JPH0196428A - 過給機の排気バイパス - Google Patents

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２つのスクロール通路がターボの回転軸方向に
並んで設けられたタービンケースの排気バイパス通路に
に係り、特に２つの独立した排気バイパス通路の通路抵
抗の差によるタービン入口在方の不均一さを無くすこと
に関する。

〔従来の技術〕

従来実開昭６１−１５１０４０号に示される様に２つの
バイパス通路の通路抵抗差によるバイパス流量に着目し
それを均一化することを目的としていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術はタービン回転方向に並へて設けられた２
つのスクロール室から独立に延びる２つの排気バイパス
通路の通路長の差による排気バイパス量の差を無くすた
めにスクロール室に生じる遠心力の分布を利用している
。しかし、遠心力の分布は流量が変化すると変化してし
まい、遠心力の差のみで２つの排気バイパス量を均一化
することはかなり困難であると思われる。よって実開昭
６１−１５１０４０号の実施例には遠心力の差によって
２つの排気バイパス量を均一化することは困難である場
合はバイパス通路径を変化させることが示されている。

ところがこの手法によれば排気バイパス径の面積差によ
り排気バイパスを開閉制御するバルブ及びバルブステー
にねじり力が生じてしまう点に配慮がされておらず、バ
ルブステーとバルブの接合部に耐久上摩耗が生じるとい
う問題があった。

またバイパス流量を均一化することを目的としており、
タービン入口圧力の差については述べられていない。本
発明の目的はタービン入口圧力の差によって生じるエン
ジン排気効率の悪化を低減することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は排気バイパス通路の通路長の差による圧力差
分をスクロール通路面積の差によって補うことにより達
成できる。具体的には、排気バイパスが開口する部分の
スクロール通路面積に差を設け、タービン入口圧力が略
等しくなる様にする。

〔作用〕

排気バイパス通路はエンジンが高速高負荷運転時に余分
な排気ガスをタービンを迂回して逃がしタービン回転数
をコントロールする機能を持つ。

２つのスクロール通路を持つタービルケースに、それぞ
れのスクロール通路から独立した排気バイパスが設けら
れているターボチャージャでは２つの排気バイパス通路
の長さに差があると通路抵抗が異なるため排気バイパス
を流れる排気ガス流量に差が生じ、２つのスクロール通
路内圧力にも差が生じ、タービン入口圧力も同様に差が
生じてエンジンの排気効率を悪化させる。

本発明では２つの排気バイパス通路の長さの差によって
生じる２つのスクロール通路内圧力差を打ち消す様に２
つのスクロール通路面積に差を設ける。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。ター
ビンケース８内に設けられたタービンインペラ１はター
ビンシャフト２と一体に成形され、タービンシャフト２
は軸受３によって回転自在に支持される。タービンシャ
フト２の他端にはコンプレッサインペラ４が固定されて
おりコンプレッサケース１７の内部でタービンインペラ
１と一体に回転する。機関５の排気ガス出口には排気マ
ニホールド６が設けられているが、該排気マニホールド
６は排気ガスが２つのマニホールド出口より交互に排出
される様に２つに分割されており２つの排気ガス出ロア
ａ、７ｂを有する。各々の排気マニホールドにはタービ
ンケース８が接続されているが、タービンケース８内も
隔壁９により２つのスクロール通路１０ａ、１０ｂに分
割されておつのスクロール通路１０ａ、１０ｂと接続さ
れている。２つのスクロール通路１０ａ、１０ｂはター
ビンシャフト２方向に並んでタービンインペラ１に向か
って開口している。２つのスクロール通路１０ａ、１０
ｂの内タービン出口が遠い方のスクロール通路１０ｂの
面積はタービン出口に近い方のスクロール通路１０ａの
面積に比べ大きくなっている。タービンケース８内には
スクロール通路１０ａ、１０ｂとタービル出口通路１１
とを連通するそれぞれ独立した排気バイパス通路１２ａ
。

１２ｂが設けられ、２つの排気バイパス通路１２ａ。

１２ｂのタービン出口通路１１側の開口端面１３は同一
面になっている。また該開口端面１３を開閉可能なバイ
パスバルブ１４が設けられ、該バイパスバルブ１４はア
クチュエータ１５によって駆動される。該アクチュエー
タ１５の圧力室１６には本実施例の場合コンプレッサケ
ース１７出ロ圧力が尊大されており、該圧力室１６内圧
力が上昇するとバネ１８の押力に抗してダイアフラム１
９を変形させロッド２０、リンク２１を介してバイパス
バルブ１４を駆動し排気バイパス通路１２ａ。

１２ｂを開く。

以上の構造において本発明の詳細な説明する機関５より
排出された排気ガス流は一定速では無く機関５の爆発行
程類に脈動して排出される。本構造では排気マニホール
ドが２つに分割されており機関の点火順序に従って２つ
の排気マニホールド出ロアａ、７ｂから交互に脈動を持
った排気ガスが排出される様になっており、タービンケ
ース８内の２つのスクロール通路にも脈動を持った排気
ガスが尊スされ、タービンインペラ１へ脈動を伝えター
ビン性能の向上を計っている。

機関５が低速低負荷で運転している時は機関５より排出
される排気ガス量も十分多く無いため排気ガスによって
回転駆動されるタービンインペラ１の回転数も高くない
。よってタービンインペラ１と一体に回転するコンプレ
ッサインペラ４による過給効果も十分でなく機関に供給
される圧力も十分高くない。よってアクチュエータ１５
の圧力室１６の圧力もバネ１８に抗してロラド２０を動
かす程には上昇せずバイパスバルブ１４はバネ１８の力
によって開口端面に押圧され排気バイパス通路１２ａ、
１２ｂは閉室している。

一方機関５が高速高負荷で運転している時には排出され
る排気ガス流量が増加しタービンインペラ１の回転数が
上昇し、同時にコンプレッサインペラによる過給効果も
増大し機関５に供給される過給圧力も上昇する。しかし
機関５の強度限界とターボチャージャの許容回転数の制
限から最高過給圧力をある一定値以下とする必要がある
。このためコンプレッサ出口圧力が上昇するとアクチュ
エータ１５の圧力室内圧力も上昇し、バネ１８の押力に
抗してダイアフラム１９を変形させロラド２０、リンク
２１を介しバイパスバルブ１４を駆動し排気バイパス通
路１２ａ、１２ｂを開口し排気ガスをタービンインペラ
１を迂回して逃しタービンインペラｌの回転数をコント
ロールする。この時２つの排気バイパス通路１２ａ、１
２ｂの長さはタービン出口通路１１方向に開口端面を設
けているため同一とすることは困難であり、タービン出
口通路１１に近いスクロール通路１０ａに設けられたバ
イパス通路１２ａの方が１２ｂに比べ　。

短くなる。よってバイパス通路１２ｂの方が１２ａに比
べ通路抵抗が大きくなるが、バイパス通路１２ｂが開口
しているスクロール通路１０ｂの面積はバイパス通路１
２ａが開口しているスクロール通路１２ａに比べ大きく
なっているため、両者の通路抵抗差が打ち消し合って排
気マニホールド出口部７ａ、７ｂの圧力はほぼ等しくな
る。

また第１図においてはタービン出口から遠いスクロール
通路１０ｂの面積を大きくすることによりスクロール通
路１０ｂに開口する排気バイパスを通路１２ｂを屈曲さ
せず直線状に構成することが可能になり排気バイパス通
路１２ｂが屈曲している場合に比べ２つの排気バイパス
通路の通路抵抗差を少なくすることが可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば２つの排気マニホールド出口部の圧力を
ほぼ等しくすることができるので、機関の排気効率を悪
化させることが無いという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すターボチャージャの縦
断面図、第２図は第１図のＩ−Ｉ線断面図、第３図は第
１図の■−■線断面図である。 １・・・タービンインペラ、４・・・コンプレッサイン
ペラ、５・・・機関、６・・・排気マニホールド、７ａ
。 ７ｂ・・・排気マニホールド出口、１０ａ、１０ｂ・・
・スクロール通路、１１・・・タービン出口通路、１２
ａ。 １２ｂ・・・排気バイパス通路、１４・・・バイパスバ
ルブ、１５・・・アクチュエータ。 第２０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、タービンとコンプレッサを同一軸上に設けた排気タ
   ービン式過給機のタービンケーシング内部を隔壁によつ
   てターボの回転軸方向に並んだ２つのスクロール室に分
   割し、各々のスクロール室とタービン出口通路とを連通
   する各々独立した排気バイパス通路を設け、該各々の排
   気バイパス通路がタービン出口方向に向かつて、かつタ
   ーボの回転軸方向に延びて形成されており、該各々のバ
   イパス通路がタービン出口通路に開口する端面に各々の
   排気バイパス通路を開閉制御する制御弁を備えたターボ
   チャージャにおいて、２つの排気バイパス通路の内通路
   長が長い方の排気バイパス通路が開口するスクロール通
   路面積を通路長の短い排気バイパス通路が開口するスク
   ロール通路面積に比べ大きくしたことを特徴とする過給
   機の排気バイパス。 ２、特許請求の範囲第１項において、２つの排気バイパ
   ス通路の内通路長が長い方の排気バイパス通路が開口す
   るスクロール通路面積を通路長の短い排気バイパス通路
   が開口するスクロール通路面積に比べ大きくし、２つの
   排気バイパス通路を直線状に形成したことを特徴とする
   過給機の排気バイパス。