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JP2008169767A - Variable displacement supercharger - Google Patents

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JP2008169767A
JP2008169767A JP2007004371A JP2007004371A JP2008169767A JP 2008169767 A JP2008169767 A JP 2008169767A JP 2007004371 A JP2007004371 A JP 2007004371A JP 2007004371 A JP2007004371 A JP 2007004371A JP 2008169767 A JP2008169767 A JP 2008169767A
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JP
Japan
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exhaust gas
opening area
turbine impeller
pressure
passage
Prior art date
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Pending
Application number
JP2007004371A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Sakurai
計宏 桜井
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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.)
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To appropriately adjust opening area of a bypass passage in a variable displacement supercharger adjusting opening area of the bypass passage bypassing an inside of an blade part of a turbine impeller and a downstream side of the turbine impeller for inhibiting occurrence of choke phenomenon of exhaust gas. <P>SOLUTION: This variable displacement supercharger is provided with a communication path 21e bypassing part of exhaust gas from an exhaust pass near a throat part T of the turbine impeller 23 to a downstream side of the turbine impeller 23, and a third control valve 29 adjusting opening area of the communication path 21e. Opening of the third control valve 29 is adjusted to be larger as intake air quantity largely depending on existence of occurrence of choke phenomenon become larger. The pressure ratio of exhaust gas pressure in a downstream side and exhaust gas pressure in an upstream side of the turbine impeller 23 is thereby inhibited from getting larger than critical pressure ratio, and then occurrence of choke phenomenon is inhibited. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、可変容量型過給機に関する。   The present invention relates to a variable capacity supercharger.

一般に、内燃機関(以下、単に「機関」と称呼することもある。)の過給機においては、タービン羽根車の上流側の排ガスの圧力(以下、「上流側圧力」と称呼する。)は、タービン羽根車へ向けて流入する排ガス(以下、「タービン流入排ガス」と称呼する。)の質量流量の増大に伴って大きくなる。一方、タービン羽根車の下流側の排ガスの圧力(以下、「下流側圧力」と称呼する。)は、タービン流入排ガスの質量流量の大きさにかかわらず略一定であるため、上流側圧力の下流側圧力に対する割合(以下、「圧力比」と称呼する。)は、タービン流入排ガスの質量流量の増大に伴って大きくなる。また、タービン流入排ガスの体積流量、及びタービン羽根車の羽根部内(特に、羽根部内における排ガスの通路の開口面積が最も小さい部分)から流出する排ガス(以下、「タービン流出排ガス」と称呼する。)の体積流量も、タービン流入排ガスの質量流量の増大に伴って大きくなる。   In general, in a supercharger of an internal combustion engine (hereinafter also simply referred to as “engine”), the pressure of exhaust gas upstream of the turbine impeller (hereinafter referred to as “upstream pressure”). The exhaust gas flowing toward the turbine impeller (hereinafter referred to as “turbine inflow exhaust gas”) increases as the mass flow rate increases. On the other hand, the pressure of the exhaust gas downstream of the turbine impeller (hereinafter referred to as “downstream pressure”) is substantially constant regardless of the mass flow rate of the turbine inflowing exhaust gas. The ratio to the side pressure (hereinafter referred to as “pressure ratio”) increases as the mass flow rate of the turbine inflowing exhaust gas increases. Further, the volumetric flow rate of the turbine inflowing exhaust gas and the exhaust gas flowing out from the blade part of the turbine impeller (particularly, the part having the smallest opening area of the exhaust gas passage in the blade part) (hereinafter referred to as “turbine outflowing exhaust gas”). The volumetric flow rate increases as the mass flow rate of the turbine inflowing exhaust gas increases.

上記タービン流入排ガスの質量流量の増大により、上記圧力比が所定の値(臨界圧力比)に達すると、タービン流出排ガスの流速が音速に達する。この結果、上記タービン流入排ガスの質量流量が更に増大すると、タービン流出排ガスの流速が音速に維持されて、同タービン流出排ガスの体積流量が増大しなくなる(即ち、タービン流入排ガスの体積流量も増大しなくなる)現象である所謂「チョーク現象」が発生する。   When the pressure ratio reaches a predetermined value (critical pressure ratio) due to an increase in the mass flow rate of the turbine inflowing exhaust gas, the flow rate of the turbine outflowing exhaust gas reaches the speed of sound. As a result, when the mass flow rate of the turbine inflowing exhaust gas further increases, the flow rate of the turbine outflowing exhaust gas is maintained at the sonic speed, and the volumetric flow rate of the turbine inflowing exhaust gas does not increase (that is, the volumetric flow rate of the turbine inflowing exhaust gas also increases. A so-called “choke phenomenon” occurs.

上記チョーク現象が発生している場合、上記タービン流入排ガスの質量流量の増大に対する上記上流側圧力の増加勾配が非常に大きい。このため、上記タービン流入排ガスの質量流量が増大すると、上記上流側圧力が大きく増大し得る。この場合、高温の排ガスが機関の気筒内に残留しやすくなることに起因して、気筒内での混合気の燃焼温度が過度に高くなりノッキングが発生する場合がある。また、新気が気筒に吸入されにくくなり機関の出力が低下する。以上のことから、上記チョーク現象の発生を抑制することが要求される。   When the choke phenomenon occurs, the increase gradient of the upstream pressure with respect to the increase in the mass flow rate of the turbine inflowing exhaust gas is very large. For this reason, when the mass flow rate of the turbine inflow exhaust gas is increased, the upstream pressure can be greatly increased. In this case, due to the fact that high-temperature exhaust gas tends to remain in the cylinder of the engine, the combustion temperature of the air-fuel mixture in the cylinder may become excessively high and knocking may occur. Further, it becomes difficult for fresh air to be sucked into the cylinder, and the engine output decreases. From the above, it is required to suppress the occurrence of the choke phenomenon.

係る観点から、過給機として、例えば、タービン羽根車と、内部に形成された収容室内に機関から排出された全ての排ガスの前記収容室内への流入により回転可能に前記タービン羽根車を収容するハウジングと、前記タービン羽根車の回転により回転する前記内燃機関の吸気通路内の空気を圧縮するためのコンプレッサ羽根車と、前記収容室の内壁における前記タービン羽根車の羽根部を径方向外側から囲う部分に一端が設けられ前記羽根部内の排ガスの一部を前記タービン羽根車の下流側にバイパスするバイパス通路と、前記バイパス通路に介装されて前記バイパス通路の開口面積を調整する制御弁とを備えたものがあり、下記特許文献1に記載されている。
特開平8−61076
From such a viewpoint, as the supercharger, for example, the turbine impeller and the turbine impeller are rotatably accommodated by inflow of all the exhaust gas discharged from the engine into the accommodation chamber formed inside. A housing, a compressor impeller for compressing air in an intake passage of the internal combustion engine that is rotated by the rotation of the turbine impeller, and a blade portion of the turbine impeller on an inner wall of the housing chamber are enclosed from the radially outer side. A bypass passage that has one end provided in the portion and bypasses a part of the exhaust gas in the blade portion downstream of the turbine impeller, and a control valve that is interposed in the bypass passage and adjusts an opening area of the bypass passage. There are those provided, which are described in Patent Document 1 below.
JP-A-8-61076

上記特許文献1に記載されている過給機に係る構成によれば、バイパス通路に介装された制御弁が開かれてバイパス通路が連通されることで、タービン羽根車の羽根部内における排ガスの通路の開口面積が実質的に拡大され、上記上流側圧力が低下する。この結果、上記チョーク現象の発生が抑制され得る。加えて、機関の排ガスが全て前記タービン羽根車へ向けて流入させられる。従って、上記チョーク現象の発生を抑制するためにタービン羽根車の上流側の排ガスの一部をタービン羽根車の下流側にバイパスする場合に比して、排ガスのエネルギーが有効に利用され得る。   According to the configuration related to the supercharger described in Patent Document 1, the control valve interposed in the bypass passage is opened and the bypass passage is communicated, so that the exhaust gas in the blade portion of the turbine impeller is communicated. The opening area of the passage is substantially enlarged, and the upstream pressure is reduced. As a result, the occurrence of the choke phenomenon can be suppressed. In addition, all the exhaust gas from the engine flows into the turbine impeller. Therefore, compared with the case where a part of the exhaust gas on the upstream side of the turbine impeller is bypassed to the downstream side of the turbine impeller in order to suppress the occurrence of the choke phenomenon, the energy of the exhaust gas can be used more effectively.

ところで、この過給機においては、前記コンプレッサ羽根車により圧縮された空気の圧力(以下、「過給圧」と称呼する。)が所定の圧力Pc以下の範囲内にある場合、前記バイパス通路の開口面積が「0」になり、過給圧が同所定の圧力Pcより大きい場合、前記バイパス通路の開口面積が過給圧が大きいほどより大きくなるように、前記制御弁が制御されるようになっている。このように過給圧に応じて前記バイパス通路の開口面積を調整すると、上述したチョーク現象の発生を抑制する上で、以下に述べる問題が発生する。係る問題について、図7を参照しながら説明する。   By the way, in this supercharger, when the pressure of the air compressed by the compressor impeller (hereinafter referred to as “supercharging pressure”) is within a predetermined pressure Pc or less, When the opening area becomes “0” and the supercharging pressure is larger than the predetermined pressure Pc, the control valve is controlled so that the opening area of the bypass passage becomes larger as the supercharging pressure becomes larger. It has become. When the opening area of the bypass passage is adjusted according to the supercharging pressure as described above, the following problem occurs in suppressing the occurrence of the choke phenomenon described above. Such a problem will be described with reference to FIG.

図7は、機関の運転速度、上記過給圧、及び吸気通路における空気の質量流量と、上記チョーク現象の発生の有無との関係を示すグラフである。図7から明らかなように、上記過給圧が上記所定の圧力Pcより大きくても、機関の運転速度が小さい場合、上記チョーク現象が発生しない場合がある(例えば、図7の点Aを参照)。   FIG. 7 is a graph showing the relationship between the engine operating speed, the supercharging pressure, the mass flow rate of air in the intake passage, and the occurrence of the choke phenomenon. As is apparent from FIG. 7, even if the supercharging pressure is higher than the predetermined pressure Pc, the choke phenomenon may not occur if the engine operating speed is low (see, for example, point A in FIG. 7). ).

この場合、上記文献に記載の過給機においては、上記チョーク現象が不発生であるにもかかわらず前記バイパス通路が連通されるため、前記タービン羽根車の羽根内の排ガスの一部がタービン羽根車の下流側へバイパスされてしまう。従って、排ガスのエネルギーが有効に利用され得ないという問題が発生する。   In this case, in the turbocharger described in the above document, since the bypass passage is communicated even though the choke phenomenon does not occur, a part of the exhaust gas in the blades of the turbine impeller is turbine blades. It will be bypassed downstream of the car. Therefore, the problem that the energy of exhaust gas cannot be used effectively occurs.

他方、上記過給圧が上記所定の圧力Pc以下であっても、機関の運転速度が大きい場合、上記チョーク現象が発生する場合がある(例えば、図7の点Bを参照)。この場合、上記文献に記載の過給機においては、前記バイパス通路が遮断されるため、上記チョーク現象の発生を抑制することができないという問題が発生する。このように、上記文献に記載の過給機においては、上記過給圧のみに応じて前記バイパス通路の開口面積が調整されるため、上記チョーク現象の発生を抑制するために前記バイパス通路の開口面積が適切に調整され得ないという問題があった。   On the other hand, even if the supercharging pressure is equal to or lower than the predetermined pressure Pc, the choke phenomenon may occur when the engine operating speed is high (see, for example, point B in FIG. 7). In this case, in the supercharger described in the above-mentioned document, the bypass passage is blocked, and thus the problem that the occurrence of the choke phenomenon cannot be suppressed occurs. As described above, in the supercharger described in the above document, the opening area of the bypass passage is adjusted only in accordance with the supercharging pressure, so that the opening of the bypass passage is suppressed in order to suppress the occurrence of the choke phenomenon. There was a problem that the area could not be adjusted appropriately.

従って、本発明の目的は、チョーク現象の発生を抑制するためにバイパス通路の開口面積を適切に調整し得る可変容量型過給機を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a variable capacity supercharger that can appropriately adjust the opening area of the bypass passage in order to suppress the occurrence of the choke phenomenon.

本発明に係る第1の可変容量型過給機は、前記タービン羽根車と、前記ハウジングと、前記コンプレッサ羽根車と、前記機関の運転状態に応じて前記タービン羽根車へ向けて流入する排ガス(上記タービン流入排ガス)の流入口の開口面積である第1開口面積を調整する第1調整手段と、前記収容室の内壁における前記タービン羽根車の羽根部を径方向外側から囲う部分に一端が設けられ前記羽根部内の排ガスの一部を前記タービン羽根車の下流側にバイパスする第1バイパス通路と、前記第1バイパス通路に介装されて前記第1バイパス通路の開口面積である第2開口面積を調整する第2調整手段とを備えている。   The first variable displacement supercharger according to the present invention includes the turbine impeller, the housing, the compressor impeller, and an exhaust gas flowing toward the turbine impeller according to the operating state of the engine ( The first adjustment means for adjusting the first opening area, which is the opening area of the inlet of the turbine inflowing exhaust gas), and one end provided on the inner wall of the storage chamber at a portion surrounding the blade portion of the turbine impeller from the outside in the radial direction A first bypass passage that bypasses a part of the exhaust gas in the blade portion to the downstream side of the turbine impeller, and a second opening area that is interposed in the first bypass passage and is an opening area of the first bypass passage. And second adjusting means for adjusting.

ここにおいて、「前記第1調整手段」は、例えば、前記第1開口面積を、機関の運転速度が小さいほどより小さくなるように調整する。これにより、機関の運転速度が小さい場合、上記タービン流入排ガスの流速が大きくされ得、上記タービン羽根車の回転速度(即ち、過給圧)が大きくされ得る。従って、機関の低速時のトルク特性を向上することができる。   Here, the “first adjusting means” adjusts, for example, the first opening area so as to be smaller as the operating speed of the engine is smaller. Thereby, when the engine operating speed is low, the flow rate of the turbine inflowing exhaust gas can be increased, and the rotational speed (that is, the supercharging pressure) of the turbine impeller can be increased. Therefore, it is possible to improve the torque characteristics at low speed of the engine.

本発明に係る第1の可変容量型過給機の特徴は、前記第2調整手段が、前記第2開口面積を、前記機関の吸気通路内の空気の流量が大きいほどより大きくなるように調整するように構成されたことにある。ここにおいて、「空気の流量」は、空気の質量流量、空気の体積流量等であってこれらに限定されない。   The first variable displacement supercharger according to the present invention is characterized in that the second adjusting means adjusts the second opening area so that the larger the flow rate of air in the intake passage of the engine, the larger the second opening area. It is configured to do. Here, the “air flow rate” is a mass flow rate of air, a volume flow rate of air, and the like, and is not limited thereto.

図7に示すように、上記チョーク現象の発生の有無は、上記空気流量に大きく依存する。従って、上記構成によれば、羽根部内における排ガスの通路の開口面積が、上記チョーク現象の発生の有無に大きく依存する空気の流量(従って、空気の体積流量)に応じて設定される。この結果、チョーク現象の発生を抑制するために前記第2開口面積が適切に調整され得る。   As shown in FIG. 7, whether or not the choke phenomenon occurs greatly depends on the air flow rate. Therefore, according to the above configuration, the opening area of the exhaust gas passage in the blade portion is set in accordance with the air flow rate (hence, the volume flow rate of air) that greatly depends on the occurrence of the choke phenomenon. As a result, the second opening area can be appropriately adjusted in order to suppress the occurrence of the choke phenomenon.

上記本発明に係る第1の可変容量型過給機においては、前記第2調整手段は、前記空気流量が前記羽根部内の排ガスのチョーク現象が発生しない範囲内にある場合、前記第2開口面積を「0」に設定するように構成されることが好適である。これによれば、上記チョーク現象が不発生であるにもかかわらず前記第1バイパス通路が連通されるという問題の発生が回避され得る。   In the first variable displacement supercharger according to the present invention, the second adjusting means has the second opening area when the air flow rate is in a range in which the choke phenomenon of the exhaust gas in the blade portion does not occur. Is preferably set to “0”. According to this, the occurrence of the problem that the first bypass passage is communicated even though the choke phenomenon does not occur can be avoided.

本発明に係る第2の可変容量型過給機は、上記本発明に係る第1の可変容量型過給機が有するものと同じ前記タービン羽根車、前記ハウジング、前記コンプレッサ羽根車、前記第1調整手段、前記第1バイパス通路、及び上記本発明に係る第1の可変容量型過給機とは異なる第2調整手段とを備える。   The second variable displacement supercharger according to the present invention is the same as the turbine impeller, the housing, the compressor impeller, and the first one that the first variable displacement supercharger according to the present invention has. An adjustment means, the first bypass passage, and a second adjustment means different from the first variable displacement supercharger according to the present invention are provided.

本発明に係る第2の可変容量型過給機の特徴は、前記第2調整手段が、前記第2開口面積を、前記羽根部の下流側の端部より上流側の排ガスの圧力と前記タービン羽根車の下流側の圧力(上記下流側圧力)との相違の程度が大きいほどより大きくなるように調整するように構成されたことにある。   The second variable displacement supercharger according to the present invention is characterized in that the second adjusting means determines the second opening area, the exhaust gas pressure upstream of the downstream end of the blade portion, and the turbine. This is because it is configured to adjust so as to increase as the degree of difference from the pressure on the downstream side of the impeller (the downstream pressure) increases.

ここにおいて、「前記羽根部の下流側の端部より上流側の排ガスの圧力」は、例えば、隣り合う羽根とハウジングの収容室の内壁とから形成される排ガスの通路における排ガスの圧力、前記タービン羽根車より上流側の排ガスの圧力(上記上流側圧力)等であって、これらに限定されない。また、「前記相違の程度」は、例えば、前記羽根部の下流側の端部より上流側の排ガスの圧力と上記下流側圧力との差圧、前記羽根部の下流側の端部より上流側の排ガスの圧力の上記下流側圧力に対する割合等であって、これらに限定されない。   Here, “the pressure of the exhaust gas upstream from the downstream end of the blade portion” refers to, for example, the pressure of the exhaust gas in the exhaust gas passage formed by the adjacent blade and the inner wall of the housing chamber of the housing, the turbine It is the pressure of the exhaust gas upstream of the impeller (the upstream pressure) and the like, and is not limited to these. The “degree of difference” refers to, for example, the differential pressure between the pressure of the exhaust gas upstream of the downstream end of the blade and the downstream pressure, or upstream of the downstream end of the blade. The ratio of the exhaust gas pressure to the downstream pressure is not limited to these.

上述のように、上記チョーク現象の発生の有無は、前記圧力の相違の程度に大きく依存する。従って、上記構成によれば、羽根部内における排ガスの通路の開口面積が、上記チョーク現象の発生の有無に大きく依存する前記圧力の相違の程度に応じて設定される。従って、これによっても、チョーク現象の発生を抑制するために前記第2開口面積が適切に調整され得る。   As described above, whether or not the choke phenomenon occurs largely depends on the degree of pressure difference. Therefore, according to the above configuration, the opening area of the passage of the exhaust gas in the blade portion is set according to the degree of the pressure difference that greatly depends on whether or not the choke phenomenon occurs. Accordingly, the second opening area can be appropriately adjusted in order to suppress the occurrence of the choke phenomenon.

上記本発明に係る第2の可変容量型過給機においては、前記第2調整手段が、前記圧力の相違の程度が前記羽根部内の排ガスのチョーク現象が発生しない範囲内にある場合、前記第2開口面積を「0」に設定するように構成されることが好適である。これによっても、上記チョーク現象が不発生であるにもかかわらず前記バイパス通路が連通されるという問題の発生が回避され得る。   In the second variable capacity turbocharger according to the present invention, when the second adjusting means has a degree of difference in the pressure within a range in which the choke phenomenon of the exhaust gas in the blade portion does not occur, It is preferable that the two opening areas are configured to be set to “0”. This also avoids the problem that the bypass passage is communicated even though the choke phenomenon does not occur.

上記本発明に係る第1、第2の可変容量型過給機においては、前記タービン羽根車の上流側の排ガスの一部を同タービン羽根車の下流側にバイパスする第2バイパス通路と、前記第2バイパス通路に介装されて前記第2バイパス通路を前記コンプレッサ羽根車により圧縮された空気の圧力(上記過給圧)が所定の圧力以下の場合遮断し同過給圧が同所定の圧力より大きい場合連通する手段とを備えることが好適である。   In the first and second variable displacement turbochargers according to the present invention, a second bypass passage that bypasses a part of the exhaust gas upstream of the turbine impeller to the downstream side of the turbine impeller, When the pressure of the air (the supercharging pressure) that is interposed in the second bypass passage and is compressed in the second bypass passage by the compressor impeller is below a predetermined pressure, the supercharging pressure is the same as the predetermined pressure. It is preferable to provide a means for communicating if larger.

これにより、上記過給圧が所定の圧力より大きくなった場合、前記タービン羽根車の上流側の排ガスの一部が同タービン羽根車の下流側にバイパスされる。この結果、上記過給圧の過度の増大が抑制され得る。なお、この場合、前記第2バイパス通路の開口面積は、上記過給圧に応じて調整される。一方、上述のように、前記第1バイパス通路における第2開口面積は、上記過給圧とは異なり前記空気の流量、又は、前記圧力の相違の程度に応じて調整される。換言すれば、前記第2バイパス通路の連通・遮断は、前記第1バイパス通路における第2開口面積の調整とは独立して実行される。   Thereby, when the supercharging pressure becomes larger than a predetermined pressure, a part of the exhaust gas upstream of the turbine impeller is bypassed downstream of the turbine impeller. As a result, an excessive increase in the supercharging pressure can be suppressed. In this case, the opening area of the second bypass passage is adjusted according to the supercharging pressure. On the other hand, as described above, the second opening area in the first bypass passage is adjusted according to the flow rate of the air or the degree of difference in the pressure, unlike the supercharging pressure. In other words, the communication / blocking of the second bypass passage is performed independently of the adjustment of the second opening area in the first bypass passage.

従って、前記第2バイパス通路の開口面積、及び前記第2開口面積が共に前記空気の流量に応じて調整される場合に比して、過給圧の過度の増大を抑制するために前記第2バイパス通路の開口面積がより適切に調整され得る。   Therefore, compared with the case where both the opening area of the second bypass passage and the second opening area are adjusted in accordance with the flow rate of the air, the second bypass passage is suppressed in order to suppress an excessive increase in supercharging pressure. The opening area of the bypass passage can be adjusted more appropriately.

以下、本発明による可変容量型過給機の各実施形態について図面を参照しながら説明する。   Embodiments of a variable capacity supercharger according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る可変容量型過給機の概略構成を示している。この可変容量型過給機は、連結部10を介して互いに連結されたタービン部20とコンプレッサ部30にて構成されている。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a schematic configuration of a variable capacity supercharger according to a first embodiment of the present invention. The variable capacity supercharger is configured by a turbine unit 20 and a compressor unit 30 that are connected to each other via a connecting unit 10.

連結部10は、ベアリングハウジング11と、ベアリングハウジング11内にて軸受13を介して回転可能に支持されたシャフト15とを備えていて、シャフト15は左右の各端部をベアリングハウジング11から突出させている。シャフト15の一端側はタービン部20を構成するタービンハウジング21内に臨み、かつ、シャフト15の他端側はコンプレッサ部30を構成するコンプレッサハウジング31内に臨んでいる。シャフト15の一端側には、タービン部20を構成するタービン羽根車23が一体回転可能かつ同軸的に固着され、かつ、シャフト15の他端側には、コンプレッサ部30を構成するコンプレッサ羽根車33が一体回転可能かつ同軸的に組付けられている。   The connecting portion 10 includes a bearing housing 11 and a shaft 15 that is rotatably supported in the bearing housing 11 via a bearing 13. The shaft 15 projects left and right ends from the bearing housing 11. ing. One end side of the shaft 15 faces the turbine housing 21 constituting the turbine part 20, and the other end side of the shaft 15 faces the compressor housing 31 constituting the compressor part 30. A turbine impeller 23 constituting the turbine unit 20 is integrally rotatable and coaxially fixed to one end side of the shaft 15, and a compressor impeller 33 constituting the compressor unit 30 is attached to the other end side of the shaft 15. Are integrally rotatable and coaxially assembled.

タービン部20は、タービンハウジング21と、タービンハウジング21の収容室内に収容されるタービン羽根車23と、タービン羽根車23をバイパスするウェストゲート通路(第2バイパス通路)25とを備えているもので、タービンハウジング21は連結部10を構成するベアリングハウジング11の一側に取付けられている。タービン羽根車23は、ベアリングハウジング11の一側を貫通してタービンハウジング21内に臨むシャフト15の一端側に一体回転可能かつ同軸的に固着されていて、タービンハウジング21内に形成されている排気通路に配設されている。また、タービン羽根車23は、複数のタービン羽根23aを備え、隣り合うタービン羽根23aの間に排気通路が形成されている。この排気通路の開口面積は、排ガスの流れる方向に沿って順次縮小され、タービン羽根23aの下流側端部(即ち、タービン羽根23a内の排気通路の出口)であるスロート部Tで最小となるように形成されている。ウェストゲート通路25は、タービン羽根車23より上流側の排気通路とタービン羽根車23より下流側の排気通路とを連通するように配設されている。   The turbine unit 20 includes a turbine housing 21, a turbine impeller 23 housed in a housing chamber of the turbine housing 21, and a wastegate passage (second bypass passage) 25 that bypasses the turbine impeller 23. The turbine housing 21 is attached to one side of the bearing housing 11 constituting the connecting portion 10. The turbine impeller 23 penetrates one side of the bearing housing 11 and is fixed to the one end side of the shaft 15 facing the turbine housing 21 so as to be integrally rotatable and coaxially, and is formed in the turbine housing 21. It is arranged in the passage. The turbine impeller 23 includes a plurality of turbine blades 23a, and an exhaust passage is formed between adjacent turbine blades 23a. The opening area of the exhaust passage is sequentially reduced along the flow direction of the exhaust gas so as to be minimized at the throat portion T that is the downstream end portion of the turbine blade 23a (that is, the outlet of the exhaust passage in the turbine blade 23a). Is formed. The wastegate passage 25 is disposed so as to communicate the exhaust passage upstream of the turbine impeller 23 and the exhaust passage downstream of the turbine impeller 23.

タービンハウジング21は、排気導入口21aと排気排出口21bとを備え、排気導入口21aと排気排出口21b間が排気通路に形成されており、同排気通路におけるタービン羽根車23より上流側が渦巻状のスクロール部21cに形成されている。スクロール部21cは、スクロール部21c内の排気通路の容積を等分する区画壁21c1を備え、スクロール部21c内の排気通路が、区画壁21c1により第1スクロール排気通路21c2、及び第2スクロール排気通路21c3に区画されている。   The turbine housing 21 includes an exhaust introduction port 21a and an exhaust discharge port 21b, and a space between the exhaust introduction port 21a and the exhaust discharge port 21b is formed in the exhaust passage, and the upstream side of the turbine impeller 23 in the exhaust passage is spiral. The scroll portion 21c is formed. The scroll portion 21c includes a partition wall 21c1 that equally divides the volume of the exhaust passage in the scroll portion 21c. The exhaust passage in the scroll portion 21c is divided into a first scroll exhaust passage 21c2 and a second scroll exhaust passage by the partition wall 21c1. It is partitioned into 21c3.

更に、タービンハウジング21は、収容室の内壁におけるタービン羽根車23を径方向外側から囲う部分にタービン羽根車23と同軸的に形成されたリング状の溝部21dと、溝部21dの下流側の端面の一部とタービン羽根車23より下流側の排気通路とを連通する連通路21eとを備えている。溝部21dと連通路21eは、前記第1バイパス通路を構成している。溝部21dの下流側の端面は、スロート部T近傍であって、スロート部Tよりも上流側に対応する収容室の内壁の位置に形成されている。即ち、前記第1バイパス通路の一端は、タービンハウジング21の収容室の内壁におけるタービン羽根23aの下流側端部に対応する位置に形成されている。   Further, the turbine housing 21 includes a ring-shaped groove portion 21d formed coaxially with the turbine impeller 23 in a portion surrounding the turbine impeller 23 on the inner wall of the accommodation chamber from the radially outer side, and a downstream end face of the groove portion 21d. A communication passage 21e that communicates a part of the exhaust passage with the downstream side of the turbine impeller 23 is provided. The groove 21d and the communication passage 21e constitute the first bypass passage. The downstream end face of the groove portion 21d is formed in the vicinity of the throat portion T and at the position of the inner wall of the storage chamber corresponding to the upstream side of the throat portion T. That is, one end of the first bypass passage is formed at a position corresponding to the downstream end of the turbine blade 23 a on the inner wall of the storage chamber of the turbine housing 21.

また、タービン部20は、第2スクロール排気通路21c3に介装されるバタフライ式の第1制御弁27(前記第1調整手段の一部)と、ウェストゲート通路25に介装されるバタフライ式の第2制御弁28と、連通路21eに介装される、バタフライ式の第3制御弁29(前記第2調整手段の一部)とを備えている。   The turbine unit 20 includes a butterfly-type first control valve 27 (a part of the first adjusting means) interposed in the second scroll exhaust passage 21c3 and a butterfly-type butterfly interposed in the wastegate passage 25. A second control valve 28 and a butterfly-type third control valve 29 (a part of the second adjusting means) interposed in the communication path 21e are provided.

第1制御弁27、第2制御弁28、及び第3制御弁29は、第2スクロール排気通路21c3、ウェストゲート通路25、及び連通路21eにそれぞれ回転可能に支持され、第1制御弁27、第2制御弁28、及び第3制御弁29のアクチュエータ27a,28a,29aにより駆動されることで、図1の実線で示される位置(通路遮断)から図1の2点鎖線で示される位置(最大開度での通路連通)までの間で開度が調整されるようになっている。即ち、第2スクロール排気通路21c3の開口面積(従って、スクロール部21c内の排気通路の開口面積(前記第1開口面積))、ウェストゲート通路25の開口面積、及び連通路21eの開口面積(前記第2開口面積)を可変とするようになっている。   The first control valve 27, the second control valve 28, and the third control valve 29 are rotatably supported by the second scroll exhaust passage 21c3, the waste gate passage 25, and the communication passage 21e, respectively. By being driven by the actuators 27a, 28a, 29a of the second control valve 28 and the third control valve 29, the position indicated by the two-dot chain line in FIG. 1 from the position indicated by the solid line in FIG. The opening is adjusted until the passage is communicated at the maximum opening. That is, the opening area of the second scroll exhaust passage 21c3 (accordingly, the opening area of the exhaust passage in the scroll portion 21c (the first opening area)), the opening area of the wastegate passage 25, and the opening area of the communication passage 21e (described above) The second opening area) is variable.

コンプレッサ部30は、コンプレッサハウジング31と、コンプレッサハウジング31内に収容されるコンプレッサ羽根車33を備えているもので、コンプレッサハウジング31は連結部10を構成するベアリングハウジング11の他側に取付けられている。コンプレッサ羽根車33は、ベアリングハウジング11の他側を貫通してコンプレッサハウジング31内に臨むシャフト15の他端側に一体回転可能かつ同軸的に組付けられていて、コンプレッサハウジング31内に形成されている吸気通路に収容されている。   The compressor unit 30 includes a compressor housing 31 and a compressor impeller 33 accommodated in the compressor housing 31, and the compressor housing 31 is attached to the other side of the bearing housing 11 constituting the connecting unit 10. . The compressor impeller 33 passes through the other side of the bearing housing 11 and is integrally rotatable and coaxially assembled to the other end of the shaft 15 facing the compressor housing 31. The compressor impeller 33 is formed in the compressor housing 31. Is contained in the intake passage.

コンプレッサハウジング31は、コンプレッサ導入口31aとコンプレッサ排出口31bを備え、コンプレッサ導入口31aとコンプレッサ排出口31b間が吸気通路に形成されており、同吸気通路におけるコンプレッサ羽根車33の配設位置より下流側が渦巻状のスクロール部31cに形成されている。   The compressor housing 31 includes a compressor introduction port 31a and a compressor discharge port 31b. A space between the compressor introduction port 31a and the compressor discharge port 31b is formed in the intake passage, and is downstream of the position where the compressor impeller 33 is disposed in the intake passage. The side is formed in the scroll-shaped scroll part 31c.

一方、この可変容量型過給機は、コンプレッサ羽根車33より上流側の吸気通路に配設されたエアフローメータ41、コンプレッサ羽根車33より下流側の吸気通路に配設された圧力センサ43、第1制御弁の開度を検出する第1制御弁開度センサ45、第2制御弁の開度を検出する第2制御弁開度センサ47、及び第3制御弁の開度を検出する第3制御弁開度センサ49を備えている。   On the other hand, this variable displacement supercharger includes an air flow meter 41 disposed in the intake passage upstream of the compressor impeller 33, a pressure sensor 43 disposed in the intake passage downstream of the compressor impeller 33, A first control valve opening sensor 45 that detects the opening of the first control valve, a second control valve opening sensor 47 that detects the opening of the second control valve, and a third that detects the opening of the third control valve. A control valve opening sensor 49 is provided.

エアフローメータ41は、周知の熱線式エアフローメータにより構成されており、吸気通路を流れる吸入空気の単位時間あたりの質量流量(吸入空気流量Ga)に応じた電圧を出力するようになっている。圧力センサ43は、コンプレッサ羽根車33により圧縮された吸気通路内における空気の圧力(過給圧P)を検出し、過給圧Pを表す信号を出力するようになっている。第1制御弁開度センサ45、第2制御弁開度センサ47、及び第3制御弁開度センサ49は、第1制御弁27の開度TA1、第2制御弁28の開度TA2、及び第3制御弁29の開度TA3をそれぞれ検出し、TA1,TA2,TA3を表す信号をそれぞれ出力するようになっている。センサ41〜49、及び図示しない機関の運転速度NEを検出し運転速度NEを表す信号を出力するクランクポジションセンサ51からの信号は、電気制御装置ECUに送信され、電気制御装置ECUは駆動信号を第1制御弁27、第2制御弁28、及び第3制御弁29のアクチュエータ27a,28a,29aに送出するようになっている。   The air flow meter 41 is configured by a known hot-wire air flow meter, and outputs a voltage corresponding to the mass flow rate (intake air flow rate Ga) of intake air flowing through the intake passage per unit time. The pressure sensor 43 detects air pressure (supercharging pressure P) in the intake passage compressed by the compressor impeller 33 and outputs a signal representing the supercharging pressure P. The first control valve opening sensor 45, the second control valve opening sensor 47, and the third control valve opening sensor 49 are the opening TA1 of the first control valve 27, the opening TA2 of the second control valve 28, and The opening degree TA3 of the third control valve 29 is detected, and signals representing TA1, TA2, and TA3 are output. Signals from the sensors 41 to 49 and the crank position sensor 51 that detects an operation speed NE of an engine (not shown) and outputs a signal representing the operation speed NE are transmitted to the electric control unit ECU, and the electric control unit ECU outputs a drive signal. The first control valve 27, the second control valve 28, and the third control valve 29 are sent to the actuators 27a, 28a, 29a.

上記のように構成された可変容量型過給機は、図示しない機関から排出された全ての排ガスを、タービン部20を構成するタービンハウジング21の排気導入口21aを通して排気通路に導入することにより作動し、コンプレッサ部30において設定された過給圧Pを発生させ、この過給圧Pの空気を機関の吸入口に供給する。   The variable capacity supercharger configured as described above operates by introducing all exhaust gas discharged from an engine (not shown) into the exhaust passage through the exhaust introduction port 21a of the turbine housing 21 constituting the turbine unit 20. Then, the boost pressure P set in the compressor unit 30 is generated, and the air at the boost pressure P is supplied to the intake port of the engine.

この際、第1制御弁27の開度の目標値TA1tは、機関の運転速度NEが小さいほどより小さくなるように決定され、第1制御弁27は、開度TA1が目標値TA1tに一致するようにPID制御されるようになっている。これにより、運転速度NEが小さい場合、第2スクロール排気通路21c3(即ち、スクロール部21c内における排気通路)の開口面積が小さく設定され、タービン羽根車23に向けて流入する排ガスの流速が大きくされ得、タービン羽根車23の回転速度(即ち、過給圧P)が大きくされ得る。従って、機関の低速時のトルク特性を向上することができる。   At this time, the target value TA1t of the opening degree of the first control valve 27 is determined so as to become smaller as the engine operating speed NE becomes smaller, and the opening degree TA1 of the first control valve 27 coincides with the target value TA1t. Thus, PID control is performed. Thereby, when the operation speed NE is low, the opening area of the second scroll exhaust passage 21c3 (that is, the exhaust passage in the scroll portion 21c) is set small, and the flow velocity of the exhaust gas flowing toward the turbine impeller 23 is increased. As a result, the rotational speed (that is, the supercharging pressure P) of the turbine impeller 23 can be increased. Therefore, it is possible to improve the torque characteristics at low speed of the engine.

第2制御弁28の開度の目標値TA2tは、過給圧Pが大きいほどより大きくなるように決定され、第2制御弁28は、開度TA2が目標値TA2tに一致するようにPID制御されるようになっている。これにより、過給圧Pが大きいほど、タービン羽根車23の上流側の排ガスの一部が同タービン羽根車23の下流側にバイパスされる程度が大きくなる。この結果、過給圧Pの過度の増大が抑制され得る。   The target value TA2t of the opening degree of the second control valve 28 is determined so as to increase as the supercharging pressure P increases, and the second control valve 28 performs PID control so that the opening degree TA2 matches the target value TA2t. It has come to be. As a result, the higher the supercharging pressure P, the greater the extent that a part of the exhaust gas upstream of the turbine impeller 23 is bypassed downstream of the turbine impeller 23. As a result, an excessive increase in the supercharging pressure P can be suppressed.

第3制御弁29の開度の目標値TA3tは、吸入空気流量Gaと、図2によりグラフにより示した吸入空気流量Gaと第3制御弁29の開度の目標値TA3tとの関係を規定するテーブルMapTA3t(Ga)とに基づいて決定され、第3制御弁29は、開度TA3が目標値TA3tに一致するようにPID制御されるようになっている。以下、第3制御弁29の吸入空気流量Gaに応じた調整に係る作用・効果について詳述する。   The target value TA3t of the opening degree of the third control valve 29 defines the relationship between the intake air flow rate Ga and the intake air flow rate Ga shown by the graph in FIG. 2 and the target value TA3t of the opening degree of the third control valve 29. Based on the table MapTA3t (Ga), the third control valve 29 is PID-controlled so that the opening degree TA3 coincides with the target value TA3t. Hereinafter, functions and effects relating to the adjustment of the third control valve 29 according to the intake air flow rate Ga will be described in detail.

タービン羽根23aの上流側端部よりも上流側であって、スクロール部21cの所定の位置における排ガスの圧力(以下、「上流側圧力」と称呼する。)のスロート部Tより下流側の所定の位置における排ガスの圧力(以下、「下流側圧力」と称呼する。)に対する割合である圧力比が臨界圧力比に達すると、排気通路のうち最も開口面積が小さいスロート部Tにおいて上述したチョーク現象が発生する。上流側圧力は、吸入空気流量Gaの増大に伴って大きくなる一方、下流側圧力は、吸入空気流量Gaにかかわらず略一定である。   A predetermined upstream side of the upstream end portion of the turbine blade 23a and a downstream side of the throat portion T of the exhaust gas pressure (hereinafter referred to as "upstream side pressure") at a predetermined position of the scroll portion 21c. When the pressure ratio, which is a ratio to the pressure of the exhaust gas at the position (hereinafter referred to as “downstream pressure”), reaches the critical pressure ratio, the choke phenomenon described above occurs in the throat portion T having the smallest opening area in the exhaust passage. appear. The upstream pressure increases as the intake air flow rate Ga increases, while the downstream pressure is substantially constant regardless of the intake air flow rate Ga.

このため、上記圧力比は、吸入空気流量Gaの増大に伴って大きくなる。従って、連通路29eが遮断されている場合、吸入空気流量Gaが臨界圧力比に対応する値Ga1に達すると、スロート部Tにおけるチョーク現象が発生する(図7を参照)。即ち、スロート部Tにおけるチョーク現象の発生の有無は、吸入空気流量Gaに大きく依存する。   For this reason, the pressure ratio increases as the intake air flow rate Ga increases. Therefore, when the communication path 29e is blocked, the choke phenomenon occurs in the throat portion T when the intake air flow rate Ga reaches the value Ga1 corresponding to the critical pressure ratio (see FIG. 7). That is, whether or not the choke phenomenon occurs in the throat portion T greatly depends on the intake air flow rate Ga.

ここで、連通路29eが連通されると、タービン羽根23a内の排気通路を流れる排ガスの一部が、スロート部T近傍から溝部21d、及び連通路21eを介してタービン羽根車23の下流側へバイパスされる。即ち、スロート部T近傍の排気通路の実質的な開口面積(即ち、スロート部Tにおける排気通路の開口面積と連通路21eの開口面積の和)が拡大されて、上記圧力比が小さくなる。このように、連通路21eが連通されることで、上記圧力比が上記臨界圧力比以下に抑制され得る。   Here, when the communication passage 29e is communicated, a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage in the turbine blade 23a moves from the vicinity of the throat portion T to the downstream side of the turbine impeller 23 through the groove portion 21d and the communication passage 21e. Bypassed. That is, the substantial opening area of the exhaust passage in the vicinity of the throat portion T (that is, the sum of the opening area of the exhaust passage in the throat portion T and the opening area of the communication passage 21e) is expanded, and the pressure ratio is reduced. In this way, the communication passage 21e is communicated, whereby the pressure ratio can be suppressed to be equal to or lower than the critical pressure ratio.

ここで、できる限り過給圧P(即ち、タービン羽根車23の回転速度)を大きくするという観点から、上記圧力比が上記臨界圧力比より大きい値とならない範囲でできるだけ大きい値に維持されることが好ましい。即ち、吸入空気流量Gaが上記値Ga1より大きい値である範囲内では、圧力比の低下する程度が小さくされることが好ましい。そこで、前記第2調整手段は、前記吸気通路内の空気の流量が前記羽根部内の排ガスのチョーク現象が発生する範囲内にある場合、前記第2開口面積を、前記圧力の相違の程度が臨界圧力比に相当する値に維持されるように調整する。   Here, from the viewpoint of increasing the supercharging pressure P (that is, the rotational speed of the turbine impeller 23) as much as possible, the pressure ratio is maintained as large as possible within a range not exceeding the critical pressure ratio. Is preferred. That is, it is preferable that the degree of decrease in the pressure ratio is reduced within a range where the intake air flow rate Ga is greater than the value Ga1. Therefore, the second adjusting means is configured such that when the flow rate of air in the intake passage is within a range where the choke phenomenon of the exhaust gas in the vane portion occurs, the second opening area is determined so that the degree of difference in the pressure is critical. Adjust to maintain a value corresponding to the pressure ratio.

より具体的には、この装置においては、上記テーブルMapTA3t(Ga)により、吸入空気流量Gaが上記値Ga1より大きい値である範囲内では、第3制御弁29の開度の目標値TA3tが、吸入空気流量Gaが大きいほどより大きい値であって、且つ、上記圧力比が臨界圧力比に維持されるように設定される(図2を参照)。これにより、吸入空気流量Gaが上記値Ga1より大きい場合において、スロート部Tにおけるチョーク現象の発生が抑制されつつ、上記圧力比が臨界圧力比に維持されることで過給圧Pが大きくされ得る。   More specifically, in this apparatus, according to the table MapTA3t (Ga), the target value TA3t of the opening degree of the third control valve 29 is within the range where the intake air flow rate Ga is larger than the value Ga1. The larger the intake air flow rate Ga, the larger the value, and the pressure ratio is set to be maintained at the critical pressure ratio (see FIG. 2). Thereby, when the intake air flow rate Ga is larger than the value Ga1, the supercharging pressure P can be increased by maintaining the pressure ratio at the critical pressure ratio while suppressing the occurrence of the choke phenomenon in the throat portion T. .

以上、説明したように、本発明による可変容量型過給機の第1実施形態によれば、タービン羽根23a内の排気通路を流れる排ガスの一部をタービン羽根車23の下流側にバイパスする連通路21eの開口面積が、スロート部Tにおけるチョーク現象の発生の有無に大きく依存する吸入空気流量Gaに応じて調整される。これにより、スロート部Tにおけるチョーク現象の発生を抑制するために連通路21eの開口面積が適切に調整され得る。   As described above, according to the first embodiment of the variable capacity supercharger according to the present invention, a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage in the turbine blade 23 a is bypassed downstream of the turbine impeller 23. The opening area of the passage 21e is adjusted according to the intake air flow rate Ga that greatly depends on whether or not the choke phenomenon occurs in the throat portion T. Thereby, in order to suppress generation | occurrence | production of the choke phenomenon in the throat part T, the opening area of the communicating path 21e can be adjusted appropriately.

また、本実施形態の構成に代えて、例えば、溝部21dがタービン羽根23aの上流側の端部近傍に形成される構成が考えられる。一方、排ガスのエネルギーからタービン羽根車23の回転のためのエネルギーへの変換の大部分は、タービン羽根23aの上流側の端部近傍にて実行される。従って、上記構成において、連通路21eが連通されると、上述したエネルギーの変換が十分に実行される前にタービン羽根23aの排気通路を流れる排ガスの一部がバイパスされる。このため、過給圧P(即ち、タービン羽根車23の回転速度)を大きくすることが困難となる。これに対し、本実施形態の構成のように溝部21dがスロート部T近傍に形成されることで、上述したエネルギーの変換が十分に実行された後に、上記排ガスの一部がバイパスされる。これにより、スロート部Tにおけるチョーク現象の発生が抑制されつつ、過給圧Pが大きくされ得る。   Moreover, it replaces with the structure of this embodiment, for example, the structure by which the groove part 21d is formed in the edge part vicinity of the upstream of the turbine blade 23a can be considered. On the other hand, most of the conversion from the energy of the exhaust gas to the energy for rotating the turbine impeller 23 is performed in the vicinity of the upstream end of the turbine blade 23a. Therefore, in the above configuration, when the communication passage 21e is communicated, a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage of the turbine blade 23a is bypassed before the above-described energy conversion is sufficiently performed. For this reason, it is difficult to increase the supercharging pressure P (that is, the rotational speed of the turbine impeller 23). On the other hand, the groove portion 21d is formed in the vicinity of the throat portion T as in the configuration of the present embodiment, so that a part of the exhaust gas is bypassed after the above-described energy conversion is sufficiently performed. Thereby, the supercharging pressure P can be increased while the occurrence of the choke phenomenon in the throat portion T is suppressed.

また、吸入空気流量Gaが上記値Ga1以下である場合、スロート部Tにおけるチョーク現象が不発生であるので、排ガスのエネルギーを有効に利用する観点から、連通路21eが遮断されることが好ましい。このことから、上記テーブルMapTA3t(Ga)により、吸入空気流量Gaが上記値Ga1以下である範囲内では、第3制御弁29の開度の目標値TA3tが、吸入空気流量Gaの大きさにかかわらず「0」に維持される(図2を参照)。この結果、スロート部Tにおけるチョーク現象が不発生であるにもかかわらず連通路21eが連通されることが回避され得る。従って、排ガスのエネルギーが有効に利用され得ないという問題の発生が回避され得る。   Further, when the intake air flow rate Ga is equal to or less than the above value Ga1, the choke phenomenon in the throat portion T does not occur. Therefore, it is preferable that the communication path 21e is blocked from the viewpoint of effectively using the energy of the exhaust gas. Therefore, according to the table MapTA3t (Ga), the target value TA3t of the opening degree of the third control valve 29 is related to the magnitude of the intake air flow rate Ga within the range where the intake air flow rate Ga is not more than the above value Ga1. It is maintained at “0” (see FIG. 2). As a result, the communication path 21e can be prevented from communicating even though the choke phenomenon in the throat portion T does not occur. Therefore, the problem that the energy of the exhaust gas cannot be used effectively can be avoided.

加えて、上述のように、ウェストゲート通路25の開口面積は、過給圧Pに応じて調整される。換言すれば、ウェストゲート通路25の開口面積の調整は、連通路21eの開口面積の調整とは独立して実行される。従って、ウェストゲート通路25の開口面積、及び連通路21eの開口面積が共に吸入空気流量Gaに応じて調整される場合に比して、過給圧Pの過度の増大を抑制するためにウェストゲート通路25の開口面積がより適切に調整され得る。   In addition, as described above, the opening area of the wastegate passage 25 is adjusted according to the supercharging pressure P. In other words, the adjustment of the opening area of the wastegate passage 25 is performed independently of the adjustment of the opening area of the communication passage 21e. Therefore, in order to suppress an excessive increase in the supercharging pressure P compared to the case where the opening area of the waste gate passage 25 and the opening area of the communication passage 21e are both adjusted according to the intake air flow rate Ga, The opening area of the passage 25 can be adjusted more appropriately.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る可変容量型過給機について説明する。この第2実施形態は、連通路21eの開口面積を、スクロール部21cの所定の位置における排ガスの圧力(上記上流側圧力)とスロート部Tより下流側の所定の位置における排ガスの圧力(上記下流側圧力)との差圧ΔPに応じて調整する点においてのみ、吸入空気流量Gaに応じて調整していた上記第1実施形態と異なる。以下、係る相違点のみについて、タービン部20の拡大図である図3、及び上記差圧ΔPと連通路21eの開口面積との関係を示す図である図4を参照しながら説明する。図3において、上述した図1に示した部材、部位と同じ部材、部位、或いは等価な部材、部位については、図1に示した符号と同じ符号を付してそれらの説明に代える。
(Second Embodiment)
Next, a variable capacity supercharger according to a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the opening area of the communication passage 21e is set such that the pressure of the exhaust gas at the predetermined position of the scroll portion 21c (the upstream pressure) and the pressure of the exhaust gas at the predetermined position downstream of the throat portion T (the downstream) This is different from the first embodiment that is adjusted according to the intake air flow rate Ga only in that the pressure is adjusted according to the differential pressure ΔP. Hereinafter, only such a difference will be described with reference to FIG. 3 which is an enlarged view of the turbine section 20 and FIG. 4 which is a diagram showing the relationship between the differential pressure ΔP and the opening area of the communication passage 21e. 3, the same members and parts as those shown in FIG. 1 described above and parts, or equivalent members and parts, are denoted by the same reference numerals as those shown in FIG.

この可変容量型過給機は、タービンハウジング21に固着された差圧アクチュエータ60を備える。この差圧アクチュエータ60は、ケーシング61と、ケーシング61の内部空間を第1圧力室61a、第2圧力室61bの2つの空間に画成するダイヤフラム63と、一端がダイヤフラム63に連結されケーシング61と相対移動可能に組み付けられた弁体65と、第2圧力室61bにおいてケーシング61とダイヤフラム63との間に介装され弁体65をダイヤフラム63を介して閉弁方向に付勢するスプリング67(付勢手段)と、第1スクロール排気通路21c2と第1圧力室61aとを連通する第1連通管61a1と、タービン羽根23aのスロート部Tよりも下流側の排気通路と第2圧力室61bとを連通する第2連通管61b1とを備えている。   This variable displacement supercharger includes a differential pressure actuator 60 fixed to the turbine housing 21. The differential pressure actuator 60 includes a casing 61, a diaphragm 63 that defines the internal space of the casing 61 as two spaces, a first pressure chamber 61 a and a second pressure chamber 61 b, and one end connected to the diaphragm 63. A valve body 65 assembled so as to be relatively movable, and a spring 67 (attached) interposed between the casing 61 and the diaphragm 63 in the second pressure chamber 61b to urge the valve body 65 in the valve closing direction via the diaphragm 63. A first communication pipe 61a1 communicating with the first scroll exhaust passage 21c2 and the first pressure chamber 61a, an exhaust passage downstream of the throat portion T of the turbine blade 23a, and the second pressure chamber 61b. A second communication pipe 61b1 is provided.

特に、スプリング67は、その初期荷重(図5の実線で示した状態であって、差圧ΔPが「0」の状態での荷重)が、圧力比が上記臨界圧力比と等しい場合(以下、「チョーク発生開始状態」と称呼する。)における差圧ΔPである値ΔP1とダイヤフラム63の受圧面積との積で表される力と等しい値となるように設計されている。   In particular, the spring 67 has an initial load (in the state shown by the solid line in FIG. 5 and a load in a state where the differential pressure ΔP is “0”) when the pressure ratio is equal to the critical pressure ratio (hereinafter, It is designed to be equal to the force represented by the product of the value ΔP1 which is the differential pressure ΔP in “the choke generation start state” and the pressure receiving area of the diaphragm 63.

従って、差圧ΔPが上記値ΔP1より大きい値である場合、弁体65が開弁される。この場合、連通路21eの開口面積が、差圧ΔPが大きいほど大きくなる(図4を参照)。これにより、上述したように、弁体65が閉弁している場合より上記圧力比が小さくされ得、差圧ΔPが上記値ΔP1から乖離する程度が小さくされ得る。   Therefore, when the differential pressure ΔP is larger than the value ΔP1, the valve body 65 is opened. In this case, the opening area of the communication passage 21e increases as the differential pressure ΔP increases (see FIG. 4). As a result, as described above, the pressure ratio can be made smaller than when the valve body 65 is closed, and the degree to which the differential pressure ΔP deviates from the value ΔP1 can be made smaller.

一方、差圧ΔPが上記値ΔP1以下である場合、弁体65は閉弁され連通路21eは遮断される(図4を参照)。これにより、スロート部Tにおけるチョーク現象が不発生であるにもかかわらず連通路21eが連通されることが回避され得、排ガスのエネルギーが有効に利用され得ないという問題の発生が回避され得る。   On the other hand, when the differential pressure ΔP is equal to or less than the value ΔP1, the valve body 65 is closed and the communication passage 21e is shut off (see FIG. 4). Thereby, it can be avoided that the communication passage 21e communicates even though the choke phenomenon in the throat portion T does not occur, and the problem that the energy of the exhaust gas cannot be used effectively can be avoided.

以上、説明したように、本発明による可変容量型過給機の第2実施形態によれば、差圧ΔPが、上記チョーク発生開始状態における差圧ΔPである値ΔP1以上の範囲内では、連通路21eの開口面積が、上記差圧ΔPが大きいほどより大きい値になるように調整される。これにより、差圧ΔPが上記値ΔP1以上である場合、差圧ΔPが同値ΔP1から乖離する程度が小さくされ得る。この結果、上記上流側圧力が非常に大きくなることが抑制され得、上述したチョーク現象の発生に起因するノッキングの発生や、機関の出力低下が抑制され得る。   As described above, according to the second embodiment of the variable capacity supercharger according to the present invention, the differential pressure ΔP is within the range equal to or larger than the value ΔP1 that is the differential pressure ΔP in the choke generation start state. The opening area of the passage 21e is adjusted to be larger as the differential pressure ΔP is larger. Thereby, when the differential pressure ΔP is equal to or greater than the above value ΔP1, the degree to which the differential pressure ΔP deviates from the same value ΔP1 can be reduced. As a result, the upstream pressure can be suppressed from becoming very large, and the occurrence of knocking due to the occurrence of the choke phenomenon described above and the reduction in engine output can be suppressed.

(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係る可変容量型過給機について説明する。この第3実施形態は、後に詳述するように、差圧ΔPにおける上流側圧力として溝部21dの排ガスの圧力が用いられる点において、上記第2実施形態と異なる。以下、係る相違点のみについて、タービン部20の拡大図である図5、及び上記差圧ΔPと連通路21eの開口面積との関係を示す図である図6を参照しながら説明する。図5において、上述した図3に示した部材、部位と同じ部材、部位、或いは等価な部材、部位については、図3に示した符号と同じ符号を付してそれらの説明に代える。
(Third embodiment)
Next, a variable capacity turbocharger according to a third embodiment of the present invention will be described. As will be described in detail later, the third embodiment is different from the second embodiment in that the pressure of the exhaust gas in the groove 21d is used as the upstream pressure at the differential pressure ΔP. Hereinafter, only such a difference will be described with reference to FIG. 5 which is an enlarged view of the turbine section 20 and FIG. 6 which is a diagram showing the relationship between the differential pressure ΔP and the opening area of the communication passage 21e. In FIG. 5, the same members and parts as those shown in FIG. 3 described above and parts, or equivalent members and parts, are given the same reference numerals as those shown in FIG.

上記第2実施形態においては、第1連通管61a1が、第1スクロール排気通路21c2と第1圧力室61aとを連通するように構成されていたが、これに代えて、溝部21dと第1圧力室61aとを連通する(即ち、差圧ΔPにおける上流側圧力として溝部21dの排ガスの圧力が用いられる)ように構成されることも考えられる(以下、この構成を「変形構成」と称呼する。)。この場合、溝部21dの下流側端面がスロート部Tの近傍に形成されているから、上記チョーク発生開始状態における差圧が微小となる。このため、スプリング67の初期荷重も微小とする必要がある。   In the second embodiment, the first communication pipe 61a1 is configured to communicate the first scroll exhaust passage 21c2 and the first pressure chamber 61a, but instead, the groove 21d and the first pressure are communicated. It is conceivable that the chamber 61a is communicated (that is, the pressure of the exhaust gas in the groove 21d is used as the upstream pressure at the differential pressure ΔP) (hereinafter, this configuration is referred to as a “deformed configuration”). ). In this case, since the downstream end face of the groove portion 21d is formed in the vicinity of the throat portion T, the differential pressure in the choke generation start state becomes minute. For this reason, it is necessary to make the initial load of the spring 67 minute.

ところで、差圧ΔPは、吸入空気流量Gaが大きいほど大きくなる。一方、吸入空気流量Gaは、機関の運転状態に応じて変動したり、外乱により変動する。このため、上記差圧ΔPも、この吸入空気流量Gaの変動に応じて所定の変動幅をもって変動する。上述した構成においては、吸入空気流量Gaの変動による差圧ΔPの変動の変動幅が、上記微小なチョーク発生開始状態における差圧ΔPよりも大きくなる場合が発生し得る。この場合、上記差圧ΔPの変動に起因して、チョーク現象が発生していないにもかかわらず、弁体65が開弁してしまうという問題が発生する。   By the way, the differential pressure ΔP increases as the intake air flow rate Ga increases. On the other hand, the intake air flow rate Ga varies according to the operating state of the engine or varies due to disturbance. For this reason, the differential pressure ΔP also varies with a predetermined variation width according to the variation of the intake air flow rate Ga. In the configuration described above, there may occur a case where the fluctuation range of the fluctuation of the differential pressure ΔP due to the fluctuation of the intake air flow rate Ga becomes larger than the differential pressure ΔP in the minute choke generation start state. In this case, due to the fluctuation of the differential pressure ΔP, there arises a problem that the valve element 65 opens even though the choke phenomenon does not occur.

このことを回避するためには、上記チョーク発生開始状態における差圧ΔPが吸入空気流量Gaの変動による差圧ΔPの変動の変動幅より十分に大きい必要がある。換言すれば、溝部21dの下流側端面から下流側圧力を導入する位置までの距離が大きい必要がある。係る知見に基づき、この第3実施形態においては、溝部21dが、上記第2実施形態における溝部21dよりも上流側に形成され、第1連通管61a1が、その溝部21dと第1圧力室61aとを連通するようになっている。   In order to avoid this, the differential pressure ΔP in the choke generation start state needs to be sufficiently larger than the fluctuation range of the fluctuation of the differential pressure ΔP due to the fluctuation of the intake air flow rate Ga. In other words, the distance from the downstream end face of the groove 21d to the position where the downstream pressure is introduced needs to be large. Based on such knowledge, in the third embodiment, the groove 21d is formed on the upstream side of the groove 21d in the second embodiment, and the first communication pipe 61a1 includes the groove 21d and the first pressure chamber 61a. To communicate.

これにより、チョーク発生開始状態における差圧ΔPが、上記変動幅よりも十分に大きい値ΔP2(<上記値ΔP1)となり、スプリング67の初期荷重を同値ΔP2に対応する荷重に設定することができる。従って、図4に対応する図6にグラフにより示した連通路21eの開口面積と差圧ΔPとの関係のように、差圧ΔPが上記値ΔP2より小さい場合、連通路21eの開口面積は「0」に維持される。この結果、上記差圧ΔPの変動に起因して、チョーク現象が発生していないにもかかわらず、弁体65が開弁してしまうという問題を回避することができる。   Thus, the differential pressure ΔP in the choke generation start state becomes a value ΔP2 (<the above value ΔP1) sufficiently larger than the fluctuation range, and the initial load of the spring 67 can be set to a load corresponding to the same value ΔP2. Therefore, when the differential pressure ΔP is smaller than the above value ΔP2, as shown in the relationship between the opening area of the communication passage 21e and the differential pressure ΔP shown in FIG. 6 corresponding to FIG. 4, the opening area of the communication passage 21e is “ 0 "is maintained. As a result, it is possible to avoid the problem that the valve element 65 opens due to the fluctuation of the differential pressure ΔP, although the choke phenomenon does not occur.

以上、説明したように、本発明による可変容量型過給機の第3実施形態によれば、上記第2実施形態と同様、差圧ΔPが、上記チョーク発生開始状態における差圧ΔPである値ΔP2以上の範囲内では、連通路21eの開口面積が、上記差圧ΔPが大きいほどより大きい値になるように調整される。これにより、差圧ΔPが上記値ΔP2以上である場合、差圧ΔPが同値ΔP2から乖離する程度が小さくされ得る。この結果、上記上流側圧力が非常に大きくなることが抑制され得、上述したチョーク現象の発生に起因するノッキングの発生や、機関の出力低下が抑制され得る。加えて、上記変形構成に比して、吸入空気流量Gaの変動による差圧ΔPの変動に起因する不必要な弁体65の開弁をより確実に回避することができる。   As described above, according to the third embodiment of the variable capacity turbocharger according to the present invention, as in the second embodiment, the differential pressure ΔP is a value that is the differential pressure ΔP in the choke generation start state. Within the range of ΔP2 or more, the opening area of the communication passage 21e is adjusted to be larger as the differential pressure ΔP is larger. Thereby, when the differential pressure ΔP is equal to or greater than the value ΔP2, the degree to which the differential pressure ΔP deviates from the same value ΔP2 can be reduced. As a result, the upstream pressure can be suppressed from becoming very large, and the occurrence of knocking due to the occurrence of the choke phenomenon described above and the reduction in engine output can be suppressed. In addition, unnecessary opening of the valve body 65 due to fluctuations in the differential pressure ΔP due to fluctuations in the intake air flow rate Ga can be avoided more reliably than in the modified configuration.

本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記第2、3実施形態においては、第1連通管61a1、及び第2連通管61b1から導入される圧力の差圧ΔPに応じて、差圧アクチュエータ60により連通路21eの開口面積を機械的に調整していたが、これに代えて、第1実施形態と同じ連通路21eの開口面積を調整するバタフライ式の制御弁と、そのアクチュエータを備え、タービン羽根23aの下流側の端部であるスロート部Tよりも上流側の排気通路の所定の位置と、スロート部Tよりも下流側の排気通路の所定の位置とに排ガスの圧力を検出する圧力センサを配設し、それらの検出値から取得される差圧ΔPに応じて、同制御弁の開度を電気的に調整してもよい。   The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be adopted within the scope of the present invention. For example, in the second and third embodiments, the opening area of the communication path 21e is set by the differential pressure actuator 60 according to the pressure difference ΔP introduced from the first communication pipe 61a1 and the second communication pipe 61b1. However, instead of this, a butterfly control valve that adjusts the opening area of the same communication passage 21e as in the first embodiment and its actuator are provided at the downstream end of the turbine blade 23a. Pressure sensors that detect the pressure of exhaust gas are disposed at predetermined positions in the exhaust passage upstream from a certain throat portion T and at predetermined positions in the exhaust passage downstream from the throat portion T. The opening degree of the control valve may be electrically adjusted according to the differential pressure ΔP acquired from the above.

本発明の第1実施形態に係る可変容量型過給機を示す概略図である。1 is a schematic view showing a variable capacity supercharger according to a first embodiment of the present invention. 図1に示した可変容量型過給機が備える電気制御装置のCPUが参照する第3制御弁の開度の目標値と、吸入空気流量との関係を規定するテーブルを示したグラフである。3 is a graph showing a table that defines a relationship between a target value of the opening degree of a third control valve referred to by a CPU of an electric control device provided in the variable capacity supercharger shown in FIG. 1 and an intake air flow rate. 本発明の第2実施形態に係る可変容量型過給機が備えるタービン部の拡大図である。It is an enlarged view of the turbine part with which the variable capacity | capacitance supercharger which concerns on 2nd Embodiment of this invention is provided. 本発明の第2実施形態に係る可変容量型過給機が備える連通路の開口面積と、第1スクロール排気通路における排ガスの圧力とタービン羽根車より下流側の排ガスの圧力の差圧との関係を示したグラフである。The relationship between the opening area of the communication path with which the variable capacity | capacitance supercharger which concerns on 2nd Embodiment of this invention is equipped, and the pressure difference of the exhaust gas in a 1st scroll exhaust passage, and the pressure of the exhaust gas downstream from a turbine impeller It is the graph which showed. 本発明の第3実施形態に係る可変容量型過給機が備えるタービン部の拡大図である。It is an enlarged view of the turbine part with which the variable capacity | capacitance supercharger which concerns on 3rd Embodiment of this invention is provided. 本発明の第3実施形態に係る可変容量型過給機が備える連通路の開口面積と、溝部における排ガスの圧力とタービン羽根車より下流側の排ガスの圧力の差圧との関係を示したグラフである。The graph which showed the relationship between the opening area of the communicating path with which the variable capacity | capacitance supercharger which concerns on 3rd Embodiment of this invention is equipped, and the pressure difference of the exhaust gas in a groove part, and the pressure of the exhaust gas downstream from a turbine impeller It is. 従来技術に係る過給機における、機関の吸気通路における空気の圧力、機関の運転速度、及び機関の吸気通路における空気の質量流量の関係と、チョーク現象の発生の有無を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the air pressure in the intake passage of the engine, the operating speed of the engine, and the mass flow rate of air in the intake passage of the engine, and the occurrence of the choke phenomenon in the turbocharger according to the prior art. is there.

符号の説明Explanation of symbols

20…タービン部、21…タービンハウジング、21c2…第1スクロール排気通路、21c3…第2スクロール排気通路、21d…溝部、21e…連通路、23…タービン羽根車、23a…タービン羽根、25…ウェストゲート通路、27…第1制御弁、27a…第1制御弁アクチュエータ、28…第2制御弁、28a…第2制御弁アクチュエータ、29…第3制御弁、29a…第3制御弁アクチュエータ、30…コンプレッサ部、33…コンプレッサ羽根車、41…エアフローメータ、43…圧力センサ、45…第1制御弁開度センサ、47…第2制御弁開度センサ、49…第3制御弁開度センサ、51…クランクポジションセンサ、60…差圧アクチュエータ、61…ケーシング、61a…第1圧力室、61b…第2圧力室、61a1…第1連通管、61b1…第2連通管、63…ダイヤフラム、65…弁体、67…スプリング、ECU…電気制御装置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Turbine part, 21 ... Turbine housing, 21c2 ... 1st scroll exhaust passage, 21c3 ... 2nd scroll exhaust passage, 21d ... Groove part, 21e ... Communication passage, 23 ... Turbine impeller, 23a ... Turbine blade, 25 ... Westgate Passage 27: first control valve 27a ... first control valve actuator 28 ... second control valve 28a ... second control valve actuator 29 ... third control valve 29a ... third control valve actuator 30 ... compressor 33: Compressor impeller, 41: Air flow meter, 43 ... Pressure sensor, 45 ... First control valve opening sensor, 47 ... Second control valve opening sensor, 49 ... Third control valve opening sensor, 51 ... Crank position sensor, 60 ... Differential pressure actuator, 61 ... Casing, 61a ... First pressure chamber, 61b ... Second pressure chamber, 61a1 First communicating pipe, 61b1 ... second communication pipe, 63 ... diaphragm, 65 ... valve body, 67 ... spring, ECU ... electric control unit

Claims (5)

タービン羽根車と、
内部に形成された収容室内に内燃機関から排出された全ての排ガスの前記収容室内への流入により回転可能に前記タービン羽根車を収容するハウジングと、
前記タービン羽根車の回転により回転する前記内燃機関の吸気通路内の空気を圧縮するためのコンプレッサ羽根車と、
前記内燃機関の運転状態に応じて前記タービン羽根車に向けて流入する排ガスの流入口の開口面積である第1開口面積を調整する第1調整手段を備えた可変容量型過給機であって、
前記収容室の内壁における前記タービン羽根車の羽根部を径方向外側から囲う部分に一端が設けられ、前記羽根部内の排ガスの一部を前記タービン羽根車の下流側にバイパスする第1バイパス通路と、
前記第1バイパス通路に介装されて前記第1バイパス通路の開口面積である第2開口面積を調整する第2調整手段と、
を備えていて、
前記第2調整手段は、
前記第2開口面積を、前記吸気通路内の空気の流量が大きいほどより大きくなるように調整するように構成された可変容量型過給機。
A turbine impeller,
A housing that accommodates the turbine impeller rotatably by inflow of all the exhaust gas discharged from the internal combustion engine into the accommodation chamber formed inside,
A compressor impeller for compressing air in the intake passage of the internal combustion engine rotated by rotation of the turbine impeller;
A variable capacity supercharger comprising a first adjusting means for adjusting a first opening area which is an opening area of an inflow port of exhaust gas flowing into the turbine impeller according to an operating state of the internal combustion engine. ,
One end is provided at a portion of the inner wall of the housing chamber that surrounds the blade portion of the turbine impeller from the outside in the radial direction, and a first bypass passage that bypasses a part of the exhaust gas in the blade portion downstream of the turbine impeller; ,
A second adjusting means that is interposed in the first bypass passage and adjusts a second opening area that is an opening area of the first bypass passage;
With
The second adjusting means includes
A variable capacity supercharger configured to adjust the second opening area such that the second opening area increases as the flow rate of air in the intake passage increases.
請求項1に記載の可変容量型過給機において、
前記第2調整手段は、
前記吸気通路内の空気の流量が前記羽根部内の排ガスのチョーク現象が発生しない範囲内にある場合、前記第2開口面積を「0」に設定するように構成された可変容量型過給機。
In the variable capacity supercharger according to claim 1,
The second adjusting means includes
A variable capacity supercharger configured to set the second opening area to "0" when the flow rate of air in the intake passage is within a range where no choke phenomenon of exhaust gas in the blades occurs.
タービン羽根車と、
内部に形成された収容室内に内燃機関から排出された全ての排ガスの前記収容室内への流入により回転可能に前記タービン羽根車を収容するハウジングと、
前記タービン羽根車の回転により回転する前記内燃機関の吸気通路内の空気を圧縮するためのコンプレッサ羽根車と、
前記内燃機関の運転状態に応じて前記タービン羽根車に向けて流入する排ガスの流入口の開口面積である第1開口面積を調整する第1調整手段を備えた可変容量型過給機であって、
前記収容室の内壁における前記タービン羽根車の羽根部を径方向外側から囲う部分に一端が設けられ、前記羽根部内の排ガスの一部を前記タービン羽根車の下流側にバイパスする第1バイパス通路と、
前記第1バイパス通路に介装されて前記第1バイパス通路の開口面積である第2開口面積を調整する第2調整手段と、
を備えていて、
前記第2調整手段は、
前記第2開口面積を、前記羽根部の下流側の端部より上流側の排ガスの圧力と前記タービン羽根車の下流側の排ガスの圧力との相違の程度が大きいほどより大きくなるように調整するように構成された可変容量型過給機。
A turbine impeller,
A housing that accommodates the turbine impeller rotatably by inflow of all the exhaust gas discharged from the internal combustion engine into the accommodation chamber formed inside,
A compressor impeller for compressing air in the intake passage of the internal combustion engine rotated by rotation of the turbine impeller;
A variable capacity supercharger comprising a first adjusting means for adjusting a first opening area which is an opening area of an inflow port of exhaust gas flowing into the turbine impeller according to an operating state of the internal combustion engine. ,
One end is provided at a portion of the inner wall of the housing chamber that surrounds the blade portion of the turbine impeller from the outside in the radial direction, and a first bypass passage that bypasses a part of the exhaust gas in the blade portion downstream of the turbine impeller; ,
A second adjusting means that is interposed in the first bypass passage and adjusts a second opening area that is an opening area of the first bypass passage;
With
The second adjusting means includes
The second opening area is adjusted so as to increase as the degree of difference between the exhaust gas pressure upstream of the downstream end of the blade and the exhaust gas pressure downstream of the turbine impeller increases. A variable capacity turbocharger configured as described above.
請求項3に記載の可変容量型過給機において、
前記第2調整手段は、
前記相違の程度が前記羽根部内の排ガスのチョーク現象が発生しない範囲内にある場合、前記第2開口面積を「0」に設定するように構成された可変容量型過給機。
The variable capacity supercharger according to claim 3,
The second adjusting means includes
The variable capacity supercharger configured to set the second opening area to "0" when the degree of difference is within a range in which the choke phenomenon of the exhaust gas in the blade portion does not occur.
請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の可変容量型過給機であって、
前記タービン羽根車の上流側の排ガスの一部を同タービン羽根車の下流側にバイパスする第2バイパス通路と、
前記第2バイパス通路に介装されて前記第2バイパス通路を前記コンプレッサ羽根車により圧縮された空気の圧力が所定の圧力以下の場合遮断し、同空気の圧力が同所定の圧力より大きい場合連通する手段と、
を備えた可変容量型過給機。
The variable capacity supercharger according to any one of claims 1 to 4,
A second bypass passage for bypassing a part of the exhaust gas upstream of the turbine impeller to the downstream side of the turbine impeller;
If the pressure of the air that is interposed in the second bypass passage and is compressed by the compressor impeller is below a predetermined pressure, the second bypass passage is shut off, and if the pressure of the air is greater than the predetermined pressure, the communication is established. Means to
Variable capacity turbocharger with
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009191639A (en) * 2008-02-12 2009-08-27 Toyota Central R&D Labs Inc Variable capacity turbine and variable capacity turbo charger
CN102301105A (en) * 2009-02-19 2011-12-28 沃尔沃拉斯特瓦格纳公司 Method and apparatus for controlling turbine efficiency
CN104895667A (en) * 2015-02-25 2015-09-09 康跃科技股份有限公司 Variable-section exhaust gas bypass turbine for meeting demand of EGR (exhaust gas recirculation) recirculation

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009191639A (en) * 2008-02-12 2009-08-27 Toyota Central R&D Labs Inc Variable capacity turbine and variable capacity turbo charger
CN102301105A (en) * 2009-02-19 2011-12-28 沃尔沃拉斯特瓦格纳公司 Method and apparatus for controlling turbine efficiency
CN104895667A (en) * 2015-02-25 2015-09-09 康跃科技股份有限公司 Variable-section exhaust gas bypass turbine for meeting demand of EGR (exhaust gas recirculation) recirculation

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