CN103104299A - 用于装料设备的可变几何涡轮机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于装料设备（2）的可变几何涡轮机（1），其具有叶片安装环（3），多个导向叶片（4）可旋转地安装在该叶片安装环（3）上，并具有调节环（5），该调节环（5）相对于所述叶片安装环（3）能扭转，用于同时扭转所述导向叶片（4）。在此情况下，本发明重要的是，所述调节环（5）至少同轴地部分地围绕所述叶片安装环（3），并且设置有弹簧设备（6），该弹簧设备（6）沿着径向方向朝向所述叶片安装环（3）对所述调节环（5）弹性地预加负载。因此能够积极地影响滞后特性。

Description

用于装料设备的可变几何涡轮机
技术领域
本发明涉及一种用于装料设备的具有叶片安装环的可变几何涡轮机(VTG)，多个导向叶片可旋转地安装在该叶片安装环上。另外，本发明同样涉及一种具有至少一个可变几何涡轮机/压缩器的装料设备。
背景技术
例如废气涡轮增压器的装料设备能够配备有可变几何涡轮机。可变几何涡轮机被提供设置有可动导向叶片，其能够改变或影响涡轮机叶轮上的废气的流入横截面。通过这种可变几何涡轮机，能够改变废气在涡轮机侧上到涡轮机叶轮上的流入，从而借助于可变几何涡轮机，能够影响涡轮机叶轮的旋转速度并借此影响废气涡轮增压器的输出功率。在压缩器侧，能够利用可变几何压缩器影响由压缩器叶轮生成的空气/废气流。
利用现有技术已知的可变几何涡轮机，由于热周界条件而在一方面叶片安装环与另一方面调节环之间出现不希望的间隙，结果，特别地，调节环会根据移动方向而出现不同位置，这反过来导致不希望的运动学上的滞后。这种滞后基本上使可变几何涡轮机和设置有这种涡轮机的废气涡轮增压器的控制性变得更坏。然而，还必须存在一定间隙，以便能够安全地避免因各个部件的不同温度膨胀而造成的干扰。
发明内容
本发明涉及的问题是提供一种用于可变几何涡轮机和设置有该可变几何涡轮机的装料设备的改进实施例，其特征在于明显减少的滞后性能。
根据本发明，该问题通过各独立权利要求的主题得以解决。各有利实施例为各从属权利要求的主题。
本发明基于这样一种基本思想，对安装在可变几何涡轮机的叶片安装环上的调节环弹性地预加负载，来通过至少一个弹簧设备使导向叶片相对于所述叶片安装环同时扭转。根据本发明的用于装料设备的例如用于废气涡轮增压器的可变几何涡轮机包括已知方式的叶片安装环，多个导向叶片可扭转地安装在该叶片安装环上。通过这些导向叶片来控制涡轮机的流入横截面。为了扭转导向叶片，设置有能够相对于叶片安装环扭转的调节环，其中调节环至少同轴地部分地围绕叶片安装环。根据本发明提供的弹簧设备目前沿着径向方向朝向叶片安装环对调节环弹性地预加负载，从而使先前出现的间隙能够完全优选地被消除，但滞后至少明显减少，结果，设置有根据本发明的可变几何涡轮机的废气涡轮增压器或装料设备更好控制。
利用根据本发明的解决方案的有利的进一步展开，弹簧设备包括至少一个优选为三个沿径向方向安装在叶片安装环中的弹簧，特别是卷簧，其在内部抵抗叶片安装环支撑自身，并在外部经过相应的销抵抗调节环支撑自身。通常，单个弹簧在此明显是足够的，同时，通过设置至少三个弹簧，能够实现调节环相对于叶片安装环的静态安装，并且例如同时能够实现调节环相对于叶片安装环的转心。在运行可变几何涡轮机期间出现在销和/或出现在调节环上的磨损通过弹簧设备的弹簧的挤压而偏移，结果，即使在扩展操作情况下也不会改变调节环的安装特性，或者改变甚微。
根据本发明的解决方案的有利的进一步展开，调节环经过销以滑动方式沿圆周方向相对于叶片安装环安装。在此情况下，调节环相对于销的滑动轴承在此情况下存在，其中为了改进支承特性，销与调节环的接触表面例如可以是冠状或曲状，结果总接触面积变得更小。还可以想到，销的接触面积涂覆有滑动涂层，例如摩擦涂层，这反过来减少摩擦力，因而实现尽可能更容易的调节运动。根据本发明的解决方案的极为优选的实施例，在销上设置有球或辊，通过球或辊产生调节环的滚动安装。例如，销可以设计成圆珠笔笔芯的形式，并通过与调节环接触的球来安装所述调节环。
实际上，至少一个弹簧布置在叶片安装环的径向盲孔中。为了能够一方面实现空间节省，另一方面实现弹簧在叶片安装环上的受保护布置，在所述叶片安装环中能够引入盲孔形式的开口，其中，在这些盲孔中，开始插入弹簧，最后插入销。当销与弹簧一起下压时，销的表面和叶片安装环的相邻表面专门对齐。下压之后，能够装配调节环，其中销压靠调节环，对调节环预加负载来抵抗叶片安装环。
本发明的进一步的重要特征和优点能够在各从属权利要求、附图以及附图说明而获得。
应理解，在不背离本发明的范围的情况下，上文中提及的各特征以及仍待在下文中解释的那些特征不仅能够以所列出的相应组合进行使用，而且还通过其他组合或者单独使用。
附图说明
本发明的各优选实施例显示在附图中，并在以下描述中更详细地进行说明，其中相同的附图标记指代相同或相似或功能上相同的部件。
在所有情况下，示意性显示：
图1为根据本发明的可变几何涡轮机的视图，
图2为根据图1的详细表示，
图3为本发明的可变几何涡轮机的俯视图，
图4为如图3所示的可变几何涡轮机，但不具有调节环。
具体实施方式
参照图1至图4，根据本发明的、仅示意性地表示的装料设备2（例如，废气涡轮增压器）的可变几何涡轮机1包括叶片安装环3，多个导向叶片4可旋转地安装在该叶片安装环3上（参见图3和图4）。为了同步扭转导向叶片4并因此还为了调节通往未示出的装料设备2的涡轮机的流动，设置一能够相对于叶片安装环3扭转的调节环5。调节环5在此情况下至少部分地以同轴方式围绕叶片安装环3，其中根据本发明，还附加设置有弹簧设备6，该弹簧设备6沿着径向方向朝向叶片安装环3对调节环5弹性地预加负载。在此，弹簧设备6包括沿径向方向安装在叶片安装环3中的至少一个弹簧7，根据图1总共为四个弹簧7，弹簧7特别还能够被设计成卷簧，在内部抵抗叶片安装环支撑自身，并在外部通过销8抵抗调节环5支撑自身。一般而言，在此仅需要单个弹簧设备6，以便能够至少使导向叶片4调节期间的先前不利的滞后特性最小化。利用根据本发明的弹簧设备6，调节环5的所需间隙能够在尺寸上额外减少，这同样有助于有利地影响滞后特性。通过安装中的间隙以及因而通过调节环5根据运动方向的不同位置，即，滞后现象动态产生，这明显使可变几何涡轮机1的控制性变得更坏并因而还使装料设备2的控制性变得更坏。然而，由于热周界条件和不同的热膨胀系数，调节环5需要一定间隙，以便能够在装料设备运行期间可靠地排除干扰。
参看图2，显而易见，调节环5在圆周方向上通过销8相对于叶片安装环3以滑动方式安装。另外，调节环5能够直接滑动地安装在叶片安装环3上。在此情况下，销8和叶片安装环3一起形成滑动面。至少一个弹簧7在此情况下位于叶片安装环3中的径向盲孔9中，其中该盲孔9显然不必是实际含义上的孔。为了使调节环5在销8上的滑动操作尽可能容易，销8与调节环5接触的接触表面10可以是冠状或曲状或锥状。可替代地，还可以想到，在销8上布置有球或辊，经由球或辊，能够产生调节环5的更为容易的可操作滚动安装。在销8上安装球例如圆珠笔笔芯的形式。
根据图2，显而易见，此外，销8被引导在调节环5的径向凹部11中，其中径向凹槽11沿圆周方向具有角度α，该角度基本上表示由调节环5在两个端点之间限定的旋转角。在调节环5中设置有凹槽12，相应的导引叶片杆13（参见图3）接合在该凹槽12中。
参看图3和图4，很明显，叶片安装环3沿轴向方向14包括径向台阶15，调节环5（参见图3）在径向台阶15上与组装的可变几何涡轮机1靠在一起。在此，销8布置在径向台阶15的过渡区域中。
通过至少一个弹簧设备6，调节环5总是以规定方式进行预加载，其中由于在销8上或在调节环5上的多个调节运动而造成的可能的磨损通过弹簧设备6的弹簧7的挤压而偏移。为了产生销8在调节环5上的径向凹槽11中的尽可能容易的滑动，销8能够特别在其接触表面10上进行摩擦涂覆。如果采用至少三个弹簧设备6，调节环5以簧上方式进行安装，其具有的优点在于，能够以规定方式经由弹簧力调节摩擦。利用用于调节可变几何涡轮机1的致动制备的设计，所需力于是能够精确预先确定，于是致动设备精确匹配。通过沿圆周方向分布的多个弹簧设备6，额外获得调节环5相对于叶片安装环3的转心，这反过来对控制性具有有利作用。总而言之，利用根据本发明的可变几何涡轮机1，能够实现明显减少的间隙因而能够实现显著减少的滞后，这导致可变几何涡轮机1的显著增大的开关精度和控制精度。

Claims (8)

1.一种用于装料设备（2）的可变几何涡轮机（1），具有：
叶片安装环（3），多个导向叶片（4）可旋转地安装在该叶片安装环（3）上，
调节环（5），该调节环（5）相对于所述叶片安装环（3）能扭转，用于同时扭转所述导向叶片（4），
其特征在于，
所述调节环（5）至少同轴地部分地围绕所述叶片安装环（6），
设置有弹簧设备（6），该弹簧设备（6）沿着径向方向朝向所述叶片安装环（3）对所述调节环（5）弹性地预加负载。
2.根据权利要求1所述的可变几何涡轮机，
其特征在于，
所述弹簧设备（6）包括沿径向方向安装在所述叶片安装环（3）中的至少一个弹簧（7），优选卷簧，该弹簧（7）在内部抵抗所述叶片安装环（3）支撑自身，并在外部通过销（8）抵抗所述调节环（5）支撑自身。
3.根据权利要求2所述的可变几何涡轮机，
其特征在于，
设置有沿径向方向安装在所述叶片安装环（3）中的至少三个弹簧（7），优选卷簧。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的可变几何涡轮机，
其特征在于，
所述调节环（5）沿圆周方向经由所述销（8）相对于所述叶片安装环（3）滑动安装。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的可变几何涡轮机，
其特征在于，
所述至少一个弹簧（7）设置在所述叶片安装环（3）的径向盲孔（9）中。
6.根据权利要求2至5任一项所述的可变几何涡轮机，
其特征在于，
所述销（8）的接触表面（10）被体现成冠状或曲状。
7.根据权利要求2至5中任一项所述的可变几何涡轮机，
其特征在于，
在所述销（8）上设置有球或辊，通过所述球或辊产生所述调节环（5）的滚动安装。
8.一种装料设备（2），优选废气涡轮增压器，具有至少一个根据前述权利要求中任一项所述的可变几何涡轮机/压缩器（1）。
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