(57)【要約】【課題】排気ガス浄化装置がターボチャージャのタービン羽根の上流抵抗体として機能することを抑制でき、更に内燃機関のシリンダのボア空間のガス交換の効率の向上に貢献でき、加えて排気ガスを排気ガス浄化装置の入口端面に全体に流入させ、浄化効率を向上させ得るターボチャージャを提供する。【解決手段】ターボチャージャ５はハウジング５０と回転羽根部材５６とを有する。ハウジング５０は、排気ガスが流入するガス入口５１、排気ガスが排出されるガス出口５２、ガス入口５１及びガス出口５２に連通するタービン収容室５３、コンプレッサ収容室５４を有する。回転羽根部材５６はタービン羽根５７及びコンプレッサ羽根５８を有する。ガス浄化細孔７２をもつ排気ガス浄化装置７がハウジング５０内においてタービン羽根５８よりも下流に組み込まれている。【選択図】図１
2005069083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出された排気ガスが流入するガス入口、前記ガス入口を経た排気ガスが排出されるガス出口、前記ガス入口及び前記ガス出口に連通するタービン収容室、コンプレッサ収容室を有するハウジングと、
前記ハウジングの前記タービン収容室に回転可能に収容されたタービン羽根と、前記コンプレッサ収容室に回転可能に収容されたコンプレッサ羽根とを連結した回転羽根部材とを具備するターボチャージャにおいて、
排気ガスを浄化する多数のガス浄化細孔をもつ排気ガス浄化装置が、前記ハウジング内において、前記タービン羽根よりも下流に位置して組み込まれていることを特徴とするターボチャージャ。
【請求項２】
請求項１において、前記排気ガス浄化装置のうちの少なくとも入口端面は、前記ハウジング内において、前記タービン羽根の回転により排気ガスが乱流化される乱流領域内に位置していることを特徴とするターボチャージャ。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記排気ガス浄化装置は、パティキュレートフィルタ、及び、酸化触媒のうちの少なくとも一方であることを特徴とするターボチャージャ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項において、前記ハウジングは、耐熱性を有する金属を基材とする板状体をプレス成形した成形体を組み付けることにより形成されていることを特徴とするターボチャージャ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の排気系に搭載されるターボチャージャに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、内燃機関の排気系に搭載される排気ガス浄化装置が開示されている。この排気ガス浄化装置によれば、図５に示すように、内燃機関１００の各排気ポート側に連通する複数の分岐管２３０ａと１本の集合管２３０ｃとを有する排気マニホルド２３０を設け、排気マニホルド２３０の複数の分岐管２３０ａにそれぞれ第１パティキュレートフィルタ７００を配置し、更に、排気マニホルド２３０の下流側に設けられたターボチャージャ５００の下流側に第２パティキュレートフィルタ８００を配置している。
【０００３】
また特許文献２には、ターボチャージャのタービン羽根の上流に触媒装置を配置したターボチャージャ付きエンジンが開示されている。
【特許文献１】特開２００２−２１３２２７号公報（図１）
【特許文献２】実開昭５９−３４０３３号公報（第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した特許文献１に係る技術によれば、内燃機関１００の排気ポートの直後の排気マニホルド２３０の分岐管２３０ａのそれぞれに第１パティキュレートフィルタ７００が配置されているが、図５に示すように、この第１パティキュレートフィルタ７００はターボチャージャ５００の上流に位置することになるため、第１パティキュレートフィルタ７００がターボチャージャ５００のタービン羽根の上流抵抗体として機能することになり、ターボチャージャ５００の効率を低下させる不具合が生じる。
【０００５】
更に特許文献１に係る技術によれば、内燃機関１００の排気ポートの直後の排気マニホルド２３０の分岐管２３０ａのそれぞれに第１パティキュレートフィルタ７００が配置されているため、内燃機関１００のシリンダのボア空間のガス交換を行うときに、第１パティキュレートフィルタ７００が抵抗体となり、内燃機関１００のシリンダのボア空間のガス交換の効率を向上させるには限界が生じるおそれがある。更にまた、第１パティキュレートフィルタ７００に捕獲されていたパティキュレートが燃焼したときには、硬質部分をもつアッシュとなるが、第１パティキュレートフィルタ７００が内燃機関の排気ポートに近いため、内燃機関の吸込工程でボア空間に負圧が生じると、この硬質のアッシュが内燃機関１００のシリンダのボア空間に吸い込まれ易くなる。この場合、シリンダのボア壁面をアッシュにより損傷させるおそれがある。
【０００６】
また特許文献２に係る技術によれば、ターボチャージャのタービン羽根の上流に触媒装置を配置しているため、前述同様に、触媒装置がターボチャージャのタービン羽根の上流抵抗体として機能することになり、ターボチャージャの効率を低下させる不具合が生じる。
【０００７】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、パティキュレートフィルタ等の排気ガス浄化装置がターボチャージャの上流に位置する方式を廃止し、排気ガス浄化装置がターボチャージャのタービン羽根の上流抵抗体として機能することを抑制してターボチャージャ効率を確保でき、更に、内燃機関のシリンダのボア空間のガス交換の効率の向上に貢献でき、加えて、排気ガスが排気ガス浄化装置のガス浄化細孔に偏って流れることを抑制でき、排気ガス浄化装置における浄化むらを低減でき、浄化効率を向上させることができるターボチャージャを提供することを課題とするにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
様相１のターボチャージャは、内燃機関から排出された排気ガスが流入するガス入口、前記ガス入口を経た排気ガスが排出されるガス出口、前記ガス入口及び前記ガス出口に連通するタービン収容室、コンプレッサ収容室を有するハウジングと、前記ハウジングの前記タービン収容室に回転可能に収容されたタービン羽根と、前記コンプレッサ収容室に回転可能に収容されたコンプレッサ羽根とを連結した回転羽根部材とを具備するターボチャージャにおいて、排気ガスを浄化する多数のガス浄化細孔をもつ排気ガス浄化装置が、前記ハウジング内において、前記タービン羽根よりも下流に位置して組み込まれていることを特徴とする。
【０００９】
様相１のターボチャージャによれば、排気ガス浄化装置がターボチャージャのハウジング内においてタービン羽根よりも下流に組み込まれているため、排気ガス浄化装置はターボチャージャのタービン羽根の上流に位置していない。従って、ターボチャージャのハウジング内に組み込んだ排気ガス浄化装置がタービン羽根の上流抵抗体として働くことを抑えることができる。故に、ターボチャージャの効率を向上させることができ、内燃機関の出力の向上を図ることができる。
【００１０】
更に、様相１のターボチャージャによれば、排気ガス浄化装置がターボチャージャのハウジング内においてタービン羽根よりも下流に組み込まれているため、排気ガス浄化装置であるパティキュレートフィルタ７００が内燃機関の排気ポートの直後に設けられている図５に示す従来技術とは異なり、内燃機関のシリンダの排気ポートからターボチャージャまでの通路容積が確保される。従って、内燃機関のシリンダのボア空間のガス交換の効率を向上させることができる。
【００１１】
排気ガスが通過する通路が曲成されているとき等においては、排気ガスの偏流を生成させることがあり、排気ガスが排気ガス浄化装置の入口端面の全体にむらなく流入するとは限らない。この点様相１のターボチャージャによれば、排気ガス浄化装置はターボチャージャのハウジング内においてタービン羽根の下流に位置するように組み込まれている。従って、タービン羽根の回転によって、タービン羽根よりも下流側において、つまりタービン羽根と排気ガス浄化装置の入口端面との間において、排気ガスの乱流化が促進される。このように排気ガスの乱流化が促進されると、排気ガスが、ターボチャージャ内に組み込まれている排気ガス浄化装置の入口端面において偏って流入することが抑制される。このため排気ガスを排気ガス浄化装置の入口端面の全体にむらなく流入させることができ、排気ガス浄化装置における浄化むらを低減でき、浄化効率を向上させるのに貢献することができる。
【００１２】
様相２のターボチャージャによれば、排気ガス浄化装置のうち少なくとも入口端面は、ハウジング内において、タービン羽根の回転により排気ガスが乱流化される乱流領域内に位置していることを特徴とする。このように排気ガス浄化装置のうち少なくとも入口端面が乱流領域内に位置しているため、排気ガスは偏って排気ガス浄化装置の入口端面に流入することが抑えられる。このため排気ガスが仮に曲成管を通過したとしても、排気ガスを排気ガス浄化装置の入口端面の全体にむらなく流入させることができ、排気ガス浄化装置における浄化むらを低減でき、浄化効率を向上させるのに貢献することができる。
【００１３】
様相３のターボチャージャによれば、排気ガス浄化装置は、パティキュレートフィルタ、及び、酸化触媒のうちの少なくとも一方であることを特徴とする。従ってターボチャージャのハウジング内に組み込まれている排気ガス浄化装置は、パティキュレートフィルタでも良いし、酸化触媒でも良い。パティキュレートフィルタは、燃料として軽油を用いる内燃機関から排出される排気ガスに含まれる炭素系粒子状物質であるパティキュレートを捕獲する装置である。酸化触媒は、燃料として軽油を用いる内燃機関から排出される排気ガスに含まれる有害ガス（一酸化炭素，炭化水素、一酸化窒素等）を白金等の触媒金属の酸化作用により酸化させて浄化する装置である。
【００１４】
また、排気系のうちターボチャージャの下流に第２排気ガス浄化装置を設けることができる。第２排気ガス浄化装置もパティキュレートフィルタ及び酸化触媒のうちの少なくとも一方とすることができる。故に、第２排気ガス浄化装置はパティキュレートフィルタでも良いし、あるいは、酸化触媒でも良い。
【００１５】
様相４のターボチャージャによれば、ハウジングは、耐熱性を有する金属を基材とする板状体をプレス成形した成形体を組み付けることにより形成されていることを特徴とする。この場合、ハウジングを鋳物で形成する場合に比較して、ハウジングを構成する壁の薄肉化を図り得、ハウジングの熱容量を小さくでき、排気ガスの温度がハウジングに奪われることを抑制できる。従って内燃機関から排出された排気ガスをその温度を確保しつつターボチャージャのハウジング内の排気ガス浄化装置に供給することができ、浄化効率を向上させることができる。前記したプレス成形は、金型による機械的なプレス成形、液体成形であるハイドロフォーミングを含む。なお排気ガスの温度が低いときには、排気ガス浄化装置による浄化性能が低下するため、一定温度以上の排気ガスを排気ガス浄化装置に流入させることが好ましい。前記した耐熱性を有する金属としては、ステンレス鋼等の高合金鋼を例示できる。ステンレス鋼はオーステナイト系でもフェライト系でもマルテンサイト系でも良い。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、排気ガス浄化装置がターボチャージャのハウジング内において、タービン羽根よりも下流に位置して組み込まれている。このため、排気ガス浄化装置がターボチャージャのタービン羽根の上流に位置する方式を廃止でき、図５に示す従来技術とは異なり、排気ガス浄化装置がターボチャージャのタービン羽根の上流抵抗体として機能することを抑制できる。これによりターボチャージャ効率を確保できる。更に、排気ガス浄化装置がターボチャージャの上流に位置することを廃止しているため、内燃機関のシリンダのボア空間のガス交換の効率の向上に貢献できる。
【００１７】
加えて、排気ガス浄化装置は、ターボチャージャのハウジング内においてタービン羽根よりも下流に位置しているため、タービン羽根により乱流化させた排気ガスを排気ガス浄化装置の入口端面に流入させることができる。従って、排気ガスが偏って排気ガス浄化装置の入口端面に流入することを抑制できる。これにより排気ガスが排気ガス浄化装置の入口端面の全体に流れることを促進でき、排気ガス浄化装置における浄化むらを低減でき、浄化効率を向上させるのに有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の代表的な実施形態を図１〜図４を参照して具体的に説明する。本実施形態に係る内燃機関１は、軽油を燃料とするディーゼルエンジンであり、複数の気筒（＃１〜＃４）を有する。内燃機関１の吸気ポートに空気を供給する吸気通路２０を形成する吸気系２と、内燃機関１の排気ポートから排出された排気ガスを排出する排気通路３０を形成する排気系３とが設けられている。
【００１９】
図１に示すように、吸気系２には、空気を清浄化するエアクリーナ２１が設けられ、空気を冷却するためのインタークーラ２２がエアクリーナ２１の下流に設けられており、内燃機関１の各気筒の吸気ポートに空気を供給する吸気マニホルド２３がインタークーラ２２の下流に設けられている。
【００２０】
排気系３には、内燃機関１に接続された排気マニホルド４、排気マニホルド４の下流の位置に繋がるターボチャージャ５、ターボチャージャ５の下流に繋がる排気管９が設けられている。排気マニホルド４は、内燃機関１の各気筒の排気ポートに繋がる複数の分流管４０と、複数の分流管４０を流れる排気ガスを集合させる１本の集合管４１とで形成されている。排気マニホルド４は、耐熱性を有する金属（ステンレス鋼等）を基材とする薄肉の板状体（平均厚み：１〜２ミリメトール）をプレス成形した成形体を組み付けて溶接で結合させることにより形成されており、鋳物で形成する場合に比較して、駄肉が少なくなり、全体として薄肉化されており、熱容量が小さくされている。これにより内燃機関１から排出された排気ガスの温度の降下を抑えつつ、排気ガスを排気マニホルド４の下流側に供給することができる。排気マニホルド４用のプレス成形は、金型による機械的なプレス成形でも良いし、あるいは、液体成形であるハイドロフォーミングでも良い。
【００２１】
ターボチャージャ５は、排気マニホルド４に繋がるハウジング５０と、ハウジング５０に回転可能に保持され内燃機関１から排出された排気ガスの圧力により回転される回転羽根部材５６とを有する。ターボチャージャ５のハウジング５０は、排気マニホルド４と同様に、耐熱性を有する金属（例えばステンレス鋼等）を基材とする薄肉の板状体をプレス成形した成形品を組み付けて溶接で結合させることにより形成されており、耐熱性を有する金属の鋳物で形成する場合に比較して、駄肉が少なく、全体として薄肉化されており、熱容量が小さくされている。これによりターボチャージャ５のハウジング５０を流れる排気ガスの温度降下を抑えることができ、この結果、できるだけ高温の排気ガスをターボチャージャ５のハウジング５０の下流側に供給することができる。ターボチャージャ５用のプレス成形は、機械的なプレス成形でも良いし、あるいは、ハイドロフォーミングでも良い。
【００２２】
図１に示すように、ターボチャージャ５のハウジング５０は、内燃機関１から排出された排気ガスが流入するガス入口５１と、ガス入口５１を経た排気ガスが排出されるガス出口５２と、ガス入口５１及びガス出口５２に連通すると共に排気系３に連通するタービン収容室５３と、吸気系２に連通するコンプレッサ収容室５４とを有する。ターボチャージャ５は、排気マニホルド４のフランジ４４に図略のボルト等により接続される上流側の接続フランジ５ａと、排気管９のフランジ９０に図略のボルト等により接続される下流側の接続フランジ５ｃとを有する。
【００２３】
図１に示すように、ターボチャージャ５の回転羽根部材５６は、ハウジング５０のタービン収容室５３に回転可能に収容された複数の羽根部をもつタービン羽根５７と、コンプレッサ収容室５４に回転可能に収容された複数の羽根部をもつコンプレッサ羽根５８と、タービン羽根５７及びコンプレッサ羽根５８を同軸的に連結する回転可能なシャフト５９とを有する。タービン収容室５３を通る排気ガスは、タービン羽根５７の回転により攪拌されて乱流化される。このように排気ガスが乱流化した乱流領域６０は、ターボチャージャ５のハウジング５０内においてタービン羽根５７の下流に生成される。
【００２４】
図３，図４に示すように、ターボチャージャ５のハウジング５０（タービン羽根５７の側）は、上流から下流にかけて、排気ガスが流入するガス入口５１に繋がる偏芯管５０ａと、排気ガスが吐出されるガス出口５２に繋がる直状管５０ｃと、偏芯管５０ａ及び直状管５０ｃを繋ぐ曲成管５０ｄとを有する。
【００２５】
本実施形態によれば、排気ガスを浄化させる排気ガス浄化装置７がターボチャージャ５のハウジング５０内に一体的に組み込まれている。排気ガス浄化装置７は、内燃機関１から排出されたパティキュレートを捕獲するパティキュレートフィルタで形成されている。図２に示すように、排気ガス浄化装置７は、排気ガスを浄化するためのガス透過性を有する円筒形状をなすハニカム構造体７３を有する。ハニカム構造体７３はセラミックスを基材としており、排気ガスを流入させる入口端面７０と、排気ガスを吐出させる出口端面７１と、入口端面７０から出口端面７１にかけて延設された多数のガス浄化細孔７２を区画するフィルタ壁７４とを有する。フィルタ壁７４は入口端面７０及び出口端面７１において目止め７５を有する。
【００２６】
図３，図４に示すように、排気ガス浄化装置７は、これの出口端面７１がハウジング５０のガス出口５２に対向するように、ハウジング５０を構成する直状管５０ｃ内に一体的に組み込まれている。この結果、排気ガス浄化装置７の出口端面７１がハウジング５０のガス出口５２に接近すると共に、入口端面７０がターボチャージャ５のタービン羽根５７に接近している。従って、排気ガス浄化装置７の入口端面７０は、タービン羽根５７の回転により排気ガスが乱流化される乱流領域６０内に位置している。本実施形態によれば、排気ガス浄化装置７の出口端面７１を含むハニカム構造体７３の全体が前記した乱流領域６０内に位置している。
【００２７】
具体的には、図４において、排気ガス浄化装置７のハウジング５０のガス通路の中心軸芯ＰＡ上において、タービン羽根５７の先端５７ｈから排気ガス浄化装置７の入口端面７０までの距離をＬ１とし、ハウジング５０の曲成管５０ｄのうちタービン羽根５７側の開口内径をＤ１とすると、Ｌ１はα×Ｄ１の範囲内（Ｌ１≦α×Ｄ１）となるように設定されている。一般的にはαとしては０．８〜４、あるいは、１．２〜３とすることができる。Ｌ１≦α×Ｄ１の範囲内であれば、排気ガス浄化装置７の少なくとも入口端面７０は、タービン羽根５７の回転により排気ガスがハウジング５０内において乱流化される乱流領域６０内に位置している。なお、図４に示すように、排気ガス浄化装置７の入口端面７０は曲成管５０ｄの終端部５０ｘに対向している。
【００２８】
図１に示すように、ターボチャージャ５の下流に繋がる排気管９には、排気ガス浄化装置７と異なる浄化機能を有する第２排気ガス浄化装置８が配置されている。即ち、第２排気ガス浄化装置８は、白金等の触媒金属を担持した酸化触媒で形成されている。従って、内燃機関１から排出された排気ガスに含まれているパティキュレートは、排気ガス浄化装置７により捕獲される。排気ガスの温度が所定温度を越えると、排気ガス浄化装置７により捕獲されたパティキュレートは自然に燃焼するため、排気ガス浄化装置７は自動的に再生処理される。排気ガス浄化装置７で浄化されなかった排気ガスに含まれている有害成分（一酸化炭素，炭化水素、一酸化窒素等）は、第２排気ガス浄化装置８によって浄化される。
【００２９】
内燃機関１が駆動する際には、内燃機関１のピストンが下死点側に移動して負圧が気筒内に生成される。そして、吸気系２から空気が内燃機関１の各気筒の吸気ポートに燃料と共に負圧により吸入される。内燃機関１の燃焼工程により発生した排気ガスは、内燃機関１のピストンが上死点側に移行するピストンにより、内燃機関１の各気筒の排気ポートから排出される。内燃機関１から排出された排気ガスは排気マニホルド４、ターボチャージャ５、排気ガス浄化装置７、第２排気ガス浄化装置８を順に経て外部に排出される。ターボチャージャ５のハウジング５０を通過する排気ガスの圧力によりターボチャージャ５のタービン羽根５７が回転するため、シャフト５９を介してコンプレッサ羽根５８が回転する。この結果、コンプレッサ羽根５８により吸気系２の空気が圧縮される。そしてコンプレッサ羽根５８により圧縮された空気が内燃機関１の気筒に供給されることになり、内燃機関１の出力が向上する。タービン羽根５７の回転によって、タービン羽根５７の下流側の排気ガスは乱流化される。従ってターボチャージャ５のタービン羽根５７は、排気ガス浄化装置７の上流において排気ガスの乱流化を促進させる乱流化促進手段として機能することができる。なお、ターボチャージャ５のタービン羽根５７の回転数としては内燃機関１の回転数等の影響を受けるものの、常用速度領域では一般的には５０００ｒｐｍ以上、１００００ｒｐｍ以上とすることができ、殊に１０万ｒｐｍ以上となることもある。
【００３０】
以上説明したように本実施形態によれば、図１に示すように、排気ガス浄化装置７がハウジング５０内においてタービン羽根５７よりも下流となるようにガス出口５２側に組み込まれている。このため、図５に示す従来技術とは異なり、ハニカム構造体７３を有する排気ガス浄化装置７がタービン羽根５７の上流に位置する方式を廃止でき、従って、排気ガス浄化装置７がターボチャージャ５のタービン羽根５７の上流抵抗体として働くことを抑えることができる。故に、ターボチャージャ５の効率を向上させることができ、内燃機関１の出力の向上を図ることができる。
【００３１】
更に本実施形態によれば、排気ガス浄化装置７がハウジング５０内においてタービン羽根５７よりも下流に組み込まれているため、排気ガス浄化装置である第１パティキュレートフィルタ７００が内燃機関１の排気ポートの直後に設けられている図５に示す従来技術とは異なり、内燃機関１のシリンダの排気ポートからターボチャージャ５までの通路には排気ガス浄化装置７が存在しない。従って、内燃機関１のシリンダの排気ポートからターボチャージャ５までの通路の容積が確保される。この結果、内燃機関１のシリンダのボア空間のガス交換の効率を向上することができる。
【００３２】
内燃機関１から排出される排気ガスは、排気ガス浄化装置７の入口端面７０の全体において均一に流れるとは限らない。排気ガスが排気ガス浄化装置７の入口端面７０の全体において均一に流れないと、排気ガス浄化装置７のガス浄化細孔７２のうち、捕獲効率が高い部分と捕獲効率が低い部分とが生じ、排気ガス浄化装置７の全体を効率よく利用することにはならず、浄化効率の向上には限界がある。この点本実施形態によれば、排気ガス浄化装置７は、ターボチャージャ５のハウジング５０内においてタービン羽根５７よりも下流に配置されている。このため、タービン羽根５７の回転によって、タービン羽根５７の下流域、つまり、排気ガス浄化装置７の手前において、排気ガスの乱流化が促進されている。故に、排気ガスをターボチャージャ５内の排気ガス浄化装置７の入口端面７０の全体にむらなく流入させることができ、排気ガス浄化装置７における部分的な浄化むらを低減でき、浄化効率を高めるのに貢献することができる。
【００３３】
更に、排気ガスが排気ガス浄化装置７のハニカム構造体７３を通過するときにおいては、排気ガスがハニカム構造体７３にストレート状に流入するよりも、タービン羽根５７により乱流化してハニカム構造体７３に流入させた方が、ハニカム構造体７３のフィルタ壁７４と排気ガスとの接触頻度を高めて排気ガスのパティキュレートの捕獲効率を高めることができる。この意味においても排気ガスの浄化効率を向上させることができる。
【００３４】
また、内燃機関１の出力が増加すると、単位時間当たりに生じる排気ガスの流量が増加するため、排気ガスの浄化効率を向上させることが好ましい。この点本実施形態によれば、内燃機関１の出力が増加して単位時間当たりに生じる排気ガスの流量が増加すると、ターボチャージャ５のタービン羽根５７の回転数も連動して増加するため、排気ガスの乱流化が一層促進される。ひいては排気ガス浄化装置７のハニカム構造体７３のフィルタ壁７４と排気ガスとの接触頻度を一層高めることができる。故に、排気ガスのパティキュレートの捕獲効率を一層高めることができ、浄化効率を向上させることができる。
【００３５】
ターボチャージャ５のハウジング５０に組み込まれている排気ガス浄化装置７は、パティキュレートフィルタである。この場合、排気ガス浄化装置７に捕獲されたパティキュレートが再生のために燃焼すると、硬質部分をもつアッシュが生成される。この場合、内燃機関１のピストンが下死点側に下降する吸込工程で生じる負圧等の影響で、このアッシュが排気ガス浄化装置７から放散し、アッシュが内燃機関１の気筒内に侵入し、気筒の内壁面を損傷させるおそれがある。この点本実施形態によれば、タービン羽根５７が排気ガス浄化装置７の上流に位置しているため、排気ガス浄化装置７のアッシュが内燃機関１側に移行することに対して、タービン羽根５７が抵抗体として機能する。このためアッシュが内燃機関１の気筒内に侵入することを防止することができ、アッシュに対する内燃機関１の保護性を高めることができる。更に、ターボチャージャ５の性質上、タービン羽根５７の上流の圧力Ｐ１は、タービン羽根５７の下流の圧力Ｐ２よりも高いものである。このように圧力Ｐ１＞圧力Ｐ２とされているため、圧力差により、アッシュが内燃機関１の気筒内に侵入することを一層抑制することができ、アッシュに対する内燃機関１の保護性を一層高めることができる。
【００３６】
本実施形態によれば、ターボチャージャ５のハウジング５０は、耐熱性を有する金属を基材とする板状体をプレス成形した成形体を組み付けることにより形成されているため、壁部が厚肉化になりがちの鋳物でターボチャージャのハウジングを形成する場合に比較して、ターボチャージャ５のハウジング５０を構成する壁の薄肉化を図り得、ハウジング５０の熱容量を小さくできる。故に、排気ガスがターボチャージャ５を通過するとき、排気ガスの温度がハウジング５０に奪われることを抑制することができる。従って、内燃機関１から排出された排気ガスをその温度を確保しつつ、排気ガス浄化装置７に供給することができる。
【００３７】
なお排気ガスの温度が低いときには、排気ガス浄化装置７による浄化性能が低下する。前記した板状体を構成する耐熱性を有する金属としては、ステンレス鋼等の高合金鋼を例示できる。ステンレス鋼はオーステナイト系でもフェライト系でもマルテンサイト系でも良い。
【００３８】
内燃機関１の始動直後においては、排気ガスの温度が低く、排気ガス浄化装置７、第２排気ガス浄化装置８の浄化性能は必ずしも充分ではない。この点本実施形態によれば、排気マニホルド４は、耐熱性を有する金属（ステンレス鋼等）を基材とする板状体をプレス成形した成形体を組み付けて溶接で結合させることにより形成されており、鋳物で形成する場合に比較して、駄肉が少なく、全体として薄肉化されており、熱容量が小さくされている。排気マニホルド４も同様に、耐熱性を有する金属（ステンレス鋼等）を基材とする板状体を成形した成形体を組み付けて溶接で結合させることにより形成されており、前述したように、鋳物で形成する場合に比較して、駄肉が少なく、熱容量が小さくされている。これにより内燃機関１から排出された排気ガスの温度降下を一層抑えつつ、排気ガスを排気マニホルド４の下流側に供給することができ、排気ガス浄化装置７、第２排気ガス浄化装置８の浄化性能を高めるのに有利である。
【００３９】
上記した実施形態によれば、内燃機関１は、軽油を燃料とするディーゼルエンジンとされているが、これに限らず、ガソリンを燃料とするエンジンでも良い。この場合、排気ガス浄化装置７は酸化触媒とすることができる。上記した実施形態によれば、ハニカム構造体７３はセラミックスを基材としているが、これに限らず、ステンレス鋼等の金属担体を構成する波板の表面にセラミックス製の担持層を担持させたものでも良い。上記した実施形態によれば、排気ガス浄化装置７をターボチャージャ５のハウジング５０の直状管５０ｃに配置しているが、これに限らず、排気ガス浄化装置７をターボチャージャ５のハウジング５０の曲成管５０ｄに配置しても良い。上記した実施形態のハウジング５０において、偏芯管５０ａと曲成管５０ｄ、曲成管５０ｄと直状管５０ｃを一体成形しても良い。その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更して実施できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明はガソリンまたは軽油等を燃料とする内燃機関の排気系に搭載されるターボチャージャに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】内燃機関の排気系にターボチャージャを取り付けた状態を模式的に示す平面図である。
【図２】ターボチャージャのハウジング内に組み込まれる排気ガス浄化装置を模式的に示す断面図である。
【図３】ターボチャージャのうちタービン羽根側の平面図である。
【図４】ターボチャージャのうちタービン羽根側の側面図である。
【図５】従来技術に係り、内燃機関の排気系にターボチャージャを取り付けた状態を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００４２】
図中、１は内燃機関、２は吸気系、３は排気系、４は排気マニホルド、５はターボチャージャ、５０はハウジング、５１はガス入口、５２はガス出口、５３はタービン収容室、５４はコンプレッサ収容室、５６は回転羽根部材、５７はタービン羽根、５８はコンプレッサ羽根、５９はシャフト、７は排気ガス浄化装置、７２はガス浄化細孔、８は第２排気ガス浄化装置を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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