專利名稱：用于具有可變噴嘴的排氣驅(qū)動式渦輪增壓器的渦輪組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開內(nèi)容涉及具有可變渦輪噴嘴的排氣驅(qū)動式渦輪增壓器，并且具體涉及可變 噴嘴，其具有使一部分排氣圍繞渦輪葉輪(turbine wheel)旁通的效能。
背景技術(shù)：
對通過排氣驅(qū)動式渦輪增壓器的渦輪的排出氣流進(jìn)行調(diào)節(jié)，在改善控制由渦輪增 壓器向相關(guān)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)輸送的增壓量的能力方面提供了公知的工作優(yōu)點。通過在通向渦輪 葉輪內(nèi)的噴嘴中結(jié)合可變的幾何形狀，實現(xiàn)了對排出氣流的調(diào)節(jié)。通過改變噴嘴流動區(qū)域 的大小，可調(diào)節(jié)進(jìn)入渦輪葉輪的流量，從而調(diào)節(jié)由渦輪增壓器的壓縮機(jī)所提供的總體增壓。用于渦輪增壓器的可變幾何形狀的噴嘴通常分為兩個主要類型可變?nèi)~片噴嘴和 滑動活塞噴嘴。葉片通常包括在渦輪噴嘴中，用于沿有利的方向?qū)⑴艢庖龑?dǎo)至渦輪中。通 常，一排周向間隔開的葉片沿軸向延伸穿過噴嘴。來自包繞渦輪葉輪的大致環(huán)形腔室的排 氣通常沿徑向向內(nèi)流動穿過葉片之間的通路，并且葉片使流動轉(zhuǎn)向，以便沿期望的方向引 導(dǎo)流入渦輪葉輪中。在大多數(shù)可變?nèi)~片噴嘴中，葉片可圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)，以改變?nèi)~片所設(shè)置 的角度，從而改變?nèi)~片間通路的流動區(qū)域。在滑動活塞型的噴嘴中，噴嘴也可以包括葉片，但是葉片固定在適合的位置上。通 過在渦輪殼體內(nèi)的孔洞(bore)中滑動的軸向滑動活塞，實現(xiàn)了噴嘴流動區(qū)域的改變。活塞 是管狀的，并且剛好位于噴嘴的徑向內(nèi)部?；钊妮S向運(yùn)動有效改變了噴嘴的引入渦輪葉 輪的軸向程度，從而改變了在渦輪葉輪入口處的“喉部區(qū)域”。當(dāng)葉片包括在噴嘴中時，活塞 可鄰近葉片的徑向內(nèi)部邊緣(即，后緣)滑動；作為備選，活塞和葉片可沿徑向方向重疊，且 活塞可包括槽口，用于在活塞沿軸向滑動以調(diào)整噴嘴時收容葉片的至少一部分。在渦輪增壓器工作期間，有時期望傳送盡可能多的流量通過渦輪。例如，在有些工 作狀態(tài)期間，期望最大限度地減小發(fā)動機(jī)所感受到的背壓，而這是通過盡可能多地減小發(fā) 動機(jī)下游的流動限制來實現(xiàn)的。在滑動活塞型的可變渦輪噴嘴中，通過完全打開活塞以最 大程度地增大渦輪葉輪入口處的喉部區(qū)域，減小了下游流動限制。然而，在一些情形中，即 便完全打開活塞也不會容許傳送如所期望那樣多的流量。因此，一些活塞型可變噴嘴構(gòu)造 成具有旁通通路，該旁通通路在活塞滑動至完全打開位置時開啟。旁通通路在渦輪殼體的 大致環(huán)形腔室與渦輪殼體中的孔洞之間延伸，使得排氣從腔室繞過渦輪葉輪而流至孔洞。 具有可變?nèi)~片噴嘴的一些渦輪類似地包括用于繞過渦輪葉輪的旁通閥?？勺?nèi)~片型和滑動活塞型的可變噴嘴，二者均具有優(yōu)點和缺點。例如，具有可旋轉(zhuǎn) 葉片的可變?nèi)~片噴嘴通常具有良好的空氣動力性能，但由于活動零件的數(shù)量很多，故而在 機(jī)械上很復(fù)雜?；瑒踊钊涂勺儑娮煸跈C(jī)械上簡單得多，具有很少的活動零件，但通常在空 氣動力上不如可變?nèi)~片噴嘴好。還存在例如由對于Lombard等人的國際專利申請公布W02004/074643所代表的第 三類可變噴嘴，其中，可變噴嘴所包括的葉片分別由固定前緣部分(固定葉片)和可動后緣 部分(可動葉片)構(gòu)成。可動葉片支承在轉(zhuǎn)子上，轉(zhuǎn)子圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)，以改變可動葉片相 對于固定葉片的位置。這種設(shè)計提供了結(jié)合有葉片型噴嘴的一些優(yōu)點的機(jī)械簡單性。M 內(nèi)容
本公開內(nèi)容涉及一種上述WO' 643公布所描述的可變噴嘴類型的改進(jìn)方案。具體 而言，本公開內(nèi)容涉及一種具有一體式旁路的可變噴嘴布置，其不需要除改變噴嘴流動區(qū) 域所需的那些零件之外的其它零件。根據(jù)本文所述的一個實施例，一種用于具有可變噴嘴的排氣驅(qū)動式渦輪增壓器的 渦輪組件，包括渦輪殼體，其限定圍繞渦輪殼體的縱向軸線沿周向延伸的大致環(huán)形腔室，該渦輪 殼體限定沿縱向軸線延伸的孔洞；設(shè)置在渦輪殼體中的渦輪葉輪；從腔室沿徑向向內(nèi)引入渦輪葉輪的噴嘴通路，該噴嘴通路限定在沿縱向方向間隔 開的兩個壁之間；以及可變噴嘴組件，其包括(1)定子，其在旋轉(zhuǎn)方面相對于渦輪殼體固定，且限定延 伸到噴嘴通路中的多個周向間隔開的固定葉片，該定子限定暴露于腔室內(nèi)的排氣的至少一 個旁通開口 ；以及( 轉(zhuǎn)子，其圍繞縱向軸線相對于渦輪殼體旋轉(zhuǎn)，該轉(zhuǎn)子限定具有入口和 出口的至少一個旁通通道，該出口在相對于排氣經(jīng)由孔洞的流動從噴嘴通路向下游間隔開 的位置處與孔洞成流體連通，以及其中，轉(zhuǎn)子可在入口由定子封閉的閉合位置和入口與定 子中的旁通開口對準(zhǔn)的開啟位置之間旋轉(zhuǎn)，使得排氣從腔室經(jīng)由旁通開口且經(jīng)由旁通通道 流入孔洞中，從而繞過渦輪葉輪。在一個實施例中，定子包括管狀部分，其圍繞縱向軸線沿周向延伸且限定多個周 向間隔開的旁通開口，以及轉(zhuǎn)子包括管狀部分，其圍繞縱向軸線沿周向延伸且限定多個周 向間隔開的旁通通道，該旁通通道在轉(zhuǎn)子處于閉合位置時由定子封閉，而在轉(zhuǎn)子處于開啟 位置時分別與旁通開口對準(zhǔn)。轉(zhuǎn)子有利地限定了多個周向間隔開的可動葉片，各可動葉片均沿周向與相應(yīng)的一 個固定葉片重疊，以形成具有由固定葉片限定的前緣部分和由可動葉片限定的后緣部分的 復(fù)合葉片。轉(zhuǎn)子圍繞縱向軸線的旋轉(zhuǎn)有效改變了在固定葉片與可動葉片之間的重疊程度， 從而改變了噴嘴的流動區(qū)域?？蓜尤~片在轉(zhuǎn)子的開啟位置具有與固定葉片的最大程度的重 疊(且因此流動區(qū)域最大)，而在轉(zhuǎn)子的閉合位置中具有與固定葉片的最小程度的重疊(且 因此流動區(qū)域最小)。在一個實施例中，渦輪組件還包括用于限制轉(zhuǎn)子在預(yù)定的閉合位置與開啟位置之 間進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的止擋件。止擋件可包括在轉(zhuǎn)子和定子中的一者上的凸起，該凸起設(shè)置在限定 于轉(zhuǎn)子和定子中的另一者內(nèi)的開口中，凸起抵靠開口的一端用以限定轉(zhuǎn)子的開啟位置，以 及抵靠開口的相對端用以限定轉(zhuǎn)子的閉合位置。對于定子而言，還有可能包括一體式定位凸起，其接合限定在渦輪殼體中的接受 部，以便以相對于渦輪殼體的預(yù)定旋轉(zhuǎn)定向來安置定子。渦輪組件還可包括與轉(zhuǎn)子相聯(lián)接用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動給予轉(zhuǎn)子的促動器聯(lián)動件 (linkage)。在一個實施例中，促動器聯(lián)動件包括旋轉(zhuǎn)部件，該旋轉(zhuǎn)部件大致沿徑向向內(nèi)延 伸穿過渦輪殼體的壁，且圍繞大致徑向的軸線旋轉(zhuǎn)；以及臂，其具有附接到旋轉(zhuǎn)部件上的一 端以及與轉(zhuǎn)子接合的相對的一端，使得旋轉(zhuǎn)部件圍繞大致徑向軸線的旋轉(zhuǎn)促使臂樞轉(zhuǎn)和將 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動給予轉(zhuǎn)子。根據(jù)本文所述的一個實施例，轉(zhuǎn)子的管狀部分具有徑向外表面和徑向內(nèi)表面，以
5及定子的管狀部分具有與轉(zhuǎn)子的管狀部分的徑向外表面相接觸且形成用于轉(zhuǎn)子的承載表 面的徑向內(nèi)表面。定子的管狀部分可包括位于定子上游端處的大致圓錐形部分和位于定子 下游端處的大致圓柱形部分，以及轉(zhuǎn)子的管狀部分對應(yīng)地可包括位于轉(zhuǎn)子的上游端處的大 致圓錐形部分和位于轉(zhuǎn)子的下游端處的大致圓柱形部分。旁通開口可限定在定子的圓錐形 部分中，以及旁通通道的入口可限定在轉(zhuǎn)子的圓錐形部分中。在一個實施例中，各旁通通道鄰近其入口的上游部分沿具有周向分量的方向延 伸。旁通通道的出口可限定在轉(zhuǎn)子的端表面中，該端表面在轉(zhuǎn)子下游端處的徑向外表 面與徑向內(nèi)表面之間延伸。旁通通道可構(gòu)造成用以將排氣從旁通通道的出口沿大致軸向方 向排放到渦輪殼體的孔洞中。在一個實施例中，定子具有限定大致環(huán)形腔室的一部分的徑向外表面，渦輪殼體 限定大致環(huán)形腔室的其余部分。此外，限定噴嘴通路的其中的一個壁完全由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu) 成。根據(jù)本公開內(nèi)容的渦輪組件提供了許多優(yōu)點，包括使用單個活動零件(轉(zhuǎn)子)來 調(diào)節(jié)渦輪流量的能力，不需要任何附加零件的一體式旁通功能，以及機(jī)械簡單性。


因此，盡管已大體上描述了本公開內(nèi)容，但現(xiàn)在仍將對附圖進(jìn)行參照，附圖不必按 比例繪制，且在附圖中圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的渦輪增壓器的透視圖；圖2為將圖1中的渦輪增壓器局部剖開以示出渦輪組件細(xì)節(jié)的透視圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的渦輪組件的分解視圖；圖4A為圖2的放大部分，示出渦輪組件處于可變噴嘴組件的閉合位置；圖4B類似于圖4A，示出了處于開啟(旁通)位置的可變噴嘴組件；圖5A為處于閉合位置的可變噴嘴組件的截面視圖；圖5B類似于圖5A，其中，可變噴嘴組件處于開啟(旁通)位置；圖6為經(jīng)過可變噴嘴組件的旁通開口和旁通通道的位于垂直于渦輪增壓器的旋 轉(zhuǎn)軸線的平面上的橫截面視圖；圖7A為經(jīng)過處于閉合位置的可變噴嘴組件的葉片的渦輪增壓器的橫截面視圖；圖7B類似于圖7A，但處于開啟(旁通)位置；圖8為可變噴嘴組件的分解視圖；以及圖9為可變噴嘴組件的透視圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將在下文中參照附圖更為全面地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的一些 但非所有的實施例。實際上，這些發(fā)明可體現(xiàn)為許多不同形式，且不應(yīng)當(dāng)看作是限于本文所 闡述的實施例；相反，這些實施例提供成使得本公開內(nèi)容將滿足適用的法定要求。相似的標(biāo) 號表示所有相似的元件。圖1至圖9描繪了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的渦輪增壓器100和/或其構(gòu)件。該 渦輪增壓器包括由壓縮機(jī)殼體110收容的壓縮機(jī)、連接到壓縮機(jī)殼體上用于收容渦輪增壓 器旋轉(zhuǎn)軸的軸承的中心殼體120，以及由渦輪殼體130所收容的渦輪。本發(fā)明主要涉及渦輪 增壓器的渦輪部分，且因此壓縮機(jī)部分和中心殼體構(gòu)件的細(xì)節(jié)為了簡明起見而并未包含在 本文中。
主要參看圖2至圖4，渦輪殼體130包含附接到軸142的一端上的渦輪葉輪140， 軸142的另一端附接到設(shè)置在壓縮機(jī)殼體中的壓縮機(jī)葉輪(未示出)上。渦輪葉輪定位在 由渦輪殼體130所限定的軸向孔洞132中。渦輪殼體限定包繞渦輪葉輪140的大致環(huán)形腔 室134。噴嘴通路136限定在腔室134的徑向內(nèi)側(cè)處，腔室中的排氣經(jīng)由該通路136沿徑向 向內(nèi)流動至渦輪葉輪140。排氣在渦輪葉輪的輪葉之間穿過，且轉(zhuǎn)向而沿孔洞132軸向地流 動并流出渦輪殼體。渦輪增壓器100包括可變噴嘴150，其具有可變的幾何形狀，用于調(diào)節(jié)排氣經(jīng)由噴 嘴的流動?，F(xiàn)在將主要參看圖4至圖9來描述可變噴嘴?？勺儑娮彀ǘㄗ?60，定子160 在旋轉(zhuǎn)方面相對于渦輪殼體130固定。定子包括管狀部分，其圍繞渦輪增壓器的縱向軸線 周向地延伸，且限定多個周向間隔開的旁通開口 162，該旁通開口 162暴露于腔室134內(nèi)的 排氣。定子還限定連結(jié)到管狀部分上且自其沿軸向延伸到噴嘴通路136中的多個周向間隔 開的固定葉片164。定子160的管狀部分包括連結(jié)到大致圓錐形部分168上的大致圓柱形 部分166。大致圓柱形的部分166配合到渦輪殼體孔洞132的部分中，以及密封環(huán)167設(shè)置 在限定于大致圓柱形部分166的徑向外表面內(nèi)的凹槽中，用于抵靠渦輪殼體的徑向內(nèi)表面 進(jìn)行密封。大致圓錐形部分168從大致圓柱形的部分沿軸向向前(即，朝向渦輪增壓器的 壓縮機(jī)段)和徑向向內(nèi)的方向延伸。旁通開口 162限定在定子160的大致圓錐形部分168 中?？勺儑娮爝€包括轉(zhuǎn)子170，轉(zhuǎn)子170圍繞渦輪增壓器的縱向軸線相對于渦輪殼體 130旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子包括管狀部分，其圍繞縱向軸線周向地延伸，且限定多個周向間隔開的旁通 通道172，該旁通通道172當(dāng)轉(zhuǎn)子處于閉合位置(圖4A和圖5A)時由定子160封閉，以及當(dāng) 轉(zhuǎn)子處于開啟位置(圖4B和圖5B)時分別與定子中的旁通開口 162對準(zhǔn)。轉(zhuǎn)子還限定連結(jié) 到管狀部分上且自其沿軸向延伸到噴嘴通路136中的多個周向間隔開的可動葉片174。轉(zhuǎn) 子170的管狀部分包括連結(jié)到大致圓錐形部分178上的大致圓柱形部分176。大致圓柱形 的部分176配合到定子160的大致圓柱形部分166中，以及密封環(huán)177設(shè)置在限定于大致 圓柱形部分176的徑向外表面內(nèi)的凹槽中，用于抵靠定子160的徑向內(nèi)表面進(jìn)行密封。此 外，還存在設(shè)置在大致圓錐形部分178的徑向外表面內(nèi)的凹槽中的第二密封環(huán)179，用于抵 靠定子的徑向內(nèi)表面進(jìn)行密封。大致圓錐形的部分178從大致圓柱形的部分176沿軸向向 前(即，朝向渦輪增壓器的壓縮機(jī)段)和徑向向內(nèi)的方向延伸。轉(zhuǎn)子170的各可動葉片174 均沿圓周方向與定子160相應(yīng)的一個固定葉片164重疊，以形成具有由固定葉片164限定 的前緣部分和由可動葉片174限定的后緣部分的復(fù)合葉片。用語“可動葉片”并非意在表 示葉片可相對于轉(zhuǎn)子的其余部分運(yùn)動，而是如下文將進(jìn)一步描述的那樣，表示當(dāng)轉(zhuǎn)子圍繞 縱向軸線旋轉(zhuǎn)時該葉片相對于固定葉片運(yùn)動。多個周向間隔開的旁通通道172限定在轉(zhuǎn)子170的大致圓錐形的部分178中。各 旁通通道172均具有限定在轉(zhuǎn)子的徑向外側(cè)處的入口，以及在相對于排氣經(jīng)由渦輪殼體孔 洞132的流動從噴嘴通路136向下游間隔開的位置處與該孔洞132成流體連通的出口。在 所示的實施例中，旁通通道172的出口限定在轉(zhuǎn)子的端表面中，該端表面在轉(zhuǎn)子的下游端 (即，圖5中的右手端)于該轉(zhuǎn)子的徑向外表面與徑向內(nèi)表面之間延伸。此外，旁通通道構(gòu) 造成用以將排氣從旁通通道的出口沿大致軸向方向排放到渦輪殼體中的孔洞內(nèi)。如所注意到的，轉(zhuǎn)子170可在通向旁通通道172的入口由定子160封閉(見圖4A和圖5A)的閉合位置與通向旁通通道的入口與定子中的旁通開口 162對準(zhǔn)的開啟位置之間 旋轉(zhuǎn)，使得排氣從渦輪殼體腔室134經(jīng)由各旁通開口 162且經(jīng)由相應(yīng)的旁通通道172流入 孔洞132中，從而繞過渦輪葉輪140(見圖4B和圖5B)。在一個實施例中，如圖6中最佳觀 察到的，各旁通開口 162的上游部分沿具有周向分量的方向延伸，以適應(yīng)渦輪殼體腔室134 中存在的預(yù)計程度的渦旋。為了組裝可變噴嘴，定子160從其下游端插入到渦輪殼體孔洞132中，而轉(zhuǎn)子170 沿相同的方向插入到定子中。保持環(huán)50和卡環(huán)60然后在定子和轉(zhuǎn)子之后插入，以便將這 些零件保持就位。可動葉片174在轉(zhuǎn)子170的開啟位置(見圖7B)具有與固定葉片164的最大程度 的重疊(沿周向)，而在轉(zhuǎn)子170的閉合位置(見圖7A)具有與固定葉片的最小程度的重疊。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可變噴嘴可包括用于限制轉(zhuǎn)子170在預(yù)定的閉合位置 與開啟位置之間旋轉(zhuǎn)的止擋件。在圖8和圖9中示出了止擋件。該止擋件包括在轉(zhuǎn)子上的 凸起180，以及限定在定子160中的槽口或開口 182，凸起180抵靠開口 182的一端用以限 定轉(zhuǎn)子的開啟位置，以及抵靠開口的相對的一端用以限定轉(zhuǎn)子的閉合位置。作為備選，定子 可具有凸起，而轉(zhuǎn)子可具有收容凸起的開口，或轉(zhuǎn)子和定子中的一者可具有凸起，而另一者 可具有凸起收容于其間的一對間隔開的表面。定子160可包括一體式定位凸起，其接合限定在渦輪殼體130中的接受部，以便以 相對于渦輪殼體的預(yù)定旋轉(zhuǎn)定向來安置定子。根據(jù)本發(fā)明的渦輪增壓器100包括與轉(zhuǎn)子170相聯(lián)接用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動給予轉(zhuǎn)子的 促動器聯(lián)動件。促動器聯(lián)動件可包括旋轉(zhuǎn)部件190 (圖幻，旋轉(zhuǎn)部件190大致沿徑向向內(nèi)延 伸穿過渦輪殼體的壁中的開孔138，且圍繞大致徑向的軸線旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)部件190的從渦輪殼 體延伸出的外端部與適合的促動器(未示出)相聯(lián)接，用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動給予旋轉(zhuǎn)部件，且因 此而給予轉(zhuǎn)子170。聯(lián)動件還包括臂192，該臂192具有附接到旋轉(zhuǎn)部件190內(nèi)端部上的一 端以及與轉(zhuǎn)子170接合的相對端，使得旋轉(zhuǎn)部件190圍繞大致徑向軸線的旋轉(zhuǎn)促使臂192 樞轉(zhuǎn)且將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動給予轉(zhuǎn)子(比較圖4A和圖4B)。如圖3中所示，旋轉(zhuǎn)部件190延伸穿過 安裝在渦輪殼體壁內(nèi)的開孔138中的管狀襯套194，該襯套用作用于旋轉(zhuǎn)部件旋轉(zhuǎn)的軸承。本發(fā)明的另一個方面涉及渦輪殼體130的構(gòu)造。在典型的渦輪增壓器中，收容來 自發(fā)動機(jī)的排氣的大致環(huán)形腔室大致完全由渦輪殼體限定，且具體而言，渦輪殼體通常包 括位于腔室的徑向內(nèi)側(cè)處的壁，該壁基本上將排氣導(dǎo)入噴嘴通路中。然而，根據(jù)本發(fā)明，在 一個實施例中，定子160具有限定大致環(huán)形腔室134的一部分的徑向外表面，渦輪殼體130 限定大致環(huán)形腔室的其余部分。這在圖4A和圖4B中最佳地看到。具體而言，定子160本 質(zhì)上替換了位于腔室134徑向內(nèi)側(cè)處將排氣朝向噴嘴通路導(dǎo)入的常規(guī)渦輪殼體壁。此外，在本發(fā)明的一個實施例中，限定噴嘴通路136的其中的一個壁完全由定子 160和轉(zhuǎn)子170構(gòu)成，且具體由定子和轉(zhuǎn)子的管狀部分的上游端表面構(gòu)成。噴嘴通路的相對 的壁則至少部分地由渦輪殼體限定。在根據(jù)本發(fā)明的渦輪增壓器100的工作中，通過調(diào)整轉(zhuǎn)子170的旋轉(zhuǎn)位置以便改 變可動葉片174相對于固定葉片164的位置，調(diào)節(jié)進(jìn)入渦輪葉輪140的排出氣流。例如，當(dāng) 在特定的發(fā)動機(jī)工作狀態(tài)下期望通過渦輪的最小流量時，則轉(zhuǎn)子定位在完全閉合位置(圖4A、圖5A和圖7A)，使得可動葉片與固定葉片之間存在最小的重疊，從而將葉片之間的流動 通路減小到最小尺寸。當(dāng)期望通過渦輪的最大流量時，則轉(zhuǎn)子定位在完全開啟位置(圖4B、 圖5B和圖7B)，這不但最大程度地增大了葉片之間的流動通路，而且還打開了轉(zhuǎn)子170中 的旁通通道172，以便腔室134中的部分排氣繞過渦輪葉輪140而直接流入在噴嘴通路136 下游位置處的渦輪殼體內(nèi)的孔洞132中。 本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會構(gòu)想出本文闡述的本發(fā)明的許多變型和其它實施例，與其 相關(guān)的這些發(fā)明具有存在于前述說明和相關(guān)附圖中的教導(dǎo)內(nèi)容的益處。因此，應(yīng)當(dāng)理解的 是，本發(fā)明不限于所公開的特定實施例，而是意圖將變型和其它實施例包括在所附權(quán)利要 求的范圍內(nèi)。盡管本文使用了特殊用語，但它們僅用于一般性和描述性的意義，而非出于限 制的目的。
權(quán)利要求
1.一種用于具有可變噴嘴的排氣驅(qū)動式渦輪增壓器的渦輪組件，包括渦輪殼體，其限定圍繞所述渦輪殼體的縱向軸線沿周向延伸的大致環(huán)形的腔室的至少 一部分，所述渦輪殼體限定沿所述縱向軸線延伸的孔洞；設(shè)置在所述渦輪殼體中的渦輪葉輪；從所述腔室沿徑向向內(nèi)引入到所述渦輪葉輪中的噴嘴通路，所述噴嘴通路限定在沿縱 向方向間隔開的兩個壁之間；以及可變噴嘴組件，其包括定子，其在旋轉(zhuǎn)方面相對于所述渦輪殼體固定，且限定延伸到所述噴嘴通路中的多個 周向間隔開的固定葉片，所述定子限定暴露于所述腔室內(nèi)的排氣的旁通開口 ；以及轉(zhuǎn)子，其圍繞所述縱向軸線相對于所述渦輪殼體旋轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)子限定具有入口和出口 的旁通通道，所述出口在相對于排氣經(jīng)由所述孔洞的流動從所述噴嘴通路向下游間隔開的 位置處與所述孔洞成流體連通，以及其中，所述轉(zhuǎn)子可在所述入口由所述定子封閉的閉合 位置和所述入口與所述定子中的所述旁通開口對準(zhǔn)的開啟位置之間旋轉(zhuǎn)，使得排氣從所述 腔室經(jīng)由所述旁通開口且經(jīng)由所述旁通通道流入所述孔洞中，繞過了所述渦輪葉輪。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪組件，其特征在于，所述定子包括管狀部分，其圍繞所述 縱向軸線沿周向延伸且限定多個周向間隔開的旁通開口，以及所述轉(zhuǎn)子包括管狀部分，其 圍繞所述縱向軸線沿周向延伸且限定多個周向間隔開的旁通通道，所述旁通通道當(dāng)所述轉(zhuǎn) 子處于所述閉合位置時由所述定子封閉，以及當(dāng)所述轉(zhuǎn)子處于所述開啟位置時分別與所述 旁通開口對準(zhǔn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪組件，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子限定多個周向間隔開的可 動葉片，各所述可動葉片均沿周向與相應(yīng)的一個所述固定葉片重疊，以形成具有由所述固 定葉片限定的前緣部分和由所述可動葉片限定的后緣部分的復(fù)合葉片。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的渦輪組件，其特征在于，所述可動葉片在所述轉(zhuǎn)子的開啟位 置具有與所述固定葉片的最大程度的重疊，以及在所述轉(zhuǎn)子的閉合位置具有與所述固定葉 片的最小程度的重疊。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的渦輪組件，其特征在于，所述渦輪組件還包括用于限制所述 轉(zhuǎn)子在預(yù)定的閉合位置與開啟位置之間旋轉(zhuǎn)的止擋件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的渦輪組件，其特征在于，所述止擋件包括位于所述轉(zhuǎn)子和所 述定子中的一者上的凸起，所述凸起設(shè)置在限定于所述轉(zhuǎn)子和所述定子中的另一者內(nèi)的開 口中，所述凸起抵靠所述開口的一端用以限定所述轉(zhuǎn)子的開啟位置，以及抵靠所述開口的 相對的一端用以限定所述轉(zhuǎn)子的閉合位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪組件，其特征在于，所述定子包括一體式定位凸起，所述 一體式定位凸起接合限定在所述渦輪殼體中的接受部，以便以相對于所述渦輪殼體的預(yù)定 旋轉(zhuǎn)定向來安置所述定子。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪組件，其特征在于，所述渦輪組件還包括與所述轉(zhuǎn)子相 聯(lián)接用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動給予所述轉(zhuǎn)子的促動器聯(lián)動件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的渦輪組件，其特征在于，所述促動器聯(lián)動件包括旋轉(zhuǎn)部件， 其大致沿徑向向內(nèi)延伸穿過所述渦輪殼體的壁且圍繞大致徑向的軸線旋轉(zhuǎn)；以及臂，其具 有附接到所述旋轉(zhuǎn)部件上的一端以及與所述轉(zhuǎn)子接合的相對的一端，使得所述旋轉(zhuǎn)部件圍繞所述大致徑向的軸線的旋轉(zhuǎn)促使所述臂樞轉(zhuǎn)和將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動給予所述轉(zhuǎn)子。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪組件，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子的管狀部分具有徑向外表 面和徑向內(nèi)表面，以及所述定子的管狀部分具有與所述轉(zhuǎn)子的管狀部分的徑向外表面相接 觸且形成用于所述轉(zhuǎn)子的承載表面的徑向內(nèi)表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的渦輪組件，其特征在于，所述定子的管狀部分包括位于所 述定子的上游端處的大致圓錐形部分，以及位于所述定子的下游端處的大致圓柱形部分， 以及所述轉(zhuǎn)子的管狀部分對應(yīng)地包括位于所述轉(zhuǎn)子的上游端處的大致圓錐形部分和位于 所述轉(zhuǎn)子的下游端處的大致圓柱形部分，以及其中，所述旁通開口限定在所述定子的圓錐 形部分中，以及所述旁通通道的入口限定在所述轉(zhuǎn)子的圓錐形部分中。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪組件，其特征在于，各旁通開口的上游部分沿具有周向 分量的方向延伸。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的渦輪組件，其特征在于，所述旁通通道的出口限定在所述 轉(zhuǎn)子的端表面中，所述端表面在所述轉(zhuǎn)子的下游端于所述徑向外表面與所述徑向內(nèi)表面之 間延伸。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的渦輪組件，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子中的旁通通道構(gòu)造成用 以將排氣從所述旁通通道的出口沿大致軸向方向排放到所述渦輪殼體內(nèi)的孔洞中。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪組件，其特征在于，所述定子具有限定所述大致環(huán)形的 腔室的一部分的徑向外表面，所述渦輪殼體限定所述大致環(huán)形的腔室的其余部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的渦輪組件，其特征在于，限定所述噴嘴通路的所述壁中的 一者完全由所述定子和所述轉(zhuǎn)子構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于具有可變噴嘴的排氣驅(qū)動式渦輪增壓器的渦輪組件。具體而言，具有排氣驅(qū)動式渦輪的渦輪增壓器包括可變噴嘴，該可變噴嘴由支承固定葉片且限定旁通開口的定子和支承可動葉片且限定旁通通道的轉(zhuǎn)子形成。各固定葉片均根據(jù)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置以變化的程度與可動葉片重疊。在轉(zhuǎn)子的完全開啟位置，可動葉片具有與固定葉片的最大程度的重疊，且旁通通道與旁通開口對準(zhǔn)，使得一些排氣流動穿過對準(zhǔn)的旁通開口和旁通通道，從而繞過渦輪葉輪。
文檔編號F02B37/24GK102061948SQ20101012103
公開日2011年5月18日 申請日期2010年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月3日
發(fā)明者A·隆巴德, M·拉登內(nèi), N·塞雷斯 申請人:霍尼韋爾國際公司