带可变叶片涡轮喷嘴的涡轮增压器制造技术

本发明专利技术涉及带可变叶片涡轮喷嘴的涡轮增压器。一种涡轮增压器包括形成在第一和第二壁之间的可变涡轮机喷嘴。可变叶片组件具有固定喷嘴环和布置在喷嘴中且可旋转地安装在该喷嘴环上的多个周向隔开的叶片，从而这些叶片是可枢转的。该喷嘴环限定涡轮机喷嘴的第一壁，每个叶片都具有邻近第一壁的第一端和邻近第二壁的第二端。该涡轮机喷嘴的第二壁由气体压力响应构件形成，其布置成相对于这些叶片沿轴向可移动。第一止动件安置成使得气体压力响应构件由施加在气体压力响应构件上的气体压差而被推靠在第一止动件上，使得在这些叶片的第二端与涡轮机喷嘴的第二壁之间的间隙具有为非零的第一值。

【技术实现步骤摘要】

本申请总体上涉及用于内燃机的涡轮增压器，并且更具体地涉及废气驱动的涡轮增压器，在涡轮机的喷嘴中具有可变叶片组件以便调节进入涡轮机的废气流。
技术介绍
废气驱动的涡轮增压器采用涡轮机从来自内燃机的废气流中提取能量并且使用这个能量驱动压缩机以便提高供应给气缸的空气的压力。因为往往期望能控制增压的程度，惯常的是在涡轮机中采用某些类型的可变几何形状机构，用于调节废气向涡轮机叶轮的流动。一种类型的可变几何形状机构采用布置在涡轮机喷嘴中的一排可动叶片，通过它们，废气被供应给涡轮机叶轮。这些叶片能够围绕各自的枢转轴线进行枢转从而改变废气流进入涡轮机叶轮的有效流动面积和流动方向。在一些这样的可变叶片组件中，这些叶片枢转性地安装到形成涡轮机喷嘴的一个壁的喷嘴环上。喷嘴的对立壁有时由涡轮机壳体自身形成，或者可替代的，能够由独立于涡轮机壳体形成且安装在涡轮机壳体中的管或插件形成。本专利技术主要涉及后一类型的可变叶片组件。叶片端部与相邻的由喷嘴环和管或插件形成的喷嘴壁之间的间隙是影响涡轮机总效率的重要参数。叶片端部与相邻壁之间的废气泄露(S卩，通过叶片间隙的泄露)通常引起涡轮机效率降低。另外，管或插件与涡轮机壳体之间的泄漏进一步地降低效率，因为，泄露流不会经过涡轮机叶轮，因此不可用于叶轮的能量提取。与这些泄露流相关的性能损失特别是在废气能量已经相对较低的低发动机转速时很麻烦。
技术实现思路
本专利技术描述涡轮增压器可变叶片组件，在一些实施例中，其具有用于控制叶片间隙的特征，目的是缓解一些间隙相关性能损失。其它实施例附加地或替换地包括用于缓解管或插件与涡轮机壳体之间的泄漏流的特征，从而尽量缓和一些泄露流相关性能损失。按照本文公开的一个实施例，一种涡轮增压器包括:压缩机，该压缩机包括压缩机壳体和布置在压缩机壳体中的压缩机叶轮；涡轮机壳体，该涡轮机壳体限定出沿轴向延伸通过涡轮机壳体的孔并且限定出废气进口和通过废气进口接收废气的环形腔，该腔围绕该孔沿圆周延伸；以及涡轮机叶轮，布置在该涡轮机壳体中且布置成从该腔接收废气并且使废气膨胀且把废气排入该孔中，该压缩机叶轮和该涡轮机叶轮固定在轴的对立端上。该涡轮机包括:大致沿径向从该腔向内伸向该涡轮机叶轮的涡轮机喷嘴，该涡轮机喷嘴限定在第一壁与第二壁之间，该第二壁是沿轴向与第一壁隔开的壁，以及一轮廓，邻近涡轮机叶轮的径向外圆周并且从该涡轮机喷嘴过渡到该孔。该涡轮增压器进一步地包括可变叶片组件，该可变叶片组件包括固定喷嘴环和可旋转地安装在该喷嘴环上的多个周向隔开的叶片，从而，这些叶片都围绕各自的叶片枢转轴线可旋转，该喷嘴环限定出该涡轮机喷嘴的第一壁，这些叶片布置在该涡轮机喷嘴中，每个叶片具有邻近第一壁的第一端和邻近第二壁的第二端。该涡轮机喷嘴的第二壁由气体压力响应构件形成，其布置成相对于这些叶片沿轴向可移动。有第一止动件，安置成使得气体压力响应构件由气体压力响应构件的邻近这些叶片的这侧与气体压力响应构件的另一侧之间的气体压差被推动抵靠在第一止动件上，从而，在这些叶片的第二端与涡轮机喷嘴的第二壁之间存在为非零第一值的间隙。在本文描述的特定实施例中，气体压力响应构件包括具有沿轴向延伸的管状部和大致沿径向从该管状部的一端向外伸出的环形凸缘部的管，该凸缘部形成该涡轮机喷嘴的第二壁，该管形成所述轮廓。气体压力响应构件进一步地包括固定到该管且布置在该管与涡轮机壳体一部分之间的弹性构件，其中，该弹性构件的一侧暴露于来自该腔的处于大致停滞状态的废气，这对弹性构件施压以增大弹性构件与涡轮机壳体这部分之间的接触力并且促使该管压靠在第一止动件上。该弹性构件能够固定到该管的管状部上。例如，该弹性构件能够压配合到该管状部上。有利地，该弹性构件是弹性金属部分。在一个实施例中，该弹性构件具有固定到该管的一端和接合该涡轮机壳体这部分的对立端。在一种特定实施例中，该弹性构件是大致环形的，具有径向外边缘和径向内边缘，并且其中，弹性构件的所述一端由该径向内边缘限定，该弹性构件的所述对立端由径向外边缘限定。在一些实施例中，该弹性构件被预压缩在该涡轮机壳体与该管之间从而在该管上没有气体压差的情况下促使该管朝向第一止动件。该第一止动件能够由刚性地固定在该喷嘴环且大致沿轴向从该喷嘴环伸向该管的该凸缘部的垫片提供。在一些实施例中，每个垫片能够贯穿该管的凸缘部中的开口。这些垫片能够为该凸缘部限定出第二止动件，该凸缘部通过邻靠在该第二止动件上而被限制远离该第一止动件的轴向运动。在采用该管连同该弹性构件的实施例中，该管能够是大致刚性的。替代地，该管能够是模压金属板部分。在本文公开的其它实施例中，气体压力响应构件包括具有沿轴向延伸的管状部和大致沿径向从该管状部的一端向外伸出的环形凸缘部的有弹性的弹性管，该凸缘部形成该涡轮机喷嘴的第二壁，该管形成所述轮廓。该凸缘部通过所述气体压差可弹性变形从而促使该凸缘部朝向该第一止动件。在这些实施例中，该管的该管状部刚性地固定到该涡轮机壳体。例如，该管状部能够被压配合到该涡轮机壳体中的孔的一部分中。在本文公开的特定实施例中，所述孔的所述部为该管状部的与所述凸缘部伸出的端部相对的对立端限定出沿轴向面对的硬止动件，该管状部的该对立端邻接所述硬止动件。在这些实施例中，该第一止动件能够由刚性地固定在该喷嘴环且大致沿轴向从该喷嘴环伸出的垫片提供。在本文公开的又更多实施例中，气体压力响应构件包括环形的有弹性的弹性插件，其邻接由该涡轮机壳体限定的表面。该插件具有邻近这些叶片的一侧以及对立侧，并且该插件的对立侧暴露于来自该腔的处于大致停滞状态的废气，这对该插件施压以增大该插件与该涡轮机壳体之间的接触力并且促使该插件压靠在第一止动件上。在这些实施例中，该涡轮机壳体形成提供从该涡轮机喷嘴向该涡轮机壳体的该孔过渡的轮廓。该插件能够包括金属板部分。该插件能够包括形成从该插件的该对立侧伸出且邻接该涡轮机壳体的该表面的弹簧的弯曲部。【附图说明】已经概括地描述了本专利技术，现在将参考附图，这些附图不一定是按比例绘制的，并且其中 图1是根据现有技术的具有可变涡轮机喷嘴配置的涡轮增压器的轴向剖面侧视图； 图2是根据本专利技术第一实施例的涡轮增压器可变喷嘴涡轮机的部分截取立体图； 图3是图2的可变喷嘴涡轮机的侧视图，部分剖面； 图3A是图3的一部分的放大图； 图4是根据本专利技术第二实施例的涡轮增压器可变喷嘴涡轮机的部分截取立体图； 图5是图4的可变喷嘴涡轮机的侧视图，部分剖面； 图5A是图5的一部分的放大图； 图6是根据本专利技术第三实施例的涡轮增压器可变喷嘴涡轮机的部分截取立体图；当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮增压器，包括：压缩机，其包括压缩机壳体和布置在压缩机壳体中的压缩机叶轮；涡轮机壳体，其限定出沿轴向延伸通过涡轮机壳体的孔并且限定出排气进口和通过所述排气进口接收排气的环形腔，所述腔围绕所述孔沿圆周延伸，并且涡轮机叶轮布置在所述涡轮机壳体中且布置成从所述腔接收排气并且使排气膨胀且把排气排入所述孔中，所述压缩机叶轮和所述涡轮机叶轮固定在轴的对立端上；涡轮机喷嘴，其大致沿径向从所述腔向内伸向所述涡轮机叶轮，所述涡轮机喷嘴限定在第一壁与第二壁之间，所述第二壁是沿轴向与第一壁隔开的壁，且一轮廓邻近涡轮机叶轮的径向外圆周并且从所述涡轮机喷嘴过渡到所述孔；可变叶片组件，其包括固定喷嘴环和可旋转地安装在所述喷嘴环上的多个周向隔开的叶片，从而，这些叶片都围绕各自的叶片枢转轴线可旋转，所述喷嘴环限定出所述涡轮机喷嘴的第一壁，这些叶片布置在所述涡轮机喷嘴中，每个叶片具有邻近第一壁的第一端和邻近第二壁的第二端；其中，所述涡轮机喷嘴的第二壁由气体压力响应构件形成，其布置成相对于这些叶片沿轴向可移动；第一止动件，其安置成使得所述气体压力响应构件由气体压力响应构件的邻近这些叶片的这侧与气体压力响应构件的对立侧之间的气体压差被轴向推动抵靠在所述第一止动件上，从而，在这些叶片的第二端与涡轮机喷嘴的第二壁之间存在为非零第一值的间隙。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：P阿诺，D耶克，PR戴维斯，C里维耶，G杜，D佩蒂让，SP索兰基，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国;US