CN101255814A - 可变喷口机构的安装结构 - Google Patents

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CN101255814A CNA200710196209XA CN200710196209A CN101255814A CN 101255814 A CN101255814 A CN 101255814A CN A200710196209X A CNA200710196209X A CN A200710196209XA CN 200710196209 A CN200710196209 A CN 200710196209A CN 101255814 A CN101255814 A CN 101255814A
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宫内亮
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Abstract

本发明提供了一种可变喉口排气涡轮增压器，其中包括喷口支架和喷口翼片的喷口组件具有牢固的支撑结构，该支撑结构不受涡轮壳体的热变形和施加到涡轮壳体上的外力的影响，并且涡形管部分形成为大体上开口的构造从而能够简化喷口组件的形成以便减少在涡轮外壳的铸造期间用于涡形管的模芯的数量，因此可以提高涡轮壳体的生产率。

Description

可变喷口机构的安装结构
技术领域
本发明涉及一种用于可变喷口机构的安装结构，所述可变喷口机构用在可变喉口排气(废气)涡轮增压器中，所述喷口机构通过形成在涡轮机壳内的涡形管(scroll)和多个喷口翼片(nozzle vane)引导来自发动机(内燃机)的排气以便将所述排气施加到涡轮转子上，并且所述喷口机构构造成改变多个喷口翼片的叶片角度。
背景技术
专利文件1(日本公开待审的专利No.2001-207858)披露了用于机动车辆内燃机等的相对小型的涡轮增压器的示例，并且在所述涡轮增压器中，充入涡轮壳体内的涡形管内的发动机排气通过设置在涡形管的内周边侧上的多个喷口翼片被供给，然后被施加到设置在喷口翼片的内周边侧上的涡轮转子上。此外，现在广泛使用装有可变喷口机构的可变喉口径向流动排气涡轮增压器，所述可变喷口机构能够改变多个喷口翼片的叶片角度。
此外，作为示例，日本专利文献2(公开待审的日本专利No.2004-132367)披露了另一装有可变喷口机构的可变喉口径向流动排气涡轮增压器的实例。
参照图12，图中显示了装有上述可变喷口机构的可变喉口径向流动排气涡轮增压器的传统示例，在沿排气涡轮增压器的旋转轴线的截面视图中，示出了涡轮壳体10，以螺旋状构造形成在涡轮壳体10的外周侧上的涡形管11，和与压缩机8同轴布置的径向流动涡轮转子12。涡轮转子12具有涡轮轴12a，涡轮轴12a通过轴承16的中间可旋转地轴颈支撑到轴承套13上。此外，图12中显示了压缩机壳体7，压缩机8、压缩机壳体的空气入口9、螺旋空气通道7a以及排气涡轮增压器的旋转轴线100a容纳在压缩机壳体7内。
此外，图12中示出了多个喷口翼片2，所述多个喷口翼片2在涡轮的圆周方向上等间距地布置在涡形管11的内周边侧上。每一个喷口翼片2在它的端部与喷口轴02连接，所述喷口轴02可旋转地支撑在固定到涡轮壳体10上的喷口支架4中。此外，喷口翼片的叶片角可以通过可变喷口机构100改变。
在可变喷口机构100中，喷口翼片2布置在喷口支架4与环形喷口盘6之间，所述环形喷口盘6通过多个喷口支撑件的中间连接到喷口支架4上。此外，喷口盘6配合在涡轮壳体10的连接部分内。
图12中示出了驱动环3，所述驱动环3形成为圆盘形并可旋转地支撑到涡轮壳体10上。驱动环3利用在圆周方向上等间距的驱动销32地固定到其上。图12中示出了控制杆盘1，每一个控制杆盘1在入口侧具有凹槽，该凹槽与相关的驱动销32接合，并且每一个控制杆盘1在出口侧固定到相关的喷口轴02上。
图12中示出了连杆15和销14，连杆15连接到用于喷口翼片2的驱动源(没有示出)，销14连接到连杆15。销14与驱动环3接合，从而驱动环3可以旋转。
在装有具有上述构造的可变喷口机构可变喉口排气涡轮增压器的操作过程中，来自发动机(没有示出)的排气被引导到涡形管11内，从而沿涡形管11内的螺旋通道涡动，然后通过喷口翼片2被引入。然后排气流过翼片之间的间隙并从涡轮转子12的外圆周侧流到涡轮转子12上。此后，排气朝向涡轮转子12的中心径向流动，从而对涡轮转子12做膨胀功。此后，轴向流动的排气被引导向气体排出口10b，排气从气体排出口10b排出到增压机的外部。
为了控制上述可变喉口涡轮的输送量，喷口翼片2的叶片角度在执行机构中通过叶片角度控制装置(没有示出)被调整，以便将通过喷口翼片的排气的流量调整到希望值。响应于由此设定的叶片角度的执行机构的往复位移通过连杆15和销14被传递到驱动环3，驱动环3因此被旋转。
上述驱动环3的旋转使得以在驱动环3的圆周方向上等间距固定到驱动环3上的驱动销32围绕喷口轴02旋转控制杆盘1。由于喷口轴02的旋转，喷口翼片2构造成被转动以便改变它的叶片角度直到执行机构设定的值。
此外，专利文献2(公开待审的日本专利No.2004-132367)披露了可变喉口径向流动排气涡轮增压器的另一示例，所述涡轮增压器装有上述可变喷口机构。
然而，装有上述可变喷口机构(所述可变喷口机构在图12中示出，并且在专利文献1(公开待审的日本专利No.2001-207858)和专利文献2(公开待审的日本专利No.2004-132367)等中被披露)的传统的可变喉口径向流动排气涡轮增压器产生了以下需要解决的问题：
在装有可变喷口机构100的可变喉口径向流动排气涡轮增压器中，如图12中所示，通过连杆15和销14，驱动力从具有隔膜的执行机构或电动机驱动执行机构传递到驱动环3上。由此，驱动环3被旋转，因此通过驱动环3的旋转，驱动销32围绕喷口轴02旋转控制杆盘1。由于喷口轴02的旋转，喷口翼片2被转动从而将它的叶片角度改变到由执行机构设定的值。
在具有上述构造的可变喷口机构100中，上述喷口盘6可以用作上述喷口翼片2在其上滑动的滑动表面，因此，仅仅允许喷口盘6具有抗酸性和防止变形的强度是足够的。由此，可以防止可变喷口机构的耐用性受到涡轮壳体10的强度等的影响。
同时，由喷口翼片2、喷口盘6、喷口支撑件5、喷口支架4等组成的喷口组件由喷口支架4保持，喷口支架4的外周凸缘由涡轮壳体10的内径侧凸缘支撑。
由此，喷口支架4(作为喷口组件的主要支撑部件)由涡轮壳体10支撑。由此，如果涡轮壳体10热变形、或者如果很大的外力施加到涡轮壳体10上，涡轮壳体10将可能出现很大的变形。
结果，由涡轮壳体10用以支撑喷口支架4的紧固力将极大减小。由此，将引起下面的问题：用于将喷口组件的主体(包括喷口支架4)固定到涡轮壳体10侧的结构在涡轮增压器的操作过程中受损。
由此，喷口组件通过来自发动机的振动被激励，因此喷口组件和连接到喷口组件上的喷口连杆机构被磨损，从而降低了可变喷口机构100的功能。结果，到发动机的增压压力(空气供给压力)极大地降低。
同时，可变位移类型的排气涡轮增压器不可避免地具有切去部分11s，该切去部分11s限定在涡轮壳体10的涡形管11的下部内的涡形管底线(scroll underline)。因此，为了增加涡形管11的横截面积A，需要在径向方向和轴向方向上扩大涡形管以便增加它的横截面积A。结果，将会引起下面的问题：涡轮壳体10变得尺寸很大。
特别地，在涡轮的径向方向上扩大涡形管11的情况下，所述旋转中心轴线100a与所述涡形管11的横截面积的中心之间的距离R也变大了，结果，将会引起下面的问题：横截面积A与距离R之间的比例A/R不会相当大地增加。
同时，如果所述距离R减少，就必须径向向内移动涡形管11。在此情况下，因为布置了涡轮出口扩散器等将会径向向内引起约束，结果，将会引起下面的问题：很难如上所述地移动涡形管。
此外，通过使所述涡形管11在涡轮的径向方向上平缓，可以减少到截面区域的中心之间的距离R。然而，将会引起下面的问题：所述涡形管11本身在涡轮的轴向方向上变长。
此外，如上所述，因为将横截面积A与距离R之间的比例A/R设置得很大，图12中示出的涡形管11在其内形成有底切部分11s，以便使得涡轮出口侧具有大的凸出部。底切部分11s有利于确保符合要求的空气动力性能。然而，制造用于具有底切部分11s的涡轮壳体10的涡形管的模芯产生了加工的高难度，导致了生产率低的问题。
如上所述，在此构造中，凸缘11t存在于涡轮壳体10的内径侧。由此，当把涡轮壳体10看作单独的元件时，涡轮壳体10本身没有被轴向开口，从而，用于涡形管的模芯的数量变大了。结果，将会引起下面的问题：阻碍了涡轮壳体的生产率。
此外，所述涡轮壳体通常由铸铁制成。然而，上述的结构不可避免地要求拼合式模芯，结果，将可能在涡形管11内引起去毛剌。
发明内容
考虑到在先技术所固有的上述问题设计出了本发明，从而，本发明的目的是提供一种包括喷口支架和喷口翼片的喷口组件，所述喷口组件具有牢固的支撑结构并且避免受到涡轮壳体的热变形和施加到涡轮壳体上的外力的影响。
本发明的另一个目的是通过简化涡形管(路)或流道(蜗卷)(scroll)部分从而具有大体上开口的构造而便于喷口组件的形成。
此外，本发明的又一目的是在通过减少在涡轮外壳的铸造期间使用的、用于涡形管(蜗卷)的模芯的数量，提供一种涡轮壳体生产率提高的可变喉口排气涡轮增压器。
根据本发明，为了达到上述目的，设置了如此的构造从而来自发动机的排气(废气)被引导通过形成在涡轮壳体内的涡形管(流道)和布置在涡形管的内周边侧上的多个喷口翼片，然后适于作用于设置在喷口翼片的内周边侧上的涡轮转子上。
此外，根据本发明，提供一种装有可变喷口机构的可变喉口排气涡轮增压器，在所述可变喷口机构中，多个喷口翼片可旋转地支撑在环形喷口支架上以便改变喷口翼片的叶片角度从而调整进入到涡轮转子上的排气流量。
此外，根据本发明，提供了这样的构造，该构造的特征在于插入件，所述插入件形成为环形并且可移除地安装到喷口支架的外周边上。
此外，根据本发明，提供了这样的构造，该构造的特征在于，插入件的外周边配合在连接孔中，所述连接孔形成为从涡轮壳体的涡形管朝向轴承套开口以便将所述插入件安装到轴承套上。
此外，本发明特别地包括下面的构造：
(1)喷口支架和插入件彼此一体地结合从而构成一体的喷口支架类型的插入件，并且所述一体的喷口支架类型插入件在它的外周边处配合在连接孔中，所述连接孔形成在涡轮壳体内以从涡形管朝向轴承套开口，从而将所述一体的喷口支架类型的插入件连接到轴承套上；
(2)连接到插入件上的有包括喷口支架和连接到喷口支架的喷口翼片的可变喷口机构，以形成彼此整体地结合的喷口支架和插入件的组件结构。通过包括螺栓和连接螺钉的紧固件将喷口支架和插入件的所述组件结构固定到轴承套上；
(3)插入件在其外周边部分上形成有凸缘，所述凸缘被夹紧在形成在涡轮壳体与轴承套中的凸缘之间，由此形成的夹紧部分在它们的外周边通过连接件以流体密封的方式被结合在一起；
(4)扣环配合在形成在涡轮壳体中的轴承侧端部中的环槽内，所述轴承套和所述插入件的外周边部分夹紧在所述扣环内部与涡轮外壳之间，即，轴承套和插入件通过扣环的内表面固定在涡轮壳体上；
(5)阴螺纹形成在涡轮壳体的连接孔内，而阳螺纹形成在插入件的外周边部分处。阴螺纹与阳螺纹接合以便将插入件的外周边部分固定在涡轮壳体与轴承套之间。
(6)插入件的外周边部分被焊接到轴承套和涡轮外壳；
(7)用于流体紧密密封的活塞环插入在插入件的外周边与涡轮壳体的连接孔的内周边之间从而将活塞环的外周边表面制成为与在涡轮壳体内的连接孔的内周边表面可滑动接触；
(8)用于流体紧密密封的活塞环插入在插入件的内周边表面与喷口支架的外周边表面之间，所述喷口支架的外周边表面与上述的内周边表面相对。
此外，根据本发明，提供了一种装有可变喷口机构的可变喉口排气涡轮增压器，其特征在于，不具有从涡轮壳体内的涡形管的内周边表面朝向涡形管的外周边表面突出的突起并且是轴向线性的开口形成在涡轮壳体内。此外，本发明的特征在于，具有朝向涡形管的外周边突出的突起并用作涡形管的内周边表面的一部分的插入罩连接到开口，通过喷口支撑件连接到喷口支架上的环形喷口盘的支撑件形成在插入罩中。
此外，根据本发明，提供了一种装有可变喷口机构的可变喉口排气涡轮增压器，其特征在于，形成环形的插入件可移除地连接到喷口支架的外周边，并且插入件的外周边配合在连接孔中，所述连接孔被形成为从涡轮壳体的涡形管朝向轴承套开口以将所述插入件连接到轴承套。此外，本发明特征在于，涡轮壳体内形成有开口，所述开口不具有从涡形管的内周边表面朝向其外周边侧突出的突起并且所述开口是轴向线性的，然后具有朝向涡形管的外周边部分突出的突起并用作涡形管的内周边表面的一部分的插入罩连接到开口，通过喷口支撑件连接到喷口支架上的环形喷口盘的支撑件形成在插入罩中。
附图说明
图1是在配备有本发明的第一实施例的可变喷口机构的可变喉口排气涡轮增压器的涡轮侧上的相关部分的纵截面视图；
图2是图示第一实施例的图1中的Z部分的放大图；
图3是在本发明的第二实施例的涡轮侧上的上半部内的相关部分的纵截面视图；
图4是图示对应于图2的本发明的第三实施例的图；
图5是图示对应于图2的本发明的第四实施例的图；
图6是图示对应于图2的本发明的第五实施例的图；
图7是图示对应于图2的本发明的第六实施例的图；
图8是图示对应于图2的本发明的第七实施例的图；
图9是图示对应于图2的本发明的第八实施例的图；
图10A是本发明的第九实施例中的涡轮壳体部分的相关部分的截面图；
图10B是图示第九实施例中的涡轮壳体的侧视图；
图11是图示对应于图1的本发明的第十实施例的图；
图12是图示配备有传统的可变喷口机构的可变喉口排气涡轮增压器的纵截面视图。
具体实施方式
下面，将以附图中所示的本发明的优选实施例的形式解释本发明。要注意的是，在这些实施例中所描述的组成部分的尺寸、材料、形状和相对布置仅仅是用于解释目的的示例，从而，并不试图限制本发明的技术保护范围。
图1是图示本发明的第一实施例中的可变喉口排气涡轮增压器的基本部分的纵截面视图，且图2是第一实施例的图1中的Z部分的放大图。
参照图1和2，图中示出了涡轮壳体10、以螺旋的形状形成在涡轮壳体的外周边部分内的涡形管11、和与压缩机13同轴布置(参照图12)的径向流动涡轮转子12，且所述涡轮转子12具有涡轮轴12a，所述涡轮轴12a通过轴承16和排气涡轮增压器的中心轴线100a可旋转地轴颈支撑到轴承套(箱)13上。
多个喷口翼片2设置成在涡轮的圆周方向上等间距地布置在涡形管11的内周边侧内。每个喷口翼片2在它的端部与喷口轴02连接，所述喷口轴02可旋转地支撑在固定到涡轮壳体12上的喷口支架4上，并且，每个喷口翼片2构造成能够通过可变喷口机构100改变其叶片角度。
在可变喷口机构100中，每个喷口翼片2布置在喷口支架4与环形喷口盘6之间，所述环形喷口盘6通过多个喷口支撑件5连接到喷口支架4上。所述喷口盘6配合在涡轮壳体10的连接部分上。
此外，图1和2示出了驱动环3和控制杆盘(lever plate)1，所述驱动环3形成为圆盘形并且可旋转地支撑到涡轮壳体10内且利用驱动销32在圆周方向上等间距地固定到其上，每一个所述控制杆盘1具有输入侧凹槽，该凹槽与相关的驱动销32接合，并且每一个所述控制杆盘1具有固定到相关的喷口轴的输出侧。
此外，图1和2示出了连杆15和连接到连杆15上的销14，所述连杆15连接到用作所述喷口翼片2的驱动源的执行机构(没有示出)上。所述销14与驱动环3接合，从而旋转驱动环3。
在装有具有上述构造的可变喷口机构的可变喉口排气涡轮增压器的操作过程中，来自发动机(没有示出)的排气被引导到涡形管11内，从而沿涡形管11内的螺旋通道涡动，然后流入喷口翼片2内。然后排气流过喷口翼片2之间的间隙并从涡轮转子12的外周边侧流到涡轮转子12上。此后，排气朝向涡轮转子12的中心轴线径向流动，从而对涡轮转子12做膨胀功，此后，排气轴向流出并被引导向气体排出口10b，排气从气体排出口10b排出到涡轮增压器的外部。
为了控制上述可变喉口排气涡轮增压器的输送量，通过叶片角度控制装置(没有示出)调整喷口翼片2的叶片角度，以便将流过喷口翼片2的排气的流量调整到预定值。响应于所述叶片角度的执行机构(actuator)的往复位移通过连杆15和销14被传递到驱动环3，从而旋转驱动环3。
驱动环3的旋转使得在驱动环3的圆周方向上等间距固定到驱动环3上的驱动销32使控制杆盘1围绕喷口轴02旋转。喷口轴02的旋转转动喷口翼片2以便改变它的叶片角度直到执行机构设定的值。
本发明涉及在具有上述构造的可变喉口排气涡轮增压器中的可变喷口机构100的安装结构。
【实施例1】
参照图1和2，形成环状的插入件20通过沿圆周布置的多个固定螺丝(螺帽)21可移除地连接到在喷口支架4的外周边处的轴承套13的侧表面上。由此，通过将所述插入件20紧固到能够保持处于低温的轴承套13上，可以降低从高温涡轮壳体10传导的热量值。此外，通过将固定螺丝21设置在与所述喷口支架4邻近的位置上，所述喷口组件可以尽可能地避免变形或移动。
涡轮壳体10在其内形成有直径大体上等于涡形管11的外径的连接孔10a，所述连接孔10a从涡形管11延伸到轴承套13。所述插入件20的外周边部分20以插口(spigot)的构造配合在连接孔10a内连接孔10a的内圆周处。通过阶梯状的部分10c将插入件20轴向定位。此外，所述插入件20也固定到涡轮壳体10，所述插入件20被轴承套13的外凸缘夹住，通过螺栓螺钉25也将轴承套13紧固到涡轮壳体10。此外，所述插入件20的内周边表面以插口的构造配合在所述喷口支架4的外周边表面上，并且通过阶梯状的部分4c将插入件20轴向定位。
钉销22作为喷口支架4的制动器(detent)。此钉销22从所述喷口支架4的配合部分通过在多个圆周位置形成在控制杆盘1上的切口被压入配合在轴承套13内，以便用作喷口支架4的制动器。
在如上所述的第一实施例中，由喷口翼片2、喷口盘6、喷口支撑件5、喷口支架4等组成的喷口组件通过插入件20被紧固到轴承套13上。由此，所述喷口组件不受涡轮壳体的热变形影响，并且不受施加到涡轮壳体10的外力的影响。因此，所述喷口组件能够避免由上述因素引起的变形。由此可以防止所述喷口组件变形。
由此，在没有减少紧固力的情况下，喷口组件能够通过所述插入件20牢固地固定到涡轮壳体10上。由此，可以排除在先技术固有的问题，例如下面的缺点：所述喷口组件受到由来自发动机侧的振动激励从而引起所述喷口组件和与喷口组件连接的喷口连杆机构的磨损继而导致可变喷口机构100的功能降低，结果，到发动机的增压压力(空气供给压力)极大降低。
此外，根据本发明，可以从涡轮壳体10的内径侧排除用于稳定地固定喷口组件的凸缘的必要性，从而，所述插入件20能够配合在设置有上述凸缘的部分中。由此，当所述涡轮壳体被视为单独的元件时，所述涡轮壳体本身可以具有如此的构造从而涡形管的外周边部分在轴向方向上朝向轴承套13开口。
由此，在涡轮壳体的铸造期间，能够简化模芯的构造，即，可以减少模芯的数量，因此可以简化涡轮壳体10的制造。此外，因为所述涡轮壳体10通常由铸件组成，如上所述，通过上述的开口部分能够容易地检测出涡形管11内毛刺(burr)的存在。
此外，在装有涡形管11的涡轮壳体10中，且底切部分11s形成在涡形管11中，由于设置了插入件20，所述涡形管11的外周边部分可以在轴向方向上开口。由此，即使所述模芯分离，也能够简化模芯的操纵，从而，与传统的涡轮壳体相比，模芯的数量能够极大地减少。
此外，在现有技术中，所述涡形管端(舌状部分)被涡轮壳体10限制在其内，从而，施加于所述涡形管端上的热应力通常变得更高。相反地，在本发明的第一实施例中，通过设置插入件20分离所述涡形管端从而减少限制，由此可以防止涡形管端(舌状部分)噼啪作响(clacking)。
【第二实施例】
图3是在本发明的第二实施例的涡轮侧上的上半部的基本部分的纵截面视图。
在此第二实施例中，设置有一体的喷口支架类型的插入件26，其中在第一实施例中描述的喷口支架4和插入件20彼此一体地结合。上述一体的喷口支架类型插入件26在它的外周边配合在连接孔10a中，所述连接孔10a形成在涡轮壳体10内，并从涡形管11朝向轴承套13开口。此外，如在第一实施例中所解释的，所述一体的喷口支架类型的插入件26通过多个固定螺钉(帽螺钉)21连接到轴承套13上。
上述一体的喷口支架类型的插入件26固定到涡轮壳体10上，所述涡轮壳体10利用通过环锁27利用螺栓25与轴承套的外周边凸缘紧固在一起。
除了上述构造之外，第二实施例的构造与参照图1和2解释的第一实施例的构造相同，因此，相同的附图标记用来表示在第一实施例中解释的相同的部件。
在如上所述的第二实施例(其中喷口支架4和插入件20彼此一体地结合从而形成一体的喷口支架类型的插入件26)中，与第一实施例相比，可以将一体的喷口支架类型的插入件26更加牢固地紧固到轴承套13上。由此，在第二实施例中可以减少组成部件的数量。
此外，因为在喷口支架4的外径侧凸缘和插入件20的涡轮内径侧凸缘处不存在密封表面，所以不会产生气体泄漏的任何风险。因此，不需要严格的尺寸管理，从而可以简化插入件20的制造。
【第三实施例】
图4是显示对应于图2的本发明的第三实施例的视图。
在第三实施例中，插入件20在它的外周边部分中形成有凸缘20s，所述凸缘20s被夹紧在形成在涡轮壳体10与轴承套13的外周边处的凸缘之间，所述由此夹紧的部分在它们的外周边通过连接件28以流体密封的方式被结合在一起。除了此结构之外，第三实施例的构造与第一实施例的构造相同，因此，相同的附图标记用来表示在第一实施例中解释的相同的部件。
在如上所述的第三实施例中，因为插入件20可以通过仅仅单个连接件28以流体密封的方式连接，所以可以减少组成部分的数量。此外，在第三实施例中，三个构件，即插入件20、涡轮壳体10和轴承套13在它们的最外周边凸缘上由连接件28紧固，因此可以在温度较低的部分内完成紧固。由此，即使连接件28由较便宜的材料制成，它的紧固功能也是令人满意的。
【第四实施例4】
图5是图示对应于图2的本发明的第四实施例的视图。
在第四实施例中，扣环(snap ring)29配合在环槽30中，所述环槽30形成在涡轮壳体10的在轴承套13侧上的侧端部中。轴承套13和插入件20的外周边部分夹紧在扣环29的内部，即轴承套13和插入件20通过扣环29的倾斜侧表面29a按压并固定在涡轮壳体10上。在此情况下，因为扣环29具有倾斜的侧表面29a，通过将扣环29推动到环槽30内可以产生轴向力。通过此轴向力，插入件20的外周边部分可以被牢固地保持在轴承套13与涡轮壳体10之间。
除了上述构造，第四实施例的构造与图1中示出的第一实施例相同，因此，相同的附图标记用于表示第一实施例中解释的相同部件。
在上述的第四实施例中，因为设置扣环29用于插入件20、涡轮壳体10和轴承套13的紧固部分，所以与上述其它实施例相比，没有引起紧固件松动的风险，这导致抵抗从发动机传递的振动的紧固强度增加。此外，利用单个部件，即仅仅是扣环29，可以提供紧固件，因此，可以减少组成部分的数量。
此外，在第四实施例中，扣环29配合在涡轮壳体10内的连接孔10b的内径侧中，从而可以避免增加插入件20的紧固部分的外径尺寸。
【第五实施例】
图6是图示对应于图2的本发明的第五实施例的视图。
在第五实施例中，阴螺纹形成在涡轮壳体10中的连接孔10b(参照图1)内，且阳螺纹形成在插入件20的外周边部分处。利用阴螺纹与阳螺纹配合的螺纹部分30s，插入件的外周边部分固定在涡轮壳体10与轴承套13之间。
除了上述结构，第五实施例的结构与第一实施例的结构相同。由此，相同的附图标记用于表示第一实施例中解释的相同部件。
在如上所述的第五实施例中，插入件20和涡轮壳体10的紧固部分可以被加宽。由此，可以稳定地固定插入件20。
此外，在第五实施例中，通过将插入件的阳螺纹旋入涡轮壳体10的阴螺纹内，插入件20可以容易地被紧固，不需要特别的连接螺钉部件，从而可以使得插入件20本身小型化。
【第六实施例】
图7是说明对应于图2的本发明第六实施例的视图。
在第六实施例中，插入件20的外周边部分通过焊接即通过焊接部分33固定到轴承套13和涡轮壳体10的外周边部分上。
除了上述情况，该实施例的结构与第一实施例的结构相同。由此，相同的附图标记用于表示第一实施例中解释的相同部件。
在如上所述的第六实施例中，不需要任何特定的连接螺钉部件等用于将插入件20固定到轴承套13或涡轮壳体10上，从而可以减小组成部分的数量。此外，在第六实施例中，因为通过焊接(件)33完成紧固，该焊接可以围绕密封表面进行，所以可以使得气体泄漏的出现最小化。
【第七实施例】
图8是说明对应于图2的本发明第七实施例的视图。
在第七实施例中，用于流体紧密密封的活塞环34配合在形成在插入件20的外周边部分内的凹槽中，并具有外周边表面，所述外周边表面被制成为与在涡轮壳体10内的连接孔10b的内周边表面可滑动接触。可选地，活塞环34可以配合在形成于涡轮壳体10内的连接孔10b的内周边表面内的凹槽中，且具有内周边表面，所述内周边表面被制成与插入件20的外周边表面可滑动接触。
除了上述情况，第七实施例的构造与图1中示出的第一实施例的构造相同，因此，相同的附图标记用来表示在第一实施例中解释的相同的部件。
在如上所述的第七实施例中，通过配合于配合部分内的活塞环34，可以确定地防止气体通过插入件20与涡轮壳体10之间的配合部分泄漏。
【第八实施例】
图9是对应于图2的本发明的第八实施例。
在第八实施例中，活塞环35配合在形成于插入件20的内周边表面内的凹槽，并具有被制成与喷口支架4的外周边表面可滑动接触的内周边表面。可选地，所述活塞环35可以配合在形成在喷口支架4的外周边表面内的凹槽中，并具有被制成与插入件20的内周边表面可滑动接触的外周边表面。
除了上述情况，第八实施例的构造与第一实施例的构造相同，因此，相同的附图标记用来表示在第一实施例中解释的相同的部件。
在如上所述的第八实施例中，通过活塞环35，可以确定地防止气体通过插入件20的内周边与喷口支架4的外周边之间的配合部分泄漏。此外，活塞环35没有施加相当大的力到相关的构件上，从而可以避免由于活塞环35等的配合导致的喷口支架4变形的风险。
【第九实施例】
图10是说明本发明第九实施例中的涡轮壳体的基本部分的纵截面视图。
在此第九实施例中，涡轮壳体10内的涡形管11在其内形成有开口，所述开口轴向笔直向前，从而不具有任何从涡形管11的内周边部分突出到外周边部分的突起。此外，所述开口在其上连接有插入罩36，所述插入罩36具有朝向涡形管11的外周边突出的突起36y并用作涡形管11的内周边表面的一部分，且插入罩36在其内形成有环形喷口盘36z，所述喷口盘36z适于通过喷口支撑件5连接到喷口支架4。插入罩36在内插口部分36a处定位在涡轮壳体10内。
此外，插入罩36位于喷口盘6的内部上，并通过沿内周边设置的螺帽(screw cap)27固定到涡轮壳体10的开口端表面上。
在现有技术中，通过模铸制成的涡轮壳体10的涡形管仅通过模铸形成，并且因此，如图12中所示，如果底切11s形成在涡形管11内，用于涡形管的模芯将具有分离结构。相反，在如上所述的第九实施例中，涡形管11部分分离，且在其内形成有轴向直线向前的开口，并不具有任何从涡形管11的内周边朝外周边突出的突起。此外，所述开口在其内设置有插入罩36，所述插入罩36具有朝向涡形管的外周边表面突出的突起36y并用作涡形管11的内表面的一部分。由此，涡形管11轴向地开口。
利用此构造，如现有技术中的底切部分11s通过插入罩36形成，从而可以由不贵的铸件制造涡轮壳体10，所述铸件具有如此构造从而保持令人满意的气动操作并防止用于涡形管11的模芯形成在分离结构中。
此外，尽管插入罩36通过多个螺帽(screw cap)37被紧固到涡轮壳体10上，但是用于紧固的钻孔在与涡轮壳体10中其它螺栓孔等的方向相同的方向上形成。由此，不需要设计改变钻孔的方向，从而可以使得钻孔的人工时间增加最少。
此外，插入罩36的紧固部分面对喷口盘6的内部，因此，螺帽37没有暴露到气体通道中，从而可以防止螺帽37与排气直接接触。由此，螺帽(螺丝钉头)37自身可以由便宜的材料制成。此外，即使螺帽(螺丝钉头)松动，它们的紧固状态也会维持，因为螺帽37通过邻近布置到其上的喷口盘6保持。
应注意的是，插入罩36可以固定到涡轮壳体10上，在没有使用多个螺帽37的情况下通过收缩(热压)配合固定到其上。利用此构造，在插入罩36和涡轮壳体10内的插口部分可以制得更长，从而可以保证稳定的紧固。
【第十实施例】
图11是说明对应于图1的本发明第十实施例的视图。
第十实施例具有图1和2中示出的第一实施例的构造、和图10中示出的第九实施例的构造的组合的构造。即，环状形成的上述插入件20通过多个固定螺钉21可移除地连接到喷口支架4的外周边上。此外，在第十实施例中，插入件20在它的外周边处配合在形成于涡轮壳体10内的连接孔10a中，所述连接孔10a从涡形管11朝向轴承套13开口。第一实施例的构造(其中插入件20连接到轴承套13上)与第九实施例的构造(其中形成了轴向线性开口，所述开口不具有任何从涡形管11的内周边表面朝向外周边表面突出的突起，并且其中具有朝向涡形管11的外周边突出的突起36y并用作涡形管11的内表面的一部分的插入罩36连接到所述开口，同时用于环形喷口盘6的、通过喷口支撑件连接到喷口支架4的支撑部分36z形成在插入罩36中)结合。
在如上所述的第十实施例中，通过第一实施例和第九实施例的结合可以获得相互促进的技术效果和优点，结果，在可变喉口排气涡轮增压器中可以获得实际中优异的用于安装可变喷口结构的结构。
根据本发明，可以提供一种喷口组件，该喷口组件包括喷口支架和喷口翼片，具有不受涡轮壳体的热变形以及施加到涡轮壳体上的外力的影响的牢固的支撑结构。此外，根据本发明，涡形管的构造被简化以便被大体上开口，因此喷口组件可以简单地形成。此外，根据本发明，可以提供一种可变喉口排气涡轮增压器，所述涡轮增压器使用用于涡形管的较少数量的模芯(在模铸涡轮壳体过程中使用)制造，从而可以提高涡轮壳体的生产率。
根据本发明，形成环形的插入件可移除地连接到喷口支架的外周边上。此外，根据本发明，插入件在它的外周边处配合在形成于涡轮壳体内并从涡形管朝向轴承套开口的连接孔，从而将插入件连接到轴承套，由此可以获得下面的技术效果和优点：
(1)根据本发明，通过经由插入件将喷口组件紧固到轴承套侧，可以防止喷口组件受到涡轮壳体的热变形以及施加到涡轮壳体上的外力的影响，并且因此，可以防止喷口组件因此变形。利用此构造，喷口组件可以牢固地固定到涡轮壳体侧，且没有降低紧固力。由此，可以防止出现现有技术所固有的不利或问题：喷口组件由来自发动机侧的振动激励，这导致喷口组件和连接到其上的喷口连杆机构的磨损，因此可变喷口机构的功能恶化，到发动机的增压压力(空气供给压力)极大地降低。
(2)根据本发明，可以不需要在涡轮壳体的内径侧上的凸缘(喷口组件利用该凸缘可以被稳定地固定)，因此，插入件可以配合在凸缘通常形成处的部分中。由此，当涡轮壳体被视为单独的元件时，涡形管可以设置成如此的构造，从而涡形管在其外周边部分内朝向轴承套轴向开口。由此，可以简化在涡轮壳体的铸造期间所使用的模芯的构造，从而可以减少模芯的数量。此外，因为所述涡轮壳体通常由铸件组成，所以通过轴承套的开口部分可以检测出涡形管中毛刺的出现。
(3)根据本发明，在装有具有底切的涡形管的涡轮壳体中，通过设置插入件，涡形管的外周边部分可以在轴向方向上开口。由此，即使所述模芯分离，也能够简化模芯的管理，从而，与现有技术相比，模芯的数量能够极大地减少。
(4)因为在现有技术中，所述涡形管端(舌状部分)已经被限制在涡轮壳体内，通常会引起更高的热应力。相反地，根据本发明，通过插入件分离所述涡形管端从而减少限制，由此可以防止涡形管端(舌状部分)裂开(cracking)。
此外，在本发明中，所述喷口支架和所述插入件彼此一体地结合从而构成一体的喷口支架类型的插入件。所述一体的喷口支架类型插入件在它的外周边处配合在连接孔中，所述连接孔形成在涡轮壳体内，并从涡形管朝向轴承套开口。通过包括连接螺钉的紧固装置，所述一体的喷口支架类型的插入件连接到轴承套。利用此构造，所述一体的喷口支架类型的插入件可以更加牢固地紧固到轴承套上。此外，可以减少组成部分的数量。
此外，如上所述，因为在喷口支架的外径侧凸缘处和插入件在涡轮内径侧的凸缘处不存在密封表面，所以不会引起气体泄漏的任何风险。由此，不需要严格的尺寸管理，从而可以简化插入件的制造。
此外，在本发明中，所述凸缘部分形成在插入件的外周边部分内。所述凸缘部分被夹紧在形成在涡轮壳体与轴承套的凸缘之间。此外，所述由此形成的夹紧部分通过流体密封方式的连接被结合在一起。利用此构造，插入件可以通过仅仅单个连接件以流体密封的方式连接，从而可以减少组成部分的数量。
此外，上述的三个构件，即，插入件、涡轮壳体和轴承套在它们的外周边凸缘部分上由连接件紧固，因此可以在温度值相对较低的部分处被紧固。由此，即使由较便宜的材料制成的连接件也可满足其紧固功能。
此外，在本发明中，所述扣环配合在形成于涡轮壳体的轴承侧端部中的环槽内。所述轴承套和所述插入件的外周边部分夹紧在所述扣环的内部，从而轴承套和插入件通过扣环的侧表面固定在涡轮壳体上。在扣环用在插入件、涡轮壳体和轴承套的紧固部分内的构造的情况下，与上述实施例相比，没有引起紧固部分松动的风险，从而可以导致抵抗从发动机传递的振动的紧固强度增加。
此外，根据本发明，仅由单个扣环本身可以构成所述紧固件，因此，可以减少组成部分的数量。此外，因为扣环配合在涡轮壳体的内径侧，从而可以避免增加插入件的紧固部分的外径尺寸。
此外，在本发明中，阴螺纹形成在涡轮壳体中的连接孔内，且阳螺纹形成在插入件的外周边上。利用阴螺纹与阳螺纹配合，插入件的外周边部分固定在涡轮壳体与轴承套之间。利用此构造，插入件和涡轮壳体紧固的部分可以被加宽。由此，可以稳定地紧固插入件。此外，因为仅仅插入件本身就可以被紧固到涡轮壳体上，所以不需要特别的连接螺钉。因此，可以使得插入件本身小型化。
此外，在本发明中，插入件的外周边部分通过焊接固定到轴承套和涡轮壳体上。由此，不需要任何特定的连接螺钉用于将插入件固定到轴承套或涡轮壳体上。从而可以减小组成部分的数量。
此外，因为通过焊接完成紧固，围绕密封表面的部分可以被焊接，所以可以使得气体泄漏的出现最小化。
此外，在本发明中，用于流体紧密密封的活塞环配合在插入件的外周边与涡轮壳体的连接孔的内周边之间。所述活塞环的外周边表面被制成为与在涡轮壳体内的连接孔的内周边表面可滑动接触。利用此构造，通过配合在紧固部分中的活塞环，可以防止气体通过插入件与涡轮壳体之间的紧固部分泄漏。
此外，在本发明中，用于流体紧密密封的活塞环配合在插入件的内周边表面与面对插入件的内周边表面的喷口支架的外周边之间。利用此构造，通过活塞环，可以防止气体通过插入件与涡轮壳体之间的配合部分泄漏。此外，因为所述活塞环没有施加相对大的力到它的相关构件上，从而不需要关心由于活塞环的配合导致的喷口支架变形的风险。
此外，在现有技术中，通过模铸形成的涡轮壳体的涡形管仅通过铸件(铸造)形成。因此，如图12中所示，如果底切部分11s形成在涡形管内，用于涡形管的模芯将具有分离结构。
相反，根据本发明，不具有从涡形管的内周边朝向涡形管的外周边突出的突起、并且是轴向线性的开口形成在涡轮壳体内。此外，具有朝向涡形管的外周边突出的突起并用作涡形管的内周边表面的一部分的所述插入罩(shroud)连接到所述开口，通过喷口支撑件连接到喷口支架上的环形喷口盘的支撑部分形成在插入罩中。由此，所述涡形管具有部分分离结构，并且不具有从涡形管的内周边部分朝向涡形管的外周边部分突出的突起并且是轴向线性的开口形成在涡形管内。此外，具有朝向外周边突出的突起并用作涡形管的内周边表面的一部分的所述插入罩连接到所述开口，从而，所述涡形管可以被轴向开口。
利用此构造，如现有技术中的底切部分通过插入罩形成，从而在没有使用用于涡形管的分离型模芯(组合模)的情况下，能够以不贵的铸件(铸造)构造制造涡轮壳体，同时也能够保持令人满意的气动性能。
此外，在本发明中，利用多个螺钉件(帽螺钉等)将插入罩紧固到涡轮壳体上，用于紧固的钻孔在与涡轮壳体中其它螺栓孔等的方向相同的方向上，由此，可以取消改变钻孔方向的设计。从而可以使得用于钻孔的人工时间增加最少。
此外，因为插入罩的紧固部分面对喷口盘，防止了螺钉件(帽螺钉)暴露到气体通道中，从而可以防止螺钉件暴露到排气中。由此，螺钉件(帽螺钉)自身可以由便宜的材料制成。此外，即使螺钉件松动，螺钉件也可以由邻近其布置的喷口盘保持，从而它们的紧固状态得以维持。
应注意的是，在不使用如上所述的多个螺钉件(帽螺钉)的情况下，插入罩可以通过收缩(热压)配合等直接固定到涡轮壳体上。利用此构造，插入罩和涡轮壳体的插口部分可以制得更长，从而可以获得稳定的紧固。
此外，本发明可以包括权利要求1和权利要求10的组合的一个构造。利用此构造，可以从权利要求1中所述的构造和从权利要求10中所述的构造获得相互促进的技术效果和优点，从而在可变喉口排气涡轮增压器中可以获得实际中优异的可变喷口结构的连接结构。

Claims (11)

1. 一种用于装在可变喉口排气涡轮增压器中的可变喷口机构的安装结构，并且其中来自发动机的排气被引导通过形成在涡轮壳体内的涡形管和布置在涡形管的内周边侧上的多个喷口翼片，然后被施加到设置在喷口翼片的内周边侧上的涡轮转子上，并且多个喷口翼片可旋转地支撑在环形喷口支架上以便改变喷口翼片的叶片角度从而调整施加到涡轮转子上的排气流量，其特征在于，形成环形的插入件可移除地连接到喷口支架的外周边，并且插入件在其外周边处配合在连接孔内，所述连接孔形成在涡轮外壳内并且从涡形管朝向轴承套开口，并且所述插入件连接到轴承套上。
2. 一种用于装在可变喉口排气涡轮增压器中的可变喷口机构的安装结构，并且其中来自发动机的排气被引导通过形成在涡轮壳体内的涡形管和布置在涡形管的内周边侧上的多个喷口翼片，然后被施加到设置在喷口翼片的内周边侧上的涡轮转子上，并且多个喷口翼片可旋转地支撑在环形喷口支架上以便改变喷口翼片的叶片角度从而调整施加到涡轮转子上的排气流量，其特征在于，喷口支架和插入件彼此一体地结合从而构成一体的喷口支架类型的插入件，所述一体的喷口支架类型插入件在它的外周边处配合在连接孔内，所述连接孔形成在涡轮壳体内并从涡形管朝向轴承套开口，并且所述一体的喷口支架类型的插入件连接到轴承套。
3. 根据权利要求2中所述的用于可变喉口排气涡轮增压器中的可变喷口机构的安装结构，其特征在于，插入件连接有喷口支架和可变喷口机构部件，所述可变喷口机构部件包括连接到喷口支架上的喷口翼片，从而形成一体的喷口支架和插入件的组件机构，并且通过包括螺栓和连接螺钉的紧固件将喷口支架和插入件的组件机构固定到轴承套。
4. 根据权利要求1或2中所述的用于可变喉口排气涡轮增压器中的可变喷口机构的安装结构，其特征在于，所述插入件在其外周边部分中形成有凸缘部分，所述凸缘部分被夹紧在形成在涡轮壳体与轴承套中的凸缘部分之间，并且由此形成的夹紧部分在它们的外周边通过流体密封方式的连接被结合在一起。
5. 根据权利要求1或2中所述的用于可变喉口排气涡轮增压器中的可变喷口机构的安装结构，其特征在于，扣环配合在形成在涡轮壳体中的轴承套的侧端部内的环槽中，并且所述轴承套和所述插入件的外周边部分夹紧在所述扣环与涡轮外壳之间，并且轴承套和插入件通过扣环的侧表面固定到涡轮壳体。
6. 根据权利要求1或2中所述的用于可变喉口排气涡轮增压器中的可变喷口机构的安装结构，其特征在于，阴螺纹形成在涡轮壳体中的连接孔内，而阳螺纹形成在插入件的外周边处，并且通过阴螺纹与阳螺纹配合，插入件的外周边部分固定在涡轮壳体与轴承套之间。
7. 根据权利要求1或2中所述的用于可变喉口排气涡轮增压器中的可变喷口机构的安装结构，其特征在于，通过焊接将插入件的外周边部分固定到轴承套和涡轮壳体。
8. 根据权利要求1或2中所述的用于可变喉口排气涡轮增压器中的可变喷口机构的安装结构，其特征在于，用于流体紧密密封的活塞环配合在插入件的外周边与涡轮壳体中的连接孔的内周边之间，并且所述活塞环的外周边表面被制成为与在涡轮壳体内的连接孔的内周边表面可滑动接触。
9. 根据权利要求1中所述的用于可变喉口排气涡轮增压器中的可变喷口机构的安装结构，其特征在于，用于流体紧密密封的活塞环配合在插入件的内周边表面与喷口支架的面对该内周边表面的外周边表面之间。
10. 一种用于装在可变喉口排气涡轮增压器中的可变喷口机构的安装结构，并且其中来自发动机的排气被引导通过形成在涡轮壳体内的涡形管和布置在涡形管的内周边侧上的多个喷口翼片，然后被施加到设置在喷口翼片的内周边侧上的涡轮转子上，并且多个喷口翼片可旋转地支撑在环形喷口支架上以便改变喷口翼片的叶片角度从而调整施加到涡轮转子上的排气流量，其特征在于，涡轮壳体在其内形成有开口，所述开口不具有从涡形管的内周边表面朝向涡形管的外周边表面突出的突起并且所述开口是轴向线性的，具有朝向涡形管的外周边突出的突起并用作涡形管的内周边表面的一部分的插入罩连接到开口，并且通过喷口支撑件连接到喷口支架的环形喷口盘的支撑部分形成在插入罩中。
11. 一种用于装在可变喉口排气涡轮增压器中的可变喷口机构的安装结构，并且其中来自发动机的排气被引导通过形成在涡轮壳体内的涡形管和布置在涡形管的内周边侧上的多个喷口翼片，并且然后被施加到设置在喷口翼片的内周边侧上的涡轮转子上，并且多个喷口翼片可旋转地支撑在环形喷口支架以便改变喷口翼片的叶片角度从而调整施加到涡轮机转子上的排气流量，其特征在于，形成环形的插入件可移除地连接到喷口支架的外周边，并且插入件在它的外周边处配合在形成于涡轮壳体内并从涡形管朝向轴承套开口的连接孔，所述插入件连接到轴承套上，此外，涡轮壳体在其内形成有开口，所述开口不具有从涡形管的内周边表面朝向涡形管的外周边表面突出的突起并且所述开口是轴向线性的，具有朝向涡形管的外周边突出的突起并用作涡形管的内周边表面的一部分的插入罩连接到开口，并且通过喷口支撑件连接到喷口支架的环形喷口盘的支撑部分形成在插入罩中。
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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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