JP3341806B2 - Variable displacement turbocharger - Google Patents
Variable displacement turbochargerInfo
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Control Of Turbines (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、可変容量型過給機
の改良に関し、特に自動車用の過給機に適用して好適な
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a variable-capacity supercharger, and is particularly suitable for a supercharger for an automobile.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の構造においては、可動ノズルベー
ンの回転時には、リンク板の回転半径ｒと回転リングの
回転半径ｒ0 の違いにより、相対すべりが発生する。そ
の相対すべりが拘束されると、必要な可動ノズルベーン
の回転角が得られない。したがって、リンク板と回転リ
ングの切欠き部には、一定量のすきますなわちクリアラ
ンスが要求された。また、リンク板を回転リングの切欠
き部に挿入するためにも、クリアランスは必要である。
さらに、可動ノズルベーンは室温から 800℃程度（その
最高温度は自動車の車種によって異なる。）の温度変化
を受ける。このため、リンク板と回転リングの熱膨張差
でクリアランスが時間経過とともに変化することにな
る。以上の結果、クリアランスの存在で可動ノズルベー
ンの回転時の衝撃力が大きくなり、また可動ノズルベー
ンに作用する流体力の変化で衝撃力が発生し、リンク板
及び回転リングの切欠き部の摩耗、クリープ変形が問題
となる欠点があった。これを避けるために、 ｉ）リンク機構を用いて相対すべり抑える。In a conventional structure, when the rotation of the movable nozzle vanes, the difference in the rotation radius r 0 of the rotating radius r of the link plate rotating ring, relative sliding occurs. If the relative slip is restricted, a required rotation angle of the movable nozzle vane cannot be obtained. Therefore, a certain amount of clearance, that is, clearance is required in the notch between the link plate and the rotary ring. Also, clearance is required to insert the link plate into the notch of the rotating ring.
Furthermore, the movable nozzle vanes undergo a temperature change from room temperature to about 800 ° C (the maximum temperature varies depending on the type of automobile). Therefore, the clearance changes over time due to the difference in thermal expansion between the link plate and the rotary ring. As a result, the presence of the clearance increases the impact force during rotation of the movable nozzle vane, and the change in fluid force acting on the movable nozzle vane generates an impact force, causing wear and creep of the notch of the link plate and the rotating ring. There was a disadvantage that deformation was a problem. To avoid this, i) suppress relative slip using a link mechanism.
【０００３】あるいは、実開昭57-180117号公報記載の
ように、 ii）低剛性リンク板を用いて衝撃力を低減する。[0003] Alternatively, as described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 57-180117, ii) the impact force is reduced by using a low-rigidity link plate.
【０００４】などの対策がとられてきた。The following measures have been taken.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、簡単
な構造で衝撃力を低減し、さらにすべての温度条件下で
クリアランスをほぼ一定に保つことで、摩耗及びクリー
プ変形を抑えることのできる可変容量型過給器を提供す
ることにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to reduce abrasion and creep deformation by reducing the impact force with a simple structure and keeping the clearance substantially constant under all temperature conditions. An object of the present invention is to provide a variable-capacity supercharger.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、スクロール流路に複数個の可動ノズルベーン
を設けて、タービンの効率向上を図った可変容量型過給
機において、前記可動ノズルベーンの回転軸に、該回転
軸に回転力を与えるためのリンク板を取り付け、且つ該
各リンク板と係号する切欠きを設けた回転リングを前記
各回転軸を包囲して配置し、該回転リングの切欠き近傍
の片側または両側にスリットを設けたことを特徴とする
可変容量型過給機を提供する。In order to achieve the above object, the present invention relates to a variable displacement supercharger in which a plurality of movable nozzle vanes are provided in a scroll flow path to improve turbine efficiency. A link plate for applying a rotational force to the rotary shaft is attached to the rotary shaft, and a rotary ring provided with a notch that is associated with each link plate is arranged so as to surround the rotary shaft, Provided is a variable displacement supercharger characterized in that a slit is provided on one or both sides near a notch of a ring.
【０００７】本発明は、スクロール流路に複数個の可動
ノズルベーンを設けて、タービンの効率向上を図った可
変容量型過給機において、前記可動ノズルベーンの回転
軸に、回転力を与えるための板幅中央部にスリットを設
けたひょうたん形のリンク板を取り付け、且つ該各リン
ク板と係号する切欠きを設けた回転リングを前記各回転
軸を包囲して配置したことを特徴とする可変容量型過給
機を提供する。According to the present invention, in a variable displacement supercharger in which a plurality of movable nozzle vanes are provided in a scroll flow path to improve the efficiency of a turbine, a plate for applying a rotational force to a rotating shaft of the movable nozzle vane is provided. A variable capacity, wherein a gourd-shaped link plate provided with a slit in the center of the width is attached thereto, and a rotary ring provided with a notch which is associated with each link plate is arranged so as to surround each of said rotary shafts. Provide mold supercharger.
【０００８】本発明はスクロール流路に複数個の可動ノ
ズルベーンを設けて、タービンの効率向上を図った可変
容量型過給機において、前記可動ノズルベーンの回転軸
に、該回転軸に回転力を与えるための板幅中央部にスリ
ットを設けたひょうたん形のリンク板を取り付け、且つ
該各リンク板と係号する切欠きを設けた回転リングを前
記各回転軸を包囲して配置し、該回転リングの切欠き近
傍の片側または両側にスリットを設けたことを特徴とす
る可変容量型過給機を提供する。According to the present invention, in a variable displacement supercharger in which a plurality of movable nozzle vanes are provided in a scroll flow path to improve the efficiency of a turbine, a rotational force is applied to the rotating shaft of the movable nozzle vane. A gourd-shaped link plate provided with a slit in the center of the width of the plate is provided, and a rotary ring provided with a notch that is associated with each link plate is arranged so as to surround each of the rotary shafts. And a slit provided on one or both sides near the notch of the variable displacement supercharger.
【０００９】上記構成とすることにより、回転リングの
切欠き近傍の曲げ剛性が低下し、可動ノズルベーンの回
転エネルギの多くをこの部分の弾性変形エネルギとして
消費できるから、衝撃力を大幅に低減することができ
る。また、回転リングの切欠き近傍の曲げ剛性低下は、
その部分の弾性変形を利用することにより、切欠き部へ
のリンク板の挿入を容易に行うことができ、さらにすべ
ての温度条件下で、しかもその接触面圧が小さい範囲で
クリアランスを０にすることが可能である。With the above structure, the bending stiffness in the vicinity of the notch of the rotary ring decreases, and much of the rotational energy of the movable nozzle vane can be consumed as the elastic deformation energy of this portion, so that the impact force is greatly reduced. Can be. In addition, the bending rigidity decrease near the notch of the rotating ring is
By utilizing the elastic deformation of that portion, the link plate can be easily inserted into the notch, and the clearance is reduced to 0 under all temperature conditions and in a range where the contact surface pressure is small. It is possible.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明に関する一実施例を
図面に基づいて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１１】図１は、本発明を適用した可変容量型過給
機の一例である。タービン９は、タービン軸８に取り付
けられる。そのタービン吸気側に可動ノズルベーン１が
タービン９を包囲する如く複数個配置される。可動ノズ
ルベーン１の回転軸２に、回転力を与えるためのリンク
板３を取り付け、リンク板３と係合する回転リング４を
回転軸２を包囲する如く配置する。該回転リング４には
後述するように、切欠き近傍の片側または両側にスリッ
トが設けてある。可動ノズルベーン１の回転軸２の一つ
を軸方向に伸ばし、そこに可動用リンク機構１１を設
け、この可動用リンク機構１１を空気シリンダ、油圧シ
リンダ等を用いて可動させる。FIG. 1 shows an example of a variable displacement supercharger to which the present invention is applied. The turbine 9 is mounted on the turbine shaft 8. A plurality of movable nozzle vanes 1 are arranged on the turbine intake side so as to surround the turbine 9. A link plate 3 for applying a rotational force is attached to the rotating shaft 2 of the movable nozzle vane 1, and a rotating ring 4 that engages with the link plate 3 is arranged so as to surround the rotating shaft 2. As described later, the rotating ring 4 is provided with a slit on one or both sides near the notch. One of the rotating shafts 2 of the movable nozzle vane 1 is extended in the axial direction, and a movable link mechanism 11 is provided there. The movable link mechanism 11 is moved using an air cylinder, a hydraulic cylinder, or the like.
【００１２】図２に、本発明の第一の実施例の要部を示
す。可動ノズルベーン１の回転軸２に、該回転軸２に回
転力を与えるためのリンク板３を取り付け、且つ該リン
ク板３と係合する切欠き５を設けた回転リング４を前記
回転軸２を包囲する如く配置し、該前記回転リング４の
切欠き部５の近傍の両側にスリット６を設けた。前述す
るように片側のスリットでも効果がある。回転リング４
の切欠き部５の近傍にスリット６を設けることにより、
曲げ剛性の小さな低剛性部４ａが存在する。これによ
り、リンク板３と回転リング４の切欠き部５との嵌合が
容易となる。また、熱膨張差を予め考慮して、その嵌合
部を締まりばめとすることにより、小さな面圧ですべて
の温度領域でクリアランスを０にできる。いま、可動ノ
ズルベーン１の回転エネルギが、最も曲げ剛性が小さい
回転リング４の低剛性部４ａの曲げ変形エネルギに変換
されると仮定する。低剛性部４ａの曲げ変形エネルギＥ
ｂは、単純な片持ちはりと考えると、次式で表される。FIG. 2 shows a main part of the first embodiment of the present invention. A link plate 3 for applying a rotational force to the rotary shaft 2 is attached to the rotary shaft 2 of the movable nozzle vane 1, and a rotary ring 4 provided with a notch 5 engaged with the link plate 3 is attached to the rotary shaft 2. The rotary ring 4 was arranged so as to surround it, and slits 6 were provided on both sides of the rotary ring 4 near the notch 5. As described above, an effect is obtained even with a slit on one side. Rotating ring 4
By providing a slit 6 near the notch 5 of
There is a low rigidity portion 4a having a small bending rigidity. Thereby, the link plate 3 and the notch 5 of the rotating ring 4 can be easily fitted. In addition, by taking the thermal expansion difference into consideration in advance, the clearance can be made zero in all temperature regions with a small surface pressure by setting the fitting portion to interference fit. Now, it is assumed that the rotational energy of the movable nozzle vane 1 is converted into the bending deformation energy of the low rigidity portion 4a of the rotary ring 4 having the smallest bending rigidity. Bending deformation energy E of low rigidity portion 4a
b is expressed by the following equation, assuming a simple cantilever.
【００１３】[0013]
【数１】 (Equation 1)
【００１４】ここで、Ｆは衝撃力、ｌは片持ちはりの支
点・衝撃力作用点間の距離、ＥＩは曲げ剛性であり、断
面二次モーメントＩは、次式で求めることができる。Here, F is the impact force, l is the distance between the fulcrum and the impact point of the cantilever, EI is the bending stiffness, and the secondary moment of area I can be obtained by the following equation.
【００１５】[0015]
【数２】 (Equation 2)
【００１６】ここで、ｔは図１に示す板厚、ｂは板幅で
ある。先の仮定から、可動ノズルベーン１の回転エネル
ギをＥｒとすればＥｂ＝Ｅｒであるから、衝撃力Ｆは、
次式となる。Here, t is the plate thickness shown in FIG. 1, and b is the plate width. From the above assumption, if the rotational energy of the movable nozzle vane 1 is Er, then Eb = Er.
The following equation is obtained.
【００１７】[0017]
【数３】 (Equation 3)
【００１８】上式から、衝撃力Ｆは低剛性部４ａの板厚
ｔの１．５乗に比例することがわかる。 図３に、本発
明の第二の実施例の要部を示す。これは、ひょうたん形
のリンク板３の板幅の中央部にスリット７を設けたもの
である。この場合には、可動ノズルベーン１の回転エネ
ルギが、スリット付リンク板３の曲げ変形エネルギとし
て消費される。いま、スリット付リンク板３の片側片の
板幅大とリンク板の板厚t0によって表される比 t/t0 =
1/3 とすれば、衝撃力Ｆは 1/3の 1.5乗すなわち1/5.2
となる。From the above equation, it can be seen that the impact force F is proportional to the 1.5th power of the plate thickness t of the low rigidity portion 4a. FIG. 3 shows a main part of a second embodiment of the present invention. This is provided with a slit 7 at the center of the plate width of the gourd-shaped link plate 3. In this case, the rotational energy of the movable nozzle vane 1 is consumed as the bending deformation energy of the link plate 3 with slits. Now, a ratio t / t 0 = expressed by the width of one side of the link plate 3 with slit and the thickness t 0 of the link plate.
Assuming 1/3, the impact force F is 1/3 to the 1.5th power, ie 1 / 5.2
Becomes
【００１９】以上の結果、第一または第二の実施例によ
って可動ノズルベーン回転時の衝撃力を大幅に低減する
ことが可能となる。As a result, according to the first or second embodiment, it is possible to greatly reduce the impact force when the movable nozzle vane rotates.
【００２０】第一の実施例と第二の実施例を組み合せる
ことが可能である。この場合、過給機の構造は、可動ノ
ズルベーンの回転軸に、該回転軸に回転力を与えるため
の板幅中央部にスリットを設けたひょうたん形のリンク
板を取り付け、且つ該各リンク板と係号切欠きを設けた
回転リングを各回転軸を包囲して配置し、回転リングの
切欠き近傍の片側または両側にスリットを設けたものと
なる。この構造によれば、衝撃力を更に大幅に低減する
ことができる。It is possible to combine the first embodiment and the second embodiment. In this case, the structure of the supercharger is such that a gourd-shaped link plate provided with a slit at a plate width central portion for applying a rotating force to the rotating shaft is attached to the rotating shaft of the movable nozzle vane, and A rotary ring provided with a notch notch is disposed so as to surround each rotary shaft, and a slit is provided on one or both sides near the notch of the rotary ring. According to this structure, the impact force can be further greatly reduced.
【００２１】[0021]
【発明の効果】本発明によれば、可動ノズルベーン回転
時の衝撃力を大幅に低減できるから、リンク板と回転リ
ングの切欠き部との接触面の摩耗及びクリープ変形を抑
えることができるという効果がある。According to the present invention, since the impact force during rotation of the movable nozzle vane can be greatly reduced, abrasion and creep deformation of the contact surface between the link plate and the notch of the rotating ring can be suppressed. There is.
【図１】本発明の実施例である可変容量型過給機の一例
を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing an example of a variable displacement supercharger according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の一実施例の要部を拡大して示す側面
図。FIG. 2 is an enlarged side view showing a main part of one embodiment of the present invention.
【図３】本発明の一実施例の要部を拡大して示す側面
図。FIG. 3 is an enlarged side view showing a main part of one embodiment of the present invention.
１…可動ノズルベーン、２…回転軸、３…リンク板、４
…回転リング、４ａ…低剛性部、５…切欠き部、６…ス
リット、７…スリット、８…タービン軸、９…タービ
ン、１０…ケーシング、１１…可動用リンク機構DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Movable nozzle vane, 2 ... Rotary axis, 3 ... Link plate, 4
... Rotating ring, 4a ... Low rigidity part, 5 ... Notch part, 6 ... Slit, 7 ... Slit, 8 ... Turbine shaft, 9 ... Turbine, 10 ... Casing, 11 ... Movable link mechanism
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02B 37/24 F01D 17/16 F01D 17/14 F01D 17/18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F02B 37/24 F01D 17/16 F01D 17/14 F01D 17/18
Claims (3)
ンを設けて、タービンの効率向上を図った可変容量型過
給機において、 前記可動ノズルベーンの回転軸に、該回転軸に回転力を
与えるためのリンク板を取り付け、且つ該各リンク板と
係号する切欠きを設けた回転リングを前記各回転軸を包
囲して配置し、該回転リングの切欠き近傍の片側または
両側にスリットを設けたことを特徴とする可変容量型過
給機。1. A variable displacement supercharger in which a plurality of movable nozzle vanes are provided in a scroll flow path to improve the efficiency of a turbine, wherein a rotational force is applied to a rotating shaft of the movable nozzle vane. A rotary ring provided with a notch attached to each of the link plates and provided with a notch associated with each link plate is arranged so as to surround each of the rotary shafts, and a slit is provided on one or both sides near the notch of the rotary ring. A variable displacement supercharger characterized by the following.
ンを設けて、タービンの効率向上を図った可変容量型過
給機において、 前記可動ノズルベーンの回転軸に、回転力を与えるため
の板幅中央部にスリットを設けたひょうたん形のリンク
板を取り付け、且つ該各リンク板と係号する切欠きを設
けた回転リングを前記各回転軸を包囲して配置したこと
を特徴とする可変容量型過給機。2. A variable displacement supercharger in which a plurality of movable nozzle vanes are provided in a scroll flow path to improve the efficiency of a turbine, wherein a center of a plate width for applying a rotational force to a rotating shaft of the movable nozzle vane is provided. A gourd-shaped link plate provided with a slit at a portion thereof, and a rotary ring provided with a notch which is associated with each link plate is arranged so as to surround each of said rotary shafts. Feeder.
ンを設けて、タービンの効率向上を図った可変容量型過
給機において、 前記可動ノズルベーンの回転軸に、該回転軸に回転力を
与えるための板幅中央部にスリットを設けたひょうたん
形のリンク板を取り付け、且つ該各リンク板と係号する
切欠きを設けた回転リングを前記各回転軸を包囲して配
置し、該回転リングの切欠き近傍の片側または両側にス
リットを設けたことを特徴とする可変容量型過給機。3. A variable displacement supercharger in which a plurality of movable nozzle vanes are provided in a scroll flow path to improve the efficiency of a turbine, wherein a rotational force is applied to a rotating shaft of the movable nozzle vane. A gourd-shaped link plate provided with a slit at the center of the plate width is attached, and a rotary ring provided with a notch that is associated with each link plate is arranged so as to surround each of the rotary shafts. A variable-capacity supercharger, characterized in that a slit is provided on one or both sides near a notch.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22500996A JP3341806B2 (en) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | Variable displacement turbocharger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22500996A JP3341806B2 (en) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | Variable displacement turbocharger |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1061450A JPH1061450A (en) | 1998-03-03 |
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Family
ID=16822654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22500996A Expired - Fee Related JP3341806B2 (en) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | Variable displacement turbocharger |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3341806B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE112019007259B4 (en) * | 2019-06-26 | 2024-10-17 | Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. | VARIABLE NOZZLE DEVICE AND EXHAUST GAS TURBOCHARGER WITH VARIABLE DISPLACEMENT |
-
1996
- 1996-08-27 JP JP22500996A patent/JP3341806B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1061450A (en) | 1998-03-03 |
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