專利名稱：具有階形葉片的滑動(dòng)葉片渦輪增壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及變幾何形渦輪增壓器。尤其涉及這樣一種渦輪增壓器，即，它具有一個(gè)滑動(dòng)葉片可變噴嘴渦輪入口，葉片通過(guò)懸置的槽形片金屬隔熱屏容納在渦輪機(jī)殼體中，葉片具有階形形狀以密封住隔熱屏的表面。
在現(xiàn)有技術(shù)中活塞型的變幾何形渦輪增壓器中，一直面臨的挑戰(zhàn)就是，最大程度地使空氣動(dòng)力性能與匹配表面的容許性相平衡，尤其是經(jīng)受極端溫度變化和機(jī)械應(yīng)力的葉片和容納槽，以及采用容易制造的結(jié)構(gòu)提供啟動(dòng)活塞的裝置。
一個(gè)基本上為圓柱狀的活塞與渦輪葉輪同心并可平行于渦輪葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸移動(dòng)。多個(gè)葉片基本上平行于轉(zhuǎn)動(dòng)軸從貼近后圓盤(pán)的活塞的第一端延伸。一個(gè)隔熱屏，其外圓周在渦輪機(jī)殼體與中心殼體之間接合，并朝轉(zhuǎn)動(dòng)軸徑向向內(nèi)延伸。該隔熱屏具有多個(gè)容納葉片的槽。一個(gè)驅(qū)動(dòng)器被提供用來(lái)使活塞從第一端貼近隔熱屏的第一位置移動(dòng)到第一端遠(yuǎn)離隔熱屏的第二位置。葉片具有大小能容納在槽中的第一部分和第二部分或臺(tái)階，第二部分介于第一部分和活塞之間，活塞的大小被設(shè)定成在活塞處于第一位置上時(shí)與隔熱屏的表面接合并覆蓋槽。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)附圖，

圖1示出了一個(gè)用于渦輪增壓器10的本發(fā)明的實(shí)施例，該渦輪增壓器10裝有一個(gè)渦輪機(jī)殼體12、一個(gè)中心殼體14和一個(gè)壓縮機(jī)殼體16。渦輪葉輪18通過(guò)軸20連接到壓縮機(jī)葉輪22上。渦輪葉輪將來(lái)自從一排氣歧管(未示出)提供的內(nèi)燃機(jī)廢氣的能量轉(zhuǎn)換成渦輪機(jī)殼體中的蝸殼24的氣體能量。廢氣通過(guò)渦輪擴(kuò)張并經(jīng)出口26排出渦輪機(jī)殼體。
壓縮機(jī)殼體具有一入口28和一出口蝸殼30。底板32通過(guò)螺栓34連接在壓縮機(jī)殼體上。反過(guò)來(lái)，底板又利用螺栓(未示出)固定在中心殼體上。第一環(huán)封36接合在底板與壓縮機(jī)殼體之間，而第二環(huán)封38接合在底板與中心殼體之間。螺栓40和固定墊圈42將渦輪機(jī)殼體連接到中心殼體上。
裝在中心殼體的軸孔52中的軸頸軸承50轉(zhuǎn)動(dòng)地支承軸。在所示實(shí)施例中，鄰近壓縮機(jī)葉輪裝在軸上的止推軸環(huán)54接合在一個(gè)止推軸承56上，該止推軸承56被限制在中心殼體與底板之間。一軸套58接合在止推軸環(huán)與壓縮機(jī)葉輪中間。一旋轉(zhuǎn)密封件60比如一活塞環(huán)在該軸套和底板之間提供了密封。彈性擋圈62將軸頸軸承限定在孔中，而螺母64限定壓縮機(jī)葉輪和軸上的軸承部件。
本發(fā)明的變幾何形機(jī)構(gòu)包括一個(gè)基本上為圓柱狀的活塞70，該活塞被容納在渦輪機(jī)殼體中、與渦輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸同心對(duì)齊。該活塞通過(guò)一個(gè)三腳架72可縱向移動(dòng)，該三腳架在所示的實(shí)施例中具有三個(gè)支腳，與該活塞和一驅(qū)動(dòng)軸74相連。該驅(qū)動(dòng)軸被容納在一個(gè)貫穿渦輪機(jī)殼體的軸襯76中并與一個(gè)驅(qū)動(dòng)器77相連。在所示實(shí)施例中，該驅(qū)動(dòng)器利用一支架78和螺栓80安裝在渦輪機(jī)殼體的支座上。
活塞通過(guò)一個(gè)小摩擦插件82在渦輪機(jī)殼體中滑動(dòng)。一圓柱狀封條84被插在活塞與插件之間?；钊蓮膱D1所示的閉合位置處移動(dòng)，基本上減小了從蝸殼24到渦輪的入口噴嘴的面積。在完全打開(kāi)的位置上，一個(gè)活塞上的徑向突起86被容納在限制活塞運(yùn)行的保險(xiǎn)塞(relief)88中。
噴嘴葉片90從活塞上的徑向突起延伸。在活塞的閉合位置上，葉片被容納在中心殼體鑄件的突出部分中。隔熱屏92接合在渦輪機(jī)殼體與中心殼體之間。該屏的輪廓被設(shè)計(jì)成從中心殼體與渦輪機(jī)殼體之間的界面伸入渦輪機(jī)殼體的空腔中，并給渦輪入口噴嘴提供一內(nèi)壁。
圖2示出了裝有閉合槽96的隔熱屏，該閉合槽96用來(lái)容納葉片90。如圖3和4所示，葉片具有第一部分98和第二部分100，該第一部分被容納在槽中，該第二部分為一臺(tái)階形式，其在弦長(zhǎng)(cord)和深度上都長(zhǎng)過(guò)槽的大小。如圖5a所示，在活塞處于打開(kāi)位置時(shí)，渦輪入口噴嘴面積的大小被定成使最大的流量進(jìn)入渦輪。在活塞處于閉合位置時(shí)，如圖5b所示，葉片的第一部分被容納在槽中，而葉片上的第二部分或臺(tái)階與隔熱屏的表面接合。臺(tái)階密封隔熱屏中的槽，以避免渦輪輸入流量的過(guò)多滲漏，可在圖6a中最好地看出。臺(tái)階的空氣動(dòng)力外形保持輸入流在活塞的閉合和打開(kāi)位置上都能平穩(wěn)流動(dòng)。圖6b描述了階形葉片的一可選實(shí)施例，此時(shí)由線106表示的該臺(tái)階弦長(zhǎng)與由104表示的葉片弦長(zhǎng)呈傾斜關(guān)系。這種布置方式在活塞的打開(kāi)和閉合位置上改變?nèi)~片相對(duì)于氣流的沖擊角以增強(qiáng)空氣動(dòng)力控制。
圖中示出的實(shí)施例中的活塞的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器77，該驅(qū)動(dòng)器77具有一個(gè)如圖1所示的固定在支架78上的殼體底端102。
雖然現(xiàn)已按專利法的要求詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，將會(huì)認(rèn)識(shí)到，可對(duì)這里披露的特定實(shí)施例作出改進(jìn)和替換。這樣的改進(jìn)和替換落在下面權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍和目的中。
權(quán)利要求
1.一種渦輪增壓器，它包括一個(gè)外殼，該外殼具有一個(gè)渦輪機(jī)殼體、一個(gè)壓縮機(jī)殼體和一個(gè)中心殼體，該渦輪機(jī)殼體容納來(lái)自入口處一內(nèi)燃機(jī)的排氣歧管的廢氣并具有一個(gè)排氣口，該壓縮機(jī)殼體具有一個(gè)進(jìn)氣口和第一蝸殼，該中心殼體介于該渦輪機(jī)殼體和壓縮機(jī)殼體的中間；一個(gè)承載在渦輪機(jī)殼體中并從廢氣中吸取能量的渦輪葉輪，所述渦輪葉輪連接在一根通過(guò)中心殼體內(nèi)的軸孔從渦輪機(jī)殼體延伸的軸上；一個(gè)承載在中心殼體軸孔中的軸承，所述軸承支承旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的軸；一個(gè)相對(duì)于渦輪葉輪連接在軸上并被封閉在壓縮機(jī)殼體中的壓縮機(jī)葉輪；一個(gè)基本上為圓柱狀的活塞，該活塞與渦輪葉輪同心并可平行于渦輪葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸移動(dòng)；多個(gè)基本上平行于轉(zhuǎn)動(dòng)軸從貼近后圓盤(pán)的活塞的第一端延伸的葉片，每個(gè)葉片都具有一個(gè)第一部分和一個(gè)第二部分，第一部分具有第一弦長(zhǎng)和深度，第二部分介于第一部分和活塞第一端的中間，第二部分具有大于第一弦長(zhǎng)和深度的第二弦長(zhǎng)和深度；一個(gè)隔熱屏，其外圓周接合在渦輪機(jī)殼體與中心殼體之間，并朝轉(zhuǎn)動(dòng)軸徑向向內(nèi)延伸，所述隔熱屏還具有多個(gè)緊密容納葉片第一部分的弦長(zhǎng)和深度的槽；及使活塞從第一端貼近隔熱屏的第一位置移動(dòng)到第一端遠(yuǎn)離隔熱屏的第二位置的裝置，活塞處于第一位置上時(shí)，葉片的第二部分與隔熱屏接合并密封槽。
2.如權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器，其特征在于，葉片的第二部分具有空氣動(dòng)力外形以促進(jìn)渦輪入口氣體的平穩(wěn)流動(dòng)。
3.如權(quán)利要求2所述的渦輪增壓器，其特征在于，葉片的第二部分與第一部分呈傾斜關(guān)系以在活塞處于閉合位置上時(shí)改變氣流沖擊角。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種渦輪增壓器，該渦輪增壓器具有可變渦輪吸氣噴嘴，包括一個(gè)可移動(dòng)的圓柱狀活塞以改變吸氣噴嘴在渦輪中的面積。裝在活塞上以控制進(jìn)入噴嘴的流量的葉片穿過(guò)一個(gè)槽形隔熱屏，該隔熱屏將平穩(wěn)的空氣動(dòng)力氣流供應(yīng)到渦輪葉片中。葉片還包括一個(gè)階形部分，該階形部分具有較大的弦長(zhǎng)和深度，在活塞處于閉合位置上時(shí)與隔熱屏的表面接合并密封槽。連接有一個(gè)軸向驅(qū)動(dòng)裝置以操縱活塞。
文檔編號(hào)F02B37/22GK1454284SQ0081975
公開(kāi)日2003年11月5日 申請(qǐng)日期2000年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月19日
發(fā)明者阿蘭·勒內(nèi)·隆巴爾, 讓－呂克·于貝爾·佩蘭 申請(qǐng)人:霍尼韋爾加勒特股份有限公司