JP6325479B2 - Turbocharger - Google Patents
Turbocharger Download PDFInfo
- Publication number
- JP6325479B2 JP6325479B2 JP2015069781A JP2015069781A JP6325479B2 JP 6325479 B2 JP6325479 B2 JP 6325479B2 JP 2015069781 A JP2015069781 A JP 2015069781A JP 2015069781 A JP2015069781 A JP 2015069781A JP 6325479 B2 JP6325479 B2 JP 6325479B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plate
- disc spring
- shielding member
- turbocharger
- nozzle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 46
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 20
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 9
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 6
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Supercharger (AREA)
Description
本発明は、ターボチャージャに関し、特に、タービンホイールへの気体流量を変化できるターボチャージャに関する。 The present invention relates to a turbocharger, and more particularly to a turbocharger capable of changing a gas flow rate to a turbine wheel.
従来、スクロール通路内の排ガスがタービン室へ漏出するのを防止するために、皿ばねからなるシール装置を備えたターボチャージャが提案されている(たとえば、特開2009−144545号公報(特許文献1)参照)。 Conventionally, in order to prevent the exhaust gas in the scroll passage from leaking into the turbine chamber, a turbocharger having a sealing device composed of a disc spring has been proposed (for example, JP 2009-144545 A (Patent Document 1). )reference).
ターボチャージャは、スクロール通路内の排気ガスをタービンホイールに吹き付けて、タービンホイールを回転駆動する。スクロール通路内には、高温の排気ガスが存在している。特許文献1に記載された構成では、皿ばねがスクロール通路に露出しており、皿ばねは高温の排気ガスに曝される。皿ばねの温度が高くなると、皿ばねのばね性が低下する問題があった。 The turbocharger blows the exhaust gas in the scroll passage to the turbine wheel to drive the turbine wheel to rotate. Hot exhaust gas exists in the scroll passage. In the configuration described in Patent Document 1, the disc spring is exposed in the scroll passage, and the disc spring is exposed to high-temperature exhaust gas. When the temperature of the disc spring increases, there is a problem in that the spring property of the disc spring decreases.
本発明の目的は、高温の排気ガスによる皿ばねの熱害を抑制できるターボチャージャを提供することである。 The objective of this invention is providing the turbocharger which can suppress the heat damage of the disc spring by hot exhaust gas.
本発明に係るターボチャージャは、タービンホイールと、複数の可変ノズルと、第1プレートと、第2プレートと、皿ばねと、遮蔽部材とを備えている。可変ノズルは、回動軸を中心に回動可能に設けられており、タービンホイールへの排気ガスの流速を調整する。第1プレートおよび第2プレートは、回動軸の延びる方向に可変ノズルを挟んで配置されている。第1プレートおよび第2プレートは、タービンホイールの軸線を中心とする円環状に形成されている。皿ばねは、第2プレートの、可変ノズルに対向しない表面に設けられている。皿ばねは、第2プレートを付勢している。遮蔽部材は、排気ガスから皿ばねを遮蔽する。遮蔽部材は、第2プレートとは別体に構成されている。 A turbocharger according to the present invention includes a turbine wheel, a plurality of variable nozzles, a first plate, a second plate, a disc spring, and a shielding member. The variable nozzle is provided so as to be rotatable about a rotation shaft, and adjusts the flow rate of the exhaust gas to the turbine wheel. The 1st plate and the 2nd plate are arranged on both sides of the variable nozzle in the direction in which the rotation axis extends. The first plate and the second plate are formed in an annular shape around the axis of the turbine wheel. The disc spring is provided on the surface of the second plate that does not face the variable nozzle. The disc spring biases the second plate. The shielding member shields the disc spring from the exhaust gas. The shielding member is configured separately from the second plate.
上記ターボチャージャにおいて好ましくは、遮蔽部材は、回動軸の延びる方向に、第2プレートとの間に皿ばねを挟んで配置されている。 Preferably, in the turbocharger, the shielding member is disposed with a disc spring interposed between the shielding plate and the second plate in a direction in which the rotation shaft extends.
上記ターボチャージャにおいて好ましくは、皿ばねは、第2プレートに接触して円環状の第1シール部を形成し、遮蔽部材に接触して第1シール部よりも径の小さい円環状の第2シール部を形成している。 Preferably, in the turbocharger, the disc spring is in contact with the second plate to form an annular first seal portion, and in contact with the shielding member, the annular second seal having a smaller diameter than the first seal portion. Forming part.
上記ターボチャージャにおいて好ましくは、遮蔽部材は、第2プレートの外周面を覆っている。 In the turbocharger, preferably, the shielding member covers the outer peripheral surface of the second plate.
上記ターボチャージャにおいて好ましくは、可変ノズルを収容する空間を形成するためのスペーサが、第1プレートと一体に成形されている。 In the turbocharger, preferably, a spacer for forming a space for accommodating the variable nozzle is formed integrally with the first plate.
上記ターボチャージャにおいて好ましくは、第1プレートに、遮蔽部材と係合する係合部が設けられている。 In the turbocharger, preferably, the first plate is provided with an engaging portion that engages with the shielding member.
本発明のターボチャージャによると、高温の排気ガスから皿ばねを遮蔽することにより、皿ばねの熱害を抑制することができる。 According to the turbocharger of the present invention, the heat damage of the disc spring can be suppressed by shielding the disc spring from the high-temperature exhaust gas.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図1は、本実施形態のターボチャージャ10の概略構成を示す部分断面図である。本実施形態では、ターボチャージャ10は車両に搭載されている。この車両には、エンジンが搭載されている。エンジンは、吸気通路を通じて燃焼室に吸入される空気と、同燃焼室に供給される燃料との混合気を燃焼する。このエンジンに、図1に示すターボチャージャ10が設けられている。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a schematic configuration of a
ターボチャージャ10は、タービンシャフト11と、ベアリングハウジング12とを備えている。ベアリングハウジング12は、ベアリング13を収容している。タービンシャフト11は、ベアリング13によってベアリングハウジング12に回転可能に支持されている。
The
ターボチャージャ10は、タービンハウジング14と、コンプレッサハウジング(図示略)とを備えている。タービンハウジング14は、タービンシャフト11の軸線L1に沿う方向(図1中の左右方向。以下「軸線方向」という)について、ベアリングハウジング12の一側(図1の右側)に隣接して配置されている。複数の部材からなるコンプレッサハウジングは、軸線方向について、ベアリングハウジング12の他側(図1の左側)に隣接して配置されている。
The
タービンハウジング14およびコンプレッサハウジングは、それぞれベアリングハウジング12に締結されて固定されている。ベアリングハウジング12、タービンハウジング14およびコンプレッサハウジングによって、ターボチャージャ10のハウジングが構成されている。
The turbine housing 14 and the compressor housing are respectively fastened and fixed to the
タービンハウジング14の中心部には、上記軸線方向に延びる円筒状のタービン室15が形成されている。タービンハウジング14内において、タービン室15の周りには、渦巻き状のスクロール通路16が形成されている。スクロール通路16は、タービンシャフト11の径方向について、タービン室15に対して外側に形成されている。タービン室15およびスクロール通路16は、連通路17を介して相互に連通されている(図4参照)。スクロール通路16は、その断面形状がL字状に形成されている。
A
タービンシャフト11の一方(図1の右方)の端部上には、タービン室15内で回転するタービンホイール26が固定されている。タービンシャフト11の他方(図1の左方)の端部上には、コンプレッサハウジング内で回転するコンプレッサホイール(図示略)が固定されている。
A
タービンハウジング14には、ベアリングハウジング12側へ延びる膨出部18が一体に形成されている。膨出部18は、軸線L1を中心とする円環状をなし、タービン室15の内壁面の一部を構成している。
The
ターボチャージャ10には、可変ノズル機構(バリアブルノズル機構)30が組込まれている。可変ノズル機構30は、連通路17の排気流通面積を変更し、タービンホイール26に吹付けられる排気Eの流速を可変とし、もって、ターボチャージャ10の回転速度を調整し、燃焼室に強制的に送り込まれる空気の量を調整するための機構である。
A variable nozzle mechanism (variable nozzle mechanism) 30 is incorporated in the
次に、この可変ノズル機構30の概略構成について説明する。図2は、図1の左方から見た可変ノズル機構30の側面図である。図3は、図1の右方から見た可変ノズル機構30の側面図である。図2には、可変ノズル機構30の一部(ノズルプレート31など)を図1の左方から見た状態が図示されている。図3には、可変ノズル機構30の一部(ノズルプレート31など)を図1の右方から見た状態が図示されている。
Next, a schematic configuration of the
図1および図2,3に示すように、可変ノズル機構30は、ノズルプレート31と、ユニゾンリング35とを備えている。ノズルプレート31およびユニゾンリング35は、上記軸線L1を中心とする円環状の形状を有している。
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the
ノズルプレート31において、上記軸線L1を中心とする円上には、複数の軸32が略等角度毎に配置されている。各軸32は、軸線L1に平行に延びており、ノズルプレート31に対し回動可能に挿通されている。各軸32は、軸線方向に沿って延びている。各軸32について、ノズルプレート31から露出する一方(図1の右方)の部分には、可変ノズル(ノズルベーン)33が固定されている。図1では、可変ノズル33は二点鎖線で図示されている。また、各軸32について、ノズルプレート31から露出する他方(図1の左方)の端部には、アーム34の基端部が固定されている。
In the
ユニゾンリング35は、内周面の複数箇所に凹部36を有している。これらの凹部36には、上記アーム34の先端部が係合されている。
The
ユニゾンリング35は、リンク37(図1参照)などを介してターボチャージャ10の外部から回転される。すなわち、リンク37のシャフト37Aにはアーム39が固定されており、そのアーム39の先端部は、ユニゾンリング35の内周面に設けられた凹部40に係合されている。そして、ユニゾンリング35がターボチャージャ10の外部から、リンク37、シャフト37A、アーム39などを介して上記軸線L1の周りで回動させられると、そのユニゾンリング35の複数の凹部36に係合している各アーム34が軸32を中心として各々同期した状態で回動(開閉)される。
The
各軸32の回動に伴って、可変ノズル33が軸32を中心に回動する。軸32は、回動軸としての機能を有している。可変ノズル33の回動によって、可変ノズル33の開度が変化し、連通路17の上記排気流通面積が変更される。そして、隣り合う可変ノズル33間を通じてタービンホイール26に吹付けられる排気Eの流速が調整される。
As each
たとえば、図2において、リンク37などによりシャフト37Aを支点としてアーム39を反時計回り方向へ回動させると、これに伴ってユニゾンリング35は図2,3においてそれぞれ矢印に示す方向へ回動する。ユニゾンリング35の上記回動によって、各軸32が、図2では反時計回り方向へ回動し、図3では時計回り方向へ回動する。各軸32の上記回動に伴い、可変ノズル33が閉じ側に回動し、タービンホイール26に吹付けられる排気Eの流速が高くなる。上記とは逆に、可変ノズル33が開き側に回動すると、タービンホイール26に吹付けられる排気Eの流速が低くなる。
For example, in FIG. 2, when the
図4は、図1における可変ノズル機構30およびその周辺部分を拡大して示す部分断面図である。図5は、図1における可変ノズル機構30およびその周辺部分について、図1および図4とは異なる断面(後述するスペーサ部47を通る断面)を拡大して示す部分断面図である。
FIG. 4 is an enlarged partial cross-sectional view showing the
図4および図5に示すように、ノズルプレート31において、上記軸線L1を中心とする円状の複数箇所には、軸線方向に貫通する貫通孔があけられている。可変ノズル33毎の軸32は、上記貫通孔に回動可能に挿通されている。可変ノズル33は、ノズルプレート31によって、軸32と一体で回動し得るように支持されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, in the
可変ノズル機構30は、上記軸線L1を中心とする円環状のシュラウドプレート41を備えている。第1プレートとしてのノズルプレート31と、第2プレートとしてのシュラウドプレート41とは、軸32の延びる方向において、互いに間隔をあけて配置されている。ノズルプレート31とシュラウドプレート41とは、その間に可変ノズル33を挟んで配置されている。シュラウドプレート41は、ノズルプレート31に対し、ベアリングハウジング12から遠ざかる側(図4および図5の各右側)に配置されている。各軸32は、上述した通りノズルプレート31を貫通してノズルプレート31によって支持されているが、シュラウドプレート41には挿通されていない。
The
シュラウドプレート41は、ノズルプレート31に対向する第1面42と、第1面42と反対側の第2面43とを有している。第1面42は、可変ノズル33に対向している。第1面42は、ノズルプレート31と共に、連通路17の内壁を構成している。軸32の一端が、第1面42に当接している。第2面は、可変ノズル33に対向する第1面42とは反対側の面である。第2面43は、タービンハウジング14に対向している。第2面43とタービンハウジング14の内壁面との間に、スクロール通路16の一部が形成されている。第1面42と第2面43とは、互いに略平行に形成された部分を有している。
The
シュラウドプレート41は、その外周縁部分において、第3面44、第4面45および第5面46を有している。第3面44、第4面45および第5面46は、径方向外側のシュラウドプレート41の縁部に設けられている。第4面45は、第1面42および第2面43と平行な円環状に形成されている。第3面44および第5面46は、第1面42および第2面43と直交する円筒状に形成されている。
The
第3面44は、第5面46よりもタービンシャフト11の軸線L1の近くに形成されている。第4面45は、軸線方向において、第1面42と第2面43との間に形成されている。これにより、第1面42、第3面44、第4面45および第5面46は、シュラウドプレート41の外周縁部分に段状の形状を構成している。
The
ノズルプレート31は、図5に示すように、スペーサ部47を有している。図3に示すように、スペーサ部47はノズルプレート31の周方向に対し、互いに間隔を有しつつ等間隔に(ここでは3つ)設けられている。スペーサ部47は、ノズルプレート31からシュラウドプレート41へ向かって延びている。スペーサ部47は、ノズルプレート31と一体に形成されている。スペーサ部47は、ノズルプレート31の外周縁部分から、軸線方向に沿って延びている。スペーサ部47は、シュラウドプレート41の第1面42に当接している。スペーサ部47によって、ノズルプレート31およびシュラウドプレート41間に、可変ノズル33の厚みよりわずかに大きい間隔が確保されている。
As shown in FIG. 5, the
スペーサ部47の一部がベアリングハウジング12から遠ざかる側にさらに延び、嵌合部49を形成している。シュラウドプレート41の第1面42、第3面44、第4面45および第5面46によって形成された段状の形状に、嵌合部49が嵌合している。この嵌合によってノズルプレート31とシュラウドプレート41とが連結され、ノズルプレート31およびシュラウドプレート41は、相互に一体的に結合された「組立体48」となっている。
A part of the
組立体48において、ノズルプレート31およびシュラウドプレート41によって挟まれた領域は、各可変ノズル33が軸32とともに回動(開閉)する領域(作動領域A)となっている。スペーサ部47は、ノズルプレート31とシュラウドプレート41の間に空間を形成しており、この空間に各可変ノズル33が収容されている。
In the
シュラウドプレート41の第2面43には、皿ばね50が配置されている。皿ばね50は、シュラウドプレート41の表面のうち、可変ノズル33に対向しない第2面43に設けられている。皿ばね50は、金属板などの弾性体によって、円環状に形成されている。皿ばね50は、軸線方向に弾性変形可能に形成されている。
A
皿ばね50は、軸線L1を中心にして配置されている。皿ばね50は、タービンホイール26の周囲に配置されている。皿ばね50は、中心部に近付くほどタービンハウジング14の内壁面に近付く円錐状(テーパ状)に形成されている。
The
皿ばね50は、組立体48のシュラウドプレート41とタービンハウジング14の内壁面との間の間隙をシールする機能を有している。皿ばね50はまた、組立体48を軸線方向に付勢し、組立体48をベアリングハウジング12の内壁面に押し当てる機能も担っている。
The
さらに、ターボチャージャ10は、遮蔽部材60を備えている。遮蔽部材60は、金属板などの弾性体によって、円環状に形成されている。遮蔽部材60は、軸線L1を中心にして配置されている。遮蔽部材60は、タービンホイール26の周囲に配置されている。遮蔽部材60は、シュラウドプレート41とは別体に構成されている。
Further, the
軸線方向において、シュラウドプレート41と遮蔽部材60との間に、皿ばね50が挟まれている。遮蔽部材60は、シュラウドプレート41と共に、皿ばね50を取り囲んでいる。遮蔽部材60は、皿ばね50を覆って配置されている。
A
遮蔽部材60は、内周縁61と、外周縁62とを有している。全体として円環状の遮蔽部材60のうち、内周縁61は、最内径部分の一部の表面を構成している。外周縁62は、遮蔽部材60の最外径部分の一部の表面を構成している。
The shielding
遮蔽部材60は、内側円筒部63と、円環部64と、テーパ部65と、外側円筒部66と、係合凸部67とを備えている。内側円筒部63は、軸線方向に延びる円筒状の形状を有している。内側円筒部63の、シュラウドプレート41の第2面43に対向する端部が、遮蔽部材60の内周縁61を構成している。円環部64は、タービンシャフト11の径方向に延びる円環形状を有している。円環部64は、タービンハウジング14の膨出部18の内壁面に接触して配置されている。
The shielding
テーパ部65は、シュラウドプレート41の第2面43に近づくにつれて径が拡大するテーパ面形状を有している。外側円筒部66は、軸線方向に延びる円筒状の形状を有している。外側円筒部66は、シュラウドプレート41の第5面46に接触して配置されている。外側円筒部66は、シュラウドプレート41の第5面46を、径方向外側から覆っている。
The tapered
係合凸部67は、外側円筒部66から軸線L1に近づく方向に湾曲した後さらに軸線L1から離れる方向に湾曲した、S字状の形状を有している。係合凸部67は、ノズルプレート31と一体成形された嵌合部49の外周面に係合している。係合凸部67は、シュラウドプレート41の第3面44を、径方向外側から覆っている。
The engagement
遮蔽部材60は、スクロール通路16と皿ばね50との間に配置されている。遮蔽部材60は、スクロール通路16内を流れる高温の排気ガスから、皿ばね50を遮蔽している。
The shielding
皿ばね50は、内周縁部において、遮蔽部材60の円環部64に接触して、軸線L1を中心とした円環状のシール部51を形成している。皿ばね50は、外周縁部において、シュラウドプレート41の第2面43に接触して、軸線L1を中心とした円環状のシール部52を形成している。シール部51の径は、シール部52の径よりも小さくなっている。
The
皿ばね50は、シール部51,52において軸線方向の荷重が加えられることにより、軸線方向の寸法が小さくなる方向に撓ませられ(弾性変形させられ)ており、外周縁部において、組立体48(シュラウドプレート41)をベアリングハウジング12側へ付勢している。この付勢により、ノズルプレート31がベアリングハウジング12の内壁面に押し当てられている。
The
図6は、遮蔽部材60の組み付け状況について説明する模式図である。図6に示すように、スペーサ部47は、シュラウドプレート41の第1面42に当接する当接面471と、内周面472と、外周面473とを有している。当接面471は、円環状に形成されている。図6に示すノズルプレート31とシュラウドプレート41とが組み付けられた状態で、当接面471は、シュラウドプレート41の第1面42に面接触している。内周面472は、円弧状に形成されており、ノズルプレート31とシュラウドプレート41との間の作動領域Aに面している。外周面473は、円弧状に形成されており、スクロール通路16に面している。
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the assembly state of the shielding
嵌合部49は、内周面491と、対向面492と、外周面493とを有している。内周面491は、円弧状に形成されている。図6に示すノズルプレート31とシュラウドプレート41とが組み付けられた状態で、内周面491は、シュラウドプレート41の第3面44に面接触している。対向面492は、部分的な円環状に形成されている。図6に示すノズルプレート31とシュラウドプレート41とが組み付けられた状態で、対向面492は、シュラウドプレート41の第4面45との間に隙間を隔てて、第4面45に対向している。
The
外周面493は、円弧状に形成されており、スクロール通路16に面している。外周面493は、スペーサ部47の外周面473と同径かつ同心に設けられている。外周面493には、その一部が窪んだ係合凹部494が形成されている。係合凹部494の底面は、外周面493よりも軸線L1に近く配置されている。図6に示すノズルプレート31とシュラウドプレート41とが組み付けられた状態で、係合凹部494は、シュラウドプレート41の厚みの範囲内に設けられている。
The outer
図6には、ノズルプレート31とシュラウドプレート41とが組み付けられて嵌合部49がシュラウドプレート41の外周縁部分の段部に嵌め合わされており、シュラウドプレート41の第2面43に皿ばね50が設けられた状態が図示されている。この状態から、図6中の矢印に示すように、遮蔽部材60をシュラウドプレート41に近づくように、図6中の左方向に移動させる。遮蔽部材60の係合凸部67は、シュラウドプレート41の第5面46に沿って摺動し、さらに嵌合部49の外周面493に沿って摺動して、係合凹部494に係合する。このようにしてノズルプレート31と遮蔽部材60とが組み合わされ、組立体48に皿ばね50および遮蔽部材60が一体化された図5に示す構造が形成される。
In FIG. 6, the
遮蔽部材60の組み付けは、上記の例に限られるものではない。たとえば、テーパ部65に対する外側円筒部66の湾曲が図6よりも小さい状態の遮蔽部材60を、所定の位置に配置し、その状態で外側円筒部66をプレス加工などによって湾曲させることにより、係合凹部494に係合凸部67を係合させてもよい。このように、遮蔽部材60を配置した後に変形させてノズルプレート31に係合させる場合には、係合凸部67はS字状の形状に限られず、たとえば遮蔽部材60の外周縁が屈曲した鉤状の形状としてもよい。
The assembly of the shielding
上記のように構成された本実施形態のターボチャージャ10の動作について説明する。エンジンの運転に伴い、排気Eが生じ、排気Eはエンジンから排出される。排気Eは、排気通路を流れる過程でターボチャージャ10に流入し、タービンハウジング14のスクロール通路16に沿って流れる。この排気Eは、隣り合う可変ノズル33間の連通路17を通り、タービン室15内のタービンホイール26に吹付けられる。
The operation of the
この排気Eの吹付けにより、タービンホイール26が回転駆動される。この回転は、タービンシャフト11を介して、コンプレッサホイールに伝達される。これにより、タービンホイール26と同軸上のコンプレッサホイールがタービンホイール26と一体となって回転する。その結果、エンジンでは、ピストンの移動に伴って燃焼室内に発生する負圧によって吸入される空気が、ターボチャージャ10のコンプレッサホイールの回転によって強制的に燃焼室に送り込まれる(過給される)。このようにして、燃焼室への空気の充填効率が高められる。
The
ターボチャージャ10の外部からリンク37などの操作を通じて可変ノズル33が回動されることにより、同可変ノズル33の開度が変更される。これに伴い、タービンホイール26に吹付けられる排気Eの流速が変更されて、ターボチャージャ10の回転速度が変更され、エンジンの過給圧が調整される。
When the
ここで、上記ターボチャージャ10では、シュラウドプレート41とタービンハウジング14との間の間隙が、皿ばね50によってシールされている。ターボチャージャ10では、組立体48(シュラウドプレート41)とタービンハウジング14の内壁面との間で、皿ばね50が軸線方向に弾性変形させられて、弾性エネルギを蓄積した状態で組込まれている。
Here, in the
皿ばね50の外周縁部のシール部52が接触されているシュラウドプレート41は、皿ばね50の弾性エネルギを放出しようとする力(弾性復元力、付勢力)により、軸線方向に常に付勢される。この皿ばね50の付勢力は、スペーサ部47を介してノズルプレート31に伝達される。この付勢力の伝達により、組立体48がベアリングハウジング12側へ変位し、ノズルプレート31の一部がベアリングハウジング12の内壁面に押し当てられる。この押し当てにより、組立体48が、両ハウジング12,14に固定されることなく、フローティング状態で位置決めされる。
The
また、皿ばね50では、外周縁部のシール部52がシュラウドプレート41に接触し、内周縁部のシール部51が遮蔽部材60の円環部64に接触する。皿ばね50の付勢力により、遮蔽部材60の円環部64はタービンハウジング14の内壁面に接触する。このように、皿ばね50および遮蔽部材60により、シュラウドプレート41とタービンハウジング14との間の間隙が仕切られる。そのため、シュラウドプレート41とタービンハウジング14との間の間隙を通る排気Eの流れが規制され、連通路17をバイパスしてタービン室15へ排気Eが漏れ出ることが防止されている。
Further, in the
上記ターボチャージャ10は、図5に示すように、排気Eから皿ばね50を遮蔽する遮蔽部材60を備えている。遮蔽部材60が高温の排気Eから皿ばね50を遮蔽することにより、皿ばね50の熱害を抑制し、皿ばね50のばね性を維持することができる。これにより、シュラウドプレート41とタービンハウジング14との間の皿ばね50によるシール性を確保できる。また、ノズルプレート31およびシュラウドプレート41による組立体48をベアリングハウジング12に押し当て、安定して組立体48を固定することができる。
As shown in FIG. 5, the
遮蔽部材60のテーパ部65とタービンハウジング14の内壁面との間に空間が形成されており、この空間はスクロール通路16の一部を構成している。スクロール通路16が軸線L1に近づけて形成されており、スクロール通路16が小径化されている。そのため、スクロール通路16の容積を確保しながら、スクロール通路16の径方向外側の内壁面を軸線L1により近い位置に配置できるので、タービンハウジング14を小型化することができる。
A space is formed between the tapered
遮蔽部材60をシュラウドプレート41とは別体に構成することにより、簡単な構成で、小径化されたスクロール通路16を流れる排気Eからの皿ばね50の遮蔽を実現することができる。皿ばね50をシュラウドプレート41の第2面43に配置した状態で、皿ばね50を覆うように遮蔽部材60を配置し、遮蔽部材60とシュラウドプレート41とによって皿ばね50を固定することにより、容易に皿ばね50および遮蔽部材60を組み付けることができる。
By configuring the shielding
上記ターボチャージャ10では、図1に示すように各軸32が軸線方向に延びており、遮蔽部材60は、図4,5に示すように、軸線方向においてシュラウドプレート41との間に皿ばね50を挟んで配置されている。シュラウドプレート41、皿ばね50および遮蔽部材60を軸線方向にこの順に並べて配置することにより、遮蔽部材60とタービンハウジング14との間にスクロール通路16の一部を形成した上でスクロール通路16内の排気Eから皿ばね50を遮蔽する構成を、容易に実現することができる。
In the
上記ターボチャージャ10では、図4,5に示すように、皿ばね50は、シュラウドプレート41の第2面43に接触して円環状のシール部52を形成しており、遮蔽部材60の円環部64に接触してシール部52よりも径の小さい円環状のシール部51を形成している。シール部52においてシュラウドプレート41および皿ばね50間のシールが形成され、シール部51において遮蔽部材60および皿ばね50間のシールが形成され、さらにシール部51が遮蔽部材60の円環部64をタービンハウジング14の内壁面に押しつけている。このようにして、シュラウドプレート41とタービンハウジング14との間の隙間をシールできるので、連通路17をバイパスする排気Eの流れを確実に防止することができる。
In the
上記ターボチャージャ10では、図4,5に示すように、遮蔽部材60は、シュラウドプレート41の外周面を構成している第3面44および第5面46を、径方向外側から覆っている。遮蔽部材60がシュラウドプレート41の外周面を覆って延びる外側円筒部66および係合凸部67を有しているので、遮蔽部材60によってより確実に皿ばね50を遮蔽することができる。
In the
上記ターボチャージャ10では、図5に示すように、ノズルプレート31と一体にスペーサ部47が成形されている。スペーサ部47は、ノズルプレート31とシュラウドプレート41との間に、可変ノズル33を収容する空間を形成している。スペーサ部47がノズルプレート31と一体に形成されているために、可変ノズル33を収容する空間を形成ためのスペーサを別途設ける必要がなく、これにより、部品点数を低減できるとともにノズルプレート31とシュラウドプレート41との組み付けを容易にすることができる。
In the
上記ターボチャージャ10では、図5,6に示すように、ノズルプレート31に一体に成形された嵌合部49の外周面493に、遮蔽部材60の係合凸部67と係合する係合凹部494が形成されている。このようにすれば、遮蔽部材60をノズルプレート31に係合させることにより、ノズルプレート31およびシュラウドプレート41の組立体48と、皿ばね50と、遮蔽部材60とを、一体化されたカートリッジ構造として取り扱うことが可能になる。これにより、ターボチャージャ10の部品交換時の取り扱いが容易になり、メンテナンス性を向上することができる。
In the
このとき、上記カートリッジ構造を構成している各要素は、溶接またはかしめなどの接合手段によって一体に固定されているのではなく、各要素を互いに押し当てて位置決めし、過度な拘束力を発生させることなくフローティング状態で一体化されている。そのため、ノズルプレート31とシュラウドプレート41との間に温度差が生じても、熱応力によっていずれかの要素にひずみが発生することを回避できる。したがって、カートリッジ構造の変形または損傷を防止することができる。
At this time, the elements constituting the cartridge structure are not fixed together by joining means such as welding or caulking, but are positioned by pressing the elements against each other to generate an excessive restraining force. It is integrated in a floating state without any problems. Therefore, even if a temperature difference is generated between the
上記の構成のほか、たとえば、シュラウドプレート41の第5面に設けた係合凹部に遮蔽部材60の係合凸部を係合させることで、シュラウドプレート41と、皿ばね50と、遮蔽部材60とを、一体化されたカートリッジ構造として取り扱うこともできる。このようにしても、排気Eによる皿ばね50への熱害を抑制するとともに、連通路17をバイパスしてタービン室15へ排気Eが漏れ出ることが防止される。
In addition to the above configuration, for example, by engaging the engaging convex portion of the shielding
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 Although the embodiment of the present invention has been described as above, the embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10 ターボチャージャ、11 タービンシャフト、12 ベアリングハウジング、14 タービンハウジング、15 タービン室、16 スクロール通路、17 連通路、18 膨出部、26 タービンホイール、30 可変ノズル機構、31 ノズルプレート、32 軸、33 可変ノズル、41 シュラウドプレート、42 第1面、43 第2面、44 第3面、45 第4面、46 第5面、47 スペーサ部、48 組立体、49 嵌合部、50 皿ばね、51,52 シール部、60 遮蔽部材、61 内周縁、62 外周縁、63 内側円筒部、64 円環部、65 テーパ部、66 外側円筒部、67 係合凸部、471 当接面、472,491 内周面、473,493 外周面、492 対向面、494 係合凹部、A 作動領域、E 排気、L1 軸線。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
回動軸を中心に回動可能に設けられ、前記タービンホイールへの排気ガスの流速を調整する、複数の可変ノズルと、
前記回動軸の延びる方向に前記可変ノズルを挟んで配置された、前記タービンホイールの軸線を中心とする円環状の第1プレートおよび第2プレートと、
前記第2プレートの、前記可変ノズルに対向しない表面に設けられ、前記第2プレートを付勢する、皿ばねと、
前記排気ガスから前記皿ばねを遮蔽する、前記第2プレートとは別体に構成された遮蔽部材とを備え、
前記皿ばねは、前記第2プレートに接触して円環状の第1シール部を形成し、前記遮蔽部材に接触して前記第1シール部よりも径の小さい円環状の第2シール部を形成する、ターボチャージャ。 A turbine wheel,
A plurality of variable nozzles provided so as to be rotatable about a rotation axis and adjusting a flow rate of exhaust gas to the turbine wheel;
An annular first plate and a second plate centered on the axis of the turbine wheel, which are arranged across the variable nozzle in a direction in which the rotating shaft extends;
A disc spring provided on a surface of the second plate that does not face the variable nozzle and biases the second plate;
A shielding member configured to be separate from the second plate, which shields the disc spring from the exhaust gas ;
The disc spring is in contact with the second plate to form an annular first seal portion, and is in contact with the shielding member to form an annular second seal portion having a smaller diameter than the first seal portion. to that, the turbocharger.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015069781A JP6325479B2 (en) | 2015-03-30 | 2015-03-30 | Turbocharger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015069781A JP6325479B2 (en) | 2015-03-30 | 2015-03-30 | Turbocharger |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016188631A JP2016188631A (en) | 2016-11-04 |
JP6325479B2 true JP6325479B2 (en) | 2018-05-16 |
Family
ID=57240152
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015069781A Active JP6325479B2 (en) | 2015-03-30 | 2015-03-30 | Turbocharger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6325479B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016125189B4 (en) * | 2016-12-21 | 2020-11-26 | Man Energy Solutions Se | turbocharger |
WO2019044775A1 (en) * | 2017-08-28 | 2019-03-07 | 株式会社豊田自動織機 | Turbocharger |
JP7343362B2 (en) * | 2019-11-11 | 2023-09-12 | トヨタ自動車株式会社 | supercharger |
JPWO2024009430A1 (en) * | 2022-07-06 | 2024-01-11 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6361545U (en) * | 1986-10-09 | 1988-04-23 | ||
EP1536103B1 (en) * | 2003-11-28 | 2013-09-04 | BorgWarner, Inc. | Turbo machine having inlet guide vanes and attachment arrangement therefor |
JP5113770B2 (en) * | 2006-03-14 | 2013-01-09 | ボーグワーナー インコーポレーテッド | Turbocharger |
JP5206307B2 (en) * | 2008-10-17 | 2013-06-12 | 株式会社Ihi | Turbocharger |
JP5402682B2 (en) * | 2010-01-29 | 2014-01-29 | 株式会社Ihi | Turbocharger sealing device |
JP5787085B2 (en) * | 2011-11-16 | 2015-09-30 | トヨタ自動車株式会社 | Turbocharger |
-
2015
- 2015-03-30 JP JP2015069781A patent/JP6325479B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016188631A (en) | 2016-11-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5710452B2 (en) | Turbocharger | |
JP5118767B1 (en) | Turbocharger seal ring assembly method and turbocharger | |
JP6542246B2 (en) | Variable displacement turbocharger | |
JP6442389B2 (en) | Turbocharger | |
US9328926B2 (en) | Segmented combustion chamber head | |
WO2011074039A1 (en) | Turbocharger | |
JP6752979B2 (en) | Turbine housing and turbocharger equipped with it | |
JP5206307B2 (en) | Turbocharger | |
JP6325479B2 (en) | Turbocharger | |
EP3252285B1 (en) | Turbocharger waste gate poppet valve with flexible sheet metal sealing member | |
JP4807271B2 (en) | Variable capacity turbocharger | |
JP5787085B2 (en) | Turbocharger | |
JP6504075B2 (en) | Vehicle turbocharger | |
KR20100020323A (en) | Turbocharger with variable nozzle device | |
JP4300913B2 (en) | Gas seal structure of variable capacity turbocharger | |
WO2015093143A1 (en) | Variable nozzle unit and variable-capacity supercharger | |
WO2020115941A1 (en) | Variable displacement supercharger | |
JP2013104412A (en) | Variable nozzle mechanism | |
JP2010071142A (en) | Turbocharger | |
JP2012107527A (en) | Turbocharger | |
JP2013199858A (en) | Exhaust turbine supercharger | |
JP2020122443A (en) | Turbocharger | |
JP2015175346A (en) | Variable displacement turbocharger | |
WO2018235857A1 (en) | Variable nozzle unit and variable capacity-type turbocharger |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170424 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180125 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180130 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180314 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180327 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180412 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6325479 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |