內燃機的可變容積式增壓器的製作方法
2023-06-05 05:52:56
專利名稱：內燃機的可變容積式增壓器的製作方法
技術領域：
本發明涉及能夠操作可動葉片使增壓效率變化的內燃機的可變容積式增壓器。
背景技術：
作為內燃機所使用的增壓器，已知一種可變幾何增壓器(例如參照專利文獻1)， 該可變幾何增壓器在壓縮機的擴壓器部將多個可動葉片配置成環狀的列，並通過操作這些可動葉片使增壓效率變化。此外，與本申請發明相關的現有技術文獻，還有專利文獻2及3。專利文獻1 日本特開2005-163691號公報專利文獻2 日本特開平8-254127號公報專利文獻3 日本特開2006-169985號公報發明的公開發明要解決的課題在將渦輪的可動葉片用致動器驅動的可變噴嘴式渦輪增壓器上，裝配了上述的可變幾何壓縮機的情況下，若製成用其他驅動器分別驅動渦輪側的可動葉片和壓縮機側的可動葉片的結構，則由於存在兩個致動器而造成驅動機構的大型化，產生增壓器的搭載空間增加這樣不好的情況。
發明內容
因此，本發明的目的在於，提供一種在渦輪及壓縮機的各個上設置可動葉片機構時能夠抑制驅動機構的大型化的內燃機的可變容積式增壓器。本發明的可變容積式增壓器，其特徵在於，具備渦輪，其具有排氣側可動葉片機構，該排氣側可動葉片機構通過可動葉片的開閉動作而使向渦輪葉輪導入的排氣的流路的截面積變化；壓縮機，其具有進氣側可動葉片機構，該進氣側可動葉片機構通過可動葉片的開閉動作而使從壓縮機葉輪送出的進氣的流路的截面積變化；以及驅動機構，驅動機構，其具有在上述排氣側可動葉片機構及進氣側可動葉片機構之間共用的致動器，將該致動器的動作向兩個可動葉片機構傳遞來使各可動葉片機構的可動葉片進行開閉動作。按照本發明的可變容積式增壓器，由於用一個致動器驅動排氣側可動葉片機構及進氣側可動葉片機構的各個可動葉片，所以與在各可動葉片機構設置專用的致動器的情況相比，能夠削減致動器的個數。因此，能夠抑制驅動機構相對可動葉片機構的大型化，能夠削減增壓器的搭載所需的空間。在本發明的增壓器的一方式中，可以將上述驅動機構和兩個可動葉片機構的操作輸入部分別連接，以在上述排氣側可動葉片機構的可動葉片向打開方向動作時上述進氣側可動葉片機構的可動葉片也向打開方向動作，在上述排氣側可動葉片機構及上述進氣側可動葉片機構的至少一方，設有如下單元使得在使上述可動葉片向打開方向動作之際應當施加給上述操作輸入部的打開方向驅動力減少而低於在使上述可動葉片向關閉方向動作之際應當施加給上述操作輸入部的關閉方向驅動力。按照該方式，能夠用一個致動器使排氣側可動葉片機構的可動葉片及進氣側可動葉片機構的可動葉片向同一方向動作。此外， 由於設置了將至少一方的可動葉片機構的打開方向驅動力比關閉方向驅動力減少的單元， 因此比省略了該單元的情況，應當施加給兩個可動葉片機構的各個操作輸入部的打開方向驅動力小，且充分。從而，使致動器所要求的輸出減少，由此能夠實現致動器的小型化、進而實現增壓器的進一步的小型化。其中，存在打開可動葉片時的排氣或進氣的阻力，比關閉可動葉片時的阻力相對增加的傾向。因此，使打開方向驅動力比關閉方向驅動力減少所起到的效果在實現致動器的小型化的層面上大。進而，作為上述使打開方向驅動力減少的單元，將從上述可動葉片的旋轉中心到該可動葉片的外周側的端緣的距離設定成大於從上述中心位置到該可動葉片的內周側的端緣的距離。由此，通過排氣或進氣的流動對可動葉片所賦予的力，能夠對可動葉片施加打開方向的力矩。由此，將排氣或進氣對可動葉片所賦予的力，作為對打開方向驅動力的輔助力加以利用，從而能夠減少致動器應當施加給操作輸入部的打開方向驅動力。在本發明的增壓器的一方式中，上述排氣側可動葉片機構的操作輸入部及上述進氣側葉片驅動機構的操作輸入部的各個的操作方向被設定在上述渦輪及上述壓縮機的周向，上述進氣側可動葉片機構中的上述操作輸入部的操作方向和該進氣側可動葉片機構的可動葉片的開閉方向之間的關係被設定為，與上述排氣側可動葉片機構中的上述操作輸入部的操作方向和該排氣側可動葉片機構的可動葉片的開閉方向之間的關係相反，上述驅動機構具備通過上述致動器旋轉驅動的輸出軸；夾設於上述輸出軸的相對中心部的一方側和上述排氣側可動葉片機構的操作輸入部之間，並將上述輸出軸的旋轉轉換為該排氣側可動葉片機構的操作輸入部的旋轉的排氣側連接機構；夾設於上述輸出軸的相對上述中心部的另一方側和上述進氣側可動葉片機構的操作輸入部之間，並將上述輸出軸的旋轉轉換為該進氣側可動葉片機構的操作輸入部的旋轉的進氣側連接機構。由此，通過致動器使輸出軸旋轉，該旋轉聯動經由連接機構在周向上相反地傳遞到排氣側可動葉片機構的操作輸入部及進氣側可動葉片機構的操作輸入部。因此，例如，若一方的可動葉片機構向打開方向動作，則另一方的可動葉片機構也向打開方向動作等，能夠通過致動器所產生的一方向的旋轉聯動使一對可動葉片機構的各個可動葉片向同一方向動作。進而，上述排氣側可動葉片機構的操作輸入部和上述進氣側可動葉片機構的操作輸入部在從渦輪軸觀察時配置在同一側，上述輸出軸被配置成與上述渦輪軸平行，上述排氣側連接機構及上述進氣側連接機構各自包含旋轉自如地分別與上述輸出軸和上述操作輸入部連結的杆。由此，若使致動器的輸出軸向一方向旋轉時，一方的可動葉片機構的操作輸入部經由杆被按壓，另一方的可動葉片機構的操作輸入部經由杆被拽拉。其結果，在周向上兩個可動葉片機構的操作輸入部向相互向相反的方向被操作，從而可動葉片向同一方向動作。
圖1為本發明的一方式所涉及的渦輪增壓器的渦輪側的局部剖開側視圖。圖2為本發明的一方式所涉及的渦輪增壓器的壓縮機側的局部剖開側視圖。圖3為本發明的一方式所涉及的渦輪增壓器的沿著軸線方向剖開的局部剖視圖。圖4為表示從渦輪側的可動葉片機構的操作杆到臂為止的結構圖。
圖5為表示渦輪側的可動葉片機構的可動葉片周圍的結構圖。圖6為表示從壓縮機側的可動葉片機構的操作杆到臂為止的結構圖。圖7為表示壓縮機側的可動葉片機構的可動葉片周圍的結構圖。圖8為將部分可動葉片放大表示的圖。圖9為用於說明將可動葉片向打開方向驅動時的力矩的圖。
具體實施例方式圖1 圖3表示作為本發明一方式所涉及的可變容積式增壓器的渦輪增壓器。渦輪增壓器1具備渦輪2和壓縮機3。渦輪2具有渦輪殼體4和配置於該渦輪殼體4的內部的渦輪葉輪5。渦輪殼體4設在未圖示的內燃機(以下，稱作發動機)的排氣通道的途中， 在其外周設有與排氣通道的上遊側(也就是發動機的排氣口側)連接的排氣入口 4a，在中心部設有與排氣通道的下遊側連接的排氣出口 4b。其中，圖3省略了對渦輪殼體4及其周圍結構的圖示。在渦輪葉輪5上與其同軸地形成有渦輪軸6，該渦輪軸6被軸承殼體7內的軸承部8旋轉自如地支承。另一方面，壓縮機3具備壓縮機殼體10和配置於該壓縮機殼體10的內部的壓縮機葉輪11。壓縮機殼體10設在發動機的進氣通道的途中，在其中心部設有與發動機的進氣通道的上遊側連接的進氣入口 10a，在外周設有與進氣通道的下遊側連接的進氣出口 10b。 壓縮機葉輪11設在渦輪軸6的前端部，並且能夠與其一體旋轉。雖然在圖1及圖2中省略了圖示，但在渦輪2及壓縮機3上還設有可動葉片機構。 此外，在渦輪增壓器1中還設有用於驅動這些可動葉片機構的驅動機構40。圖4及圖5表示渦輪2側的可動葉片機構(以下，將其稱作排氣側可動葉片機構)20的詳細結構。其中，圖4及圖5均表示從與圖1相同的方向(相當於圖3的箭頭I 方向)觀察渦輪2的狀態。排氣側可動葉片機構20具備配置於渦輪葉輪5的背後、也就是軸承殼體7側的底板21 ；以銷22為軸自如旋轉地安裝在該底板21的表面的多個可動葉片23 ；以及配置於底板21的背面側的葉片操作機構24。可動葉片23是對排氣的流動進行定向以將流入到渦輪殼體4內的排氣導入渦輪葉輪5的外周的翼型形狀的部件(參照圖8)。也就是說，可動葉片23之間的間隙構成朝向渦輪葉輪5的排氣的流路。各可動葉片23安裝在銷22的一端部，並且能夠與其一體旋轉。銷22的周向的間隔恆定不變。通過以這些銷22為軸旋轉可動葉片23，可動葉片23以開閉它們之間的排氣的流路的方式旋轉而改變該排氣流路的截面積。其中，在圖5中，用實線表示可動葉片23之間的排氣流路打開的狀態。而對於部分可動葉片23，用虛線表示旋轉至它們之間的排氣流路大致關閉的狀態。葉片操作機構M具備驅動環25、配置於該驅動環25的內側的多個葉片臂26、配置於一對葉片臂沈之間的一根驅動臂27、與該驅動臂27經由銷觀能夠一體旋轉地連接的操作杆四。操作杆四是葉片操作機構M中的操作輸入部。驅動環25通過安裝在底板21 上的適當數量的輥21a以渦輪軸6 (圖3)的軸線為中心能夠旋轉地被支承。葉片臂沈的個數與可動葉片23相同。各葉片臂沈與貫穿底板21向背面側突出的銷22的另一端部連接，並能夠與其一體旋轉。從而，可動葉片23和葉片臂沈以銷22為軸一體旋轉。在驅動環25的內周設有多個葉片臂用槽部25a和位於一對槽部2 之間的驅動臂用槽部25b。葉片臂用槽部2 設有與葉片臂沈相同的數量，它們的周向的間隔恆定不變。葉片臂26的前端部^a與各葉片臂用槽部2 相嵌合。另一方面，驅動臂27的前端部27a與驅動臂用槽部2 相嵌合。從而，在對操作杆四向圖4的箭頭Ct方向(順時針方向)進行旋轉操作時，該旋轉從銷觀經由驅動臂25傳遞到驅動環25而驅動環25向同一方向旋轉，與此聯動，各葉片臂26以銷22為中心向圖4及圖5的時針方向旋轉。由此， 可動葉片23也以銷22為中心向順時針方向旋轉，從而可動葉片23之間的排氣流路的截面積減少。另一方面，在對操作杆四向圖4的箭頭Ot方向(逆時針方向)進行旋轉操作時， 驅動環25向與上述相反的方向旋轉，與此相伴，可動葉片23以銷22為中心向逆時針方向旋轉。由此，可動葉片23之間的排氣流路的截面積增加。也就是說，只要驅動環25向與渦輪軸6的旋轉方向R相同的方向旋轉則可動葉片23打開，而驅動環25向與渦輪軸6的旋轉方向R相反的方向旋轉則可動葉片23關閉。圖6及圖7表示壓縮機3側的可動葉片機構(以下，將其稱作進氣側可動葉片機構)30的詳細結構。其中，圖6及圖7均表示從與圖2相同的方向(相當於圖3的箭頭II 方向)觀察壓縮機3的狀態。進氣側可動葉片機構30具備配置於壓縮機葉輪11的背後、也就是軸承殼體7側的底板31 ；以銷32為軸旋轉自如地安裝到該底板31的表面的多個可動葉片33 ；以及配置於底板31的背面側的葉片操作機構34。可動葉片33對進氣的流動進行定向以將流入到壓縮機葉輪11的中心部的進氣引導到壓縮機葉輪11的外周的翼型形狀的部件。也就是說，可動葉片33之間的間隙構成從壓縮機葉輪11送出的進氣的流路。各可動葉片33安裝在銷 32的一端部，並且能夠與其一體旋轉。銷32的周向的間隔恆定不變。可動葉片33以這些銷32為軸旋轉，從而可動葉片33以開閉它們之間的進氣的流路的方式旋轉而改變該進氣流路的截面積。其中，在圖7中，用實線表示可動葉片33之間的進氣流路打開的狀態。而對於部分可動葉片33，用虛線表示旋轉至它們之間的進氣流路大致關閉的狀態。葉片操作機構34具備驅動環35、配置於該驅動環35的內側的多個葉片臂36、配置於一對葉片臂36之間的一根驅動臂37、與該驅動臂37經由銷38能夠一體旋轉地連接的操作杆39。操作杆39是葉片操作機構34的操作輸入部。該操作杆39從渦輪軸6觀察配置在與排氣側可動葉片機構20的操作杆四相同的一側(例如圖1中的渦輪軸的右側)。 驅動環35通過安裝在底板31上的適當數量的輥31a而以渦輪軸6 (圖3)的軸線為中心能夠旋轉地被支承。葉片臂36的個數與可動葉片33相同。各葉片臂36與貫穿底板31向背面側突出的銷32的另一端部連接，並能夠與其一體旋轉。從而，可動葉片33和葉片臂36 以銷32為軸一體旋轉。在驅動環35的內周設有多個葉片臂用槽部3 和位於一對槽部3 之間的驅動臂用槽部35b。葉片臂用槽部35a設有與葉片臂36相同的數量，它們的周向的間隔恆定不變。葉片臂36的前端部36a與各葉片臂用槽部3 相嵌合。另一方面，驅動臂37的前端部37a與驅動臂用槽部3 相嵌合。從而，在對操作杆39向圖6的箭頭Cc方向(順時針方向)進行旋轉操作時，該旋轉從銷38經由驅動臂35傳遞到驅動環35而驅動環35向相同方向旋轉，並且與此聯動地，各葉片臂36以銷32為中心向圖6及圖7的順時針方向旋轉。 由此，可動葉片33也以銷32為中心向順時針方向旋轉，從而可動葉片33之間的進氣流路的截面積減少。另一方面，在對操作杆39向圖6的箭頭Oc方向(逆時針方向)進行旋轉操作時，驅動環35向與上述相反的方向旋轉，與此相伴，可動葉片33以銷32為中心向逆時針方向旋轉。由此，可動葉片33之間的進氣流路的截面積增加。也就是說，只要驅動環35 向與渦輪軸6的旋轉方向R相同的方向旋轉則可動葉片33關閉，而驅動環25向與渦輪軸 6的旋轉方向R相反的方向旋轉則可動葉片33打開。操作杆39的操作方向和可動葉片33 的開閉方向的關係，與排氣側可動葉片機構20中的操作杆四的操作方向和可動葉片23的開閉方向的關係相反。如圖8所示，排氣側可動葉片機構20的銷22相對可動葉片23的安裝位置，相比可動葉片23的長度方向的中心位置偏向可動葉片23的後緣(內周側的端緣)2 側。S卩，在將可動葉片23的全長設為La，從銷22到可動葉片23的前緣(外周側的端緣)23a的距離設為Lb時，如下式(1)所表示的那樣，使樞軸比Lb/La大於0.5地設定銷22的安裝位置。 可動葉片23，由於是使排氣的流動方向從渦輪葉輪5的周向偏向徑向中心側的部件，所以該排氣的流動所衝擊的表面23c側所受到的來自排氣的力，比背面23d側的大。另外，在從可動葉片23的前緣23a到銷22之間，由於受來自排氣的力而在可動葉片23作用有打開方向的力矩，在從銷22到後緣2 之間，在可動葉片23作用有關閉方向的力矩。它們之間的力矩的大小關係依賴於從銷22分別到前緣23a、後緣2 之間的距離的大小關係。因此，只要按照上述那樣設定樞軸比，則在可動葉片23就會作用有將其打開的方向的力矩Mo。艮口， 在排氣側可動葉片機構20中，使可動葉片23向打開方向動作之際應當輸入到操作杆四的打開方向驅動力被減少到低於在使可動葉片23向關閉方向動作之際應當輸入到操作杆四的關閉方向驅動力。[式1]Lb/La > 0. 5... (1)此外，進氣側可動葉片機構30的銷32相對可動葉片33的安裝位置也與圖8相同地進行設定。即，在將圖8的可動葉片23置換為可動葉片33時，其樞軸比如上式(1)。從而，對於可動葉片33而言，也作用有繞著銷32將其打開的方向的力矩。由此，在進氣側可動葉片機構30中，使可動葉片33向打開方向動作之際應當輸入到操作杆39的打開方向驅動力被減小到低於使可動葉片33向關閉方向動作之際應當輸入到操作杆39的關閉方向驅動力。如圖1及圖2所示，驅動機構40隻有一個電動機41。可動葉片機構20、30共用一個電動機41，並且電動機41是作為可動葉片23、33的各個驅動源發揮功能的致動器。電動機41的旋轉被減速機構42減速並從輸出軸43取出。輸出軸43被設定成與渦輪軸6平行，並且被電動機41驅動而繞著其中心部43a在一定的角度範圍內旋轉。在驅動機構40 中還設有連杆機構45，該連杆機構45連接輸出軸43和可動葉片機構20、30的各個操作杆 29>30o連杆機構45具備第1桿47，其經由銷46旋轉自如地與輸出軸43的相對中心部 43a的一端側連結；以及第2桿49，其經由銷48旋轉自如地與隔著中心部43a位於銷46的相反側的位置連結。如圖1所示，第1桿47的前端部經由銷50旋轉自如地與排氣側可動葉片機構20的操作杆四連結。另一方面，如圖2所示，第2桿49的前端部經由銷51旋轉自如地與進氣側可動葉片機構30的操作杆39連結。在連杆機構45中，銷46、第1桿47及銷50作為排氣側連接機構發揮功能，銷48、第2桿48及銷51作為進氣側連接機構發揮功能。接著，說明驅動機構40對可動葉片機構20、30的驅動。在通過驅動機構40的電機41對輸出軸43向圖2的箭頭0方向進行旋轉驅動的情況下，第1桿47被拉升，操作杆 29向渦輪軸6的旋轉方向R旋轉，操作杆四向渦輪軸6的旋轉方向R被旋轉驅動。從圖4 及圖5可知，在操作杆四向旋轉方向R被驅動的情況下，可動葉片23向打開它們之間的流路的方向(箭頭Ot方向)旋轉。此外，第2桿49被按壓，操作杆39向與渦輪軸6的旋轉方向R相反的方向旋轉。從圖6及圖7可知，若操作杆39向與渦輪軸6的旋轉方向R相反的方向旋轉，則可動葉片33向關閉它們之間的流路的方向(箭頭Oc方向)旋轉。另一方面，在通過驅動機構40的電機41對輸出軸43向圖2的箭頭C方向進行旋轉驅動的情況下，第1桿47被按壓，操作杆四向與渦輪軸6的旋轉方向R相反的方向旋轉，操作杆四向與渦輪軸6的旋轉方向R相反的方向被旋轉驅動。從圖4及圖5可知，在操作杆四向與旋轉方向R相反的方向被驅動的情況下，可動葉片23向關閉它們之間的流路的方向(箭頭Ct方向)旋轉。此外，第2桿49被拉升，操作杆39向渦輪軸6的旋轉方向R旋轉。從圖6及圖7可知，若操作杆39向渦輪軸6的旋轉方向R旋轉，則可動葉片33 向關閉它們之間的流路的方向(箭頭Cc方向)旋轉。如以上所進行的說明，按照本實施方式的渦輪增壓器1，能夠通過一個電動機41， 將渦輪2側的可動葉片23和壓縮機3側的可動葉片33向打開方向或關閉方向一體進行驅動。從而，與分別在渦輪側及壓縮機側設置專用的致動器的情況相比，能夠實現小型、輕量化。因此，在車輛的發動機室收納渦輪增壓器1時能夠緩和空間上的限制。由此，還能實現車輛的輕量化、低成本化。其中，對於可動葉片23、33的開度控制，可以與公知的可變容積式渦輪增壓器的相同。例如，只要在發動機怠速運轉之際將可動葉片23、33均關閉成最大限度，並且在發動機的轉速上升之際，伴隨其上升使可動葉片23、33漸漸打開地控制電動機41的動作即可。 此外，在發動機的轉速下降之際只要將可動葉片23、33均向關閉側驅動即可。也可以對發動機的轉速及負載設定目標增壓壓力，並且為了獲得該目標增壓壓力對可動葉片23、33的開度進行反饋控制。在本實施方式的渦輪增壓器1中，由於用一個電動機41驅動可動葉片23、33兩者，因此只要確定渦輪2側的可動葉片23的開度，則能唯一確定壓縮機3側的可動葉片33 的開度。因此，具有如下優點只要存在有關渦輪側或壓縮機側中的任意一方的可動葉片的控制程序，就能夠利用這個將可動渦輪23、33兩者的開度控制為最優。例如，對於相同規格的渦輪，只要存在根據發動機的轉速及負載將可動葉片23的開度控制為最優的程序，就能夠按照該程序一邊使可動葉片23動作，一邊根據可動葉片23的開度(位置)預先取得壓縮機效率成為最大的可動葉片33的開度數據，並按照獲得的數據使可動葉片33動作地調整輸出軸43和第2桿49、操作杆39的長度尺寸、安裝位置等，由此只通過利用渦輪2側的可動葉片23的控制程序，還能將壓縮機3側的可動葉片33的開度控制為最優。順帶提一下，在將可動葉片23、33分別用不同的致動器驅動的情況下，有必要例如一邊對渦輪2側的可動葉片23的開度進行反饋控制，一邊在檢測出作為其控制效果顯現出的增壓壓力、空氣流量等狀態量的基礎上使壓縮機效率成為最大地控制可動葉片33的開度，所以控制參數增加從而控制變得複雜，若兩者的控制響應性產生差異，則增壓性能折損。相對於此，在本
8實施方式中，只要利用與只在渦輪側或壓縮機側存在可動葉片的渦輪增壓器相同的控制就足夠了，控制容易且不會產生因響應延遲引起的增壓性能的下降。進而，在本實施方式的渦輪增壓器1中，通過安裝按照上述那樣地設定可動葉片 23,33的樞軸比，使可動葉片23、33向打開方向動作之際利用排氣或進氣的流動向可動葉片23、33施加打開方向的輔助力，並由此減輕應當向操作杆四、39輸入的驅動力。從而，能夠減輕對可動葉片23、33向打開方向驅動之際所需的電動機41的輸出扭矩。S卩，如圖9所示，在位於輸出軸43和杆47、49的連結點的銷46、48上，向打開可動葉片23、33的方向(箭頭A方向)施加與可動葉片23、33受來自排氣的力對應的輔助力FAvruFAvgc，而向關閉可動葉片23、33的方向(箭頭B方向)施加驅動阻力FBvruFBvgc。若將從輸出軸43的中心 43a到杆47、49的連結點的銷46、48的距離設為Lvn、Lvgc，則為了打開可動葉片23，33而應當繞著輸出軸43的中心部43a產生的驅動扭矩(力矩)Tm由下式(2)給出。[式2]Tm = FBvn · Lvn+FBvgc · Lvgc- (FAvn · Lvn+FAvgc · Lvgc)…(2)式O)的括弧內為通過按照上述設定可動葉片23、33的樞軸比而產生的力矩，其方向與對可動葉片23、33向打開的方向驅動時的輸出軸43的旋轉方向(驅動扭矩Tm的方向)一致。從而，與無法獲得同一方向的力矩的情況、或者產生相反方向的力矩的情況相比，電動機41的輸出扭矩小，且充分。由此，即使是用一個電動機41驅動渦輪2側的可動葉片23及壓縮機3側的可動葉片33兩者的結構，也能夠減少電動機41所需的額定扭矩， 由此能夠實現電機41的小型化、輕量化。本發明不限於上述的實施方式，可以以各種方式實施。例如，在上述實施方式中， 作為使操作杆四，39的打開方向驅動力減少到低於關閉方向驅動力的單元，按照式(1)設定了可動葉片23、33的樞軸比，但即使在只將任意一方的可動葉片機構的樞軸比按照式 ⑴設定的情況下，也能比兩可動葉片機構的樞軸比不滿足式⑴的情況減少電動機41的輸出扭矩。此外，樞軸比不限於此，通過彈簧等單元賦予可動葉片向打開方向的力，也能減少電動機等致動器所需的驅動力。進而，即使在排氣側及進氣側的各個可動葉片機構中將打開方向驅動力設定為關閉方向驅動力以上的情況下，在能夠設置具有充分的能力的致動器，也可以省略使打開方向驅動力比關閉方向驅動力減少的單元。上述的排氣側可動葉片機構20及進氣側可動葉片機構30的結構只是一個例子， 這些可動葉片機構不限於通過可動葉片的開閉動作來使排氣或進氣流路的截面積變化的結構，還可適當變更。致動器不限於電動機，只要是利用流體壓或電力來產生驅動力的裝置，則可適當變更。致動器及其輸出軸的配置、排氣側連接機構及進氣側連接機構的結構也不限於圖示的例子，也可以進行例如將直線運動式的致動器的動作利用齒輪、操縱杆、連杆等各種機械要素傳遞到可動葉片機構的操作輸入部這樣的變更。
權利要求
1.一種內燃機的可變容積式增壓器，其特徵在於，具備渦輪，其具有排氣側可動葉片機構，該排氣側可動葉片機構通過可動葉片的開閉動作而使向渦輪葉輪導入的排氣的流路的截面積變化；壓縮機，其具有進氣側可動葉片機構，該進氣側可動葉片機構通過可動葉片的開閉動作而使從壓縮機葉輪送出的進氣的流路的截面積變化；以及驅動機構，其具有在上述排氣側可動葉片機構及進氣側可動葉片機構之間共用的致動器，將該致動器的動作向兩個可動葉片機構傳遞來使各可動葉片機構的可動葉片進行開閉動作。
2.根據權利要求1所述的可變容積式增壓器，其特徵在於，將上述驅動機構和兩個可動葉片機構的操作輸入部分別連接，以使得在上述排氣側可動葉片機構的可動葉片向打開方向動作時上述進氣側可動葉片機構的可動葉片也向打開方向動作，在上述排氣側可動葉片機構及上述進氣側可動葉片機構的至少一方，設有如下單元 使得在使上述可動葉片向打開方向動作之際應當施加給上述操作輸入部的打開方向驅動力減少而低於在使上述可動葉片向關閉方向動作之際應當施加給上述操作輸入部的關閉方向驅動力。
3.根據權利要求2所述的可變容積式增壓器，其特徵在於，作為上述使打開方向驅動力減少的單元，將從上述可動葉片的旋轉中心到該可動葉片的外周側的端緣的距離設定成大於從上述中心位置到該可動葉片的內周側的端緣的距離。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的可變容積式增壓器，其特徵在於，上述排氣側可動葉片機構的操作輸入部及上述進氣側葉片驅動機構的操作輸入部的各個的操作方向被設定在上述渦輪及上述壓縮機的周向，上述進氣側可動葉片機構中的上述操作輸入部的操作方向和該進氣側可動葉片機構的可動葉片的開閉方向之間的關係被設定為，與上述排氣側可動葉片機構中的上述操作輸入部的操作方向和該排氣側可動葉片機構的可動葉片的開閉方向之間的關係相反，上述驅動機構具備通過上述致動器被旋轉驅動的輸出軸；夾設於上述輸出軸的相對中心部的一方側和上述排氣側可動葉片機構的操作輸入部之間，並將上述輸出軸的旋轉轉換為該排氣側可動葉片機構的操作輸入部的旋轉的排氣側連接機構；夾設於上述輸出軸的相對上述中心部的另一方側和上述進氣側可動葉片機構的操作輸入部之間，並將上述輸出軸的旋轉轉換為該進氣側可動葉片機構的操作輸入部的旋轉的進氣側連接機構。
5.根據權利要求4所述的可變容積式增壓器，其特徵在於，上述排氣側可動葉片機構的操作輸入部和上述進氣側可動葉片機構的操作輸入部在從渦輪軸觀察時配置在同一側，上述輸出軸被配置成與上述渦輪軸平行，上述排氣側連接機構及上述進氣側連接機構各自包含旋轉自如地分別與上述輸出軸和上述操作輸入部連結的杆。
全文摘要
內燃機的可變容積式增壓器(1)具備渦輪(2)，其具有使通過可動葉片(23)的開閉動作向渦輪葉輪(5)導入的排氣流路的截面積變化的排氣側可動葉片機構(20)；壓縮機(3)，其具有使通過可動葉片(33)的開閉動作從壓縮機葉輪(11)送出的進氣流路的截面積變化的進氣側可動葉片機構(30)；以及驅動機構(40)，其具有在排氣側可動葉片機構(20)及進氣側可動葉片機構(30)之間共用的致動器(41)，將該致動器的動作向兩個可動葉片機構(20、30)傳遞來使各可動葉片機構的可動葉片(23、33)進行開閉動作。
文檔編號F04D29/46GK102301106SQ20098015585
公開日2011年12月28日 申請日期2009年2月6日 優先權日2009年2月6日
發明者築山宜司 申請人:豐田自動車株式會社