JPH01247715A

JPH01247715A - 排気タービン過給機

Info

Publication number: JPH01247715A
Application number: JP7560088A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Omori; 大森　啓郎; Koichi Nishiura; 光一西浦
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 1988-03-29
Filing date: 1988-03-29
Publication date: 1989-10-03

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、主として自動車用エンジンに利用される排気
タービン過給機に関するものである。

［従来の技術］この種の過給機は、排気ガスを利用してタービンを回転
させるとともに、そのタービンと同軸上のコンプレッサ
を回転させて吸入空気を圧縮し、エンジン出力の飛躍的
な向上を可能としている。

ところが、タービンは、エンジンの低回転域から高回転
域の全ての領域に亘って効率よく回転させることが困難
であるため、いづれかの領域で高い効果が得られるよう
にしている。例えば、タービンハウジング内に排気ガス
を導く排気ガス流入通路の最狭面積を小さくすれば、エ
ンジンの低回転域で高い効率を得ることが可能であり、
前記最狭面積を大きくすれば、高回転域で高い効率を得
ることができる。

しかしながら、かかる過給機は、排気ガスを利用してい
る機能上、スロットルバルブの開弁から過給吸気が得ら
れるまでに時間的なずれ（ターボ・ラグ）が生じる。こ
のため、排気ガス量の多い高回転域で高い効率が得られ
るように設定されたものは、排気ガス量が少ない低回転
域でターボ・ラグが顕著となって表れ、加速時の応答性
が悪化する。そのため、本発明の先行技術として、例え
ば特開昭５４−８４１２３号公報に示されるように、タ
ービンハウジングの排気ガス流入通路に可動部材を設け
、該可動部材をアクチュエータに連結しであるものがあ
る。そして、前記可動部材をエンジンの回転領域により
移動させて、排気ガス流入通路の最狭面積を変化させる
ようにしている。

［発明が解決しようとする課題］」二記先行技術に示されるものによると、エンジンの回
転領域に応じてタービンハウジング内に流入する排気ガ
スの流入速度を変化させることが可能である。ところが
、このような構成によると、可動部材や該可動部材を動
かすためのアクチュエータ、およびエンジンの回転領域
を検出して前記アクチュエータを適確に作動させるため
の制御機構等が不可欠となる。そのため、部品点数が多
くなるとともに、構造が複雑となり、コストの大巾な一
ト昇を招くことになる。

本発明は、以上のような不具合を招くことなく、低回転
域における排気タービン過給機の応答性を高めることを
目的としている。

［課題を解決するための手段］本発明は、かかる目的を達成するために、排気タービン
過給機において、タービンハウジング内に排気ガスを導
くだめの排気ガス流入通路に複数のフィンを設け、排気
ガスの一部がフィン間を流れ得るように構成したことを
特徴とする。

［作用］このような構成によると、排気ガス量が少なく、その流
速が遅い場合は、フィン側を流れる排気ガスとフィンと
の摩擦抵抗等が排気ガス流に与える影響が大きくなる。

このため、排気ガス流入通路内に導かれた排気ガスは、
その主流部分がフィンから離れた領域を層流的に流れる
とともに、絞り効果によって流速を増すため、低回転域
でのタービンの回転効率が高められる。

他方、エンジン回転の上昇につれて排気ガス量が序々に
増加するとともに、その流速が序々に増してくると、フ
ィン側での乱流増加と相俟って、フィン側を流れる排気
ガスとフ、インとの摩擦抵抗が排気ガス流に与える影響
は少なくなる。そのため、排気ガス流入通路内に導かれ
た排気ガスは、フィンとの摩擦抵抗に殆ど左右されるこ
となく、タービンに導かれることになる。

［実施例コ以下、本発明の一実施例を第１図〜第５図を参照して説
明する。

この排気タービン過給機１は、第１図に概略的に示すよ
うに、吸気を圧縮するためのコンプレッサ２と、このコ
ンプレッサ２を回転させるためのタービン３を具備し、
コンプレッサ２とタービン３をセンターハウジング４に
支承させた共通のシャフト５の両端に固着してなる。

コンプレッサ２は、複数のブレードを放射状に設けたも
ので、吸気通路に介設したコンプレッサハウジング６に
収納しである。コンプレッサハウジング６は渦巻状のも
ので、その軸心方向の中央部に吸気導入ロアを設けてあ
り、外周側に吸気管等に接続される吸気導出口を設けで
ある。

タービン３は、複数のブレードを放射状に設けたもので
、排気通路に介設したタービンハウジング８に収納しで
ある。このタービンハウジング８は渦巻状のもので、外
周側に排気ガス流入通路９を設けてあり、軸心方向の中
央部に排気ガス流出口１０を設けである。排気ガス流入
通路９は、排気マニホールドに接続されるタービンハウ
ジング人口１１からスクロール室１２側にかけて、序々
に開口面積を減少させて形成しである。

また、上記排気ガス流入通路９には、該通路９方向に複
数のフィン１３を突設しである。各フィン１３は、ター
ビン３側の内壁面９ａに等間隔をあけてタービンハウジ
ング８に一体に設けであるとともに、タービンハウジン
グ人口１１付近からスクロール室１２の入口部分１４に
かけて連続的に形成しである。

このような構成によると、排気ガス量が少な（、その流
速が遅い低回転域の場合は、フィン１３側を流れる排気
ガスとフィン１３との摩擦抵抗が排気ガスに与える影響
が大きくなる。そのため、排気ガス流入通路９内に導入
された排気ガスは、フィン１３側で摩擦抵抗によって流
速が遅くなる結果、第４図に示すように、排気ガスの主
流が反タービン側を層流的に流れることになる。すなわ
ち、低回転域では、複数のフィン１３によって排気ガス
の流入面積が一時的に狭められた状態となり、スクロー
ル室入口部分１４のフ、イン１３の先端側と反タービン
側の内壁面９ｂとの間が、排気ガス流入通路９の最狭面
積Ａとなる。このため、排気ガス流入通路９内に導かれ
た排気ガスは、流速を増して反タービン側からスクロー
ル室１２に流入し、タービン３を回転させることになる
。また、この場合、排気ガスの主流部分とタービン３の
回転中心０との距離Ｒが大きくなるとともに、断面積が
実質的に絞られて排気ガス流速が高められるため、ター
ビン３の回転効率が高められることになる。

他方、エンジン回転の上昇につれて、排気ガス量が序々
に増加するとともに、その流速が序々に上昇してくると
、排気ガスがフィン１３間へも流れるようになり、排気
ガスの流入面積が序々に広まることになる。そして、排
気ガス量が多く、その流速が速い高回転域の場合は、フ
ィン１３側を流れる排気ガスとフィン１３との摩擦抵抗
が排気ガスに与える影響が少なくなる。そのため、排気
ガス流入通路９内に導入された排気ガスは、フィン１３
側での乱流増加と相俟って、フィン１３との摩擦抵抗に
よる影響を殆ど受けずに、排気ガス流入通路９を通過す
ることになる。その結果、高回転域で排気ガス流入通路
９に導かれた排気ガスは、排気ガス流入通路９で序々に
流路面積を絞られて流速を増すとともに、第５図に示す
ように、その流速はスクロール室１２の入口部分１４で
平均的となってスクロール室１２に流入し、タービン３
を回転させることになる。

したがって、以上のような構成によれば、排気ガスの流
入面積は、排気ガスの流量に応じて自動的に変化するこ
とになる。このため、排気ガス量が少ない場合において
も、スクロール室１２に流入する排気ガスの流速を確実
に上昇させることができる。その結果、タービン３の回
転速度が高まって低回転域のターボ・ラグが抑制され、
加速時の応答性を良くすることができる。

他方、エンジン回転が上昇し、排気ガス量およびその流
速が増してくるにつれて、排気ガス流入通路９の最狭面
積Ａが序々に広くなるため、高回転域でのタービン３の
高い回転効率が維持される。

その結果、高回転域でのターボ・ラグが抑制され、高回
転域での応答性が損なわれような不具合が防止できる。

以上、本発明の一実施例について述べたが、本発明は上
記実施例に限定されないのは勿論である。

例えば、第６図に示すフィン１１３は、タービンハウジ
ング１０８に一体に設けである。そして、排気ガス流入
通路１０９内の対向する双方の内壁面１０９ｃ、１０９
ｄに等間隔をあけて突設しであるとともに、タービン側
に位置させである。第７図に示すフィン２１３は、ター
ビンハウジング２０８に一体に設けであるとともに、排
気ガス流入通路２０９の一方の内壁面２０９Ｃに等間隔
をあけて突設しである。第８図に示すフィン３１３は、
タービンハウジング３０８に一体に設けである。そして
、排気ガス流入通路３０９内の対向する双方の内壁面３
０９ａ、３０９ｂに等間隔をあけて突設しであるととも
に、それぞれの内壁面３０９ａ、３０９ｂの片半部に配
置しである。第９図に示すフィン４１３は、タービンハ
ウジング４０８に一体に設けである。そして、排気ガス
流入通路４０９の一方の内壁面４０９ａに等間隔をあけ
て突設してあり、その内壁面４０９ａの片半部に配置し
である。

なお、以上の各図示例は、フィンを排気ガス流入通路の
内壁面に部分的に突設した場合であるが、フィンを排気
ガス流入通路の内周に全面的に突設することも可能であ
る。

また、フィンは、セラミック系の耐熱部材で形成した後
、排気ガス流入通路の内壁面に固着してもよい。

［発明の効果］本発明は、以上のような構成であるから、エンジン高回
転域でのタービンの回転効率を高い値に保ちつつ、エン
ジン低回転域でのタービンの回転効率を高めることがで
きるので、低回転域から高回転域の広い領域に亘って応
答性のよい排気タービン過給機を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は、本発明の一実施例を示し、第１図は
排気タービン過給機の概略的な断面図、第２図は要部を
示す断面図、第３図は第２図における■−■線断面図、
第４図は低回転時の排気ガスの流れを示す速度分布図、
第５図は高回転時の排気ガスの流れを示す速度分布図で
ある。第６図〜第９図はそれぞれ本発明の他の実施例を
示す第３図相当の断面図である。１・・・排気タービン過給機２・・・コンプレッサ３・・・タービン５・・・シャフト８・・・タービンハウジング９・・・排気ガス流入通路１０・・・排気ガス流出口１２・・・スクロール室１３・・・フィン

Claims

【特許請求の範囲】

吸気を圧送するためのコンプレッサと、このコンプレッ
サを回転させるためのタービンとを共通のシャフトを介
して連結してなる排気タービン過給機において、前記タ
ービンを収納したタービンハウジングの排気ガス流入通
路内に複数のフィンを設け、排気ガスの一部がフィン間
を流れ得るように構成したことを特徴とする排気タービ
ン過給機。