JPH0223693B2

JPH0223693B2 -

Info

Publication number: JPH0223693B2
Application number: JP60056339A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Matsuda; Masami Nakao; Hiroshi Kinoshita
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1985-03-19
Filing date: 1985-03-19
Publication date: 1990-05-25
Also published as: JPS61212631A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、排気ターボ過給機のタービンケーシ
ングに二つの排気ガス導入口をそれぞれ形成し、
該二つの排気ガス導入口のうちの一方側を適宜の
弁装置によつてエンジンの運転状態に応じて開閉
制御することにより上記タービンケーシング内に
おける排気ガス通路の通路面積を可変とした排気
ターボ過給装置に関するものである。

（従来の技術）従来の排気ターボ過給機においては、そのター
ビンケーシングの内部に単一の排気通路を形成し
且つ該排気通路の通路面積を固定的に設定すると
ともに、エンジンの全運転領域を通じて可及的に
高水準のタービン効率が得られるようにするとい
う観点からタービン効率を決定するＡ／Ｒ値（但
し、Ａ：タービンケーシングの排気ガス通路の通
路面積、Ｒ：タービンケーシングのスクロール部
の曲率半径）をエンジンの中速運転時の排気ガス
量に応じて設定するのが通例であつた。

ところが、このように、Ａ／Ｒ値をエンジンの
中速運転時に対応させて設定した場合には、エン
ジンの高速運転領域においては排気ガス量が上記
基準排気ガス量よりも多くなるところから排気ガ
スの流通抵抗が増大し、排気ガスのもつ排気エネ
ルギーが十分に活用できず、しかもエンジン側に
おいてはその排圧が高まるところから燃焼性が悪
化してエンジン出力が十分に得られない等の問題
が発生し、これに対してエンジンの低速運転領域
においては排気ガス量が上記基準排気ガス量より
も少なくなるところから排気ガスの流速が低下
し、タービンホイールの回転が十分に得られずタ
ービン効率が低下するという問題が発生すること
になる。

このような単一の排気ガス通路を有するタービ
ンケーシングを備えた排気ターボ過給機特有の欠
点を改善するために、タービンケーシング内の排
気ガス通路を複数に区画し、この複数に区画され
た排気ガス通路を弁装置によつて開閉制御するこ
とにより上記排気ガス通路の通路面積をエンジン
の運転状態に応じて可変とし、もつてエンジンの
全運転領域を通じて高水準の過給効率を確保する
という技術の開発が試みられている（例えば、特
開昭58−18522号公報参照）。

ところで、この公知例の排気ターボ過給装置
は、第１０図に示す如くタービンケーシング１０
１内に形成されるスクロール状の排気ガス通路
を、スクロール方向に延設された隔壁１０４によ
つてタービン軸方向に並び２つの排気ガス通路に
分割し、その一方を、上記タービンケーシング１
０１の排気入口端１０１ａからスクロール部の全
周に亘つて形成され且つエンジンの全運転領域を
通じて開通される低速用排気ガス通路１０２と
し、また他方を、上記低速用排気ガス通路１０２
の通路途中から該低速用排気ガス通路１０２に沿
う如く形成され且つエンジンの高速運転時におい
てのみ開通される高速用排気ガス通路１０３とし
ている。さらに、この高速用排気ガス通路１０３
と低速用排気ガス通路１０２とを上記低速用排気
ガス通路１０２の側壁部分に設けた連通口１０５
を介して相互に連通せしめるとともに、該連通口
１０５部分に、タービンケーシング１０１以外の
他の構成部材側に設置される弁作動装置１０７に
よつて作動制御される弁装置１０６を取付け、該
連通口１０５を該弁装置１０６によつて開閉する
ようにしている。

ところが、この公知例の排気ターボ過給装置に
おいては、弁装置１０６を、排気ガスが低速用排
気ガス通路１０２のみを流通する場合と該低速用
排気ガス通路１０２と高速用排気ガス通路１０３
の両方を流通する場合とではその熱負荷特性が異
なり不整定な熱変形を生じ易いタービンケーシン
グ１０１側に配置するとともに、該弁装置６に連
結される弁作動装置１０４を該タービンケーシン
グ１０１以外の構成部材側に取付けるようにして
いるため、タービンケーシング１０１の熱変形の
影響を受けて該弁装置１０６と弁作動装置１０４
との相対位置が大きく変化して該弁装置１０６の
制御精度（延いてはエンジンの制御精度）が悪化
し易いという問題があつた。

さらに、上述の如く弁装置１０６と弁作動装置
１０４とがそれぞれ別部材に配置されているため
該弁装置１０６と弁作動装置１０４相互間の組立
精度の管理が難しく、しかも装置の分解組付けに
際しては、弁装置１０６と弁作動装置１０４とを
その都度連結あるいは連結解除しなければなら
ず、その組付性が低劣であるという問題もあつ
た。

（発明の目的）本発明はかかる問題点に鑑み、排気ターボ過給
機のタービンケーシングに設けられた二つの排気
ガス導入口のうちの一方側を弁装置によつて開閉
することにより該タービンケーシング内の排気ガ
ス通路の通路面積を可変とした排気ターボ過給装
置において、該弁装置の制御精度を高水準に維持
するとともに、該弁装置とこれを作動させる弁作
動装置との間の組付性及び組付精度の向上を図る
ことを目的としてなされたものである。

（目的を達成するための手段）本発明は上記の目的を達成するための手段とし
て、第１の排気ガス導入口と第２の排気ガス導入
口とをそれぞれ形成したタービンケーシングに、
エンジンからの排気ガスを導く排気管を上記各排
気ガス導入口に臨ましめた状態で接続し該排気ガ
スを該各排気ガス導入口を介してタービン側に導
入し得る如くする一方、上記各排気ガス導入口の
うち第２の排気ガス導入口を、上記排気管側に設
けられて上記タービンケーシングの該第２の排気
ガス導入口側端面を弁座面として作動する弁装置
により開閉可能とするとともに、該弁装置を作動
力伝達手段を介して作動させるための弁作動装置
を、上記排気管のしかも上記タービンケーシング
の第２の排気ガス導入口よりも第１の排気ガス導
入口に近い部位に固定したことを特徴とするもの
である。

（作用）本発明ではかかる構成とすることによつて、 (1) 排気管に対する弁作動装置の取り付け位置
が、排気ガスが選択的に流通することから該排
気ガスが流れている時と流れていない時とで温
度変化が大きい第２の排気ガス導入口寄り位置
ではなく、常時排気ガスが流通し温度変化が少
ない第１の排気ガス導入口寄り位置に設定され
ているため、排気管の熱変形に起因する弁作動
装置と弁装置との間における相対変位が可及的
に防止される、 (2) 弁装置と弁作動装置とがともに排気管に取り
付けられているため、これらを排気管に取付け
たままの状態で該排気管と一体的にエンジンあ
るいは排気ターボ過給機側に着脱することがで
きる、等の作用が得られる。

（発明の効果）従つて、本発明の排気ターボ過給装置によれ
ば、 (1) 排気管のうちで最も温度変化の少ない位置に
弁作動装置を取り付けているため、該弁作動装
置とこれが連結される弁装置との間における上
記温度変化に起因する相対的な位置変化が可及
的に少ならしめられ、それだけ弁装置の制御精
度が向上する、 (2) 弁装置と弁作動装置とがともに排気管側に取
り付けられているため、その分解・組み立て時
にはこれらを排気管と一体的にタービンケーシ
ング側から着脱することができ、たとえば装置
の分解・組み立て時に必ず弁装置と弁作動装置
との連結・解除を行わなければならないものに
比して、その組付性及び組付精度が向上する、等の効果が得られる。

（実施例）以下、第１図ないし第９図を参照して本発明の
好適な実施例を説明する。

（構成）第１図ないし第３図には本発明の実施例に係る
排気ターボ過給装置が示されており、図中符号１
はエンジン本体、２は排気ターボ過給機（後に詳
述する）であり、該排気ターボ過給機２はガスケ
ツト３（第３図参照）を介して排気管４（後に詳
述する）に固定されている。

排気ターボ過給機２は、第１図に示す如くター
ビンホイール（図示省略）を内蔵したタービンケ
ーシング２１（後に詳述する）と、コンプレツサ
ホイール（図示省略）を内蔵したコンプレツサケ
ーシング２２とをセンターケーシング２３を介し
て連結して構成されている。

タービンケーシング２１は、第１図並びに第３
図ないし第５図に示す如くその内部に形成された
スクロール状の排気ガス通路を、スクロール方向
に延設された隔壁２６によつて、該タービンケー
シング２１の軸方向に並び２つの排気ガス通路即
ち、該隔壁２６の一方側に位置する断面長円状の
第１の排気ガス通路２７と、該隔壁２６の他方側
に位置し且つ上記第１の排気ガス通路２７より通
路面積の小さい断面長円状の第２の排気ガス通路
２８の左右２つの排気ガス通路に分割している。
この２つの排気ガス通路２７，２８は、ともにそ
の排気ガス上流側の開口端で構成される排気ガス
導入口２９，３０を、排気管４側への衝合面とし
て作用するタービンケーシング２１の排気ガス上
流側の端面２１ａ上に開口させている。

尚、この２つの排気ガス導入口２９，３０のう
ち、第１の排気ガス導入口２９はエンジンの全運
転領を通して常開とされるが、第２の排気ガス導
入口３０は、後述する弁装置６によつて排気ガス
の流量の少ないエンジンの低速運転時には閉塞さ
れ、排気ガスの流量の多いエンジンの高速運転時
には開口される。

従つて、エンジンの低速運転時には第１の排気
ガス導入口２９のみが開口し、排気ガスは第１の
排気ガス通路２７を通つてタービンケーシング２
１のスクロール部２１ｂ側に導入され、これに対
してエンジンの高速運転時には第１の排気ガス導
入口２９と第２の排気ガス導入口３０の両方が開
口しており、排気ガスは第１の排気ガス通路２７
と第２の排気ガス通路２８の両方からタービンケ
ーシング２１のスクロール部２１ｂ側に導入され
ることとなる。

又、この場合、この実施例においてはタービン
ケーシング２１の端面２１ａのうち、上記隔壁２
６の端面２６ａを含めた上記第２の排気ガス導入
口３０の口縁部に位置する略長円環状部分を後述
する弁装置６に対する弁座面３３としている。

このように、タービンケーシング２１の端面２
１ａの一部を弁装置６の弁座面３３とすると、該
第２の排気ガス導入口３０が排気ガスの流通方向
に対向して開口することとなる。このため、弁装
置６の開弁状態時には、排気ガスは迂回すること
なくほぼ直線状に低流通抵抗でもつてスムーズに
タービンケーシング２１側に流入し、該排気ガス
流が迂回流となる場合に比して流通抵抗の減少分
だけタービン効率が向上せしめられることにな
る。

また、この場合第２の排気ガス導入口３０の開
口部の全域が排気ガスの流通路として有効に機能
可能であり、従つて、例えば排気ガスの流量を一
定とした場合には、排気ガスの流通方向と第２の
排気ガス導入口３０の軸心方向とが交差するよう
な構造のものに比して該第２の排気ガス導入口３
０の口径を小さくしたりまたこれに伴つて弁装置
６も小さくできるなど、装置のコンパクト化とい
う点において有利である。

さらに、弁座面３３の平面方向が排気ガスの通
流方向に略直交する方向とされているため、該弁
座面３３の平面方向と排気ガスの流通方向とが略
平行とされた場合に比して該弁座面３３における
シール性が良好であり、それだけ排気ガスの流通
制御が確実に行なわれ、より高水準のタービン効
率が得られることとなる。

また、タービンケーシング２１には隔壁２６が
形成されているため、該隔壁２６を有しない構造
のタービンケーシングの場合に比してその構造が
複雑で且つ不整定な熱変形も多くなるわけである
が、この実施例のものにおいては、後述する如く
弁装置６を該タービンケーシング２１側にではな
く該タービンケーシング２１に比べて比較的構造
が簡単であり不整定な熱変形が生じにくい排気管
４側に設けるようにしているため、弁装置６を備
えた排気ターボ過給装置のタービンケーシングで
あるにもかかわらず該タービンケーシング２１の
構造の複雑化を最小限度に抑えることが可能であ
り、またそれにより形状の大型化も可及的に抑制
されることとなる。

尚、第１図において符号３１は、タービンケー
シング２１の側部に設けられた公知の構造をもつ
ウエストゲートバルブであり、該ウエストゲート
バルブ３１はエンジンの吸気圧（過給圧）を受け
て作動する第１アクチユエータ８により開閉制御
される。

排気管４は、第１図ないし第３図に示す如くエ
ンジン本体１の各気筒の排気ポート（図示省略）
に対して略水平方向に向けて接続される４本の分
岐管４１Ａ，４１Ｂ…よりなる分岐管部４１と、
該各分岐管４１Ａ，４１Ｂ…をその排気ガス下流
端部において集合させながら該分岐管部４１から
該分岐管部４１に対して直交する方向に延出する
集合管部４２とを一体形成して構成されており、
その分岐管側の端面４ａをエンジン本体１側に衝
合させた状態で該エンジン本体１の側部に締着固
定されるとともに、集合管部４２側の端面４ｂ
（即ち、集合管部４２の上端面４２ａ）には、第
３図及び第４図に示す如く上記排気ターボ過給機
２のタービンケーシング２１がガスケツト３を介
して衝合固定されている。

この排気管４の集合管部４２の排気ガス上流側
端部に位置して上記分岐管部４１に連続する連続
部４６は、第４図において投影線l₁及び第５図に
おいて想像線l₂でそれぞれ示す如く該排気管４の
端面４ｂに上記タービンケーシング２１を締着固
定した状態において、上下方向において（即ち、
排気ガスの流通方向において）上記タービンケー
シング２１の上記第１の排気ガス導入口２９と第
２の排気ガス導入口３０を同時にしかも該各排気
ガス導入口２９，３０の開口方向に沿う方向にお
いて臨み得るような開口面積及び開口方向をもつ
断面略正方形状開口とされている。従つて、集合
管部４２内の排気ガス集合通路４３と、上記第１
の排気ガス通路２７と第２の排気ガス通路２８に
よりなるタービンケーシング２１側の排気ガス通
路とが略同軸状に連続することになり、排気管４
内をその分岐管部４１側から集合管部４２側に流
通する排気ガスＧは、上記連続部４６に案内され
て該集合管部４２内をその軸心方向に沿つて流通
し、上記タービンケーシング２１の第１の排気ガ
ス導入口２９と第２の排気ガス導入口３０側にほ
ぼ直線流としてほとんど流通抵抗を生じることな
くスムーズに導入せしめられることになる。

さらに、この排気管４は、その集合管部４２の
側壁のうち、上記タービンケーシング２１の上記
第２の排気ガス導入口３０に対向する側の側壁４
８を、上記連続部４６より上記端面４ｂ側寄り位
置において外方に適宜量だけ膨出させて、その内
部に上記排気ガス集合管部４３に連続してその側
方に位置し且つその一端が上記端面４ｂ上に開口
する適宜大きさの拡張スペース４５をもつ拡張部
４４としている。この拡張部４４は、後述する弁
装置６の取付け及び格納スペースとして機能す
る。

弁装置６は、第４図ないし第７図に示す如く上
記タービンケーシング２１の第２の排気ガス導入
口３０を開閉制御する揺動形の弁装置であつて、
この実施例においてはこれを上記排気管４の拡張
部４４に取付けている。即ち、この弁装置６は、
第５図に示す如く上記排気管４の拡張部４４のし
かも上記タービンケーシング２１の第２の排気ガ
ス導入口３０の長軸方向において対向する一対の
側壁のうち反エンジン本体１側に位置する側壁４
７に内外方向に（換言すれば、上記第２の排気ガ
ス導入口３０の長軸方向に平行な方向に）貫通し
て設けられた軸受筒６６にその作動中心軸６５を
回転自在に支承せしめた弁支持体６２と、該弁支
持体６２の揺動端６２ａに形成した弁押えプレー
ト６３に対して一対の連結ピン６７，６８を介し
て浮動自在に支持された弁体６１とを有してい
る。この弁体６１は、第５図に示す如く上記ター
ビンケーシング２１の端面２１ａの第２の排気ガ
ス導入口３０の口縁部に形成される上記弁座面３
３に衝合せしめられた状態において、少なくとも
上記第２の排気ガス導入口３０を閉塞し且つ上記
タービンケーシング２１の隔壁２６の端面２６ａ
を覆うことのできるような大きさをもつ長円形プ
レートとされており、しかもその長軸方向中央部
には該弁体６１をその厚さ方向に貫通する適宜口
径の通気孔７１が形成されている。

このように、弁装置６の閉弁状態において上記
隔壁２６の端面２６ａが弁体６１によつて覆蓋さ
れるように構成した場合には、後述する如く該隔
壁２６の熱劣化が可及的に抑制され且つ排気ガス
の流通抵抗も低減されることになる。即ち、弁装
置６の閉弁状態において弁体６１によつて隔壁２
６の端面２６ａを覆蓋するようにすると該端面２
６ａ部分が高温の排気ガスに直接に晒される頻度
が、該端面２６ａがエンジンの全運転域を通じて
排気ガスに直接晒されるように構成されたものに
比して大幅に低減され（尚、エンジンの全運転域
を通して弁装置６が閉弁状態とされる割合は通
常、約70〜80％と高率である）、それだけ該隔壁
２６の端面近傍における熱酸化が可及的に防止さ
れる。また、該隔壁２６の温度上昇が抑制される
ところから、該隔壁２６の端面近傍における熱応
力に起因するクラツク発生が未然に防止されるこ
とになり、これらのことからタービンケーシング
２１の耐久性が向上せしめられることとなる。さ
らに、上記の如く隔壁２６の端面近傍における熱
酸化及びクラツク発生が防止されるところから該
隔壁２６の厚さ寸法を薄くすることが可能であ
る。従つて、それだけタービンケーシング２１の
軽量化及びコンパクト化が促進されるとともに、
隔壁２６が薄肉化された分だけ弁装置６の開弁状
態時における排気ガスの流通抵抗が低減せしめら
れ、過給効率の向上を図る上において好都合であ
る。尚、この実施例においては上記隔壁２６の厚
さを約６mm程度としている。

一方、この弁体６１と上記弁支持体６２の弁押
えプレート６３とを連結する上記一対の連結ピン
６７，６８は第６図及び第７図に示す如く弁体６
１に対して該弁体６１の長軸方向に適宜離間して
固着されており、その上面６１ａ側に突出した嵌
合軸部６７ａ，６８ａをそれぞれ上記弁支持体６
２の弁押えプレート６３に形成したピン受孔７
２，７２に遊動自在に嵌入せしめている。又、こ
の一対の連結ピン６７，６８の上記嵌合軸部６７
ａ，６８ａの長さ寸法は、上記弁体６１と弁押え
プレート６３とを相互に浮動自在に支持できるよ
うに、上記弁押えプレート６３の厚さ寸法より適
宜寸法だけ長寸とされている。このため、弁装置
６をその閉弁状態（第６図に図示する状態）から
開弁させる場合には、その開弁作動初期において
第７図に示す如く弁体６１と弁押えプレート６３
の間に、上記通気孔７１に連通する平行な〓間７
４が形成され、上記タービンケーシング２１の第
２の排気ガス通路２８と排気管４の排気ガス集合
通路４３とが上記通気孔７１及び〓間７４を介し
て相互に連通せしめられることとなる。

従つて、第６図に示す如く弁装置６をその閉弁
状態から矢印Ａ方向（第４図参照）に回動させて
開弁させる場合、その開弁操作開始時においては
排気ガスの静圧及び動圧が弁体６１の上面６１ａ
側に負荷されているため、該弁体６１をこの排気
ガスの圧力に抗して開作動させるためには大きな
作動力が必要となるが、この実施例のものにおい
ては上記弁体６１が弁支持体６２に対して遊動自
在に支持され且つ該弁体６１に通気孔７１が形成
されているため、第７図に示す如く弁装置６の開
弁初期においては上記弁体６１と弁押えプレート
６３とが離間して高圧の排気ガス集合通路４３と
低圧の第２の排気ガス通路２８とが相互に連通さ
れ、排気ガスの一部が通気孔７１を通つて第２の
排気ガス通路２８側に流入し両者間の圧力差が可
及的に減少せしめられ（換言すれば、弁体６１に
対する開弁方向規制力が減少せしめられ）、該弁
装置６をより小さい作動力でスムーズ且つ迅速に
開弁させることが可能となる（即ち、後述する弁
作動装置７の小形化が促進され且つ作動中心軸６
５及び軸受筒６６の耐摩耗性が向上する）。

さらに、この場合、弁押えプレート６３の各ペ
ン受孔７２，７２がそれぞれ連結ピン６７，６８
の頭部６７ｂ，６８ｂによつてそれぞれ略閉塞状
態とされるため、排気ガス集合通路４３から第２
の排気ガス通路２８側へ流出する排気ガスは、該
各ピン受孔７２，７２を通ることなく弁体６１と
弁押えプレート６３との間の〓間７４から通気孔
７１側に流入することとなる。このため、弁機能
上重要な役割りを果たす上記各ピン受孔７２，７
２の内周面が高温の排気ガスに晒されて熱劣化し
弁体６１と弁支持体６２との間の遊動量が過大と
なつて弁装置６の機能を損ねるというようなこと
が未然に防止される。

また、弁体６１と弁押えプレート６３とが相互
に遊動自在に連結されているため、例えば経年劣
化により排気管４とタービンケーシング２１との
間に介在されたガスケツト３がへたつたような場
合とか、該弁装置６と後述の弁作動装置７との間
に組付誤差が生じたような場合でも弁体６１と弁
座面３３との密着性が高水準に維持され、該弁座
面３３におけるシール性が長期に亘つて良好に維
持されることになる。

さらに、この弁装置６においては、弁体６１と
弁押えプレート６３とが一対の連結ピン６７，６
８によつて連結されているため、該弁体６１と弁
押えプレート６３との平面方向における相対位置
決めが容易で且つ一旦設定された相対位置が使用
中ズレるというようなこともない（弁体６１に対
する位置決め機能の確保）。従つて、弁体６１を
円形とすることなく長円形とすることが可能であ
り、該弁体６１を円形とする場合に比して該弁体
６１をよりコンパクトとすることが可能である。
また、この弁体６１の位置決めが容易でありかつ
その位置ズレが発生しないという利点は、上記の
如く第２の排気ガス導入口３０の開口形状を円形
でなく長円形に形成すること即ち、第２の排気ガ
ス導入口３０と弁装置６の上記作動中心軸６５と
の相対距離を可及的に小さく抑えた状態でしかも
該第２の排気ガス導入口３０の開口面積を可及的
に大きくとることを可能とするものであり、この
結果、弁体６１あるいは第２の排気ガス導入口３
０を円形にする場合に比して該第２の排気ガス導
入口３０と上記作動中心軸６５との相対間隔即
ち、弁支持体６２のアーム長さを可及的に短くし
て該弁装置６の開弁作動力を低下させることが可
能である（即ち、弁装置６の軽快且つ円滑な作動
が実現される）。即ち、この実施例のものにおい
ては、このように弁支持体６２のアーム長さを短
くできることと前述の如く弁体６１に通気孔７１
を形成したこととの相乗作用により、弁装置６の
開弁作動力がより一層軽減されるものである。

尚、この実施例においては、第６図及び第７図
に示す如く弁体６１に形成した通気孔７１を該弁
体６１の遊動機能を利用して開閉し、これによつ
て弁装置６の開弁時の作動力の軽減を図るように
しているが、本発明の他の実施例においては、上
記通気孔７１を形成することなく例えば第８図及
及び第９図に示す如く一対の連結ピン６７，６８
を相互に長さの異なるピンで構成し、弁装置６の
閉弁状態時（第８図参照）には弁体６１の弁座面
３３への密着性を確保するとともに、その開作動
期（第９図参照）においては上記一対の連結ピン
６７，６８の長さ寸法の違いを利用して弁体６１
をその長軸方向の一方側から開かせて該弁体６１
と上記弁座面３３との間に傾斜状の〓間７５を形
成し、該〓間７５から排気ガスの一部を第２の排
気ガス通路２８側に逃がすようにすることもでき
る。尚、この第８図及び第９図の各部材は、第６
図及び第７図の各部材と同一構成を有するもので
あり、該第６図及び第７図の各部材に付した符号
と同じ符号を付することによりその詳細説明を省
略する。

一方、この弁装置６は、後述する弁作動装置７
によつて上記作動中心軸６５を中心として矢印Ａ
−Ｂ方向に回動され、第４図において実線図示す
る開弁装置と同図において鎖線図示（符号６′）
する開弁位置の２位置に択一的に位置決めされる
わけであるが、この場合、弁装置６の開弁位置に
おいては該弁装置６が上記排気管４の拡張スペー
ス４５内に格納される（換言すれば、上記連続部
４６の投影線l₁よりも拡張部４４側に位置する）
ように、上記弁支持体６２のアーム長さあるいは
作動中心軸６５の取付位置等を適宜に設定してい
る。このようにすることにより、弁装置６の開弁
状態時において排気管４の排気ガス集合通路４３
の通路面積が開弁位置に位置決めされた弁装置６
によつて実質的に減殺されるというようなことが
なく、排気ガスの流通抵抗が可及的に軽減される
ことになり、また弁装置６の閉弁状態時において
は弁装置６の弁支持体６２及び作動中心軸６５
（実質的には軸受筒６６）によつて排気ガスが上
記タービンケーシング２１の端面２１ａのうち拡
張スペース４５に臨んで露出している部分に直接
当たるのが可及的に防止され、該端面２１ａの熱
劣化が抑制される。このことから、該タービンケ
ーシング２１の耐久性が向上せしめられることと
なる。

さらに、弁装置６が、隔壁２６に形成されてお
らず比較的構造が簡単で、そのため不整定な熱変
形が少ない排気管４側に設けられているため、構
造が比較的複雑でそのため不整定な熱変形が生じ
易いタービンケーシング２１側に弁装置６を設け
る場合に比して該弁装置６の作動特性に対する熱
変形の影響が少なく、それだけ該弁装置６の作動
精度を高水準に維持することが可能となる。

弁作動装置７は、上記弁装置６をエンジンの運
転状態に応じて開閉作動させるものであつて、第
１図ないし第３図に示す如くエンジンの運転状態
に応じて適宜に供給制御されるエア圧力を受けて
その作動子１０を進退変位させるようにしたダイ
ヤフラム式の圧力応動機構を有する第２アクチユ
エータ９で構成されており、上記排気管４の集合
管部４２の側方にしかも上記タービンケーシング
２１の第２の排気ガス導入口３０よりも第１の排
気ガス導入口２９寄りに位置した状態で後述する
如く略断熱的に取付けられている。

即ち、上記排気管４の集合管部４２には、略コ
字状に折曲形成された板材よりなる排気管用イン
シユレータ１２が、上記集合管部４２の上記エン
ジン本体１側に対向する側面を除く他の三つの側
面の外側を包囲する如く該集合管部４２の外側か
ら嵌合され且つ該集合管部４２の一側部に膨出形
成したインシユレータ取付部４２ｂと該インシユ
レータ取付部４２ｂに対向する該アクチユエータ
用インシユレータ１１の一側面１２ａとを一対の
取付ボルト１５，１５によつて締結することによ
つて固定されている。さらに、この排気管用イン
シユレータ１２の取付けの際、該排気管用インシ
ユレータ１２に上記第１の排気ガス導入口２９寄
り位置に該排気管用インシユレータ１２とともに
平板状のブラケツト１３が、その先端部１３ａを
該排気管用インシユレータ１２の反エンジン本体
１寄りの外端部より外方に突出させた状態で上記
取付ボルト１５，１５によつて共締め固定されて
いる。

さらに、このブラケツト１３の先端部１３ａに
は、その外周を略密閉容器状のアクチユエータ用
インシユレータ１１によつて被包された上記第２
アクチユエータ９が、該アクチユエータ用インシ
ユレータ１１の上記作動子１０側の一側面１１ａ
を上記ブラケツト１３の先端部１３ａと第２アク
チユエータ９の前端面９ａとの間に挟んだ状態で
一対の取付ボルト１６，１６によつて締結固定さ
れている。従つて、第２アクチユエータ９は、上
記排気管４の集合管部４２に対して上記アクチユ
エータ用インシユレータ１１と排気管用インシユ
レータ１２の２部材を介して略断熱的に固定され
ることとなる。

このようにして排気管４側に取付けられた第２
アクチユエータ９の作動子１０には、リンクレバ
ー６９，７０（特許請求の範囲中の作動力伝達手
段に該当する）を介して上記弁装置６の作動中心
軸６５が連結されており、該作動子１０が矢印ａ
方向（第１図参照）に突出することにより上記弁
装置６が矢印Ａ方向（第４図参照）に回動して上
記第２の排気ガス導入口３０が開口され、これに
対して該作動子１０が矢印ｂ方向に後退すること
により上記弁装置６が矢印Ｂ方向に回動して上記
第２の排気ガス導入口３０が閉塞される。

このように、排気管４の外側に排気管用インシ
ユレータ１２が取付けられ、さらに該排気管用イ
ンシユレータ１２とともに排気管４側にしかも上
記タービンケーシング２１の第１の排気ガス導入
口２９寄り位置に取付けられたブラケツト１３の
先端部１３ａに、その周囲をアクチユエータ用イ
ンシユレータ１１によつて被包された第２アクチ
ユエータ９を、その端面９ａと該ブラケツト先端
部１３ａとの間に上記アクチユエータ用インシユ
レータ１１を介在させた状態で共締め固定する
と、インシユレータ１１，１２の作用により排気
管４側から第２アクチユエータ９側に輻射熱が伝
達されるのが可及的に防止されるとともに、排気
管４側からブラケツト１３を介して伝達される伝
導熱がアクチユエータ用インシユレータ１１側に
伝達され第２アクチユエータ９側への伝熱量も可
及的に低減される。

さらにこの場合、第２アクチユエータ９が排気
管４のうちでも最も温度変化の少ない第１の排気
ガス導入口２９側に配置されているため、該第２
アクチユエータ９側への伝熱量そのものが、例え
ばこれを第２の排気ガス導入口３０寄り位置に設
ける場合に比して少なくなつており、さらにこれ
に加えて、また、上記の如く弁装置６と該弁装置
を作動させる第２アクチユエータ９とをともに排
気管４側に取付けるようにしているため、排気ガ
スの熱により排気管４が熱変形を生じたような場
合でも該排気管４に取付けられた第２アクチユエ
ータ９と弁装置６との相対関係をほぼ一定に保つ
ことができる。

従つて、これらのことから上記弁装置６と弁作
動装置７即ち、第ハンドル２アクチユエータ９と
の間における温度変化に起因する相対的な位置関
係の変化が可及的に抑制され、それだけ該弁装置
６の作動精度が高水準に維持されることになる。

また、上記の如く第２アクチユエータ９の全周
をアクチユエータ用インシユレータ１１によつて
被包すると該第２アクチユエータ９への飛石の衝
突、汚泥あるいは雨水の付着等から該第２アクチ
ユエータ９を保護することができ、該第２アクチ
ユエータ９の耐久性が向上することになる。

また、上述の如く第２アクチユエータ９の昇温
が可及的に抑制されているところから、該第２ア
クチユエータ９のダイヤフラム（図示省略）の材
質と比較的耐熱性の劣る低級品とすることが可能
であり、それだけ第２アクチユエータ９のコスト
の低廉化が促進される。

さらに、弁装置６と第２アクチユエータ９とが
ともに排気管４に取付けられているため、装置の
分解組立時には該弁装置６と第２アクチユエータ
９とを相互に連動連結させたままこれを行なうこ
とができ、またその作動検査は装置の分解状態あ
るいは組立状態のいずれの状態においてでも高精
度で行なうことができ、弁装置６と第２アクチユ
エータ９相互間の組立精度及び組立性が良好なら
しめられる。

続いて、この排気ターボ過給装置の作動並びに
その作用を説明する。

エンジンが運転されるとエンジン本体１側の各
気筒から排出される排気ガスＧは、排気管４の各
分岐管４１Ａ，４１Ｂ…を介して集合管部４２に
集められたのち、該集合管部４２の排気ガス集合
通路４３から排気ターボ過給機２のタービンケー
シング２１内の排気ガス通路即ち、第１の排気ガ
ス通路２７及び第２の排気ガス通路２８内に導入
され、その排気エネルギーでもつてタービンホイ
ールを駆動し、コンプレツサホイールによる吸入
空気の予圧作用（吸気過給）を行なわしめる。こ
の際、エンジンの運転状態に応じて弁装置６が開
閉作動し、排気ガスの導入形態が選択される。即
ち、エンジンの運転状態が排気ガスの流量の少な
い低速運転領域にある場合には第２アクチユエー
タ９により上記弁装置６が開弁位置（第４図、実
線図示位置）に設定され、逆にエンジンの運転状
態が排気ガスの流量の多い高速運転領域にある場
合には第２アクチユエータ９により上記弁装置６
が開弁位置（第４図、鎖線図示位置）に設定され
る。従つて、排気ガスの排出量が少ないエンジン
の低速運転領域においては、第１の排気ガス通路
２７のみから排気ガスがタービンケーシング２１
内に導入されるため、排気ガス量が少ないにもか
かわらず該排気ガスのタービンケーシング２１内
におけるガス流速が十分に確保され、タービンホ
イールの回転が高回転側に維持されてより低速域
から排気ターボ過給機２による過給効果を得るこ
とが可能となる。さらに、この場合、排気ガス通
路の通路面積が第１の排気ガス通路２７と第２の
排気ガス通路２８の両方が有効とされている場合
よりも絞られるため、タービンケーシング２１の
排気入口側での排気ガス圧力とスクロール部出口
での排気ガス圧力との差をより大きくとることが
でき（即ち、排気ガスの膨張比が上昇し）、より
高水準の過給性能が得られることとなる。

一方、排気ガスの排出量が多いエンジンの高速
運転領域においては、第１の排気ガス通路２７と
第２の排気ガス通路２８の両方が開通されるた
め、この両者から同時に多量の排気ガスがタービ
ンケーシング２１内に大きな流通抵抗を生じるこ
となくスムーズに導入される。従つて、多量の排
気ガスの排気エネルギーがタービンホイールの駆
動力として有効に活用されて過給性能が向上する
とともに、エンジン側においてはその排圧が低下
せしめられるところからその燃焼性が良好とな
り、エンジンの高出力化が実現されることにな
る。

なお、本発明の弁装置６は、例えば排気ガス流
量、エンジンへの吸入空気量等を直接検知して制
御すれば良く、あるいは比較的エンジン負荷の高
い運転領域においてエンジン回転数に応じて制御
する等、その制御信号、制御領域に限定されるも
のではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例にかかる排気ターボ過
給装置の正面図、第２図は第１図の−矢視
図、第３図は第１図の−矢視図、第４図は第
３図の−断面図、第５図は第４図の−断
面図、第６図は第５図の−断面図、第７図は
第６図に示した弁装置の状態変化図、第８図及び
第９図は本発明の他の実施例に係る弁装置の作動
状態図、第１０図は従来の排気ターボ過給装置の
タービンケーシング部の構造説明図である。１……エンジン本体、２……ターボ過給機、４
……排気管、６……弁装置、７……弁作動装置、
８，９……アクチユエータ、１１，１２……イン
シユレータ、２１……タービンケーシング、２２
……コンプレツサケーシング、２３……センター
ケーシング、２６……隔壁、２７，２８……排気
ガス通路、２９，３０……排気ガス導入口、３１
……ウエストゲートバルブ、３３……弁座面、４
１……分岐管部、４２……集合管部、４４……拡
張部、６１……弁体、６２……弁支持体、６３…
…弁押えプレート、６５……作動中心軸、６９，
７０……リンクレバー（作動力伝達手段）、７１
……通気孔。

Claims

【特許請求の範囲】

１第１の排気ガス導入口と第２の排気ガス導入
口とをそれぞれ形成したタービンケーシングに、
エンジンからの排気ガスを導く排気管を上記各排
気ガス導入口に臨ましめた状態で接続し該排気ガ
スを該各排気ガス導入口を介してタービン側に導
入し得る如くする一方、上記各排気ガス導入口の
うち第２の排気ガス導入口を、上記排気管側に設
けられて上記タービンケーシングの該第２の排気
ガス導入口側端面を弁座面として作動する弁装置
により開閉可能とするとともに、該弁装置を作動
力伝達手段を介して作動させるための弁作動装置
を、上記排気管のしかも上記タービンケーシング
の第２の排気ガス導入口よりも第１の排気ガス導
入口に近い部位に固定したことを特徴とする排気
ターボ過給装置。