專利名稱：渦輪增壓器和用于裝配渦輪增壓器的調(diào)節(jié)裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種渦輪增壓器和一種用于裝配渦輪增壓器的調(diào)節(jié)裝置的方法。
背景技術(shù)：
DE 10 2007 018 618 Al描 述了用于汽車內(nèi)燃機的渦輪增壓器的一種普遍公知的結(jié)構(gòu)，其基本上由帶渦輪的徑流式渦輪機構(gòu)成，渦輪被內(nèi)燃機的廢氣流驅(qū)動，以及由帶壓縮機轉(zhuǎn)子的、布置在內(nèi)燃機的抽吸行程中的徑向壓縮機構(gòu)成，壓縮機轉(zhuǎn)子借助渦輪增壓器軸與渦輪聯(lián)接。這種渦輪增壓器通常用于內(nèi)燃機的效率提高。為了調(diào)節(jié)流過渦輪機的廢氣量，可以在渦輪增壓器的渦輪機側(cè)等使用所謂的廢氣門(Wastegate-Ventil)。廢氣門涉及一種能控制的旁通閥。該旁通閥在調(diào)整后的增壓壓力下在壓縮機側(cè)將產(chǎn)生的熱廢氣的一部分繞過渦輪機直接導(dǎo)入排氣管。由此可以防止渦輪增壓器轉(zhuǎn)速過高和與之相關(guān)的軸承超負荷以及超過內(nèi)燃機的機械的和熱學(xué)的極限?？梢岳缤ㄟ^測壓儀進行對廢氣門的觸發(fā)，測壓儀可被供給超壓或負壓。測壓儀與廢氣門的聯(lián)接大多通過調(diào)節(jié)拉桿實現(xiàn)。這個調(diào)節(jié)拉桿可以借助例如能構(gòu)造成球頭、能移位的球頭或螺栓固緊裝置的中間件與調(diào)節(jié)桿聯(lián)接，調(diào)節(jié)桿抗扭地與廢氣門連接。為了調(diào)節(jié)拉桿與中間件之間的聯(lián)接，存在各種結(jié)構(gòu)性變型方案，它們?nèi)炕谀軝C械拆開的連接。在裝配渦輪增壓器時，對廢氣門的調(diào)整大多以較為費時費力的方式手動地進行，即，通過例如先用限定的壓力加載測壓儀，然后將廢氣門帶到一個對應(yīng)該壓力的位置中。在這個位置中，調(diào)節(jié)拉桿與中間件連接，并且該位置用封印做標記，以便能夠識別到不期望的脫開。這種做法的問題在于，一方面，手動調(diào)整極為費時，另一方面則無法確保操作安全性。因此流過渦輪機的廢氣流會被例如未授權(quán)者以不期望的方式改變，以便由此例如在一定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實現(xiàn)更高的發(fā)動機效率。在由此造成對渦輪增壓器或內(nèi)燃機的損害時，盡管敷設(shè)了封印，但不能或很難證明是對工廠方的渦輪增壓器調(diào)整的有意改變。因此，由于未授權(quán)者疏忽造成的對渦輪增壓器或內(nèi)燃機的損害會導(dǎo)致不能享受保修要求的權(quán)利。這一點顯然應(yīng)當避免。

發(fā)明內(nèi)容
在此背景下，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，建議一種改良后的渦輪增壓器。按照本發(fā)明，該技術(shù)問題通過有權(quán)利要求I特征的渦輪增壓器和/或通過有權(quán)利要求8特征的方法解決。據(jù)此規(guī)定
一種尤其用于汽車內(nèi)燃機的渦輪增壓器，帶有具有渦輪殼體的渦輪機，帶有用于調(diào)節(jié)流過渦輪機的廢氣流的調(diào)節(jié)裝置，調(diào)節(jié)裝置具有用于調(diào)整廢氣流的調(diào)整元件、用于操縱調(diào)整元件的布置在渦輪殼體上的調(diào)節(jié)桿、通過調(diào)整件與調(diào)節(jié)桿連接的調(diào)節(jié)拉桿，其中，調(diào)整件具有用于在調(diào)整件中無級地移動調(diào)節(jié)拉桿的導(dǎo)引裝置，以及其中，調(diào)節(jié)拉桿能夠通過材料接合(Stoffschluss)固定在導(dǎo)引裝置中。
一種用于裝配渦輪增壓器的調(diào)節(jié)裝置的方法，具有下列步驟將調(diào)節(jié)拉桿導(dǎo)入到調(diào)整件的導(dǎo)引裝置中；將調(diào)整元件定位在最終位置中，該最終位置對應(yīng)于調(diào)整元件的關(guān)于廢氣流的調(diào)整而言的最大或最小位置；借助控制裝置使調(diào)節(jié)拉桿軸向運動到一個位置，該位置對應(yīng)調(diào)整元件的最終位置；以及將調(diào)節(jié)拉桿固定在導(dǎo)引裝置中。調(diào)整元件、調(diào)節(jié)桿、帶導(dǎo)引裝置的調(diào)整件以及調(diào)節(jié)拉桿是調(diào)節(jié)裝置的組成部分。調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)流過渦輪機的廢氣流。通過讓調(diào)節(jié)拉桿能無級地在導(dǎo)引裝置中移動，調(diào)節(jié)拉桿被導(dǎo)入任意軸向位置并不可拆卸地固定在那里。本發(fā)明所基于的想法在于，調(diào)節(jié)拉桿通過材料接合固定在導(dǎo)引裝置中。在按本發(fā)明的方法中，調(diào)節(jié)拉桿首先被導(dǎo) 入調(diào)整件的導(dǎo)引裝置中。因為調(diào)節(jié)拉桿還沒有固定在調(diào)整件上，所以調(diào)節(jié)拉桿可以無級地在導(dǎo)引裝置中移動。調(diào)整元件為了調(diào)節(jié)流過渦輪機的廢氣流，可以例如自動地定位在最終位置中。通過調(diào)節(jié)拉桿通過控制裝置的軸向運動，調(diào)節(jié)拉桿可以進入對應(yīng)調(diào)整元件的最終位置的位置。這種軸向運動也可以自動進行。因此能夠例如為調(diào)節(jié)元件的最終位置調(diào)整調(diào)節(jié)拉桿的正確位置。最后，調(diào)節(jié)拉桿可以在調(diào)整后的位置中固定在導(dǎo)引裝置內(nèi)。因此通過本發(fā)明既可以實施壓縮機的調(diào)節(jié)裝置的自動裝配，又可以確保對調(diào)節(jié)拉桿和調(diào)整件的連接的充分的操作保護。本發(fā)明有利的設(shè)計方案和擴展設(shè)計由另外的從屬權(quán)利要求和說明書并結(jié)合附圖得出。在本發(fā)明的一種典型的設(shè)計方案中，調(diào)整元件具有廢氣門，用于調(diào)節(jié)流過渦輪機的廢氣流的廢氣量。廢氣門的使用實現(xiàn)了調(diào)節(jié)裝置的簡單和成本低廉的構(gòu)造。借助廢氣門例如在內(nèi)燃機全負荷時能夠?qū)⒁徊糠謴U氣直接導(dǎo)入內(nèi)燃機的排氣管，以便不會由于過高的增壓壓力而超過渦輪增壓器的最大允許轉(zhuǎn)速以及超過內(nèi)燃機的機械和熱學(xué)的極限。在本發(fā)明的一種作為上述設(shè)計方案備選的，但同樣典型的設(shè)計方案中，調(diào)整元件具有可變的渦輪幾何造型(VTG)，帶有能移位的渦輪葉片，用來調(diào)節(jié)流過渦輪機的廢氣流的流動方向。可變的渦輪幾何造型視渦輪葉片的選位(Anstellung)而定實現(xiàn)了渦輪葉片的可變的進流。由此可以在廢氣量保持不變時調(diào)節(jié)渦輪轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速以及因而調(diào)節(jié)在渦輪增壓器的壓縮機側(cè)的增壓壓力。因此沒有廢氣未經(jīng)利用地排入排氣管中。這提高了渦輪增壓器和內(nèi)燃機的效率。在本發(fā)明的一種優(yōu)選的設(shè)計方案中，調(diào)節(jié)裝置具有控制裝置。借助控制裝置可以使流過渦輪機的廢氣流，尤其是廢氣質(zhì)量流量，有利地與發(fā)動機工況相適應(yīng)。在本發(fā)明的另一種優(yōu)選的設(shè)計方案中，控制裝置設(shè)計成測壓儀，其中，測壓儀與調(diào)節(jié)拉桿聯(lián)接以使調(diào)節(jié)拉桿軸向運動。由此能夠用原本由渦輪增壓器的壓縮機提供的超壓或用由尤其是柴油機的負壓泵提供的負壓加載測壓儀。由此簡化了渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)以及因而變得更為成本低廉。在本發(fā)明的一種同樣優(yōu)選的設(shè)計方案中，控制裝置設(shè)計成機電的執(zhí)行單元，其中，機電的執(zhí)行單元與調(diào)節(jié)拉桿聯(lián)接以使調(diào)節(jié)拉桿軸向運動。由此例如能使控制裝置通過內(nèi)燃機的業(yè)已存在的電子發(fā)動機控制裝置進行觸發(fā)。調(diào)整元件因此可以與渦輪增壓器的壓縮機側(cè)無關(guān)地地被觸發(fā)，因此調(diào)整元件與渦輪增壓器的壓縮機側(cè)上的可能出現(xiàn)的壓力波動無關(guān)。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選的設(shè)計方案中，調(diào)整件與調(diào)節(jié)桿鉚接。由此確保盡可能大的操作安全性。此外，可以用最小數(shù)量的構(gòu)件實施和預(yù)建這種連接。這降低了制造成本、材料成本和倉儲成本。在本發(fā)明的另一種優(yōu)選的設(shè)計方案中，調(diào)節(jié)拉桿通過電阻焊接法固定在導(dǎo)引裝置中。由此能有利地自動化固定過程，因此可以降低裝配費用和生產(chǎn)中的成本。在本發(fā)明的作為備選的設(shè)計方案中，調(diào)節(jié)拉桿通過電阻焊接法固定在導(dǎo)引裝置中。由此能夠用簡單的工具操作安全地確立在調(diào)節(jié)拉桿和調(diào)整件之間的連接。只要合理，上述的設(shè)計方案和擴展設(shè)計可以以任意方式相互組合。


接下來借助在示意性附圖中示出的實施例詳細闡釋本發(fā)明。附圖中
圖I是按本發(fā)明的渦輪增壓器的第一種實施例的示意性視 圖2是按本發(fā)明的渦輪增壓器的第二種實施例的示意性視 圖3是用于按本發(fā)明的渦輪增壓器的調(diào)節(jié)裝置的一部分的剖面的示意性局部視圖。在附圖中，相同的構(gòu)件、元件和特征，只要沒有設(shè)計得不同，都用同樣的附圖標記標注。
具體實施例方式圖I是按本發(fā)明的渦輪增壓器I的第一種實施例的示意性視圖。用附圖標記I標注的渦輪增壓器公知具有渦輪機2，其中，渦輪機2設(shè)置在渦輪殼體3中。此外，渦輪增壓器I具有用于調(diào)節(jié)流過渦輪機2的廢氣流的調(diào)節(jié)裝置10。調(diào)節(jié)裝置10具有調(diào)整元件4、與調(diào)整元件4抗扭連接的調(diào)節(jié)桿5、調(diào)整件8和調(diào)節(jié)拉桿7。調(diào)節(jié)桿5與調(diào)節(jié)拉桿7通過調(diào)整件8連接。在圖I所示的本發(fā)明的設(shè)計方案中，調(diào)整元件4設(shè)計成用于調(diào)整流過渦輪機2的廢氣量的廢氣門4。調(diào)整件8具有用于導(dǎo)引調(diào)節(jié)拉桿7的導(dǎo)引裝置9。調(diào)節(jié)拉桿7能無級地在這個導(dǎo)引裝置9中移動并且可以優(yōu)選通過材料接合固定在導(dǎo)引裝置9內(nèi)的任意軸向位置中。調(diào)節(jié)裝置10還具有與調(diào)節(jié)拉桿7連接的控制裝置6?？刂蒲b置6優(yōu)選設(shè)計成測壓儀，測壓儀例如可以通過由渦輪增壓器I的壓縮機產(chǎn)生的壓力觸發(fā)。在使用超壓測壓儀時，渦輪增壓器I能夠獨立調(diào)節(jié)流過渦輪機2的廢氣量。在使用用借助負壓泵產(chǎn)生的負壓加載的負壓測壓儀時，需要更為精確地觸發(fā)調(diào)節(jié)拉桿7，此外，廢氣門可以業(yè)已在內(nèi)燃機空轉(zhuǎn)時，例如為了預(yù)熱廢氣催化轉(zhuǎn)換器而打開。作為備選的是，控制裝置6也可以設(shè)計成機電的執(zhí)行單元。這種機電的執(zhí)行單元可以例如通過在渦輪增壓器I的壓縮機上的壓力傳感器或直接通過汽車的發(fā)動機控制裝置觸發(fā)。調(diào)節(jié)桿5為了操縱廢氣門4而優(yōu)選直接固定在渦輪殼體3上，但也可以隨著結(jié)構(gòu)性設(shè)計方案的不同而將調(diào)節(jié)桿5安裝在渦輪增壓器殼體或內(nèi)燃機的任意其它部位上。優(yōu)選以能轉(zhuǎn)動的方式構(gòu)造在調(diào)節(jié)桿5和插入件8之間的連接。這種連接在此可以鉚接。由此確保了調(diào)節(jié)桿5和調(diào)整件8之間的無間隙且操作安全的連接。此外，還用最小數(shù)量的零件建立起了這種連接。調(diào)節(jié)桿5、調(diào)節(jié)拉桿7和調(diào)整件8優(yōu)選由金屬材料制成。但也可以用耐熱的塑料或例如復(fù)合材料來制造這些構(gòu)件。接下來說明圖I所示的調(diào)節(jié)裝置10的可能的裝配方法
首先將與控制裝置6連接的調(diào)節(jié)拉桿7導(dǎo)入調(diào)整件8的導(dǎo)引裝置9中。通過使調(diào)節(jié)拉桿7能無級地在導(dǎo)引裝置9中移動，調(diào)節(jié)拉桿7可以通過控制裝置6進入關(guān)于導(dǎo)引裝置9的每個任意的軸向位置。緊接著將廢氣門4定位在一個最終位置中，該最終位置與流過渦輪機2的最大廢氣量對應(yīng)，也就是說，廢氣門4是關(guān)閉的。廢氣門4的這種定位優(yōu)選自動進行，例如通過壓縮空氣致動器，其將廢氣門4壓入關(guān)閉位置?，F(xiàn)在，調(diào)節(jié)拉桿7通過控制裝置6移入一個位置，該位置對應(yīng)流過渦輪機2的最大廢氣量。這可以例如通過施加相應(yīng)的壓力到測壓儀上或通過用于機電的執(zhí)行單元的相應(yīng)的控制 信號發(fā)生。調(diào)節(jié)拉桿7現(xiàn)在在調(diào)整元件8的導(dǎo)引裝置9中有正確的位置，并且可以固定在導(dǎo)引裝置9中。調(diào)節(jié)拉桿7在導(dǎo)引裝置9中的這種固定優(yōu)選通過電阻焊接法(Widerstandsschweifiverfahren)實現(xiàn)。這種焊接過程可以很快且自動地實施。作為備選，還可以使用卷邊連接法(B5rdelverfahren),例如卷壓(Crimpen)，來將調(diào)節(jié)拉桿7固定在導(dǎo)引裝置9中。但調(diào)節(jié)拉桿7在導(dǎo)引裝置9中的固定也可以通過其它任意的焊接法，通過釬焊法或例如通過粘接法發(fā)生。但在此始終需要確保，調(diào)節(jié)拉桿7和調(diào)整件8的連接是無法在不毀掉構(gòu)件的情況下脫開的。然后就可以很容易證明連接在未經(jīng)授權(quán)的情況下被斷開。圖2是渦輪增壓器I的第二種實施例的示意圖。在本發(fā)明的這個第二種實施形式中，調(diào)整元件4設(shè)計為可變渦輪幾何造型4。通過調(diào)整可變渦輪幾何造型4的在此僅示意性示出的導(dǎo)向葉片11的定位角，可以調(diào)整流過渦輪機2的廢氣流的流動方向。導(dǎo)向葉片11能移動地安裝在渦輪殼體3中，并且隨著它們的起動全面地或僅在渦輪機2的渦輪的渦輪葉片的部分表面上導(dǎo)引廢氣流。渦輪機2的轉(zhuǎn)速根據(jù)渦輪葉片的入流面積而改變。由此可以在廢氣質(zhì)量流量恒定不變時控制渦輪機2的轉(zhuǎn)速以及因而控制壓縮機2的轉(zhuǎn)速并且控制內(nèi)燃機的增壓壓力。接下來說明圖2所示調(diào)節(jié)裝置10的一種可能的裝配方法
該裝配方法基本上對應(yīng)用于調(diào)整本發(fā)明的圖I所示第一種實施形式的調(diào)節(jié)裝置10的做法?？勺儨u輪幾何造型4的導(dǎo)向葉片進入最終位置，例如產(chǎn)生渦輪機2最大轉(zhuǎn)速的位置中。優(yōu)選自動地例如通過將導(dǎo)向葉片11壓入最終位置的伺服電動機而實現(xiàn)進入最終位置。在調(diào)節(jié)拉桿7借助控制裝置6運動進入所期望的位置后，調(diào)節(jié)拉桿被固定在導(dǎo)引裝置9中。圖3是調(diào)節(jié)裝置10的一部分的剖面的示意性局部視圖。在圖3中詳細示出了調(diào)節(jié)桿7和調(diào)整件8的細節(jié)視圖。調(diào)整件8在此設(shè)計成局部包圍調(diào)節(jié)拉桿7的套筒。套筒內(nèi)面用作調(diào)節(jié)拉桿7的導(dǎo)引裝置9。調(diào)節(jié)拉桿7和導(dǎo)引裝置9的橫截面優(yōu)選構(gòu)造成圓形，但也可以對導(dǎo)引裝置9和調(diào)節(jié)拉桿7使用其它任意的橫截面。盡管借助優(yōu)選的實施例完整地說明了本發(fā)明，但本發(fā)明不限于此，而是能夠以多種方式進行修正。單個上述實施例的特征可以任意相互組合，只要這在技術(shù)上合理。在本發(fā)明的一種優(yōu)選的修正方案中，調(diào)節(jié)拉桿7具有緩解調(diào)節(jié)拉桿7振動的減震元件。調(diào)節(jié)拉桿7的振動會例如在使用從壓縮機側(cè)控制的測壓儀作為控制裝置6時出現(xiàn)。因此在渦輪增壓器I的壓縮機側(cè)上的壓力波動會通過測壓儀和調(diào)節(jié)拉桿7傳遞給調(diào)整元件
4。這可以通過減震元件得到阻止。所提及的材料、數(shù)據(jù)、尺寸大小都是示例性的，并且僅用于闡釋本發(fā)明的實施形式和擴展設(shè)計 。
權(quán)利要求
1.一種尤其用于汽車內(nèi)燃機的渦輪增壓器(1)，帶有具有渦輪殼體(3)的渦輪機(2)和用于調(diào)節(jié)流過所述渦輪機(2)的廢氣流的調(diào)節(jié)裝置(10)，所述調(diào)節(jié)裝置具有 -用于調(diào)整廢氣流的調(diào)整元件(4)， -布置在所述渦輪殼體(3)上的、用于操縱所述調(diào)整元件(4)的調(diào)節(jié)桿(5)， -與所述調(diào)節(jié)桿(5)通過調(diào)整件(8)連接的調(diào)節(jié)拉桿(7)， 其中，所述調(diào)整件(8)具有用于在所述調(diào)整件(8)中無級地移動所述調(diào)節(jié)拉桿(7)的導(dǎo)引裝置(9)，以及其中，所述調(diào)節(jié)拉桿(7)能夠通過材料接合固定在所述導(dǎo)引裝置(9)中。
2.按權(quán)利要求I所述的渦輪增壓器，其特征在于，所述調(diào)整元件(4)具有用于調(diào)節(jié)流過所述渦輪機(2)的廢氣流的廢氣量的廢氣門。
3.按權(quán)利要求I或2所述的渦輪增壓器，其特征在于，所述調(diào)整元件(4)具有可變的渦輪幾何造型，該渦輪幾何造型帶有用于調(diào)節(jié)流過所述渦輪機(2)的廢氣流的流動方向的、能移位的導(dǎo)向葉片。
4.按前述權(quán)利要求之一所述的渦輪增壓器，其特征在于，所述調(diào)節(jié)裝置(10)具有控制裝置(6)。
5.按權(quán)利要求4所述的渦輪增壓器，其特征在于，所述控制裝置(6)設(shè)計成測壓儀，其中，所述測壓儀與所述調(diào)節(jié)拉桿(7)聯(lián)接以便使所述調(diào)節(jié)拉桿(7)軸向運動。
6.按權(quán)利要求4或5所述的渦輪增壓器，其特征在于，所述控制裝置(6)設(shè)計成機電的執(zhí)行單元，其中，所述機電的執(zhí)行單元與所述調(diào)節(jié)拉桿(7)聯(lián)接以便使所述調(diào)節(jié)拉桿(7)軸向運動。
7.按前述權(quán)利要求之一所述的渦輪增壓器，其特征在于，所述調(diào)整件(8)與所述調(diào)節(jié)桿(5)鉚接。
8.一種用于裝配按權(quán)利要求2至7之一所述的渦輪增壓器的調(diào)節(jié)裝置(10)的方法，具有下列步驟 -將所述調(diào)節(jié)拉桿(7)導(dǎo)入到所述調(diào)整件(8)的導(dǎo)引裝置(9)中； -將所述調(diào)整元件(4)定位在最終位置中，該最終位置對應(yīng)于所述調(diào)整元件(4)的關(guān)于廢氣流的調(diào)整而言最大或最小位置； -借助所述控制裝置(6)使所述調(diào)節(jié)拉桿(7)軸向運動進入對應(yīng)于所述調(diào)整元件(4)的最終位置的位置；以及 -將所述調(diào)節(jié)拉桿(7)固定在所述導(dǎo)引裝置(9)中。
9.按權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，將所述調(diào)節(jié)拉桿(7)通過電阻焊接法固定在所述導(dǎo)引裝置(9)中。
10.按權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，將所述調(diào)節(jié)拉桿(7)通過卷邊連接法固定在導(dǎo)引裝置(9)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種尤其用于汽車內(nèi)燃機的渦輪增壓器，帶有具有渦輪殼體的渦輪機，帶有用于調(diào)節(jié)流過渦輪機的廢氣流的調(diào)節(jié)裝置，調(diào)節(jié)裝置具有用于調(diào)整廢氣流的調(diào)整元件、用于操縱調(diào)整元件的布置在渦輪殼體上的調(diào)節(jié)桿、通過調(diào)整件與調(diào)節(jié)桿連接的調(diào)節(jié)拉桿，其中，調(diào)整件具有用于在調(diào)整件中無級地移動調(diào)節(jié)拉桿的導(dǎo)引裝置，以及其中，調(diào)節(jié)拉桿通過材料接合固定在導(dǎo)引裝置中。本發(fā)明還涉及一種用于裝配這種渦輪增壓器的調(diào)節(jié)裝置的方法。
文檔編號F02B37/24GK102803679SQ201080027907
公開日2012年11月28日 申請日期2010年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月22日
發(fā)明者R.伯寧, C.尤利希 申請人:歐陸汽車有限責任公司