CN102667100B - 涡轮增压器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有可变涡轮几何形状（VTG）的一个涡轮增压器（1），该涡轮增压器具有一个涡轮机壳体（2），该壳体带有用于排放气体的一个供应管道（9），并且具有一个涡轮机转子（4），该转子被可旋转地安装在该涡轮机壳体（2）中；并且该涡轮增压器具有一个引导栅（18），该引导栅在外侧径向地包围该涡轮机转子（4），该引导栅具有一个叶片支承环（6），该引导栅具有多个导向叶片（7），这些导向叶片在各自情况中具有被安装在该叶片支承环（6）中的一个叶片轴（8），该引导栅具有一个调节环（5），该调节环通过多个相关联的叶片杠杆（20）操作性地连接到这些导向叶片（7）上，这些叶片杠杆在它们的一端被固定到这些叶片轴（8）上，并且每个叶片杠杆（20）在另一端上具有一个杠杆头（23），该杠杆头能够与该调节环（5）的一个相关联的接合凹口（24）相接合地安置，并且该引导栅具有一个用于将该调节环（5）安装到该叶片支承环（6）上的支承安排（28），其中该支承安排（28）形成为一个平面支承安排轴销。

Description

涡轮增压器

技术领域

本发明涉及一种具有可变涡轮几何形状（VTG）的涡轮增压器，具有一个涡轮机壳体，该壳体带有用于排放气体的一个供应管道；具有一个涡轮机转子，该涡轮机转子被可旋转地安装在该涡轮机壳体中；并且具有一个引导栅，该引导栅在外侧径向地包围该涡轮机转子，该引导栅具有一个叶片支承环，该引导栅具有多个导向叶片，这些导向叶片在各自情况中具有一个叶片轴，该叶片轴安装在该叶片支承环中，该引导栅具有一个调节环，该调节环通过多个相关联的叶片杠杆操作性地连接到这些导向叶片上，这些叶片杠杆在它们的一端被固定到这些叶片轴上，并且每个叶片杠杆在另一端上具有一个杠杆头，该杠杆头能够与该调节环的一个相关联的接合凹口相接合地安置。

背景技术

从EP 2 018 480 A1中已知所述类型的一种涡轮增压器。

发明内容

因此本发明的一个目的是提供一种涡轮增压器，该涡轮增压器允许简化引导栅或引导装置的构造及组装。

所述目的是通过以下的这些特征来实现的。

一种具有可变涡轮几何形状（VTG）的涡轮增压器，具有一个涡轮机壳体，该壳体带有用于排放气体的一个供应管道；具有一个涡轮机转子，该涡轮机转子被可旋转地安装在该涡轮机壳体中；并且具有一个引导栅，该引导栅在外侧径向地包围该涡轮机转子，该引导栅具有一个叶片支承环，该引导栅具有多个导向叶片，这些导向叶片在各自情况中具有一个叶片轴，该叶片轴安装在该叶片支承环中，该引导栅具有一个调节环，该调节环通过多个相关联的叶片杠杆操作性地连接到这些导向叶片上，这些叶片杠杆在它们的一端被固定到这些叶片轴上，并且每个叶片杠杆在另一端上具有一个杠杆头，该杠杆头能够与该调节环的一个相关联的接合凹口相接合地安置，该引导栅具有一个支承布置，该支承布置用于将该调节环安装到该叶片支承环上，该支承布置形成为一个平面支承布置。

该调节环在该叶片支承环上的支承布置被形成为带有轴向停止件的一个平面支承布置，所以可以实现该调节环的轴向和径向二者定位。这些叶片杠杆仅吸收这些调节力而并非必须形成一个用于该调节环的轴向停止件。该调节环接近于该叶片轴中心的这种改进型放置的结果是，由这些调节力引起的、被引入叶片轴的一端处的这些叶片支承力被减小。

以下技术方案涉及本发明的多个有利改进。

在所述涡轮增压器中，该平面支承布置是通过该叶片支承环中的一个引导槽缝以及一个引导凸缘形成的，该平面支承布置如所观察到的在该调节环上关于该引导栅的中心点径向向内伸出。

在所述涡轮增压器中，该引导槽缝是由相对于该中心点向外伸出的一个凸出部分和该叶片支承环的一个环形体来轴向地界定。

在所述涡轮增压器中，这些叶片杠杆具有弯曲的设计。

在所述涡轮增压器中，这些叶片杠杆具有一个叶片本体，该杠杆头经由一个弯曲件而附接到该叶片本体上，该弯曲件大致延伸进入该叶片轴的中心。

在所述涡轮增压器中，该杠杆头具有近似U形并带有两个接触插肢的设计。

在所述涡轮增压器中，该叶片支承环具有与该杠杆头的形状相配合的多个接合凹口。

在所述涡轮增压器中，与这些接合凹口发生接触的这些接触插肢的表面不是一个穿孔的表面。

在所述涡轮增压器中，该叶片支承环具有一个环绕的环形壁，该环形壁相对于该叶片支承环的环形体被提升并且该环形壁对应于该叶片间隔配备有与紧固环的尺寸和形状相配合的多个接触区域。

在所述涡轮增压器中，在该环形壁的径向外侧上，在这些接触表面之间提供了多个凹陷。

本申请的以下技术方案将一个引导栅限定为一个可以独立操作的物体。

一种用于带有可变涡轮几何形状（VTG）的涡轮增压器的引导栅，该引导栅在外部径向地包围该涡轮增压器的一个涡轮机转子并且它具有以下部分：一个叶片支承环，多个导向叶片，这些导向叶片在各自情况下具有一个叶片轴，该叶片轴安装在该叶片支承环中，一个调节环，该调节环通过多个相关联的叶片杠杆操作性地连接到这些导向叶片上，这些叶片杠杆在它们的一端被固定到这些叶片轴上，并且每个叶片杠杆在另一端上具有一个杠杆头，该杠杆头能够与该调节环的一个相关联的接合凹口相接合地安置，一个支承布置，用于将该调节环安装到该叶片支承环上，该支承布置形成为一个平面支承布置。

附图说明

从以下基于附图的一个示例性实施方案的说明中将显现出本发明的进一步的细节、优点和特征，在附图中：

图1是根据本发明的一种涡轮增压器的基本设计的截面透视图；

图2示出根据本发明的引导栅的一个第一实施方案的透视图；并且

图3示出了根据图2的引导栅的部分截面图示。

具体实施方式

图1展示了根据本发明的一个涡轮增压器1，该涡轮增压器具有一个涡轮机壳体2和一个压缩机壳体3，该压缩机壳体经由一个轴承壳体19连接到该涡轮机壳体上。这些壳体2、3和19是沿一条旋转轴线R布置。该涡轮机壳体2被部分地以截面示出，以便展示作为径向的外部引导栅18的一部分的一个叶片支承环6的布置，该引导栅具有在外周上分布的多个导向叶片7并且它具有多个枢转轴或叶片轴8。以此方式，形成了多个喷嘴截面，这些喷嘴截面根据这些导向叶片7的位置而变大或变小，并且这些喷嘴截面利用发动机排放气体在或大或小的程度上作用在涡轮机转子4上（该涡轮机转子安装在旋转轴线R的中央），该排放气体是经由一个供应管道9提供并经由一个中央连接件10而被排放，以便通过该涡轮机转子4驱动位于同一个轴上的压缩机转子17。

为了控制这些导向叶片7的移动或位置，提供了一个致动装置11。所述致动装置11可以具有任何希望的设计，但在一个优选的实施方案中具有一个控制壳体12，该控制壳体控制着被固定到其上的一个柱塞元件14的控制移动，以便将所述柱塞元件14的移动转化为位于该叶片支承环6之后的一个调节环5的一种轻微的旋转运动。在叶片支承环6与涡轮机壳体2的环状部15之间形成了用于这些导向叶片7的一个自由空间13。为了能够确保所述自由空间13，该叶片支承环6具有多个整体形成的隔离件16。在此实例中，将三个隔离件16以各自120°的角度间隔布置在叶片支承环6的外周上。然而，在原理上，有可能提供更多或更少的所述类型的隔离件16。

图2以一个放大比例示出了根据本发明的引导栅18的一个第一实施方案的局部视图。

展示了一个叶片杠杆，该叶片杠杆对于所述引导栅18的所有导向叶片是代表性的，该叶片杠杆由参考符号20指示并且它在一端具有一个紧固环21，该紧固环带有一个凹口22，该叶片轴8的一端被固定在该凹口中。

该叶片杠杆20的一个杠杆头23被布置在该调节环５的一个接合凹口24中并且因此与该调节环5接合。如从图2还可以看出，为此目的，该杠杆头23配备有一个第一接触插肢35和一个第二接触插肢36，这些插肢配合在该调节环5的接合凹口24之中。该叶片杠杆20可以通过穿孔及随后成型来产生。通过对这两个接触插肢的成形，首先确保的是产生了与这些接合凹口24尽可能同样大的一个接触表面，并且其次确保的是这些接触插肢的接触表面不会受到穿孔过程的不利影响。可替代地，还可以使用一种金属注射成形（MIM）生产过程。

在该叶片支承环6的径向外侧40上在每一种情况中在两个邻接的接合凹口24之间配备凹陷41。此外，叶片支承环6具有一个环绕的环形壁38，该环形壁相对于该环形体32提升并且该环形壁对应于该叶片间隔配备了用于与每个叶片杠杆20的紧固环21的接触区域39，这些接触区域39与该紧固环21的尺寸及形状相配合。

该调节环5通过一个平面支承布置28（见图3）安装在该叶片支承环6中。如图2所展示的，该叶片支承环6上还已经将一个第一停止件25和一个第二停止件26安装到其上，该第一停止件限定了调节环5相对于叶片支承环6调节的最小停止件，并且该第二停止件限定了调节环5相对于该叶片支承环6调节的最大停止件。

在此进行叶片支承环6与调节环5的组装，其中该调节环5被安置在叶片支承环6的这些凹陷41之间并且随后通过转动二分之一的叶片间隔而被旋转进入所述凹陷41的这些滑动表面中，这样作为这些引导凸缘30接合在这些引导槽缝29的结果，形成了一种在两侧具有轴向停止件的径向平面支承布置。在这些叶片杠杆20的紧固环21已经被焊接到这些叶片轴21上之后，该第一停止件25和第二停止件26被压入该叶片支承环6之中。作为由这些停止件25和26限定的旋转角度的结果，该调节环5和叶片支承环6此后不再被分离开或者被拉开。

图3的示图示出了一个引导栅18的一部分。图3示出了叶片轴8的一个截面图示，该叶片轴的一端被固定到这些导向叶片7之一上并且该叶片轴的另一端被固定到这些叶片杠杆20之一上。图3还示出了一个邻接布置的叶片杠杆20’以及其相关联的叶片轴8’和导向叶片7’。叶片轴8以一种叶片支承布置27而被安装在该叶片支承环6的内部。如从图3中还可看到，该叶片支承环6在其接触区域39处形成有一个凸出部分31并且在该凸出部分31与环形体32之间它还具有一个引导槽缝29。该调节环5的一个引导凸缘30以一种滑动的形式被安装在该引导槽缝29中，该引导凸缘30相对于该引导栅18的中心点M（见图2）径向向内伸出。

叶片杠杆20具有一个弯曲件34，该弯曲件使其叶片本体33在杠杆头23的方向偏转90°。以此方式，杠杆头23与调节环5以与调节环5的径向中心线ML对齐的方式形成接合。由叶片杠杆20引入的调节力因此发生在位于中心线ML的位置P处，并且由该调节力所引起的并且在这些叶片轴上产生的倾斜力矩的这些叶片支承力与现有技术的力引入点KP相比被相当大的减小。

参考符号清单

 1  涡轮增压器

2  涡轮机壳体

3  压缩机壳体

4  涡轮机转子

5  调节环

6  叶片支承环

7  导向叶片

8  叶片轴

9  供应管道

10      轴向连接件

11      致动装置

12      控制壳体

13      用于导向叶片的自由空间

14      柱塞元件

15      涡轮机壳体的环状部分

16      隔离件/隔离件凸轮

17      压缩机转子

18      引导栅/引导装置

19      轴承壳体

20      叶片杠杆

21      紧固环

22      凹口

23      杠杆头

24      接合凹口

25      第一停止件（最小停止件）

26      第二停止件（最大停止件）

27      叶片支承布置

28      平面支承布置

29      引导槽缝

30      引导凸缘

31      凸出部分

32      环形体

33      叶片本体

34      弯曲件

35      接触插肢

36      接触插肢

37, 37'    接合凹口

38      环形壁

39      接触区域

40      径向外侧

41      凹陷

M 中心点

ML    中心线

P 力引入点

KP    现有技术的力引入点

Claims (1)

1.一种具有可变涡轮几何形状（VTG）的涡轮增压器（1）

    具有一个涡轮机壳体（2），该壳体带有用于排放气体的一个供应管道（9）；

    具有一个涡轮机转子（4），该涡轮机转子被可旋转地安装在该涡轮机壳体（2）中；并且

    具有一个引导栅（18），

    ·    该引导栅在外侧径向地包围该涡轮机转子（4），

    ·    该引导栅具有一个叶片支承环（6），

    ·    该引导栅具有多个导向叶片（7），这些导向叶片在各自情况中具有一个叶片轴（8），该叶片轴安装在该叶片支承环（6）中，

    ·    该引导栅具有一个调节环（5），该调节环通过多个相关联的叶片杠杆（20）操作性地连接到这些导向叶片（7）上，这些叶片杠杆在它们的一端被固定到这些叶片轴（8）上，并且每个叶片杠杆（20）在另一端上具有一个杠杆头（23），该杠杆头能够与该调节环（5）的一个相关联的接合凹口（24）相接合地安置，并且

    ·    该引导栅具有一个支承布置（28），该支承布置用于将该调节环（5）安装到该叶片支承环（6）上，

    其中

    ·    该支承布置（28）形成为一个平面支承布置，该平面支承布置（28）是通过该叶片支承环（6）中的一个引导槽缝（29）以及一个引导凸缘（30）形成的，该平面支承布置如所观察到的在该调节环（5）上关于该引导栅（18）的中心点（M）径向向内伸出。

 2. 如权利要求1所述的涡轮增压器，其中，该引导槽缝（29）是由相对于该中心点（M）向外伸出的一个凸出部分（31）和该叶片支承环（6）的一个环形体（32）来轴向地界定。

 3. 如权利要求1所述的涡轮增压器，其中，这些叶片杠杆（20）具有弯曲的设计。

 4. 如权利要求3所述的涡轮增压器，其中，这些叶片杠杆（20）具有一个叶片本体（33），该杠杆头（23）经由一个弯曲件（34）而附接到该叶片本体上，该弯曲件大致延伸进入该叶片轴（8）的中心。

 5. 如权利要求1所述的涡轮增压器，其中，该杠杆头（23）具有近似U形并带有两个接触插肢（35，36）的设计。

 6. 如权利要求1所述的涡轮增压器，其中，该叶片支承环（6）具有与该杠杆头（23）的形状相配合的多个接合凹口（24，37，37’）。

 7. 如权利要求1所述的涡轮增压器，其中，与这些接合凹口（24）发生接触的这些接触插肢（35，36）的表面不是一个穿孔的表面。

 8. 如权利要求1所述的涡轮增压器，其中，该叶片支承环（6）具有一个环绕的环形壁（38），该环形壁相对于该叶片支承环（6）的环形体（32）被提升并且该环形壁对应于该叶片间隔配备有与紧固环（21）的尺寸和形状相配合的多个接触区域（39）。

 9. 如权利要求8所述的涡轮增压器，其中，在该环形壁（38）的径向外侧（40）上，在这些接触表面（39）之间提供了多个凹陷（41）。

 10.     一种用于带有可变涡轮几何形状（VTG）的涡轮增压器（1）的引导栅（18），该引导栅（18）在外部径向地包围该涡轮增压器（1）的一个涡轮机转子（4）并且它具有以下部分：

·  一个叶片支承环（6），

·  多个导向叶片（7），这些导向叶片在各自情况下具有一个叶片轴（8），该叶片轴安装在该叶片支承环（6）中，

·  一个调节环（5），该调节环通过多个相关联的叶片杠杆（20）操作性地连接到这些导向叶片（7）上，这些叶片杠杆在它们的一端被固定到这些叶片轴（8）上，并且每个叶片杠杆（20）在另一端上具有一个杠杆头（23），该杠杆头能够与该调节环（5）的一个相关联的接合凹口（24）相接合地安置，以及

·  一个支承布置（28），用于将该调节环（5）安装到该叶片支承环（6）上，

    其中

·  该支承布置（28）形成为一个平面支承布置，该平面支承布置（28）是通过该叶片支承环（6）中的一个引导槽缝（29）以及一个引导凸缘（30）形成的，该平面支承布置如所观察到的在该调节环（5）上关于该引导栅（18）的中心点（M）径向向内伸出。

 11.     如权利要求10所述的引导栅，其中，该引导槽缝（29）是由相对于该中心点（M）向外伸出的一个凸出部分（31）和该叶片支承环（6）的一个环形体（32）来轴向地界定。

 12.  如权利要求10所述的引导栅，其中，这些叶片杠杆（20）具有弯曲的设计。

 13.  如权利要求12所述的引导栅，其中，这些叶片杠杆（20）具有一个叶片本体（33），该杠杆头（23）经由一个弯曲件（34）而附接到该叶片本体上，该弯曲件大致延伸进入该叶片轴（8）的中心。

 14.  如权利要求10所述的引导栅，其中，该杠杆头（23）具有近似U形并带有两个接触插肢（35，36）的设计。

 15.  如权利要求10所述的引导栅，其中，该叶片支承环（6）具有与该杠杆头（23）的形状相配合的多个接合凹口（24，37，37’）。

 16.  如权利要求10所述的引导栅，其中，与这些接合凹口（24）发生接触的这些接触插肢（35，36）的表面不是一个穿孔的表面。

 17.  如权利要求10所述的引导栅，其中，该叶片支承环（6）具有一个环绕的环形壁（38），该环形壁相对于该叶片支承环（6）的环形体（32）被提升并且该环形壁对应于该叶片间隔配备有与紧固环（21）的尺寸和形状相配合的多个接触区域（39）。

 18.  如权利要求17所述的引导栅，其中，在该环形壁（38）的径向外侧（40）上，在这些接触表面（39）之间提供了多个凹陷（41）。