具有用于协调环的固定轴向-径向引导件以及固定单一径向引导件的可变-叶片组件制造技术

技术编号:4412849 阅读:200 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
用于可变喷嘴涡轮机的可变-叶片组件包括支承固定在接合在协调环(30)的内边缘内的凹口内的叶片臂(44)上的多个叶片(40)的喷嘴环(20)。协调环(30)围绕喷嘴环(20)的轴线转动,以便枢转叶片臂(44),由此协调地枢转叶片(40)。用于协调环(30)的多个径向-轴向引导销(22)插入喷嘴环内的开口(24)内,并且刚性固定其上,使得径向-轴向引导销(22)不可转动固定在喷嘴环(20)上,其中每个径向-轴向引导销的引导部分从喷嘴环(20)的表面轴向伸出。每个引导部分限定接收协调环(30)的内边缘的凹槽(26),使得协调环(30)通过径向-轴向引导销(22)限制,而不在径向和轴向上过度运动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有可变喷嘴涡轮机的涡轮增压器,其中可动叶 片的阵列布置在涡轮机的喷嘴内以便调节流入涡轮机的排放气体。
技术介绍
通过排放气体驱动的涡轮增压器是与内燃机结合使用的装置,通空气,增加发动机的功率:出。涡轮;:器包括安装在轴的位^压缩 机壳体内的一端上的压缩机轮和安装在轴的位于涡轮机壳体内的另一 端上的涡轮机轮。通常,涡轮机壳体与压缩机壳体分开形成,并且具 有连接在涡轮机和压缩机壳体之间以便容纳轴的轴承的另一中央壳环形的腔室。涡轮机组件包括从腔室通向涡轮机轮的喷嘴。排放气体 从腔室流过喷嘴到涡轮机轮,并且涡轮机轮通过排放气体驱动。涡轮 机因此从排放气体中提取功率,并且驱动压缩机。压缩机经由压缩机 壳体的入口接收环境空气,并且空气通过压缩机轮压缩,并且接着从 壳体排放到发动机空气吸入口 。通过涡轮机增压器增强发动机性能的挑战之一是在发动机的整个 操作范围上实现所需的发动机功率输出量。已经发现此目的通常不容 易通过固定几何形状涡轮机增压器来实现,并且因此已经开发了可变 几何形状的涡轮增压器,其目的在于对于涡轮增压器所提供的增加量 提供更大程度的控制。 一种类型的可变几何形状涡轮增压器是可变-喷嘴的涡轮增压器(VNT),其包括位于涡轮机喷嘴内的可变-叶片阵列。 叶片枢转地安装在喷嘴内,并且连接到使得叶片的设置角度可以调节 的机构上。改变叶片的设置角度具有改变涡轮机喷嘴内的有效流动面 积的效果,并且因此流到涡轮机轮的排放气体可通过控制叶片位置来 调节。以此方式,涡轮机的功率输出可以调节,与固定几何形状涡轮 增压器相比,使得发动机功率输出以更大的程度进行控制。通常可变-叶片组件包括可转动地支承靠近喷嘴环的一个表面的叶片的喷嘴环。叶片具有延伸经过喷嘴环内的轴承开口的轴,叶片臂 刚性地固定在轴的伸出超过喷嘴环的相对面的端部上。因此,通过枢 转叶片臂,叶片可围绕通过轴限定的轴线枢转,以便改变叶片的设置角度。协调地枢转叶片,致动器环或"协调环"(unison ring)靠近 喷嘴环的相对面布置,并且包括位于其径向内边缘内的凹口,以便接 收叶片臂的自由端。因此,协调环围绕喷嘴环的轴线的转动造成叶片 臂以及叶片枢转,以便改变设置角度。可变-叶片组件因此相对复杂,并且对于涡轮增压器的组装来说具 有挑战。同样具有挑战的是如何将协调环支承在组件内,使其受到限 制而不过度径向和轴向运动,同时自由转动以调节叶片设置角度。已 经尝试了不同的方案来支承协调环,包括通过喷嘴环支承的可转动引 导辊子的使用。由于它们的性质,这种引导辊子使得可变-叶片组件的 组装变得复杂,通常因为它们松配合到喷嘴环内的开口内,它们容易 掉落或者与喷嘴环分离。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于例如用于涡轮增压器内的可变喷嘴涡轮机的 可变-叶片组件,其中协调环通过刚性固定在喷嘴环上的不转动引导件 径向和轴向定位。在一个实施例中,可变-叶片组件包括围绕一个轴线 并且具有限定在喷嘴环的相对第一和笫二面之间的轴向厚度的喷嘴 环,喷嘴环具有各自轴向延伸到笫一面内的多个周向隔开的第一开口 以及与第一开口周向隔开并从第一面轴向延伸到第二面的多个周向隔 开的第二开口 。该组件还包括各自具有从其一端延伸的轴的多个叶片, 轴分别从喷嘴环的第二面接收在笫二开口内,并且在第二开口内转动, 使得叶片围绕轴限定的各自轴线转动,每个轴的远端从各自第二开口 伸出超过第一面。多个叶片臂各自刚性固定在轴的远端上,每个叶片 臂具有自由端。协调环具有限定在协调环靠近其第一面与喷嘴环同轴 定位时各自接收叶片臂的自由端的多个凹口的径向内边缘,叶片的设 置角度协调变化。协调环围绕喷嘴环的轴线转动,以便枢转叶片臂, 由此协调地枢转叶片。该组件还包括用于协调环的多个径向-轴向引导销,径向-轴向引 导销各自插入喷嘴环内的各自一个第一开口,并且刚性固定其上,使得径向-轴向引导销不可转动地固定在喷嘴环上,其中每个径向-轴向引导销的引导部分从喷嘴环的第一面轴向伸出。每个引导部分在径向 面向外的外表面内限定凹槽,以便接收协调环的径向内边缘,使得协 调环通过径向-轴向引导销限制,而不在径向和轴向上过度运动。在一个实施例中,喷嘴环限定延伸到第一面内的多个周向隔开的 第三开口。第三开口与第一和第二开口周向隔开。可变-叶片组件还包括分别插入第三开口并刚性固定其上的多个单一径向(radial - only) 引导销,使得单一径向引导销不可转动地固定在喷嘴环上,其中每个 单一径向引导销的引导部分从喷嘴环的第一面轴向伸出。每个单一径 向引导销的引导部分具有接触协调环的径向内边缘的外表面,使得协 调环通过单一径向引导销限制,而不在径向上但可以在轴向上过度运 动,可变-叶片组件的组装可通过设置径向-轴向引导销(以及单一径 向引导销(如果有的话))来辅助.更特别是,由于引导销牢固地固定 在喷嘴环上,它们不会意外掉落。 一旦协调环与固定在喷嘴环上的引 导销接合,喷嘴环和协调环不容易变得分离,并且该组件可颠倒过来 (协调环面向下、喷嘴环面向上),而不担心协调环意外掉落。通过压配合到喷嘴环内的开口内,或者通过任何其它适当的技术, 引导销可固定在喷嘴环上。在一个实施例中,径向-轴向引导销被构造和定位,并且协调环的 径向内边缘内的凹口被构造和定位,使得在协调环相对于喷嘴环的第 一转动位置上,每个径向-轴向引导销与协调环的内边缘内的相关一个 凹口对准,由此使得协调环轴向滑动经过径向-轴向引导销,进入喷嘴 环的第一面附近。用于叶片臂的协调环内的凹口提供所需的间隙,使 得协调环滑动经过径向-轴向引导销。协调环接着相对于喷嘴环转动到 第二转动位置,其中径向-轴向引导销不与协调环内的凹口对准.这种 转动运动造成协调环的内边缘接合径向-轴向引导销内的凹槽,使得协 调环通过径向-轴向引导销捕获,并且防止从喷嘴环轴向缩回。附图说明因此总体描述了本专利技术,现在参考不需要按照比例绘制的附图, 附图中图l是按照本专利技术一个实施例的喷嘴环和径向-轴向引导销的分解 视7图1A是按照本专利技术一个实施例的引导销的局部截面的侧视图1B是按照另一实施例的引导销的局部截面的侧视图1C是按照又一实施例的引导销的局部截面的侧视图2是表示牢固固定在喷嘴环的第一面内的相应开口内的径向-轴向引导销的透视图3是喷嘴环和协调环的分解视图4是表示喷嘴环的透视图,其中协调环定位成使得其中的凹槽 与径向-轴向引导销对准,并且运动到喷嘴环附近;图5是类似于图4的视图,但是协调环转动到第二转动取向上, 使得协调环的内边缘接合径向-轴向引导销内的凹槽;图6是添加叶片、将叶片臂连接在叶片上以及叶片臂端部接合在 协调环的凹口内之后的可变-叶片组件的透视图7是图6的组件和单一径向引导销的分解视图8表示单一径向引导销牢固固定在喷嘴环的第一面内的相应开 口内之后的组件;图9是图8的组件的透视图,组件被翻转以便表示靠近喷嘴环的 第二面的叶片;图IO是表示图9的组件和与其组装在一起的涡轮机壳体插入件的 分解视图;以及图ll表示在组装状态下的图10的组件和涡轮机壳体插入件。 具体实施例方式现在参考其中表示本专利技术的某些而不是所有实施例的附图,更加 完整地描述本专利技术。实际上,本专利技术可以不同形式体现,并且不认为 局本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于涡轮增压器的可变-叶片组件,包括: 喷嘴环,围绕一个轴线并且具有限定在喷嘴环的相对第一和第二面之间的轴向厚度,喷嘴环具有各自轴向延伸到第一面内的多个周向隔开的第一开口以及与第一开口周向隔开并从第一面轴向延伸到第二面的多个周向隔 开的第二开口; 多个叶片,各自具有从其一端延伸的轴,轴分别从喷嘴环的第二面接收在第二开口内,并且在第二开口内转动,使得叶片围绕轴限定的各自轴线转动,每个轴的远端从各自第二开口伸出超过第一面; 多个叶片臂,各自刚性固定在轴的远端上 ,每个叶片臂具有自由端; 协调环,具有限定在协调环靠近其第一面与喷嘴环同轴定位时各自接收叶片臂的自由端的多个凹口的径向内边缘,协调环围绕喷嘴环的轴线转动,以便枢转叶片臂,由此协调地枢转叶片;以及 协调环的多个径向-轴向引导销,径 向-轴向引导销各自插入喷嘴环内的各自一个第一开口,并且刚性固定其上,使得径向-轴向引导销不可转动地固定在喷嘴环上,其中每个径向-轴向引导销的引导部分从喷嘴环的第一面轴向伸出,每个引导部分在径向面向外的外表面内限定凹槽,以便接收协调环的径向内边缘,使得协调环通过径向-轴向引导销限制,而不在径向和轴向上过度运动。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:P巴泰勒特O埃斯帕萨E布谢F埃布尔
申请(专利权)人:霍尼韦尔国际公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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