[发明专利]涡轮增压器

说明书

技术领域

本发明涉及一种涡轮增压器(turbocharger)，其通过简单的构成而降低涡轮叶轮(turbine impeller)出口的废气的紊乱，从而能够谋求提高涡轮的效率。

背景技术

图1显示了适用本发明的现有的可变容量型涡轮增压器的一个示例。在该涡轮增压器中，涡轮外壳1和压缩机外壳2经由轴承外壳3并通过紧固螺栓3a、3b而组装成一体，配置在涡轮外壳1内的涡轮叶轮4和配置在压缩机外壳2内的压缩机叶轮5通过涡轮轴7而连接，该涡轮轴7经由轴承6而被旋转自如地支承在轴承外壳3。

另外，在上述轴承外壳3的涡轮外壳侧，如图2中放大所示，设置了排气喷嘴9，该排气喷嘴用于将导入至涡轮外壳1的涡形通路8中的废气引向上述涡轮叶轮4。

在轴承外壳3侧的前部排气导入壁10和涡轮外壳1侧的后部排气导入壁11保持所需间隔的状态下，通过例如设在周向3个位置处的固定部件12而将排气喷嘴9组装成一体。并且，在前部排气导入壁10的前面(轴承外壳3侧的面)固定有安装部件13，在组装上述涡轮外壳1和轴承外壳3时，通过用涡轮外壳1和轴承外壳3夹持上述安装部件13而固定上述排气喷嘴9。并且，在上述组装时，通过定位销14而将上述排气喷嘴9相对于轴承外壳3定位。

在前部排气导入壁10和后部排气导入壁11的相互之间，环状地配置有多个喷嘴叶片15，在图1、图2中，固定在各个喷嘴叶片15的两侧的叶片轴16a、16b分别贯通前部排气导入壁10和后部排气导入壁11，在两侧支撑喷嘴叶片15。

图1中，17a、17b、17c、17d是用于经由叶片轴16a而调节上述喷嘴叶片15的开闭角度的连杆式传动机构(linked transmissionmechanism)，18是形成在压缩机外壳2的涡形通路(scroll passage)。

另外，在排气喷嘴9的后部排气导入壁11和涡轮外壳1之间，设置有间隙19。该间隙19本来是不需要的，但由于涡轮外壳1在变冷时和变热时之间发生热变形，以及组装部件存在着精度上的偏差等而设置该间隙。

如果存在上述间隙19，则涡形通路8的废气通过间隙19而向涡轮叶轮出口20浪费地漏出，因而，为了堵塞该间隙19，提出了在后部排气导入壁11向着下游侧延伸的延伸部11′的外周面和与该延伸部11′相对的涡轮外壳1的内面1′之间，配置密封用活塞环21，从而防止气体泄漏并吸收热变形(参考专利文件1)。

在专利文件1中，如图2所示，在后部排气导入部11的延伸部11′的外周面设置了环状的凹槽22，在该凹槽22处，通常以各个切口部的位置不重合的方式错开配置两片密封用活塞环21的位置，从而构成密封装置23，上述密封用活塞环21通过在其外周面被弹性力压接在涡轮外壳1的内面1′而防止了气体泄漏。

专利文件1：日本特开2006-125588号公报

发明内容

如图2所示，在现有的涡轮增压器中，为了防止来自间隙19的气体泄漏，对密封装置23进行各种的钻研，但是，即使这样地对密封装置23的构造悉心钻研，也难以大幅地提高涡轮的效率，并且是有限度的。

因此，发明者在上述气体泄漏的问题之外，对影响涡轮的效率的主要原因实施了各种研讨和试验，结果彻底查明了如果涡轮叶轮出口20的废气的紊乱大，则涡轮的效率低下，如果涡轮叶轮出口20的废气的紊乱小，则涡轮的效率提高。

而且，如图2中所示的现有密封装置23那样，在后部排气导入壁11的延伸部11′的外周面和涡轮外壳1的内表面1′之间具备密封用活塞环21的构造中，由于间隙19的压力P2比排气喷嘴9内的压力P1大，即P1＜P2，因而间隙19的废气如箭头A所示地通过叶片轴16b和贯通孔24的间隙S并流向排气喷嘴9侧。此时，在喷嘴叶片15与前部排气导入壁10和后部排气导入壁11之间，预先存在着用于使喷嘴叶片15能够转动的空隙，并且，该空隙的大小具有基于涡轮增压器的个体差别。所以，明确了由于上述P1＜P2的压力的差而将各个喷嘴叶片15的各个叶片轴16b压向前部排气导入壁10侧，在各个喷嘴叶片15和后部排气导入壁11之间产生大的空隙C。

发明人获得这样的见解，即如果以上述方式在各个喷嘴叶片15和后部排气导入壁11之间产生大的空隙C，则涡轮叶轮出口20的废气的紊乱变大，由此涡轮的效率降低。

本发明是鉴于上述问题而提出的，提供了一种涡轮增压器，其能够通过简单的构成而降低涡轮叶轮出口的废气的紊乱，并提高涡轮的效率。