專利名稱：具有葉片密封裝置的渦輪增壓器可變噴嘴組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有可變噴嘴渦輪的渦輪增壓器，其中一排活動(dòng)葉片(vane)布置在 渦輪的噴嘴中，用于調(diào)節(jié)進(jìn)入渦輪的排氣流量。
背景技術(shù)：
排氣驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器是結(jié)合內(nèi)燃機(jī)使用的裝置，其通過壓縮將與燃料混合并且在 發(fā)動(dòng)機(jī)中燃燒的、輸送給發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣進(jìn)口的空氣以用于增加發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出。渦輪增 壓器包括在壓縮機(jī)殼體中安裝在軸的一端上的壓縮機(jī)葉輪(compressor wheel)以及在渦 輪殼體中安裝在軸的另一端上的潤(rùn)輪葉輪(turbinewheel)。典型的潤(rùn)輪殼體與壓縮機(jī)殼 體單獨(dú)地分開形成，并且存在連接在渦輪與壓縮機(jī)殼體之間的用于容納軸的軸承的另一中 心殼體。渦輪殼體限定了圍繞渦輪葉輪而且接收來自發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣的大體上呈環(huán)形的腔 (chamber) 0渦輪組件包括從腔引導(dǎo)至渦輪葉輪的噴嘴。排氣從腔通過噴嘴流動(dòng)至渦輪葉 輪與渦輪葉輪并且渦輪葉輪由排氣驅(qū)動(dòng)。渦輪因此從排氣中提取動(dòng)力并且驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。壓 縮機(jī)接收通過壓縮機(jī)殼體的進(jìn)口的環(huán)境空氣并且空氣通過壓縮機(jī)葉輪壓縮然后從殼體排 出到發(fā)動(dòng)機(jī)空氣進(jìn)口。
具有渦輪增壓器的升壓發(fā)動(dòng)機(jī)所面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)是在發(fā)動(dòng)機(jī)的整個(gè)工作范圍中 實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出的所需量。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這些目標(biāo)用具有固定幾何形狀的渦輪增壓器常常 不容易實(shí)現(xiàn)，并且因此已經(jīng)發(fā)展了具有可變幾何形狀渦輪增壓器，其目標(biāo)是在由渦輪增壓 器提供的增壓量上提供較大程度的控制。一種典型的可變幾何形狀渦輪增壓器是可變噴嘴 渦輪增壓器(VNT)，其包括在渦輪噴嘴中的一排可變?nèi)~片。葉片樞轉(zhuǎn)地安裝在噴嘴中并且連 接到使得葉片的裝置角(setting angle)能夠變化的機(jī)構(gòu)上。改變?nèi)~片的裝置角具有改變 渦輪噴嘴中有效流動(dòng)面積的效果，并且因此排氣至渦輪葉輪的流動(dòng)(流量)可以通過控制 葉片位置而得到調(diào)節(jié)。相對(duì)于具有固定幾何形狀的渦輪增壓器通?？赡艿恼{(diào)節(jié)而言，用這 樣的方式，渦輪的功率輸出可以得到調(diào)節(jié)，這樣就允許發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出在更大程度上得到 控制。
一個(gè)這樣的可變噴嘴組件包括支承該排葉片的通常為環(huán)狀的噴嘴環(huán)。葉片可旋轉(zhuǎn) 地安裝到噴嘴環(huán)上并且連接到可旋轉(zhuǎn)的致動(dòng)器環(huán)上，從而致動(dòng)器環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)使葉片旋轉(zhuǎn)，用 于調(diào)節(jié)流動(dòng)至渦輪葉輪的排氣流量。
上述可變噴嘴組件是有效的，但在尋找進(jìn)一步的改進(jìn)。發(fā)明內(nèi)容
特別地，潛在的改進(jìn)的范圍涉及葉片與由噴嘴環(huán)形成的噴嘴的一個(gè)壁之間的密 封。典型的可變噴嘴組件構(gòu)造為使得在葉片的端部與噴嘴的相鄰壁之間存在缺口 /間隙 (gap)。大概始終不可能完全消除這樣的缺口，因?yàn)槿~片必須能夠樞轉(zhuǎn)，但減小缺口的寬度 將使得渦輪性能得到改進(jìn)，這是因?yàn)檩^少的排氣將通過缺口泄漏。這樣所面臨的挑戰(zhàn)然后 變?yōu)樵诓幌魅跞~片樞轉(zhuǎn)的能力的情況下如何減小缺口的尺寸。
本發(fā)明提出了上述需求并且通過提供一種具有可變噴嘴組件的渦輪增壓器實(shí)現(xiàn) 了其他的優(yōu)點(diǎn)，所述渦輪增壓器包括
壓縮機(jī)殼體和安裝在壓縮機(jī)殼體中并且連接到可旋轉(zhuǎn)的軸上的壓縮機(jī)葉輪，以及 渦輪殼體和安裝在渦輪殼體中并且連接到可旋轉(zhuǎn)的軸上的渦輪葉輪，渦輪殼體限定了腔， 所述腔圍繞渦輪葉輪用于接收來自發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣并且用于通過從腔總體上徑向地向內(nèi)導(dǎo) 向至渦輪葉輪的噴嘴供給排氣，渦輪殼體還限定了軸向孔；
具有相對(duì)的第一面和第二面的噴嘴環(huán)，噴嘴被限定在第二面與相對(duì)的壁之間，噴 嘴環(huán)具有每個(gè)都從第一面軸向地延伸至第二面的多個(gè)圓周間隔開的軸承孔；
布置在噴嘴中并且每個(gè)都具有近端和遠(yuǎn)端的多個(gè)葉片，葉片的近端靠近噴嘴環(huán)的 第二面，軸桿被連接到近端并且被接收到噴嘴環(huán)的軸承孔中并且在軸承孔中可旋轉(zhuǎn)，葉片 在關(guān)閉位置與打開位置之間可旋轉(zhuǎn)；
鄰近噴嘴環(huán)的第一面并且分別剛性地固定到軸桿上的多個(gè)葉片臂，每個(gè)葉片臂都具有自由端；
布置為總體上與噴嘴環(huán)同軸的調(diào)和環(huán)(unisonring)，并且調(diào)和環(huán)的面與噴嘴環(huán) 的第一面相對(duì)，調(diào)和環(huán)與葉片臂的自由端接合并且圍繞噴嘴環(huán)的軸線可旋轉(zhuǎn)從而樞轉(zhuǎn)葉片 臂，由此一致地樞轉(zhuǎn)葉片，調(diào)和環(huán)具有在對(duì)應(yīng)于葉片的關(guān)閉位置的關(guān)閉位置和對(duì)應(yīng)于葉片 的打開位置的打開位置；
具有布置在噴嘴環(huán)的第二面與葉片的近端之間的部分的葉片密封構(gòu)件；以及
凸輪裝置，通過該凸輪裝置在調(diào)和環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)至關(guān)閉位置期間調(diào)和環(huán)與葉片密封構(gòu)件 接合，凸輪裝置構(gòu)成為當(dāng)調(diào)和環(huán)移動(dòng)至關(guān)閉位置時(shí)相對(duì)于葉片的近端在第一軸向方向上移 動(dòng)葉片密封構(gòu)件，并且構(gòu)成為當(dāng)調(diào)和環(huán)移動(dòng)出關(guān)閉位置時(shí)允許葉片密封構(gòu)件在與第一軸向 方向相反的第二軸向方向上移動(dòng)。
在一些實(shí)施例中，凸輪裝置包括形成在調(diào)和環(huán)上的多個(gè)圓周間隔開的凸輪，每個(gè) 凸輪沿當(dāng)調(diào)和環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)至關(guān)閉位置時(shí)凸輪移動(dòng)的方向傾斜。凸輪裝置還包括多個(gè)凸輪隨動(dòng) 件，每個(gè)凸輪隨動(dòng)件具有與所述凸輪中的相應(yīng)的一個(gè)凸輪接合的第一端以及當(dāng)調(diào)和環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng) 至關(guān)閉位置時(shí)在第一軸向方向上推動(dòng)葉片密封構(gòu)件的相對(duì)的第二端。
在特定的實(shí)施例中凸輪隨動(dòng)件包括葉片密封構(gòu)件的一體形成的部分。葉片密封構(gòu) 件可以總體上為環(huán)狀的并且凸輪隨動(dòng)件可以包括從葉片密封構(gòu)件的徑向外緣延伸的突起。 每個(gè)突起可以都具有軸向地延伸并且終止于用于接合所述凸輪中的相應(yīng)一個(gè)凸輪的端部 的部分。
在一個(gè)實(shí)施例中，葉片密封構(gòu)件包括板材金屬部件并且突起包括彎曲以形成總體 上軸向地延伸的部分的金屬板部分。突起的端部可以選擇性地限定腳部分，其彎曲以總體 上垂直于總體上軸向地延伸的部分進(jìn)行延伸，腳部分接合調(diào)和環(huán)的凸輪。
在另一實(shí)施例中，凸輪隨動(dòng)件可以與葉片密封構(gòu)件分別地形成。例如，噴嘴環(huán)可以 限定通過其中軸向地延伸的多個(gè)孔，以及凸輪隨動(dòng)件可以延伸通過孔。凸輪隨動(dòng)件可以包 括銷。


通過以一般的術(shù)語對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的描述，現(xiàn)在結(jié)合附圖，該附圖并不一定是按比例繪制的，并且其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有可變噴嘴組件的渦輪增壓器的截面圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可變噴嘴和擋圈(retainerring)組件的透視圖3是圖2的可變噴嘴和擋圈組件的側(cè)視圖4是沒有擋圈的情況下圖2的可變噴嘴組件的透視圖5是圖4的可變噴嘴組件的側(cè)視圖6是圖2的可變噴嘴和擋圈組件的截面圖7以放大比例示出了圖6的不完全部分；
圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的可變噴嘴組件的透視圖9是圖8的可變噴嘴組件的側(cè)視圖10是圖8的可變噴嘴組件的進(jìn)一步透視圖11是圖8的可變噴嘴組件的正視圖；以及
圖12是以放大比例的圖8的可變噴嘴組件的不完全截面圖。
具體實(shí)施方式
參照附圖，現(xiàn)在將下文中更完全地描述本發(fā)明，其中示出了本發(fā)明的一些并不是 全部的實(shí)施例。實(shí)際上，這些發(fā)明可以以許多不同的形式實(shí)施并且將不會(huì)構(gòu)成為限制在此 提出的實(shí)施例；然而，提供這些實(shí)施例從而本發(fā)明將滿足可適用的法律需求。全文中相同的 附圖標(biāo)記表示相同的元件。
在圖1中示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的渦輪增壓器100。渦輪增壓器包括渦 輪，渦輪包括渦輪殼體Iio和安裝在渦輪殼體中并且連接到可旋轉(zhuǎn)的軸114上并與其旋轉(zhuǎn) 的渦輪葉輪112。渦輪殼體限定了圍繞渦輪葉輪用于接收排氣的腔116，并且存在從腔總體 上徑向地向內(nèi)導(dǎo)向至渦輪葉輪的噴嘴118。渦輪殼體還限定了軸向延伸孔120，通過該孔排 氣在通過渦輪葉輪后被排出。
渦輪增壓器還包括壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)包括壓縮機(jī)殼體130和安裝在壓縮機(jī)殼體中 并且連接到可旋轉(zhuǎn)的軸114上與其旋轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)葉輪132。中心殼體140連接在壓縮機(jī)殼 體130與渦輪殼體110之間。軸114通過中心殼體，其支承用于軸的軸承142。
渦輪增壓器還包括可變噴嘴組件150，其包括具有接收在渦輪殼體的孔120中的 管狀部分162并且具有從管狀部分的一端總體上徑向地延伸出的總體上的環(huán)狀噴嘴部分 164的插件160?？勺儑娮旖M件150還包括與噴嘴部分164軸向地間隔開的總體上的環(huán)狀 噴嘴環(huán)170，以及圍繞噴嘴環(huán)圓周地間隔開并且可旋轉(zhuǎn)地安裝到噴嘴環(huán)上的一排葉片180 從而為了調(diào)節(jié)流向渦輪葉輪的排氣流量，葉片的裝置角是可變的。噴嘴環(huán)170剛性地固定 到噴嘴部分164上，例如通過在這些部件之間延伸并且在它們之間維持固定間隔的剛性墊 圈166 (見圖2和圖3)。
渦輪殼體110包括與在中心殼體140的凸緣144相對(duì)的總體上為環(huán)狀的凸緣111。 渦輪殼體凸緣111和中心殼體凸緣144具有成臺(tái)階的軸向地面對(duì)的表面，從而存在徑向的 外對(duì)對(duì)立表面與徑向的內(nèi)對(duì)對(duì)立表面。總體上為環(huán)狀的擋圈190的徑向外部布置并且夾持 在內(nèi)對(duì)對(duì)立表面之間。彈性密封環(huán)192布置并且軸向壓縮在外對(duì)對(duì)立表面之間。在示出的 實(shí)施例中，密封環(huán)192具有總體上為U形的橫截面，定向?yàn)閁形表面的打開側(cè)徑向地向內(nèi)。然而，可以使用其它結(jié)構(gòu)的密封環(huán)。擋圈190的徑向內(nèi)部與噴嘴環(huán)170的軸向下游面表面 接合并且因此限制噴嘴環(huán)170在下游方向(即，圖1的右側(cè))可以軸向地移動(dòng)的范圍。
在示出的實(shí)施例中的彈簧元件194還包括防熱罩，彈簧元件194布置在噴嘴環(huán)170 的徑向內(nèi)部與中心殼體140的一部分之間。防熱罩194是由彈性金屬構(gòu)成的金屬板材零件， 并且防熱罩具有非平板的構(gòu)型從而當(dāng)受到軸向壓縮時(shí)防熱罩起到彈簧元件的作用。防熱罩 總體上為環(huán)狀的并且具有接合靠在噴嘴環(huán)170的軸向上游面對(duì)表面的徑向外部以及接合 靠在中心殼體140的軸向下游面對(duì)表面的徑向內(nèi)部。防熱罩在這些表面之間軸向被壓縮。
彈性的徑向可壓縮的定位環(huán)196布置在噴嘴環(huán)170的徑向向內(nèi)面對(duì)的表面與中心 殼體140的徑向向外面對(duì)的表面之間并且接合靠在向內(nèi)和向外面對(duì)的表面上從而相對(duì)于 中心殼體徑向地定位噴嘴環(huán)。定位環(huán)包括總體上為環(huán)狀的主體，其具有限定了徑向外支腿 和徑向內(nèi)支腿的總體上為C形的橫截面，徑向外支腿接合靠在噴嘴環(huán)170的徑向向內(nèi)面對(duì) 的表面上并且徑向內(nèi)支腿接合靠在中心殼體140的徑向向外面對(duì)的表面上。
參照?qǐng)D2至7，示出了根據(jù)本發(fā)明的可變噴嘴組件150的第一實(shí)施例。葉片180 具有近端182和相對(duì)的遠(yuǎn)端184。葉片的近端182剛性地固定到總體上為圓柱形的軸桿 186 (圖4)上。噴嘴環(huán)170包括通過噴嘴環(huán)170軸向地延伸的軸承孔。葉片的軸桿186以 足夠松的配合通過軸承孔以允許軸桿圍繞它們的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，但軸桿與孔之間的間隙足夠小 以基本上將軸桿的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的軸向定向固定。
軸桿186具有超出噴嘴環(huán)的第一面172的從軸承孔突出的遠(yuǎn)端。葉片臂188 (在 圖4中部分可見)剛性地連接到軸桿186的遠(yuǎn)端。葉片臂具有相對(duì)的自由端，其接合鄰近 噴嘴環(huán)的第一面172布置的調(diào)和環(huán)210。調(diào)和環(huán)210與噴嘴環(huán)總體上同軸并且通過適當(dāng)?shù)?致動(dòng)器(未示出)致動(dòng)以圍繞其軸線可旋轉(zhuǎn)。調(diào)和環(huán)在一個(gè)方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)使得葉片臂188 在將葉片180朝向它們的打開位置樞轉(zhuǎn)的方向上樞轉(zhuǎn)；調(diào)和環(huán)在另一方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)將葉片 朝向它們的關(guān)閉位置樞轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，可變噴嘴組件150包括與噴嘴環(huán)170單獨(dú)地分開形成并且支承在噴 嘴環(huán)170上的總體上為環(huán)狀的葉片密封構(gòu)件220。如圖7中最好地看到，葉片密封構(gòu)件220 具有布置在葉片180的近端182與噴嘴環(huán)170的第二面174之間的部分222。葉片密封構(gòu) 件220可以是薄片金屬部件。
在一個(gè)實(shí)施例中，葉片密封構(gòu)件220包括從葉片密封構(gòu)件的徑向外緣總體上軸向 地延伸的凸緣226。凸緣226延伸為鄰近噴嘴環(huán)170的徑向外表面。如圖7所示，選擇性 地，密封環(huán)227可以布置在凸緣226與噴嘴環(huán)170之間，用于密封其間的接合面。還有選擇 性地，葉片密封構(gòu)件220可以包括從其徑向的內(nèi)緣軸向地延伸的凸緣228，并且凸緣228可 以接合形成在噴嘴環(huán)170的第二面174中的凹槽，由此相對(duì)于噴嘴環(huán)徑向地定位葉片密封 構(gòu)件。密封環(huán)229可以布置在凸緣228與噴嘴環(huán)中的凹槽的對(duì)立表面之間，用于密封其間 的接合面。
可變噴嘴組件150包括凸輪裝置，在調(diào)和環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)至葉片180在它們的完全關(guān)閉位 置的關(guān)閉位置期間通過該凸輪裝置，調(diào)和環(huán)210接合葉片密封構(gòu)件220。凸輪裝置構(gòu)成為 當(dāng)調(diào)和環(huán)移動(dòng)至關(guān)閉位置時(shí)，相對(duì)于葉片的近端182在第一軸向方向上移動(dòng)葉片密封構(gòu)件 220，并且構(gòu)成為當(dāng)調(diào)和環(huán)移動(dòng)出關(guān)閉位置時(shí)，在與第一軸向方向相反的第二軸向方向上允 許葉片密封構(gòu)件220移動(dòng)。
根據(jù)圖2至7所示的一個(gè)實(shí)施例中，凸輪裝置包括形成在調(diào)和環(huán)210上(在圖3 至圖5中最佳地看到)的多個(gè)圓周間隔開的凸輪212，每個(gè)凸輪212沿當(dāng)調(diào)和環(huán)210轉(zhuǎn)動(dòng)至 關(guān)閉位置時(shí)凸輪移動(dòng)的方向傾斜。凸輪裝置還包括多個(gè)凸輪隨動(dòng)件230。每個(gè)凸輪隨動(dòng)件 230具有接合相應(yīng)的一個(gè)凸輪212的第一端和當(dāng)調(diào)和環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)至關(guān)閉位置時(shí)在第一軸向方向 上(相對(duì)于葉片的近端182)推動(dòng)葉片密封構(gòu)件220的相對(duì)的第二端。在附圖中示出調(diào)和 環(huán)處于關(guān)閉位置。
在圖2至7中示出的實(shí)施例中，凸輪隨動(dòng)件230包括葉片密封構(gòu)件220的一體形 成的部分。具體地，其中葉片密封構(gòu)件220總體上為環(huán)狀的并且具有徑向的內(nèi)緣和徑向的 外緣，凸輪隨動(dòng)件可以包括從徑向的外緣延伸出的突起。每個(gè)突起都具有總體上軸向地延 伸并且終止于構(gòu)成為用于接合所述凸輪212中的相應(yīng)的一個(gè)凸輪的的端部232的部分。在 示出的實(shí)施例中，存在三個(gè)凸輪隨動(dòng)件230，但本發(fā)明不局限于任何特定的數(shù)目。葉片密封 構(gòu)件可以包括板材金屬部件并且突起可以包括彎曲以形成總體上軸向地延伸的多個(gè)部分 的金屬板部分。如圖2中最佳地看到，擋圈190可以包括用于容納一體的凸輪跟蹤件230 的凹口或切口 191。
圖8示出了總體上與如上所述的實(shí)施例相同的可替換的實(shí)施例，但是其中突起 (凸輪隨動(dòng)件230)的端部232限定了彎曲以總體上垂直于總體上軸向地延伸的部分進(jìn)行延 伸的腳部分234。腳部分234接合調(diào)和環(huán)210的凸輪212。
圖9至12示出了進(jìn)一步的可替換的實(shí)施例，其中凸輪隨動(dòng)件230'與葉片密封構(gòu) 件220’分別地形成。噴嘴環(huán)170限定了通過其中軸向地延伸的多個(gè)孔175 (圖12)，以及凸 輪隨動(dòng)件230'延伸通過孔175。凸輪隨動(dòng)件230'可以包括，例如，圓柱形銷等。每個(gè)凸輪 隨動(dòng)件230'的一端接合在調(diào)和環(huán)210'上的所述凸輪212'中的相應(yīng)的一個(gè)凸輪并且凸 輪隨動(dòng)件230'的相對(duì)端接合葉片密封構(gòu)件220'。在示出的實(shí)施例中凸輪212'是從調(diào)和 環(huán)的徑向內(nèi)緣徑向地向內(nèi)延伸的調(diào)和環(huán)的一體部分并且形狀為從調(diào)和環(huán)的面的平面軸向 地朝向噴嘴環(huán)的相對(duì)面突出。
在多個(gè)如上所述的實(shí)施例中，當(dāng)調(diào)和環(huán)210，21(V在打開位置(將葉片180布置在 它們的打開位置)時(shí)，凸輪212,212'不與凸輪隨動(dòng)件230，230'接合并且因此葉片密封構(gòu) 件220，22(V允許向噴嘴環(huán)170移動(dòng)，從而在葉片密封構(gòu)件與葉片180的近端182之間可 以存在間隙。當(dāng)所述調(diào)和環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)至關(guān)閉位置時(shí)，凸輪212,212'與凸輪隨動(dòng)件230,230'接 合并且朝向葉片密封構(gòu)件220,220'推動(dòng)凸輪隨動(dòng)件，使得葉片密封構(gòu)件靠在葉片的近端 182。有利地，葉片自由地軸向移動(dòng)并且因此葉片密封構(gòu)件能夠軸向地推動(dòng)葉片從而葉片的 遠(yuǎn)端184被推靠在插件160的噴嘴部分164。用這種方式，在葉片的關(guān)閉位置葉片端部與噴 嘴壁之間的間隙大體上被減小或除去。
本申請(qǐng)?zhí)岢龅谋景l(fā)明的許多變型以及其它實(shí)施例將對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員提供教導(dǎo)， 這些發(fā)明涉及在上述具體實(shí)施方式
以及相關(guān)的附圖中存在的益處以及教導(dǎo)。因此，應(yīng)當(dāng)理 解，本發(fā)明將不限于公開的具體實(shí)施例并且變型以及其它實(shí)施例旨在包含在所附的權(quán)利要 求書的范圍內(nèi)。盡管在此采用了專有術(shù)語，它們僅以普通的并且描述的方式使用并且不構(gòu) 成限制。
權(quán)利要求
1.一種具有可變噴嘴組件的渦輪增壓器，包括 壓縮機(jī)殼體和安裝在壓縮機(jī)殼體中并且連接到可旋轉(zhuǎn)的軸上的壓縮機(jī)葉輪，以及渦輪殼體和安裝在渦輪殼體中并且連接到可旋轉(zhuǎn)的軸上的渦輪葉輪，渦輪殼體限定了腔，所述腔圍繞渦輪葉輪用于接收來自發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣并且用于通過從所述腔大體上徑向地向內(nèi)導(dǎo)向至渦輪葉輪的噴嘴供給排氣； 具有相對(duì)的第一面和第二面的噴嘴環(huán)，噴嘴被限定在第二面與相對(duì)的壁之間，噴嘴環(huán)具有每個(gè)都從第一面軸向地延伸至第二面的多個(gè)圓周間隔開的軸承孔； 布置在噴嘴中并且每個(gè)都具有近端和遠(yuǎn)端的多個(gè)葉片，葉片的近端靠近噴嘴環(huán)的第二面，軸桿被連接到近端并且被接收到噴嘴環(huán)的軸承孔中并且在軸承孔中可旋轉(zhuǎn)，葉片在關(guān)閉位置與打開位置之間可旋轉(zhuǎn)； 鄰近噴嘴環(huán)的第一面并且分別剛性地固定到軸桿上的多個(gè)葉片臂，每個(gè)葉片臂都具有自由端； 布置為總體上與噴嘴環(huán)同軸的調(diào)和環(huán)，并且調(diào)和環(huán)的面與噴嘴環(huán)的第一面相對(duì)，調(diào)和環(huán)與葉片臂的自由端接合并且圍繞噴嘴環(huán)的軸線可旋轉(zhuǎn)從而樞轉(zhuǎn)葉片臂，由此一致地樞轉(zhuǎn)葉片，調(diào)和環(huán)在對(duì)應(yīng)于葉片的關(guān)閉位置的關(guān)閉位置與對(duì)應(yīng)于葉片的打開位置的打開位置之間可旋轉(zhuǎn)； 具有布置在噴嘴環(huán)的第二面與葉片的近端之間的部分的葉片密封構(gòu)件；以及 凸輪裝置，通過該凸輪裝置在調(diào)和環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)至關(guān)閉位置期間調(diào)和環(huán)與葉片密封構(gòu)件接合，凸輪裝置構(gòu)成為當(dāng)調(diào)和環(huán)移動(dòng)至關(guān)閉位置時(shí)相對(duì)于葉片的近端在第一軸向方向上移動(dòng)葉片密封構(gòu)件從而葉片密封構(gòu)件與近端之間的間隙被減小或消除，并且構(gòu)成為當(dāng)調(diào)和環(huán)移動(dòng)出關(guān)閉位置時(shí)允許葉片密封構(gòu)件在與第一軸向方向相反的第二軸向方向上移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器，其中凸輪裝置包括形成在調(diào)和環(huán)上的多個(gè)圓周間隔開的凸輪，每個(gè)凸輪沿當(dāng)調(diào)和環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)至關(guān)閉位置時(shí)凸輪移動(dòng)的方向傾斜，凸輪裝置還包括多個(gè)凸輪隨動(dòng)件，每個(gè)凸輪隨動(dòng)件具有與所述凸輪中的相應(yīng)的一個(gè)凸輪接合的第一端以及當(dāng)調(diào)和環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)至關(guān)閉位置時(shí)在第一軸向方向上推動(dòng)葉片密封構(gòu)件的相對(duì)的第二端。
3.如權(quán)利要求2所述的渦輪增壓器，其中凸輪隨動(dòng)件包括葉片密封構(gòu)件的一體形成的部分。
4.如權(quán)利要求3所述的渦輪增壓器，其中葉片密封構(gòu)件總體上為環(huán)狀的并且具有徑向內(nèi)緣和徑向外緣，并且其中凸輪隨動(dòng)件包括從徑向外緣延伸的突起，每個(gè)突起具有總體上軸向地延伸并且終止于用于接合所述凸輪中的相應(yīng)一個(gè)凸輪的端部的部分。
5.如權(quán)利要求4所述的渦輪增壓器，其中葉片密封構(gòu)件包括板材金屬部件并且突起包括彎曲以形成總體上軸向地延伸的部分的金屬板部分。
6.如權(quán)利要求5所述的渦輪增壓器，其中突起的端部限定了腳部分，其彎曲以總體上垂直于總體上軸向地延伸的部分進(jìn)行延伸，腳部分接合調(diào)和環(huán)的凸輪。
7.如權(quán)利要求2所述的渦輪增壓器，其中凸輪隨動(dòng)件與葉片密封構(gòu)件分別地形成。
8.如權(quán)利要求7所述的渦輪增壓器，其中噴嘴環(huán)限定了通過其中軸向地延伸的多個(gè)孔，以及凸輪隨動(dòng)件延伸通過孔。
9.如權(quán)利要求8所述的渦輪增壓器，其中凸輪隨動(dòng)件包括銷。
10.如權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器，其中葉片相對(duì)噴嘴環(huán)自由地軸向移動(dòng)，并且葉片密封構(gòu)件軸向地推動(dòng)葉片從而當(dāng)調(diào)和環(huán)在關(guān)閉位置時(shí)葉片的遠(yuǎn)端被推靠在噴嘴的相對(duì)的壁上 ，從而在相對(duì)的壁與遠(yuǎn)端之間的間隙被減小或消除。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有葉片密封裝置的渦輪增壓器可變噴嘴組件。一種用于渦輪增壓器的可變噴嘴組件包括總體上為環(huán)狀的噴嘴環(huán)以及可旋轉(zhuǎn)地安裝到噴嘴環(huán)上的一排葉片，從而葉片可以圍繞它們的軸線樞轉(zhuǎn)，用于調(diào)節(jié)流動(dòng)至渦輪葉輪的排氣流量。調(diào)和環(huán)接合固定到葉片的軸桿上的葉片臂，從而調(diào)和環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)使得葉片在關(guān)閉位置與打開位置之間樞轉(zhuǎn)。葉片具有鄰近噴嘴環(huán)的面的近端。葉片密封構(gòu)件支承在噴嘴環(huán)上并且具有布置在葉片的近端與噴嘴環(huán)的面之間的部分。調(diào)和環(huán)包括接合凸輪隨動(dòng)件的凸輪。調(diào)和環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)使得凸輪隨動(dòng)件軸向地移動(dòng)并且由此推動(dòng)葉片密封構(gòu)件靠近葉片的近端。
文檔編號(hào)F01D17/16GK103016070SQ20121044911
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者P·阿諾, D·耶克爾, D·珀蒂讓, P·巴泰勒, E·塞韋蘭, N·莫蘭, K-H·鮑爾, C·格羅夫斯 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國際公司