具有可變噴嘴渦輪的渦輪增壓器的制造方法
【專利摘要】一種包括了包含有連接于中央殼體(20)和渦輪殼體(24)之間的可變葉片機構的筒體(50)的可變噴嘴渦輪增壓器。筒體(50)包括環(huán)形的噴嘴環(huán)(38)、插入件(52)和多個隔離件；噴嘴環(huán)(38)支撐可旋轉的葉片陣列(34)，插入件(52)具有密封地接收于渦輪殼體(24)的孔中的管狀部分(54)，并且具有從管狀部分(54)的一端沿徑向延伸出來并通過葉片(34)與噴嘴環(huán)(38)沿軸向間隔開的噴嘴部分，且該多個隔離件連接在插入件(52)的噴嘴部分和噴嘴環(huán)(38)之間。渦輪殼體(24)具有與噴嘴環(huán)(38)的沿軸向面向插入件的表面直接接觸的表面，以用于相對于渦輪殼體(24)沿軸向定位噴嘴環(huán)(38)。在渦輪殼體(24)和噴嘴環(huán)(38)之間限定了徑向間隙(76)，以容許噴嘴環(huán)(38)相對于渦輪殼體(24)的徑向運動。
【專利說明】具有可變噴嘴渦輪的渦輪增壓器
[0001]本申請是原案申請日為2007年9月21日、申請?zhí)枮?00780034661.4 (PCT/US2007/079106)、發(fā)明名稱為《用于渦輪增壓器的可變噴嘴筒》的發(fā)明專利申請的分案申請(申請?zhí)?201210135850.3 ;發(fā)明名稱:具有可變噴嘴渦輪的渦輪增壓器)的被動分案申請。

【技術領域】
[0002]本發(fā)明涉及一種具有可變噴嘴渦輪的渦輪增壓器，其中在渦輪的噴嘴中設置有可動葉片陣列，以用于調整流入渦輪中的排氣流量。

【背景技術】
[0003]排氣驅動的渦輪增壓器是一種結合內燃機使用的裝置，其用于通過壓縮傳遞到發(fā)動機進氣口中的將與燃料相混合并在發(fā)動機中進行燃燒的空氣來增加發(fā)動機的功率輸出。渦輪增壓器包括在壓縮機殼體中安裝于軸的一端處的壓縮機葉輪以及在渦輪殼體中安裝于軸的另一端處的渦輪葉輪。通常渦輪殼體與壓縮機殼體單獨地形成，并且還存在連接在渦輪和壓縮機殼體之間以用于容納用于軸的軸承的另一中央殼體。渦輪殼體限定了大致環(huán)形的腔室，其包圍渦輪葉輪并且接收來自發(fā)動機的排氣。這種渦輪組件包括從腔室導向渦輪葉輪中的噴嘴。排氣從腔室穿過噴嘴而流向渦輪葉輪，并且通過排氣來驅動渦輪葉輪。渦輪因而從排氣中汲取功率，并驅動壓縮機。壓縮機通過壓縮機殼體入口來接收周圍空氣，且該空氣通過壓縮機葉輪進行壓縮，之后從殼體排放到發(fā)動機進氣口中。
[0004]利用渦輪增壓器提高發(fā)動機性能的其中一項挑戰(zhàn)是在發(fā)動機的整個運行范圍內取得所需的發(fā)動機功率輸出量。已經發(fā)現這種目的對于固定幾何形狀的渦輪增壓器而言通常并不能容易地實現，并因此已經研究出可變幾何形狀的渦輪增壓器，其目的是對渦輪增壓器所提供的提升量提供更大的控制度。一種可變幾何形狀的渦輪增壓器是可變噴嘴渦輪增壓器(VNT)，其包括渦輪噴嘴中的可變葉片陣列。葉片以樞軸的方式安裝在噴嘴中，并連接到使得可改變葉片的設定角的機構上。改變葉片的設定角具有改變渦輪噴嘴中的有效流動面積的效果，并因而可通過控制葉片位置來調節(jié)流向渦輪葉輪的排氣流量。通過這種方式，可調節(jié)渦輪的功率輸出，其容許以比固定幾何形狀的渦輪增壓器通?？赡苓_到的更大的程度來控制發(fā)動機的功率輸出。
[0005]可變葉片機構是相對較復雜的，并且因而存在有關渦輪增壓器的裝配的挑戰(zhàn)。此夕卜，該機構定位在渦輪殼體和中央殼體之間，渦輪殼體由于其暴露于排氣下而變得相當熱，中央殼體處于比渦輪殼體低得多的溫度下。因此，可變葉片機構承受由于該溫度梯度而引起的熱應力。
[0006]如轉讓給本申請受讓人的共同待決的申請PCT/US2005/37622中所述，本申請的受讓人之前已經通過提供包括包含有可變葉片機構的筒體的可變噴嘴渦輪增壓器而解決了上面提到的問題。該渦輪限定了噴嘴和中心孔，排氣通過該噴嘴而傳送到渦輪葉輪，在排氣穿過渦輪葉輪之后其通過該中心孔而排出。筒體連接在中央殼體和渦輪殼體之間，并且包括大致環(huán)形的噴嘴環(huán)和圍繞該噴嘴環(huán)而沿周向間隔開的葉片陣列的組件，該葉片陣列可旋轉地安裝在噴嘴環(huán)上且連接在可旋轉的促動器環(huán)上，使得促動器環(huán)的旋轉使葉片進行旋轉，以便調整流向渦輪葉輪的排氣流量。筒體還包括插入件，其具有密封地接收于渦輪殼體孔中的管狀部分，并且具有從管狀部分的一端大體沿徑向延伸出來的噴嘴部分，該噴嘴部分沿軸向與噴嘴環(huán)間隔開，使得葉片延伸于噴嘴環(huán)和噴嘴部分之間。在插入件的噴嘴部分和噴嘴環(huán)之間連接有多個隔離件，用于將噴嘴環(huán)固定到插入件上，并保持插入件的噴嘴部分和噴嘴環(huán)之間的軸向間距。該筒體還包括以這種方式固定到中央殼體上的大致環(huán)狀的固定環(huán)，以便將噴嘴環(huán)卡在該固定環(huán)和中央殼體之間，固定環(huán)作為與插入件分開的部件而成形，并可機械地且熱學地與該插入件分開。
[0007]前述PCT申請中所描述的筒體對于提供可變葉片機構的應力解耦是很有效的。然而，需要在保留筒體設計的應力解耦優(yōu)勢的同時減小渦輪增壓器的整體尺寸。


【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明通過提供用于渦輪增壓器的包含可變葉片機構的可變噴嘴筒體而解決了上述需求，并獲得了其它優(yōu)勢。該渦輪限定了噴嘴和中心孔，排氣通過該噴嘴而傳送到渦輪葉輪，在排氣穿過渦輪葉輪之后其通過該中心孔而排出。筒體連接在中央殼體和渦輪殼體之間，并包括以下構件的組件:
大致環(huán)形的噴嘴環(huán)和圍繞該噴嘴環(huán)而沿周向間隔開的葉片陣列，所述葉片陣列可旋轉地安裝在噴嘴環(huán)上并連接在可旋轉的促動器環(huán)上，使得促動器環(huán)的旋轉使葉片進行旋轉，以便調整流向渦輪葉輪的排氣流量，其中噴嘴環(huán)包括面向渦輪殼體的徑向內表面的徑向外表面，并且，其中，在噴嘴環(huán)的徑向外表面和渦輪殼體的徑向內表面之間限定了徑向間隙，該徑向間隙容許噴嘴環(huán)的徑向外表面相對于渦輪殼體的徑向位移；
插入件，其具有密封地接收于渦輪殼體的孔中的管狀部分，并且具有從該管狀部分的一端大致沿徑向延伸出來的噴嘴部分，該噴嘴部分與噴嘴環(huán)沿軸向間隔開，使得葉片延伸于噴嘴環(huán)和噴嘴部分之間；以及
多個隔離件，其連接在插入件的噴嘴部分和噴嘴環(huán)之間，以用于將噴嘴環(huán)固定在插入件上，并在插入件的噴嘴部分和噴嘴環(huán)之間保持軸向間距。
[0009]根據本發(fā)明的一些實施例，渦輪殼體包括與噴嘴環(huán)的面向插入件的表面直接接觸的表面，以用于相對于渦輪殼體沿軸向定位噴嘴環(huán)，并用于密封噴嘴環(huán)和渦輪殼體之間的界面。噴嘴環(huán)相對于中央殼體構造并設置成使得通過中央殼體、或通過設置在噴嘴環(huán)和中央殼體之間的部件來執(zhí)行噴嘴環(huán)的徑向定位。
[0010]因而，消除了現有筒體設計中的固定環(huán)，這就容許大量地減少渦輪殼體的直徑。這提供了較小的封裝，并且能夠降低渦輪增壓器的成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]這樣，已經概括地描述了本發(fā)明，現在將參看附圖，這些圖紙不一定是按比例繪制的，其中:
圖1是根據本發(fā)明第一實施例的渦輪增壓器的局部剖切的側視圖；
圖2是第一實施例的噴嘴環(huán)的軸測圖；
圖3是根據本發(fā)明第二實施例的渦輪增壓器的局部剖切的側視圖； 圖4是第二實施例的中央殼體的軸測圖；
圖5是根據本發(fā)明第三實施例的渦輪增壓器的局部剖切的側視圖；
圖6是第三實施例的設置在噴嘴環(huán)和中央殼體之間的中間套筒的軸測圖；
圖7是根據本發(fā)明第四實施例的渦輪增壓器沿著圖8的線7-7的局部剖切的側視圖； 圖8是穿過第四實施例的噴嘴環(huán)和定位環(huán)的截面圖；
圖9是第四實施例的定位環(huán)的平面圖；
圖10是根據本發(fā)明第五實施例的渦輪增壓器的局部剖切的側視圖；
圖11是根據本發(fā)明第六實施例的渦輪增壓器的局部剖切的側視圖；且圖12是根據本發(fā)明第七實施例的渦輪增壓器的局部剖切的側視圖。

【具體實施方式】
[0012]現在將在后文中參照附圖更完整地描述本發(fā)明，在附圖中顯示了本發(fā)明的某些但非全部實施例。事實上，這些發(fā)明可以以許多不同的形式來實施，并且不應該被認為局限于本文所述的實施例；相反，提供這些實施例以使得本發(fā)明公開將滿足可適用的法定要求。文中相似的標號表示相似的元件。
[0013]圖1中以局部透視圖顯示了根據本發(fā)明的一個實施例的渦輪增壓器10。渦輪增壓器包括壓縮機12，其具有在可旋轉的軸18的一端上安裝于壓縮機殼體(未顯示)中的壓縮機葉輪或推進器14。該軸支撐在安裝于渦輪增壓器的中央殼體20中的軸承19中。軸18由安裝在軸18的從壓縮機葉輪起的另一端上的渦輪葉輪22來旋轉，從而可旋轉地驅動壓縮機葉輪，該壓縮機葉輪對通過壓縮機入口抽吸進的空氣進行壓縮，并將壓縮空氣傳遞至內燃機的進氣口(未顯示)，以用于提高發(fā)動機的性能。
[0014]渦輪增壓器還包括容納渦輪葉輪22的渦輪殼體24。該渦輪殼體限定了大致環(huán)形的腔室26，其包圍渦輪葉輪并且接收來自內燃機的排氣，以用于驅動渦輪葉輪。來自腔室26的排氣大體沿徑向向內引導穿過渦輪噴嘴28而引導至渦輪葉輪22。當排氣流過渦輪葉輪的輪葉30之間的通道時，氣體膨脹至較低的壓力，并且從葉輪排出的氣體通過渦輪殼體中的大致軸向的孔32而離開該渦輪殼體。
[0015]渦輪噴嘴28是一種可變噴嘴，其用于改變穿過噴嘴的截面流動面積，從而調整進入渦輪葉輪的流量。噴嘴包括圍繞該噴嘴而沿周向間隔開的多個葉片34。各葉片固定到穿過大致環(huán)形的噴嘴環(huán)38中的孔眼37(圖2)的銷36上，該噴嘴環(huán)相對于渦輪葉輪22同軸地安裝。各個銷36可圍繞其軸線而在相關聯的噴嘴環(huán)中的孔眼內旋轉，使得葉片可圍繞該軸線而旋轉，以便改變葉片的設定角。噴嘴環(huán)38形成了噴嘴28的流動通道的一個壁。各個銷36具有固定到銷的端部處的葉片臂40，其凸出于噴嘴環(huán)38之外，并與大致環(huán)形的協調環(huán)42 (本文中也稱為促動器環(huán))相接合，協調環(huán)可圍繞其軸線而旋轉，并且與噴嘴環(huán)38是同軸的。促動器(未顯示)連接到協調環(huán)42上，以便使協調環(huán)42圍繞其軸線而旋轉。當協調環(huán)旋轉時，葉片臂40旋轉，使得銷36圍繞它們的軸線旋轉，從而使葉片34旋轉，以便調整葉片的設定角，并從而改變穿過噴嘴28的截面流動面積。
[0016]參看圖2，噴嘴環(huán)38具有沿徑向面向內部的表面44，其與中央殼體20的沿徑向面向外部的表面21(圖1)相接合，以便相對于中央殼體徑向地定位噴嘴環(huán)。噴嘴環(huán)和中央殼體之間的接觸可發(fā)生在少于中央殼體的整個周邊的范圍上，以便減少噴嘴環(huán)和中央殼體之間的熱傳遞。例如，如圖2中所示，噴嘴環(huán)的沿徑向面向內部的表面44可包括多個沿周向間隔開的凹部46，使得噴嘴環(huán)和中央殼體之間的接觸只發(fā)生在凹部46之間的表面48上。因而，在這個實施例中，噴嘴環(huán)38直接對中在中央殼體20上，這促進了噴嘴環(huán)和中央殼體之間的精確的同心度。
[0017]再次參照圖1，其提供了一種采用筒體50形式的可變葉片機構，其作為一個單元而可以安裝到渦輪增壓器中，并可從渦輪增壓器中移除。筒體50包括噴嘴環(huán)38、葉片34、銷36、葉片臂40和協調環(huán)42。筒體還包括插入件52，其具有密封地接收于渦輪殼體的孔32中的管狀部分54，以及從管狀部分54的一端大致沿徑向向外延伸出的噴嘴部分56，噴嘴部分56沿軸向與噴嘴環(huán)38間隔開，使得葉片34在噴嘴環(huán)38和噴嘴部分56之間延伸。管狀部分54的徑向外表面具有至少一個周向槽，并且優(yōu)選具有兩個沿軸向間隔開的槽，如圖1中所示，在各個孔中，保持有用于密封地與孔32的內表面相接合的密封環(huán)(未顯示)。有利的是，插入件的管狀部分54的外徑略小于孔32的內徑，從而在其之間限定了細微的間隙，并且只有密封環(huán)58與孔32的內表面發(fā)生接觸。另外，在孔32的端部處，在噴嘴部分58和相鄰的渦輪殼體的端部之間存在間隙。通過這種方式，插入件52可機械地和熱學地與渦輪殼體24分開。
[0018]插入件52的噴嘴部分56和噴嘴環(huán)38之間連接有多個隔離件(未顯示)，以用于將噴嘴環(huán)固定在插入件上并在插入件的噴嘴部分和噴嘴環(huán)之間保持合乎需要的軸向間距。各個隔離件穿過噴嘴部分56中的孔眼，并且在噴嘴部分56的背向噴嘴28的一側上具有擴大的頭部。各個隔離件還具有沿著隔離件長度而沿軸向間隔開的一對放大的肩部，使得一個肩部靠接噴嘴部分56的相對側，且另一肩部靠接噴嘴環(huán)38的相向的表面，從而設定噴嘴環(huán)和噴嘴部分之間的軸向間距。各個隔離件的端部部分穿過噴嘴環(huán)38中的孔眼，并且該端部部分的末端被鐓粗以形成擴大的頭部，從而捕捉噴嘴環(huán)。有利的是，隔離件由具有良好的高溫機械特性和相對較低的熱導率的材料形成，例如不銹鋼(例如310級不銹鋼)或相似材料，從而使噴嘴環(huán)38和插入件52彼此有效地在熱學上分離。
[0019]渦輪殼體24具有環(huán)形的沿徑向向內延伸的突起物70，其與噴嘴環(huán)38的沿軸向面朝插入件52的表面相接合。突起物70和噴嘴環(huán)38之間的接合優(yōu)選沿著噴嘴環(huán)全部360°的周邊，從而基本上使渦輪殼體和噴嘴環(huán)之間的接口密封。突起物70還有助于隔離件抑制噴嘴環(huán)在朝向插入件52的方向上的軸向運動。有利的是，渦輪殼體24具有面向噴嘴環(huán)38的徑向外表面74的徑向內表面72，并且渦輪殼體表面72在直徑上大于噴嘴環(huán)表面74，使得在這些表面之間存在間隙76。該間隙76適應噴嘴環(huán)相對于渦輪殼體的徑向位移，其例如可能由于不同的熱生長或其它原因而發(fā)生。這提供了可變葉片筒體50與渦輪殼體的有效的應力解耦。
[0020]筒體50可包括隔熱罩80，當將筒體安裝到中央殼體之上時，其受約束地保持在噴嘴環(huán)38和中央殼體20之間。隔熱罩80提供了在噴嘴環(huán)和中央殼體之間的密封，以防止熱排氣在這些部件之間遷移到其中設置有葉片臂和協調環(huán)42的空腔中。隔熱罩80可包括由彈性材料例如彈簧鋼等形成的大致環(huán)形的部件，并且隔熱罩可構造成使其在噴嘴環(huán)38和中央殼體20之間在軸向方向上受壓縮，使得隔熱罩的回復力將該罩牢固地壓靠在噴嘴環(huán)和中央殼體的表面上，從而基本上密封了這些表面。具體地說，如圖1中所示，隔熱罩80具有與噴嘴環(huán)的沿軸向面向中央殼體的表面相接合的徑向外部部分，以及與中央殼體的沿軸向面向噴嘴環(huán)的表面相接合的徑向內部部分。噴嘴環(huán)和中央殼體的這些表面對其之間的隔熱罩80進行壓縮并使之發(fā)生彈性變形。
[0021]在上述第一實施例中，通過使噴嘴環(huán)構造成帶有凹部46而提供了噴嘴環(huán)38和中央殼體20之間的有限的接觸面積，使得只有凹部之間的表面48接觸中央殼體的徑向外表面21?；蛘?，在圖3和圖4中所示的第二實施例中，可以通過使中央殼體120構造成包括沿徑向向外突起以與噴嘴環(huán)的沿徑向面向內部的表面144相接觸的多個沿周向間隔開的突起物122來提供這種有限的接觸面積，并提供噴嘴環(huán)相對于中央殼體的徑向對中。如在第一實施例中，通過噴嘴環(huán)和中央殼體的相對地面向的表面之間的壓縮使隔熱罩80發(fā)生彈性變形。
[0022]上述第一實施例和第二實施例表征了噴嘴環(huán)和中央殼體之間的用以使噴嘴環(huán)對中的直接接觸。備選地，在圖5和圖6所描繪的第三實施例中，在噴嘴環(huán)238和中央殼體220之間設置有中間環(huán)或套筒260。更具體地說，套筒260具有徑向外表面，在所述徑向外表面上形成了多個沿周向間隔開的沿徑向向外延伸的突起物262。套筒的徑向內表面264可以是如圖所示的連續(xù)的柱面，或者備選地可包括沿徑向向內延伸的相似的突起物。突起物262與噴嘴環(huán)238的沿徑向面向內部的表面240相接觸，而套筒的徑向內表面264與中央殼體220的徑向外表面221相接觸。套筒于中央殼體上徑向地居中，并且噴嘴環(huán)又在套筒上徑向地居中。因而，噴嘴環(huán)通過中間套筒而在中央殼體上徑向地居中。如現有實施例一樣，可包括彈性變形的隔熱罩80。
[0023]圖6中顯示套筒260為連續(xù)的360°的環(huán)。然而，備選地，套筒可以是可彈性變形的開口環(huán)，例如補償環(huán)等。開口環(huán)可構造成使得當處于其松弛狀態(tài)時，其在直徑上大于噴嘴環(huán)的內表面；然后沿徑向向內壓縮該開口環(huán)以減少其直徑，從而可將噴嘴環(huán)安裝在該開口環(huán)周圍。
[0024]圖7-9中顯示了本發(fā)明的第四實施例。中間定位環(huán)360設置在噴嘴環(huán)338和中央殼體320之間，用于使噴嘴環(huán)相對于中央殼體沿徑向對中，類似于第三實施例。然而，不同于第三實施例的套筒，定位環(huán)360還使噴嘴環(huán)相對于中央殼體在周向方向上定向。定位環(huán)360包括360°的環(huán)。定位環(huán)的徑向外表面限定了多個沿周向間隔開的突起物362，其沿徑向向外突起并且一起限定了與噴嘴環(huán)338的沿徑向面向內部的表面344相接觸的表面，以便使噴嘴環(huán)沿徑向對中。定位環(huán)的徑向內表面364限定了多個沿周向間隔開的凹部366，以用于在定位環(huán)和中央殼體之間產生氣隙。這些氣隙與在定位環(huán)的外表面上的沿徑向向外的突起物362之間產生的氣隙一起有助于減少從噴嘴環(huán)經定位環(huán)至中央殼體的熱傳導。
[0025]定位環(huán)360的內表面364還限定了兩個沿直徑相對的平面368，其與中央殼體320的徑向外表面上所形成的相應的平面相接合，使得定位環(huán)364相對于中央殼體定位成預定的周向定向。
[0026]定位環(huán)的徑向外表面還在其一個周向位置處限定了沿徑向向外延伸的隆起370。隆起370延伸出來至比沿周向間隔開的突起物362更大的半徑。噴嘴環(huán)338的徑向內表面在其一個周向位置處限定了用于接收隆起370的凹部372，使得噴嘴環(huán)相對于定位環(huán)定向成預定的周向定向。因此，噴嘴環(huán)可通過定位環(huán)而相對于中央殼體定位成預定的周向定向。
[0027]圖5-9中所顯示的套筒或環(huán)實施例的材料要求將是相似的。它們必須由具有高耐熱特性和在這些溫度下具有高抗磨損性及抗變形性的材料制成。根據具體的應用，可接受的材料可包括但不局限于300系列的奧氏體鋼、A286或因科鎳合金材料,并且SS310不銹鋼或A286對于當前應用是優(yōu)選的選擇。此外，在預期會遭遇到特別高的振動和磨損的應用中可能需要例如通過任何適用的滲氮工藝或擴散硬化工藝而對套筒或環(huán)添加耐磨涂層。
[0028]圖10中顯示了本發(fā)明的第五實施例。在噴嘴環(huán)438的沿徑向面向內部的表面444和中央殼體420的徑向外表面421之間設置有彈簧套460。彈簧套包括由可彈性變形的材料例如彈簧鋼或相似材料制成的360°的環(huán)。彈簧套具有大致S形的截面，并因而當受到徑向壓縮時在徑向方向上具有彈性，并且當受到軸向壓縮時在軸向方向上具有彈性。中央殼體420限定了表面422，其沿軸向面向噴嘴環(huán)438，并自中央殼體的徑向外表面421沿徑向延伸出來且與其形成角部。噴嘴環(huán)438限定了相對的表面445，其沿軸向面向中央殼體，并自沿徑向面向內部的表面444沿徑向延伸進去且與其形成角部。在噴嘴環(huán)和中央殼體之間設置有隔熱罩480，并且其徑向外周邊夾在彈簧套460的徑向外部部分和噴嘴環(huán)的面向軸向的表面445之間。彈簧套460的徑向內部部分與面向軸向的表面422相接合。彈簧套460沿徑向分別壓縮在噴嘴環(huán)和中央殼體的面向徑向的表面444，421之間，并且沿軸向分別壓縮在噴嘴環(huán)和中央殼體的面向軸向的表面445，422之間。彈簧套因而提供了噴嘴環(huán)相對于中央殼體的徑向對中。
[0029]隔熱罩480的外周邊沿軸向壓縮或卡在彈簧套和噴嘴環(huán)之間。然而，不同于之前的實施例，隔熱罩的內周邊不與中央殼體相接合，因而隔熱罩不會發(fā)生彈性變形。因此，隔熱罩480不需要是可彈性變形的結構，而基本上可以是非彈性的。隔熱罩480在這里被稱為一種〃空載〃隔熱罩，而之前實施例的隔熱罩80被稱為一種〃承受載荷〃的隔熱罩。
[0030]圖11中顯示了本發(fā)明的第六實施例。在這個實施例中，噴嘴環(huán)538相對于中央殼體520的居中是通過可彈性變形的承受載荷的隔熱罩580來執(zhí)行的。噴嘴環(huán)限定了沿徑向面向內部的表面544和沿軸向面向中央殼體且與面向徑向的表面544形成角部的表面545。隔熱罩580的外周邊接合在這個角部中。中央殼體類似地限定了沿徑向面向外部的表面521和沿軸向面向噴嘴環(huán)且與面向徑向的表面521形成角部的表面522。隔熱罩580的內周邊接合在這個角部中。隔熱罩構造成使其沿徑向分別在嗔嘴環(huán)和中央殼體的面向徑向的表面544，521之間略微地受壓，并且分別在噴嘴環(huán)和中央殼體的面向軸向的表面545，522之間沿軸向受壓且發(fā)生彈性變形。隔熱罩因而使噴嘴環(huán)相對于中央殼體徑向地對中，并且還提供了這些部件之間的密封。
[0031]圖12中顯示了本發(fā)明的第七實施例。在這個實施例中，中央殼體620包括沿軸向延伸的環(huán)形凸緣625，其沿徑向向外越過噴嘴環(huán)638的徑向外表面639。在凸緣625和噴嘴環(huán)的外表面639之間存在徑向間隙。該凸緣限定了在其中形成有周向凹部或槽626的徑向內表面。在槽626中設置有可彈性變形的密封圈670。密封圈在其松弛狀態(tài)下的內徑小于凸緣625的內徑,并且略微小于噴嘴環(huán)的表面639的外徑。噴嘴環(huán)638插入到中央殼體620的由凸緣625界定的開口中，并且這使得密封圈670在噴嘴環(huán)的徑向外表面639和凸緣625中的槽626的徑向內表面之間沿徑向受壓。通過這種方式，密封圈使噴嘴環(huán)相對于中央殼體對中。
[0032]密封圈670可包括具有如圖所示的空心圓形截面的金屬環(huán)?；蛘?，該環(huán)可包括其它材料，和/或可具有其它截面形狀。密封圈670不僅提供了噴嘴環(huán)的徑向對中，而且還在噴嘴環(huán)外徑上提供了在噴嘴環(huán)和中央殼體之間的密封。通過類似于之前所述實施例的承受載荷的隔熱罩680可提供噴嘴環(huán)的內徑上的密封。
[0033]獲得了上文的說明和相關附圖所展示的教導的優(yōu)點后，這些發(fā)明的相關【技術領域】中的技術人員將會聯想到本文所述的發(fā)明的許多修改和其它實施例。因此，應該懂得，本發(fā)明并不局限于所公開的特定的實施例，并且意圖包含處于所附的權利要求的范圍內的修改和其它實施例。雖然本文中采用了特定的術語，但其僅僅是以普通和描述性的意義使用的，而非用于限制性的目的。
【權利要求】
1.一種具有可變噴嘴渦輪的渦輪增壓器，其包括: 包括渦輪殼體和安裝在所述渦輪殼體中且連接到可旋轉的軸上以隨其旋轉的渦輪葉輪的渦輪組件，且所述渦輪組件限定了噴嘴，排氣通過所述噴嘴流向所述渦輪葉輪； 包括壓縮機殼體和安裝在所述壓縮機殼體中且連接到所述可旋轉的軸以隨其旋轉的壓縮機葉輪的壓縮機組件； 連接在所述壓縮機殼體和所述渦輪殼體之間的中央殼體； 大致環(huán)形的噴嘴環(huán)和葉片陣列，所述葉片陣列圍繞所述噴嘴環(huán)沿周向間隔開且受到所述噴嘴環(huán)的支撐且設置在所述噴嘴中，使得排氣在所述葉片之間流向所述渦輪葉輪；和 設置在所述噴嘴環(huán)的沿徑向面向內部的表面和所述中央殼體的沿徑向面向外部的表面之間的環(huán)形套筒，所述套筒具有與所述中央殼體的沿徑向面向外部的表面相接觸的徑向內表面，且具有與所述噴嘴環(huán)的沿徑向面向內部的表面相接觸的徑向外表面，以便使所述噴嘴環(huán)相對于所述中央殼體對中。
2.根據權利要求1所述的渦輪增壓器，其特征在于，所述套筒限定了多個沿周向間隔開的突起物，所述突起物沿徑向向外突起且限定了與所述噴嘴環(huán)相接觸的徑向外表面，且減少了與所述噴嘴環(huán)的接觸面積。
3.根據權利要求2所述的渦輪增壓器，其特征在于，所述套筒在其一個周向位置處限定了沿徑向向外延伸的、延伸出達到比所述多個沿周向間隔開的突起物更大的半徑的隆起，所述噴嘴環(huán)在其一個周向位置處限定了用于接收所述隆起的凹部，使得所述噴嘴環(huán)關于所述套筒定向成預定的周向定向。
4.根據權利要求3所述的渦輪增壓器，其特征在于，所述套筒和所述中央殼體限定了彼此相接合以用于將所述套筒相對于所述中央殼體定向成預定的周向定向的協作特征。
5.根據權利要求1所述的渦輪增壓器，其特征在于，所述套筒包括開口補償環(huán)。
6.根據權利要求5所述的渦輪增壓器，其特征在于，所述補償環(huán)沿著周向方向是沿徑向起伏的，以便減少與所述噴嘴環(huán)及所述中央殼體的接觸面積。
7.根據權利要求1所述的渦輪增壓器，其特征在于，所述套筒包括可彈性變形的彈簧套。
8.根據權利要求7所述的渦輪增壓器，其特征在于，所述彈簧套具有大致S形的截面。
9.根據權利要求7所述的渦輪增壓器，其特征在于，所述噴嘴環(huán)限定了面向所述中央殼體的面向軸向的表面，并且所述中央殼體限定了面向所述渦輪葉輪的面向軸向的表面，并且還包括隔熱罩，所述隔熱罩具有設置在所述彈簧套和所述噴嘴環(huán)的面向軸向的表面之間并與它們相接觸的徑向外部部分。
10.根據權利要求9所述的渦輪增壓器，其特征在于，所述彈簧套在所述隔熱罩和所述中央殼體的面向軸向的表面之間發(fā)生彈性變形。
11.根據權利要求10所述的渦輪增壓器，其特征在于，所述隔熱罩不與所述中央殼體相接觸。
12.根據權利要求1所述的渦輪增壓器，其特征在于，所述套筒包括使所述中央殼體與穿過所述渦輪的排氣隔離的隔熱罩。
13.根據權利要求12所述的渦輪增壓器，其特征在于，所述噴嘴環(huán)限定了面向所述中央殼體的面向軸向的表面，并且所述中央殼體限定了面向所述渦輪葉輪的面向軸向的表面，并且，其中，所述隔熱罩與所述噴嘴環(huán)及所述中央殼體的面向軸向的表面相接合。
【文檔編號】F02C6/12GK104196575SQ201410332682
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2007年9月21日 優(yōu)先權日:2006年9月22日
【發(fā)明者】L.索斯, R.黑廷格, D.珀蒂讓, G.阿格紐, P.阿諾, E.塞韋林, M.迪芬 申請人:霍尼韋爾國際公司