つの前記ガス流路は、前記タービンスクロール部内に導かれた排気ガスが前記タービンスクロール部に沿って前記一方方向とは反対方向に旋回するように前記タービンスクロール部に接続されており、それぞれの前記ガス流路から前記タービンスクロール部へ導かれたそれぞれの排気ガスは、前記タービンホイールに吹き付けられる際、複数の前記ノズルによって、前記タービンホイールを所定の方向に回転させる方向の流れに整えられている、ターボチャージャである。 Next, a second aspect of the present invention is a turbocharger for supercharging using the energy of exhaust gas from an internal combustion engine, comprising: a turbine wheel rotatably supported around a turbine rotation axis; It has a turbine scroll portion arranged on the outer periphery, a gas introduction path for guiding exhaust gas to the turbine scroll portion, and a gas discharge port for discharging the exhaust gas caused by rotating the turbine wheel. In addition, the turbine scroll portion is formed so as to extend only one round in the circumferential direction of the outer circumference of the turbine wheel. A plurality of nozzles for regulating the flow of gas are arranged along the circumferential direction, and at a position from a gas inlet, which is an inlet of exhaust gas in the gas introduction path, to the nozzle, the gas introduction nozzle is provided. An inlet partition is provided dividing the passageway into a plurality of gas passageways. Any one of the plurality of gas flow paths is connected to the turbine scroll so that the exhaust gas guided into the turbine scroll rotates in one direction along the turbine scroll. and any one of the remaining gas flow paths is arranged so that the exhaust gas guided into the turbine scroll section is swirled along the turbine scroll section in a direction opposite to the one direction. is connected to the turbine scroll portion, and each exhaust gas guided to the turbine scroll portion from each of the gas flow paths blows the turbine wheel through the plurality of nozzles when being blown to the turbine wheel. It is a turbocharger arranged to flow in a direction that rotates in a predetermined direction.
次に、本発明の第3の発明は、内燃機関の排気ガスのエネルギーを用いて過給するターボチャージャであって、タービン回転軸線回りに回転自在に支持されたタービンホイールと、前記タービンホイールの外周に配置されたタービンスクロール部と、排気ガスを前記タービンスクロール部へと導くガス導入路と、前記タービンホイールを回転させた排気ガスが吐出されるガス吐出口と、を有する。また、前記タービンスクロール部は、前記タービンホイールの外周の周方向に連続する1周分のみが形成されており、前記タービンスクロール部内における前記タービンホイールの外周部には、前記タービンホイールに吹き付けられる排気ガスの流れを整える複数のノズルが、周方向に沿って配置されており、前記ガス導入路内における排気ガスの流入口であるガス流入口から前記ノズルに達するまでの位置には、前記ガス導入路を複数のガス流路に分割する流入側隔壁が設けられている。そして、前記タービンスクロール部内における前記ガス導入路とは反対側となる位置の周辺には、前記ノズルに接近した位置から前記タービンスクロール部の内壁に至る流路末端隔壁が設けられており、前記タービンスクロール部は、それぞれの前記ガス流路に接続されて、前記流入側隔壁と前記流路末端隔壁によって、それぞれの前記ガス流路からの排気ガスを前記タービンホイールへと導くそれぞれの領域へと、周方向において分割されており、それぞれの前記ガス流路から前記タービンスクロール部へ導かれたそれぞれの排気ガスは、前記タービンホイールに吹き付けられる際、複数の前記ノズルによって、前記タービンホイールを所定の方向に回転させる方向の流れに整えられている、ターボチャージャである。 Next, a third aspect of the present invention is a turbocharger for supercharging using the energy of exhaust gas from an internal combustion engine, comprising a turbine wheel rotatably supported around a turbine rotation axis; It has a turbine scroll portion arranged on the outer periphery, a gas introduction path for guiding exhaust gas to the turbine scroll portion, and a gas discharge port for discharging the exhaust gas caused by rotating the turbine wheel. In addition, the turbine scroll portion is formed so as to extend only one round in the circumferential direction of the outer circumference of the turbine wheel. A plurality of nozzles for regulating the flow of gas are arranged along the circumferential direction, and at a position from a gas inlet, which is an inlet of exhaust gas in the gas introduction path, to the nozzle, the gas introduction nozzle is provided. An inlet partition is provided dividing the passageway into a plurality of gas passageways. A flow path end partition extending from a position close to the nozzle to an inner wall of the turbine scroll portion is provided around a position opposite to the gas introduction passage in the turbine scroll portion. a scroll portion connected to each of the gas flow passages to direct exhaust gas from each of the gas flow passages to the turbine wheel by means of the inflow side partition wall and the flow passage end partition wall; Each exhaust gas, which is divided in the circumferential direction and guided from each of the gas flow paths to the turbine scroll portion, is directed toward the turbine wheel in a predetermined direction by the plurality of nozzles when the exhaust gas is blown onto the turbine wheel. It is a turbocharger that is arranged to flow in the direction of rotation.
次に、本発明の第4の発明は、上記第1の発明または第2の発明に係るターボチャージャであって、前記タービンスクロール部内における前記ガス導入路とは反対側となる位置の周辺には、前記ノズルに接近した位置から前記タービンスクロール部の内壁に至る流路末端隔壁が設けられている、ターボチャージャである。 Next, a fourth invention of the present invention is the turbocharger according to the first invention or the second invention, wherein a position opposite to the gas introduction passage in the turbine scroll portion is surrounded by and a flow path end partition extending from a position close to the nozzle to an inner wall of the turbine scroll portion.
次に、本発明の第5の発明は、上記第3の発明または第4の発明に係るターボチャージャであって、前記ガス流路は2つであり、前記流入側隔壁と前記流路末端隔壁はそれぞれ1つであり、それぞれの前記ガス流路に対応するそれぞれの前記ガス流入口は、前記タービン回転軸線に直交する方向に沿って、隣り合うように配置されており、前記流路末端隔壁は、排気ガスが前記ノズルを回り込むことなく前記タービンホイールに達する側の前記ガス流路の前記ガス流入口から前記タービンスクロール部を経由して前記流路末端隔壁に至るまでの距離よりも、排気ガスが前記ノズルを回り込んで前記タービンホイールに達する側の前記ガス流路の前記ガス流入口から前記タービンスクロール部を経由して前記流路末端隔壁に至るまでの距離のほうが短くなるように設けられている、ターボチャージャである。 Next, a fifth invention of the present invention is the turbocharger according to the third invention or the fourth invention, wherein the gas passages are two, and the inflow side partition wall and the passage end partition wall is one, and the respective gas inlets corresponding to the respective gas flow paths are arranged adjacent to each other along the direction orthogonal to the turbine rotation axis, and the flow path terminal bulkheads is greater than the distance from the gas inlet of the gas flow path on the side where the exhaust gas reaches the turbine wheel without going around the nozzle to the flow path terminal bulkhead via the turbine scroll portion. Provided so that the distance from the gas inlet of the gas flow path on the side of the gas flowing around the nozzle to reach the turbine wheel to the flow path end bulkhead via the turbine scroll portion is shorter. It is a turbocharger.
次に、本発明の第6の発明は、上記第3の発明または第4の発明に係るターボチャージャであって、前記ガス流路は2つであり、前記流入側隔壁と前記流路末端隔壁はそれぞれ1つであり、それぞれの前記ガス流路に対応するそれぞれの前記ガス流入口は、前記タービン回転軸線に直交する方向に沿って、隣り合うように配置されており、前記流路末端隔壁は、排気ガスが前記ノズルを回り込むことなく前記タービンホイールに達する側の前記ガス流路の前記ガス流入口から前記タービンスクロール部を経由して前記流路末端隔壁に至るまでの距離と、排気ガスが前記ノズルを回り込んで前記タービンホイールに達する側の前記ガス流路の前記ガス流入口から前記タービンスクロール部を経由して前記流路末端隔壁に至るまでの距離と、がほぼ同じとなるように設けられている、ターボチャージャである。 Next, a sixth invention of the present invention is the turbocharger according to the third invention or the fourth invention, wherein there are two gas flow paths, the inflow side partition wall and the flow path end partition wall. is one, and the respective gas inlets corresponding to the respective gas flow paths are arranged adjacent to each other along the direction orthogonal to the turbine rotation axis, and the flow path terminal bulkheads is the distance from the gas inlet of the gas flow path on the side where the exhaust gas reaches the turbine wheel without going around the nozzle to the end partition wall of the flow path via the turbine scroll portion; is approximately the same as the distance from the gas inlet of the gas flow path on the side of reaching the turbine wheel through the nozzle to the flow path end bulkhead via the turbine scroll portion. It is a turbocharger provided in
次に、本発明の第7の発明は、上記第3の発明~第6の発明のいずれか1つに係るターボチャージャであって、前記流路末端隔壁における前記ノズルの側の端部である流路末端隔壁端部に最も近い位置にある前記ノズルは、前記流路末端隔壁端部に近接している、ターボチャージャである。 Next, a seventh invention of the present invention is the turbocharger according to any one of the third invention to the sixth invention, wherein the end portion of the flow path end partition wall on the nozzle side The nozzle closest to the end flow bulkhead edge is a turbocharger that is adjacent to the end flow bulkhead end.
次に、本発明の第8の発明は、上記第1の発明~第7の発明のいずれか1つに係るターボチャージャであって、前記流入側隔壁における前記ノズルの側の端部である流入側隔壁端部に最も近い位置にある前記ノズルは、前記流入側隔壁端部に近接している、ターボチャージャである。 Next, an eighth invention of the present invention is the turbocharger according to any one of the first invention to the seventh invention, wherein the inflow-side bulkhead, which is an end on the nozzle side of the inflow-side partition wall, has an inflow The nozzle closest to the side bulkhead end is a turbocharger that is adjacent to the inlet side bulkhead end.
第1の発明によれば、タービンスクロール部は、タービンホイールの周方向に連続する1周分のみが形成されている。また、複数のガス流路が、タービン回転軸線から見て径方向にオーバーラップしないように分割され、かつ、タービン回転軸線に沿う方向においてオーバーラップしないように分割されている。従って、図3~図5の例に示すように、タービンを(ターボチャージャを)非常にシンプルな形状にすることが可能であり、より小型化することが可能となる。 According to the first aspect of the invention, the turbine scroll portion is formed for only one round that is continuous in the circumferential direction of the turbine wheel. Further, the plurality of gas flow paths are divided so as not to overlap in the radial direction when viewed from the turbine rotation axis, and are divided so as not to overlap in the direction along the turbine rotation axis. Therefore, as shown in the examples of FIGS. 3 to 5, the turbine (turbocharger) can have a very simple shape and can be made smaller.
第2の発明によれば、タービンスクロール部は、タービンホイールの周方向に連続する1周分のみが形成されている。また、複数のガス流路におけるいずれか1つのガス流路は、排気ガスがタービンスクロール部に沿って一方方向に旋回するようにタービンスクロール部に接続されている。また、残りのガス流路におけるいずれか1つのガス流路は、排気ガスがタービンスクロール部に沿って一方方向とは反対方向に旋回するようにタービンスクロール部に接続されている。従って、図3~図5、図7、図8の例に示すように、タービンを(ターボチャージャを)非常にシンプルな形状にすることが可能であり、より小型化することが可能となる。 According to the second aspect of the invention, the turbine scroll portion is formed for only one round that is continuous in the circumferential direction of the turbine wheel. Also, one of the plurality of gas flow paths is connected to the turbine scroll portion so that the exhaust gas circulates in one direction along the turbine scroll portion. Any one of the remaining gas flow paths is connected to the turbine scroll so that the exhaust gas is swirled along the turbine scroll in the direction opposite to the one direction. Therefore, as shown in the examples of FIGS. 3 to 5, 7 and 8, the turbine (turbocharger) can have a very simple shape and can be made smaller.
第3の発明によれば、タービンスクロール部は、タービンホイールの周方向に連続する1周分のみが形成されている。また、タービンスクロール部は、流入側隔壁と流路末端隔壁によって、それぞれのガス流路からの排気ガスをタービンホイールへと導くそれぞれの領域へと、周方向において分割されている。従って、図3~図5、図7、図8の例に示すように、タービンを(ターボチャージャを)非常にシンプルな形状にすることが可能であり、より小型化することが可能となる。 According to the third aspect of the invention, the turbine scroll portion is formed for only one round that is continuous in the circumferential direction of the turbine wheel. In addition, the turbine scroll portion is divided in the circumferential direction into respective regions that guide the exhaust gas from the respective gas passages to the turbine wheel by the inflow bulkhead and the flow passage end bulkhead. Therefore, as shown in the examples of FIGS. 3 to 5, 7 and 8, the turbine (turbocharger) can have a very simple shape and can be made smaller.
第4の発明によれば、複数のガス流路によってタービンスクロール部内に導かれて異なる旋回方向でタービンスクロール部内で旋回する排気ガスの衝突(干渉)を、流路末端隔壁で回避させることができる。 According to the fourth aspect, collision (interference) of the exhaust gas guided into the turbine scroll portion by the plurality of gas flow passages and swirling within the turbine scroll portion in different turning directions can be avoided by the flow passage terminal bulkhead. .
第5の発明によれば、例えば、ノズルを回り込んでタービンホイールに達する側における最も長い排気ガスの経路の長さと、ノズルを回り込むことなくタービンホイールの達する側における最も長い排気ガスの経路の長さと、がほぼ同じとなるように、流路末端隔壁の位置を適切な位置に設定することで、それぞれのガス流路からの排気ガスを効率よくタービンホイールへと導くことができる。 According to the fifth invention, for example, the length of the longest exhaust gas path on the side that goes around the nozzle and reaches the turbine wheel and the length of the longest exhaust gas path on the side that reaches the turbine wheel without going around the nozzle. By appropriately setting the positions of the end partitions of the flow passages so that the .
第6の発明によれば、ノズルを回り込んでタービンホイールに達する側におけるガス流入口から流路末端隔壁までの経路の長さと、ノズルを回り込むことなくタービンホイールに達する側におけるガス流入口から流路末端隔壁までの経路の長さと、がほぼ同じとなるように、流路末端隔壁の位置を適切な位置に設定することで、それぞれのガス流路からの排気ガスを効率よくタービンホイールへと導くことができる。 According to the sixth aspect of the invention, the length of the path from the gas inlet on the side reaching the turbine wheel around the nozzle to the channel end partition wall, and the length of the gas from the gas inlet on the side reaching the turbine wheel without going around the nozzle. By setting the position of the flow path end bulkhead at an appropriate position so that the length of the path to the flow path end bulkhead is almost the same, the exhaust gas from each gas flow path is efficiently directed to the turbine wheel. can lead.
第7の発明によれば、流路末端隔壁端部と、当該流路末端隔壁端部に最も近い位置にあるノズルと、を近接させて隙間を非常に小さくすることで、より効率よく排気ガスをタービンホイールへ導くことができる。 According to the seventh invention, the end of the partition wall at the end of the flow path and the nozzle located closest to the end of the partition at the end of the flow path are brought close to each other to make the gap very small, so that the exhaust gas can be efficiently discharged. can be led to the turbine wheel.
第8の発明によれば、流入側隔壁端部と、当該流入側隔壁端部に最も近い位置にあるノズルと、を近接させて隙間を非常に小さくすることで、より効率よく排気ガスをタービンホイールへ導くことができる。 According to the eighth aspect of the invention, the end of the inflow-side partition wall and the nozzle closest to the end of the inflow-side partition wall are brought close to each other to make the gap very small, so that the exhaust gas can be more efficiently discharged into the turbine. Can lead to the wheel.
●[内燃機関システム1の概略構成の例(図1)]
以下に本発明を実施するための形態を、図面を用いて説明する。まず図1を用いて、本発明のターボチャージャ30を適用した内燃機関システム1の概略構成の例について説明する。以下の説明では、直列4気筒のディーゼルエンジンを内燃機関10の例として説明する。
● [Example of schematic configuration of internal combustion engine system 1 (Fig. 1)]
A mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. First, an example of a schematic configuration of an internal
以下、システム全体について、吸気側から排気側に向かって順に説明する。吸気管11Aの流入側には、エアクリーナ(図示省略)、吸気流量検出手段21(例えば、吸気流量センサ)が設けられている。また吸気流量検出手段21には、吸気温度検出手段28A(例えば、吸気温度センサ)、大気圧検出手段23(例えば、大気圧センサ)が設けられている。
The entire system will be described below in order from the intake side to the exhaust side. An air cleaner (not shown) and an intake flow rate detecting means 21 (for example, an intake flow rate sensor) are provided on the inflow side of the
吸気管11Aの流出側はコンプレッサ35の吸気流入口35Aに接続され、コンプレッサ35の吸気吐出口35Bは吸気管11Bの流入側に接続されている。ターボチャージャ30のコンプレッサ35は、排気ガスのエネルギーによって回転駆動されるタービン36にて回転駆動され、吸気管11Aから流入された吸気を吸気管11Bに圧送することで過給する。
The outflow side of the
コンプレッサ35の上流側となる吸気管11Aには、コンプレッサ上流圧力検出手段24A(例えば圧力センサ)が設けられている。コンプレッサ35の下流側となる吸気管11B(吸気管11Bにおけるコンプレッサ35とインタークーラ16との間の位置)には、コンプレッサ下流圧力検出手段24B(例えば圧力センサ)が設けられている。
The
吸気管11Bには、上流側にインタークーラ16が配置され、インタークーラ16よりも下流側にスロットル装置47が配置されている。インタークーラ16とスロットル装置47との間には、吸気温度検出手段28B(例えば、吸気温度センサ)が設けられている。
An
スロットル装置47には、制御装置50からの制御信号に基づいて吸気管11Bの開度を調整するスロットルバルブ47Vが設けられている。またスロットル装置47には、スロットル開度検出手段47S(例えば、スロットル開度センサ)が設けられている。
The
アクセルペダル踏込量検出手段25は、例えばアクセルペダル踏込角度センサであり、アクセルペダルに設けられている。 The accelerator pedal depression amount detection means 25 is, for example, an accelerator pedal depression angle sensor, and is provided on the accelerator pedal.
吸気管11Bにおけるスロットル装置47よりも下流側には、吸気マニホルド圧力検出手段24C(例えば圧力センサ)が設けられており、EGR配管13の流出側が接続されている。そして吸気管11Bの流出側は吸気マニホルド11Cの流入側に接続されており、吸気マニホルド11Cの流出側は内燃機関10の流入側に接続されている。またEGR配管13の流出側(吸気管11Bとの接続部)からは、EGR配管13の流入側(排気管12B1、12B2との接続部)から流入してきたEGRガスが、吸気管11B内に吐出される。
An intake manifold pressure detection means 24C (for example, a pressure sensor) is provided downstream of the
内燃機関10は複数のシリンダ45A~45Dを有しており、インジェクタ43A~43Dが、それぞれのシリンダに設けられている。インジェクタ43A~43Dには、コモンレール41と燃料配管42A~42Dを介して燃料が供給されており、インジェクタ43A~43Dは、制御装置50からの制御信号によって駆動され、それぞれのシリンダ45A~45D内に燃料を噴射する。
The
内燃機関10には、クランク角度検出手段22、クーラント温度検出手段28C等が設けられている。また図示省略するが、内燃機関10には、カム角度検出手段が設けられている。制御装置50は、クランク角度検出手段22からの検出信号とカム角度検出手段からの検出信号に基づいて、クランクシャフトの回転角度とカムシャフトの回転角度を検出することができる。
The
内燃機関10の排気側には排気マニホルド12A1、12A2の流入側が接続され、排気マニホルド12A1、12A2の流出側には、排気管12B1、12B2の流入側が接続されている。図1の例に示す直列4気筒の内燃機関10は、燃焼の順番が第1気筒――>第3気筒――>第4気筒――>第2気筒である例を示している。従って、第1気筒のシリンダ45Aと第4気筒のシリンダ45Dの排気マニホルド12A1が排気管12B1に接続され、第2気筒のシリンダ45Bと第3気筒のシリンダ45Cの排気マニホルド12A2が排気管12B1に接続されている。なお、第1気筒から排気管12B1までの排気マニホルド12A1の長さ、第4気筒から排気管12B1までの排気マニホルド12A1の長さ、第2気筒から排気管12B2までの排気マニホルド12A2の長さ、第3気筒から排気管12B2までの排気マニホルド12A2の長さ、は排気圧力脈動を有効利用するためにほぼ同じ長さ(同等の長さ)とされている。
The inflow sides of exhaust manifolds 12A1 and 12A2 are connected to the exhaust side of the
排気管12B1、12B2には、EGR配管13の流入側が接続されている。EGR配管13は、排気管12B1、12B2と吸気管11Bとを連通し、排気管12B1、12B2の排気ガスの一部を吸気管11Bに還流させることが可能である。またEGR配管13には、EGRクーラ15、EGR弁14が設けられている。排気管12B2(または排気管12B1)には、排気温度検出手段29が設けられている。
The inflow side of the
排気管12B1の流出側と、排気管12B2の流出側は、それぞれタービン36のガス流入口36Aに接続され、タービン36のガス吐出口36Bは排気管12Cの流入側に接続されている。なお、ターボチャージャ30が図2及び図3に示すターボチャージャ30の場合、排気管12B1の流出側は、図2及び図3に示すガス流入口36A1に接続され、排気管12B2の流出側は、図2及び図3に示すガス流入口36A2に接続されている。
The outflow side of the exhaust pipe 12B1 and the outflow side of the exhaust pipe 12B2 are each connected to the
タービン36には、タービン36へ導く排気ガスの流速を制御可能な(タービンへと排気ガスを導く流路の開度を調整可能な)ノズル33が設けられており、ノズル33は、ノズル駆動手段31によって開度が調整される。制御装置50は、ノズル開度検出手段32(例えば、ノズル開度センサ)からの検出信号と目標ノズル開度に基づいて、ノズル駆動手段31に制御信号を出力してノズル33の開度を調整可能である。
The
タービン36の上流側となる排気管12B1(または排気管12B2)には、タービン上流圧力検出手段26Aが設けられている。タービン36の下流側となる排気管12Cには、タービン下流圧力検出手段26Bが設けられている。
Turbine upstream pressure detection means 26A is provided in the exhaust pipe 12B1 (or exhaust pipe 12B2) on the upstream side of the turbine . A turbine downstream pressure detection means 26B is provided in the exhaust pipe 12C on the downstream side of the
排気管12Cの流出側には排気浄化装置61が接続されている。例えば内燃機関10がディーゼルエンジンの場合、排気浄化装置61には、酸化触媒、微粒子捕集フィルタ、選択式還元触媒等が含まれている。
An
車速検出手段27は、例えば車両速度検出センサであり、車両の車輪等に設けられている。車速検出手段27は、車両の車輪の回転速度に応じた検出信号を制御装置50に出力する。
The vehicle speed detection means 27 is, for example, a vehicle speed detection sensor, and is provided on the wheels of the vehicle. The vehicle speed detection means 27 outputs a detection signal corresponding to the rotation speed of the wheels of the vehicle to the
制御装置50は、CPU51、RAM52、記憶装置53、タイマ54等を有している。制御装置50(CPU51)には、上述した種々の検出手段からの検出信号が入力され制御装置50(CPU51)は、上述した種々のアクチュエータへの制御信号を出力する。なお、制御装置50の入出力は、上記の検出手段やアクチュエータに限定されるものではない。また、各部の温度や圧力等はセンサを搭載せずに推定計算により算出しても良い。制御装置50は、上記の検出手段を含めた各種の検出手段からの検出信号に基づいて内燃機関10の運転状態を検出し、上記のアクチュエータを含む各種のアクチュエータを制御する。
The
以下では、図1に示すターボチャージャ30において、第1の実施の形態のターボチャージャ30A~第5の実施の形態のターボチャージャ30Eについて説明する。
In the
●[第1の実施の形態のターボチャージャ30A(図2、図3)]
図2は、第1の実施の形態のターボチャージャ30Aの外観の例を示し、図3は、図2におけるIII-III断面図を示している。なお、第1の実施の形態のターボチャージャ30A(及び第2、第3の実施の形態のターボチャージャ30B、30C)は、内燃機関10が例えば4気筒または2気筒の場合であって、内燃機関10からの排気管が2本の場合に対応している。
● [
FIG. 2 shows an example of the appearance of the
ターボチャージャ30Aは、図2及び図3に示すように、コンプレッサ35とタービン36を有し、タービン36は、タービンホイール36T、タービンスクロール部36S、ガス導入路36F、ガス流入口36A、ガス吐出口36B等を有している。またコンプレッサ35は、タービンホイール36Tとともに回転自在に支持されたコンプレッサホイール35T(図1参照)と、吸気流入口35Aと、吸気吐出口35B(図1参照)等を有している。
The
またターボチャージャ30Aには、電動モータであるノズル駆動手段31、エンコーダ等のノズル開度検出手段32、ノズル駆動手段31からの動力を伝達してノズル33の開度を変更するアーム31A等を有している。制御装置50(図1参照)は、内燃機関10の運転状態に基づいて、ノズル33の目標開度を算出し、ノズル開度検出手段32を用いて検出したノズル開度が目標開度に近づくようにノズル駆動手段31を制御する。
The
タービンホイール36Tは、タービン回転軸線36J回りに回転自在に支持されている。タービンスクロール部36Sは、タービンホイール36Tの外周に配置されている。またタービンスクロール部36Sは、タービンホイール36Tの外周の周方向に連続する1周分のみが形成されている。
The
ガス導入路36Fは、排気管12B1、12B2(図1参照)に接続されて排気ガスをタービンスクロール部36Sへと導く。またガス導入路36Fの流入側には、ガス流入口36A1、36A2が、タービン回転軸線36Jに直交する方向に沿って隣り合うように設けられている。そして排気管12B1(図1参照)はガス流入口36A1に接続され、排気管12B2(図1参照)はガス流入口36A2に接続されている。また、ガス導入路36Fの中心軸線である導入路中心軸線36FJは、タービン回転軸線36Jと交差している。ガス流入口36A1、36A2は、開口面積がほぼ同じ(同等)となるように設定されている。
The
タービンスクロール部36S内におけるタービンホイール36Tの外周部には、タービンホイール36Tに吹き付けられる排気ガスの流れを整える複数のノズル33が、周方向に沿って配置されている。ノズル33は、ノズルプレート33Pに取り付けられており、アーム31Aの動作によって旋回し、タービンスクロール部36Sからタービンホイール36Tへ吹き付ける排気ガスの流れ方向と流速を調整する。
A plurality of
ガス導入路36F内における排気ガスの流入口であるガス流入口36Aからノズル33に達するまでの位置には、ガス導入路36Fを複数のガス流路36G1、36G2に分割する流入側隔壁36Hが設けられている。
At a position from the
タービンスクロール部36S内におけるガス導入路36Fとは反対側となる位置の周辺には、ノズル33に接近した位置からタービンスクロール部36Sの内壁に至る流路末端隔壁36Kが設けられている。
A
ここで、図3において、排気ガスがノズル33を回り込むことなくタービンホイール36Tに達する側のガス流路(図3の場合、ガス流路36G2)のガス流入口36A2から、タービンスクロール部36S2(36S)を経由して流路末端隔壁36Kに至るまでの経路K2の距離を距離L2とする。また、図3において、排気ガスがノズル33を回り込んでタービンホイール36Tに達する側のガス流路(図3の場合、ガス流路36G1)のガス流入口36A1から、タービンスクロール部36S1(36S)を経由して流路末端隔壁36Kに至るまでの経路K1の距離を距離L1とする。流路末端隔壁36Kは、距離L1と距離L2とがほぼ同じ(同等)となる位置に設けられている。
Here, in FIG. 3, from the gas inlet 36A2 of the gas flow path (the gas flow path 36G2 in the case of FIG. 3) on the side where the exhaust gas reaches the
図3に示すように、導入路中心軸線36FJがタービン回転軸線36Jと交差しているので、流入側隔壁36Hの延長上にタービン回転軸線36Jがある。従って、ガス流路36G1とガス流路36G2は、タービン回転軸線36Jの位置から見て径方向にオーバーラップしないように分割されている。さらに、ガス流路36G1とガス流路36G2は、タービン回転軸線36Jに直交する方向に沿って並んで配置されている。従って、ガス流路36G1とガス流路36G2は、タービン回転軸線36Jに沿う方向においてオーバーラップしないように分割されている。
As shown in FIG. 3, since the introduction passage center axis 36FJ intersects the
また、ガス流路36G1から経路K1へと排気ガスが流れるタービンスクロール部36S1と、ガス流路36G2から経路K2へと排気ガスが流れるタービンスクロール部36S2とが、タービン回転軸線36Jから見て径方向にオーバーラップしないように、かつ、タービン回転軸線36Jに沿う方向にオーバーラップしないように構成されている。
Further, the turbine scroll portion 36S1 through which the exhaust gas flows from the gas flow path 36G1 to the path K1 and the turbine scroll portion 36S2 through which the exhaust gas flows from the gas flow path 36G2 to the path K2 are arranged in the radial direction when viewed from the turbine rotation axis 36J. , and so as not to overlap in the direction along the
また、複数のガス流路36G1、36G2におけるいずれか1つのガス流路(図3の場合、ガス流路36G1)は、タービンスクロール部内(図3の場合、タービンスクロール部36S1内)に導かれた排気ガスが、タービンスクロール部(図3の場合、タービンスクロール部36S1)に沿って一方方向(図3の場合、時計回り方向)に旋回するようにタービンスクロール部(図3の場合、タービンスクロール部36S1)に接続されている。 In addition, one of the plurality of gas flow paths 36G1 and 36G2 (the gas flow path 36G1 in the case of FIG. 3) is led into the turbine scroll portion (the turbine scroll portion 36S1 in the case of FIG. 3). The turbine scroll portion (turbine scroll portion 36S1 in the case of FIG. 3) so that the exhaust gas turns in one direction (clockwise direction in the case of FIG. 3) along the turbine scroll portion (turbine scroll portion 36S1 in the case of FIG. 3) 36S1).
また、残りのガス流路におけるいずれか1つのガス流路(図3の場合、ガス流路36G2)は、タービンスクロール部内(図3の場合、タービンスクロール部36S2内)に導かれた排気ガスが、タービンスクロール部(図3の場合、タービンスクロール部36S2)に沿って上記の一方方向とは反対方向(図3の場合、反時計回り方向)に旋回するようにタービンスクロール部(図3の場合、タービンスクロール部36S2)に接続されている。 In addition, one of the remaining gas flow paths (the gas flow path 36G2 in the case of FIG. 3) passes the exhaust gas guided into the turbine scroll portion (the turbine scroll portion 36S2 in the case of FIG. 3). , along the turbine scroll portion (turbine scroll portion 36S2 in the case of FIG. 3) in a direction opposite to the above one direction (counterclockwise direction in the case of FIG. 3). , turbine scroll portion 36S2).
流路末端隔壁36Kは、タービンスクロール部36Sを、一方方向(時計回り方向)に排気ガスを旋回させるタービンスクロール部36S1と、反対方向(反時計回り方向)に排気ガスを旋回させるタービンスクロール部36S2と、に分割している。そして流路末端隔壁36Kは、タービンスクロール部36S1に沿って時計回り方向に旋回してきた排気ガスと、タービンスクロール部36S2に沿って反時計回り方向に旋回してきた排気ガスとが衝突して干渉することを防止している。
The flow path end
図3において、排気ガスがノズル33を回り込むことなくタービンホイール36Tに達する側のガス流路(図3の場合、ガス流路36G2)のガス流入口36A2から、タービンスクロール部36S2(36S)を経由して流路末端隔壁36Kに至るまでの経路K2の距離を距離L2とする。また、図3において、排気ガスがノズル33を回り込んでタービンホイール36Tに達する側のガス流路(図3の場合、ガス流路36G1)のガス流入口36A1から、タービンスクロール部36S1(36S)を経由して流路末端隔壁36KAに至るまでの経路K1の距離を距離L1とする。流路末端隔壁36Kは、距離L2と距離L1がほぼ同じ(同等)となる位置に設けられている。
In FIG. 3, the exhaust gas flows from the gas inlet 36A2 of the gas flow path (the gas flow path 36G2 in the case of FIG. 3) on the side that reaches the
また、タービンホイール36Tを1周しているタービンスクロール部36Sは、流入側隔壁36Hと流路末端隔壁36Kによって、ガス流路36G1からの排気ガスをタービンホイール36Tへと導くタービンスクロール部36S1と、ガス流路36G1からの排気ガスをタービンホイール36Tへと導くタービンスクロール部36S2と、のそれぞれの領域へと、周方向において分割されている。このように、タービンスクロール部36Sは、タービンホイール36Tの外周の1周分のみであるので、上述したとおり、径方向にオーバーラップしておらず、軸方向にもオーバーラップしていない。
In addition, the
なお、図3の場合、タービンホイール36Tは、所定の方向(この場合、反対方向(反時計回り方向))に回転する。図3の場合、タービンスクロール部36S1に導かれた一方方向(時計回り方向)に旋回する排気ガスは、ノズル33によって反対方向(反時計回り方向)に旋回するように流れ方向が整えられ、流速も調整される。また、タービンスクロール部36S2に導かれた反対方向(反時計回り方向)に旋回する排気ガスは、ノズル33によって、流れ方向はそのまま反対方向に維持され、流速が調整される。
In the case of FIG. 3, the
つまり、それぞれのガス流路36G1、36G2からタービンスクロール部36S1、36S2へ導かれたそれぞれの排気ガスは、タービンホイール36Tに吹き付けられる際、複数のノズル33によって、タービンホイール36Tを所定の方向(図3の例では、反対方向(反時計回り方向))に回転させる方向の流れに整えられている。
That is, when the exhaust gases guided from the gas flow paths 36G1 and 36G2 to the turbine scroll portions 36S1 and 36S2 are blown against the
以上、図3に示すように、タービンスクロール部36Sはタービンホイール36Tの外周の周方向に連続する1周分のみであるので、タービンスクロール部36Sのオーバーラップが無い。従って、タービン36の径方向のサイズW1を、より小さくすることが可能である。また図2に示すように、タービン36の軸方向(タービン回転軸線36Jに沿う方向)のサイズH1も、より小さくすることが可能となる。また、図3に示すように、ガス流路36G1、36G2、タービンスクロール部36S1、36S2の形状が非常にシンプルである。
As described above, as shown in FIG. 3, the
●[第2の実施の形態のターボチャージャ30B(図4)]
次に図4を用いて、第2の実施の形態のターボチャージャ30Bの構造について説明する。第2の実施の形態のターボチャージャ30B(図4)は、第1の実施の形態のターボチャージャ30A(図3)の流路末端隔壁36K(図3)の位置が異なり、他の構造については同様である。以下、第1の実施の形態のターボチャージャ30A(図3)との相違点について主に説明する。
● [
Next, the structure of the
図4において、排気ガスがノズル33を回り込むことなくタービンホイール36Tに達する側のガス流路(図4の場合、ガス流路36G2)のガス流入口36A2から、タービンスクロール部36S2(36S)を経由して流路末端隔壁36KAに至るまでの経路K2の距離を距離L2とする。また、図4において、排気ガスがノズル33を回り込んでタービンホイール36Tに達する側のガス流路(図4の場合、ガス流路36G1)のガス流入口36A1から、タービンスクロール部36S1(36S)を経由して流路末端隔壁36KAに至るまでの経路K1の距離を距離L1とする。流路末端隔壁36KAは、距離L2よりも距離L1のほうが短くなる位置に設けられている。
In FIG. 4, the exhaust gas flows from the gas inlet 36A2 of the gas flow path (the gas flow path 36G2 in the case of FIG. 4) on the side that reaches the
例えば、排気ガスがノズル33を回り込む経路K1のほうが、排気ガスがノズル33を回り込まない経路K2よりも、タービンホイール36Tに達するまでの排気ガスの流れる距離が長くなるので、タービンホイール36Tに達するまでの排気ガスの流れる距離がほぼ同じ(同等)となるように流路末端隔壁36KAの位置が設定されている。例えば、ガス流入口36A1からノズル33を回り込んでタービンホイール36Tに達するまでの最も長い排気ガスの経路の長さと、ガス流入口36A2からノズル33を回り込むことなくタービンホイール36Tに達するまでの最も長い排気ガスの経路の長さと、がほぼ同じ(同等)となるように流路末端隔壁36KAの位置が設定されている。あるいは、実際の車両を用いた実験やシミュレーション等によって、ガス流入口36A1(ガス流路36G1)からの排気ガスと、ガス流入口36A2(ガス流路36G2)からの排気ガスと、が衝突する位置を計測し、この衝突する位置に流路末端隔壁36KAを配置する。
For example, in the path K1 in which the exhaust gas goes around the
なお、第1の実施の形態と同様、タービンスクロール部36Sは、タービンホイール36Tの外周の1周分のみが形成されている。そして、タービンホイール36Tを1周しているタービンスクロール部36Sは、流入側隔壁36Hと流路末端隔壁36KAによって、ガス流路36G1からの排気ガスをタービンホイール36Tへと導くタービンスクロール部36S1と、ガス流路36G2からの排気ガスをタービンホイール36Tへと導くタービンスクロール部36S2と、のそれぞれの領域へと、周方向において分割されている。
As in the first embodiment, the
以上、タービンスクロール部36Sはタービンホイール36Tの外周の1周分のみであるので、タービンスクロール部36Sのオーバーラップが無い。従って、タービン36の径方向のサイズW1と、タービン36の軸方向(タービン回転軸線36Jに沿う方向)のサイズH1(図2参照)を、より小さくすることが可能である点は、第1の実施の形態と同様である。また、ガス流路36G1、36G2、タービンスクロール部36S1、36S2の形状が非常にシンプルである点も、第1の実施の形態と同様である。
As described above, since the
●[第3の実施の形態のターボチャージャ30C(図5)]
次に図5を用いて、第3の実施の形態のターボチャージャ30Cの構造について説明する。第3の実施の形態のターボチャージャ30C(図5)は、第1の実施の形態のターボチャージャ30A(図3)に対して、流入側隔壁36Hの端部である流入側隔壁端部36H1が、最も近い位置にあるノズル(流入側固定ノズル33A)に近接されている点が異なる。また、流路末端隔壁36Kの端部である流路末端隔壁端部36K1が、最も近い位置にあるノズル(末端側固定ノズル33B)に近接されている点も異なる。なお、他の構造については同様である。以下、第1の実施の形態のターボチャージャ30A(図3)との相違点について主に説明する。なお「近接」は、接触を含んでもよいし、含まなくてもよい。
● [
Next, the structure of
図5において、流路末端隔壁36Kにおけるノズルの側の端部である流路末端隔壁端部36K1に最も近い位置にあるノズルは、タービンスクロール部36Sに対して旋回しないように固定された末端側固定ノズル33Bである。そして流路末端隔壁端部36K1は、末端側固定ノズル33Bに近接されている。つまり、流路末端隔壁36Kと末端側固定ノズル33Bとの間の隙間が非常に小さな隙間とされている。従って、流路末端隔壁36Kの端部において、一方方向(時計回り方向)に旋回してきた排気ガスと、反対方向(反時計回り方向)に旋回してきた排気ガスと、が干渉しないので、排気ガスのエネルギーを効率よくタービンホイールの回転駆動に利用できる。末端側固定ノズル33Bは、タービンスクロール部に固定されていてもよいし、ベアリングハウジングに固定されていてもよく、いずれかの部位に固定されている。
In FIG. 5, the nozzle located closest to the flow path terminal partition wall end 36K1, which is the end of the flow path
図5において、流入側隔壁36Hにおけるノズルの側の端部である流入側隔壁端部36H1に最も近い位置にあるノズルは、タービンスクロール部36Sに対して旋回しないように固定された流入側固定ノズル33Aである。そして流入側隔壁端部36H1は、流入側固定ノズル33Aに近接されている。つまり、流入側隔壁36Hと流入側固定ノズル33Aとの間の隙間が非常に小さな隙間とされている。従って、流入側隔壁36Hの端部において、一方方向(時計回り方向)に旋回してきた排気ガスと、反対方向(反時計回り方向)に旋回してきた排気ガスと、が干渉しないので、排気ガスのエネルギーを効率よくタービンホイールの回転駆動に利用できる。流入側固定ノズル33Aは、タービンスクロール部に固定されていてもよいし、ベアリングハウジングに固定されていてもよく、いずれかの部位に固定されている。
In FIG. 5, the nozzle closest to the inflow-side bulkhead end 36H1, which is the nozzle-side end of the inflow-
図5に示す例では、流路末端隔壁端部36K1と末端側固定ノズル33B、及び、流入側隔壁端部36H1と流入側固定ノズル33A、の双方を近接させた例を示しているが、少なくとも一方を近接させるようにしてもよい。また上記の例では、末端側固定ノズル33Bと流入側固定ノズル33Aを、固定ノズルとした例を説明したが、旋回しても干渉しないように近接させれば、固定ノズルでなく旋回するノズルとしてもよい。また、末端側固定ノズル33Bと流入側固定ノズル33Aを除いた他のノズルは、固定ノズルであってもよいし、旋回するノズルであってもよい。
The example shown in FIG. 5 shows an example in which both the channel end partition wall end 36K1 and the terminal side fixed
また、第2の実施の形態のように、流路末端隔壁36Kの位置を、排気ガスがノズル33を回り込むことなくタービンホイール36Tに達する側のガス流入口36A2からタービンスクロール部36S2を経由して流路末端隔壁36Kに達するまでの経路K2の距離L2よりも、排気ガスがノズル33を回り込んでタービンホイール36Tに達する側のガス流入口36A1からタービンスクロール部36S1を経由して流路末端隔壁36Kに達するまでの経路K1の距離L1のほうが短くなるように配置してもよい。
In addition, as in the second embodiment, the position of the flow path end
なお、第1の実施の形態と同様、タービンスクロール部36Sは、タービンホイール36Tの外周の1周分のみが形成されている。そして、タービンホイール36Tを1周しているタービンスクロール部36Sは、流入側隔壁36Hと流路末端隔壁36Kによって、ガス流路36G1からの排気ガスをタービンホイール36Tへと導くタービンスクロール部36S1と、ガス流路36G2からの排気ガスをタービンホイール36Tへと導くタービンスクロール部36S2と、のそれぞれの領域へと、周方向において分割されている。
As in the first embodiment, the
以上、タービンスクロール部36Sはタービンホイール36Tの外周の1周分のみであるので、タービンスクロール部36Sのオーバーラップが無い。従って、タービン36の径方向のサイズW1と、タービン36の軸方向(タービン回転軸線36Jに沿う方向)のサイズH1(図2参照)を、より小さくすることが可能である点は、第1の実施の形態と同様である。また、ガス流路36G1、36G2、タービンスクロール部36S1、36S2の形状が非常にシンプルである点も、第1の実施の形態と同様である。
As described above, since the
●[第4の実施の形態のターボチャージャ30D(図6、図7)]
上述した第1~第3の実施の形態のターボチャージャは、内燃機関からの排気管が2本の場合の例であるが、第4の実施の形態のターボチャージャ30Dは、内燃機関からの排気管が3本の場合のものである。この場合、内燃機関は例えば6気筒または3気筒であり、3本の排気管がターボチャージャ30Dに接続される。図6及び図7に示す第4の実施の形態のターボチャージャ30Dは、第1の実施の形態のターボチャージャ30A(図3)に対して、ガス流入口が3つ(ガス流入口36A1、36A2、36A3)であり、流入側隔壁が2つ(流入側隔壁36HA、36HB)である点が異なり、他の構造については同様である。以下、第1の実施の形態のターボチャージャ30A(図3)との相違点について主に説明する。
● [
The turbochargers of the first to third embodiments described above are examples in which there are two exhaust pipes from the internal combustion engine. This is for the case of three tubes. In this case, the internal combustion engine is, for example, a six-cylinder or three-cylinder engine, and three exhaust pipes are connected to the
ガス導入路36F内における排気ガスの流入口であるガス流入口36Aは、3つのガス流入口36A1、36A2、36A3がタービン回転軸線36Jに直交する方向に沿って隣り合うように形成されている。ガス流入口36A1からノズル33に達するまでの位置には流入側隔壁36HAが設けられており、ガス流入口36A2からノズル33に達するまでの位置には流入側隔壁36HBが設けられている。図7に示すように、流入側隔壁36HA、36HBによって排気ガスの流れる経路は、ガス流入口36A1-ガス流路36G1-タービンスクロール部36S1-ノズル33に至る経路と、ガス流入口36A2-ガス流路36G2-タービンスクロール部36S2-ノズル33に至る経路と、ガス流入口36A3-ガス流路36G3-タービンスクロール部36S3-ノズル33に至る経路と、の3つの経路に分割されている。
A
ガス流入口36A1、36A2、36A3は、開口面積がほぼ同じ(同等)となるように設定されている。また、図7に示す流入側隔壁36HA、36HBの傾斜角度θは、実際の車両を用いた実験やシミュレーション等によって求められた適切な角度に設定されている。 The gas inlets 36A1, 36A2, and 36A3 are set to have approximately the same (equal) opening area. In addition, the inclination angle θ of the inflow side partition walls 36HA and 36HB shown in FIG. 7 is set to an appropriate angle determined by experiments using actual vehicles, simulations, and the like.
また流路末端隔壁は、経路K2の距離L2よりも、経路K1の距離L1のほうが短くなるように、実線にて示した流路末端隔壁36KAの位置(第2の実施の形態と同様)であってもよいし、経路K2の距離L2と、経路K1の距離L1とがほぼ同じ(同等)となるように、二点鎖線にて示した流路末端隔壁36Kの位置(第1の実施の形態と同様)であってもよい。
In addition, the flow channel terminal partition wall is positioned at the position of the flow channel terminal partition wall 36KA indicated by the solid line (similar to the second embodiment) so that the distance L1 of the route K1 is shorter than the distance L2 of the route K2. Alternatively, the position of the
また第3の実施の形態と同様、流路末端隔壁36KA(または流路末端隔壁36K)の端部と、それに最も近い位置のノズル(末端側固定ノズル33B)とを近接させてもよいし、流入側隔壁36HA、36HBのそれぞれの端部と、それぞれに最も近い位置のノズル(流入側固定ノズル33AA、33AB)とを近接させてもよい。
Further, as in the third embodiment, the end of the channel terminal partition wall 36KA (or channel
図6及び図7に示す第4の実施の形態のターボチャージャ30Dは、複数のガス流路36G1、36G2、36G3におけるいずれか1つのガス流路(図7の例では、ガス流路36G1)は、タービンスクロール部36S1(36S)内に導かれた排気ガスが、タービンスクロール部36S1に沿って一方方向(時計回り方向)に旋回するようにタービンスクロール部36S1(36S)に接続されている。また、残りのガス流路36G2、36G3におけるいずれか1つのガス流路(図7の例では、ガス流路36G2)は、タービンスクロール部36S2(36S)内に導かれた排気ガスが、タービンスクロール部36S2に沿って一方方向とは反対方向(反時計回り方向)に旋回するようにタービンスクロール部36S2(36S)に接続されている。
In the
また、タービンスクロール部36Sは、タービンホイール36Tの外周の1周分のみが形成されている。そして、タービンホイール36Tを1周しているタービンスクロール部36Sは、流入側隔壁36HAと流入側隔壁36HBと流路末端隔壁36KA(36K)によって、ガス流路36G1からの排気ガスをタービンホイール36Tへと導くタービンスクロール部36S1と、ガス流路36G2からの排気ガスをタービンホイール36Tへと導くタービンスクロール部36S2と、ガス流路36G3からの排気ガスをタービンホイール36Tへと導くタービンスクロール部36S3と、のそれぞれの領域へと、周方向において分割されている。
Further, the
そして、それぞれのガス流路36G1、36G2、36G3からタービンスクロール部36S1、36S2、36S3へ導かれたそれぞれの排気ガスは、タービンホイール36Tに吹き付けられる際、複数のノズル33によって、タービンホイール36Tを所定の方向(図7の例では、反対方向(反時計回り方向))に回転させる方向の流れに整えられている。
When the exhaust gases guided from the gas flow paths 36G1, 36G2, 36G3 to the turbine scroll portions 36S1, 36S2, 36S3 are blown against the
以上、タービンスクロール部36Sはタービンホイール36Tの外周の1周分のみであるので、タービンスクロール部36Sのオーバーラップが無い。従って、タービン36の径方向のサイズW1と、タービン36の軸方向(タービン回転軸線36Jに沿う方向)のサイズH1(図2参照)を、より小さくすることが可能である点は、第1の実施の形態と同様である。また、ガス流路36G1、36G2、36G3、タービンスクロール部36S1、36S2、36S3の形状が非常にシンプルである点も、第1の実施の形態と同様である。
As described above, since the
●[第5の実施の形態のターボチャージャ30E(図8)]
上述した第1の実施の形態のターボチャージャ30Aは、図3に示すように、導入路中心軸線36FJがタービン回転軸線36Jと交差するように、ガス導入路36Fがタービンスクロール部36Sに接続されている。第5の実施の形態のターボチャージャ30Eは、図8に示すように、導入路中心軸線36FJがタービン回転軸線36Jと交差していない点が異なり、他の構造については同様である。以下、第1の実施の形態のターボチャージャ30A(図3)との相違点について主に説明する。
● [
In the
図8に示すように、ガス導入路36Fは、導入路中心軸線36FJがタービン回転軸線36Jと交差することなく離間するように、タービンスクロール部36Sに接続されている。図8に示す例では、ガス流路36G2からタービンスクロール部36S2へと排気ガスが滑らかに流れるように、円弧状のタービンスクロール部36S2の接線に相当する位置にガス導入路36Fが接続されている。なお、ガス流入口36A1、36A2は、第1の実施の形態のターボチャージャ30A(図3参照)と同様、タービン回転軸線36Jに直交する方向に沿って隣り合うように配置されている。
As shown in FIG. 8, the
また流路末端隔壁は、経路K2の距離L2よりも、経路K1の距離L1のほうが短くなるように、実線にて示した流路末端隔壁36KAの位置(第2の実施の形態と同様)であってもよいし、経路K2の距離L2と、経路K1の距離L1とがほぼ同じ(同等)となるように、二点鎖線にて示した流路末端隔壁36Kの位置(第1の実施の形態と同様)であってもよい。
In addition, the flow channel terminal partition wall is positioned at the position of the flow channel terminal partition wall 36KA indicated by the solid line (similar to the second embodiment) so that the distance L1 of the route K1 is shorter than the distance L2 of the route K2. Alternatively, the position of the
また第3の実施の形態と同様、流路末端隔壁36KA(または流路末端隔壁36K)の端部と、それに最も近い位置のノズル(末端側固定ノズル)とを近接させてもよいし、流入側隔壁36Hの端部と、それに最も近い位置のノズル(流入側固定ノズル)とを近接させてもよい。
Further, as in the third embodiment, the end of the channel terminal partition wall 36KA (or channel
図8に示す第5の実施の形態のターボチャージャ30Eは、複数のガス流路36G1、36G2におけるいずれか1つのガス流路(図8の例では、ガス流路36G1)は、タービンスクロール部36S1(36S)内に導かれた排気ガスが、タービンスクロール部36S1に沿って一方方向(時計回り方向)に旋回するようにタービンスクロール部36S1(36S)に接続されている。また、残りのガス流路36G2におけるいずれか1つのガス流路(図8の例では、ガス流路36G2)は、タービンスクロール部36S2(36S)内に導かれた排気ガスが、タービンスクロール部36S2に沿って一方方向とは反対方向(反時計回り方向)に旋回するようにタービンスクロール部36S2(36S)に接続されている。
In the
また、タービンスクロール部36Sは、タービンホイール36Tの外周の1周分のみが形成されている。そして、タービンホイール36Tを1周しているタービンスクロール部36Sは、流入側隔壁36Hと流路末端隔壁36KA(36K)によって、ガス流路36G1からの排気ガスをタービンホイール36Tへと導くタービンスクロール部36S1と、ガス流路36G2からの排気ガスをタービンホイール36Tへと導くタービンスクロール部36S2と、のそれぞれの領域へと、周方向において分割されている。
Further, the
そして、それぞれのガス流路36G1、36G2からタービンスクロール部36S1、36S2へ導かれたそれぞれの排気ガスは、タービンホイール36Tに吹き付けられる際、複数のノズル33によって、タービンホイール36Tを所定の方向(図8の例では、反対方向(反時計回り方向))に回転させる方向の流れに整えられている。
When the exhaust gases guided from the gas passages 36G1 and 36G2 to the turbine scroll portions 36S1 and 36S2 are blown against the
以上、タービンスクロール部36Sはタービンホイール36Tの外周の1周分のみであるので、タービンスクロール部36Sのオーバーラップが無い。従って、タービン36の径方向のサイズW1と、タービン36の軸方向(タービン回転軸線36Jに沿う方向)のサイズH1(図2参照)を、より小さくすることが可能である点は、第1の実施の形態と同様である。また、ガス流路36G1、36G2、タービンスクロール部36S1、36S2の形状が非常にシンプルである点も、第1の実施の形態と同様である。
As described above, since the
本発明のターボチャージャ30A~30Eは、本実施の形態で説明した構成、構造、外観、形状等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば流路末端隔壁36K(または流路末端隔壁36KA)を省略してもよい。
The
流入側隔壁または流路末端隔壁に近接しているノズルが有る場合、近接しているノズルは旋回しない固定ノズルであってもよいし、旋回する可変ノズルであってもよい。また、それ以外のノズルは、旋回する可変ノズルであってもよいし、旋回することなく固定された固定ノズルであってもよい。 When there is a nozzle adjacent to the inflow side partition wall or the end partition wall of the channel, the adjacent nozzle may be a fixed nozzle that does not rotate, or a variable nozzle that rotates. Other nozzles may be variable nozzles that swivel, or fixed nozzles that do not swivel.
本実施の形態では、内燃機関からの排気管が2本の場合の例と3本の場合の例を説明したが、内燃機関からの排気管が4本以上の場合であっても、図7に示すガス流入口が3つの構造からガス流入口を4つとすればよい。つまり、内燃機関からの排気管が2本の場合と3本の場合に限定されず、複数の排気管に対して本発明のターボチャージャを適用することができる。 In this embodiment, an example in which there are two exhaust pipes and an example in which there are three exhaust pipes from the internal combustion engine has been described. The number of gas inlets may be changed from the three gas inlets shown in FIG. That is, the turbocharger of the present invention can be applied to a plurality of exhaust pipes, without being limited to two or three exhaust pipes from the internal combustion engine.
また、本発明のターボチャージャは、ディーゼルエンジンへの適用に限定されず、ガソリン、LPG、天然ガス等、種々の燃料の内燃機関に適用することが可能である。 Further, the turbocharger of the present invention is not limited to application to diesel engines, and can be applied to internal combustion engines using various fuels such as gasoline, LPG, and natural gas.
また、以上(≧)、以下(≦)、より大きい(>)、未満(より小さい)(<)等は、等号を含んでも含まなくてもよい。 Greater than (≧), less than (≦), greater than (>), less than (less than) (<), etc. may or may not include an equal sign.
10 内燃機関
11A、11B 吸気管
11C 吸気マニホルド
12A1、12A2 排気マニホルド
12B1、12B2、12C 排気管
13 EGR配管
14 EGR弁
15 EGRクーラ
21 吸気流量検出手段
22 クランク角度検出手段
23 大気圧検出手段
24A コンプレッサ上流圧力検出手段
24B コンプレッサ下流圧力検出手段
24C 吸気マニホルド圧力検出手段
25 アクセルペダル踏込量検出手段
26A タービン上流圧力検出手段
26B タービン下流圧力検出手段
27 車速検出手段
28A、28B 吸気温度検出手段
28C クーラント温度検出手段
29 排気温度検出手段
30、30A、30B、30C、30D、30E ターボチャージャ
31 ノズル駆動手段
31A アーム
32 ノズル開度検出手段
33 ノズル
33A、33AA、33AB 流入側固定ノズル
33B 末端側固定ノズル
33P ノズルプレート
35 コンプレッサ
35A 吸気流入口
35B 吸気吐出口
36 タービン
36A、36A1、36A2、36A3 ガス流入口
36B ガス吐出口
36F ガス導入路
36FJ 導入路中心軸線
36G1、36G2、36G3 ガス流路
36H、36HA、36HB 流入側隔壁
36H1 流入側隔壁端部
36J タービン回転軸線
36K、36KA 流路末端隔壁
36K1 流路末端隔壁端部
36S、36S1、36S2、36S3 タービンスクロール部
36T タービンホイール
41 コモンレール
43A~43D インジェクタ
45A~45D シリンダ
47 スロットル装置
47S スロットル開度検出手段
47V スロットルバルブ
50 制御装置
51 CPU
53 記憶装置
61 排気浄化装置
K1、K2 経路
10 internal combustion engine 11A, 11B intake pipe 11C intake manifold 12A1, 12A2 exhaust manifold 12B1, 12B2, 12C exhaust pipe 13 EGR pipe 14 EGR valve 15 EGR cooler 21 intake flow rate detection means 22 crank angle detection means 23 atmospheric pressure detection means 24A compressor upstream Pressure detection means 24B Compressor downstream pressure detection means 24C Intake manifold pressure detection means 25 Accelerator pedal depression amount detection means 26A Turbine upstream pressure detection means 26B Turbine downstream pressure detection means 27 Vehicle speed detection means 28A, 28B Intake temperature detection means 28C Coolant temperature detection means 29 Exhaust temperature detection means 30, 30A, 30B, 30C, 30D, 30E Turbocharger 31 Nozzle drive means 31A Arm 32 Nozzle opening detection means 33 Nozzle 33A, 33AA, 33AB Inflow side fixed nozzle 33B End side fixed nozzle 33P Nozzle plate 35 Compressor 35A Intake inlet 35B Intake outlet 36 Turbine 36A, 36A1, 36A2, 36A3 Gas inlet 36B Gas outlet 36F Gas introduction path 36FJ Introduction path central axis 36G1, 36G2, 36G3 Gas flow path 36H, 36HA, 36HB Inflow-side bulkhead 36H1 Inflow-side bulkhead end 36J Turbine rotation axis 36K, 36KA Channel terminal bulkhead 36K1 Channel terminal bulkhead end 36S, 36S1, 36S2, 36S3 Turbine scroll section 36T Turbine wheel 41 Common rail 43A-43D Injector 45A-45D Cylinder 47 Throttle device 47S throttle opening detection means 47V throttle valve 50 control device 51 CPU
53
Claims (5)
タービン回転軸線回りに回転自在に支持されたタービンホイールと、
前記タービンホイールの外周に配置されたタービンスクロール部と、
排気ガスを前記タービンスクロール部へと導くガス導入路と、
前記タービンホイールを回転させた排気ガスが吐出されるガス吐出口と、
を有し、
前記タービンスクロール部は、前記タービンホイールの外周の周方向に連続する1周分のみが形成されており、
前記タービンスクロール部内における前記タービンホイールの外周部には、前記タービンホイールに吹き付けられる排気ガスの流れを整える複数のノズルが、周方向に沿って配置されており、
前記ガス導入路内における排気ガスの流入口であるガス流入口から前記ノズルに達するまでの位置には、前記ガス導入路を複数のガス流路に分割する流入側隔壁が設けられており、
複数の前記ガス流路は、前記タービン回転軸線の位置から見て径方向においてオーバーラップしないように分割されており、かつ、前記タービン回転軸線に沿う方向においてオーバーラップしないように分割されており、
それぞれの前記ガス流路から前記タービンスクロール部へ導かれたそれぞれの排気ガスは、前記タービンホイールに吹き付けられる際、複数の前記ノズルによって、前記タービンホイールを所定の方向に回転させる方向の流れに整えられており、
前記タービンスクロール部内における前記ガス導入路とは反対側となる位置の周辺には、前記ノズルに接近した位置から前記タービンスクロール部の内壁に至る流路末端隔壁が設けられており、
前記ガス流路は2つであり、
前記流入側隔壁と前記流路末端隔壁はそれぞれ1つであり、
それぞれの前記ガス流路に対応するそれぞれの前記ガス流入口は、前記タービン回転軸線に直交する方向に沿って、隣り合うように配置されており、
前記流路末端隔壁は、排気ガスが前記ノズルを回り込むことなく前記タービンホイールに達する側の前記ガス流路の前記ガス流入口から前記タービンスクロール部を経由して前記流路末端隔壁に至るまでの距離よりも、排気ガスが前記ノズルを回り込んで前記タービンホイールに達する側の前記ガス流路の前記ガス流入口から前記タービンスクロール部を経由して前記流路末端隔壁に至るまでの距離のほうが短くなるように設けられている、
ターボチャージャ。 A turbocharger that supercharges using the energy of the exhaust gas of an internal combustion engine,
a turbine wheel rotatably supported around a turbine rotation axis;
a turbine scroll portion disposed on the outer periphery of the turbine wheel;
a gas introduction passage that guides exhaust gas to the turbine scroll portion;
a gas discharge port through which the exhaust gas generated by rotating the turbine wheel is discharged;
has
The turbine scroll portion is formed for only one round continuous in the circumferential direction of the outer circumference of the turbine wheel,
A plurality of nozzles are arranged along the circumferential direction on the outer peripheral portion of the turbine wheel in the turbine scroll portion to adjust the flow of exhaust gas blown to the turbine wheel,
An inflow-side partition dividing the gas introduction path into a plurality of gas flow paths is provided at a position from a gas inlet, which is an inlet for exhaust gas, to the nozzle in the gas introduction path,
The plurality of gas flow paths are divided so as not to overlap in a radial direction when viewed from the position of the turbine rotation axis, and are divided so as not to overlap in a direction along the turbine rotation axis,
Each of the exhaust gases guided from each of the gas passages to the turbine scroll portion is adjusted by the plurality of nozzles to flow in a direction that rotates the turbine wheel in a predetermined direction when the exhaust gas is blown against the turbine wheel. and
A flow path end partition extending from a position close to the nozzle to an inner wall of the turbine scroll is provided around a position opposite to the gas introduction path in the turbine scroll,
There are two gas flow paths,
one inflow-side partition wall and one channel terminal partition wall,
each of the gas inlets corresponding to each of the gas flow paths is arranged so as to be adjacent to each other along a direction orthogonal to the turbine rotation axis,
The flow path terminal partition extends from the gas inlet of the gas flow path on the side where the exhaust gas reaches the turbine wheel without going around the nozzle to the flow path terminal partition via the turbine scroll portion. The distance from the gas inlet of the gas flow path on the side where the exhaust gas goes around the nozzle and reaches the turbine wheel to the flow path end bulkhead via the turbine scroll portion is larger than the distance. designed to be short,
turbocharger.
タービン回転軸線回りに回転自在に支持されたタービンホイールと、
前記タービンホイールの外周に配置されたタービンスクロール部と、
排気ガスを前記タービンスクロール部へと導くガス導入路と、
前記タービンホイールを回転させた排気ガスが吐出されるガス吐出口と、
を有し、
前記タービンスクロール部は、前記タービンホイールの外周の周方向に連続する1周分のみが形成されており、
前記タービンスクロール部内における前記タービンホイールの外周部には、前記タービンホイールに吹き付けられる排気ガスの流れを整える複数のノズルが、周方向に沿って配置されており、
前記ガス導入路内における排気ガスの流入口であるガス流入口から前記ノズルに達するまでの位置には、前記ガス導入路を複数のガス流路に分割する流入側隔壁が設けられており、
複数の前記ガス流路におけるいずれか1つの前記ガス流路は、前記タービンスクロール部内に導かれた排気ガスが前記タービンスクロール部に沿って一方方向に旋回するように前記タービンスクロール部に接続されており、
残りの前記ガス流路におけるいずれか1つの前記ガス流路は、前記タービンスクロール部内に導かれた排気ガスが前記タービンスクロール部に沿って前記一方方向とは反対方向に旋回するように前記タービンスクロール部に接続されており、
それぞれの前記ガス流路から前記タービンスクロール部へ導かれたそれぞれの排気ガスは、前記タービンホイールに吹き付けられる際、複数の前記ノズルによって、前記タービンホイールを所定の方向に回転させる方向の流れに整えられており、
前記タービンスクロール部内における前記ガス導入路とは反対側となる位置の周辺には、前記ノズルに接近した位置から前記タービンスクロール部の内壁に至る流路末端隔壁が設けられており、
前記ガス流路は2つであり、
前記流入側隔壁と前記流路末端隔壁はそれぞれ1つであり、
それぞれの前記ガス流路に対応するそれぞれの前記ガス流入口は、前記タービン回転軸線に直交する方向に沿って、隣り合うように配置されており、
前記流路末端隔壁は、排気ガスが前記ノズルを回り込むことなく前記タービンホイールに達する側の前記ガス流路の前記ガス流入口から前記タービンスクロール部を経由して前記流路末端隔壁に至るまでの距離よりも、排気ガスが前記ノズルを回り込んで前記タービンホイールに達する側の前記ガス流路の前記ガス流入口から前記タービンスクロール部を経由して前記流路末端隔壁に至るまでの距離のほうが短くなるように設けられている、
ターボチャージャ。 A turbocharger that supercharges using the energy of the exhaust gas of an internal combustion engine,
a turbine wheel rotatably supported around a turbine rotation axis;
a turbine scroll portion disposed on the outer periphery of the turbine wheel;
a gas introduction passage that guides exhaust gas to the turbine scroll portion;
a gas discharge port through which the exhaust gas generated by rotating the turbine wheel is discharged;
has
The turbine scroll portion is formed for only one round continuous in the circumferential direction of the outer circumference of the turbine wheel,
A plurality of nozzles are arranged along the circumferential direction on the outer peripheral portion of the turbine wheel in the turbine scroll portion to adjust the flow of exhaust gas blown to the turbine wheel,
An inflow-side partition dividing the gas introduction path into a plurality of gas flow paths is provided at a position from a gas inlet, which is an inlet for exhaust gas, to the nozzle in the gas introduction path,
Any one of the plurality of gas flow paths is connected to the turbine scroll so that the exhaust gas guided into the turbine scroll circulates in one direction along the turbine scroll. cage,
Any one of the remaining gas flow paths rotates the turbine scroll so that exhaust gas guided into the turbine scroll swirls along the turbine scroll in a direction opposite to the one direction. is connected to the
Each of the exhaust gases guided from each of the gas passages to the turbine scroll portion is adjusted by the plurality of nozzles to flow in a direction that rotates the turbine wheel in a predetermined direction when the exhaust gas is blown against the turbine wheel. and
A flow path end partition extending from a position close to the nozzle to an inner wall of the turbine scroll is provided around a position opposite to the gas introduction path in the turbine scroll,
There are two gas flow paths,
one inflow-side partition wall and one channel terminal partition wall,
each of the gas inlets corresponding to each of the gas flow paths is arranged so as to be adjacent to each other along a direction orthogonal to the turbine rotation axis,
The flow path terminal partition extends from the gas inlet of the gas flow path on the side where the exhaust gas reaches the turbine wheel without going around the nozzle to the flow path terminal partition via the turbine scroll portion. The distance from the gas inlet of the gas flow path on the side where the exhaust gas goes around the nozzle and reaches the turbine wheel to the flow path end bulkhead via the turbine scroll portion is larger than the distance. designed to be short,
turbocharger.
タービン回転軸線回りに回転自在に支持されたタービンホイールと、
前記タービンホイールの外周に配置されたタービンスクロール部と、
排気ガスを前記タービンスクロール部へと導くガス導入路と、
前記タービンホイールを回転させた排気ガスが吐出されるガス吐出口と、
を有し、
前記タービンスクロール部は、前記タービンホイールの外周の周方向に連続する1周分のみが形成されており、
前記タービンスクロール部内における前記タービンホイールの外周部には、前記タービンホイールに吹き付けられる排気ガスの流れを整える複数のノズルが、周方向に沿って配置されており、
前記ガス導入路内における排気ガスの流入口であるガス流入口から前記ノズルに達するまでの位置には、前記ガス導入路を複数のガス流路に分割する流入側隔壁が設けられており、
前記タービンスクロール部内における前記ガス導入路とは反対側となる位置の周辺には、前記ノズルに接近した位置から前記タービンスクロール部の内壁に至る流路末端隔壁が設けられており、
前記タービンスクロール部は、それぞれの前記ガス流路に接続されて、前記流入側隔壁と前記流路末端隔壁によって、それぞれの前記ガス流路からの排気ガスを前記タービンホイールへと導くそれぞれの領域へと、周方向において分割されており、
それぞれの前記ガス流路から前記タービンスクロール部へ導かれたそれぞれの排気ガスは、前記タービンホイールに吹き付けられる際、複数の前記ノズルによって、前記タービンホイールを所定の方向に回転させる方向の流れに整えられており、
前記ガス流路は2つであり、
前記流入側隔壁と前記流路末端隔壁はそれぞれ1つであり、
それぞれの前記ガス流路に対応するそれぞれの前記ガス流入口は、前記タービン回転軸線に直交する方向に沿って、隣り合うように配置されており、
前記流路末端隔壁は、排気ガスが前記ノズルを回り込むことなく前記タービンホイールに達する側の前記ガス流路の前記ガス流入口から前記タービンスクロール部を経由して前記流路末端隔壁に至るまでの距離よりも、排気ガスが前記ノズルを回り込んで前記タービンホイールに達する側の前記ガス流路の前記ガス流入口から前記タービンスクロール部を経由して前記流路末端隔壁に至るまでの距離のほうが短くなるように設けられている、
ターボチャージャ。 A turbocharger that supercharges using the energy of the exhaust gas of an internal combustion engine,
a turbine wheel rotatably supported around a turbine rotation axis;
a turbine scroll portion disposed on the outer periphery of the turbine wheel;
a gas introduction passage that guides exhaust gas to the turbine scroll portion;
a gas discharge port through which the exhaust gas generated by rotating the turbine wheel is discharged;
has
The turbine scroll portion is formed for only one round continuous in the circumferential direction of the outer circumference of the turbine wheel,
A plurality of nozzles are arranged along the circumferential direction on the outer peripheral portion of the turbine wheel in the turbine scroll portion to adjust the flow of exhaust gas blown to the turbine wheel,
An inflow-side partition dividing the gas introduction path into a plurality of gas flow paths is provided at a position from a gas inlet, which is an inlet for exhaust gas, to the nozzle in the gas introduction path,
A flow path end partition extending from a position close to the nozzle to an inner wall of the turbine scroll is provided around a position opposite to the gas introduction path in the turbine scroll,
The turbine scroll portion is connected to each of the gas flow passages, and the inflow side partition wall and the flow passage end partition wall guide the exhaust gas from the respective gas flow passages to the respective regions to the turbine wheel. and divided in the circumferential direction,
Each of the exhaust gases guided from each of the gas passages to the turbine scroll portion is adjusted by the plurality of nozzles to flow in a direction that rotates the turbine wheel in a predetermined direction when the exhaust gas is blown against the turbine wheel. and
There are two gas flow paths,
one inflow-side partition wall and one channel terminal partition wall,
each of the gas inlets corresponding to each of the gas flow paths is arranged so as to be adjacent to each other along a direction orthogonal to the turbine rotation axis,
The flow path terminal partition extends from the gas inlet of the gas flow path on the side where the exhaust gas reaches the turbine wheel without going around the nozzle to the flow path terminal partition via the turbine scroll portion. The distance from the gas inlet of the gas flow path on the side where the exhaust gas goes around the nozzle and reaches the turbine wheel to the flow path end bulkhead via the turbine scroll portion is larger than the distance. designed to be short,
turbocharger.
前記流路末端隔壁における前記ノズルの側の端部である流路末端隔壁端部に最も近い位置にある前記ノズルは、前記流路末端隔壁端部に近接している、
ターボチャージャ。 A turbocharger according to any one of claims 1 to 3 ,
The nozzle closest to the end of the flow path terminal partition, which is the end of the flow path terminal partition on the side of the nozzle, is close to the end of the flow path terminal partition.
turbocharger.
前記流入側隔壁における前記ノズルの側の端部である流入側隔壁端部に最も近い位置にある前記ノズルは、前記流入側隔壁端部に近接している、
ターボチャージャ。
A turbocharger according to any one of claims 1 to 4 ,
The nozzle located closest to the end of the inflow-side partition, which is the end of the inflow-side partition on the side of the nozzle, is close to the end of the inflow-side partition.
turbocharger.
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