BRPI0709404B1

BRPI0709404B1 - Turboalimentador e grade-guia para turboalimentador

Info

Publication number: BRPI0709404B1
Application number: BRPI0709404-3A
Authority: BR
Inventors: Ralf Böning; Dietmar Metz
Original assignee: Borgwarner Inc.
Priority date: 2006-05-19
Filing date: 2007-05-16
Publication date: 2019-08-06
Also published as: BRPI0709404A2; US8328520B2; KR20090010199A; EP3073064B1; KR101400878B1; EP2018480B1; EP2018480A1; WO2007134787A1; US20100014961A1; EP3073064A1; CN101438062A; JP2009537727A

Abstract

turboalimentador e grade-guia para turbo alimentador a presente invenção refere-se a um turboalimentador(l) com turbinas de geometria variável (vtg) provido de uma carcaça de turbina (2) com um canal de alimentação (9) para gás de escape; provido de um rotor de turbina (4) que fica apoiado de modo giratório na carcaça de turbina (2); de uma grade-guia (18> que circunda o rotor de turbina em sentido radial para fora, o qual apresenta um anel de palhetas diretrizes (6) que por sua vez é provido de uma pluralidade de palhetas diretrizes móveis (7), as quais apresentam respectivamente um eixo de palheta (8) apoiado no anel (6), eixo este que apresenta um anel de regulagem (5) , que fica conectado operacionalmente com as palhetas diretrizes (7) por meio de alavancas associadas de palheta móvel, fixadas nos eixos de palheta (8) em uma de suas extremidades, sendo que cada alavanca de palheta móvel (20) apresenta em sua outra extremidade um cabeçote elevador (23) que pode ser engatado em um rebaixo de engate (24) associado do anel de regulagem (5)e a grade-guia apresente um encosto (25) pelo menos para a regulagem da vazão mínima através das seções transversais do bocal formadas pelas palhetas diretrizes (7), sendo que o encosto (25) é projetado como componente separado fixável na grade-guia (18)

Description

TURBOALIMENTADOR E GRADE-GUIA PARA TURBOALIMENTADOR” Relatório descritivo [0001] A presente invenção refere-se a um turboalimentador, de acordo com o conceito genérico da reivindicação 1.

[0002] É conhecido um turbo alimentador desse tipo pelo documento EP 1 564 380 A1. Através desse documento é proposto um encosto para evitar uma atenuação do anel de regulagem, encosto este que fica conectado em peça única com o anel de regulagem.

[0003] Através do arranjo em peça única do encosto junto ao anel de regulagem, no caso do turboalimentador conhecido, (se for o caso) porém, somente sob um esforço relativamente elevado, é possível retocar o ressalto do encosto após a montagem da grade-guia, se tiver sido feita ou se precisar ser feita uma correção das posições finais da grade-guia. Além disso, o ressalto do encosto do turboalimentador conhecido limita as posições finais mediante arranjo em anéis de fixação da alavanca de regulagem junto às palhetas, o que dificulta um ajuste preciso das posições finais, já que os anéis de fixação dessa alavanca de regulagem de palhetas ficam sujeitos, por um lado, a tolerâncias de fabricação, e por outro surgem imprecisões devido ao posicionamento (divisão).

[0004] Por isso, é tarefa da presente invenção criar um turboalimentador do tipo indicado no conceito genérico da reivindicação 1, que possibilite uma simplificação da montagem da grade-guia ou do aparelho-guia, sendo unicamente possível um ajuste simples e preciso da vazão mínima por meio do aparelho-guia.

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2/8 [0005] A solução dessa tarefa é feita através das características da reivindicação 1.

[0006] O fato de o encosto ser projetado como um componente separado, que pode ser fixado na grade-guia, através do qual é possível pelo menos um ajuste da vazão mínima por meio das seções transversais de bocais, formadas pelas palhetas diretrizes, torna possível retocar esse encosto de maneira simples, após a montagem, para o ajuste preciso da posição de encosto exigida, já que ele não fica conectado em peça única com a grade-guia. Se houver a necessidade de um reajuste de uma das duas posições finais da grade-guia, então poderá ser selecionada e montada de maneira simples uma peça de encosto adequada para o ajuste desejado ou a peça de encosto prevista poderá ser adequada através de um acabamento do ressalto, e então montada na grade-guia. Desse modo, é possível obter especificamente uma posição final precisa, o que no caso do turboalimentador, de acordo com o conceito genérico, é problemático devido ao arranjo em peça única do encosto.

[0007] A princípio é possível fixar o encosto tanto no anel do mancal colocado de modo fixo na carcaça como no anel de regulagem móvel. De acordo com cada um, o ressalto do encosto então interage com as superfícies do contra-encosto do anel de regulagem ou com os anéis de fixação da alavanca de palhetas.

[0008] Além disso, existe a vantagem de o aparelho-guia em sua totalidade poder ser totalmente pré-montado como cartucho e a vazão mínima ser ajustada antes de ele ser colocado dentro da carcaça de turbina.

[0009] O ajuste da vazão mínima é feito, portanto,

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3/8 independentemente da carcaça de turbina e outros componentes do turboalimentador, como por exemplo da carcaça central. A posição da derivação entre a carcaça central e a carcaça de turbina também não tem mais influência sobre o ajuste da vazão mínima. Igualmente o desgaste da alavanca de regulagem e seu engate no anel de regulagem não interferem sobre a quantidade da vazão mínima.

[0010] Além disso, é possível diretamente durante a soldagem conectar os eixos de palhetas com as alavancas de palhetas na posição necessária para o ajuste da vazão mínima, tornando assim desnecessário um processo de ajuste posterior. Desse modo, o risco e a possibilidade de uma alteração da vazão mínima são descartados.

[0011] As reivindicações dependentes apresentam aperfeiçoamentos vantajosos da invenção quanto ao conteúdo.

[0012] Na reivindicação 8 uma grade-guia é definida como objeto manejável de modo autônomo.

[0013] Outros detalhes, vantagens e características da invenção constam da descrição a seguir de um exemplo de concretização com auxílio de desenho, onde:

[0014] A figura 1 mostra uma perspectiva em corte da estrutura básica de um turboalimentador, de acordo com a invenção;

[0015] A figura 2 mostra uma ilustração em perspectiva de uma primeira forma de concretização de uma grade-guia, de acordo com a invenção; e [0016] A figura 3 mostra uma ilustração em perspectiva, correspondente à figura 2, de uma segunda forma de concretização da grade-guia, de acordo com a invenção.

[0017] Na figura 1 aparece ilustrado um turboalimentador

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4/8

1, de acordo com a invenção, que apresenta uma carcaça de turbina 2 e uma carcaça de compressor 2 conectada a esta última através de uma carcaça central 19. As carcaças 2, 3 e 19 ficam dispostas ao longo de um eixo de rotação. A carcaça de turbina 2 é mostrada parcialmente em corte para explicar claramente o arranjo de um anel de palhetas como parte de uma grade-guia 18 externa em sentido radial, que apresenta uma pluralidade de palhetas diretrizes 7 distribuídas sobre o perímetro providas de eixos pivotantes ou eixos de palhetas 8. Neste caso, são formadas seções transversais de bocais, que são menores ou maiores dependendo da posição das palhetas diretrizes 7, apoiado no gás de escape que acionam mais ou menos o rotor de turbina centro junto ao eixo de rotação R, através do de um motor conduzido através de um canal de alimentação 9 e descarregado através de uma derivação central

10, a fim de acionar um rotor compressor colocado sobre o mesmo eixo.

Para controlar movimento ou a posição das palhetas diretrizes 7, previsto um dispositivo de acionamento 11. Este dispositivo pode ser projetado aleatoriamente, porém uma forma preferida de concretização apresenta uma carcaça de controle 12, que controla o movimento de controle de um elemento impulsor 14, para converter seu movimento sobre um anel de regulagem 5 colocado atrás do anel de montagem de palheta em um movimento giratório leve. Entre o anel de montagem de palheta 6 e uma peça 15 de formato anular da carcaça de turbina 2 é formado um espaço livre 13 para as palhetas diretrizes 7. Para poder assegurar um espaço livre 13, o anel de montagem de palhetas 6 apresenta espaçadores 16 projetados em peça única. No

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5/8 exemplo três espaçadores 16 estão dispostos em uma distância angular de respectivamente 120° no perímetro do anel de montagem de palhetas 6. A princípio, porém, é possível prever mais ou menos espaçadores desse tipo.

[0019] Na figura 2 aparece ilustrada uma vista parcial em perspectiva de uma primeira forma de concretização da gradeguia 18, de acordo com a invenção, em escala ampliada.

[0020] Aparece ilustrada de forma representativa a toda a alavanca de palhetas dessa grade-guia 18 uma alavanca de palhetas 20, que apresenta em uma extremidade um anel 21 de fixação com um rebaixo 22, no qual é fixada uma extremidade do eixo de palhetas 8.

[0021] Um cabeçote elevador 23 da alavanca de palhetas 20 fica disposto em um rebaixo de engate 24 do anel de regulagem 5 e fica, portanto, engatado com o anel de regulagem 5.

[0022] Além disso, a figura 2 apresenta o arranjo de um encosto 25 em forma de um componente separado. O encosto 25 apresenta um corpo 26, que havia sido fixado no anel de montagem de palheta 6 no caso da forma de concretização ilustrada. O corpo 6 do encosto apresenta um ressalto 27 que se estende para fora em sentido radial, o qual engata em uma ranhura 31 do anel de regulagem 5. A ranhura 31 do anel de regulagem 5 é limitada por dois cames de encosto 29 e 30. Os cames de encosto 29 e 30 apresentam contra-superfícies de encosto voltadas para dentro da ranhura 31, que podem engatar com a superfície do ressalto 27 adjacente correspondente. No caso da ilustração da figura 2 é mostrada uma posição de encosto no came 29 para fins de ajuste da vazão mínima através das seções transversais de bocais da grade-guia 18.

[0023] Além disso, conforme demonstra a figura 2, na

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6/8 extremidade superior de uma superfície lateral 34 voltada para o came de encosto 29 fica disposta uma barra limitadora 28, que se estende no ângulo reto em relação à superfície lateral 34. Essa barra limitadora 28 pode ser retificada para fins de um ajuste preciso, em caso de necessidade, se no curso da montagem da grade-guia 18 ficar evidente que a posição exata não pode ainda ser ajustada. Para tanto, o encosto 25 pode ser separado do anel de montagem de palheta 6 e ser retificado em um aparelho de precisão mediante remoção de uma porção adequada da barra limitadora 28.

[0024] Na figura 3, aparece ilustrada uma segunda forma de concretização da grade-guia, de acordo com a invenção. Nessa forma de concretização, todas as peças, que correspondem àquelas da figura 2, recebem os mesmo número de referência de forma a fazer referência à descrição antecedente com relação ao arranjo e à função.

[0025] Ao contrário à colocação de uma barra limitadora 28, o encosto 25 da segunda forma de concretização é provido de uma chapa de ajuste 32. A chapa de ajuste 32 apresenta uma placa de fixação 35, que pode ser fixamente colocada no corpo do encosto 26, como por exemplo através de um clipe de fixação 36. Naturalmente, também são possíveis outros tipos de possibilidades de fixação da chapa de ajuste 32 no corpo do encosto 26.

[0026] Ao invés da barra limitadora 28, no caso da segunda forma de concretização, a chapa de ajuste 32 é provida de uma placa de encosto 33, que passa paralelamente em relação à superfície lateral 34 do ressalto 27, e ocupa em relação à esta uma distância ilustrada na figura 3 a fim de poder definir a posição exata de encosto.

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7/8 de [0027] Através dessa forma de concretização, a posição encosto pode ser concretizada mediante a troca da chapa de ajuste 32, de tal forma que nessa forma de concretização é possível obter um ajuste exato, especialmente da vazão mínima, de modo simples e a baixo custo.

[0028] Para complementar a publicação, é feita referência expressamente à ilustração da invenção nas figuras 1 a 3. Lista de sinais de referência

- Turboalimentador

- Carcaça de turbina

- Carcaça de compressor

- rotor de turbina

- anel de regulagem

- anel de montagem de palheta

- palhetas diretrizes

- eixo de palhetas

- canal de alimentação

- derivação axial

- dispositivo de acionamento

- carcaça de controle

- espaço livre para palhetas diretrizes 7

- elemento impulsor

- peça de formato anular da carcaça de turbina 2

- espaçador / came distanciador

- rotor compressor

- grade-guia/aparelho-guia

- carcaça central

- alavanca de palhetas

- anel de fixação

- rebaixo

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8/8

- cabeçote elevador

- rebaixos de engate

- encosto

- corpo do encosto

- ressalto

- barra limitadora , 30 - came de encosto

- ranhura

- chapa de ajuste

- placa de encosto

- superfícies laterais

- placa de fixação

- clipe de fixação

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Turboalimentador, provido de turbinas de geometria variável (VTG) apresentando:

- uma carcaça de turbina (2) com um canal de alimentação (9) para gás de escape;

- um rotor de turbina (4), que fica montado de modo giratório na carcaça de turbina (2); e

- uma grade-guia (18), a qual circunda o rotor de turbina (4) externamente em sentido radial, apresentando:

- um anel de montagem de palhetas (6),

- uma pluralidade de palhetas diretrizes (7), as quais têm cada uma um eixo (8) montado no anel de montagem de palhetas (6),

- um anel de regulagem (5), que fica operativamente conectado com as palhetas diretrizes (7) através de alavanca de palhetas (20) associada, fixada nos eixos de palhetas (8) em uma de suas extremidades, sendo que cada alavanca de palhetas (20) apresenta na outra extremidade um cabeçote elevador (23), que pode ser engatado em um rebaixo de engate (24) associado do anel de regulagem (5), e

- um encosto (25) pelo menos para o ajuste da vazão mínima através das seções transversais de bocais formadas pelas palhetas diretrizes (7),

- o encosto (25) sendo formado como componente separado, que pode ser fixado na grade-guia (18), caracterizado pelo fato de o encosto (25) pode ser de modo intercambiável fixado no anel de montagem de palhetas (6) e ter um ressalto (27) que engata em uma ranhura (31) do anel de regulagem (5) e no qual o ressalto (27) apresenta uma barra limitadora (28).

2/3 caracterizado pelo fato de o encosto (25) ser provido com uma chapa de ajuste (32).

3. Turboalimentador, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de a chapa de ajuste (32) ser formada como um componente intercambiável, que pode ser modificado quanto às suas dimensões e fixável no encosto (25).

4. Turboalimentador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a vazão mínima ser ajustada pelo posicionamento de eixo de palhetas (8) com relação a alavanca de palhetas (20).

5. Grade-guia, para turboalimentador com turbinas de geometria variável (VTG), que circunda externamente em sentido radial um rotor de turbina (4) do turboalimentador (1) apresentando as seguintes peças:

- um anel de montagem de palhetas (6);

- uma pluralidade de palhetas diretrizes (7), que apresentam respectivamente um eixo de palhetas (8) montado no anel de montagem de palhetas (6);

- um anel de regulagem (5) que fica operativamente conectado com as palhetas diretrizes (7) através de alavancas de palhetas (20) ali atribuídas, fixadas nos eixos de palhetas (8) em uma de suas extremidades, sendo que cada alavanca de palhetas (20) apresenta em outra extremidade um cabeçote elevador (23), que pode ser engatado em um rebaixo de engate (24) ali atribuído, do anel de regulagem (5); e

- um encosto (25) pelo menos para o ajuste da vazão mínima através das seções transversais de bocais, formadas pelas palhetas diretrizes (7), caracterizada pelo fato de o encosto (25) pode ser de modo intercambiável fixado no anel de montagem de palhetas (6) e ter um ressalto (27) que engata em

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2. Turboalimentador, de acordo com a reivindicação 1,

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3/3 uma ranhura (31) do anel de regulagem (5), e o ressalto (27) apresentar uma barra limitadora (28).