專利名稱：具有重疊的固定葉片和活動(dòng)葉片的滑動(dòng)活塞渦輪增壓器的制作方法
具有重疊的固定葉片和活動(dòng)葉片的滑動(dòng)活塞渦輪增壓器
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及在渦輪機(jī)噴嘴中具有用于調(diào)節(jié)流入渦輪中的廢氣的滑動(dòng)活塞的 渦輪增壓器。 '
廢氣驅(qū)動(dòng)的渦輪增壓器是一種與內(nèi)燃機(jī)結(jié)合使用的設(shè)備，M壓縮空氣以 增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，該空氣被傳遞到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口與燃料混合并在發(fā)動(dòng)機(jī) 中燃燒。渦輪增壓器包括在壓縮機(jī)殼體內(nèi)的一個(gè)軸的一端安裝的壓縮機(jī)葉輪和 在渦輪機(jī)殼體內(nèi)的該軸的另一端安裝的渦輪機(jī)葉輪。特別地，獨(dú)立于壓縮機(jī)殼 體形成渦輪機(jī)殼體，并且在渦輪機(jī)殼體禾啦縮機(jī)殼體之間連接一個(gè)中心殼體， 以容納該軸的軸承。渦輪機(jī)殼體限定了一個(gè)大致環(huán)形室，其環(huán)繞渦輪機(jī)葉輪并 且接收發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣。渦輪裝置包括從該室弓l導(dǎo)至鵬輪機(jī)葉輪的噴嘴。廢氣通 過(guò)噴嘴從該室流入渦輪機(jī)葉輪，并且該渦輪機(jī)葉輪被廢氣驅(qū)動(dòng)。由il:匕渦輪機(jī)從
廢氣中獲取能量并且驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。該壓縮mm過(guò)壓縮機(jī)殼體的一個(gè)入口接收環(huán)
境空氣，并且該空氣被壓縮機(jī)葉輪壓縮，然后從殼體中被排放到發(fā)動(dòng)機(jī)空氣入 □。
增加渦輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)性能的一個(gè)挑戰(zhàn)是，在發(fā)動(dòng)機(jī)的針運(yùn)行工況范 圍內(nèi)獲得發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的理想值。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，對(duì)于固定幾何形狀的渦輪增壓 器通常不容易實(shí)現(xiàn)該目的，因此，為了提高渦輪增壓器的增壓量的控制水平， 已研發(fā)了可變幾何形狀的渦輪增壓器。 一種可變幾何形狀的渦輪增壓器在渦輪 機(jī)噴嘴中使用滑動(dòng)的活塞。該活塞滑動(dòng)地安裝在渦輪機(jī)殼體內(nèi)，并且其被連接 到軸向向前和向后推動(dòng)活塞的機(jī)械裝置。改變活塞的位置，具有改變通過(guò)渦輪 機(jī)噴嘴有效流動(dòng)面積的效果，并且通過(guò)控制活塞位置可以調(diào)節(jié)流入渦輪機(jī)葉輪 的廢氣。以這種方式，可以調(diào)節(jié)渦輪機(jī)的輸出功率，允許控制發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功 率比具有固定幾何糊犬的渦輪增壓器的通?？赡艿墓β瘦敵龃?。
特別地，滑動(dòng)活塞機(jī)構(gòu)也包括葉片，其可以附在活塞的一端或者渦輪機(jī)噴 嘴的固定壁上。當(dāng)活塞被完全關(guān)閉時(shí)，在活塞的一端和噴嘴的固定壁之間依然 有個(gè)開(kāi)口，并且葉片完全延伸入該開(kāi)口中。然而，當(dāng)活塞開(kāi)始打開(kāi)時(shí)，在一些這樣活塞機(jī)構(gòu)中，自由葉片間隙開(kāi)始在活塞的一端和葉片的一端之間產(chǎn)生(當(dāng) 在固定的噴嘴壁上安裝葉片時(shí))，或者在葉片的一端和噴嘴的一端之間產(chǎn)生(當(dāng) 在活塞上安裝葉片時(shí))。因?yàn)槟菚r(shí)開(kāi)始產(chǎn)生間隙，這是不希望的，環(huán)繞葉片端部 和通過(guò)自由葉片間隙的廢氣具有較差的空氣動(dòng)力學(xué)特性，這不利于渦輪機(jī)的效 率。在活塞的初始打開(kāi)運(yùn)動(dòng)期間，隨著活塞位置的微小變化，流入渦輪機(jī)的流 量試圖突變，這使得轉(zhuǎn)換期間t艮難控制渦輪機(jī)的精確度。
為了克服上述不禾咽素，己提出在活塞端部或者在噴嘴壁中設(shè)置使葉片延 伸至l」其中的槽。按照這種方式，葉片可以足夠長(zhǎng)，以便于即使當(dāng)活塞完全打開(kāi) 時(shí)，奸片完全延伸通過(guò)噴嘴開(kāi)口。然而，這也有它自己的缺點(diǎn)。因?yàn)榱鲃?dòng)通過(guò) 噴嘴的廢氣非常熱，活塞、葉片和噴嘴壁都遭遇熱流動(dòng)引起的空間改變和氣溫
變化弓跑的收縮。因此，為了ffiih運(yùn)行狀態(tài)下葉片在槽中粘結(jié)，必須提供很大
的公差。因此，在葉片和容納葉片的槽的邊緣之間有很大的間隙，廢氣可以通 過(guò)這些間隙泄漏。這樣不僅部分地消除了葉片上述目的，而且當(dāng)槽是在固定噴 嘴壁中時(shí)，它們?cè)试S廢氣itA中心殼體中，在其內(nèi)氣體加熱軸承，這是很不希 望的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種具有滑動(dòng)活塞的渦輪增壓器，基本上避免了上面提到的現(xiàn) 有渦輪增壓器的岳夫點(diǎn)。渦輪增壓器包括一組固定葉片，其安裝在渦輪機(jī)噴嘴的 固定的第一壁上并且朝著噴嘴的相對(duì)的第二壁軸向凸起，以及一組活動(dòng)葉片， 其安裝在活塞的一端上并且在相反的軸向方向朝著噴嘴的第一壁凸起。兩組葉 片周向彼此相對(duì)地交錯(cuò)布置，并且當(dāng)活塞關(guān)閉和部分開(kāi)啟時(shí)彼此重疊。然而， 當(dāng)活塞在全開(kāi)啟位置時(shí)，兩組葉片不再重疊，以便于在兩組葉片的相對(duì)端之間
存在無(wú)葉片(vane-free)空間。當(dāng)活塞從它的關(guān)閉位置朝它的開(kāi)啟位置移動(dòng)時(shí)， 這種布置基本上可以提高通過(guò)噴嘴的流量變化的平穩(wěn)度，反之亦然。然而，不 必在噴嘴壁或者活塞中提供凹槽，基本上避免了通過(guò)這些凹槽的廢氣泄漏，并 避免了廢氣加熱軸承。
在一個(gè)實(shí)施例中，在活塞處于關(guān)閉位置時(shí)，兩組葉片基本上全部在噴嘴的 開(kāi)口軸向范圍延伸(即兩組葉片彼此完全重疊)，以向廢氣掛共小范圍、高導(dǎo)向 的流動(dòng)路徑。在活塞沖程期間，流動(dòng)面積基本上隨著活塞位置線性變化，因此 確定不會(huì)發(fā)生渦輪機(jī)流動(dòng)特性的突躍?？商鎿Q地，當(dāng)活塞關(guān)閉時(shí)，兩組葉片可能不完全彼此重疊。 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，具有相等數(shù)量的固定葉片和活動(dòng)葉片，并且沿著周向方 向每個(gè)活動(dòng)葉片大約處于兩個(gè)固定葉片之間的中間位置。在一個(gè)實(shí)施例中，所
有的固定葉片和活動(dòng)葉片在外輪廓和軸向長(zhǎng)度上基本上彼此相同。
在一個(gè)實(shí)施例中，固定葉片安裝在一個(gè)獨(dú)立于中心殼體和渦輪機(jī)殼體而形 成的隔熱屏上。該隔熱屏安裝在中心殼體和渦輪機(jī)殼體之間。可替換地，固定 葉片安裝在不同的部件上，例如分離隔熱屏的一個(gè)部件，該部件在隔熱屏和渦 輪機(jī)殼體之間。也可以使用變化的其它安裝配置。
通過(guò)一個(gè)實(shí)施例，渦輪增壓器還包括卩l(xiāng)ih活塞繞軸旋轉(zhuǎn)的抗轉(zhuǎn)設(shè)備，然而
允許活磐由向平移。


通過(guò)參看附圖，概 敵也描述本發(fā)明，但是不能局限于附圖的比例，其中 圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有處于關(guān)閉位置的活塞的渦輪增壓器的橫斷 面視圖2是類似于圖1的視圖，顯示了處于部分打開(kāi)位置的活塞；
圖2A是類似于圖2的視圖，顯示了全部打開(kāi)位置的活塞；
圖3是沿著圖1的線3-3的橫斷面視圖4是沿著圖2的線44的橫斷面視圖5是沿著圖2的線5-5的橫斷面視圖。
具體實(shí)施例方式
將參考附圖更加全面地描述本發(fā)明，但是沒(méi)有示出本發(fā)明的全部實(shí)施例。 實(shí)際上，本發(fā)明可以實(shí)施不同的形式，不應(yīng)局限于這里的實(shí)施例；相反地，這 里提供了這些實(shí)施例以便于所公開(kāi)的將滿^ig當(dāng)?shù)囊蟆Ｏ嗤母綀D標(biāo)記表示 相同的元件。
圖1至5示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的渦輪增壓器20。渦輪增壓器包括容 納軸承24的中心殼體22，該軸承支撐渦輪增壓器的旋轉(zhuǎn)軸26。壓縮機(jī)殼體(未 示出)連接中心殼體的一側(cè)。壓縮機(jī)葉輪30安裝在軸26的一端，并且布置在 壓縮機(jī)殼體中。雖然圖中沒(méi)有示出，但是很容易理解到壓縮機(jī)殼體限定了一個(gè) 入口，空氣M31該入口流入壓縮空氣的壓縮機(jī)葉輪30，而且限定了一個(gè)擴(kuò)散器， 壓縮空氣通過(guò)該擴(kuò)散器從壓縮機(jī)葉輪排入環(huán)繞壓縮機(jī)葉輪的蝸殼?？諝鈴脑撐仛ぶ袀魉偷絻?nèi)燃機(jī)的入口 (未示出)。渦輪增壓器還包JS^接到中心殼體22的
另一側(cè)的渦輪機(jī)殼體38。渦輪機(jī)葉輪40安裝在壓縮機(jī)葉輪的軸26的另一端上， 并且設(shè)置在渦輪機(jī)殼體中。渦輪機(jī)殼體限定了環(huán)繞渦輪機(jī)葉輪40的腔室42，并 且接收從內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣。廢氣通過(guò)噴嘴43 (圖2)從腔室42直接進(jìn)入渦輪 機(jī)葉輪40中，該渦輪機(jī)葉輪膨脹廢氣并且被驅(qū)動(dòng)，以便于驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)葉輪。
在中心殼體22和渦輪機(jī)殼體38之間設(shè)置了一個(gè)隔熱屏32。隔熱屏包括渦 輪機(jī)噴嘴43的第一壁；渦輪機(jī)殼體38形成噴嘴的相對(duì)的第二壁45。隔熱屏32 支撐一組周向布置的固定葉片34，該固定葉片從隔熱屏部分iiM過(guò)噴嘴43的軸 向范圍向第二壁45軸向延伸。
渦輪機(jī)殼體38限定了基本上為圓柱形的孔44，它的直徑基本上相應(yīng)于腔 室42的徑向最內(nèi)區(qū)域。渦輪機(jī)葉輪40設(shè)在 L44的上游端，并且渦輪機(jī)葉輪的 旋轉(zhuǎn)軸基本上與孔同軸。文中的"上游端"指的^1過(guò) L44的廢氣流的方向， 腔室42中的廢氣流入渦輪機(jī)葉輪40，然后通過(guò)孔44轉(zhuǎn)為軸向流動(dòng)(圖l中是 從左向右)到它的下游端。
在一個(gè)實(shí)施例中，渦輪機(jī)葉輪可以是"分流式"(splittered)渦輪機(jī)葉輪(未 示出)，其中具有與部分長(zhǎng)葉片交替的全長(zhǎng)葉片。于2004年9月2日公開(kāi)的， Lombard等申請(qǐng)的題為"具有可變喉部的渦輪機(jī)"(Turbine Having Variable Throat)的PCT申請(qǐng)WO2004/074642A1的公開(kāi)中描述了分流式渦輪機(jī)葉輪的例 子，全部公開(kāi)內(nèi)容將在這里參考。全長(zhǎng)葉片具有在軸向上比部分長(zhǎng)葉片更長(zhǎng)的 長(zhǎng)度。更特別地，如此設(shè)置全長(zhǎng)葉片，使得當(dāng)活塞處于圖2A的全開(kāi)啟位置時(shí)， 它們基本上跨越噴嘴43的全部軸向范圍。如此設(shè)置部分長(zhǎng)葉片，使得至少當(dāng)活 塞處于如圖1所示的關(guān)閉位置時(shí)，它們跨越噴嘴的軸向范圍。因此，當(dāng)活塞關(guān) 閉時(shí)，流動(dòng)通過(guò)噴嘴的所有廢氣遇到全長(zhǎng)和部分長(zhǎng)的渦輪機(jī)葉片。當(dāng)活塞全開(kāi) 時(shí)， 一些廢氣遇到兩組葉片，但是剩余的廢氣只遇到全長(zhǎng)葉片(即全長(zhǎng)葉片的 延伸至嘟分長(zhǎng)葉片的后緣的下游的那部分)。
渦輪增壓器包括設(shè)在渦輪機(jī)殼體的孔44中的滑動(dòng)活塞系統(tǒng)50?；钊到y(tǒng) 包括管狀載體52，它的外部直徑比渦輪機(jī)殼體的孔44的直徑小一點(diǎn)，以便于載 體52從它的下游端軸向滑入孔44中(即在圖1中從右向左滑)?？?4包括徑
向向內(nèi)的面對(duì)下游的臺(tái)P介，而且載體包括鄰接該臺(tái)階的徑向向外的凸臺(tái)或者凸 起。在載體52后的孔44的內(nèi)表面中，將保持器夾或者環(huán)56勉溝槽中，以保持載體在渦輪機(jī)殼體中。因此，通過(guò)臺(tái)階和保持環(huán)56阻止載體在孔44中軸向 移動(dòng)。還有利的包括阻止載體繞軸旋轉(zhuǎn)的抗轉(zhuǎn)部件(未示出)。例如，抗轉(zhuǎn)部件 可以包括布置在載體和渦輪機(jī)殼體之間的鍵或者花鍵?；钊考?0還包括管形活塞62?；钊S的設(shè)置在載體52的中心孔中， 并且在軸向方向可相對(duì)于載體滑動(dòng)?；钊稍趫D1示出的關(guān)閉位置、圖2A示出 的全打開(kāi)位置和圖2示出的變化的部分打開(kāi)位置之間軸向滑動(dòng)，在圖1中活塞 的端部鄰接或者鄰近固定葉片34的自由端部，在圖2A中活塞的端部與固定葉 片的自由端部間隔相對(duì)大的距離，在圖2中活塞與固定葉片間隔相對(duì)小的距離。 活塞包括抗轉(zhuǎn)部件(例如鍵或者花鍵，未示出)，其基本上^ih活塞繞軸旋轉(zhuǎn)而 允許軸向平移。活塞包括一個(gè)管狀部分64，它的外部直徑比載體52的內(nèi)部直徑 小一點(diǎn)，以便于該管狀部分可以從它的上游端軸向滑入載體(即圖1中從左向 右滑)?；钊舶◤较蛳蛲庋由斓耐古_(tái)部分66，其從管狀部分64的上游端向 外凸出。載體52可以具有沿著載體長(zhǎng)度方向延伸的軸向裂口 (未示出)。該裂口使 載體相應(yīng)于熱效應(yīng)或者其它原因在直徑上膨脹和收縮。載體最好具有僅比活塞 62的外徑略大的內(nèi)徑，以便于在載體和活塞之間存在微小的縫隙。因此，減小 了流入縫隙的泄漏。因?yàn)檩d體可能在直^h膨脹和收縮，不必為了組裝或者在 運(yùn)行中調(diào)節(jié)尺寸變化而設(shè)置很大的縫隙。載體的膨脹能力也意味著避免了活塞 的捆綁(binding)。載體52包括一些貫穿載體的側(cè)壁軸向延伸的孔60。渦輪增壓器還包括具 有一個(gè)叉形搖臂70的活塞制動(dòng)連接。搖臂具有一對(duì)臂72，它們的末端延伸通過(guò) 兩個(gè)孔60并且在活塞的直^il對(duì)置的位置處^A活塞62。搖臂與載體外表面相 鄰設(shè)置，并且位于具有擴(kuò)大直徑的孔44的一部分中。搖臂可纟》JC平軸旋轉(zhuǎn)，以 便于弓胞活塞在載體52內(nèi)軸向皿。圖1顯示了關(guān)閉位置的活塞，其中設(shè)置臂 72面對(duì) L 60的一端。圖2A顯示了全部打開(kāi)位置的活塞，其中設(shè)置臂的末端面 對(duì)孔60的另一端。這些 L軸向延伸允許軸向移動(dòng)臂72到必要角度。搖臂70由連接執(zhí)行器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)，執(zhí)行器例如為真空室執(zhí)行器或者類似的裝置(未 示出)。一個(gè)在活塞的一側(cè)上具有活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)的替換實(shí)施例，可以在活塞的后面 設(shè)置執(zhí)行器(圖l的右側(cè))。軸向設(shè)置執(zhí)行器是公知的，例如專利US6694733A中描述的，這里將參考并結(jié)合所公開(kāi)的內(nèi)容。一組活動(dòng)葉片54附著在活塞的一端，特別是附著在凸臺(tái)部分66上?；顒?dòng)葉片54在與固定葉片34相反的軸向、朝著隔熱屏32延伸。如圖1所示，當(dāng)活 塞62在關(guān)閉位置時(shí)(定義該位置為，在活塞的凸臺(tái)部分66和隔熱屏32形成的 噴嘴壁之間具有最小的軸向伺距)，固定葉片34的自由端鄰接或者鄰近活塞的 凸臺(tái)部分66，并且類似的，活動(dòng)葉片54的自由端鄰接或者鄰近由隔熱屏32(或 者由安裝的固定葉片上的另一個(gè)固定部分)形成的固定壁。因此，當(dāng)活塞處于 圖1所示的關(guān)閉位置時(shí)，固定葉片和活動(dòng)葉片基本上全部延伸通過(guò)在隔熱屏和 活塞凸臺(tái)部分之間限定的噴嘴的軸向開(kāi)口。也可能在固定壁中提供淺槽(不貫 通的孔或者槽)，在固定壁上安裝固定葉片以便于當(dāng)活塞關(guān)閉時(shí)，該淺槽接收活 動(dòng)葉片的一端；或者在活塞的端面提供凹槽，以便于當(dāng)活塞關(guān)閉時(shí)接收固定葉 片的一端(或者在固定壁和活塞中都提供凹槽)。如果一個(gè)或者多個(gè)葉片比由于 制造公差弓l起的其它葉片略短，這將減少具有微小縫隙的可能性。固定葉片34沿著360。的環(huán)面周向間隔設(shè)置，同樣地，活動(dòng)葉片34沿著 360°的環(huán)面周向間隔設(shè)置。活動(dòng)葉片54周向上相對(duì)于固定葉片34交錯(cuò)布置， 并且固定葉片34與活動(dòng)葉片54重疊。重疊的范圍依賴、于活塞62的位置，下文 將詳細(xì)描述。在一個(gè)實(shí)施例中，具有相等數(shù)量的固定葉片和活動(dòng)葉片，每個(gè)活動(dòng)葉片54 沿著周向基本上在兩個(gè)固定葉片34之間的中間部位。最好參見(jiàn)圖3。在所示的一個(gè)實(shí)施例中，固定葉片和活動(dòng)葉片在外輪廓和軸向長(zhǎng)度上基本 上彼此相同。在一個(gè)實(shí)施例中，活塞62的最大軸向fi^M^過(guò)葉片的軸向長(zhǎng)度，因此當(dāng)活 塞全打開(kāi)時(shí)在固定葉片34和活動(dòng)葉片54之間具有無(wú)葉片(vaneless)縫隙。在 這個(gè)位置，噴嘴的開(kāi)啟軸向范圍具有第一部分、第二部分和第三部分，其中， 在第一部分中廢氣在固定葉片34的部分之間流動(dòng)，在第工部分中廢氣在固定葉 片和活動(dòng)葉片之間的無(wú)葉片(vandess)縫隙中流動(dòng)，在第三部分中廢氣在活動(dòng) 葉片54的部分之間流動(dòng)。圖4示出了M31第一部分的橫斷面視圖，其特征在于， 葉片的劍氐阻塞以及由此導(dǎo)致的較大的流動(dòng)面積，以及因?yàn)楣潭ㄈ~片34之間的 相對(duì)大的空間弓l起的低流動(dòng)導(dǎo)向。的流動(dòng)面積。打開(kāi)活塞產(chǎn)生無(wú)葉片(vandess)縫隙的能力是本發(fā)明的關(guān)鍵。當(dāng) 要求一些極端運(yùn)行^[牛時(shí)，無(wú)葉片(vaneless)縫隙允許較高的最大質(zhì)量流S1 過(guò)渦輪機(jī)噴嘴。當(dāng)處于圖2所示的噴嘴部分地打開(kāi)位置時(shí)，噴嘴的第二中間部分具有彼此 重疊的固定葉片和活動(dòng)葉片。圖5示出了噴嘴的第三部分的橫斷面視圖，其特征在于，葉片的劍氐阻塞 以及由此導(dǎo)致的較大的流動(dòng)面積，以及因?yàn)榛顒?dòng)葉片54之間的相對(duì)大的空間弓1 起的低流動(dòng)導(dǎo)向。當(dāng)活塞處于圖1的關(guān)閉位置時(shí)，噴嘴的完全打開(kāi)的軸向范圍具有基本上一 直穿過(guò)噴嘴延伸的固定葉片和活動(dòng)葉片，并且具有較低的流動(dòng)面積和較高的流 動(dòng)導(dǎo)向，最好參見(jiàn)圖3。當(dāng)活塞幵始向打開(kāi)位置移動(dòng)時(shí)，開(kāi)始產(chǎn)生噴嘴的第一和 第三部分；并且當(dāng)?shù)谝缓偷谌糠衷鲩L(zhǎng)、以及當(dāng)葉片的重疊范圍在軸向變小時(shí)， 通過(guò)噴嘴的全部流動(dòng)面積隨著活塞的位置線性提高。當(dāng)活塞處于圖2A的全打開(kāi) 位置時(shí)，兩組葉片不再重疊，并且在兩組葉片的端部之間產(chǎn)生一個(gè)縫隙。從該實(shí)施例的描述中，將意識(shí)到在活塞的關(guān)閉和部分打開(kāi)位置都不具有無(wú) 葉片(vaneless)縫隙。當(dāng)活塞打開(kāi)時(shí)，iKl噴嘴的流動(dòng)面積基本上隨著活塞的 位置線性提高。另外，活塞能充分移動(dòng)從而在兩組葉片之間形成無(wú)葉片的縫隙 (vandess gap)。特別地當(dāng)活塞正要從關(guān)閉位置開(kāi)始打開(kāi)時(shí)，這些特征允許比現(xiàn) 有技術(shù)的渦輪增壓器的布置更好地控制通過(guò)噴嘴的流量，由于在兩組葉片之間 形成無(wú)葉片縫隙，所以當(dāng)活塞在全打開(kāi)位置時(shí)允許較高的最大質(zhì)量流量。根據(jù)本發(fā)明的固定葉片和活動(dòng)葉片，適用于各種具有滑動(dòng)活塞的結(jié)構(gòu)的渦 輪增壓器。在一些渦輪增壓器中，活塞可以直接的嵌入渦輪機(jī)殼體的孔中；在 該情況下，在活塞和渦輪機(jī)殼體之間的抗轉(zhuǎn)部件(例如鍵或者花鍵)卩l(xiāng)lh活塞 繞它的軸旋轉(zhuǎn)。在該實(shí)施例中，在其它的渦輪增壓器中，在渦輪機(jī)殼體的孔中 可以有插入載體或者襯套，并且活塞可以直接地嵌入該載體或者襯套；在該情 況下，抗轉(zhuǎn)部件用于Pllh載體和活塞的旋轉(zhuǎn)。因此，在該實(shí)施例中，在一些渦 輪增壓器中，固定葉片可以安裝在例如隔熱屏的分隔部件上。在其它的渦輪增 壓器中，固定葉片可以直接安裝在中心殼體的部分上或者在其它部件上，該其 它部件分離中心殼體和隔熱屏，并且在隔熱屏和渦輪機(jī)殼體之間設(shè)置。因而，這里闡述的本發(fā)明的修正和其它實(shí)施例將使本領(lǐng)域技術(shù)人員意識(shí)到本發(fā)明與上述描述和附圖的教導(dǎo)相關(guān)。因此，可以理解本發(fā)明不局限于所公開(kāi) 的具體實(shí)施例，修正和其它的實(shí)施例將包括在附屬的權(quán)禾腰求的i尉戶范圍之內(nèi)。 雖然這里^頓了專用名詞，但是它們僅是普通的無(wú)限制的意義，不應(yīng)用來(lái)限制 本發(fā)明。
權(quán)利要求
1、一種渦輪增壓器，包括一個(gè)中心殼體，其包括一個(gè)軸承組件和一個(gè)安裝在所述軸承組件中的旋轉(zhuǎn)軸；一個(gè)連接到所述軸的一端的壓縮機(jī)葉輪；一個(gè)渦輪機(jī)葉輪，其連接在所述軸的另一端并且設(shè)置在連接所述中心殼體另一側(cè)的渦輪機(jī)殼體的孔內(nèi)，所述渦輪機(jī)殼體限定了一個(gè)環(huán)繞所述渦輪機(jī)葉輪的腔室，用來(lái)接收被導(dǎo)入所述渦輪機(jī)葉輪的廢氣，在軸向隔開(kāi)的固定的第一壁和第二壁之間限定一個(gè)渦輪機(jī)噴嘴，以便于廢氣從所述腔室通過(guò)所述渦輪機(jī)噴嘴流入所述渦輪機(jī)葉輪；一個(gè)滑動(dòng)活塞，其設(shè)置在所述渦輪機(jī)殼體的所述孔中，以便于所述活塞在關(guān)閉位置和開(kāi)啟位置之間軸向滑動(dòng)，該活塞具有一個(gè)端部，在該活塞的關(guān)閉位置，所述端部與所述第一壁間隔相對(duì)小的距離，在該活塞的開(kāi)啟位置，所述端部與所述第一壁間隔相對(duì)大的距離，在所述第一壁和所述活塞的所述端部之間限定所述噴嘴的開(kāi)口軸向范圍；一組周向間隔設(shè)置的固定葉片，其安裝在所述第一壁上并且在軸向方向朝著所述第二壁凸起；以及一組周向間隔設(shè)置的活動(dòng)葉片，其安裝在所述活塞的所述端部上并且在相反的軸向方向朝著所述第一壁凸起；所述固定葉片相對(duì)于所述活動(dòng)葉片周向地交錯(cuò)布置，并且當(dāng)活塞關(guān)閉和部分開(kāi)啟時(shí)與所述活動(dòng)葉片重疊，當(dāng)活塞在全開(kāi)啟位置時(shí)所述固定葉片和活動(dòng)葉片不再重疊，以便于在固定葉片和活動(dòng)葉片之間存在無(wú)葉片縫隙。
2、 如權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器，如此設(shè)置以便于在戶脫活塞的關(guān)閉位 置時(shí)，兩組葉片基本上延伸到齡所述噴嘴的所述開(kāi)口軸向范圍，以向廢氣提 供小面積、高導(dǎo)向的流動(dòng)路徑。
3、 如權(quán)利要求1戶/M的渦輪增壓器，其中所述活塞基本上被卩Ml相對(duì)于所 述渦輪機(jī)殼體的軸旋轉(zhuǎn)。
4、 如權(quán)禾腰求1戶腿的渦輪增壓器，其中戶腿第一壁包括^ui于戶誠(chéng)中心殼體和所述渦輪機(jī)殼體而形成的一個(gè)隔熱屏，該隔熱屏安裝在所述中心殼體和戶;M渦輪機(jī)殼體之間。
5、 如權(quán)禾傻求1所述的渦輪增壓器，其中所述固定葉片繞360。的環(huán)均勻的設(shè)置。
6、 如權(quán)利要求5所述的渦輪增壓器，其中所述活動(dòng)葉片繞360°的環(huán)均勻 的設(shè)置。
7、 如權(quán)利要求6所述的渦輪增壓器，其中具有相等數(shù)量的固定葉片和活動(dòng) 葉片，并且沿著周向方向每個(gè)活動(dòng)葉片大約處于兩個(gè)固定葉片之間的中間位置。
8、 如權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器，其中所述固定葉片和所述活動(dòng)葉片在 外輪廓和軸向長(zhǎng)度上基本上彼此相同。
9、 如權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器，其中所述渦輪機(jī)葉輪包括一個(gè)分流式 渦輪機(jī)葉輪，其具有相對(duì)長(zhǎng)的軸向長(zhǎng)度的第一葉片，其和相對(duì)短的軸向長(zhǎng)度的 第二葉片交替。
10、 一種在渦輪增壓器中使用的裝置，包括一個(gè)限定一個(gè)軸向孔的渦輪機(jī)殼體，該渦輪機(jī)殼體限定了一個(gè)環(huán)繞戶;M孔的腔室，用于接收導(dǎo)入所述孔的廢氣，在軸向隔開(kāi)的固定的第一壁和第二壁之間限定一個(gè)渦輪機(jī)噴嘴，以便于廢氣從戶;M腔室通過(guò)所述渦輪機(jī)噴嘴流入所述孔；一個(gè)滑動(dòng)活塞，其設(shè)置在戶艦渦輪機(jī)殼體的戶腿孔中，以便于戶脫活塞在 關(guān)閉位置和開(kāi)啟位置之間軸向滑動(dòng)，該活塞具有一個(gè)端部，在該活塞的關(guān)閉位 置，所述端部與所述第一壁間隔相對(duì)小的距離，在該活塞的開(kāi)啟位置，戶脫端 部與所述第一壁間隔相對(duì)大的距離，在所述第一壁和所述活塞的所述端部之間 限定所述噴嘴的開(kāi)口軸向范風(fēng)一組周向間隔設(shè)置的固定葉片，其安裝在戶，第一壁上并且在軸向方向朝 著所述第二壁凸起；以及一組周向間隔設(shè)置的活動(dòng)葉片，其安裝在戶;M活塞的一端上并且在相反的軸向方向朝著戶腿第一壁凸起；所述固定葉片相對(duì)于所述活動(dòng)葉片周向地交錯(cuò)布置，并且當(dāng)活塞關(guān)閉和部 分開(kāi)啟時(shí)與所述活動(dòng)葉片重疊，當(dāng)活塞在全開(kāi)啟位置時(shí)所述固定葉片和活動(dòng)葉 片不再重疊，以便于在固定葉片和活動(dòng)葉片之間存在無(wú)葉片縫隙。
11、 如權(quán)利要求10戶腿的裝置，其中戶鵬第一壁包括獨(dú)立于戶脫渦輪機(jī)殼體而形成的一個(gè)隔熱屏。
12、 如權(quán)利要求10所述的裝置，其中具有相等數(shù)量的固定葉片和、活動(dòng)葉片， 并且沿著周向方向^活動(dòng)葉片大約處于兩個(gè)固定葉片之間的中間位置。
13、 如權(quán)禾腰求io所述的裝置，其中所述固定葉片和戶;M活動(dòng)葉片在外輪廓和軸向長(zhǎng)度上基本上彼此相同。
14、 如權(quán)利要求io戶皿的裝置，其中戶;M活塞包括一個(gè)嵌在戶，渦輪機(jī)殼 體的所述 L中的管狀部分、以及一個(gè)從戶服管狀部分的上游端徑向向外延伸的 凸臺(tái)部分，其中戶，活動(dòng)葉片安裝在戶皿凸臺(tái)部分上。
全文摘要
一種調(diào)節(jié)流入渦輪機(jī)葉輪的廢氣的具有滑動(dòng)活塞的渦輪增壓器，包括一組固定葉片，其安裝在渦輪機(jī)噴嘴的固定的第一壁上并且在軸向方向朝著噴嘴的相對(duì)的第二壁凸起，以及一組活動(dòng)葉片，其安裝在活塞的一端上并且在相反的軸向方向朝著噴嘴的第一壁凸起。兩組葉片周向彼此相對(duì)地交錯(cuò)布置，并且彼此重疊，重疊度依賴于活塞的軸向位置。渦輪機(jī)葉輪可以是具有與長(zhǎng)葉片和短葉片交替布置的分流式渦輪機(jī)葉輪。
文檔編號(hào)F02B37/22GK101302941SQ20081012875
公開(kāi)日2008年11月12日 申請(qǐng)日期2008年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月1日
發(fā)明者N·塞爾斯, Q·羅伯茨, S·費(fèi)拉里 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國(guó)際公司