用于涡轮机的阀瓣组件、涡轮机和废气涡轮增压器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于废气涡轮增压器的涡轮机的阀瓣组件、尤其用于该涡轮机的废气旁通阀的阀瓣组件，该阀瓣组件包括：主轴，其用于将该阀瓣组件可旋转地支承在涡轮机壳体中；杠杆臂，其中该杠杆臂与该主轴联接；以及阀瓣盘，其中该阀瓣盘与该杠杆臂联接。该杠杆臂的至少一部分被弹性地设计成使得当该阀瓣盘与该涡轮机壳体中的阀瓣座处于接触中时，能够通过向该阀瓣组件施加闭合力实现该阀瓣盘相对于该主轴的相对运动，从而补偿该涡轮机壳体的热变形和/或磨损。

Disc assemblies, turbines and exhaust turbochargers for turbines

The present invention relates to a disc assembly for a turbine used in an exhaust turbocharger, in particular a disc assembly for an exhaust bypass valve of the turbine. The disc assembly includes: a spindle for rotationally supporting the disc assembly in a turbine housing; a lever arm, wherein the lever arm is connected with the spindle; and a disc, wherein the disc is connected with the lever arm. \u3002 At least part of the lever arm is elastically designed so that when the disc is in contact with the disc seat in the turbine housing, the relative motion of the disc relative to the spindle can be achieved by applying a closing force to the disc assembly, thereby compensating for the thermal deformation and/or wear of the turbine housing.

【技术实现步骤摘要】
用于涡轮机的阀瓣组件、涡轮机和废气涡轮增压器
本专利技术涉及一种用于废气涡轮增压器的涡轮机的阀瓣组件以及一种具有对应阀瓣组件的涡轮机和废气涡轮增压器。
技术介绍
已知的废气涡轮增压器具有带有涡轮机叶轮的涡轮机，该涡轮机叶轮由燃烧发动机的废气流驱动。与涡轮机叶轮设置在共同的轴上的压缩机叶轮压缩为了发动机而吸入的新鲜空气，从而提高新鲜空气的压力。由此，供发动机用于燃烧的空气量或者氧气量提高，这进而导致燃烧发动机的功率提升。在此，由于涡轮机叶轮与压缩机叶轮联接，将要形成的压力始终取决于所输送的废气量。在某些运行状态中，需要降低或调节作用在压缩机上的驱动能量。为此尤其使用废气旁通阀，这些废气旁通阀能够释放或封闭旁通通道或废气门通道。废气能够被引导通过废气旁通阀和旁通管并且由此在涡轮机周围被引导，从而不再使全部废气量都作用在涡轮机叶轮上。这些废气旁通阀在大多数情况下被设计为由执行器致动的瓣阀。对于已知的阀瓣组件，阀瓣盘与杠杆臂固定相连，其中，杠杆臂与主轴联接，主轴可旋转地支承在涡轮机壳体中。热的废气流使涡轮机剧烈升温，从而使涡轮机壳体达到高温。高温导致涡轮机壳体中发生热膨胀。但是由于并非到处都存在同样的温度且涡轮机壳体的对应区域中的壁厚度可能互不相同，因此热膨胀的程度并非到处都一样大。由此可能造成在涡轮机壳体中用于阀瓣组件的阀瓣座相对于其中支承有阀瓣组件的孔发生热变形。热变形是成问题的，因为对于这种刚性的阀瓣组件而言热变形会导致泄漏，因为刚性的阀瓣盘不再平坦地放置在阀瓣座上。增加的泄漏进而导致性能损失。即使通过执行器借助过高的调整力也仅能够部分地补偿热变形的问题。专利
技术实现思路
因此，本专利技术的目标是提供一种用于废气涡轮增压器的涡轮机的阀瓣组件，该阀瓣组件能够补偿热变形。本专利技术涉及一种根据权利要求1所述的用于涡轮机的阀瓣组件、一种根据权利要求12所述的涡轮机、以及一种根据权利要求14所述的废气涡轮增压器。根据本专利技术的用于废气涡轮增压器的涡轮机的阀瓣组件，尤其用于涡轮机的废气旁通阀的阀瓣组件，包括：主轴，其用于将该阀瓣组件可旋转地支承在涡轮机壳体中；杠杆臂，其中该杠杆臂与该主轴联接；以及阀瓣盘，其中该阀瓣盘与该杠杆臂联接。该杠杆臂的至少一部分被弹性地设计成使得当该阀瓣盘与该涡轮机壳体中的阀瓣座处于接触中时，能够通过向该阀瓣组件施加闭合力实现该阀瓣盘相对于该主轴的相对运动，从而补偿该涡轮机壳体的热变形和/或磨损。通过杠杆臂的根据本专利技术的设计方案，当在阀瓣组件处于闭合状态下对应地向其施加力时，杠杆臂由于其至少部分地弹性的设计方案而轻微地弹性变形(例如弯曲)，从而补偿阀瓣座的在涡轮增压器运行中产生的热变形所导致的偏差，以便将主轴支承在涡轮机壳体(例如以衬套孔的形式)中。这样使得即使在使用时和在废气门的范围中出现对应高温以及由此产生热变形的情况下，也使阀瓣盘更好地贴合在阀瓣座上并且由此使废气门通道更好地密封。同样的做法适用于补偿(不均匀的)磨损，该磨损可能导致泄漏。更好的密封等同于更少的泄漏，更少的泄漏进而可以实现降低施加到阀瓣组件上的闭合力。此外，通过阀瓣组件的根据本专利技术的设计方案避免了阀瓣组件卡住的危险。在这些设计方案中，仅杠杆臂的子区域可以是弹性地设计的。该弹性的子区域能够具有相比于其余杠杆臂减小的横截面积。在可以与所有迄今所述的设计方案组合的设计方案中，该杠杆臂可以被设计成并且相对于该主轴和该阀瓣盘设置成使得当该涡轮机壳体没有出现热变形时，该弹性的子区域由于该闭合力而基本上承受压力。弹性的子区域的这种设置和设计方案具有如下优点：实际上仅在出现热变形和/或阀瓣盘由于例如磨损等其他原因而无法再完全平坦地放置在阀瓣座上时，才产生弹性的子区域的所期望的作用(即对热变形或磨损的补偿)。如果没有出现热变形或阀瓣盘完全平坦地放置在阀瓣座上，则弹性的子区域仅仅承受压力，从而阀瓣盘与主轴之间几乎不产生相对运动。如果由于热变形或其他原因阀瓣盘不再完全平坦地放置在阀瓣座上(产生泄漏)，则当阀瓣组件的闭合状态中向该阀瓣组件施加闭合力时向弹性的子区域中导入力矩。力矩由于杠杆臂的至少部分的弹性而导致阀瓣盘相对于主轴的相对运动，从而阀瓣盘再次完全平坦地放置在阀瓣座上。在可以与所有迄今所述的设计方案组合的设计方案中，该杠杆臂可以至少具有第一杠杆臂区段和第二杠杆臂区段，其中第二杠杆臂区段的端部与阀瓣盘联接。弹性的子区域能够设置在第二杠杆臂区段的区域中。替代性地，弹性的子区域也能够设置在第一杠杆臂区段中。还可能的是，提供两个弹性的子区域，相应地一个在第一杠杆臂区段中、一个在第二杠杆臂区段中。在一种替代性的设计方案中，该杠杆臂的主要部分、尤其整个杠杆臂可以被弹性地设计成用于补偿热变形。在可以与所有迄今所述的设计方案组合的设计方案中，该杠杆臂的这些弹性的子区域可以与该杠杆臂的其余区域和/或该主轴相比具有较小的弯曲刚度。在可以与所有迄今所述的设计方案组合的设计方案中，该主轴和该杠杆臂可以设计成一体的。在可以与所有迄今所述的设计方案组合的设计方案中，该阀瓣盘可以与该杠杆臂固定相连。尤其，杠杆臂能够与阀瓣盘焊接。在可以与所有迄今所述的设计方案组合的设计方案中，该阀瓣盘可以在其上侧具有球状凹口，该杠杆臂的球状端部设置在该球状凹口中。本专利技术此外包括一种用于具有涡轮机壳体和废气旁通阀的废气涡轮增压器的涡轮机，该废气旁通阀适合于引导废气经过涡轮机的涡轮机叶轮。该废气旁通阀包括根据前述设计方案中任一个所述的阀瓣组件。在涡轮机的设计方案中，涡轮机壳体能够具有衬套孔，在该衬套孔中设置衬套，其中，阀瓣组件的主轴能够可旋转地支承在衬套中。本专利技术还包括一种废气涡轮增压器，其具有根据前述设计方案中任一个所述的涡轮机。以下借助附图来描述本专利技术的其他细节和特征。附图说明图1示出从现有技术中已知的阀瓣组件的侧视图；图2示出根据本专利技术的阀瓣组件的第一实施例的截面图；图3示出根据本专利技术的阀瓣组件的第二实施例的截面图。具体实施方式下面借助附图来描述根据本专利技术的阀瓣组件10的实施例以及带有这种阀瓣组件10的涡轮机和对应的废气涡轮增压器。图1示出从现有技术中已知的用于废气涡轮增压器的涡轮机的阀瓣组件10。阀瓣组件10具有主轴100、杠杆臂200和阀瓣盘300。在用于废气涡轮增压器中时，阀瓣组件10通过主轴100以围绕旋转轴线400可旋转的方式支承在涡轮机壳体中，从而通过阀瓣组件10能够有针对性地封闭或释放通孔，例如废气门的通孔。图2和图3示出用于废气涡轮增压器的涡轮机、尤其用于涡轮机的废气旁通阀的阀瓣组件10的根据本专利技术的实施例。根据本专利技术的阀瓣组件也包括用于将阀瓣组件10可旋转地支承在涡轮机壳体中的主轴100、杠杆臂200和阀瓣盘200。杠杆臂200与主轴100和阀瓣盘300联接。主轴100在杠杆臂200的第一端部与杠杆臂200联接。阀瓣盘300在杠杆臂200的第二端部与杠杆臂200联接。对于根据本专利技术的阀瓣组件10，杠杆臂200的至少一部分是弹性地设计的。杠杆臂200(的该部分)的弹性在此使得通过在阀瓣组件10的安装状态下向其施加闭合力且当阀瓣盘300与涡轮机壳体中的阀瓣座处于接触中时，可以实现阀瓣盘300相对于主轴100的相对运动。通过这种相对运动能够补偿涡轮机壳体的热变形和/或磨损。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于废气涡轮增压器的涡轮机的阀瓣组件(10)、尤其用于该涡轮机的废气旁通阀的阀瓣组件，该阀瓣组件包括：主轴(100)，该主轴用于将该阀瓣组件(10)可旋转地支承在涡轮机壳体中；杠杆臂(200)，该杠杆臂(200)与该主轴(100)联接；以及阀瓣盘(300)，其中该阀瓣盘(300)与该杠杆臂(200)联接；其特征在于，该杠杆臂(200)的至少一部分被弹性地设计成，使得当该阀瓣盘(300)与该涡轮机壳体中的阀瓣座处于接触中时，能够通过向该阀瓣组件(10)施加闭合力实现该阀瓣盘(300)相对于该主轴(100)的相对运动，以补偿该涡轮机壳体的热变形和/或磨损。

【技术特征摘要】
2017.10.11 DE 102017218166.41.一种用于废气涡轮增压器的涡轮机的阀瓣组件(10)、尤其用于该涡轮机的废气旁通阀的阀瓣组件，该阀瓣组件包括：主轴(100)，该主轴用于将该阀瓣组件(10)可旋转地支承在涡轮机壳体中；杠杆臂(200)，该杠杆臂(200)与该主轴(100)联接；以及阀瓣盘(300)，其中该阀瓣盘(300)与该杠杆臂(200)联接；其特征在于，该杠杆臂(200)的至少一部分被弹性地设计成，使得当该阀瓣盘(300)与该涡轮机壳体中的阀瓣座处于接触中时，能够通过向该阀瓣组件(10)施加闭合力实现该阀瓣盘(300)相对于该主轴(100)的相对运动，以补偿该涡轮机壳体的热变形和/或磨损。2.根据权利要求1所述的阀瓣组件，其特征在于，仅该杠杆臂(200)的子区域(220)是弹性地设计的。3.根据权利要求2所述的阀瓣组件，其特征在于，弹性的子区域(220)与杠杆臂(200)的其余部分相比具有减小的横截面积。4.根据权利要求2或权利要求3所述的阀瓣组件，其特征在于，该杠杆臂(200)被设计成并且相对于该主轴(100)和该阀瓣盘(300)设置成，使得当该涡轮机壳体没有出现热变形时，弹性的子区域(220)由于该闭合力而基本上承受压力。5.根据权利要求2至4中任一项所述的阀瓣组件，其特征在于，该杠杆臂(200)至少具有第一杠杆臂区段(230)和第二杠杆臂区段(240)，其中该第二杠杆臂区段(240)的端部(210)与该阀瓣盘(...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·克瑙夫，
申请(专利权)人：博格华纳公司，
类型：发明
国别省市：美国,US