JP2020051384A - Turbine and supercharger - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、タービンおよび過給機に関する。 The present disclosure relates to turbines and superchargers.
特許文献1には、エンジンおよび過給機について開示がある。エンジンは、シリンダブロックと、シリンダヘッドとを備える。シリンダブロックには、複数の気筒が形成される。シリンダヘッドには、ヘッド内マニホールドが形成される。過給機は、タービンを備える。タービンは、シリンダヘッドに接続される。ヘッド内マニホールドは、複数の気筒と連通する。ヘッド内マニホールドは、複数の気筒から排出された排気を合流させる集合部を有する。タービンには、ヘッド内マニホールドで合流された排気が導入される。 Patent Literature 1 discloses an engine and a supercharger. The engine includes a cylinder block and a cylinder head. A plurality of cylinders are formed in the cylinder block. An in-head manifold is formed in the cylinder head. The supercharger includes a turbine. The turbine is connected to the cylinder head. The manifold in the head communicates with a plurality of cylinders. The in-head manifold has a collecting part that combines exhaust discharged from a plurality of cylinders. The exhaust gas joined by the manifold in the head is introduced into the turbine.
複数の気筒から排出された排気は、ヘッド内マニホールドで流路が合流する部分において、他の流路に回り込み排気干渉が生じやすい。排気干渉は、排気の合流位置が複数の気筒(排気ポート)に近づくほど生じやすくなる。 Exhaust gas discharged from a plurality of cylinders is likely to sneak into other flow paths at a portion where the flow paths join in the manifold in the head, causing exhaust interference. Exhaust interference is more likely to occur as the exhaust merging position approaches a plurality of cylinders (exhaust ports).
本開示の目的は、排気干渉を低減可能なタービンおよび過給機を提供することである。 An object of the present disclosure is to provide a turbine and a supercharger capable of reducing exhaust interference.
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係るタービンは、タービン翼車を収容する収容部が形成されたハウジングと、ハウジングに形成され、収容部と連通する第1タービンスクロール流路と、ハウジングに形成され、収容部と第1タービンスクロール流路が連通する位置に対し、タービン翼車の周方向の異なる位置で収容部と連通する第2タービンスクロール流路と、ハウジングのうち、第1タービンスクロール流路の下流端に面する位置に設けられ、第1タービンスクロール流路と第2タービンスクロール流路とを区画する第1舌部と、ハウジングのうち、第2タービンスクロール流路の下流端に面する位置に設けられ、第2タービンスクロール流路と第1タービンスクロール流路とを区画する第2舌部と、第1タービンスクロール流路内に設けられ、第1タービンスクロール流路のうち第2舌部に面する部位の中で、流路断面積が最小となる位置に一端が設けられ、他端が一端よりも第1タービンスクロール流路の上流側に配される第1仕切り壁と、第2タービンスクロール流路内に設けられ、第2タービンスクロール流路のうち第1舌部に面する部位の中で、流路断面積が最小となる位置に一端が設けられ、他端が一端よりも第2タービンスクロール流路の上流側に配される第2仕切り壁と、を備える。 In order to solve the above-described problems, a turbine according to an embodiment of the present disclosure includes a housing having a housing portion that houses a turbine wheel, a first turbine scroll passage formed in the housing, and communicating with the housing portion. A second turbine scroll passage formed in the housing and communicating with the housing at a different position in the circumferential direction of the turbine wheel with respect to a position in which the housing communicates with the first turbine scroll passage; A first tongue portion provided at a position facing the downstream end of the first turbine scroll flow path and separating the first turbine scroll flow path and the second turbine scroll flow path; A second tongue provided at a position facing the downstream end and dividing the second turbine scroll flow path and the first turbine scroll flow path; One end is provided at a position where the cross-sectional area of the flow passage is minimized in a portion of the first turbine scroll flow passage that faces the second tongue portion, and the other end of the first turbine scroll flow passage is located in the first turbine scroll flow passage. A first partition wall provided on the upstream side of the turbine scroll flow path, and a flow path formed in a portion of the second turbine scroll flow path facing the first tongue in the second turbine scroll flow path; A second partition wall, one end of which is provided at a position where the cross-sectional area is minimized, and the other end of which is disposed upstream of the one end in the second turbine scroll flow path.
第1仕切り壁および第2仕切り壁は、タービン翼車の軸方向に延在してもよい。 The first partition wall and the second partition wall may extend in the axial direction of the turbine wheel.
第1仕切り壁は、一端の方が他端よりも、第1タービンスクロール流路の幅方向の中心位置に対し、タービン翼車の中心軸から離隔し、第2仕切り壁は、一端の方が他端よりも、第2タービンスクロール流路の幅方向の中心位置に対し、タービン翼車の中心軸から離隔してもよい。 The first partition wall is spaced apart from the center axis of the turbine wheel with respect to the center position in the width direction of the first turbine scroll flow path at one end than at the other end. The other end may be further away from the center axis of the turbine wheel with respect to the center position in the width direction of the second turbine scroll flow path than the other end.
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る過給機は、上記タービンを備える。 In order to solve the above problem, a supercharger according to an embodiment of the present disclosure includes the turbine.
本開示によれば、排気干渉を低減することが可能となる。 According to the present disclosure, it is possible to reduce exhaust interference.
以下に添付図面を参照しながら、本開示の一実施形態について説明する。実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, other specific numerical values, and the like shown in the embodiments are merely examples for facilitating understanding, and do not limit the present disclosure unless otherwise specified. In the specification and the drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. Elements not directly related to the present disclosure are not shown.
図1は、過給機TCの概略断面図である。図1に示す矢印L方向を過給機TCの左側として説明する。図1に示す矢印R方向を過給機TCの右側として説明する。図1に示すように、過給機TCは、過給機本体1を備える。過給機本体1は、ベアリングハウジング3と、タービンハウジング(ハウジング)5と、コンプレッサハウジング7とを備える。タービンハウジング5は、ベアリングハウジング3の左側に締結ボルト9によって連結される。コンプレッサハウジング7は、ベアリングハウジング3の右側に締結ボルト11によって連結される。
FIG. 1 is a schematic sectional view of the supercharger TC. 1 will be described as the left side of the supercharger TC. The direction of arrow R shown in FIG. 1 will be described as the right side of the supercharger TC. As shown in FIG. 1, the supercharger TC includes a supercharger main body 1. The supercharger main body 1 includes a bearing
ベアリングハウジング3には、軸受孔3aが形成される。軸受孔3aは、過給機TCの左右方向に貫通する。軸受孔3aには、軸受13が設けられる。本実施形態では、軸受13は、フルフローティング軸受である。ただし、軸受13は、セミフローティング軸受や転がり軸受など、他のラジアル軸受であってもよい。軸受13には、シャフト15が挿通される。軸受13は、シャフト15を回転自在に軸支する。シャフト15の左端部には、タービン翼車17が設けられる。タービン翼車17は、タービンハウジング5に回転自在に収容されている。また、シャフト15の右端部にはコンプレッサインペラ19が設けられる。コンプレッサインペラ19は、コンプレッサハウジング7に回転自在に収容されている。
The bearing
コンプレッサハウジング7には、吸気口21が形成される。吸気口21は、過給機TCの右側に開口する。吸気口21は、不図示のエアクリーナに接続される。ベアリングハウジング3とコンプレッサハウジング7の対向面によって、ディフューザ流路23が形成される。ディフューザ流路23は、空気を昇圧する。ディフューザ流路23は、環状に形成される。また、ディフューザ流路23は、シャフト15の径方向内側において、コンプレッサインペラ19を介して吸気口21に連通している。
An
また、コンプレッサハウジング7には、コンプレッサスクロール流路25が形成される。コンプレッサスクロール流路25は、環状に形成される。コンプレッサスクロール流路25は、例えば、ディフューザ流路23よりもシャフト15の径方向外側に位置する。コンプレッサスクロール流路25は、不図示のエンジンの吸気口と、ディフューザ流路23とに連通している。コンプレッサインペラ19が回転すると、吸気口21からコンプレッサハウジング7内に空気が吸気される。吸気された空気は、コンプレッサインペラ19の翼間を流通する過程において加圧加速される。加圧加速された空気は、ディフューザ流路23およびコンプレッサスクロール流路25で昇圧される。昇圧された空気は、エンジンの吸気口に導かれる。
Further, a compressor
タービンハウジング5には、吐出口27と、収容部Sと、連通流路29と、タービンスクロール流路31とが形成される。吐出口27は、過給機TCの左側に開口する。吐出口27は、不図示の排気ガス浄化装置に接続される。収容部Sは、吐出口27と連通する。収容部Sには、タービン翼車17が収容される。連通流路29は、収容部Sと、タービンスクロール流路31とを連通させる。タービンスクロール流路31は、環状に形成される。タービンスクロール流路31は、例えば、連通流路29よりもタービン翼車17の径方向外側に位置する。タービンスクロール流路31は、連通流路29を介して収容部Sと連通する。
In the
タービンスクロール流路31は、ガス流入口33(図2参照)と連通する。ガス流入口33には、エンジンE(図4参照)の排気マニホールドEM(図4参照)から排出される排気ガスが導かれる。ガス流入口33からタービンスクロール流路31に導かれた排気ガスは、連通流路29および収容部S(タービン翼車17)を介して吐出口27に導かれる。吐出口27に導かれる排気ガスは、流通過程においてタービン翼車17を回転させる。
The
このように、本実施形態の過給機TCは、タービンTを備える。タービンTは、タービンハウジング5、タービン翼車17、タービンスクロール流路31を含んで構成される。タービン翼車17の回転力は、シャフト15を介してコンプレッサインペラ19に伝達される。コンプレッサインペラ19が回転すると、上記のとおりに空気が昇圧される。こうして、空気がエンジンの吸気口に導かれる。
As described above, the supercharger TC of the present embodiment includes the turbine T. The turbine T includes a
図2は、タービンハウジング5の断面図である。図2では、シャフト15(図1参照)の軸方向に垂直かつ連通流路29(図1参照)を通る平面で、タービンハウジング5を切断した図を示す。また、図2では、タービン翼車17について、外周のみを円で示す。
FIG. 2 is a sectional view of the
図2に示すように、タービンハウジング5には、ガス流入口33が形成される。ガス流入口33は、タービンハウジング5の外部に開口する。ガス流入口33は、内径側ガス流入口33aと、外径側ガス流入口33bとを含んで構成される。内径側ガス流入口33aは、外径側ガス流入口33bよりもタービン翼車17の径方向(以下、単に径方向という)内側に位置する。内径側ガス流入口33aは、外径側ガス流入口33bと径方向に並んで形成される。
As shown in FIG. 2, a
タービンスクロール流路31は、収容部S(タービン翼車17)の径方向外側に形成される。タービンスクロール流路31は、収容部S(タービン翼車17)の全周に亘って形成される。タービンスクロール流路31は、第1タービンスクロール流路31aと、第2タービンスクロール流路31bとを含んで構成される。
The turbine
第1タービンスクロール流路31aは、内径側ガス流入口33aおよび収容部Sと連通する。第1タービンスクロール流路31aは、内径側ガス流入口33aから遠ざかるにつれてタービン翼車17の径方向の幅が小さくなる。以下、第1タービンスクロール流路31aのうち内径側ガス流入口33aに近接する側を、第1タービンスクロール流路31aの上流側と呼ぶ。また、第1タービンスクロール流路31aのうち内径側ガス流入口33aから離隔する側を、第1タービンスクロール流路31aの下流側と呼ぶ。第1タービンスクロール流路31aは、上流側から下流側に向かってタービン翼車17の径方向の幅が小さくなる。第1タービンスクロール流路31aは、第2タービンスクロール流路31bよりも径方向内側に位置する。第1タービンスクロール流路31aは、第2タービンスクロール流路31bと径方向に並んで形成される。
The first
第2タービンスクロール流路31bは、外径側ガス流入口33bおよび収容部Sと連通する。第2タービンスクロール流路31bは、外径側ガス流入口33bから遠ざかるにつれてタービン翼車17の径方向の幅が小さくなる。以下、第2タービンスクロール流路31bのうち外径側ガス流入口33bに近接する側を、第2タービンスクロール流路31bの上流側と呼ぶ。また、第2タービンスクロール流路31bのうち外径側ガス流入口33bから離隔する側を、第2タービンスクロール流路31bの下流側と呼ぶ。第2タービンスクロール流路31bは、上流側から下流側に向かってタービン翼車17の径方向の幅が小さくなる。
The second turbine
収容部Sは、図2中、左側の半周において、第1タービンスクロール流路31aと連通する。収容部Sは、図2中、右側の半周において、第2タービンスクロール流路31bと連通する。このように、収容部Sは、第1タービンスクロール流路31aと連通する位置が、第2タービンスクロール流路31bと連通する位置とタービン翼車17の周方向において異なる。
The accommodation section S communicates with the first turbine
タービンハウジング5には、第1舌部35aと、第2舌部35bとが形成される。第1舌部35aは、第1タービンスクロール流路31aの下流側の端部(下流端)に面する位置に設けられる。第1舌部35aは、第1タービンスクロール流路31aと第2タービンスクロール流路31bとを区画する。
A
第2舌部35bは、第2タービンスクロール流路31bの下流側の端部(下流端)に面する位置に設けられる。第2舌部35bは、第2タービンスクロール流路31bと第1タービンスクロール流路31aとを区画する。
The
第1タービンスクロール流路31a内には、第1仕切り壁37aが設けられる。第1仕切り壁37aは、第1タービンスクロール流路31aの下流側に一端37aaが配され、第1タービンスクロール流路31aの上流側に他端37abが配される。第1仕切り壁37aの一端37aaは、第1タービンスクロール流路31aのうち第2舌部35bに面する部位の中で流路断面積が最小となる位置(以下、第2舌部最小流路断面積部という)P1に配される。第1仕切り壁37aの他端37abは、一端37aaよりも第1タービンスクロール流路31aの上流側に配される。本実施形態では、第1仕切り壁37aの他端37abは、第1タービンスクロール流路31aの上流端、すなわち、内径側ガス流入口33aに配される。
A
第1仕切り壁37aは、タービン翼車17の軸方向に延在する。つまり、第1仕切り壁37aは、第1タービンスクロール流路31aをタービン翼車17の径方向に分割する。第1仕切り壁37aにより、第1タービンスクロール流路31aは、内径側第1分割流路31aaと、外径側第1分割流路31abとに分割される。内径側第1分割流路31aaは、外径側第1分割流路31abと径方向に並んで形成される。
The
第2タービンスクロール流路31b内には、第2仕切り壁37bが設けられる。第2仕切り壁37bは、第2タービンスクロール流路31bの下流側に一端37baが配され、第2タービンスクロール流路31bの上流側に他端37bbが配される。第2仕切り壁37bの一端37baは、第2タービンスクロール流路31bのうち第1舌部35aに面する部位の中で流路断面積が最小となる位置(以下、第1舌部最小流路断面積部という)P2に配される。第2仕切り壁37bの他端37bbは、一端37baよりも第2タービンスクロール流路31bの上流側に配される。本実施形態では、第2仕切り壁37bの他端37bbは、第2タービンスクロール流路31bの上流端、すなわち、外径側ガス流入口33bに配される。
A
第2仕切り壁37bは、タービン翼車17の軸方向に延在する。つまり、第2仕切り壁37bは、第2タービンスクロール流路31bをタービン翼車17の径方向に分割する。第2仕切り壁37bにより、第2タービンスクロール流路31bは、内径側第2分割流路31baと、外径側第2分割流路31bbとに分割される。内径側第2分割流路31baは、外径側第2分割流路31bbと径方向に並んで形成される。
The
図3Aは、図2のIIIA−IIIA断面図である。図3Aでは、第1タービンスクロール流路31aおよび第2タービンスクロール流路31bの上流側の流路断面形状を表している。図3Aでは、第1タービンスクロール流路31aおよび第2タービンスクロール流路31bの幅方向(タービン翼車17の径方向)の中心線(中心位置)CLを破線で示す。
FIG. 3A is a sectional view taken along the line IIIA-IIIA of FIG. 2. FIG. 3A illustrates the cross-sectional shape of the upstream side of the first
図3Aに示すように、第1タービンスクロール流路31aおよび第2タービンスクロール流路31bの流路断面形状は、略矩形状である。第1タービンスクロール流路31aの流路断面形状は、第2タービンスクロール流路31bの流路断面形状と大凡等しい。第1仕切り壁37aは、第1仕切り壁37aの幅方向の中心が、第1タービンスクロール流路31aの中心線CLに位置するように配される。これにより、内径側第1分割流路31aaの流路断面積は、外径側第1分割流路31abの流路断面積と大凡等しくなる。
As shown in FIG. 3A, the cross-sectional shapes of the first turbine
第2仕切り壁37bは、第2仕切り壁37bの幅方向の中心が、第2タービンスクロール流路31bの中心線CLに位置するように配される。これにより、内径側第2分割流路31baの流路断面積は、外径側第2分割流路31bbの流路断面積と大凡等しくなる。
The
図3Bは、図2のIIIB−IIIB断面図である。図3Bでは、第1タービンスクロール流路31aの下流側の流路断面形状を表している。図3Bでは、タービン翼車17の中心軸CAを一点鎖線で示す。図3Bに示すように、第1タービンスクロール流路31aの流路断面形状は、略台形形状である。具体的に、内径側第1分割流路31aaの深さ方向(タービン翼車17の軸方向(図3B中、上下方向))の長さは、外径側第1分割流路31abの深さ方向の長さより短い。つまり、第1タービンスクロール流路31aは、径方向外側ほどタービン翼車17の軸方向の長さが長くなる。
FIG. 3B is a sectional view taken along the line IIIB-IIIB of FIG. 2. FIG. 3B shows a flow path cross-sectional shape on the downstream side of the first turbine
第1仕切り壁37aは、第1仕切り壁37aの幅方向の中心が、第1タービンスクロール流路31aの中心線CLに対し、タービン翼車17の中心軸CAから離隔した位置に配される。これにより、第1タービンスクロール流路31aの流路断面形状が略台形形状であっても、内径側第1分割流路31aaおよび外径側第1分割流路31abの流路断面積を大凡等しくすることができる。
The
図3Cは、図2のIIIC−IIIC断面図である。図3Cでは、第2タービンスクロール流路31bの下流側の流路断面形状を表している。図3Cでは、タービン翼車17の中心軸CAを一点鎖線で示す。図3Cに示すように、第2タービンスクロール流路31bの流路断面形状は、略台形形状である。具体的に、内径側第2分割流路31baの深さ方向(タービン翼車17の軸方向(図3C中、上下方向))の長さは、外径側第2分割流路31bbの深さ方向の長さより短い。つまり、第2タービンスクロール流路31bは、径方向外側ほどタービン翼車17の軸方向の長さが長くなる。図3Cに示す第2タービンスクロール流路31bの流路断面形状は、図3Bに示す第1タービンスクロール流路31aの流路断面形状と大凡等しい。
FIG. 3C is a sectional view taken along the line IIIC-IIIC in FIG. 2. FIG. 3C shows a flow path cross-sectional shape on the downstream side of the second turbine
第2仕切り壁37bは、第2仕切り壁37bの幅方向の中心が、第2タービンスクロール流路31bの中心線CLに対し、タービン翼車17の中心軸CAから離隔した位置に配される。これにより、第2タービンスクロール流路31bの流路断面形状が略台形形状であっても、内径側第2分割流路31baおよび外径側第2分割流路31bbの流路断面積を大凡等しくすることができる。
The
図4は、タービンハウジング5と、排気マニホールドEMと、エンジンEとの接続関係を示す概略図である。図4に示すように、エンジンEは、第1気筒E1と、第2気筒E2と、第3気筒E3と、第4気筒E4とを備える。排気マニホールドEMは、第1配管EM1と、第2配管EM2と、第3配管EM3と、第4配管EM4とを備える。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a connection relationship among the
第1配管EM1は、第1気筒E1と外径側第2分割流路31bbとを連通させる。第2配管EM2は、第2気筒E2と内径側第1分割流路31aaとを連通させる。第3配管EM3は、第3気筒E3と外径側第1分割流路31abとを連通させる。第4配管EM4は、第4気筒E4と内径側第2分割流路31baとを連通させる。 The first pipe EM1 allows the first cylinder E1 to communicate with the outer diameter side second divided flow path 31bb. The second pipe EM2 communicates the second cylinder E2 with the first inner-diameter flow path 31aa. The third pipe EM3 communicates the third cylinder E3 with the outer diameter side first divided flow path 31ab. The fourth pipe EM4 communicates the fourth cylinder E4 with the inner diameter side second divided flow path 31ba.
エンジンEの点火順序は、例えば、第1気筒E1、第3気筒E3、第4気筒E4、第2気筒E2の順である。第1気筒E1から排出された排気は、第1配管EM1を通って外径側第2分割流路31bbに供給される。第3気筒E3から排出された排気は、第3配管EM3を通って外径側第1分割流路31abに供給される。第4気筒E4から排出された排気は、第4配管EM4を通って内径側第2分割流路31baに供給される。第2気筒E2から排出された排気は、第2配管EM2を通って内径側第1分割流路31aaに供給される。 The ignition order of the engine E is, for example, the order of the first cylinder E1, the third cylinder E3, the fourth cylinder E4, and the second cylinder E2. The exhaust gas discharged from the first cylinder E1 is supplied to the outer diameter side second divided flow path 31bb through the first pipe EM1. The exhaust gas discharged from the third cylinder E3 is supplied to the outer diameter side first divided flow path 31ab through the third pipe EM3. The exhaust gas discharged from the fourth cylinder E4 is supplied to the inner diameter side second divided flow path 31ba through the fourth pipe EM4. The exhaust gas discharged from the second cylinder E2 is supplied to the inner diameter side first divided flow path 31aa through the second pipe EM2.
このように、エンジンEの複数の気筒から排出された排気は、第1タービンスクロール流路31aと、第2タービンスクロール流路31bとに交互に供給される。これにより、収容部S(タービン翼車17)には、周方向の異なる位置から交互に排気が供給される。したがって、タービン翼車17にバランスよく負荷がかけられる。その結果、タービン翼車17の短命化を抑制することができる。
As described above, the exhaust gas discharged from the plurality of cylinders of the engine E is alternately supplied to the first
本実施形態のタービンハウジング5は、第1仕切り壁37aおよび第2仕切り壁37bを備える。そして、第1仕切り壁37aは、内径側ガス流入口33aから第2舌部最小流路断面積部P1まで延在している。つまり、内径側第1分割流路31aaおよび外径側第1分割流路31abは、内径側ガス流入口33aから第2舌部最小流路断面積部P1まで延在している。また、第2仕切り壁37bは、外径側ガス流入口33bから第1舌部最小流路断面積部P2まで延在している。つまり、内径側第2分割流路31baおよび外径側第2分割流路31bbは、外径側ガス流入口33bから第1舌部最小流路断面積部P2まで延在している。
The
ここで、内径側第1分割流路31aaは、複数の気筒E1〜E4のうちいずれか1つの気筒(ここでは、第2気筒E2)と連通する。外径側第1分割流路31abは、複数の気筒E1〜E4のうちいずれか1つの気筒(ここでは、第3気筒E3)と連通する。内径側第2分割流路31baは、複数の気筒E1〜E4のうちいずれか1つの気筒(ここでは、第4気筒E4)と連通する。外径側第2分割流路31bbは、複数の気筒E1〜E4のうちいずれか1つの気筒(ここでは、第1気筒E1)と連通する。 Here, the first split flow path 31aa on the inner diameter side communicates with any one of the cylinders E1 to E4 (here, the second cylinder E2). The outer-diameter first divided flow path 31ab communicates with any one of the plurality of cylinders E1 to E4 (here, the third cylinder E3). The inner diameter side second divided flow path 31ba communicates with any one of the plurality of cylinders E1 to E4 (here, the fourth cylinder E4). The outer-diameter second divided flow path 31bb communicates with any one of the plurality of cylinders E1 to E4 (here, the first cylinder E1).
したがって、図2からも明らかなように、複数の気筒のうちいずれか1つの気筒から排出された排気は、他の気筒から排出された排気と、第2舌部最小流路断面積部P1、第1舌部最小流路断面積部P2より下流側で合流する。これにより、複数の気筒のうちいずれか1つの気筒から排出された排気と他の気筒から排出された排気の合流位置を、複数の気筒(排気ポート)から離隔させることができる。その結果、本実施形態のタービンTは、排気干渉を低減することができる。 Therefore, as is clear from FIG. 2, the exhaust gas discharged from any one of the plurality of cylinders is different from the exhaust gas discharged from the other cylinder in the second tongue minimum flow path cross-sectional area P1, The first tongue merges on the downstream side of the minimum flow path cross-sectional area P2. Thus, the merging position of the exhaust discharged from any one of the plurality of cylinders and the exhaust discharged from the other cylinder can be separated from the plurality of cylinders (exhaust ports). As a result, the turbine T of the present embodiment can reduce exhaust interference.
また、第1仕切り壁37aの一端37aaは、第1タービンスクロール流路31aのうち第2舌部最小流路断面積部P1より下流側には配されていない。第1仕切り壁37aが第2舌部最小流路断面積部P1より下流側に配されると、第1仕切り壁37aの一端37aaは、第1舌部35aおよび第2舌部35bとは別の新たな舌部となり得る。
Also, one end 37aa of the
同様に、第2仕切り壁37bの一端37baは、第2タービンスクロール流路31bのうち第1舌部最小流路断面積部P2より下流側には配されていない。第2仕切り壁37bが第1舌部最小流路断面積部P2より下流側に配されると、第2仕切り壁37bの一端37baは、第1舌部35aおよび第2舌部35bとは別の新たな舌部となり得る。
Similarly, one end 37ba of the
タービン翼車17の周囲に配される舌部の数が増加すると、タービン翼車17の羽根が振動し易くなり、タービン翼車17の耐久性が低下するおそれがある。そのため、本実施形態では、第1仕切り壁37aの一端37aaは、第2舌部最小流路断面積部P1より下流側には配されない。また、第2仕切り壁37bの一端37baは、第1舌部最小流路断面積部P2より下流側には配されない。これにより、タービン翼車17の短命化を抑制できる。
When the number of tongues arranged around the
また、第1仕切り壁37aおよび第2仕切り壁37bがタービン翼車17の径方向に延在(すなわち、タービンスクロール流路31を軸方向に分割)すると、タービン翼車17には、軸方向の異なる位置から排気が供給される。すると、タービン翼車17には、軸方向に不均一に排気が供給される。軸方向に不均一に排気が供給されると、タービン翼車17の回転効率が低下する。
When the
一方、第1仕切り壁37aおよび第2仕切り壁37bがタービン翼車17の軸方向に延在すると、タービン翼車17には、軸方向に大凡均一に排気が供給される。これにより、第1仕切り壁37aおよび第2仕切り壁37bは、径方向に延在するよりも、軸方向に延在する方が、タービン翼車17の回転効率を向上させることができる。
On the other hand, when the
また、図3A、図3B、および、図3Cで説明したとおり、第1タービンスクロール流路31aおよび第2タービンスクロール流路31bの流路断面形状は、上流側から下流側に進むにつれて変化する。そのため、第1仕切り壁37aは、一端37aaの方が他端37abよりも、第1タービンスクロール流路31aの幅方向の中心位置に対し、タービン翼車17の中心軸CAから離隔している。これにより、第1仕切り壁37aは、内径側第1分割流路31aaおよび外径側第1分割流路31abの流路断面積を上流側から下流側まで大凡等しくすることができる。また、第2仕切り壁37bは、一端37baの方が他端37bbよりも、第2タービンスクロール流路31bの幅方向の中心位置に対し、タービン翼車17の中心軸CAから離隔している。これにより、第2仕切り壁37bは、内径側第2分割流路31baおよび外径側第2分割流路31bbの流路断面積を上流側から下流側まで大凡等しくすることができる。
Further, as described with reference to FIGS. 3A, 3B, and 3C, the cross-sectional shapes of the first turbine
以上、添付図面を参照しながら本開示の一実施形態について説明したが、本開示はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。 As described above, one embodiment of the present disclosure has been described with reference to the accompanying drawings, but it is needless to say that the present disclosure is not limited to such an embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or modifications can be made within the scope of the appended claims, and those modifications naturally belong to the technical scope of the present disclosure. Is done.
上記実施形態では、第1仕切り壁37aの他端37abおよび第2仕切り壁37bの他端37bbがガス流入口33に配される例について説明した。しかし、これに限定されず、第1仕切り壁37aの他端37abおよび第2仕切り壁37bの他端37bbは、ガス流入口33に配されていなくてもよい。例えば、第1仕切り壁37aの他端37abは、ガス流入口33と第2舌部最小流路断面積部P1との間に配されてもよい。また、第2仕切り壁37bの他端37bbは、ガス流入口33と第1舌部最小流路断面積部P2との間に配されてもよい。その場合、排気マニホールドEMの各配管EM1〜EM4は、ガス流入口33から第1仕切り壁37aの他端37ab、および第2仕切り壁37bの他端37bbまで延在してもよい。
In the above-described embodiment, an example in which the other end 37ab of the
上記実施形態では、第1仕切り壁37aおよび第2仕切り壁37bがタービン翼車17の軸方向に延在する例について説明した。しかし、これに限定されず、第1仕切り壁37aおよび第2仕切り壁37bは、タービン翼車17の径方向に延在してもよい。
In the above embodiment, the example in which the
上記実施形態では、第1仕切り壁37aの一端37aaの方が他端37abよりも、第1タービンスクロール流路31aの幅方向の中心位置に対し、タービン翼車17の中心軸CAから離隔する例について説明した。しかし、第1仕切り壁37aの一端37aaおよび他端37abの位置は、これに限定されない。例えば、第1仕切り壁37aは、一端37aaの方が他端37abよりも、第1タービンスクロール流路31aの幅方向の中心位置に対し、タービン翼車17の中心軸に近接してもよい。このとき、内径側第1分割流路31aaと外径側第1分割流路31abの流路断面積は、等しくてもよいし、異なっていてもよい。ただし、内径側第1分割流路31aaと外径側第1分割流路31abの流路断面積を等しくすることで、タービン翼車17にバランスよく負荷がかけられる。その結果、タービン翼車17の短命化を抑制することができる。
In the above embodiment, an example in which the one end 37aa of the
上記実施形態では、第2仕切り壁37bの一端37baの方が他端37bbよりも、第2タービンスクロール流路31bの幅方向の中心位置に対し、タービン翼車17の中心軸から離隔する例について説明した。しかし、第2仕切り壁37bの一端37baおよび他端37bbの位置は、これに限定されない。例えば、第2仕切り壁37bは、一端37baの方が他端37bbよりも、第2タービンスクロール流路31bの幅方向の中心位置に対し、タービン翼車17の中心軸CAに近接していてもよい。このとき、内径側第2分割流路31baと外径側第2分割流路31bbの流路断面積は、等しくてもよいし、異なっていてもよい。ただし、内径側第2分割流路31baと外径側第2分割流路31bbの流路断面積を等しくすることで、タービン翼車17にバランスよく負荷がかけられる。その結果、タービン翼車17の短命化を抑制することができる。
In the above embodiment, an example in which the one end 37ba of the
本開示は、タービンおよび過給機に利用することができる。 The present disclosure can be used for turbines and superchargers.
5 タービンハウジング(ハウジング)
17 タービン翼車
31 タービンスクロール流路
31a 第1タービンスクロール流路
31b 第2タービンスクロール流路
35a 第1舌部
35b 第2舌部
37a 第1仕切り壁
37aa 一端
37ab 他端
37b 第2仕切り壁
37ba 一端
37bb 他端
P1 位置(第2舌部最小流路断面積部)
P2 位置(第1舌部最小流路断面積部)
S 収容部
T タービン
TC 過給機
5 Turbine housing (housing)
17
P2 position (first tongue minimum flow path cross-sectional area)
S Housing T Turbine TC Turbocharger
Claims (4)
前記ハウジングに形成され、前記収容部と連通する第1タービンスクロール流路と、
前記ハウジングに形成され、前記収容部と前記第1タービンスクロール流路が連通する位置に対し、前記タービン翼車の周方向の異なる位置で前記収容部と連通する第2タービンスクロール流路と、
前記ハウジングのうち、前記第1タービンスクロール流路の下流端に面する位置に設けられ、前記第1タービンスクロール流路と前記第2タービンスクロール流路とを区画する第1舌部と、
前記ハウジングのうち、前記第2タービンスクロール流路の下流端に面する位置に設けられ、前記第2タービンスクロール流路と前記第1タービンスクロール流路とを区画する第2舌部と、
前記第1タービンスクロール流路内に設けられ、前記第1タービンスクロール流路のうち前記第2舌部に面する部位の中で、流路断面積が最小となる位置に一端が設けられ、他端が前記一端よりも前記第1タービンスクロール流路の上流側に配される第1仕切り壁と、
前記第2タービンスクロール流路内に設けられ、前記第2タービンスクロール流路のうち前記第1舌部に面する部位の中で、流路断面積が最小となる位置に一端が設けられ、他端が前記一端よりも前記第2タービンスクロール流路の上流側に配される第2仕切り壁と、
を備えるタービン。 A housing in which a housing portion for housing the turbine wheel is formed,
A first turbine scroll passage formed in the housing and communicating with the housing portion;
A second turbine scroll passage formed in the housing and communicating with the housing at a different position in a circumferential direction of the turbine wheel with respect to a position where the housing and the first turbine scroll flow communicate with each other;
A first tongue provided in the housing at a position facing a downstream end of the first turbine scroll flow path, and separating the first turbine scroll flow path and the second turbine scroll flow path;
A second tongue provided in the housing at a position facing a downstream end of the second turbine scroll flow path, and separating the second turbine scroll flow path and the first turbine scroll flow path;
One end is provided in the first turbine scroll flow path, and one end is provided at a position where a flow path cross-sectional area is minimized in a portion of the first turbine scroll flow path facing the second tongue; A first partition wall having an end disposed upstream of the one end in the first turbine scroll flow path;
One end is provided in the second turbine scroll flow path, and one end is provided at a position where the flow path cross-sectional area is minimized in a portion of the second turbine scroll flow path facing the first tongue portion, A second partition wall having an end disposed upstream of the one end in the second turbine scroll flow path;
A turbine comprising:
請求項1に記載のタービン。 The turbine according to claim 1, wherein the first partition wall and the second partition wall extend in an axial direction of the turbine wheel.
前記第2仕切り壁は、前記一端の方が前記他端よりも、前記第2タービンスクロール流路の幅方向の中心位置に対し、前記タービン翼車の中心軸から離隔する
請求項2に記載のタービン。 The first partition wall is separated from the center axis of the turbine wheel with respect to the center position in the width direction of the first turbine scroll flow path at the one end than the other end,
3. The second partition wall according to claim 2, wherein the one end is more distant from the center axis of the turbine wheel with respect to the center position in the width direction of the second turbine scroll flow path than the other end. 4. Turbine.
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JP2018183757A JP2020051384A (en) | 2018-09-28 | 2018-09-28 | Turbine and supercharger |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN115362310A (en) * | 2020-07-09 | 2022-11-18 | 株式会社Ihi | Turbine and supercharger |
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- 2018-09-28 JP JP2018183757A patent/JP2020051384A/en active Pending
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