可變噴嘴單元以及可變?nèi)萘啃驮鰤浩鞯闹圃旆椒?br> 【專利摘要】護(hù)環(huán)(47)的各第一支撐孔(49)的內(nèi)表面在渦輪葉輪(33)的軸向兩側(cè)具有能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐第一噴嘴軸(59)的兩個(gè)第一軸承部(49a、49b)。噴嘴環(huán)(51)的各第二支撐孔(55)的內(nèi)表面具有能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐第二噴嘴軸(61)的第二軸承部(55a)。第二軸承部(55a)與第二噴嘴軸(61)的嵌合間隙被設(shè)定為比第一軸承部(49a、49b)與第一噴嘴軸(59)的嵌合間隙大。
【專利說明】
可變噴嘴單元以及可變?nèi)萘啃蛪垑浩?br>
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及使可變?nèi)萘啃驮鰤浩鳌⑷細(xì)廨啓C(jī)等渦輪旋轉(zhuǎn)機(jī)械的向渦輪葉輪供給的廢氣等氣體的流路面積(流量)可變的可變噴嘴單元以及可變?nèi)萘啃驮鰤浩鳌?br>
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，對(duì)可變?nèi)萘啃驮鰤浩魉褂玫目勺儑娮靻卧M(jìn)行了各種開發(fā)。以往的可變噴嘴單元的通常的結(jié)構(gòu)如下。
[0003]在可變?nèi)萘啃驮鰤浩鞯臍んw內(nèi)與渦輪葉輪同心狀地設(shè)置有作為第一基環(huán)的護(hù)環(huán)。多個(gè)第一支撐孔在護(hù)環(huán)的圓周方向上等間隔地形成于該護(hù)環(huán)。另外，在相對(duì)于護(hù)環(huán)在渦輪葉輪的軸向上隔離對(duì)置的位置，與護(hù)環(huán)一體并且同心狀地設(shè)置有作為第二基環(huán)的噴嘴環(huán)。在該噴嘴環(huán)以與護(hù)環(huán)的多個(gè)第一支撐孔匹配的方式在噴嘴環(huán)的圓周方向上等間隔地形成有多個(gè)第二支撐孔。
[0004]在護(hù)環(huán)的對(duì)置面與噴嘴環(huán)的對(duì)置面之間，在護(hù)環(huán)(噴嘴環(huán))的圓周方向上等間隔地配設(shè)有多個(gè)可變噴嘴。各可變噴嘴能夠繞與渦輪葉輪平行的軸心朝正反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，在各可變噴嘴的上述軸向一側(cè)的側(cè)面一體形成有第一噴嘴軸。各第一噴嘴軸以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支撐于護(hù)環(huán)的對(duì)應(yīng)的支撐孔。并且，在可變噴嘴的上述軸向另一側(cè)的側(cè)面，與第一噴嘴軸同心狀地一體形成有第二噴嘴軸。各第二噴嘴軸以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支撐于噴嘴環(huán)的對(duì)應(yīng)的第二支撐孔。
[0005]在護(hù)環(huán)的對(duì)置面的相反面?zhèn)仍O(shè)置有用于使多個(gè)可變噴嘴同步地朝正反方向轉(zhuǎn)動(dòng)的連桿機(jī)構(gòu)。此處，若使多個(gè)可變噴嘴朝正向(打開方向)同步地轉(zhuǎn)動(dòng)，則向渦輪葉輪供給的廢氣的流路面積增大。若使多個(gè)可變噴嘴朝反向(關(guān)閉方向)同步地轉(zhuǎn)動(dòng)，則上述廢氣的流路面積縮小。
[0006]用于對(duì)可變噴嘴進(jìn)行支撐的噴嘴支撐構(gòu)造如下。
[0007]護(hù)環(huán)的第一支撐孔的內(nèi)表面在上述軸向一側(cè)具有以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支撐可變噴嘴的第一噴嘴軸的第一軸承部。噴嘴環(huán)的第二支撐孔的內(nèi)表面具有以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支撐可變噴嘴的第二噴嘴軸的第二軸承部。換言之，可變噴嘴從可變噴嘴的上述軸向兩側(cè)被第一軸承部與第二軸承部?jī)啥酥巍４颂?，第一軸承部與第一噴嘴軸的嵌合間隙、以及第二軸承部與第二噴嘴軸的嵌合間隙被設(shè)定為數(shù)十微米單位的相同的值。
[0008]另一方面，在以往的可變噴嘴單元中，往往從噴嘴環(huán)省略多個(gè)第二支撐孔，并且從各可變噴嘴省略第二噴嘴軸。在該情況下，護(hù)環(huán)的第一支撐孔的內(nèi)表面在上述軸向兩側(cè)具有以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支撐可變噴嘴的第一噴嘴軸的兩個(gè)第一軸承部。換言之，可變噴嘴從可變噴嘴的上述軸向一側(cè)被兩個(gè)第一軸承部懸臂支撐。此處，兩個(gè)第一軸承部的一方與第一噴嘴軸的嵌合間隙、以及兩個(gè)第一軸承部的另一方與第一噴嘴軸的嵌合間隙被設(shè)定為數(shù)十微米單位的相同的值。
[0009]此外，與本發(fā)明相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)如專利文獻(xiàn)I以及專利文獻(xiàn)2所示。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)1:日本特開2012-102660號(hào)公報(bào)
[0013]專利文獻(xiàn)2:日本特開2010-71142號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]發(fā)明所要解決的課題
[0015]與噴嘴懸臂支撐類型的可變噴嘴單元相比，噴嘴兩端支撐類型的可變噴嘴單元能夠減小可變?nèi)萘啃驮鰤浩鞯倪\(yùn)轉(zhuǎn)中的可變噴嘴的軸心相對(duì)于護(hù)環(huán)的第一支撐孔的軸心的傾斜。然而，需要將第一軸承部與第二軸承部分別形成于單獨(dú)準(zhǔn)備的護(hù)環(huán)與噴嘴環(huán)。該情況使得難以充分地確保構(gòu)成第一軸承部的孔與構(gòu)成第二軸承部的孔之間的位置精度。另外，在將噴嘴環(huán)安裝于護(hù)環(huán)之前，可變噴嘴成為僅被一個(gè)第一軸承部支撐的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，可變噴嘴的軸心相對(duì)于護(hù)環(huán)的第一支撐孔的軸心容易傾斜。因此，在將噴嘴環(huán)安裝于護(hù)環(huán)時(shí)，需要特別的夾具，可變噴嘴單元的組裝作業(yè)變得復(fù)雜化。
[0016]另一方面，就噴嘴懸臂支撐類型的可變噴嘴單元而言，與噴嘴兩端支撐類型的可變噴嘴單元相比，在將噴嘴環(huán)安裝于護(hù)環(huán)之前，可變噴嘴被兩個(gè)第一軸承部以穩(wěn)定的狀態(tài)支撐。然而，存在可變?nèi)萘啃驮鰤浩鞯倪\(yùn)轉(zhuǎn)中的可變噴嘴的軸心相對(duì)于護(hù)環(huán)的支撐孔的軸心的傾斜增大的趨勢(shì)。因此，在可變?nèi)萘啃驮鰤浩鞯倪\(yùn)轉(zhuǎn)中，若靠近可變噴嘴的側(cè)面的一側(cè)的第一軸承部與第一噴嘴軸之間的磨損加劇，則存在產(chǎn)生可變噴嘴的不順暢(non-smoothmovement不光滑的動(dòng)作)而容易導(dǎo)致可變噴嘴單元的動(dòng)作不良的擔(dān)憂。
[0017]換句話說，存在抑制可變?nèi)萘啃驮鰤浩鞯倪\(yùn)轉(zhuǎn)中的可變噴嘴的不順暢、實(shí)現(xiàn)可變噴嘴單元的動(dòng)作的穩(wěn)定性、并且提高可變噴嘴單元的組裝作業(yè)的作業(yè)效率較困難的問題。此外，上述的問題在燃?xì)廨啓C(jī)等渦輪旋轉(zhuǎn)機(jī)械所使用的可變噴嘴單元中也同樣會(huì)產(chǎn)生。
[0018]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)可變噴嘴單元的動(dòng)作的穩(wěn)定性、并且提高可變噴嘴單元的組裝作業(yè)的作業(yè)效率的可變噴嘴單元以及可變?nèi)萘啃驮鰤浩鳌?br> [0019]用于解決課題的方法
[0020]本發(fā)明的第一方式是一種使渦輪旋轉(zhuǎn)機(jī)械的向渦輪葉輪供給的氣體的流路面積(流量)可變的可變噴嘴單元，其特征在于，具備:第一基環(huán)，其是與上述渦輪葉輪同心狀地設(shè)置于上述渦輪旋轉(zhuǎn)機(jī)械的殼體內(nèi)的第一基環(huán)，并且在其圓周方向上形成(貫通形成)有多個(gè)第一支撐孔；第二基環(huán)，其是與上述第一基環(huán)一體并且同心狀地設(shè)置于相對(duì)于上述第一基環(huán)在上述渦輪葉輪的軸向上隔離對(duì)置的位置的第二基環(huán)，并且以與上述第一基環(huán)的多個(gè)上述第一支撐孔匹配的方式在其圓周方向上形成有多個(gè)第二支撐孔；多個(gè)可變噴嘴，它們?cè)谏鲜龅谝换h(huán)以及第二基環(huán)的圓周方向上配設(shè)于上述第一基環(huán)的對(duì)置面與上述第二基環(huán)的對(duì)置面之間，能夠繞與上述渦輪葉輪的軸心平行的軸心朝正反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，在上述軸向一側(cè)的側(cè)面一體形成有以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支撐于上述第一基環(huán)的對(duì)應(yīng)的上述第一支撐孔的第一噴嘴軸，在上述軸向另一側(cè)的側(cè)面與上述第一噴嘴軸同心狀地一體形成有以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支撐于上述第二基環(huán)的對(duì)應(yīng)的上述第二支撐孔的第二噴嘴軸；以及連桿機(jī)構(gòu)，其用于使多個(gè)上述可變噴嘴同步地朝正反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，上述第一基環(huán)的各第一支撐孔的內(nèi)表面在上述軸向兩側(cè)具有能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐上述可變噴嘴的上述第一噴嘴軸的兩個(gè)第一軸承部，上述第二基環(huán)的各第二支撐孔的內(nèi)表面具有能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐上述可變噴嘴的上述第二噴嘴軸的第二軸承部，上述第二軸承部與上述可變噴嘴的上述第二噴嘴軸的嵌合間隙被設(shè)定為比上述第一軸承部與上述可變噴嘴的上述第一噴嘴軸的嵌合間隙大。
[0021]此外，在本申請(qǐng)的說明書以及權(quán)利要求書中，所謂“渦輪旋轉(zhuǎn)機(jī)械”是包含可變?nèi)萘啃驮鰤浩?、燃?xì)廨啓C(jī)的意思，所述“設(shè)置”是除了直接設(shè)置之外，還包含經(jīng)由其他部件間接地設(shè)置的意思，所謂“配設(shè)”是除了直接地配設(shè)之外，還包含經(jīng)由其他部件間接地配設(shè)的意思。
[0022]本發(fā)明的第二方式是一種可變?nèi)萘啃驮鰤浩鳎脕碜园l(fā)動(dòng)機(jī)的氣體的壓力能來對(duì)向上述發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)供給的空氣進(jìn)行增壓，其特征在于，具備第一方式所涉及的可變噴嘴單
J L.ο
[0023]發(fā)明的效果
[0024]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種實(shí)現(xiàn)可變噴嘴單元的動(dòng)作的穩(wěn)定性、并且能夠提高可變噴嘴單元的組裝作業(yè)的作業(yè)效率的可變噴嘴單元以及可變?nèi)萘啃驮鰤浩鳌?br>
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1(a)是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的可變噴嘴單元的特征部分的剖視圖，圖1(b)是表示該可變噴嘴單元的將噴嘴環(huán)安裝于護(hù)環(huán)之前的狀態(tài)的圖。
[0026]圖2是圖3的箭頭部II的放大圖。
[0027]圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式的可變?nèi)萘啃驮鰤浩鞯闹髌室晥D。
[0028]圖4(a)是表示比較例I的可變噴嘴單元的一部分的剖視圖，圖4(b)是表示該可變噴嘴單元的將噴嘴環(huán)安裝于護(hù)環(huán)之前的狀態(tài)的圖。
[0029]圖5(a)是表示比較例2的可變噴嘴單元的一部分的剖視圖，圖5 (b)是表示該可變噴嘴單元的將噴嘴環(huán)安裝于護(hù)環(huán)之前的狀態(tài)的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030]參照?qǐng)D1?圖3對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。此外，如附圖所示那樣，“L”為左方，“R”為右方。
[0031]如圖3所示，本發(fā)明的實(shí)施方式的可變?nèi)萘啃驮鰤浩鱅利用來自發(fā)動(dòng)機(jī)(省略圖示)的廢氣的壓力能，對(duì)向發(fā)動(dòng)機(jī)供給的空氣進(jìn)行增壓(壓縮)。
[0032]可變?nèi)萘啃驮鰤浩鱅具備軸承殼體3。在軸承殼體3內(nèi)設(shè)置有多個(gè)徑向軸承5以及多個(gè)推力軸承7。另外，在多個(gè)軸承5、7以能夠旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置有在左右方向上延伸的轉(zhuǎn)子軸(渦輪軸)9。換言之，在軸承殼體3經(jīng)由多個(gè)軸承5、7以能夠旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置有轉(zhuǎn)子軸9。
[0033]在軸承殼體3的右側(cè)設(shè)置有壓縮機(jī)殼體11。在該壓縮機(jī)殼體11內(nèi)以能夠繞其軸心(換言之，轉(zhuǎn)子軸9的軸心)旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置有利用離心力對(duì)空氣進(jìn)行壓縮的壓縮機(jī)葉輪13。另外，壓縮機(jī)葉輪13具備:一體連結(jié)于轉(zhuǎn)子軸9的右端部的壓縮機(jī)盤(壓縮機(jī)輪)15 ;以及在壓縮機(jī)盤15的圓周方向上等間隔地設(shè)置于該壓縮機(jī)盤15的外周面的多個(gè)壓縮機(jī)葉片17。
[0034]在壓縮機(jī)殼體11的壓縮機(jī)葉輪13的入口側(cè)(壓縮機(jī)殼體11的右側(cè))形成有用于導(dǎo)入空氣的空氣導(dǎo)入口 19。該空氣導(dǎo)入口 19能夠連接于對(duì)空氣進(jìn)行凈化的氣體凈化器(省略圖示)。另外，在軸承殼體3與壓縮機(jī)殼體11之間的壓縮機(jī)葉輪13的出口側(cè)形成有對(duì)被壓縮的空氣進(jìn)行升壓的環(huán)狀的擴(kuò)散流路21。該擴(kuò)散流路21與空氣導(dǎo)入口 19連通。并且，在壓縮機(jī)殼體11的內(nèi)部形成有漩渦狀的壓縮機(jī)渦旋流路23。該壓縮機(jī)渦旋流路23與擴(kuò)散流路21連通。而且，在壓縮機(jī)殼體11的適當(dāng)位置形成有用于排出被壓縮的空氣的空氣排出口 25。該空氣排出口 25與壓縮機(jī)渦旋流路23連通?？諝馀懦隹?25能夠連接于發(fā)動(dòng)機(jī)的吸氣歧管(省略圖示)。
[0035]如圖2以及圖3所示，在軸承殼體3的左側(cè)設(shè)置有渦輪機(jī)殼體27。該渦輪機(jī)殼體27具備:設(shè)置于軸承殼體3的左側(cè)的渦輪機(jī)殼體主體29 ;以及設(shè)置于該渦輪機(jī)殼體主體29的左側(cè)的殼體罩31。另外，在渦輪機(jī)殼體27內(nèi)，為了利用廢氣的壓力能來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力(轉(zhuǎn)矩)，以能夠繞軸心(渦輪葉輪33的軸心，換言之為轉(zhuǎn)子軸9的軸心)旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置有渦輪葉輪33。該渦輪葉輪33具備:一體設(shè)置于轉(zhuǎn)子軸9的左端部的渦輪盤(渦輪葉輪)35 ；以及在渦輪盤35的圓周方向上等間隔地設(shè)置于該渦輪盤35的外周面的多個(gè)渦輪機(jī)葉片37。
[0036]在渦輪機(jī)殼體27 (渦輪機(jī)殼體主體29)的適當(dāng)位置形成有用于導(dǎo)入廢氣的氣體導(dǎo)入口 39。該氣體導(dǎo)入口 39能夠連接于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣歧管(省略圖示)。另外，在渦輪機(jī)殼體27 (渦輪機(jī)殼體主體29)的內(nèi)部形成有漩渦狀的渦輪機(jī)渦旋流路41。該渦輪機(jī)渦旋流路41與氣體導(dǎo)入口 39連通。并且，在渦輪機(jī)殼體27 (殼體罩31)的渦輪葉輪33的出口側(cè)(渦輪機(jī)殼體27的左側(cè))形成有用于排出廢氣的氣體排出口 43。該氣體排出口 43能夠連接于對(duì)廢氣進(jìn)行凈化的廢氣凈化裝置(省略圖示)。
[0037]在渦輪機(jī)殼體27內(nèi)配設(shè)有使向渦輪葉輪33側(cè)供給的廢氣的流路面積(流量)可變的可變噴嘴單元45。該可變噴嘴單元45的結(jié)構(gòu)如下。
[0038]如圖2所示，在渦輪機(jī)殼體27內(nèi)與渦輪葉輪33同心狀地設(shè)置有護(hù)環(huán)47作為第一基環(huán)。該護(hù)環(huán)47對(duì)多個(gè)渦輪機(jī)葉片37的外緣進(jìn)行覆蓋。另外，多個(gè)第一支撐孔49在護(hù)環(huán)47 (或者渦輪葉輪33)的圓周方向上等間隔地貫通形成(形成)于護(hù)環(huán)47。
[0039]在相對(duì)于護(hù)環(huán)47在渦輪葉輪33的軸向(左右方向)上隔離對(duì)置的位置經(jīng)由多個(gè)連結(jié)銷53與護(hù)環(huán)47 —體并且同心狀地設(shè)置有噴嘴環(huán)51作為第二基環(huán)。另外，在噴嘴環(huán)51以與護(hù)環(huán)47的多個(gè)第一支撐孔49匹配的方式在噴嘴環(huán)51 (或者渦輪葉輪33)的圓周方向上等間隔地貫通形成(形成)有多個(gè)第二支撐孔55。各連結(jié)銷53的左端部通過螺釘一體連結(jié)于護(hù)環(huán)47。各連結(jié)銷53的右端部通過鉚接一體連結(jié)于噴嘴環(huán)51。多個(gè)連結(jié)銷53具有對(duì)護(hù)環(huán)47的對(duì)置面與噴嘴環(huán)51的對(duì)置面的間隔進(jìn)行設(shè)定的功能。連結(jié)銷53與護(hù)環(huán)47以及噴嘴環(huán)51的各連結(jié)方法不限定于上述的方法。在上述的連結(jié)中例如也可以使用焊接。
[0040]在護(hù)環(huán)47的對(duì)置面與噴嘴環(huán)51的對(duì)置面之間在護(hù)環(huán)47以及噴嘴環(huán)51的圓周方向(或者渦輪葉輪33的圓周方向)上等間隔地配設(shè)有多個(gè)可變噴嘴57。各可變噴嘴57能夠繞與渦輪葉輪33的軸心平行的軸心朝正反方向(開閉方向)轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，在各可變噴嘴57的左側(cè)面(上述軸向一側(cè)的側(cè)面)一體形成有第一噴嘴軸59。各可變噴嘴57的第一噴嘴軸59以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支撐于護(hù)環(huán)47的對(duì)應(yīng)的第一支撐孔49。并且，在各可變噴嘴57的右側(cè)面(上述軸向另一側(cè)的側(cè)面)與第一噴嘴軸59同心狀地一體形成有第二噴嘴軸61。各可變噴嘴57的第二噴嘴軸61以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支撐于噴嘴環(huán)51的對(duì)應(yīng)的第二支撐孔55。
[0041]此外，鄰接的可變噴嘴57的間隔考慮各個(gè)可變噴嘴的形狀、空氣動(dòng)力的影響，也可以不恒定。在該情況下，護(hù)環(huán)47的第一支撐孔49的間隔以及噴嘴環(huán)51的第二支撐孔55的間隔也被設(shè)定為與可變噴嘴57的間隔一致。
[0042]在護(hù)環(huán)47的對(duì)置面的相反側(cè)劃分形成有環(huán)狀的連桿室63。在該連桿室63內(nèi)配設(shè)有用于使多個(gè)可變噴嘴57朝正反方向(開閉方向)同步地轉(zhuǎn)動(dòng)的連桿機(jī)構(gòu)(同步機(jī)構(gòu))65。該連桿機(jī)構(gòu)65與多個(gè)可變噴嘴57的第一噴嘴軸59連動(dòng)連結(jié)。另外，連桿機(jī)構(gòu)65由上述的專利文獻(xiàn)1以及專利文獻(xiàn)2等所示的公知的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。連桿機(jī)構(gòu)65經(jīng)由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)67連接于使多個(gè)可變噴嘴57朝開閉方向轉(zhuǎn)動(dòng)的馬達(dá)或者液壓缸等轉(zhuǎn)動(dòng)促動(dòng)器(省略圖示)。
[0043]用于對(duì)可變噴嘴57進(jìn)行兩端支撐的噴嘴支撐構(gòu)造如下。
[0044]如圖1 (a)所示，可變噴嘴57的第一噴嘴軸59在左右兩側(cè)(上述軸向兩側(cè))具有比基準(zhǔn)外徑(第一噴嘴軸59的中間部的外徑)大徑的兩個(gè)大徑部分59a、59b。大徑部分59a、59b以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支撐于護(hù)環(huán)47的第一支撐孔49的內(nèi)表面的一部分。換言之，第一支撐孔49的內(nèi)表面在其左右兩側(cè)具有能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐可變噴嘴57的第一噴嘴軸59的兩個(gè)第一軸承部49a、49b (與大徑部分59a、59b接觸的部位)。
[0045]大徑部分59a的外徑以及大徑部分59b的外徑被設(shè)定為相同的值。第一軸承部49a的內(nèi)徑以及第一軸承部49b的內(nèi)徑被設(shè)定為相同的值。第一軸承部49a與大徑部分59a的嵌合間隙、以及第一軸承部49b與大徑部分59b的嵌合間隙被設(shè)定為數(shù)十微米單位的相同的值。
[0046]可變噴嘴57的第二噴嘴軸61在除了基端部之外的部位具有比基準(zhǔn)外徑(第二噴嘴軸61的基端部的外徑)大徑的大徑部分61a。大徑部分61a以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支撐于噴嘴環(huán)51的第二支撐孔55的內(nèi)表面的一部分。換言之，第二支撐孔55的內(nèi)表面具有能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐可變噴嘴57的第二噴嘴軸61的第二軸承部55a (與大徑部分61a接觸的部位)。
[0047]第二軸承部55a的內(nèi)徑被設(shè)定為與第一軸承部49a、49b的內(nèi)徑相同的值。大徑部分61a的外徑被設(shè)定為比大徑部分59a、59b的外徑小。第二軸承部55a與大徑部分61a的嵌合間隙被設(shè)定為數(shù)百微米單位。換言之，第二軸承部55a與大徑部分61a的嵌合間隙被設(shè)定為比第一軸承部49a、49b與大徑部分59a、59b的嵌合間隙大。此外，大徑部分61a的外徑被設(shè)定為與大徑部分59a、59b的外徑相同的值，第二軸承部55a的內(nèi)徑也可以被設(shè)定為比第一軸承部49a、49b的內(nèi)徑大。
[0048]而且，在單元使用初期(可變噴嘴單元45的使用初期)，可變噴嘴57從可變噴嘴57的左單側(cè)(上述軸向單側(cè))被兩個(gè)第一軸承部49a、49b懸臂支撐。伴隨著右側(cè)(上述軸向另一側(cè))的第一軸承部49b與大徑部分59b之間的磨損的加劇，可變噴嘴57的軸心相對(duì)于護(hù)環(huán)47的第一支撐孔49的軸心的傾斜角變大。若該磨損進(jìn)一步加劇，則第二噴嘴軸61的大徑部分61a與第二軸承部55a接觸。最終，可變噴嘴57從可變噴嘴57的左右兩側(cè)(上述軸向兩側(cè))被左側(cè)(上述軸向一側(cè))的第一軸承部49a與第二軸承部55a兩端支撐。在可變噴嘴57被左側(cè)的第一軸承部49a與第二軸承部55a兩端支撐的狀態(tài)下，可變噴嘴57的軸心相對(duì)于護(hù)環(huán)47的第一支撐孔49的軸心的傾角被設(shè)定在基準(zhǔn)允許傾角以下。此外，基準(zhǔn)允許傾角是為了抑制可變噴嘴57的不順暢(non-smooth movement)而通過試驗(yàn)預(yù)先求得的角度。
[0049]接著，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的作用以及效果進(jìn)行說明。
[0050]從氣體導(dǎo)入口 39導(dǎo)入的廢氣經(jīng)由渦輪機(jī)渦旋流路41而從渦輪葉輪33的入口側(cè)向出口側(cè)流通。通過該廢氣的流通，利用廢氣的壓力能來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力(轉(zhuǎn)矩)，能夠使轉(zhuǎn)子軸9以及壓縮機(jī)葉輪13與渦輪葉輪33 —體地旋轉(zhuǎn)。通過該旋轉(zhuǎn)，從空氣導(dǎo)入口 19導(dǎo)入的空氣被壓縮，能夠使被壓縮的空氣經(jīng)由擴(kuò)散流路21以及壓縮機(jī)渦旋流路23從空氣排出口25排出。即，能夠?qū)ο虬l(fā)動(dòng)機(jī)供給的空氣進(jìn)行增壓(壓縮)。
[0051]在可變?nèi)萘啃驮鰤浩鱅的運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速處于高旋轉(zhuǎn)區(qū)域且廢氣的流量較多的情況下，通過利用轉(zhuǎn)動(dòng)促動(dòng)器的連桿機(jī)構(gòu)65的動(dòng)作，使多個(gè)可變噴嘴57朝正向(打開方向)同步地轉(zhuǎn)動(dòng)。其結(jié)果，向渦輪葉輪33側(cè)供給的廢氣的氣體流路面積(可變噴嘴57的臨界截面積)變大，能夠供給較多的廢氣。另一方面，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速處于低旋轉(zhuǎn)區(qū)域且廢氣的流量較少的情況下，通過利用轉(zhuǎn)動(dòng)促動(dòng)器的連桿機(jī)構(gòu)65的動(dòng)作，使多個(gè)可變噴嘴57朝反向(關(guān)閉方向)同步地轉(zhuǎn)動(dòng)。其結(jié)果，向渦輪葉輪33側(cè)供給的廢氣的氣體流路面積變小，廢氣的流速增高，能夠充分地確保渦輪葉輪33的工作量。由此，能夠與廢氣的流量的多少無關(guān)地通過渦輪葉輪33充分并且穩(wěn)定地產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力(可變?nèi)萘啃驮鰤浩鱅的通常的作用)。
[0052]第二軸承部55a與大徑部分61a的嵌合間隙被設(shè)定為比第一軸承部49a、49b與大徑部分59a、59b的嵌合間隙大。因此，伴隨著右側(cè)的第一軸承部49b與大徑部分59b之間的磨損的加劇，可變噴嘴57從可變噴嘴57的左右兩側(cè)被左側(cè)的第一軸承部49a與第二軸承部55a兩端支撐。由此，能夠減小可變?nèi)萘啃驮鰤浩鱅的運(yùn)轉(zhuǎn)中的可變噴嘴57的軸心相對(duì)于護(hù)環(huán)47的第一支撐孔49的軸心的傾斜(傾動(dòng))。
[0053]護(hù)環(huán)47的各第一支撐孔49的內(nèi)表面在其左右兩側(cè)具有兩個(gè)第一軸承部49a、49b。換言之，將兩個(gè)第一軸承部49a、49b形成于作為一個(gè)部件的護(hù)環(huán)47。因此，能夠充分地確保構(gòu)成兩個(gè)第一軸承部49a、49b的各自的孔之間的位置精度。另外，在將噴嘴環(huán)51安裝于護(hù)環(huán)47之前，如圖1 (b)所示，能夠通過兩個(gè)第一軸承部49a、49b以穩(wěn)定的狀態(tài)對(duì)可變噴嘴57進(jìn)行支撐。
[0054]第二軸承部55a與可變噴嘴57的第二噴嘴軸61的嵌合間隙被設(shè)定為比第一軸承部49a、49b與可變噴嘴57的第一噴嘴軸59的嵌合間隙大。因此，在將噴嘴環(huán)51安裝于護(hù)環(huán)47時(shí)，能夠通過兩個(gè)嵌合間隙之差對(duì)第一軸承部49a、49b與第二軸承部55a的各孔之間的位置誤差(安裝誤差)進(jìn)行吸收(可變?nèi)萘啃驮鰤浩鱅的特有的作用)。
[0055]因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，能夠減小可變?nèi)萘啃驮鰤浩鱅的運(yùn)轉(zhuǎn)中的可變噴嘴57的軸心相對(duì)于護(hù)環(huán)47的第一支撐孔49的軸心的傾斜。另外，能夠在可變?nèi)萘啃驮鰤浩鱅的運(yùn)轉(zhuǎn)中，抑制可變噴嘴57的不順暢，從而實(shí)現(xiàn)可變噴嘴單元45的動(dòng)作的穩(wěn)定性。
[0056]另外，在將噴嘴環(huán)51安裝于護(hù)環(huán)47之前，通過兩個(gè)第一軸承部49a、49b以穩(wěn)定的狀態(tài)對(duì)可變噴嘴57進(jìn)行支撐。另外，在將噴嘴環(huán)51安裝于護(hù)環(huán)47之時(shí)，能夠通過上述兩個(gè)嵌合間隙之差對(duì)第一軸承部49a、49b與第二軸承部55a的各孔之間的位置誤差進(jìn)行吸收。因此，能夠不使用特別的夾具，而將噴嘴環(huán)51安裝于護(hù)環(huán)47，能夠充分地提高可變噴嘴單元45的組裝作業(yè)的作業(yè)效率。
[0057]本發(fā)明不限定于上述的實(shí)施方式的說明，例如，能夠如接下來那樣以各種方式實(shí)施。即，也可以代替將護(hù)環(huán)47設(shè)為第一基環(huán)并且將噴嘴環(huán)51設(shè)為第二基環(huán)，而將噴嘴環(huán)51設(shè)為第一基環(huán)并且將護(hù)環(huán)47設(shè)為第二基環(huán)。在該情況下，在形成于噴嘴環(huán)51的對(duì)置面的相反面?zhèn)鹊倪B桿室(省略圖示)內(nèi)設(shè)置有與連桿機(jī)構(gòu)65相同的連桿機(jī)構(gòu)(省略圖示)。本發(fā)明所包含的權(quán)利范圍不限定于上述的實(shí)施方式。本發(fā)明的權(quán)利范圍例如也涉及將與可變噴嘴單元45相同的結(jié)構(gòu)的可變噴嘴單元(省略圖示)應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)(省略圖示)等可變?nèi)萘啃驮鰤浩鱅以外的渦輪旋轉(zhuǎn)機(jī)械(省略圖示)的情況。
[0058](比較例)
[0059]參照?qǐng)D4以及圖5對(duì)本發(fā)明的比較例進(jìn)行說明。此外，如附圖所示那樣，“L”為左方，“R”為右方。
[0060]如圖4(a)所示，比較例I的可變噴嘴單元69相當(dāng)于噴嘴兩端支撐類型的以往的可變噴嘴單元?？勺儑娮靻卧?9具有與本發(fā)明的實(shí)施方式的可變噴嘴單元45(參照?qǐng)D1)相同的結(jié)構(gòu)。以下，僅對(duì)比較例I的可變噴嘴單元69的結(jié)構(gòu)中的、與可變噴嘴單元45不同的點(diǎn)進(jìn)行說明。此外，對(duì)比較例I的可變噴嘴單元69中的多個(gè)構(gòu)成要素中的、與可變噴嘴單元45的構(gòu)成要素對(duì)應(yīng)的部分標(biāo)注在附圖中為相同的編號(hào)。
[0061]可變噴嘴57的第一噴嘴軸59僅在其左側(cè)具有比基準(zhǔn)外徑(第一噴嘴軸59的中間部的外徑)大徑的大徑部分59a。換言之，護(hù)環(huán)47的第一支撐孔49的內(nèi)表面僅在其左側(cè)具有能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐可變噴嘴57的第一噴嘴軸59的第一軸承部49a。換句話說，可變噴嘴57從可變噴嘴57的軸向兩側(cè)被第一軸承部49a與第二軸承部55a兩端支撐。此外，如圖4 (b)所示，在將噴嘴環(huán)51安裝于護(hù)環(huán)47之前，可變噴嘴57僅被一個(gè)第一軸承部49a支撐。
[0062]第二軸承部55a的內(nèi)徑被設(shè)定為與第一軸承部49a的內(nèi)徑相同的值。大徑部分61a的外徑被設(shè)定為與大徑部分59a的外徑相同的值。第二軸承部55a與大徑部分61a的嵌合間隙、以及第一軸承部49a與大徑部分59a的嵌合間隙被設(shè)定為數(shù)十微米單位的相同的值。此處，將第一軸承部49a與第二軸承部55a之間的軸承跨度設(shè)為L(zhǎng)I，在第二軸承部55a與大徑部分61a之間產(chǎn)生磨損而使兩者的間隔成為XI。該磨損例如在因廢氣的脈動(dòng)壓等而對(duì)可變噴嘴57作用有彎曲負(fù)載時(shí)容易產(chǎn)生。在該情況下，可變噴嘴57的軸心相對(duì)于護(hù)環(huán)47的第一支撐孔49的軸心傾斜Θ I ( Θ I = tan"1 (X1/L1))程度。
[0063]如圖5(a)所示，比較例2的可變噴嘴單元71相當(dāng)于噴嘴懸臂支撐類型的以往的可變噴嘴單元?？勺儑娮靻卧?1具有與本發(fā)明的實(shí)施方式的可變噴嘴單元45相同的結(jié)構(gòu)。以下，僅對(duì)比較例2的可變噴嘴單元71的結(jié)構(gòu)中的、與可變噴嘴單元45不同的點(diǎn)進(jìn)行說明。此外，對(duì)比較例2的可變噴嘴單元71中的多個(gè)構(gòu)成要素中的、與可變噴嘴單元45的構(gòu)成要素對(duì)應(yīng)的部分標(biāo)注在附圖中為相同的編號(hào)。
[0064]在可變噴嘴單元71中，省略噴嘴環(huán)51的多個(gè)第二支撐孔55 (參照?qǐng)D1以及圖2)。因此，能夠從各可變噴嘴57省略第二噴嘴軸61 (參照?qǐng)D1)。換句話說，可變噴嘴57從可變噴嘴57的上述軸向一側(cè)被兩個(gè)第一軸承部49a、49b懸臂支撐。此外，如圖5(b)所示，即使在將噴嘴環(huán)51安裝于護(hù)環(huán)47之前，可變噴嘴57也被兩個(gè)第一軸承部49a、49b以穩(wěn)定的狀態(tài)支撐。
[0065]此處，將兩個(gè)第一軸承部49a、49b之間的軸承跨度設(shè)為L(zhǎng)2 (L2 < LI)，在兩個(gè)第一軸承部49a、49b中的靠近可變噴嘴57的側(cè)面的第一軸承部49b與大徑部分59b之間產(chǎn)生磨損而使兩者的間隔成為X2。該磨損在因廢氣的脈動(dòng)壓等而對(duì)可變噴嘴57作用有彎曲負(fù)載時(shí)容易產(chǎn)生。在該情況下，可變噴嘴57的軸心相對(duì)于護(hù)環(huán)47的第一支撐孔49的軸心傾斜Θ 2 ( Θ 2 = tan" 1 (X2/L2))程度。另外，若假定為X2與磨損量Xl相等，則傾角Θ 2比傾角Θ1大。換句話說，在對(duì)可變噴嘴57進(jìn)行懸臂支撐的情況下，與對(duì)可變噴嘴57進(jìn)行兩端固定支撐的情況相比，存在使可變?nèi)萘啃驮鰤浩鱅 (參照?qǐng)D1)的運(yùn)轉(zhuǎn)中的可變噴嘴57的軸心相對(duì)于護(hù)環(huán)47的第一支撐孔49的軸心的傾斜(傾動(dòng))變大的可能性。
[0066]工業(yè)上的利用可能性
[0067]本發(fā)明能夠應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)可變噴嘴單元的動(dòng)作的穩(wěn)定性、并且能夠提高可變噴嘴單元的組裝作業(yè)的作業(yè)效率的可變噴嘴單元以及可變?nèi)萘啃驮鰤浩鳌?br> 【權(quán)利要求】
1.一種可變噴嘴單元，使渦輪旋轉(zhuǎn)機(jī)械的向渦輪葉輪供給的氣體的流路面積可變，其特征在于，具備: 第一基環(huán)，其是與所述渦輪葉輪同心狀地設(shè)置于所述渦輪旋轉(zhuǎn)機(jī)械的殼體內(nèi)的第一基環(huán)，并且在其圓周方向上形成有多個(gè)第一支撐孔； 第二基環(huán)，其是與所述第一基環(huán)一體并且同心狀地設(shè)置于相對(duì)于所述第一基環(huán)在所述渦輪葉輪的軸向上隔離對(duì)置的位置的第二基環(huán)，并且以與所述第一基環(huán)的多個(gè)所述第一支撐孔匹配的方式在其圓周方向上形成有多個(gè)第二支撐孔； 多個(gè)可變噴嘴，它們?cè)谒龅谝换h(huán)以及第二基環(huán)的圓周方向上配設(shè)于所述第一基環(huán)的對(duì)置面與所述第二基環(huán)的對(duì)置面之間，能夠繞與所述渦輪葉輪的軸心平行的軸心朝正反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，在所述軸向一側(cè)的側(cè)面一體形成有以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支撐于所述第一基環(huán)的對(duì)應(yīng)的所述第一支撐孔的第一噴嘴軸，在所述軸向另一側(cè)的側(cè)面與所述第一噴嘴軸同心狀地一體形成有以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支撐于所述第二基環(huán)的對(duì)應(yīng)的所述第二支撐孔的第二噴嘴軸；以及 連桿機(jī)構(gòu)，其用于使多個(gè)所述可變噴嘴同步地朝正反方向轉(zhuǎn)動(dòng)， 所述第一基環(huán)的各第一支撐孔的內(nèi)表面在所述軸向兩側(cè)具有能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐所述可變噴嘴的所述第一噴嘴軸的兩個(gè)第一軸承部，所述第二基環(huán)的各第二支撐孔的內(nèi)表面具有能夠旋轉(zhuǎn)地支撐所述可變噴嘴的所述第二噴嘴軸的第二軸承部，所述第二軸承部與所述可變噴嘴的所述第二噴嘴軸的嵌合間隙被設(shè)定為比所述第一軸承部與所述可變噴嘴的所述第一噴嘴軸的嵌合間隙大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變噴嘴單元，其特征在于， 在單元使用初期，所述可變噴嘴從所述可變噴嘴的所述軸向單側(cè)被兩個(gè)所述第一軸承部懸臂支撐，伴隨著所述軸向另一側(cè)的所述第一軸承部與所述可變噴嘴的所述第一噴嘴軸之間的磨損的加劇，所述可變噴嘴從所述可變噴嘴的所述軸向兩側(cè)被所述軸向一側(cè)的所述第一軸承部與所述第二軸承部?jī)啥酥巍?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變噴嘴單元，其特征在于， 所述可變噴嘴被所述軸向一側(cè)的所述第一軸承部與所述第二軸承部?jī)啥酥蔚臓顟B(tài)下的、所述可變噴嘴的軸心相對(duì)于所述第一基環(huán)的所述第一支撐孔的軸心的傾角被設(shè)定為用于抑制所述可變噴嘴的不順暢的基準(zhǔn)允許傾角以下。
4.一種可變?nèi)萘啃驮鰤浩?，利用來自發(fā)動(dòng)機(jī)的氣體的壓力能來對(duì)向所述發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)供給的空氣進(jìn)行增壓，其特征在于， 具備權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的可變噴嘴單元。
【文檔編號(hào)】F02B37/24GK104508277SQ201380037551
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月13日
【發(fā)明者】飯塚國(guó)彰, 吉田能成, 淺田容司, 鍵本修, 大熊秀海, 駿河陽平, 北澤俊彥 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Ihi