[go: up one dir, main page]

CN111630258B - 涡轮增压器及内燃机 - Google Patents

涡轮增压器及内燃机 Download PDF

Info

Publication number
CN111630258B
CN111630258B CN201880087067.XA CN201880087067A CN111630258B CN 111630258 B CN111630258 B CN 111630258B CN 201880087067 A CN201880087067 A CN 201880087067A CN 111630258 B CN111630258 B CN 111630258B
Authority
CN
China
Prior art keywords
connecting portion
exhaust gas
scroll passage
bearing housing
turbocharger
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
Application number
CN201880087067.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN111630258A (zh
Inventor
北村刚
横山隆雄
富川邦弘
尾崎诚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Engine and Turbocharger Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Engine and Turbocharger Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Engine and Turbocharger Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Engine and Turbocharger Ltd
Publication of CN111630258A publication Critical patent/CN111630258A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111630258B publication Critical patent/CN111630258B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F02B37/183—Arrangements of bypass valves or actuators therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/105—Final actuators by passing part of the fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/026—Scrolls for radial machines or engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/10—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/04—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
    • F02C6/10—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output supplying working fluid to a user, e.g. a chemical process, which returns working fluid to a turbine of the plant
    • F02C6/12—Turbochargers, i.e. plants for augmenting mechanical power output of internal-combustion piston engines by increase of charge pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/1015—Air intakes; Induction systems characterised by the engine type
    • F02M35/10157—Supercharged engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/40—Application in turbochargers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/10—Manufacture by removing material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/20—Manufacture essentially without removing material
    • F05D2230/21—Manufacture essentially without removing material by casting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/10—Stators
    • F05D2240/15—Heat shield
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

本发明涉及的涡轮增压器具有：涡轮壳体，其收纳有由废气旋转驱动的叶轮；轴承壳体，其与所述涡轮壳体邻接，收纳安装所述叶轮的旋转轴；废气门部，其具有能够使所述废气绕过所述叶轮的旁通通路、可调节在所述旁通通路流动的所述废气的流量的阀芯；所述涡轮壳体通过铸造至少在所述叶轮的径向外侧形成用于将所述废气向所述叶轮供给的涡旋通路，在所述涡旋通路的径向外侧设有将所述涡轮壳体和所述轴承壳体连结的连结部。

Description

涡轮增压器及内燃机
技术领域
本发明涉及涡轮增压器和具有该涡轮增压器的内燃机。
背景技术
在对内燃机等的吸入空气进行增压的涡轮增压器中，将从内燃机等排出的废气导入的涡轮壳体由于在涡旋通路等内部形成复杂的废气流路，故而通常通过铸造来制造。
另外，涡轮增压器被控制为增压不超过预先设定的最高增压。作为控制增压的方式存在具备使流入叶轮的废气流量可变的可变喷嘴的方式；以及设置使废气绕过叶轮的旁通通路、通过调整在该旁通通路流动的废气流量而能够调节增压的废气门阀方式。
在专利文献1和2中公开了具备可变喷嘴机构的涡轮增压器，在专利文献3中公开了采用废气门阀方式的涡轮增压器。
涡轮壳体使用连结件等与相邻的轴承壳体连结。如专利文献1和2中公开的那样，在具备可变喷嘴机构的涡轮增压器中，由于设置可变喷嘴机构的关系，上述连结部处于从中心部向径向外侧远离的位置。另一方面，由于采用了废气门阀方式的涡轮增压器没有设置可变喷嘴机构的限制，所以从谋求轴承壳体的小型化的观点来看，如专利文献3所公开的那样，上述连结部设置在从中心部沿径向接近的位置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:美国专利第9011089号说明书
专利文献2:日本特开2014-034910号公报
专利文献3:日本特开2012-057546号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
通过铸造制作涡轮壳体的情况下，形成废气流路的壁面的表面粗糙度较大，废气的摩擦损失增加。因此，特别是在涡旋通路等处存在空气动力性能下降的问题。另外，由于铸造时壁部的厚度较大，存在壁部的热容量增加、废气的热损失增加的问题。特别是在运行初期阶段，由于引起废气的温度降低，导致过渡的性能下降。
为了避免上述问题，考虑通过板金加工制造涡轮壳体，但需要准备复杂的板金部件，同时焊接部位增大，因此成本较高。
一个实施方式鉴于通过铸造制造的涡轮壳体的上述问题，目的在于抑制在涡轮壳体流动的废气的空气动力性能的降低和热损失的增加。
用于解决技术问题的手段
(1)第一方面的涡轮增压器具有：涡轮壳体，其收纳有由废气旋转驱动的叶轮；轴承壳体，其与所述涡轮壳体邻接，收纳安装所述叶轮的旋转轴；废气门部，其具有能够使所述废气绕过所述叶轮的旁通通路、可调节在所述旁通通路流动的所述废气的流量的阀芯；所述涡轮壳体通过铸造至少在所述叶轮的径向外侧形成用于将所述废气向所述叶轮供给的涡旋通路，在所述涡旋通路的径向外侧设有将所述涡轮壳体和所述轴承壳体连结的连结部。
另外，所述“径向外侧”是指相对于所述旋转轴的径向外侧。
根据上述(1)的结构，由于上述连结部设置在涡旋通路的径向外侧，所以涡轮壳体的涡旋通路形成部配置在该连结部的内侧。因此，与轴承壳体侧相对的涡旋通路的轴承壳体侧相对面不必设为厚壁。因此，能够铸造使涡旋通路形成部的轴承壳体侧相对面为开放面的涡轮壳体，并在该开放面配置薄的背板而形成涡旋通路。
由此，铸造后的涡轮机壳体能够将研磨刀具和切削刀具插入涡旋通路，能够对形成涡旋通路的壁面进行切削和研磨。因此，通过研磨刀具降低表面粗糙度能够提高相对于废气的空气力性能，并且通过切削刀将形成涡旋通路的壁部薄壁化能够抑制废气的热损失。另外，通过使涡旋通路形成部的轴承壳体侧的对置面为开放面，在铸造时不需要用于形成涡旋通路的型芯，因此能够使铸造工序低成本化。
在本实施方式中，如上所述，在采用了废气门阀方式的涡轮增压器中，不限于从谋求轴承壳体的小型化的观点出发而将连结部设置在径向方向上接近中心部的位置这样的既有概念，通过将连结部设置在涡旋通路的径向外侧，能够得到上述作用效果。
(2)在一实施方式中，在上述(1)的结构中，
形成所述涡旋通路的涡旋通路形成部由与所述轴承壳体相对的一侧开放的涡旋通路形成部构成，具备以至少将所述涡旋通路形成部的轴承壳体侧开放面封堵的方式设置的背板。
根据上述(2)的结构，通过利用薄壁的背板封堵上述轴承壳体侧开放面来形成涡旋通路，能够抑制从废气向涡旋通路形成部传递的导热量，因此能够抑制废气的热损失。另外，通过使涡旋通路形成部的轴承壳体侧相对面为开放面，如上所述，能够在涡旋通路插入研磨刀具和切削刀具。由此，能够通过研磨刀具减少表面粗糙度，提高对废气的空气力性能，并且通过切削刀具将形成涡旋通路的壁部薄壁化，能够抑制废气的热损失。另外，通过使涡旋通路形成部的轴承壳体侧相对面为开放面，不需要在铸造时形成涡旋通路的型芯，因此能够使铸造工序低成本化。
另外，通过用隔热材料构成背板，能够有效地抑制废气的热损失。
(3)在一实施方式中，在上述(2)的结构中，所述背板中配置于封堵所述涡旋通路的位置的部位构成为比所述背板的其他部位厚。
根据上述(3)的构成，由于配置在封堵涡旋通路的位置的部位的背板构成为比其他部位厚，因此能够提高废气相对于流体压力的强度。另外，能够抑制背板的热变形，能够维持涡旋通路的形状。因此，能够在运行中长时间维持相对于废气的空气动力性能。
(4)在一实施方式中，在上述(2)或(3)的结构中，所述背板朝向径向外侧延伸至所述连结部，所述背板的径向外侧端部固定于所述连结部。
根据上述(4)的结构，由于背板的径向外侧端部固于在连结部，所以背板能够提高相对于废气的流体压力的支承强度。
(5)在一实施方式中，在上述(4)的结构中，所述连结部由第一连结部、第二连结部以及连结件构成，所述第一连结部设置在所述涡轮壳体，所述第二连结部设置在所述轴承壳体，所述连结件将所述第一连结部和所述第二连结部连结，
所述背板的所述径向外侧端部由所述第一连结部和所述第二连结部夹持。
根据上述(5)的结构，由于背板的径向外侧端部由第一连结部和第二连结部夹持，因此背板能够提高相对于废气的流体压力的支承强度。
(6)在一实施方式中，在上述(5)的结构中，所述第二连结部由从所述轴承壳体向径向外侧延伸的凸缘部构成。
根据上述(6)的结构，形成在轴承壳体侧的第二连结部由从轴承壳体向径向外侧延伸的凸缘部构成，因此能够将第二连结部小型化。
(7)在一实施方式中，在上述(6)的结构中，所述凸缘部设置在所述轴承壳体的整个周向上，所述连结部设置在所述轴承壳体的整个周向上。
根据上述(7)的结构，由于构成第二连接部的上述凸缘部和由该凸缘部形成的连结部设置在轴承壳体的整个周向上，所以能够进一步提高背板相对于废气的流体压力的支承强度。
(8)在一实施方式中，在上述(5)～(7)中的任一结构中，具备在所述背板和所述第二连结部之间填充的隔热材料。
根据上述(8)的结构，通过在背板与第二连接部之间填充隔热材料，能够抑制从废气向背板侧传递的导热量，能够抑制废气的热损失。
(9)在一实施方式中，在上述(5)～(8)中的任一结构中，所述第二连结部的与所述背板相对的相对面以降低热辐射率的方式被研磨加工。
根据上述(9)的结构，通过对第二连结部的与背板相对的相对面进行研磨加工来降低热辐射率，能够提高热反射率。由此，能够抑制从废气向背板侧传递的导热量，能够抑制废气的热损失。
(10)在一实施方式中，在上述(5)～(9)的任一结构中，
所述连结件由螺栓构成，
所述第一连结部和所述第二连结部被螺栓结合。
根据上述(10)的结构，第一连结部和第二连结部通过螺栓连结，由此能够提高连结强度，并且将连结装置低成本化。
(11)一实施方式的内燃机具有：
涡轮增压器，其具有上述(1)～(10)中任一项的结构，并具有收纳经由旋转轴与所述叶轮一体连接的压缩机轮的压缩机壳体；
至少一个气缸；
将从所述气缸排出的所述废气导入所述涡轮壳体的废气管；
经由所述压缩机壳体向所述气缸供给气体的供气管。
根据具有上述(11)结构的内燃机，通过具备上述结构的涡轮增压器，在涡轮壳体的铸造后，能够在涡旋通路插入切削刀具以及研磨刀具。由此，能够对形成涡旋通路的壁面进行切削和研磨，因此能够降低表面粗糙度，提高对废气的空气力性能，并且能够使形成涡旋通路的壁部薄壁化来抑制废气的热损失。另外，通过消除轴承壳体侧分隔壁，在铸造时不需要用于形成涡旋通路的型芯，所以能够将铸造工序低成本化。
发明效果
根据一实施方式，能够抑制相对于在涡轮壳体流动的废气的空气力性能的降低和热损失，并且能够将涡轮壳体的制造低成本化。
附图说明
图1是一实施方式的涡轮增压器的纵剖视图。
图2是一实施方式的涡轮增压器的纵剖视图。
图3是一实施方式的涡轮增压器的纵剖视图。
图4是一实施方式的涡轮增压器的纵剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的几个实施方式。但是，作为实施方式记载或者附图所示的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等，不是将本发明的范围限定于此的宗旨，只是说明例。
例如，表示“在某个方向上”、“沿着某个方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或“同轴”等相对或绝对的配置的表现，不仅严格地表示那样的配置，还表示带有公差或能够得到相同功能的程度的角度或距离而相对位移的状态。
例如，表示“相同”、“相等”和“均质”等事物处于同等状态的表达不仅表示严格意义上相等的状态，还表示存在公差或可得到相同功能程度的差的状态。
例如，表示四边形、圆柱形等形状的表现不仅表示几何上严格意义的四边形、圆柱形等形状，还表示在获得相同效果的范围内包括凹凸部、倒角部等的形状。
另一方面，“包括”、“包含”、“具备”、“具有”或“有”这样的表现不是排除其他构成要素的存在的排他表示。
图1～图4表示了几个实施方式的涡轮增压器10(10A、10B、10C、10D)。
在图1～图4中，涡轮增压器10(10A～10D)的壳体由涡轮壳体20、与涡轮壳体20相邻的轴承壳体30以及与轴承壳体30相邻的压缩机壳体40构成。涡轮壳体20在内部收纳有由废气旋转驱动的叶轮22。在涡轮机壳体20、轴承壳体30及压缩机壳体40内部，跨过这些壳体并且在这些壳体内的中心部设置旋转轴12。此外，叶轮22固定在涡轮壳体20内部的旋转轴12上，并且压缩机轮42固定在压缩机壳体40内部的旋转轴12上。旋转轴12由设置在轴承壳体30的内部的径向轴承32和推力轴承34旋转自如地支承。
另外，涡轮增压器10还具备通过调整在涡轮增压器22通过的废气e的流量，而能够控制涡轮增压器10的增压不超过预先设定的最高增压的废气门部50。废气门部50具有：旁通通路52，其与设置在叶轮22的上游侧的废气导入路26以及设置在叶轮22的下游侧的废气排出路28连通；阀芯54，其设置于旁通通路52并能够调节在旁通通路52流动的废气e的流量。
通过利用促动器(未图示)使阀芯54动作，调整在旁路通路52流动的废气e的流量，能够控制涡轮增压器10的增压不超过预先设定的最高增压。
在一实施方式中，阀芯54可以是通过促动器(未示出)进行动作且仅具有可打开关闭旁路通路52的功能的阀芯。
另外，涡轮增压器10的涡轮壳体20是通过铸造而制造的。在铸造时，在叶轮22的旋转轴12的径向外侧形成用于将将废气e向叶轮22供给的涡旋通路24。涡旋通路24与废气导入路26连通，经由在叶轮22上形成的节流部23将从废气导入路26导入的废气供给到叶轮22。
进而，在位于比涡旋通路24靠径向外侧的部位设置有用于连结涡轮壳体20和轴承壳体30的连结部60。
根据上述结构，由于连结部60设置在比涡旋通路24靠径向外侧，涡轮壳体20的涡旋通路形成部25(形成涡旋通路24的壁部)配置在连结部60的内侧。因此，与轴承壳体侧相对的涡旋通路24的轴承壳体侧相对面不必由厚壁构成。因此，能够铸造使螺旋通路形成部25的轴承壳体侧相对面为开放面25c的涡轮壳体20，并在该开放面25c上配置薄壁的背板14而形成涡旋通路24。
由此，铸造后的涡轮机壳体20能够将研磨刀具和切削刀具插入涡旋通路24中，能够对形成涡旋通路24的壁面进行切削和研磨，因此通过研磨刀具能够降低表面粗糙度提高对废气的空气力性能，并且，通过切削刀具将形成涡旋通路24的壁部薄壁化而能够抑制废气的热损失。另外，通过将涡旋通路形成部25的轴承壳体侧相对面设为开放面25c，在铸造时不需要用于形成涡旋通路24的型芯，因此能够将铸造工序低成本化。
如本实施方式那样，在采用了废气门阀方式的涡轮增压器10中，从谋求轴承壳体30的小型化的观点出发，不局限于将连结部60在径向方向上设置在靠近中心部(旋转轴12)的位置的已有概念，通过将连结部60设置在涡旋通路24的径向外侧，能够得到上述作用效果。
在一实施方式中，如图1所示，废气导入路26形成在与涡轮壳体20连接的壳体27上。壳体27与从内燃机80引出的废气管86连接，在内燃机80产生的废气经由废气管86导入废气导入路径26。
在一实施方式中，连结部60设置在涡轮壳体20和轴承壳体30的径向最外侧部。由此，连结部60能够配置在涡旋通路24的径向外侧。
在一实施方式中，如图1所示，涡旋通路形成部25仅具有涡轮壳体侧分隔壁25a和径向外侧分隔壁25b，轴承壳体侧开放，形成有轴承壳体侧开放面25c。背板14至少设置为封堵轴承壳体侧开放面25c。
在该实施方式中，通过使用背板14将轴承壳体侧开放面25c封堵而形成涡旋通路24。因此，通过使背板14为薄壁，能够抑制从废气向涡旋通路形成部25传递的导热量，因此能够抑制废气的热损失。另外，通过将涡旋通路形成部25的轴承壳体侧相对面设为开放面25c，如上所述，能够在螺旋式通路24中插入研磨刀具和切削刀具。由此，通过研磨刀具降低表面粗糙度，能够提高对废气的空气力性能，并且通过切削刀具将形成涡旋通路的壁部薄壁化能够抑制废气的热损失。另外，通过使涡旋通路形成部25的轴承壳体侧相对面为开放面25c，在铸造时不需要用于形成涡旋通路24的型芯，因此能够降低铸造工序的成本。
在一实施方式中，通过由隔热性能高的高强度材料构成背板14，能够进一步抑制废气的热损失。
在一实施方式中，如图1所示，背板14的径向内侧端插入在叶轮22与轴承壳体30之间形成的间隙中，并且由涡轮壳体20和轴承壳体30支承。由此，能够提高背板14的支承强度。
在一实施方式中，背板14由在中心部形成有供旋转轴12插入的圆形孔并以包围旋转轴12的方式配置的圆形的板状体构成。
在一实施方式中，背板14被配置成至少覆盖轴承壳体侧开放面25c。
在一实施方式中，如图1所示，背板14被配置成覆盖包括轴承壳体侧开放面25c和叶轮22的背面侧在内、实质上与轴承壳体侧相对的涡轮壳体20的整个面。这样，能够有效地抑制废气的热损失。
在一实施方式中，如图1所示，背板14向径向外侧延伸至紧固部60，背板14的径向外侧端部固定于连结部60。
根据该实施方式，由于背板14的径向外侧端部固定于连结部60，所以背板14能够提高相对于废气流体的流体压力的支承强度。
在一实施方式中，如图1所示，连结部60包括设置在涡轮壳体20上的第一连结部62、设置在轴承壳体30上的第二连结部64、连结第一连结部62和第二连结部64的连结件66。背板14的径向外侧端部由第一连结部62和第二连结部64夹持。
根据该实施方式，由于背板14的径向外侧端部被第一连结部62和第二连结部64夹持，所以背板14能够提高对废气的流体压力的支承强度。
在一实施方式中，在背板14与第二连结部64之间形成圆环形状的空间s。
在一实施方式中，在隔着背板14而与涡旋通路24相对的位置形成空间s。
在一实施方式中，如图2所示，在背板14中配置于封堵涡旋通路24的位置的部位14a构成为比背板14的其他部位厚。
根据该实施方式，由于封堵涡旋通路24的部位14a构成为比其他部位厚，所以能够得到可承受废气的流体压力的强度。此外，能够抑制背板14的热变形，能够维持涡旋通路24的形状。因此，能够在运行中长时间维持相对于废气的空气动力性能。
在一实施方式中，如图2所示，厚壁部位14a配置成封堵轴承壳体侧开放面25c。由此，厚壁部位14a能够通过涡旋通路形成部25的涡轮壳体侧分隔壁25a及径向外侧分隔壁25b形成涡旋通路24。
在一实施方式中，厚壁部位14a由配置成封堵轴承壳体侧开放面25c的圆环形状的圆形板状体构成。
在一实施方式中，在背板14与第二连结部64之间形成的圆环形状的空间s中配置有厚壁部位14a。
在一实施方式中，如上所述，空间s形成在隔着背板14而与涡旋通路24相对的位置，在该空间s中配置有厚壁部位14a。
在一实施方式中，如图1所示，第一连结部62设置在涡轮壳体20的径向最外侧部，第二连结部64设置在轴承壳体30的径向最外侧部。而且，连结件66由联结器66(66a)构成，第一连结部62和第二连结部64通过联结器6(66a)从外侧紧固而连结。
在一实施方式中，如图1所示，在第二连结部64形成有凹部64a，并且第一连结部62的至少一部分构成为能够与凹部64a嵌合。由此，容易进行第一连结部62和第二连结部64之间的定位。
在一实施方式中，如图1所示，形成在轴承壳体30上的第二连结部64由从轴承壳体30向径向外侧延伸的凸缘部68构成。
根据该实施方式，由于第二连结部64由从轴承壳体30向径向外侧延伸的凸缘部68构成，所以能够将轴承壳体30小型化。
在一实施方式中，如图1所示，凸缘部68设置在轴承壳体30的整个周向上，连结部60设置在轴承壳体30的整个周向上。
根据该实施方式，构成第二紧固部64的凸缘部68和包含凸缘部68在内的连结部60设置在轴承壳体30的整个周向上，因此能够进一步提高背板14的支承强度。
在一实施方式中，如图3所示，隔热材料70被填充在背板14与第二连结部64之间。
根据该实施方式，通过在背板14与第二连结部64之间填充隔热材料70，能够抑制废气的热损失。
在一实施方式中，第一连结部62在旋转轴12的轴向上向比背板14更靠轴承壳体侧延伸。由此，能够在第一连结部62的内侧形成空间s。通过形成空间s，能够确保填充绝热材料70的空间。
在一实施方式中，填充热导率在常温下为0.1W/m·K以下的隔热材料70。由此，能够有效地抑制从废气向背板14的导热，能够有效地抑制废气的热损失。
在一实施方式中，如图3所示，在背板14与第二连结部64之间，在与涡旋通路24对应的径向外侧位置形成圆环形状的空间s，在该空间s中填充圆环形状的隔热材料70。由此，能够有效地抑制在涡旋通路24流动的废气的热损失。
在一实施方式中，对第二连接部64(例如凸缘部68)的与背板14相对的相对面68a以降低热辐射率的方式进行研磨加工。
根据该实施方式，通过使第二连接部64的与背板14相对的相对面为热辐射率低的面，能够提高热反射率。由此，能够降低从废气向背板14传递的导热量，从而能够抑制废气的热损失。
在一实施方式中，如图4所示，连结件66由螺栓66(66b)构成，第一连结部62与第二连结部64进行螺栓结合。
根据该实施方式，通过利用螺栓66(66b)连结第一连结部62和第二连结部64，能够提高连结部60的连结强度，并且能够降低连结机构的成本，并且能够扩大涡轮增压器10的组装方法的自由度。
在一实施方式中，如图4所示，螺栓66(66b)由单边螺栓构成。另外，在另一实施方式中，螺栓66(66b)由双头螺柱构成。
如图1所示，一实施方式的内燃机80具有上述结构的涡轮增压器10，并且该涡轮增压器10具有压缩机壳体40，该压缩机壳体40内设有压缩机轮42，该压缩机轮42经由旋转轴12与叶轮22一体连接。而且，内燃机80具有：至少一个燃烧用气缸82；将从燃烧用气缸82排出的废气e导入涡轮壳体20的废气管86；经由压缩壳体40将供气a供给燃烧用气缸82的供气管84。
根据上述结构，由于具备上述结构的涡轮增压器10，在对涡轮壳体20进行铸造后，能够从外部将切削刀具和研磨刀具插入涡旋通路24。由此，能够进行形成涡旋通路24的壁面(涡轮壳体侧分隔壁25a、径向外侧分隔壁25b等)的切削和研磨，因此能够降低这些壁面的粗糙度来提高空气力性能，并且使这些壁部薄壁化，能够抑制废气e的热损失。另外，由于没有轴承壳体侧分隔壁并设为开放面25c，所以在铸造时不需要形成涡旋通路24的型芯，因此能够使铸造工序低成本化。
产业上的可利用性
根据一实施方式，能够抑制在构成涡轮增压器的涡轮壳体流动的废气的空气动力性能的降低和热损失的增加，并且能够提高具有该涡轮增压器的内燃机的性能和热效率。
附图标记说明
10(10A、10B、10C、10D)：涡轮增压器
12：旋转轴
14：背板
14a：厚壁部位
20：涡轮壳体
22：叶轮
23：节流部
24：涡旋通路
25：涡旋通路形成部
25a：涡轮壳体侧分隔壁
25b：径向外侧分隔壁
25c：轴承壳体侧开放面
26：废气导入路
27：壳体
28：废气排出路
30：轴承壳体
32：径向轴承
34：推力轴承
40：压缩机壳体
42：压缩机轮
50：废气门部
52：旁通通路
54：阀芯
60：连结部
62：第一连结部
64：第二连结部
64a：凹部
66：连结件
66(66a)：联结器
66(66b)：螺栓
68：凸缘部
68a：相对面
70：隔热材料
80：内燃机
82：燃烧用气缸
84：供气管
86：废气管
a：供气
e：废气
s：空间

Claims (7)

1.一种涡轮增压器，其具有：
涡轮壳体，其收纳有由废气旋转驱动的叶轮；
轴承壳体，其与所述涡轮壳体邻接，收纳安装所述叶轮的旋转轴；
废气门部，其具有能够使所述废气绕过所述叶轮的旁通通路、可调节在所述旁通通路流动的所述废气的流量的阀芯；
所述涡轮增压器的特征在于，
所述涡轮壳体通过铸造至少在所述叶轮的径向外侧形成用于将所述废气向所述叶轮供给的涡旋通路，
在所述涡旋通路的径向外侧，在所述轴承壳体的整个周向上设有将所述涡轮壳体和所述轴承壳体连结的连结部，
形成所述涡旋通路的涡旋通路形成部由与所述轴承壳体相对的一侧开放的涡旋通路形成部构成，
具备以至少将所述涡旋通路形成部的轴承壳体侧开放面封堵的方式设置的背板，
所述背板朝向径向外侧延伸至所述连结部，所述背板的径向外侧端部固定于所述连结部，
所述连结部由第一连结部、第二连结部以及连结件构成，所述第一连结部设置在所述涡轮壳体，所述第二连结部设置在所述轴承壳体，所述连结件将所述第一连结部和所述第二连结部连结，
所述背板的所述径向外侧端部由所述第一连结部和所述第二连结部夹持，
具备在所述背板和所述第二连结部之间填充的隔热材料，
在所述隔热材料和所述第二连结部之间形成有圆环形状的空间。
2.如权利要求1所述的涡轮增压器，其特征在于，
所述背板中配置于封堵所述涡旋通路的位置的部位构成为比所述背板的其他部位厚。
3.如权利要求1所述的涡轮增压器，其特征在于，
所述第二连结部由从所述轴承壳体向径向外侧延伸的凸缘部构成。
4.如权利要求3所述的涡轮增压器，其特征在于，
所述凸缘部设置在所述轴承壳体的整个周向上，
所述连结部设置在所述轴承壳体的整个周向上。
5.如权利要求1所述的涡轮增压器，其特征在于，
所述第二连结部的与所述背板相对的相对面以降低热辐射率的方式被研磨加工。
6.如权利要求1所述的涡轮增压器，其特征在于，
所述连结件由螺栓构成，
所述第一连结部和所述第二连结部被螺栓结合。
7.一种内燃机，其特征在于，
所述权利要求1～6中任一项所述的所述涡轮增压器具有经由旋转轴与所述叶轮一体连接的压缩机轮、收纳该压缩机轮的压缩机壳体，
所述内燃机具有：
至少一个气缸；
将从所述气缸排出的所述废气导入所述涡轮壳体的废气管；
经由所述压缩机壳体向所述气缸供给气体的供气管。
CN201880087067.XA 2018-03-05 2018-03-05 涡轮增压器及内燃机 Active CN111630258B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2018/008322 WO2019171431A1 (ja) 2018-03-05 2018-03-05 ターボ過給機及び内燃機関

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111630258A CN111630258A (zh) 2020-09-04
CN111630258B true CN111630258B (zh) 2022-05-31

Family

ID=67846952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880087067.XA Active CN111630258B (zh) 2018-03-05 2018-03-05 涡轮增压器及内燃机

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11384683B2 (zh)
EP (1) EP3744955B1 (zh)
JP (1) JP7037634B2 (zh)
CN (1) CN111630258B (zh)
WO (1) WO2019171431A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3069609B1 (fr) * 2017-07-26 2019-08-23 Mmt ag Vanne de dosage de fluide

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2981516A (en) * 1958-07-03 1961-04-25 Garrett Corp Turbine housing
JPS6045722U (ja) * 1983-09-07 1985-03-30 山口　敏雄 道路標識類取付け用管柱
JPS60113024A (ja) * 1983-11-24 1985-06-19 Honda Motor Co Ltd タ−ボチヤ−ジヤ
JPH11132051A (ja) * 1997-10-28 1999-05-18 Hitachi Ltd ターボチャージャ
JP2013533429A (ja) * 2010-08-03 2013-08-22 ボーグワーナー インコーポレーテッド 排気ガスターボチャージャ
WO2016071959A1 (ja) * 2014-11-04 2016-05-12 三菱重工業株式会社 タービンハウジングおよびタービンハウジングの製造方法
WO2017154069A1 (ja) * 2016-03-07 2017-09-14 三菱重工業株式会社 ターボチャージャー

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3489340A (en) 1968-04-16 1970-01-13 Garrett Corp Centrifugal compressor
JPS6045722A (ja) 1983-08-22 1985-03-12 Hitachi Ltd 排気タ−ビン過給機
US4725206A (en) * 1984-12-20 1988-02-16 The Garrett Corporation Thermal isolation system for turbochargers and like machines
US4786238A (en) * 1984-12-20 1988-11-22 Allied-Signal Inc. Thermal isolation system for turbochargers and like machines
US5087176A (en) 1984-12-20 1992-02-11 Allied-Signal Inc. Method and apparatus to provide thermal isolation of process gas bearings
DE50209663D1 (de) 2002-09-02 2007-04-19 Borgwarner Inc Gehäuse für Strömungsmaschinen
DE102010013264A1 (de) 2010-03-29 2011-09-29 Continental Automotive Gmbh Turboladergehäuse mit einer Ventileinrichtung und Verfahren zur Herstellung eines solchen Turboladergehäuses
JP5223898B2 (ja) 2010-09-09 2013-06-26 株式会社デンソー 内燃機関の排気制御装置
JP5598389B2 (ja) * 2011-03-17 2014-10-01 株式会社豊田自動織機 ターボチャージャの軸受ハウジングの冷却構造
US9011089B2 (en) 2012-05-11 2015-04-21 Honeywell International Inc. Expansion seal
JP6037712B2 (ja) 2012-08-08 2016-12-07 三菱重工業株式会社 可変容量型排気ターボ過給機
JP6126246B2 (ja) * 2013-12-27 2017-05-10 三菱重工業株式会社 タービンハウジング
US10344666B2 (en) * 2014-09-01 2019-07-09 Garrett Transportation I Inc. Turbine wastegate
JP2016173068A (ja) 2015-03-17 2016-09-29 ダイハツ工業株式会社 排気ターボ過給機
JP6705146B2 (ja) * 2015-10-07 2020-06-03 株式会社Ihi 流量可変バルブ機構及び過給機

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2981516A (en) * 1958-07-03 1961-04-25 Garrett Corp Turbine housing
JPS6045722U (ja) * 1983-09-07 1985-03-30 山口　敏雄 道路標識類取付け用管柱
JPS60113024A (ja) * 1983-11-24 1985-06-19 Honda Motor Co Ltd タ−ボチヤ−ジヤ
JPH11132051A (ja) * 1997-10-28 1999-05-18 Hitachi Ltd ターボチャージャ
JP2013533429A (ja) * 2010-08-03 2013-08-22 ボーグワーナー インコーポレーテッド 排気ガスターボチャージャ
WO2016071959A1 (ja) * 2014-11-04 2016-05-12 三菱重工業株式会社 タービンハウジングおよびタービンハウジングの製造方法
WO2017154069A1 (ja) * 2016-03-07 2017-09-14 三菱重工業株式会社 ターボチャージャー

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2019171431A1 (ja) 2021-02-04
US11384683B2 (en) 2022-07-12
EP3744955A1 (en) 2020-12-02
EP3744955A4 (en) 2020-12-30
EP3744955B1 (en) 2023-05-03
US20210363915A1 (en) 2021-11-25
JP7037634B2 (ja) 2022-03-16
WO2019171431A1 (ja) 2019-09-12
CN111630258A (zh) 2020-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8984880B2 (en) Turbine wastegate
KR102142331B1 (ko) 터빈 웨이스트게이트
EP2400127B1 (en) Turbo supercharger
CN108374699B (zh) 具有双轴蜗壳构造的金属板涡轮机外壳
EP3103988B1 (en) Turbocharger with variable-vane turbine nozzle having a bypass mechanism integrated with the vanes
CN108374700B (zh) 具有容纳阻尼器的金属板涡轮机外壳
US10697377B2 (en) Turbine supercharger and two-stage supercharging system
KR102075661B1 (ko) 터빈 웨이스트게이트
EP2738369B1 (en) Suction sealing for turbocharger
CN108374697B (zh) 金属板涡轮机外壳和相关的涡轮增压器系统
CN108374698B (zh) 具有铸造芯部的金属板涡轮机外壳
CN111630258B (zh) 涡轮增压器及内燃机
CN106894888B (zh) 多级涡轮增压器的排放物旁通阀
EP3279443B1 (en) Exhaust-flow-rate control valve, and two-stage supercharging system provided with same
CN116357408A (zh) 双涡管涡轮壳体
JP7357848B2 (ja) ターボチャージャ
CN113853476A (zh) 可变喷嘴装置以及可变容量型排气涡轮增压器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant