FR2806447A1 - TURBOCHARGER - Google Patents
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Abstract
Le turbocompresseur comprend :un logement de turbine (21);un logement de compresseur (31);un arbre (13); une roue de turbine (22) fixée à l'arbre (13) et disposée dans un passage des gaz d'échappement dans le logement de turbine (21);une roue de compresseur (32) fixée à l'arbre (13) et disposée dans un passage d'admission; une paroi de séparation (23) divisant le passage des gaz d'échappement en spirale interne (24A) et en spirale externe (25A), la spirale externe (25A) incluant une première partie de spirale et une seconde partie de spirale, la largeur de la première partie de spirale dans la direction axiale de l'arbre (13) est plus grande que celle de la seconde partie de spirale; etune soupape de régulation (26A) pour commander les quantités des gaz d'échappement s'écoulant dans la spirale externe et dans la spirale interne.The turbocharger includes: a turbine housing (21); a compressor housing (31); a shaft (13); a turbine wheel (22) attached to the shaft (13) and disposed in an exhaust gas passage in the turbine housing (21); a compressor wheel (32) attached to the shaft (13) and arranged in an intake passage; a partition wall (23) dividing the exhaust gas passage into an inner spiral (24A) and an outer spiral (25A), the outer spiral (25A) including a first spiral portion and a second spiral portion, the width of the first spiral part in the axial direction of the shaft (13) is larger than that of the second spiral part; anda regulating valve (26A) for controlling the amounts of the exhaust gas flowing in the outer scroll and the inner scroll.
Description
TURBOCOMPRESSEURTURBOCHARGER
Cette invention se rapporte à un turbocompresseur. This invention relates to a turbocharger.
Un turbocompresseur classique est proposé dans la A conventional turbocharger is offered in the
publication de brevet japonais en attente d'examen H 10- Japanese patent publication pending examination H 10-
008977. Ce turbocompresseur est destiné à améliorer son rendement. En s'intéressant au turbocompresseur, une roue de turbine est efficacement mise en rotation en recevant une faible quantité de l'écoulement des gaz d'échappement pour produire une surpression désirée à une faible vitesse du moteur et la rotation de la roue de la turbine est régulée pour correspondre à la vitesse du moteur pour commander la surpression à un niveau prédéterminé à des vitesses 008977. This turbocharger is intended to improve its efficiency. By looking at the turbocharger, a turbine wheel is efficiently rotated by receiving a small amount of the exhaust gas flow to produce a desired overpressure at low engine speed and the rotation of the turbine wheel is regulated to match the speed of the motor to control overpressure to a predetermined level at speeds
intermédiaires et élevées du moteur. intermediate and high engine.
Le turbocompresseur comprend, fondamentalement, un The turbocharger basically includes a
arbre, un logement de compresseur et un logement de turbine. shaft, compressor housing and turbine housing.
L'arbre de la turbine est disposé avec faculté de rotation entre le logement de la turbine et le logement du compresseur et s'étend vers le logement de la turbine à une extrémité et vers le logement du compresseur à l'autre extrémité. La roue de la turbine est connectée à la première extrémité de l'arbre pour rotation unitaire avec celui-ci et est disposé dans un passage des gaz d'échappement à l'intérieur du logement de la turbine. Le rotor du compresseur est connecté à l'autre extrémité de l'arbre de turbine pour rotation The turbine shaft is rotatably arranged between the turbine housing and the compressor housing and extends towards the turbine housing at one end and towards the compressor housing at the other end. The turbine wheel is connected to the first end of the shaft for unitary rotation therewith and is disposed in an exhaust gas passage inside the turbine housing. The compressor rotor is connected to the other end of the turbine shaft for rotation
unitaire avec celui-ci à l'intérieur du compresseur. unitary with it inside the compressor.
En conséquence, c'est un but de la présente invention d'améliorer l'efficacité de l'écoulement des gaz de la Consequently, it is an object of the present invention to improve the efficiency of the flow of gases from the
spirale externe à la spirale interne. external spiral to the internal spiral.
Afin d'atteindre les buts précédemment énoncés, le turbocompresseur comprend un logement de turbine; un logement de compresseur couplé au logement de turbine; un arbre disposé avec faculté de rotation dans le logement; une roue de turbine fixée à une première extrémité de l'arbre de façon à être disposée dans le passage d'échappement dans le logement de turbine; une roue de compresseur fixée à une seconde extrémité de l'arbre de façon à être disposée dans un passage d'admission dans le logement de compresseur; une paroi de séparation pour diviser le passage d'échappement au niveau côté écoulement supérieur de la roue de la turbine en une spirale interne et une spirale externe, la paroi de séparation ayant une pluralité de passages de communication permettant aux gaz d'échappement dans la spirale externe de s'écouler dans la spirale interne, la spirale externe incluant une première partie de spirale et une seconde partie de spirale qui est en regard de la paroi de la séparation, la largeur de la première partie de spirale dans une direction axiale de 1' arbre est plus grande que celle de la seconde partie de spirale d'une manière telle qu'une section transversale de la spirale externe comporte une partie en palier; et une soupape de régulation disposée au niveau d'une ouverture d'entrée de la spirale externe pour commander les quantités des gaz d'échappement s'écoulant à la fois dans In order to achieve the previously stated goals, the turbocharger comprises a turbine housing; a compressor housing coupled to the turbine housing; a shaft arranged with faculty of rotation in the housing; a turbine wheel fixed to a first end of the shaft so as to be disposed in the exhaust passage in the turbine housing; a compressor wheel attached to a second end of the shaft so as to be disposed in an inlet passage in the compressor housing; a partition wall for dividing the exhaust passage at the upper flow side of the turbine wheel into an internal spiral and an external spiral, the partition wall having a plurality of communication passages allowing the exhaust gases into the external spiral to flow into the internal spiral, the external spiral including a first part of the spiral and a second part of the spiral which is opposite the partition wall, the width of the first part of the spiral in an axial direction of The shaft is larger than that of the second spiral part in such a way that a cross section of the external spiral has a stepped part; and a regulating valve arranged at an inlet opening of the external spiral for controlling the quantities of exhaust gases flowing both in
la spirale externe et dans la spirale interne. the outer spiral and in the inner spiral.
En outre, la largeur de la spirale interne est la même que celle de la seconde partie de spirale. En outre, la surface en section transversale de la spirale interne est In addition, the width of the internal spiral is the same as that of the second part of the spiral. In addition, the cross-sectional area of the internal spiral is
plus petite que celle de la spirale externe. smaller than that of the outer spiral.
Ainsi, le turbocompresseur de cette invention présente les avantages suivants: La spirale externe est élargie, en section transversale, dans la direction axiale de l'arbre, empêchant de ce fait le turbocompresseur d'être surdimensionné dans la direction radiale du logement de turbine. La seconde partie de passage guide l'écoulement des gaz d'échappement dans la spirale interne à travers les passages de communication avec pour effet que les gaz d'échappement dans la première partie de passage sont introduis régulièrement dans la spirale interne, empêchant de ce fait l'abaissement du rendement du turbocompresseur. Ceux-ci et autres buts de l'invention deviendront plus apparents à partir des modes de réalisation suivants de l'invention en se référant aux dessins annexes, parmi lesquels: La figure 1 représente une vue en coupe d'un turbocompresseur d'un premier mode de réalisation de cette invention; La figure 2 représente une vue en coupe du turbocompresseur le long de la ligne 2-2 de la figure 1; La figure 3 représente une vue agrandie d'une partie du turbocompresseur de la figure 1; La figure 4 représente une vue agrandie similaire à la figure 3 mais montrant le turbocompresseur ayant des zones de spirale de la spirale externe agrandie dans simplement la direction axiale centrale; La figure 5 représente une vue en coupe du turbocompresseur d'un second mode de réalisation de cette invention similaire à la figure 2 mais représentant le turbocompresseur du second mode de réalisation ayant un type différent de partie de turbine; et La figure 6 représente une vue en coupe similaire à la figure 2 mais représentant le turbocompresseur du second mode de réalisation ayant un type différent de soupape de régulation. Le mode de réalisation de cette invention sera décrit comme suit en se référant aux dessins. Les figures 1 et 2 représentent un premier mode de réalisation du turbocompresseur de cette invention. Le turbocompresseur comprend une partie de turbine 20A, une partie de compresseur et une partie de connexion 10 qui connecte la partie de Thus, the turbocharger of this invention has the following advantages: The external spiral is widened, in cross section, in the axial direction of the shaft, thereby preventing the turbocharger from being oversized in the radial direction of the turbine housing. The second passage part guides the flow of the exhaust gases in the internal spiral through the communication passages with the effect that the exhaust gases in the first passage part are regularly introduced into the internal spiral, preventing this lowers the efficiency of the turbocharger. These and other objects of the invention will become more apparent from the following embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings, among which: FIG. 1 represents a sectional view of a turbocharger of a first embodiment of this invention; Figure 2 shows a sectional view of the turbocharger along line 2-2 of Figure 1; Figure 3 shows an enlarged view of part of the turbocharger of Figure 1; Figure 4 shows an enlarged view similar to Figure 3 but showing the turbocharger having spiral zones of the external spiral enlarged in simply the central axial direction; Figure 5 shows a sectional view of the turbocharger of a second embodiment of this invention similar to Figure 2 but showing the turbocharger of the second embodiment having a different type of turbine part; and Figure 6 shows a sectional view similar to Figure 2 but showing the turbocharger of the second embodiment having a different type of control valve. The embodiment of this invention will be described as follows with reference to the drawings. Figures 1 and 2 show a first embodiment of the turbocharger of this invention. The turbocharger comprises a turbine part 20A, a compressor part and a connection part 10 which connects the part of
turbine 20A à la partie de compresseur 30. turbine 20A at the compressor part 30.
La partie de connexion 10 comprend un logement de palier 11, un palier 12 et un arbre 13 supporté avec faculté de rotation par le palier 12 à l'intérieur du logement de palier 11. Les deux extrémités de l'arbre 13 se prolongent à partir du logement de palier 11. Une première extrémité de l'arbre 13 s'étend à l'intérieur du logement de turbine 21 formant la partie de turbine 20A et l'autre extrémité de l'arbre 13 s'étend à l'intérieur du logement de compresseur 31 formant la partie de compresseur 30. La première extrémité de l'arbre 13 est connectée rigidement à une roue de turbine 22 pour rotation unitaire avec celle-ci et l'autre extrémité de l'arbre 13 est connectée rigidement à une roue de compresseur The connection part 10 comprises a bearing housing 11, a bearing 12 and a shaft 13 supported with the faculty of rotation by the bearing 12 inside the bearing housing 11. The two ends of the shaft 13 extend from of the bearing housing 11. A first end of the shaft 13 extends inside the turbine housing 21 forming the turbine part 20A and the other end of the shaft 13 extends inside the compressor housing 31 forming the compressor part 30. The first end of the shaft 13 is rigidly connected to a turbine wheel 22 for unitary rotation therewith and the other end of the shaft 13 is rigidly connected to a compressor wheel
32 pour rotation unitaire avec celle-ci. 32 for unitary rotation therewith.
La partie de turbine 20A comprend le logement de turbine 21 et la roue de turbine 22 disposée dans le logement de turbine 21. Le logement de turbine 21 est connecté à un premier côté (côté droit lorsque l'on regarde la figure 1) du logement de palier 11 qui forme la partie de connexion 10. La roue de turbine 22 est connectée rigidement à une première extrémité de l'arbre 13 s'étendant à travers le premier côté du logement de palier 11 et est mise en rotation avec l'arbre 13 comme un tout. La roue de turbine 22 est disposée dans un passage des gaz d'échappement formé dans le logement de The turbine part 20A comprises the turbine housing 21 and the turbine wheel 22 disposed in the turbine housing 21. The turbine housing 21 is connected to a first side (right side when looking at FIG. 1) of the housing bearing 11 which forms the connection part 10. The turbine wheel 22 is rigidly connected to a first end of the shaft 13 extending through the first side of the bearing housing 11 and is rotated with the shaft 13 as a whole. The turbine wheel 22 is arranged in an exhaust gas passage formed in the housing of
turbine 21.turbine 21.
Le logement de turbine 21 comprend une entrée des gaz d'échappement 21a et une sortie des gaz d'échappement 21b. Le passage des gaz d'échappement est formé entre l'entrée des gaz d'échappement 21a et la sortie des gaz d'échappement 21b pour communication fluidique entre celles-ci. Une paroi de séparation 23 est formée dans le passage des gaz d'échappement au côté écoulement supérieur (le côté écoulement supérieur de l'écoulement des gaz d'échappement) de la roue de turbine 22. La surface périphérique interne du logement de turbine 21 au niveau côté écoulement supérieur de la roue de turbine 22 est formée sur la paroi de séparation 23. La paroi de séparation 23 divise le passage des gaz d'échappement du côté écoulement supérieur de la roue de turbine 22 en une spirale interne 24A et une spirale externe A. De multiples passages de communication 23A sont formés dans la paroi de séparation 23 vers le côté écoulement inférieur (le côté inférieur de l'écoulement des gaz d'échappement) des spirales. Le côté écoulement supérieur d'une périphérie de chaque passage de communication 23 est progressivement inclinée (le côté écoulement supérieur d'une périphérie de chaque passage de communication 23 est approximativement parallèle à la direction tangentielle de la roue de turbine 22 dans la vue en coupe de la figure 2), et le côté écoulement inférieur de la périphérie de chaque passage de communication 23 est incliné fortement en ayant un angle prédéterminé (le côté écoulement inférieur de la périphérie de chaque passage de communication 23 est approximativement vers un axe de rotation de la roue de turbine 22 dans la vue en coupe, comme représenté la figure 2). Chaque passage de communication 23 formé comme énoncé précédemment est dirigé vers un axe central de la roue de turbine 22. (La forme du passage de communication apparaît en détail dans le brevet des États-Unis N 6 073 447.) Dans la partie de turbine 20A, une soupape de régulation 26A est disposée dans le logement de turbine 21 au niveau du côté de l'entrée des gaz d'échappement 21A (fig. 2). La soupape de régulation 26A qui est sous la forme d'un clapet, régule le degré d'ouverture d'une ouverture 26A qui constitue une ouverture de la spirale externe 25A. Une partie de base de la soupape de régulation 26A est montée en pivot sur le côté écoulement supérieur de l'ouverture 26a. Une extrémité distale s'étend vers le côté écoulement inférieur de l'ouverture 26a. L'extrémité distale de la soupape de régulation 26A est logée dans un siège de soupape sur l'ouverture 26a. La soupape de régulation 26A ferme l'ouverture 26a dans des conditions de régulation et est amenée à fermer et à ouvrir l'ouverture 26a par un dispositif de commande de soupape (non représenté) en fonction de la The turbine housing 21 includes an exhaust gas inlet 21a and an exhaust gas outlet 21b. The exhaust gas passage is formed between the exhaust gas inlet 21a and the exhaust gas outlet 21b for fluid communication between them. A partition wall 23 is formed in the exhaust gas passage at the upper flow side (the upper flow side of the exhaust gas flow) of the turbine wheel 22. The inner peripheral surface of the turbine housing 21 at the upper flow side level of the turbine wheel 22 is formed on the separation wall 23. The separation wall 23 divides the passage of the exhaust gases from the upper flow side of the turbine wheel 22 into an internal spiral 24A and a external spiral A. Multiple communication passages 23A are formed in the partition wall 23 towards the lower flow side (the lower side of the exhaust gas flow) of the spirals. The upper flow side of a periphery of each communication passage 23 is gradually inclined (the upper flow side of a periphery of each communication passage 23 is approximately parallel to the tangential direction of the turbine wheel 22 in the sectional view in Figure 2), and the lower flow side of the periphery of each communication passage 23 is tilted sharply at a predetermined angle (the lower flow side of the periphery of each communication passage 23 is approximately towards an axis of rotation of the turbine wheel 22 in the sectional view, as shown in FIG. 2). Each communication passage 23 formed as previously stated is directed towards a central axis of the turbine wheel 22. (The shape of the communication passage appears in detail in US Patent No. 6,073,447.) In the turbine part 20A, a regulating valve 26A is disposed in the turbine housing 21 at the side of the inlet of the exhaust gases 21A (fig. 2). The regulating valve 26A which is in the form of a valve, regulates the degree of opening of an opening 26A which constitutes an opening of the external spiral 25A. A base portion of the control valve 26A is pivotally mounted on the upper flow side of the opening 26a. A distal end extends to the lower flow side of the opening 26a. The distal end of the control valve 26A is housed in a valve seat on the opening 26a. The regulating valve 26A closes the opening 26a under regulation conditions and is caused to close and open the opening 26a by a valve control device (not shown) depending on the
vitesse du moteur.motor speed.
La partie de compresseur 30 comprend le logement de compresseur 31 et la roue de compresseur 32 disposée dans le logement de compresseur 31. Le logement de compresseur 31 est connecté à l'autre côté (côté gauche comment on peut le voir sur la figure 1) du logement de palier 11 qui forme la partie de connexion 10. La roue de compresseur 32 est connectée rigidement à l'autre extrémité de l'arbre 13 s'étendant à travers l'autre côté du logement de palier 11 et est mise en rotation avec l'arbre 13 comme un tout. La roue de compresseur 32 est disposée dans un passage d'admission d'air The compressor part 30 includes the compressor housing 31 and the compressor wheel 32 disposed in the compressor housing 31. The compressor housing 31 is connected to the other side (left side as can be seen in Figure 1) of the bearing housing 11 which forms the connection part 10. The compressor wheel 32 is rigidly connected to the other end of the shaft 13 extending through the other side of the bearing housing 11 and is rotated with the tree 13 as a whole. The compressor wheel 32 is arranged in an air intake passage
formé dans le logement de compresseur 31. formed in the compressor housing 31.
Le logement de compresseur 31 comprend une entrée d'air 31a et une sortie d'air 31b. Le passage d'admission d'air est formé entre l'entrée 31a et la sortie 31b, pour communication fluidique entre celles-ci. Le côté écoulement inférieur du passage d'admission d'air positionné au-dessous de la roue de The compressor housing 31 includes an air inlet 31a and an air outlet 31b. The air intake passage is formed between the inlet 31a and the outlet 31b, for fluid communication between them. The lower flow side of the air intake passage positioned below the impeller
compresseur 32 est formé en une spirale en forme d'anneau 33. compressor 32 is formed in a ring-shaped spiral 33.
La spirale 33 du compresseur s'étend le long d'une périphérie externe du logement de compresseur 31 à partir de la position adjacente à la sortie d'air 31b vers la sortie d'air 31b. La spirale 33 est progressivement élargie périphériquement vers The compressor spiral 33 extends along an outer periphery of the compressor housing 31 from the position adjacent to the air outlet 31b toward the air outlet 31b. The spiral 33 is gradually widened peripherally towards
la sortie d'air 3lb.the 3lb air outlet.
Dans ce turbocompresseur, la spirale interne 24A et la spirale externe 25A sont formées pour être progressivement coniques depuis le côté écoulement supérieur du passage des gaz d'échappement vers le côté écoulement inférieur, comme on peut le voir sur les figures 1 à 3. La spirale externe 25A est en outre rendue plus large que la spirale interne 24A dans la zone de spirale (en section transversale) depuis le côté écoulement supérieur des spirales vers le côté écoulement inférieur. La spirale externe 25A est agrandie dans une direction axiale (la direction parallèle à un axe de la roue de turbine L à la figure 3) dans une zone de la spirale. La spirale externe 25A agrandie dans la zone de la spirale inclut un passage principal des gaz d'échappement (première partie de passage) 25al et un passage auxiliaire des gaz d'échappement (seconde partie de passage) 25a2. La largeur du passage 25a2 est la même que la largeur de la spirale interne 24A. Le passage principal des gaz d'échappement 25al présente une section transversale qui est longue dans la direction de l'axe. Le passage auxiliaire des gaz d'échappement 25a2 présente une section transversale qui est courte dans la direction de l'axe et est formé pour être In this turbocharger, the internal spiral 24A and the external spiral 25A are formed to be progressively conical from the upper flow side of the exhaust gas passage to the lower flow side, as can be seen in FIGS. 1 to 3. The the outer spiral 25A is further made wider than the inner spiral 24A in the spiral area (in cross section) from the upper flow side of the spirals to the lower flow side. The external spiral 25A is enlarged in an axial direction (the direction parallel to an axis of the turbine wheel L in FIG. 3) in an area of the spiral. The enlarged external spiral 25A in the area of the spiral includes a main exhaust gas passage (first passage part) 25al and an auxiliary exhaust gas passage (second passage part) 25a2. The width of the passage 25a2 is the same as the width of the internal spiral 24A. The main exhaust gas passage 25al has a cross section which is long in the direction of the axis. The auxiliary exhaust gas passage 25a2 has a cross section which is short in the direction of the axis and is formed to be
étagé avec le passage principal des gaz d'échappement 25al. stepped with the main passage of exhaust gases 25al.
Le passage auxiliaire des gaz d'échappement 25a2 est disposé côté paroi de séparation 23 de la spirale externe 25A, formé pour être raccourci dans la direction axiale en section transversale et formé de manière identique à une rainure dans la spirale externe 25A. Sur la figure 3, plusieurs lignes S représentent un palier entre le passage principal des gaz d'échappement 25al et le passage auxiliaire des gaz d'échappement 25a2. La figure 4 représente un autre exemple d'un turbocompresseur qui ne comporte pas de passage auxiliaire des gaz d'échappement dans la spirale externe comparé au premier mode de réalisation du turbocompresseur de The auxiliary exhaust gas passage 25a2 is disposed on the partition wall 23 side of the external spiral 25A, formed to be shortened in the axial direction in cross section and formed identically to a groove in the external spiral 25A. In FIG. 3, several lines S represent a level between the main passage of the exhaust gases 25al and the auxiliary passage of the exhaust gases 25a2. FIG. 4 represents another example of a turbocharger which does not have an auxiliary passage of the exhaust gases in the external spiral compared to the first embodiment of the turbocharger of
la figure 3.Figure 3.
Dans ce turbocompresseur, si la quantité des gaz d'échappement est faible à une basse vitesse du moteur, l'ouverture 26a qui constitue une ouverture d'entrée de la spirale externe 25A est fermée par la soupape de régulation 26A. En conséquence, les gaz d'échappement qui sont introduits dans le passage des gaz d'échappement à travers l'entrée des gaz d'échappement 21a du logement de turbine 21 s'écoulent dans la spirale interne 24A, font tourner la roue de turbine 22 et sont déchargées à l'extérieur des spirales de la turbine à travers l'orifice de sortie d'échappement 21b. Pendant le déplacement des gaz d'échappement, l'arbre 13 est mis en rotation par la roue de turbine 22, qui amène la roue de compresseur 32 à tourner. Ainsi, l'air est introduit dans le passage d'admission d'air à travers l'entrée d'air 31a du logement de compresseur 31, est comprimé à un niveau de surpression qui est délivrée à travers la sortie d'air 31b. En conséquence, l'air délivré depuis le compresseur est introduit dans un passage d'admission d'air du moteur à In this turbocharger, if the quantity of exhaust gases is small at a low engine speed, the opening 26a which constitutes an inlet opening of the external spiral 25A is closed by the regulating valve 26A. As a result, the exhaust gases which are introduced into the exhaust gas passage through the exhaust gas inlet 21a of the turbine housing 21 flow into the internal spiral 24A, rotate the turbine wheel 22 and are discharged outside the spirals of the turbine through the exhaust outlet orifice 21b. During the movement of the exhaust gases, the shaft 13 is rotated by the turbine wheel 22, which causes the compressor wheel 32 to rotate. Thus, air is introduced into the air intake passage through the air inlet 31a of the compressor housing 31, is compressed to a level of overpressure which is delivered through the air outlet 31b. As a result, the air supplied from the compressor is introduced into an air intake passage from the engine to
combustion interne comme induction d'air à densité élevée. internal combustion as high density air induction.
D'autre part, dans ce turbocompresseur, si la quantité des gaz d'échappement est importante à des vitesses intermédiaires ou élevées du moteur, la quantité d'ouverture de l'ouverture 26a est fonction de la vitesse du moteur par l'actionnement de la soupape de régulation 26B. De ce fait, le flux des gaz d'échappement qui est introduit dans le passage des gaz d'échappement à travers l'entrée des gaz d'échappement 21a du logement de turbine 21 s'écoule dans à la fois la spirale interne 24A et la spirale externe 25A, seul les gaz d'échappement qui sont entrés dans la spirale interne 24A font tourner la roue de turbine 22, comme décrit ci-dessus, et sont déchargés à l'extérieur des spirales de la turbine à travers la sortie d'échappement 21b, comme on l'a On the other hand, in this turbocharger, if the quantity of exhaust gases is large at intermediate or high engine speeds, the amount of opening of the opening 26a is a function of the engine speed by actuation of the regulating valve 26B. As a result, the flow of exhaust gases which is introduced into the passage of the exhaust gases through the inlet of the exhaust gases 21a of the turbine housing 21 flows in both the internal spiral 24A and the external spiral 25A, only the exhaust gases which have entered the internal spiral 24A cause the turbine wheel 22 to rotate, as described above, and are discharged outside the turbine spirals through the outlet d 21b exhaust, as we have
décrit précédemment.previously described.
Pendant le déplacement des gaz d'échappement, une partie des gaz d'échappement entrant dans la spirale externe 26A s'écoule dans la spirale interne 24A à travers les passages de communication 23a. Dans ce cas, les gaz d'échappement s'écoulant dans la spirale interne 24A sont orientés vers l'axe de rotation de la roue de turbine 22 en conformité avec la direction de passage de chaque passage de communication 23, ce qui a pour résultat que les gaz d'échappement s'écoulant dans la direction tangentielle de la roue de turbine 22 sont changés vers l'axe de rotation de la roue de turbine 22, abaissant de ce fait la vitesse de l'écoulement During the movement of the exhaust gases, part of the exhaust gases entering the external spiral 26A flows into the internal spiral 24A through the communication passages 23a. In this case, the exhaust gases flowing in the internal spiral 24A are oriented towards the axis of rotation of the turbine wheel 22 in accordance with the direction of passage of each communication passage 23, which results in that the exhaust gases flowing in the tangential direction of the turbine wheel 22 are changed towards the axis of rotation of the turbine wheel 22, thereby lowering the speed of flow
des gaz d'échappement qui heurtent la roue de turbine 22. exhaust gases hitting the turbine wheel 22.
Ainsi, la roue de turbine 22 est régulée de façon ne pas dépasser une vitesse de rotation désirée, ensuite la roue de compresseur 32 est également régulée pour ne pas tourner à une vitesse excessive, ayant pour résultat qu'une rotation non nécessaire de la roue de compresseur 32 est empêchée, avec pour effet que la surpression peut être commandée à une valeur établie par la soupape même aux vitesses du moteur intermédiaires et élevées, auxquelles vitesses la quantité Thus, the turbine wheel 22 is regulated so as not to exceed a desired rotational speed, then the compressor wheel 32 is also regulated so as not to rotate at excessive speed, resulting in unnecessary rotation of the wheel compressor 32 is prevented, with the effect that the overpressure can be controlled to a value established by the valve even at intermediate and high engine speeds, at which speeds the quantity
des gaz d'échappement est importante. exhaust is important.
À ce sujet, dans ce turbocompresseur, la spirale externe A est agrandie dans la zone de la spirale dans le but d'agrandir un volume variable (la plage du volume peut être modifiée). Dans ce cas, un agrandissement de la spirale externe 25A dans la zone de la spirale dans la direction axiale empêche le turbocompresseur d'être surdimensionné dans la direction radiale de la spirale externe 25A, empêchant de On this subject, in this turbocharger, the external spiral A is enlarged in the zone of the spiral in order to enlarge a variable volume (the volume range can be modified). In this case, an enlargement of the outer spiral 25A in the area of the spiral in the axial direction prevents the turbocharger from being oversized in the radial direction of the outer spiral 25A, preventing
ce fait des difficultés pour monter le turbocompresseur. this makes it difficult to mount the turbocharger.
D'une part, un simple agrandissement de la spirale externe 25A dans la zone de la spirale dans la direction axiale, comme cela est représenté à la figure 4, a pour résultat que les gaz d'échappement s'écoulant dans la spirale externe 25A sont perturbés par les multiples parties de bord des passages de communication 23a lorsque les gaz d'échappement se déplacent vers les passages de communication 23a, comme cela est indiqué par une flèche A, avec pour effet que l'écoulement des gaz d'échappement dans la spirale interne 24 à travers les passages de communication 23a On the one hand, a simple enlargement of the external spiral 25A in the zone of the spiral in the axial direction, as shown in FIG. 4, results in the exhaust gases flowing in the external spiral 25A are disturbed by the multiple edge portions of the communication passages 23a when the exhaust gases move towards the communication passages 23a, as indicated by an arrow A, with the effect that the flow of the exhaust gases in the internal spiral 24 through the communication passages 23a
devient non régulier.becomes non-regular.
D'autre part, dans ce turbocompresseur, la spirale externe 25A est constituée du passage principal des gaz d'échappement 25al et du passage auxiliaire des gaz d'échappement qui est sous la forme une rainure. Ainsi, le passage auxiliaire des gaz d'échappement 25a2 guide une partie des gaz d'échappement s'écoulant dans le passage principal des gaz d'échappement vers la direction comme indiqué par une flèche B, avec pour effet que l'écoulement des gaz d'échappement dans la spirale interne 24A devient régulier. En d'autres termes, une partie des gaz d'échappement s'écoulant dans le passage extérieur des gaz d'échappement peut être introduite régulièrement dans le passage interne des gaz d'échappement 24a sans toute perturbation quelconque, empêchant de ce fait l'abaissement On the other hand, in this turbocharger, the external spiral 25A consists of the main passage of the exhaust gases 25al and the auxiliary passage of the exhaust gases which is in the form of a groove. Thus, the auxiliary exhaust gas passage 25a2 guides part of the exhaust gas flowing in the main exhaust gas passage towards the direction as indicated by an arrow B, with the effect that the gas flow exhaust in the internal spiral 24A becomes regular. In other words, a part of the exhaust gases flowing in the external passage of the exhaust gases can be introduced regularly into the internal passage of the exhaust gases 24a without any disturbance whatsoever, thereby preventing the lowering
du rendement du turbocompresseur.the performance of the turbocharger.
Les figures 5 et 6 représentent un second mode de réalisation du turbocompresseur de cette invention. La structure du second mode de réalisation est sensiblement identique à celle du premier mode de réalisation sauf qu'il comporte une partie de turbine 20B (type différent de partie de turbine 20A) et une soupape de régulation 26B (type Figures 5 and 6 show a second embodiment of the turbocharger of this invention. The structure of the second embodiment is substantially identical to that of the first embodiment except that it comprises a turbine part 20B (different type of turbine part 20A) and a regulating valve 26B (type
différent de soupape de régulation 26A). different from regulating valve 26A).
La soupape de régulation 26B est sous la forme d'une soupape du type clapet et sa partie intermédiaire est mise à pivoter vers le logement de turbine 21 et montée à la position intermédiaire entre le côté écoulement supérieur de l'ouverture 26b et le côté écoulement inférieur. Ainsi, lorsque le turbocompresseur est en fonctionnement, la soupape de régulation 26B ouvre et ferme chacun des côté écoulement The regulating valve 26B is in the form of a valve type valve and its intermediate part is pivoted towards the turbine housing 21 and mounted in the intermediate position between the upper flow side of the opening 26b and the flow side inferior. Thus, when the turbocharger is in operation, the regulating valve 26B opens and closes each of the flow side
supérieur et côté écoulement inférieur de l'ouverture 26b. upper and lower flow side of the opening 26b.
Lorsque la soupape de régulation 26B est actionnée, les deux parties d'extrémité de la soupape de régulation 26B sont simultanément déplacées pour ouvrir ou fermer le côté écoulement supérieur de l'ouverture 26b et le côté écoulement When the regulating valve 26B is actuated, the two end portions of the regulating valve 26B are simultaneously moved to open or close the upper flow side of the opening 26b and the flow side
inférieur de celle-ci au même instant. lower of it at the same time.
De même, dans le turbocompresseur du second mode de réalisation, une spirale interne 24B et une spirale externe B sont toutes les deux formées pour être progressivement coniques depuis le côté supérieur vers le côté inférieur des spirales et la spirale externe 25B et amené à être plus grande que la spirale interne 24B dans la zone de la spirale par rapport à chaque partie depuis le côté écoulement supérieure du passage des gaz d'échappement au côté écoulement inférieur. La spirale externe 25B est agrandie dans la zone de la spirale dans la direction axiale, avec pour effet que ladite spirale externe 25B est constituée du passage principal des gaz d'échappement 25bl et du passage auxiliaire des gaz d'échappement 25b2 qui est court dans la Likewise, in the turbocharger of the second embodiment, an internal spiral 24B and an external spiral B are both formed to be gradually conical from the upper side to the lower side of the spirals and the external spiral 25B and caused to be more large than the internal spiral 24B in the area of the spiral with respect to each part from the upper flow side of the exhaust passage to the lower flow side. The external spiral 25B is enlarged in the area of the spiral in the axial direction, with the effect that said external spiral 25B consists of the main exhaust gas passage 25bl and the auxiliary exhaust gas passage 25b2 which is short in the
direction axiale et qui est formé sous forme de rainure. axial direction and which is formed in the form of a groove.
Ainsi, également dans le turbocompresseur du second mode de réalisation, le passage auxiliaire des gaz d'échappement b2 guide une partie des gaz d'échappement s'écoulant dans le passage principal des gaz d'échappement 25bl vers les passages de communication 23a, avec pour effet que l'écoulement des gaz d'échappement dans la spirale interne 24B devient uniforme. En d'autres termes, une partie des gaz d'échappement s'écoulant dans la spirale externe 25B peut être introduite uniformément dans la spirale interne 24B sans toute perturbation quelconque, empêchant de ce fait Thus, also in the turbocharger of the second embodiment, the auxiliary exhaust gas passage b2 guides part of the exhaust gas flowing in the main exhaust gas passage 25bl to the communication passages 23a, with so that the flow of exhaust gases in the internal spiral 24B becomes uniform. In other words, a part of the exhaust gases flowing in the external spiral 25B can be introduced uniformly into the internal spiral 24B without any disturbance whatsoever, thereby preventing
l'abaissement du rendement du turbocompresseur. lowering the efficiency of the turbocharger.
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