JPH0217692B2

JPH0217692B2 -

Info

Publication number: JPH0217692B2
Application number: JP60056341A
Authority: JP
Inventors: Asao Tadokoro; Ikuo Matsuda
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1985-03-19
Filing date: 1985-03-19
Publication date: 1990-04-23
Also published as: JPS61215424A; DE3667695D1; EP0196183B1; EP0196183A3; EP0196183A2

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、排気ターボ過給機のタービンケーシ
ングに複数の排気ガス導入口を形成し、該複数の
排気ガス導入口を適宜の弁装置によつてエンジン
の運転状態に応じて開閉制御することにより上記
タービンケーシング内における排気ガス通路の通
路面積を可変とした排気ターボ過給装置に関する
ものである。

（従来の技術）従来の排気ターボ過給機においては、そのター
ビンケーシングの内部に単一の排気通路を形成し
且つ該排気通路の通路面積を固定的に設定すると
ともに、エンジンの全運転領域を通じて可及的に
高水準のタービン効率が得られるようにするとい
う観点からタービン効率を決定するＡ／Ｒ値（但
し、Ａ：タービンケーシングの排気ガス通路の通
路面積、Ｒ：タービンケーシングのスクロール部
の曲率半径）をエンジンの中速運転時の排気ガス
量に応じて設定するのが通例であつた。

ところが、このように、Ａ／Ｒ値をエンジンの
中速運転時に対応させて設定した場合には、エン
ジンの高速運転領域においては排気ガス量が上記
基準排気ガス量よりも多くなるところから排気ガ
スの流通抵抗が増大し、排気ガスのもつ排気エネ
ルギーが十分に活用できず、しかもエンジン側に
おいてはその排圧が高まるところから燃焼性が悪
化してエンジン出力が十分に得られない等の問題
が発生し、これに対してエンジンの低速運転領域
においては排気ガス量が上記基準排気ガス量より
も少なくなるところから排気ガスの流速が低下
し、タービンホイールの回転が十分に得られずタ
ービン効率が低下するという問題が発生すること
になる。

このような単一の排気ガス通路を有するタービ
ンケーシングを備えた排気ターボ過給機特有の欠
点を改善するために、タービンケーシング内の排
気ガス通路を複数に区画し、この複数に区画され
た排気ガス通路を弁装置によつて開閉制御するこ
とにより上記排気ガス通路の通路面積をエンジン
の運転状態に応じて可変とし、もつてエンジン全
運転領域を通じて高水準の過給性能を確保すると
いう技術の開発が試みられている（例えば、特開
昭58−18522号公報参照）。

ところが、この公知例のものにおいては、上記
弁装置が、排気管側に回動自在に軸支された弁支
持体に対して弁体を固定的に取り付けた構造であ
るため、例えば該弁支持体と弁体との間に組付誤
差あるいは熱膨張の影響で相対的な位置変化が生
じた場合には、該弁体を弁座面に対して適正に当
接させることができず結果的に該弁装置の作動精
度が損なわれ過給性能が悪化することになる。

（発明の目的）本発明はかかる問題点に鑑み、弁装置の組付誤
差あるいは熱膨張の影響を可及的に排除してその
作動精度を常時高水準に維持し過給性能の向上を
図るとともに、併せて弁装置自身による排気ガス
の流通抵抗の低減及び弁装置の熱劣化の抑制とを
図り得るようにした排気ターボ過給装置を提供す
ることを目的としてなされたものである。

（目的を達成するための手段）本発明は上記の目的を達成するための手段とし
て、排気ガス導入口が形成されたタービンケーシ
ングと、エンジンの各気筒からの排気ガスの流通
路となる複数の分岐管部と該各分岐管部をその下
流側において集合させ該排気ガスをその入口部か
ら出口部にむけて流通せしめる集合管部とを備え
るとともに該集合管部の出口部近傍には該集合管
部の外方へ部分的に拡張する拡張部が形成され且
つ該出口部の外端面に上記タービンケーシングの
排気ガス導入口が接続される排気管と、上記排気
管に対してその拡張部内において軸支された作動
中心軸を中心として揺動する弁支持体と該弁支持
体に浮動自在に支持した弁体とからなり上記ター
ビンケーシングの排気ガス導入口側端面を弁座面
として上記排気ガス導入口を開閉する弁装置とを
備えたことを特徴とするものである。

（作用）本発明では上記の手段により、 (1) 弁装置が、その弁支持体に対して弁体を浮動
自在に支持せしめて構成されているため、たと
え該弁支持体と弁体との間に組付誤差あるいは
熱膨張により相対的な位置変化が生じたとして
も該弁体を弁座面に対して常に適正な状態で当
接させることができることになる、 (2) 弁支持体を軸支する作動中心軸が排気管の集
合管部を側方にむけて部分的に拡張してなる拡
張部内に設けられているため、弁装置の開弁状
態時においては弁支持体及び弁体が該拡張部側
に収納されこれらが上記集合管部の排気ガス通
路側に突出するのが可及的に防止される、 (3) 弁装置の閉弁状態時においては、該作動中心
軸は拡張部内に設けられていることから、また
タービンケージグの排気ガス導入口の周縁部は
弁体によつて覆われていることから、それぞれ
これらが高温の排気ガスに直接さらされること
が可及的に防止される、等の作用が得られる。

（発明の効果）従つて、本発明の排気ターボ過給装置によれ
ば、 (1) 弁体が弁支持体に対して浮動自在に支持され
ており、該弁体が弁座面に対して常に適正状態
で当接するところから、弁装置の作動精度が高
水準に維持され、より一層過給性能の向上が図
られる、 (2) 弁装置の開弁状態時において弁支持体及び弁
体が排気ガスの通路内に突出してその流通抵抗
となるのが可及的に防止されることから、該排
気ガスの流通がよりスムーズとなり、より一層
過給性能の向上が図られる、 (3) 作動中心軸及び弁体が当接するタービンケー
シングの排気ガス導入部の周縁部に排気ガスが
当たるのが可及的に抑制されるところから、こ
れらの部分における熱劣化が少なく、それだけ
弁装置の耐久性が向上する、等の効果が得られる。

（実施例）以下、第１図ないし第９図を参照して本発明の
好適な実施例を説明する。

（構成）第１図ないし第３図には本発明の実施例に係る
排気ターボ過給装置が示されており、図中符号１
はエンジン本体、２は排気ターボ過給機（後に詳
述する）であり、該排気ターボ過給機２はガスケ
ツト３（第３図参照）を介して排気管４（後に詳
述する）に固定されている。

排気ターボ過給機２は、第１図に示す如くター
ビンホイール（図示省略）を内蔵したタービンケ
ーシング２１（後に詳述する）と、コンプレツサ
ホイール（図示省略）を内蔵したコンプレツサケ
ーシング２２とをセンターケーシング２３を介し
て連結して構成されている。

タービンケーシング２１は、第１図並びに第３
図ないし第５図に示す如くその内部に形成された
スクロール状の排気ガス通路を、スクロール方向
に延設された隔壁２６によつて、該タービンケー
シング２１の軸方向に並ぶ２つの排気ガス通路即
ち、該隔壁２６の一方側に位置する断面長円状の
第１の排気ガス通路２７と、該隔壁２６の他方側
に位置し且つ上記第１の排気ガス通路２７より通
路面積の小さい断面長円状の第２の排気ガス通路
２８の左右２つの排気ガス通路に分割している。
この２つの排気ガス通路２７，２８は、ともにそ
の排気ガス上流側の開口端で構成される排気ガス
導入口２９，３０を、排気管４側への衝合面とし
て作用するタービンケーシング２１の排気ガス上
流側の端面２１ａ上に開口させている。尚、この
２つの排気ガス導入口２９，３０のうち、第１の
排気ガス導入口２９はエンジンの全運転域を通し
で常開とされるが、第２の排気ガス導入口３０
は、後述する弁装置６によつて排気ガスの流量の
少ないエンジンの低速運転時には閉塞され、排気
ガスの流量の多いエンジンの高速運転時には開口
されるものであり、該第２の排気ガス導入口３０
が特許請求の範囲中の高速用排気ガス導入口に該
当する。従つて、エンジンの低速運転時には第１
の排気ガス導入口２９のみが開口し、排気ガスは
第１の排気ガス通路２７を通つてタービンケーシ
ング２１のスクロール部２１ｂ側に導入され、こ
れに対してエンジンの高速運転時には第１の排気
ガス導入口２９と第２の排気ガス導入口３０の両
方が開口しており、排気ガスは第１の排気ガス通
路２７と第２の排気ガス通路２８の両方からター
ビンケーシング２１のスクロール部２１ｂ側に導
入されることとなる。

又、この場合、この実施例においては本発明を
適用してタービンケーシング２１の端面２１ａの
うち、上記隔壁２６の端面２６ａを含めた上記第
２の排気ガス導入口３０の口縁部に位置する略長
円環状部分を後述する弁装置６に対する弁座面３
３としている。

このように、タービンケーシング２１の端面２
１ａの一部を弁装置６の弁座面３３とすると、該
第２の排気ガス導入口３０が排気ガスの流通方向
に対向して開口することとなる。このため、弁装
置６の開弁状態時には、排気ガスは迂回すること
なくほぼ直線状に低流通抵抗でもつてスムーズに
タービンケーシング２１側に流入し、該排気ガス
流が迂回流となる場合に比して流通抵抗の減少分
だけタービン効率が向上せしせられることにな
る。

また、この場合、第２の排気ガス導入口３０の
開口部の全域が排気ガスの流通路として有効に機
能可能であり、従つて、例えば排気ガスの流量を
一定とした場合には、排気ガスの流通方向と第２
の排気ガス導入口３０の軸心方向とが交差するよ
うな構造のものに比して該第２の排気ガス導入口
３０の口径を小さくしたりまたこれに伴つて弁装
置６も小さくできるなど、装置のコンパクト化と
いう点において有利である。

さらに、弁座面３３の平面方向が排気ガスの流
通方向に略直交する方向とされているため、該弁
座面３３の平面方向と排気ガスの流通方向とが略
平行とされた場合に比して該弁座面３３における
シール性が良好であり（即ち、後述する弁装置６
の弁体６１が上記弁座面３３に着座したとき、両
者間のシール面の延出方向が排気ガスの流通方向
と直交しそれだけ該シール面に沿つて洩出する排
気ガスの流通抵抗が増大するため）、それだけ排
気ガスの流通制御が確実に行なわれることとな
る。

また、タービンケーシング２１には隔壁２６が
形成されているため、該隔壁２６を有しない構造
のタービンケーシングの場合に比してその構造が
複雑で且つ不整定な熱変形も多くなるわけである
が、この実施例のものにおいては、後述する如く
弁装置６を該タービンケーシング２１側にではな
く該タービンケーシング２１に比べて比較的構造
が簡単であり不整定な熱変形が生じにくい排気管
４側に設けるようにしているため、弁装置６を備
えた排気ターボ過給装置のタービンケーシングで
あるにもかかわらず該タービンケーシング２１の
構造の複雑化を最小限度に抑えることが可能であ
り、またそれにより形状の大型化も可及的に抑制
されることとなる。

尚、第１図において符号３１は、タービンケー
シング２１の側部に設けられた公知の構造をもつ
ウエストゲートバルブであり、該ウエストゲート
バルブ３１はエンジンの吸気圧（過給圧）を受け
て作動する第１アクチユエータ８により開閉制御
される。

排気管４は、第１図ないし第３図に示す如くエ
ンジン本体１の各気筒の排気ポート（図示省略）
に対して略水平方向に向けて接続される４本の分
岐管４１Ａ，４１Ｂ…よりなる分岐管部４１と、
該各分岐管４１Ａ，４１Ｂ…をその排気ガス下流
端部において集合させながら該分岐管部４１から
該分岐管部４１に対して直交する方向に延出する
集合管部４２とを一体形成して構成されており、
その分岐管側の端面４ａをエンジン本体１側に衝
合させた状態で該エンジン本体１の側部に締着固
定されるとともに、集合管部４２側の端面４ｂ
（即ち、集合管部４２の上端面４２ａ）には、第
３図及び第４図に示す如く上記排気ターボ過給機
２のタービンケーシング２１がガスケツト３を介
して衝合固定されている。

この排気管４の集合管部４２の排気ガスの入口
部に位置して上記分岐管部４１に連続する連続部
４６は、第４図において投影線l₁及び第５図にお
いて想像線l₂でそれぞれ示す如く該排気管４の端
面４ｂ（即ち、集合管部４２の出口部側端面）に
上記タービンケーシング２１を締着固定した状態
において、上下方向において（即ち、排気ガスの
流通方向において）上記タービンケーシング２１
の上記第１の排気ガス導入口２９と第２の排気ガ
ス導入口３０を同時にしかも該各排気ガス導入口
２９，３０の開口方向に沿う方向において臨み得
るような開口面積及び開口方向をもつ断面略正方
形状開口とされている。従つて、集合管部４２内
の排気ガス集合通路４３と、上記第１の排気ガス
通路２７と第２の排気ガス通路２８によりなるタ
ービンケーシング２１側の排気ガス通路とが略同
軸状に連続することになり、排気管４内をその分
岐管部４１側から集合管部４２側に流通する排気
ガスＧは、上記連続部４６に案内されて該集合管
部４２内をその軸心方向に沿つて直線状に流通
し、上記タービンケーシング２１の第１の排気ガ
ス導入口２９と第２の排気ガス導入口３０側にほ
とんど流通抵抗を生じることなくスムーズに導入
せしめられることになる。

さらに、この排気管４は、その集合管部４２の
側壁のうち、上記タービンケーシング２１の上記
第２の排気ガス導入口３０に対向する側の側壁４
８を、本発明を適用して、上記連続部４６より上
記端面４ｂ側寄り位置を周方向に部分的にその径
方向側方に適宜量だけ膨出させて、その内部に上
記排気ガス集合通路４３に連続してその側方に位
置し且つその一端が上記端面４ｂ上に開口する適
宜大きさの拡張スペース４５をもつ拡張部４４と
している。この拡張部４４は、後述する弁装置６
の取付け及び収納スペースとして機能する。

弁装置６は、第４図ないし第７図に示す如く上
記排気管４の拡張部４４に取付けられて上記ター
ビンケーシング２１の第２の排気ガス導入口３０
を開閉制御するものであつて、特にこの実施例に
おいては本発明を適用して後述する如く該弁装置
６を弁体浮動式の弁装置で構成している。即ち、
弁装置６は、第５図に示す如く上記排気管４の拡
張部４４のしかも上記タービンケーシング２１の
第２の排気ガス導入口３０の長軸方向において対
向する一対の側壁のうち反エンジン本体１側に位
置する側壁４７を内外方向に（換言すれば、上記
第２の排気ガス導入口３０の長軸方向に平行な方
向に）貫通して設けられた軸受筒６６にその作動
中心軸６５を回転自在に支承せしめた弁支持体６
２と、該弁支持体６２の揺動端６２ａに形成した
弁押えプレート６３に対して一対の連結ピン６
７，６８を介してしかも浮動自在に支持された弁
体６１とを有している。この弁体６１は、第５図
に示す如く上記タービンケーシング２１の端面２
１ａの第２の排気ガス導入口３０の口縁部に形成
される上記弁座面３３に衝合せしめられた状態に
おいて、少なくとも上記第２の排気ガス導入口３
０を閉塞し且つ上記タービンケーシング２１の隔
壁２６の端面２６ａを覆うことのできるような大
きさをもつ長円形プレートとされており、しかも
その長軸方向中央部には該弁体６１をその厚さ方
向に貫通する適宜口径の通気孔７１が形成されて
いる。

このように、弁装置６の閉弁状態において上記
隔壁２６の端面２６ａが弁体６１によつて覆蓋さ
れるように構成した場合には、後述する如く該隔
壁２６の熱酸化あるいはクラツク発生等の熱劣化
現象が可及的に抑制され且つ排気ガスの流通抵抗
も低減されることになる。即ち、弁装置６の閉弁
状態において弁体６１によつて隔壁２６の端面２
６ａを覆蓋するようにすると該端面２６ａ部分が
高温の排気ガスに直接に晒される頻度が、該端面
２６ａがエンジンの全運転域を通じて排気ガスに
直接晒されるように構成されたものに比して大幅
に低減され（尚、エンジンの全運転域を通して弁
装置６が閉弁状態とされる割合は通常、約70〜80
％と高率である）、それだけ該隔壁２６の端面近
傍における熱酸化が可及的に防止される。また、
該隔壁２６の温度上昇が抑制されるところから、
該隔壁２６の端面近傍における熱応力に起因する
クラツク発生が未然に防止されることになり、こ
れらのことからタービンケーシング２１の耐久性
が向上せしめられることとなる。さらに、上記の
如く隔壁２６の端面近傍における熱酸化及びクラ
ツク発生が防止されるところから該隔壁２６の厚
さ寸法を薄くすることが可能である。従つて、そ
れだけタービンケーシング２１の軽量化及びコン
パクト化が促進されるとともに、隔壁２６が薄肉
化された分だけ弁装置６の開弁状態時における排
気ガスの流通抵抗が低減せしめられ、過給性能の
向上を図る上において好都合である。

また、この場合、弁装置６の作動中心軸６５
も、拡張部４４内に配置され排気ガスとの接触が
可及的に少ならしめられているため、その熱劣化
が少なくそれだけ弁装置６の耐久性および信頼性
が向上することになる。

一方、この弁体６１と上記弁支持体６２の弁押
えプレート６３とを連結する上記一対の連結ピン
６７，６８は第６図及び第７図に示す如く弁体６
１に対して該弁体６１の長軸方向に適宜離間して
固着されており、その上面６１ａ側に突出した嵌
合軸部６７ａ，６８ａをそれぞれ上記弁支持体６
２の弁押えプレート６３に形成したピン受孔７
２，７２に遊動自在に嵌入せしめている。又、こ
の一対の連結ピン６７，６８の上記嵌合軸部６７
ａ，６８ａの長さ寸法は、上記弁体６１と弁押え
プレート６３とを相互に浮動自在に連結できるよ
うに、上記弁押えプレート６３の厚さ寸法より適
宜寸法だけ長寸とされている。

このため、弁装置６をその閉弁状態（第６図に
図示する状態）から開弁させる場合には、その開
弁作動初期において第７図に示す如く弁体６１と
弁押えプレート６３の間に、上記通気孔７１に連
通する平行な〓間７４が形成され、上記タービン
ケーシング２１の第２の排気ガス通路２８と排気
管４の排気ガス集合通路４３とが上記通気孔７１
及び〓間７４を介して相互に連通せしめられるこ
ととなる。

従つて、第６図に示す如く弁装置６をその閉弁
状態から矢印Ａ方向（第４図参照）に回動させて
開弁させる場合、その開弁操作開始時においては
排気ガスの静圧及び動圧が弁体６１の上面６１ａ
側に負荷されているため、該弁体６１をこの排気
ガスの圧力に抗して開作動させるためには大きな
作動力が必要となるが、この実施例のものにおい
ては上記弁体６１が弁支持体６２に対して浮動自
在に支持され且つ該弁体６１に通気孔７１が形成
されているため、第７図に示す如く弁装置６の開
弁初期においては上記弁体６１と弁押えプレート
６３とが離間して高圧の排気ガス集合通路４３と
低圧の第２の排気ガス通路２８とが相互に連通さ
れる。従つて、排気ガスの一部が通気孔７１を通
つて第２の排気ガス通路２８側に流入し両者間の
圧力差が可及的に減少せしめられ（換言すれば、
弁体６１に対する開弁方向規制力が減少せしめら
れ）、該弁装置６をより小さい作動力でスムーズ
且つ迅速に開弁させることが可能となる（即ち、
後述する弁作動装置７の小形化が促進され且つ作
動中心軸６５あるいは軸受筒６６の耐摩耗性が向
上する）。

さらに、この場合、弁押えプレート６３の各ピ
ン受孔７２，７２がそれぞれ連結ピン６７，６８
の頭部６７ｂ，６８ｂによつてそれぞれ略閉塞状
態とされるため、排気ガス集合通路４３から第２
の排気ガス通路２８側へ流出する排気ガスは、該
各ピン受孔７２，７２を通ることなく弁体６１と
弁押えプレート６３との間の〓間７４から通気孔
７１側に流入することとなる。このため、弁機能
上重要な役割りを果たす上記各ピン受孔７２，７
２の内周面が高温の排気ガスに晒されて熱劣化し
弁体６１と弁支持体６２との間の遊動量が過大と
なつて弁装置６の機能を損ねるというようなこと
が未然に防止される。

また、弁体６１と弁押えプレート６３とが相互
に浮動自在に連結されているため、例えば弁体６
１と弁支持体６２との間の組付誤差、エンジン運
転時の熱膨張、経年劣化による排気管４とタービ
ンケーシング２１との間に介在されたガスケツト
３のへたり、弁体６１あるいは弁座面３３の長期
の使用による摩滅とうによつてこれら相互間に相
対的な位置変化が生じたような場合でも、該弁体
６１がこれらの間の相対関係の変化状態に追従し
て浮動変位し該弁体６１と弁座面３３との密着性
即ち、シール性が長期に亘つて良好に維持される
ことになる。

さらに、この弁装置６においては、弁体６１と
弁押えプレート６３とが一対の連結ピン６７，６
８によつて連結されているため、該弁体６１と弁
押えプレート６３との平面方向における相対位置
決めが容易で且つ一旦設定された相対位置が使用
中ズレるというようなこともない（弁体６１に対
する位置決め機能の確保）。従つて、弁体６１を
円形とすることなく長円形とすることが可能であ
り、該弁体６１を円形とする場合に比して該弁体
６１をよりコンパクトとすることが可能である。

また、このような弁体６１の位置決めが容易で
ありかつその位置ズレが発生しないという利点
は、上記の如く第２の排気ガス導入口３０の開口
形状を円形でなく長円形に形成すること即ち、第
２の排気ガス導入口３０と弁装置６の上記作動中
心軸６５との相対距離を可及的に小さく抑えた状
態でしかも該第２の排気ガス導入口３０の開口面
積を可及的に大きくとることを可能ならしめるも
のであり、この結果、弁体６１あるいは第２の排
気ガス導入口３０を円形する場合に比して該第２
の排気ガス導入口３０と上記作動中心軸６５との
間隔即ち、弁支持体６２のアーム長さを可及的に
短くして該弁装置６の開弁作動力を低下させるこ
とが可能となる（即ち、弁装置６の軽快且つ円滑
な作動が実現される）。即ち、この実施例におい
ては、このように弁支持体６１のアーム長さを短
くできることと、前述の如く弁体６１を通気孔７
１を形成したこととの相乗作用により弁装置６の
開弁作動力が一層軽減されるものである。

尚、この実施例においては、第６図及び第７図
に示す如く弁体６１に形成した通気孔７１を該弁
体６１の浮動機能を利用して開閉し、これによつ
て弁装置６の開弁時の作動力の軽減を図るように
しているが、本発明の他の実施例においては、上
記通気孔７１を形成することなく例えば第８図及
び第９図に示す如く一対の連結ピン６７，６８を
相互に長さの異なるピンで構成し、弁装置６の閉
弁状態時（第８図参照）には弁体６１の弁座面３
３への密着性を確保するとともに、その開作動初
期（第９図参照）においては上記一対の連結ピン
６７，６８の長さ寸法の違いを利用して弁体６１
をその長軸方向の一方側から開かせて該弁体６１
と上記弁座面３３との間に傾斜状の〓間７５を形
成し、該〓間７５から排気ガスの一部を第２の排
気ガス通路２８側に逃がすようにすることもでき
る。尚、この第８図及び第９図の各部材は、第６
図及び第７図の各部材と同一構成を有するもので
あり、該第６図及び第７図の各部材に付した符号
と同じ符号を付することによりその詳細説明を省
略する。

一方、この弁装置６は、後述する弁作動装置７
によつて上記作動中心軸６５を中心として矢印Ａ
−Ｂ方向に回動され、第４図において実線図示す
る閉弁位置と同図において鎖線図示（符号６′）
する開弁位置の２位置に択一的に位置決めされる
わけであるが、この場合、弁装置６の開弁位置に
おいては該弁装置６が上記排気管４の拡張スペー
ス４５内に収納される（換言すれば、上記連続部
４６の投影線l₁よりも拡張部４４側に位置する）
ように、上記弁支持体６２のアーム長さあるいは
作動中心軸６５の取付位置等を適宜に設定してい
る。このようにすることにより、弁装置６の開弁
状態時において排気管４の排気ガス集合通路４３
の通路面積が開弁位置に位置決めされた弁装置６
によつて実質的に減殺されるというようなことが
なく、排気ガスの流通抵抗が可及的に軽減される
ことになり、また弁装置６の閉弁状態時において
は弁装置６の弁支持体６２及び作動中心軸６５
（実質的には軸受筒６６）によつて排気ガスが上
記タービンケーシング２１の端面２１ａのうち拡
張スペース４５に臨んで露出している部分に直接
当たるのが可及的に防止され、該端面２１ａの熱
劣化が抑制される。このことから、該タービンケ
ーシング２１の耐久性が向上せしめられることと
なる。

さらに、弁装置６が、隔壁２６が形成されてお
らず比較的構造が簡単で、そのため不整定な熱変
形が少ない排気管４側に設けられているため、構
造が比較的複雑でそのため不整定な熱変形が生じ
易いタービンケーシング２１側に弁装置６を設け
る場合に比して該弁装置６の作動特性に与える熱
変形の影響が少なく、それだけ該弁装置６の作動
精度を高水準に維持することが可能となる。

弁作動装置７は、上記弁装置６をエンジンの運
転状態に応じて開閉作動させるものであつて、第
１図ないし第３図に示す如くエンジンの運転状態
に応じて適宜に供給制御されるエア圧力を受けて
その作動子１０を進退変位させるようにしたダイ
ヤフラム式の圧力応動機構を有する第２アクチユ
エータ９で構成されており、上記排気管４の集合
管部４２の側方に後述する如く略断熱的に取付け
られている。即ち、上記排気管４の集合管部４２
には、略コ字状に折曲形成された板材よりなる排
気管用インシユレータ１２が、上記集合管部４２
の上記エンジン本体１側に対向する側面を除く他
の三つの側面の外側を包囲する如く該集合管部４
２の外側から嵌合され且つ該集合管部４２の一側
部に膨出形成したインシユレータ取付部４２ｂと
該インシユレータ取付部４２ｂに対向する該アク
チユエータ用インシユレータ１１の一側面１２ａ
とを一対の取付ボルト１５，１５によつて締結す
ることによつて固定されている。さらに、この排
気管用インシユレータ１２の取付けの際、該排気
管用インシユレータ１２とともに平板状のブラケ
ツト１３が、その先端部１３ａを該排気管用イン
シユレータ１２の反エンジン本体１寄りの外端部
より外方に突出させた状態で上記取付ボルト１
５，１５によつて共締め固定されている。さら
に、このブラケツト１３の先端部１３ａには、そ
の外周を略密閉容器状のアクチユエータ用インシ
ユレータ１１によつて被包された上記第２アクチ
ユエータ９が、該アクチユエータ用インシユレー
タ１１の上記作動子１０側の一側面１１ａを上記
ブラケツト１３の先端部１３ａと第２アクチユエ
ータ９の前端面９ａとの間に挟んだ状態で一対の
取付ボルト１６，１６によつて締結固定されてい
る。従つて、第２アクチユエータ９は、上記排気
管４の集合管部４２に対して上記アクチユエータ
用インシユレータ１１と排気管用インシユレータ
１２の２部材を介して略断熱的に固定されること
となる。このようにして排気管４側に取付けられ
た第２アクチユエータ９の作動子１０には、リン
クレバー６９，７０を介して上記弁装置６の作動
中心軸６５が連結されており、該作動子１０が矢
印ａ方向（第１図参照）に突出することにより上
記弁装置６が矢印Ａ方向（第４図参照）に回動し
て上記第２の排気ガス導入口３０が開口され、こ
れに対して該作動子１０が矢印ｂ方向に後退する
ことにより上記弁装置６が矢印Ｂ方向に回動して
上記第２の排気ガス導入口３０が閉塞される。

このように、排気管４の外側に排気管用インシ
ユレータ１２が取付けられ、さらに該排気管用イ
ンシユレータ１２とともに排気管４側に取付けら
れたブラケツト１３の先端部１３ａに、その周囲
をアクチユエータ用インシユレータ１１によつて
被包された第２アクチユエータ９をその端面９ａ
と該ブラケツト先端部１３ａとの間に上記アクチ
ユエータ用インシユレータ１１を介在させた状態
で共締め固定すると、インシユレータ１１，１２
の作用により排気管４側から第２アクチユエータ
９側に輻射熱が伝達されるのが可及的に防止さ
れ、また排気管４側からブラケツト１３を介して
伝達される伝導熱がアクチユエータ用インシユレ
ータ１１側に伝達され第２アクチユエータ９側へ
の伝熱量が可及的に低減される。また、上記の如
く第２アクチユエータ９の全周をアクチユエータ
用インシユレータ１１によつて被包すると、飛石
の衝突、汚泥あるいは雨水の付着等から該第２ア
クチユエータ９を保護することができる。これら
のことから、該第２アクチユエータ９の耐久性が
向上するとことになる。

さらに、上述の如く第２アクチユエータ９の昇
温が可及的に抑制されるところから、該第２アク
チユエータ９のダイヤフラム（図示省略）の材質
を比較的耐熱性の劣る低級品とすることが可能で
あり、それだけ第２アクチユエータ９のコストの
低廉化が促進される。

また、弁装置６と該弁装置６を作動させる第２
アクチユエータ９とをともに排気管４側に取付け
るようにしているため、排気ガスからの熱の影響
を受けて排気管４が熱変形を生じたような場合で
も該排気管４に取付けられた第２アクチユエータ
９と弁装置６との相対関係をほぼ一定に保つこと
ができ、弁装置６の制御精度が常時高水準に維持
されることになる。また、弁装置６と第２アクチ
ユエータ９とがともに排気管４に取付けられてい
るため、装置の分解組立時には該弁装置６と第２
アクチユエータ９とを相互に連動連結させたまま
これを行なうことができ、またその作動検査は装
置の分解状態あるいは組立状態のいずれの状態に
おいてでも高精度で行なうことができ、弁装置６
と第２アクチユエータ９相互間の組立精度及び組
立性が良好ならしめられる。

続いて、この排気ターボ過給装置の作動並びに
その作用を説明する。

エンジンが運転されるとエンジン本体１側の各
気筒から排出される排気ガスＧは、排気管４の各
分岐管４１Ａ，４１Ｂ…を介して集合管部４２に
集められたのち、該集合管部４２の排気ガス集合
通路４３から排気ターボ過給機２のタービンケー
シング２１内の排気ガス通路即ち、第１の排気ガ
ス通路２７及び第２の排気ガス通路２８内に導入
され、その排気エネルギーでもつてタービンホイ
ールを駆動し、コンプレツサホイールによる吸入
空気の予圧作用（吸気過給）を行なわしめる。こ
の際、エンジンの運転状態に応じて弁装置６が開
閉作動し、排気ガスの導入形態が選択される。即
ち、エンジンの運転状態が排気ガスの流量の少な
い低速運転領域にある場合には第２アクチユエー
タ９により上記弁装置６が開弁位置（第４図、実
線図示位置）に設定され、逆にエンジンの運転状
態が排気ガスの流量の多い高速運転領域にある場
合には第２アクチユエータ９により上記弁装置６
が開弁位置（第４図、鎖線図示位置）に設定され
る。従つて、排気ガスの排出量が少ないエンジン
の低速運転領域においては、第１の排気ガス通路
２７のみから排気ガスがタービンケーシング２１
内に導入されるため、排気ガス量が少ないにもか
かわらず該排気ガスのタービンケーシング２１内
における流速が十分に確保され、タービンホイー
ルの回転が高回転側に維持されてより低速域から
排気ターボ過給機２による過給効果を得ることが
可能となる。さらに、この場合、排気ガス通路の
通路面積が第１の排気ガス通路２７と第２の排気
ガス通路２８の両方が有効とされている場合より
も絞られるため、タービンケーシング２１の排気
入口側での排気ガス圧力とスクロール部出口での
排気ガス圧力との差をより大きくとることができ
（即ち、排気ガスの膨張比が上昇し）、より高水準
の過給性能が得られることとなる。

一方、排気ガスの排出量が多いエンジンの高速
運転領域においては、第１の排気ガス通路２７と
第２の排気ガス通路２８の両方が開通されるた
め、この両者から同時に多量の排気ガスがタービ
ンケーシング２１内に大きな流通抵抗を生じるこ
となくスムーズに導入される。従つて、多量の排
気ガスの排気エネルギーがタービンホイールの駆
動力として有効に活用されて過給性能が向上する
とともに、エンジン側においてはその排圧が低下
せしめられるところからその燃焼性が良好とな
り、エンジンの高出力化が実現されることにな
る。

なお、本発明の弁装置６は、例えば排気ガス流
量、エンジンへの吸入空気量等を直接検知して制
御すれば良く、あるいは比較的エンジン負荷の高
い運転領域においてエンジン回転数に応じて制御
する等、その制御信号、制御領域に限定されるも
のではない。

尚、上記実施例においてはタービンケーシング
２１ガ二つの排気ガス導入口２９，３０を備えた
ものを対象としているが、本発明はこれに限定さ
れるものでなく、例えば排気ガス導入口を一つし
か持たないものにも適用できることは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る排気ターボ過給
装置の正面図、第２図は第１図の−矢視図、
第３図は第１図の−矢視図、第４図は第３図
の−断面図、第５図は第４図の−断面
図、第６図は第５図の−断面図、第７図は第
６図に示した弁装置の状態変化図、第８図及び第
９図は本発明の他の実施例に係る弁装置の作動状
態図である。１……エンジン本体、２……ターボ過給機、４
……排気管、６……弁装置、７……弁作動装置、
８，９……アクチユエータ、１１，１２……イン
シユレータ、２１……タービンケーシング、２２
……コンプレツサケーシング、２３……センター
ケーシング、２６……隔壁、２７，２８……排気
ガス通路、２９，３０……排気ガス導入口、３１
……ウエストゲートバルブ、３３……弁座面、４
１……分岐管部、４２……集合管部、４４……拡
張部、６１……弁体、６２……弁支持体、６３…
…弁押えプレート、６５……作動中心軸、７１…
…通気孔。

Claims

【特許請求の範囲】

１排気ガス導入口が形成されたタービンケーシ
ングと、エンジンの各気筒からの排気ガスの流通
路となる複数の分岐管部と該各分岐管部をその下
流側において集合させ該排気ガスをその入口部か
ら出口部にむけて流通せしめる集合管部とを備え
るとともに該集合管部の出口部近傍には該集合管
部の外方へ部分的に拡張する拡張部が形成され且
つ該出口部の外端面に上記タービンケーシングの
排気ガス導入口が接続される排気管と、上記排気
管に対してその拡張部内において軸支された作動
中心軸を中心として揺動する弁支持体と該弁支持
体に浮動自在に支持した弁体とからなり上記ター
ビンケーシングの排気ガス導入口側端面を弁座面
として上記排気ガス導入口を開閉する弁装置とを
備えたことを特徴とする排気ターボ過給装置。