[发明专利]排气涡轮增压器

说明书

技术领域

本发明涉及到一种作为船舶或汽车、发电机等的动力源的内燃机所使用的排气涡轮增压器，尤其涉及一种VG(可变机翼VariableGeometry)排气涡轮增压器。

背景技术

排气涡轮增压器通过将空气强制性地供给到内燃机的燃烧室内来提高内燃机的燃烧效率、提高内燃机的输出或改善内燃机的排气的性质。

作为这种排气涡轮增压器，例如公知的有后述专利文献1所述的可变容量型排气涡轮增压器。

该可变容量型排气涡轮增压器具有内部形成有旋涡状流路的涡轮机壳体(涡轮箱体)以及设在该涡轮机壳体的径向大致中心部的涡轮机叶轮。排气从内燃机提供到涡轮机壳体的旋涡状流路中。通过被提供到该涡轮流路中的排气，驱动涡轮机叶轮旋转。

并且，该可变容量型排气涡轮增压器具有内部形成有旋涡状流路的压缩机壳体以及设在该压缩机壳体的径向大致中心部的压缩机叶轮。压缩机叶轮通过被驱动旋转而将外部气体送入压缩机壳体内，并将所送入的外部气体送出到压缩机壳体内的旋涡状流路。压缩机壳体的旋涡状流路与内燃机的进气系统连接。由此，通过压缩机叶轮，被送入到该旋涡状流路中的外部气体被强制性地送入到内燃机的进气系统。

涡轮机叶轮和压缩机叶轮通过涡轮轴连接。在涡轮机壳体和压缩机壳体之间设有轴承壳体。在轴承壳体中设有可绕轴线旋转地支撑涡轮轴的轴承。

在轴承壳体中，在与涡轮机壳体连接的连接端的外周部设有凸缘部。在涡轮机壳体上，在与轴承壳体连接的连接端上，在承受轴承壳体的凸缘部的区域外侧形成有多个螺纹孔。通过使螺栓分别螺合在设在涡轮机壳体上的各螺纹孔中，从而连接轴承壳体和涡轮机壳体。具体来说，轴承壳体通过螺合在涡轮机壳体的各螺纹孔中的螺栓的头部或安装在上述螺栓头部的垫圈，将轴承壳体的凸缘部推压在涡轮机壳体上，从而固定在涡轮机壳体上。

并且，在涡轮机壳体和轴承壳体之间，设有密封垫，其防止通过涡轮轴的插入部而流入涡轮机壳体和轴承壳体之间的排气漏出到装置外。该密封垫的涡轮机壳体和轴承壳体的接触压力(面压)由螺栓的连结力决定。

在该可变容量型排气涡轮增压器中，通过从内燃机的排气系统导入到涡轮机壳体内的旋涡状流路内的排气，涡轮机叶轮被驱动旋转。

涡轮机叶轮这样被驱动旋转时，其驱动力经由涡轮轴传递到压缩机叶轮，压缩机叶轮被驱动旋转。

由此，压缩机叶轮将外部气体取入到压缩机壳体内，并将取入的外部气体送出到压缩机壳体内的旋涡状流路内。由此，被取入到压缩机壳体内的外部气体被强制性地提供到内燃机的燃烧室内。

进而，在该可变容量型排气涡轮增压器中，在涡轮机壳体内，设有调整涡轮容量的可变喷嘴机构。

可变喷嘴机构具有在涡轮机壳体内的旋涡状流路内周侧沿涡轮机圆周方向上等间隔配置的多个喷嘴叶片。各喷嘴叶片被设置成可以相对于安装在涡轮机壳体上的喷嘴座分别使叶片角变化。

可变喷嘴机构通过调整各喷嘴叶片的叶片角来调整从旋涡状流路送到涡轮机叶轮的排气的流量。可变喷嘴机构通过这样调整送到涡轮机叶轮的排气的流量，来调整涡轮机叶轮的旋转量，调整压缩机叶轮向吸气机构的送气量。

专利文献1：日本特开2004-156592号公报

发明内容

在可变容量型排气涡轮增压器的动作中，涡轮机壳体受到在内部流通的排气的热，变成高温。而且，与涡轮机壳体的螺纹孔螺合的螺栓，由于在螺纹面上与涡轮机壳体为面接触，因而该螺栓本身也变得高温。

另一方面，在轴承壳体上通常设有向轴承提供润滑油、进行轴承的润滑和冷却的润滑机构。轴承壳体被润滑机构提供的润滑油冷却，与涡轮机壳体相比，温度难以上升。

因此，通过使可变容量型排气涡轮增压器动作而产生的轴承壳体的热膨胀量比涡轮机壳体及螺栓的热膨胀量少。由此，在可变容量型排气涡轮增压器的动作中，连结涡轮机壳体和轴承壳体的螺栓的连结力减小，密封垫的面压减小。

以往，为了在可变容量型排气涡轮增压器的动作中也充分确保密封垫的面压，考虑到上述螺栓的连结力的减小量，将螺栓的拧紧扭矩设置成高于单纯固定所需要的扭矩。

但是，在这种将螺栓的拧紧扭矩设定得较高的情况下，螺栓安装或拆卸作业耗时较多，因此可变容量型排气涡轮增压器组装、分解时的操作性较低。

在此，在可变容量型排气涡轮增压器中，涡轮机壳体和轴承壳体在相互之间夹着喷嘴座的状态下固定。即，涡轮机壳体、轴承壳体以及螺栓兼用作固定喷嘴座的固定装置。

在该结构中，不需要为了喷嘴座而个别地设置固定装置，能够减少部件个数、降低制造成本。