專利名稱：可變幾何渦輪增壓器的噴嘴組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于操作可變幾何渦輪增壓器(variable geometryturbocharger)的噴嘴組件的機構，并且更特別地，本發(fā)明涉及一種調(diào)節(jié)葉片的旋 轉角度的機構，以便控制流經(jīng)噴嘴的排放氣體的流動。
背景技術：
相關技術中的可變幾何渦輪增壓器在渦輪殼體中的渦輪的中心軸線上具有排氣 管道，使得從內(nèi)燃機排出的排放氣體從渦輪外部流動到內(nèi)部，并且經(jīng)過排放管道從渦輪增 壓器而排放，并且從渦輪外部流動到渦輪內(nèi)的排放氣體的流動受到設置在渦輪外部的噴嘴 組件的控制。相關技術中的噴嘴組件包括噴嘴環(huán)，在所述噴嘴環(huán)處，多個葉片可旋轉地安裝成 一圈；噴嘴板，所述噴嘴板遠離所述噴嘴環(huán)而設置，并且所述葉片位于兩者之間，以便形成 噴嘴，排放氣體穿過所述噴嘴；控制環(huán)，所述控制環(huán)與所述噴嘴環(huán)共軸設置，以便能夠相對 于所述噴嘴環(huán)旋轉，并且從外部接收用于調(diào)節(jié)所述葉片的旋轉角度的操作力；以及多個操 作連桿，所述操作連桿將所述控制環(huán)與所述葉片的旋轉軸連接，使得當所述控制環(huán)相對于 所述噴嘴環(huán)旋轉時，所述葉片旋轉。所述控制環(huán)具有多個連接部分，在所述連接部分處，所述操作連桿的端部被配合 為將所述控制環(huán)的相對旋轉傳遞到所述噴嘴環(huán)，作為葉片的旋轉力。所述連接部分為簡單 的凹槽或孔，使其產(chǎn)生極大的摩擦以及對所述操作連桿磨損，從而降低耐用性。另外，所述連接部分和所述操作連桿之間的連接結構相對復雜，使得機械加工性 能較差。另外，考慮到高溫膨脹，而將各部件之間的間隙設置的相對較大，從而降低了安靜 性和穩(wěn)定性，并且在操作中會產(chǎn)生振動。公開于本發(fā)明背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的一般背景技術的理 解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現(xiàn)有 技術。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各個方面致力于提供一種可變幾何渦輪增壓器的噴嘴組件，其通過改進 操作連桿和控制環(huán)的連接結構，從而降低所述操作連桿和所述控制環(huán)之間的摩擦和磨損， 進而提高耐用性，所述可變幾何渦輪增壓器的噴嘴組件由于配置和結構簡單而易于制造， 并且由于可以在各部件之間設置相對較小的間隙而能夠實現(xiàn)安靜且穩(wěn)定的操作。本發(fā)明的示例性實施方案提供了一種可變幾何渦輪增壓器的噴嘴組件，所述可變幾何渦輪增壓器的噴嘴組件包括噴嘴環(huán)，多個葉片能夠旋轉地安裝在所述噴嘴環(huán)處；控制 環(huán)，所述控制環(huán)與所述噴嘴環(huán)共軸設置；多個輥子，所述輥子能夠旋轉地安裝到所述控制 環(huán)；以及多個操作連桿，所述操作連桿與能夠旋轉地安裝到所述噴嘴環(huán)的所述葉片連接，并 且插入到所述輥子之間。根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案，可以通過改進操作連桿和控制環(huán)的連接結構，從 而降低所述操作連桿和所述控制環(huán)之間的摩擦和磨損，進而實現(xiàn)了耐用性的提高，由于配 置和結構簡單而便于制造，并且由于可以在各部件之間設置相對較小的間隙而實現(xiàn)了安靜 且穩(wěn)定的操作。通過納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于說明本發(fā)明的某些原理的具體實 施方式，本發(fā)明的方法和裝置所具有的其它特征和優(yōu)點將更為具體地變得清楚或得以闡 明。


圖1為顯示了根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的可變幾何渦輪增壓器的噴嘴組件的 結構的視圖。圖2為顯示了圖1所示的示例性實施方案的操作的視圖。圖3和4為顯示了圖1所示的示例性實施方案的另一個示例性實施方案的視圖。應當了解，所附附圖并非按比例地顯示了本發(fā)明的基本原理的圖示性的各種特征 的略微簡化的畫法。本文所公開的本發(fā)明的具體設計特征包括例如具體尺寸、方向、位置和 外形將部分地由具體所要應用和使用的環(huán)境來確定。在這些圖形中，貫穿附圖的多幅圖形，附圖標記引用本發(fā)明的同樣的或等同的部 分。
具體實施例方式現(xiàn)在將對本發(fā)明的各個實施方案詳細地作出引用，這些實施方案的實例被顯示在 附圖中并描述如下。盡管本發(fā)明將與示例性實施方案相結合進行描述，但是應當意識到，本 說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實施方案。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示 例性實施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi) 的各種選擇形式、修改形式、等價形式及其它實施方案。參考圖1，可變幾何渦輪增壓器的噴嘴組件包括噴嘴環(huán)3，多個葉片1可旋轉地安 裝在噴嘴環(huán)3處；控制環(huán)5，控制環(huán)5與噴嘴環(huán)3共軸設置；多個輥子7，輥子7可旋轉地安 裝到控制環(huán)5 ；以及多個操作連桿9，操作連桿9與可旋轉地安裝到噴嘴環(huán)3的葉片1連接， 并且插入輥子7之間。輥子7的旋轉軸設置為與控制環(huán)7的旋轉軸平行，并且操作連桿9位于兩個輥子 7之間的部分是圓整的，以便在輥子7轉動的同時與輥子7滾動接觸(rolling-contact)。也即，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案，從控制環(huán)5供應的用來使葉片1旋轉的力通 過輥子7和操作連桿9而被傳遞。因此，由于輥子7在隨著控制環(huán)5轉動的同時旋轉，所以 在接觸操作連桿9的那部分處形成滾動接觸，從而基本不會產(chǎn)生摩擦和磨損。在該示例性實施方案中，操作連桿9位于兩個輥子7之間的部分形成為橢圓形。該配置用來連續(xù)地保持操作連桿9和輥子7之間的滾動接觸，同時吸收位于毗鄰的兩個輥子7 之間的操作連桿9的角度上的變化，其中由于控制環(huán)5旋轉，所以輥子7轉動并旋轉，從而 引起了角度上的這種變化。盡管在控制環(huán)5的旋轉范圍內(nèi)，優(yōu)選為連續(xù)地保持操作連桿9和輥子7的滾動接 觸，但是如圖3所示，考慮到機械加工性的方便，操作連桿9位于兩個輥子7之間的部分可 以形成為圓形，其中在根據(jù)控制環(huán)5的旋轉程度，在輥子7和操作連桿9之間可以產(chǎn)生較小 間隙?？刂骗h(huán)5具有整體突出的輥子軸突出部11，以便起到輥子7的旋轉軸的作用，并且 輥子7形成為中空圓柱形形狀，以便配合在輥子軸突出部11上。噴嘴環(huán)3插入渦輪殼體13中，并與渦輪殼體13的扁平壁部15平行，控制環(huán)5位 于渦輪殼體13的扁平壁部15和噴嘴環(huán)3之間，輥子7可旋轉地設置在控制環(huán)5和扁平壁 部15之間，葉片1固定到噴嘴旋轉軸17的端部，噴嘴旋轉軸17設置為穿過噴嘴環(huán)3，并且 操作連桿9固定到噴嘴旋轉軸17的另一個端部，并且每一個操作連桿9都具有插入輥子7 之間的自由端部。控制桿19可旋轉地安裝到渦輪殼體13的扁平壁部15，以便傳遞用于旋轉控制環(huán) 5的力，使得控制桿19通過控制旋轉軸21從外部接收旋轉力，控制旋轉軸21設置為穿過扁 平壁部15。獨立操作桿連接到控制旋轉軸21和諸如電機、氣動驅動器(pneumatic actuator)或液壓驅動器(hydraulic actuator)的裝置，從而可以通過利用諸如發(fā)動機控 制器的控制器操作控制旋轉軸21而調(diào)節(jié)葉片1的操作角度。通過允許控制桿19在插入連桿安裝凹槽23的同時進行操作，從而可以實現(xiàn)更緊 湊的配置，連桿安裝凹槽23為形成于渦輪殼體13的扁平壁部15中的空間。圖4顯示了與圖1所示的示例性實施方案具有略微不同的設置的另一個示例性實 施方案，其中噴嘴環(huán)3插入渦輪殼體13中，并且與渦輪殼體13的扁平壁部15平行，控制環(huán) 5位于渦輪殼體13的扁平壁部15和噴嘴環(huán)3之間，輥子7可旋轉地設置在控制環(huán)5和噴嘴 環(huán)3之間，葉片1固定到噴嘴旋轉軸17的端部，噴嘴旋轉軸17設置為穿過噴嘴環(huán)3，并且操 作連桿9固定到噴嘴旋轉軸17的另一個端部，并且每一個操作連桿9都具有插入輥子7之 間的自由端部，從而輥子7和控制環(huán)5與圖1所示的該結構相反地設置?？刂骗h(huán)5和控制桿19可以以預定長度可旋轉地嵌入扁平壁部15內(nèi)，以便傳遞旋 轉力。圖2顯示了根據(jù)圖1中所示的示例性實施方案的噴嘴組件的操作，其中隨著旋轉 力通過控制旋轉軸21而從外部傳遞到控制桿19，控制桿19使控制環(huán)5相對于噴嘴環(huán)3共 軸地旋轉，并且控制環(huán)5的旋轉使輥子7轉動。相應地，隨著輥子7旋轉和轉動，配合在毗 鄰的輥子7之間的操作連桿9在保持滾動接觸的同時旋轉，并且操作連桿9的旋轉力通過 噴嘴旋轉軸17直接傳遞到葉片1，使得葉片1的旋轉角度改變，從而可以控制穿過它們的排 放氣體的流動。由于將控制環(huán)5的旋轉運動轉化為葉片1的旋轉運動的輥子7和操作連桿9在控 制環(huán)5的整個旋轉范圍內(nèi)保持滾動接觸，所以極大地降低了操作摩擦和磨損。另外，由于輥 子7和操作連桿9的結構簡單，所以易于制造。而且，由于考慮到高溫熱膨脹，可以在各部件之間設置相對較小的間隙，所以可以提高操作中的安靜性和穩(wěn)定性。為了方便解釋和精確限定所附權利要求，術語“內(nèi)，，和“外”被用于參考附圖中所 顯示的這些特征的位置來描述示例性實施方式的特征。前面對本發(fā)明具體示例性實施方案所呈現(xiàn)的描述是出于說明和描述的目的。前面 的描述并不想要成為毫無遺漏的，也不是想要把本發(fā)明限制為所公開的精確形式，顯然，根 據(jù)上述教導很多改變和變化都是可能的。選擇示例性實施方案并進行描述是為了解釋本發(fā) 明的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的其它技術人員能夠實現(xiàn)并利用本發(fā)明的各 種示例性實施方案及其不同選擇形式和修改形式。本發(fā)明的范圍意在由所附權利要求書及 其等價形式所限定。
權利要求
1.一種可變幾何渦輪增壓器的噴嘴組件，包括噴嘴環(huán)，多個葉片沿著所述噴嘴環(huán)的圓周表面能夠旋轉地安裝在所述噴嘴環(huán)處；控制環(huán)，所述控制環(huán)與所述噴嘴環(huán)共軸設置，并且所述控制環(huán)相對于所述噴嘴環(huán)能夠 相對旋轉；多個輥子，所述輥子沿著所述控制環(huán)的圓周表面能夠旋轉地安裝到所述控制環(huán)；以及多個操作連桿，所述操作連桿的一個端部能夠旋轉地接合到所述控制環(huán)，所述操作連 桿的另一個端部通過所述噴嘴環(huán)而固定到所述葉片，其中所述操作連桿的所述一個端部沿著所述控制環(huán)的圓周表面位于毗鄰的輥子之間。
2.根據(jù)權利要求1所述的可變幾何渦輪增壓器的噴嘴組件，其中所述輥子的旋轉軸設置為平行于所述控制環(huán)的旋轉軸線，并且其中所述操作連桿位于所述毗鄰的輥子之間的所述一個端部是圓整的，以便在所述毗 鄰的輥子由于所述控制環(huán)的旋轉而轉動的同時與所述毗鄰的輥子滾動接觸。
3.根據(jù)權利要求2所述的可變幾何渦輪增壓器的噴嘴組件，其中所述操作連桿位于所 述毗鄰的輥子之間的所述一個端部形成為橢圓形。
4.根據(jù)權利要求2所述的可變幾何渦輪增壓器的噴嘴組件，其中所述操作連桿位于所 述毗鄰的輥子之間的所述一個端部形成為圓形。
5.根據(jù)權利要求1所述的可變幾何渦輪增壓器的噴嘴組件，其中所述控制環(huán)在所述噴嘴環(huán)和渦輪殼體的扁平壁部之間能夠滑動地接觸所述噴嘴 環(huán)，并且其中所述噴嘴環(huán)插入并配合到所述渦輪殼體內(nèi)，并且在徑向方向上與所述渦輪殼體的 所述扁平壁部平行。
6.根據(jù)權利要求5所述的可變幾何渦輪增壓器的噴嘴組件，其中所述控制環(huán)具有以預 定距離整體突出的輥子軸突出部，并且所述輥子形成為中空圓柱形形狀，以便配合在所述 輥子軸突出部上。
7.根據(jù)權利要求6所述的可變幾何渦輪增壓器的噴嘴組件，其中所述輥子能夠旋轉地設置在所述控制環(huán)和所述扁平壁部之間，所述葉片固定到穿過所述噴嘴環(huán)而設置的噴嘴旋轉軸的一個端部；并且所述操作連桿的所述另一個端部固定到所述渦輪殼體的所述扁平壁部和所述噴嘴環(huán) 之間的所述噴嘴旋轉軸的另一個端部。
8.根據(jù)權利要求7所述的可變幾何渦輪增壓器的噴嘴組件，其中連接到穿過所述扁平 壁部的控制旋轉軸的控制桿的一個端部能夠旋轉地安裝到所述渦輪殼體的所述扁平壁部， 并且所述控制桿的另一個端部能夠旋轉地固定到所述控制環(huán)，使得所述控制桿通過所述控 制旋轉軸而從外部接收旋轉力，并且使所述控制環(huán)旋轉。
9.根據(jù)權利要求8所述的可變幾何渦輪增壓器的噴嘴組件，其中所述控制桿以預定長 度能夠旋轉地嵌入到所述扁平壁部內(nèi)，以便傳遞所述旋轉力。
10.根據(jù)權利要求1所述的可變幾何渦輪增壓器的噴嘴組件，其中所述控制環(huán)設置在 所述噴嘴環(huán)和渦輪殼體的扁平壁部之間，并且以預定間隙離開所述噴嘴環(huán)。
11.根據(jù)權利要求10所述的可變幾何渦輪增壓器的噴嘴組件，其中所述控制環(huán)具有以 預定距離整體突出的輥子軸突出部，并且所述輥子形成為中空圓柱形形狀，以便配合在所述輥子軸突出部上。
12.根據(jù)權利要求11所述的可變幾何渦輪增壓器的噴嘴組件，其中 所述輥子能夠旋轉地設置在所述控制環(huán)和所述噴嘴環(huán)之間，所述葉片固定到穿過所述噴嘴環(huán)而設置的噴嘴旋轉軸的一個端部；并且 所述操作連桿的所述另一個端部固定到所述控制環(huán)和所述噴嘴環(huán)之間的所述噴嘴旋 轉軸的另一個端部。
13.根據(jù)權利要求12所述的可變幾何渦輪增壓器的噴嘴組件，其中連接到穿過所述扁 平壁部的控制旋轉軸的控制桿的一個端部能夠旋轉地安裝到所述渦輪殼體的所述扁平壁 部，并且所述控制桿的另一個端部能夠旋轉地固定到所述控制環(huán)，使得所述控制桿通過所 述控制旋轉軸而從外部接收旋轉力，并且使所述控制環(huán)旋轉。
14.根據(jù)權利要求13所述的可變幾何渦輪增壓器的噴嘴組件，其中所述控制環(huán)和所述 控制桿以預定長度能夠旋轉地嵌入到所述扁平壁內(nèi)，以便傳遞所述旋轉力。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種可變幾何渦輪增壓器的噴嘴組件，根據(jù)本發(fā)明，可以通過改進操作連桿和控制環(huán)的連接結構，從而降低了所述操作連桿和所述控制環(huán)之間的摩擦和磨損，進而實現(xiàn)了耐用性的提高，由于配置和結構簡單而便于制造，并且由于可以在各部件之間設置相對較小的間隙而實現(xiàn)了安靜且穩(wěn)定的操作。
文檔編號F01D9/02GK102052096SQ20101051846
公開日2011年5月11日 申請日期2010年10月20日 優(yōu)先權日2009年10月27日
發(fā)明者孔鎮(zhèn)國, 孫晉郁, 禹秀亨, 金榮男 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社