JPS63134815A - turbo charger - Google Patents
turbo chargerInfo
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- JPS63134815A JPS63134815A JP27957586A JP27957586A JPS63134815A JP S63134815 A JPS63134815 A JP S63134815A JP 27957586 A JP27957586 A JP 27957586A JP 27957586 A JP27957586 A JP 27957586A JP S63134815 A JPS63134815 A JP S63134815A
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、複スクロール形ターボチャージャに係り、特
にスクロール部を2流路に仕切る仕切壁の熱応力低減に
好適な複スクロール形ターボチャージャに関するもので
ある。Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a double scroll turbocharger, and particularly to a double scroll turbocharger suitable for reducing thermal stress in a partition wall that partitions a scroll portion into two flow paths. It is something.
従来の複スクロール形可変容量ターボチャージャは、特
公昭56−1457号公報記載のように、高温排気が流
入するタービンケーシングのスクロール部を環状仕切壁
で左右に仕切って2流路を形成し、前記排気を片側の流
路のみにも導入可能となし、この排気によりラジアルフ
ロー形タービン翼車を駆動して、この翼車に連結された
コンプレッサにより過給を行う構造となっていた。しか
し1片側の流路のみに高温排気を急速に導入した場合に
生じる仕切壁の熱応力については配慮されていなかった
。As described in Japanese Patent Publication No. 56-1457, a conventional double-scroll type variable displacement turbocharger has a scroll portion of a turbine casing into which high-temperature exhaust gas flows, which is partitioned left and right by an annular partition wall to form two flow paths. The structure was such that exhaust gas could be introduced into only one side of the flow path, and the exhaust gas drove a radial flow turbine wheel, and a compressor connected to this wheel provided supercharging. However, no consideration was given to the thermal stress in the partition wall that occurs when high-temperature exhaust gas is rapidly introduced into only one side of the flow path.
上記従来技術において、片側の流路のみに高温排気が急
速に導入されると、仕切壁の片側面が急速に加熱される
結果、その面には圧縮、反対側には引張りの曲げ熱応力
が発生する。そして、これらの熱応力が材料の降伏点以
上となると塑性変形を生じ、これが繰返されると熱疲労
破壊に至ることが心配される。In the above conventional technology, when high-temperature exhaust gas is rapidly introduced into only one side of the flow path, one side of the partition wall is rapidly heated, resulting in compressive bending thermal stress on that side and tensile bending stress on the other side. Occur. When these thermal stresses exceed the yield point of the material, plastic deformation occurs, and if this is repeated, there is concern that thermal fatigue failure may occur.
破壊は周方向に生じ、仕切壁の欠落に結びつく可能性が
ある。Fractures occur circumferentially and can lead to missing partition walls.
本発明は、前述の従来技術の問題点を解決するためにな
されたもので、タービンケーシングのスクロール部に仕
切壁で仕切った2流路のうち、片側の流路にのみ高温排
気が流入した場合の、仕切壁に発生する曲げ熱応力を低
減し、仕切壁の塑性変形や熱疲労破壊を抑制しろる複ス
クロール形ターボチャージャを提供することを、その目
的としている。The present invention was made in order to solve the problems of the prior art described above, and the present invention is made in the case where high-temperature exhaust gas flows into only one of the two flow paths partitioned by a partition wall in the scroll portion of the turbine casing. The object of the present invention is to provide a double scroll turbocharger that can reduce the bending thermal stress generated in the partition wall and suppress the plastic deformation and thermal fatigue failure of the partition wall.
上記目的を達成するために、本発明に係る複スクロール
形ターボチャージャの構成は、高温排気が流入するター
ビンケーシングのスクロール部を仕切壁で仕切って2流
路に形成し、前記排気を前記2流路の一方の流路のみに
も導入可能に構成し、前記排気によりタービン翼車を駆
動して、このタービン翼車に連結されたコンプレッサに
より過給を行う複スクロール形ターボチャージャにおい
て、前記仕切壁の根元部を形成する前記タービンケーシ
ングの、スクロール巻始め部外面に、前記仕切壁に対応
する外周沿いに凹部を形成したものである。In order to achieve the above object, the configuration of the double scroll turbocharger according to the present invention is such that the scroll portion of the turbine casing into which high-temperature exhaust gas flows is divided by a partition wall to form two flow paths, and the exhaust gas is passed through the two flow paths. In a double scroll turbocharger configured to be introduced into only one of the flow paths, the exhaust gas drives a turbine wheel, and a compressor connected to the turbine wheel performs supercharging, wherein the partition wall A concave portion is formed on the outer surface of the scroll winding start portion of the turbine casing forming the root portion thereof along the outer periphery corresponding to the partition wall.
なお、本発明を開発した考え方を付記すると、熱応力は
、熱変形を拘束することによって発生するものであるか
ら、本発明は、仕切壁の根元部を形成するタービンケー
シングのスクロール巻始め部外面に、仕切壁に対応する
外周沿いに凹部を形成して仕切壁根元部の曲げ剛性を低
減するようにしたものである。In addition, to add to the concept behind the development of the present invention, thermal stress is generated by restraining thermal deformation. Furthermore, a concave portion is formed along the outer periphery corresponding to the partition wall to reduce the bending rigidity of the root portion of the partition wall.
上記技術的手段によれば、仕切壁の片側面が高温排気の
流入で急速に加熱されても、仕切壁の曲げ変形はより自
由となるため、拘束熱応力は減少する−0
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図ないし第3図を参照し
て説明する。According to the above technical means, even if one side of the partition wall is rapidly heated by the inflow of high-temperature exhaust gas, the bending deformation of the partition wall becomes more free, so the restraining thermal stress is reduced -0 [Example] Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
第1図は1本発明の一実施例に係る複スクロール形可変
容量排気ターボチャージャの縦断面図、第2図は、従来
のケーシングにおける仕切壁の熱変形を示す断面図、第
3図は、第1図のケーシングにおける仕切壁の熱変形を
示す断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a double scroll variable displacement exhaust turbocharger according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing thermal deformation of a partition wall in a conventional casing, and FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing thermal deformation of the partition wall in the casing of FIG. 1;
第1図に示すタービンケーシング(以下単にケーシング
という)1はニレジスト鋳鉄製で、図示しないエンジン
からの約950℃の高温排気が第1次および第2次流路
2,3を経て流入し、当該ケーシングのスクロール内面
において前記第1゜2次流路2,3が独立性を有するよ
うに、スクロール部は環状円板からなる仕切壁4で半径
方向に仕切られている。The turbine casing (hereinafter simply referred to as the casing) 1 shown in FIG. The scroll portion is partitioned in the radial direction by a partition wall 4 made of an annular disk so that the first and second secondary flow paths 2 and 3 are independent on the inner surface of the scroll of the casing.
この環状の仕切壁4の外周、すなわち仕切壁の根元部を
形成するケーシングの、スクロール巻き始め部外面に、
当該スクロールの巻き始めから180°の範囲の仕切壁
4の長手部分にわたって、その外周沿いに凹部5を形成
している。On the outer periphery of this annular partition wall 4, that is, on the outer surface of the scroll winding start part of the casing forming the root of the partition wall,
A recess 5 is formed along the outer periphery of the partition wall 4 over a longitudinal portion of the partition wall 4 within a range of 180 degrees from the start of winding of the scroll.
ケーシング1の内部の中央には、ラジアルフロー形ター
ビン翼車6が設置され、このタービン翼車6に連結され
たコンプレッサ7によりエンジンへの過給を行うように
構成されている。A radial flow turbine wheel 6 is installed in the center of the interior of the casing 1, and a compressor 7 connected to the turbine wheel 6 supercharges the engine.
弁8は、第2次流路3を開閉するためのもので、エンジ
ンの低速時には弁8を閉じて狭い第1次流路2のみに排
気を導き、大きなガス流速によって過給能を上昇させる
ものである。The valve 8 is for opening and closing the secondary flow path 3. When the engine is running at low speed, the valve 8 is closed and the exhaust gas is guided only to the narrow primary flow path 2, increasing the supercharging performance by increasing the gas flow rate. It is something.
次に、このような複スクロール形可変容量排気ターボチ
ャージャのタービンケーシング部、特に仕切壁の熱変形
の機能を従来技術と対比して説明する。Next, the function of thermal deformation of the turbine casing portion of such a double scroll type variable displacement exhaust turbocharger, particularly the partition wall, will be explained in comparison with the conventional technology.
エンジンを起動する際には、弁8を閉じて第1次流路2
のみに高温排気を導入し、流速を大きくしてタービン翼
車6を効果的に駆動する。この状、態では、仕切壁4の
第1次流路2側のみが急速に1、l−
′・加熱され、第2次流路3側にくらべて高温となる。When starting the engine, close the valve 8 and
High-temperature exhaust gas is introduced only to increase the flow velocity to effectively drive the turbine wheel 6. In this state, only the primary flow path 2 side of the partition wall 4 is rapidly heated by 1,1-', and becomes higher in temperature than the secondary flow path 3 side.
この仕切壁4の左右における温度差は、高温排気が流入
する仕切壁4の長いスクロールの巻き始め部近傍がもつ
とも大きく、巻き終り部に近づくに従って小さくなる。The temperature difference between the left and right sides of the partition wall 4 is large near the winding start of the long scroll of the partition wall 4 into which high-temperature exhaust gas flows, and becomes smaller as it approaches the winding end.
仕切壁4の左右に温度差が生じた場合、第2図に示す従
来技術の例では、環状の仕切M4’の外周、すなわち仕
切壁の根元部はケーシング1′の内面に剛に形成されて
おり、このような仕切壁取付は構造であると、仕切壁4
′の曲げ変形がその取付部(根元部)で拘束される結果
、仕切壁4′の変形は破線に示すように小さくなり、仕
切壁4′には第1次流路2側に圧縮、第2流路3#に引
張りの高い応力が発生する。When a temperature difference occurs between the left and right sides of the partition wall 4, in the example of the prior art shown in FIG. Therefore, if this type of partition wall installation is a structure, the partition wall 4
As a result of the bending deformation of the partition wall 4' being restrained at its attachment part (root part), the deformation of the partition wall 4' becomes small as shown by the broken line, and the partition wall 4' has compression and a A high tensile stress is generated in the 2nd flow path 3#.
これにくらべ、第3図に示す本実施例においては、環状
の仕切壁4の外周、すなわち仕切壁の根元部をケーシン
グの内側に固定したように形成されたケーシング1の外
面には、スクロール巻き始めから180″′の範囲にわ
たって、仕切壁4に対応する外周沿いに凹部5が形成さ
れているから、仕切壁4の根元部における曲げ剛性は従
来例より低く、そのため、仕切壁4の曲げ変形は破線に
示すように自由となり拘束熱応力は減少する。In contrast, in the present embodiment shown in FIG. 3, the outer periphery of the annular partition wall 4, that is, the root of the partition wall, is fixed inside the casing. Since the recess 5 is formed along the outer periphery corresponding to the partition wall 4 over a range of 180'' from the beginning, the bending rigidity at the base of the partition wall 4 is lower than that of the conventional example, and therefore the bending deformation of the partition wall 4 is reduced. becomes free as shown by the broken line, and the restraining thermal stress decreases.
また、凹部5が形成されているため、第1次流路2側の
ケーシング1と仕切壁4とで薄肉の連結部9が形成され
、第2次流路3側のケーシング1と仕切壁4とで薄肉の
連結部10が形成されることになる。そして、第1次流
路2側のケーシング1と仕切壁4の連結部9が薄肉で熱
容量が小さくなるため、この部分は昇温か促進される結
果、仕切壁4の膨張変形を従来例にくらべ自由なものと
して応力を低下させることができる。Furthermore, since the recess 5 is formed, a thin connecting portion 9 is formed between the casing 1 on the primary flow path 2 side and the partition wall 4, and the casing 1 and the partition wall 4 on the secondary flow path 3 side form a thin connecting portion 9. Thus, a thin connecting portion 10 is formed. Since the connection part 9 between the casing 1 and the partition wall 4 on the primary flow path 2 side is thin and has a small heat capacity, the temperature rise in this part is accelerated, so that the expansion deformation of the partition wall 4 is reduced compared to the conventional example. As something free, stress can be reduced.
これらの効果は十分に発揮させるためには、第3図に示
す仕切壁4とケーシング1との第1次流路側連結部9の
肉厚t2と第2次流路側連結部1oの肉厚tδとの和(
t2+ta)が、仕切壁4の肉厚tzよりも小さいこと
が望ましい、また、高温排気の内圧によるケーシング1
外周のクリープ変形やエンジンからの振動加速度によっ
て、連結部9,10が変形せず、さらにその部分が仕切
u4よりも高温となって半径方向の引張力を過大に生じ
ないように、(tz+ta)の値は、仕切壁4の板厚t
iの1/2よりも大きく設定すべきである。In order to fully exhibit these effects, it is necessary to adjust the wall thickness t2 of the primary flow path side connecting portion 9 and the wall thickness tδ of the secondary flow path side connecting portion 1o between the partition wall 4 and the casing 1 as shown in FIG. Harmony with (
It is desirable that t2+ta) is smaller than the wall thickness tz of the partition wall 4, and the casing 1 due to the internal pressure of high-temperature exhaust gas
(tz+ta) so that the connecting parts 9 and 10 are not deformed due to creep deformation of the outer periphery or vibration acceleration from the engine, and also so that the temperature of that part does not become higher than that of the partition U4 and generate an excessive tensile force in the radial direction. The value of is the plate thickness t of the partition wall 4
It should be set larger than 1/2 of i.
このように1本実施例によれば、ケーシングの片側の流
路のみに高温排気が急速に導入された場合の仕切壁の曲
げ熱応力を低下することができるので、仕切壁の塑性変
形や熱疲労破壊を抑制する効果がある。As described above, according to this embodiment, it is possible to reduce the bending thermal stress of the partition wall when high-temperature exhaust gas is rapidly introduced into only one side of the flow path of the casing, so that the plastic deformation and thermal stress of the partition wall can be reduced. It has the effect of suppressing fatigue fracture.
以上述べたように1本発明によれば、タービンケーシン
グのスクロール部に仕切壁で仕切った2流路のうち、片
側の流路にのみ高温排気が流入した場合の、仕切壁に発
生する曲げ熱応力を低減し、仕切壁の塑性変形や熱疲労
破壊を抑制しうる複スクロール形ターボチャージャを提
供することができる。As described above, according to the present invention, bending heat generated in the partition wall occurs when high-temperature exhaust gas flows into only one of the two flow paths partitioned by the partition wall in the scroll portion of the turbine casing. It is possible to provide a double scroll turbocharger that can reduce stress and suppress plastic deformation and thermal fatigue failure of partition walls.
第1図は、本発明の一実施例に係る複スクロール形可変
容量排気ターボチャージャの縦断面図、第2図は、従来
のケーシングにおける仕切壁の熱変形を示す断面図、第
3図は、第1図のケーシント・・ケーシング、2・・・
第1次流路、3・・・第2次流路、4・・・仕切壁、5
・・・凹部、6・・・タービン翼車、7・・・コンプレ
ッサ。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a double scroll variable displacement exhaust turbocharger according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing thermal deformation of a partition wall in a conventional casing, and FIG. Casing in Figure 1...Casing, 2...
Primary flow path, 3...Second flow path, 4...Partition wall, 5
... recess, 6... turbine impeller, 7... compressor.
Claims (1)
ル部を仕切壁で仕切って2流路に形成し、前記排気を前
記2流路の一方の流路のみにも導入可能に構成し、前記
排気によりタービン翼車を駆動して、このタービン翼車
に連結されたコンプレッサにより過給を行う複スクロー
ル形ターボチャージャにおいて、前記仕切壁の根元部を
形成する前記タービンケーシングの、スクロール巻始め
部外面に、前記仕切壁に対応する外周沿いに凹部を形成
したものである複スクロール形ターボチャージャ。1. The scroll portion of the turbine casing into which high-temperature exhaust gas flows is divided by a partition wall to form two flow paths, and the exhaust gas is configured to be introduced into only one of the two flow paths, and the exhaust gas flows into the turbine. In a double-scroll turbocharger that drives a blade wheel and performs supercharging by a compressor connected to the turbine wheel, the outer surface of the scroll winding start portion of the turbine casing, which forms the base of the partition wall, is provided with the A double scroll turbocharger with a recess formed along the outer periphery corresponding to the partition wall.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61279575A JP2515764B2 (en) | 1986-11-26 | 1986-11-26 | Tarbocharger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61279575A JP2515764B2 (en) | 1986-11-26 | 1986-11-26 | Tarbocharger |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63134815A true JPS63134815A (en) | 1988-06-07 |
JP2515764B2 JP2515764B2 (en) | 1996-07-10 |
Family
ID=17612892
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61279575A Expired - Lifetime JP2515764B2 (en) | 1986-11-26 | 1986-11-26 | Tarbocharger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2515764B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT501234B1 (en) * | 2006-03-30 | 2008-02-15 | Avl List Gmbh | GAS TURBINE FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
US8342702B2 (en) | 2007-10-16 | 2013-01-01 | Honda Motor Co., Ltd. | Vehicle door mirror mount structure |
JP2018178726A (en) * | 2017-04-03 | 2018-11-15 | いすゞ自動車株式会社 | Turbine housing and turbocharger |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52169607U (en) * | 1976-06-15 | 1977-12-23 |
-
1986
- 1986-11-26 JP JP61279575A patent/JP2515764B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52169607U (en) * | 1976-06-15 | 1977-12-23 |
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US8342702B2 (en) | 2007-10-16 | 2013-01-01 | Honda Motor Co., Ltd. | Vehicle door mirror mount structure |
JP2018178726A (en) * | 2017-04-03 | 2018-11-15 | いすゞ自動車株式会社 | Turbine housing and turbocharger |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2515764B2 (en) | 1996-07-10 |
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