JPH057460Y2

JPH057460Y2 -

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Publication number: JPH057460Y2
Application number: JP1986027639U
Authority: JP
Priority date: 1986-02-28
Filing date: 1986-02-28
Publication date: 1993-02-25
Anticipated expiration: 2001-02-28
Also published as: JPS62141636U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は、バリアブルノズル付ターボチヤージ
ヤのノズルベーンまわりの構造に関する。

［従来の技術］従来から、第８図に示すように、タービンスク
ロール１を隔壁２で２室１ａ，１ｂに区画し、そ
れぞれの室１ａ，１ｂを適切に機関の各気筒に振
り分け、タービンロータ３側へと送る排気ガスの
干渉を防止して、排気ガスの動圧をより有効に利
用するようにしたツインエントリ型のターボチヤ
ージヤが知られている（たとえば特公昭38−1154
号公報）。

また、機関の低回転域から高回転域まで排気ガ
スエネルギをより有効に利用するめに、第９図に
示すように、タービンスクロール４からタービン
ロータ５へと通じるガス通路に、開度を可変調整
可能なノズルベーン６を設け、タービンロータ５
へと送られる排気ガスの流れを制御して高いター
ビン効率を得るようにしたバリアブルノズル付タ
ーボチヤージヤも知られている（たとえば特公昭
53−35209号公報）。

これらツインエントリ型構造およびバリアブル
ノズル型構造は、いずれも同じ機関の回転数に対
し過給圧を高める効果を有し、排気ガスのエネル
ギをより有効に利用して、ターボチヤージヤの性
能ひいては機関の出力性能を向上することができ
る。

［考案が解決しようとする問題点］しかし、ターボチヤージヤにおいて上記二つの
構造を適切に組合せた例は未だ見当らない。上記
二つの構造を単に組合せるだけでは、タービンス
クロールからタービンロータへのガス通路に、開
度調整のため回動されるノズルベーンがあるため
ツインエントリを構成するための隔壁をノズルベ
ーン直前の位置までしか設けることができない。
このような構造では、ノズルベーン部分を含めた
形での排気干渉の防止および動圧効果の利用が行
われないので、その分排気エネルギの有効利用効
果が低減するという問題がある。

本考案は、ツインエントリ型タービンハウジン
グとバリアブルノズルとをともに有するターボチ
ヤージヤにおいて、バリアブルノズルによる効果
を維持しつつツインエントリ構造を形成する隔壁
の効果をタービンロータ直前部位までもたせ、排
気エネルギを一層有効に利用して機関の出力性能
を向上することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］上記目的を達成するための、本考案に係るバリ
アブルノズル付ターボチヤージヤは、次から成
る。すなわち、タービンスクロール内を機関の気
筒に応じて隔壁により２室に区画したツインエン
トリ型のタービンスクロールを有し、タービンス
クロールからタービンロータへと通じるガス通路
に開度が調整可能なノズルベーンを備えたバリア
ブルノズル付ターボチヤージヤにおいて、前記隔
壁を、前記ノズルベーン位置を通過させてタービ
ンロータ直近の位置まで延設し、該隔壁延設部に
ノズルベーンの回動軸芯と同芯の円形穴を設け、
該円形穴に、ノズルベーンと軸方向〓間なく一体
に形成された円板状の壁を回動自在に嵌入し、ノ
ズルベーンを回動させるリンク機構をタービンス
クロール外部に設けたことを特徴とするバリアブ
ルノズル付ターボチヤージヤ。

［作用］上記バリアブルノズル付ターボチヤージヤにお
いては、隔壁がタービンロータ近傍まで延設され
るが、ノズルベーン回動軸まわりにノズルベーン
回動のための円形穴が設けられるため、ノズルベ
ーンは隔壁と干渉することなく回動される。ま
た、円形穴は、ノズルベーンとともに回動する円
板状壁により埋められるので、ノズルベーンの開
度を調整しても隔壁両側のガス通路間は隔壁およ
び円板状壁によつて隔成され、タービンロータ直
上流部位までのツインエントリ構造が確保され
る。その結果、タービンロータ近傍までの排気干
渉が防止され、排気ガスの動圧が有効に利用され
る。したがつて、ツインエントリ構造による排気
干渉防止効果、動圧有効利用効果と、バリアブル
ノズル構造による機関の回転数等に応じた最適な
ガス流れの制御効果とが、互いの効果を減殺する
ことなく発揮される。

［実施例］以下に本考案の望ましい実施例を図面を参照し
て説明する。

第１図および第２図は、本考案の第１実施例に
係るバリアブルノズル付ターボチヤージヤのノズ
ルベーンまわりの構造を示している。図におい
て、１１はタービンハウジング、１２はタービン
ロータの一部を示している。タービンハウジング
１１内には、タービンスクロール１３が形成され
るが、タービンスクロール１３は隔壁１４により
２室１３ａ，１３ｂに区画され、いわゆるツイン
エントリ型のタービンスクロールに構成されてい
る。２室１３ａ，１３ｂは、それぞれ区分けされ
た機関の気筒に接続される。たとえば４気筒エン
ジンであれば、そのうちの２気筒が室１３ａ側に
接続され、残りの２気筒が他室１３ｂ側に接続さ
れ、排気干渉を極力防止するようになつている。

タービンスクロール１３からタービンロータ１
２へのガス通路１５には、開度調整が可能なノズ
ルベーン１６が設けられている。ノズルベーン１
６は、そのシヤフト部１７が、バツクプレート１
８、センタハウジング１９に嵌着されたブツシユ
２０に回転可能に嵌合されており、リンク２１、
駆動リング２２により、ノズルベーン回動軸芯２
３まわりに回動可能となつている。

ツインエントリ構造を形成する隔壁１４は、タ
ービンロータ１２側へと延設され、ノズルベーン
１６部を通過してタービンロータ１２の直近位置
まで延設されている。この隔壁延設部１４ａによ
り、ガス通路１５も二つの通路１５ａ，１５ｂに
隔成されている。隔壁１４のノズルベーン回動軸
芯２３まわりには、ノズルベーン１６の長さより
も若干大きい直径の、かつ回動軸芯２３と同芯の
円形穴２４が設けられており、円形穴２４内をノ
ズルベーン１６は隔壁１４と干渉することなく組
立時に通過できるようになつている。

円形穴２４には、ノズルベーン１６と軸方向〓
間なく一体に形成された円板状の壁２５が、回動
自在に嵌入されている。円板状壁２５の外周と円
形穴２４の内周とのクリアランスは、極力小に抑
えられており、ガス通路１５ａ，１５ｂ間のガス
流通は極力抑えられている。また、円板状の壁２
５の表面と隔壁延設部１４ａの表面との間には段
差がなく、排気ガスがなめらかに流れることがで
きるようになつている。

上記のように構成された実施例装置の作用につ
いて説明する。

ツインエントリ構造を構成する隔壁１４が、タ
ービンロータ１２直前部位まで延設されるので、
タービンスクロール１３ａ、又は１３ｂに送られ
てきた機関からの排気ガスは、ガス通路１５ａ又
は１５ｂのタービンロータ１２直前部位まで、他
方のガス通路１５ｂ又は１５ａと排気干渉するこ
となく導かれ、排気ガスが有する動圧が排気干渉
で弱まることなく最大限有効に利用され得る。

この隔壁延設部１４ａの円形穴２４には、円板
状の壁２５があるので、ノズルベーン１６の開度
調整機能が損われることなくタービンロータ１２
直前部位までツインエントリ構成が実現され、排
気ガスのエネルギが有効に利用される。

また、ノズルベーン１６と円板状の壁２５との
間には軸方向〓間がないので、排気ガスがノズル
ベーン１６を通らずに〓間を通過することが防止
され、タービン効率が向上されている。また、ノ
ズルベーン１６の回動はタービンスクロール外部
から行なわれるので、排気通路に駆動機構が進入
して排気抵抗を増すことはない。

また、ノズルベーン１６の開度も、従来のバリ
アブルノズル付ターボチヤージヤと同様、エンジ
ン回転数等に応じて調整が行われ、上記ツインエ
ントリ構造による効果に加え、バリアブルノズル
構造による排気ガスエネルギの有効利用化がはか
られる。たとえば、エンジンの低回転域では、ガ
ス通路１５が狭くされ、排気ガスの速度が上げら
れことによりタービンロータ１２に働く仕事量が
増大される。

このように、ツインエントリ構造による効果と
バリアブルノズル構造による効果とがともに発揮
される。この効果を、たとえば第３図に示すよう
に、エンジン回転数と過給圧との関係で示すと、
バリアブルノズル構造もツインエントリ構造も持
たないターボチヤージヤの特性をA₁とすると、
バリアブルノズル構造だけを備えたターボチヤー
ジヤの特性がA₂となり、さらに本実施例の如く
ツインエントリ構造とバリアブルノズル構造とを
ともに有するターボチヤージヤの特性がA₃とな
る。したがつて、エンジン低回転域で過給圧が高
められ、それだけ機関の出力が向上される。

また、一般に、あまりエンジン回転数を低くす
るとターボチヤージヤのコンプレツサ側がサージ
ング領域に入ることがあるが、その場合にはエン
ジン低回転域での特性をサージング領域に入らな
いように抑え、その分高回転側での性能向上が可
能である。たとえば、第３図において仮に領域Ｓ
がサージングの発生する領域とすれば、タービン
容量アツプによりターボチヤージヤの特性をA₃
の特性から矢印Ｘの方向にA₂の特性程度までず
らしてサージング領域Ｓに入ることを回避する。
そして、タービン容量をアツプすれば、第４図に
示すようにエンジン回転数に対してエンジンの出
力トルクをたとえば特性C₁からC₂のように向上
できるので、サージングを回避しつつ高回転域で
の出力向上が可能となる。

つぎに、第５図ないし第７図に本考案の第２実
施例を示す。

本実施例においては、ノズルベーン３１の下流
側の部位の長さが長くされ、ノズルベーン３１は
円形穴３２および円板状の壁３３よりも突出して
いる。そして、隔壁３４の延設部３４ａの最下流
側（タービンロータ１２に一番近い部分）に、ノ
ズルベーン３１組込みのための切欠き３５が設け
られている。

このように構成すれば、ノズルベーン３１の先
端部を極力タービンロータ１２に接近させること
が可能になり、排気ガスの流れがタービンロータ
１２直前まで制御されてタービン効率が一層向上
される。また、第７図に示すように、ノズルベー
ン３１の全閉近傍において、ノズルベーン３１を
オーバラツプさせることが可能となり、排気ガス
が狭い通路をノズルベーン３１に沿う方向に流れ
易くなり、排気エネルギが一層有効に利用され
る。なお、切欠き３５は、タービンロータ１２に
極力近い部位に設けることにより、隔壁延設部３
４ａによる排気干渉防止効果を維持される。その
他の構成、作用は第１実施例に準じる。

［考案の効果］本考案のバリアブルノズル付ターボチヤージヤ
によれば、ツインエントリ構造を構成する隔壁を
タービンロータ直前部位まで延設するとともに、
該延設部に円形穴を設け、該円形穴に円板状の壁
を回動自在に嵌入したので、バリアブルノズルベ
ーンによるエンジン回転数等に応じた最適な排気
ガス流れに制御しつつ、隔壁延設部により排気干
渉を防止しかつ排気の動圧効果を利用でき、エン
ジンの排気エネルギを極力有効に利用してエンジ
ンの出力性能を向上することができる。また、ノ
ズルベーンと円板状の壁との間に軸方向〓間がな
いので、ノズルベーンを通らないガスの流れを抑
えることができ、タービン効率を向上できる。さ
らに、ノズルベーンをタービンスクロール外部か
ら駆動するので、排気抵抗増加を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例に係るバリアブル
ノズル付ターボチヤージヤのノズルベーンまわり
の断面図、第２図は第１図の装置の部分側面図、
第３図はエンジン回転数と過給圧との関係図、第
４図はエンジン回転数と出力トルクとの関係図、
第５図は本考案の第２実施例に係るバリアブルノ
ズル付ターボチヤージヤのノズルベーンまわりの
断面図、第６図は第５図の装置の部分側面図、第
７図は第６図とは別の状態を示す第５図の装置の
部分側面図、第８図は従来のツインエントリ型タ
ーボチヤージヤの部分断面図、第９図は従来のバ
リアブルノズル付ターボチヤージヤの部分断面
図、である。１１……タービンハウジング、１２……タービ
ンロータ、１３，１３ａ，１３ｂ……タービンス
クロール、１４，３４……隔壁、１４ａ，３４ａ
……隔壁延設部、１５，１５ａ，１５ｂ……ガス
通路、１６，３１……ノズルベーン、２３……ノ
ズルベーン回動軸、２４，３２……円形穴、２
５，３３……円板状の壁、３５……切欠き。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

タービンスクロール内を機関の気筒に応じて隔
壁により２室に区画したツインエントリ型のター
ビンスクロールを有し、タービンスクロールから
タービンロータへと通じるガス通路に開度が調整
可能なノズルベーンを備えたバリアブルノズル付
ターボチヤージヤにおいて、前記隔壁を、前記ノ
ズルベーン位置を通過させてタービンロータ直近
の位置まで延設し、該隔壁延設部にノズルベーン
の回動軸芯と同芯の円形穴を設け、該円形穴に、
ノズルベーンと軸方向〓間なく一体に形成された
円板状の壁を回動自在に嵌入し、ノズルベーンを
回動させるリンク機構をタービンスクロール外部
に設けたことを特徴とするバリアブルノズル付タ
ーボチヤージヤ。