CN103635671B - 涡轮增压器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有可变涡轮几何形状(VTG)的涡轮增压器(1)，该涡轮增压器：具有一个涡轮机壳体(2)，该壳体带有用于排气的一个供应管道(9)；具有一个涡轮机叶轮(4)，该涡轮机叶轮被可旋转地安装在涡轮机壳体(2)中；并且具有一个引导栅(18)，该引导栅在外部径向地包围涡轮机叶轮(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)，这些导向叶片具有在各自情况下被安装在叶片支承环(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)而操作性地连接至这些导向叶片(7)，这些叶片杠杆在它们的一端被紧固至这些叶片轴(8)，其中每个叶片杠杆(20)在另一端处具有一个杠杆头(23)，该杠杆头可以与该调节环(5)的具有一个基壁(26)的一个相关联的接合凹陷(24)相接合地安置；并且该引导栅具有一个停止件(25)，该停止件至少用于设定经过由这些导向叶片(7)形成的这些喷嘴截面的最小流通量，其特征在于，该停止件是该基壁(26)上的一个第一支撑点(25)，其中在最小流通量位置中，该杠杆头(23)通过面朝该基壁(26)的一个壁表面(27)而与所述第一支撑点进行接触。

Description

涡轮增压器

技术领域

本发明涉及一种排气涡轮增压器。

背景技术

从EP1564380A1中已知所述类型的一种涡轮增压器。为了防止削弱调节环，所述文件提出要提供一个停止件，该停止件被一体地连接到调节环，并且该停止件由一个腹板构成，该腹板的宽度可以是改变的或者该腹板可以配备有一个可调节的无头螺钉。在一定程度上，所述设计的确产生了一个具有可调节停止件的设备，然而以这种方式构造的停止件在实践中是几乎不可行的，因为，空间条件将阻碍无头螺钉的插入，这种插入此外还要求在该一体式停止部件中提供内螺纹，并且此外为了能够固定已经设定的位置，必须为该无头螺钉提供一个锁定设备。在现实中，由于极为有限的空间条件，这涉及到高水平的支出并且因此是不可取的。

然而，在已知的涡轮增压器中，由于在调节环上一体形成该停止件，仅在相对高水平的开支情况下才有可能（如果有可能的话）在引导栅组装后再加工该停止件的突出部，例如，如果必须要进行该引导栅的末端位置的校正的话。

发明内容

因此本发明的一个目的是提供一种具有可变涡轮几何形状的涡轮增压器，其具有：

-一个涡轮机壳体，该壳体带有用于排气的一个供气管道；

-一个涡轮机叶轮，该涡轮机叶轮被可旋转地安装在该涡轮机壳体中；并且

-一个引导栅，

该引导栅在外侧径向地包围该涡轮机叶轮，

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下具有一个叶片轴，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而操作性地连接至这些导向叶片，这些叶片杠杆在它们的一端被紧固至这些叶片轴，其中每个叶片杠杆在另一端处具有一个杠杆头，该杠杆头能够与该调节环的具有一个基壁的一个相关联的接合凹陷相接合地安置，并且

该引导栅具有一个停止件，该停止件至少用于设定经过这些喷嘴截面的最小流通量，这些截面是由这些导向叶片形成的。

该涡轮增压器允许简化引导栅或引导装置的组装，其中至少对最小流通量的简单且精确的设定应该是单独通过该引导装置而可能实现的。

所述目的是通过如下的这些特征来实现的：该停止件是该基壁上的一个第一支撑点，其中在最小流通量位置中，该杠杆头通过面朝该基壁的一个壁表面而与所述第一支撑点进行接触。

根据本发明，因此有可能借助该调节环与该叶片杠杆或叶片杠杆头之间的内部停止件来实现在该套筒或该引导栅中该导向叶片的位置。因此，有可能的是，在各自情况下针对最小叶片位置和优选地最大叶片位置提供一个停止件，而不需要额外的部件。

如下涉及了本发明的多个有利优化：

可选地，在如前所述的涡轮增压器中提供了处于该基壁上的一个第二支撑点的形式的一个另外的停止件，其中在最大流通量位置中，该杠杆头通过面朝该基壁的该壁表面而与所述第二支撑点进行接触;

可选地，在如前所述的涡轮增压器中，该第一和第二支撑点是相对于一条半径线对称地安排的，该半径线延伸穿过被指派给该杠杆头的该叶片轴的一个中心点;

可选地，在如前所述的涡轮增压器中，在一个中间叶片位置中，在该基壁与该杠杆头的指向所述基壁的该壁表面之间存在一个游隙。

附图说明

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

图1示出了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示出了根据本发明的引导栅的平面视图，并且

图3-5示出了在不同导向叶片位置中该引导栅的详细视图。

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连接到所述涡轮机壳体上。这些壳体2、3和19是沿着旋转轴线R安排的。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的安排，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的位置而是较大或较小的、并且将一个发动机的较大或较小量的排气（该排气是经由一个供气管道9供应的并经由一个中央连接件10而被排出）供应至涡轮机叶轮4，该涡轮机叶轮被安装在旋转轴线R的中央，以便通过该涡轮机叶轮4来驱动位于同一个轴上的压缩机叶轮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。所述致动装置可以具有任何希望的形式，但一个优选的实施例具有一个控制壳体12，该控制壳体控制着被紧固到其上的一个柱塞杆14的控制移动，以便将其移动传输到位于该叶片支承环6背后的一个调节环5上，从而所述移动被转化成所述调节环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。为了能够保卫所述自由空间13，该叶片支承环6具有多个一体成形的隔离件16。在此实例中，将三个隔离件16以各自120°的角度间隔安排在叶片支承环6的外周上。然而，原则上有可能提供更多或更少的这样的隔离件16。

图2示出了根据本发明的引导栅18、叶片支承环6、导向叶片7及其叶片轴8、调节环5以及叶片杠杆20及其杠杆头23的一个平面视图，其中在各自情况下，通过举例并且作为所有其他安排的代表展示了具有杠杆头23的两个叶片杠杆20。图2中通过字母“X”表示的细节在图3至5中各自在不同的导向叶片位置中再现。另外，在各自情况下展示了该引导栅18的仅一个切口。

图3示出了这些导向叶片7的中间位置ST_M。图3示出了，该基本上半圆形的杠杆头23具有一个壁表面27，该壁表面指向该接合凹陷24的基础表面26。在图3所示的中间叶片位置ST_M中，在所述壁表面27与该基壁26之间具有一个游隙S，如在图3的展示中可以详细看出。

与之相比，图4示出了这些引导叶片7的关闭位置ST_G。在此，在图4所选择的展示中，该叶片杠杆20通过其杠杆头23向左边枢转了一个角度α，该角度可以是约25°。在所述位置中，游隙S减小至值0，如图4所示。

在所述位置中，该壁表面27支承在该基壁26的第一支撑点25上，这样使得该支撑点25形成了该停止件（在这种情况下为最小停止件）。

在图5中，该图示出了打开的叶片位置ST_O，该叶片杠杆20围绕叶片轴8的中心点M₈向右边枢转过一个角度β并且在一个第二支撑点28处发生接触，该第二支撑点同样位于基壁26上并且该壁表面27与该第二支撑点在作为最大停止件的所述位置中相接触。

这两个支撑点25和28是相对于一条半径线R对称地安排，该半径线穿过该叶片轴8的中心点M₈延伸并且从该引导栅18的中心点M₁₈延伸。在图3所示的中间叶片位置中，该半径线R对应于该叶片杠杆20的纵向中心线。

具体而言，所述安排产生了以下优点：对于该最小位置并且还对于该最大位置均可以形成一个限定的停止件，而不需要制造和组装额外的部件。每个叶片杠杆都使其末端相对该调节环以最大的且相等的角偏转停止在该内部停止件处。如基于图3至5所解释的，对于最小停止件还有最大停止件而言操作原理是相同的。在此，这两个末端位置具有的优点是，这些导向叶片位于一个非常精确的末端位置中。

对该最大停止件而言，这意味着在这些叶片末端处的一个非常精确的内圆，这尤其对用于火花点火式发动机的可变涡轮几何形状的排气涡轮增压器而言是重要的。

对于最小停止件而言，根据本发明的解决方案产生了一个非常精确的均匀的管道构型，具有一个对应地精确的通量特征值，这进而对柴油发动机而言是重要的。

此外，如上所述，根据本发明的设计产生的优点是：可以省略至少一个部件并且因此省略在该叶片轴承环上的多个加工过程以及此类额外部件相关联的组装。对相同的技术功效而言，这不仅产生了设计的简化而且还产生了成本优势。

除本发明的以上书面披露之外，特此明确地参考在图1至图5中对本发明的图解说明。

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涡轮机叶轮

5调节环

6叶片支承环

7导向叶片

8叶片轴

8H指派给杠杆头23的叶片轴

9供应管道

10轴向连接件

11致动器件

12控制壳体

13用于导向叶片7的自由空间

14柱塞元件

15涡轮机壳体2的环形部分

16隔离件/隔离件凸轮

17压缩机叶轮

18引导栅/引导装置（VTG）

19轴承壳体

20叶片杠杆

21紧固环

22凹陷

23杠杆头

24接合凹陷

25，28停止件（支撑点）

26基壁

27壁表面

R半径线

M₈叶片轴的中心点

M₁₈引导栅的中心

Claims (4)

1.一种具有可变涡轮几何形状（VTG）的涡轮增压器（1），其具有：

-一个涡轮机壳体（2），该壳体带有用于排气的一个供气管道（9）；

-一个涡轮机叶轮（4），该涡轮机叶轮被可旋转地安装在该涡轮机壳体（2）中；并且

-一个引导栅（18），

该引导栅在外侧径向地包围该涡轮机叶轮（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下具有一个叶片轴（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）而操作性地连接至这些导向叶片（7），这些叶片杠杆在它们的一端被紧固至这些叶片轴（8），其中每个叶片杠杆（20）在另一端处具有一个杠杆头（23），该杠杆头能够与该调节环（5）的具有一个基壁（26）的一个相关联的接合凹陷（24）相接合地安置，并且

该引导栅具有一个停止件（25），该停止件至少用于设定经过这些喷嘴截面的最小流通量，这些截面是由这些导向叶片（7）形成的，

其特征在于

该停止件是该基壁（26）上的一个第一支撑点（25），其中在最小流通量位置中，该杠杆头（23）通过面朝该基壁（26）的一个壁表面（27）而与所述第一支撑点进行接触。

2.如权利要求1所述的涡轮增压器，其特征在于，提供了处于该基壁（26）上的一个第二支撑点（28）的形式的一个另外的停止件，其中在最大流通量位置中，该杠杆头（23）通过面朝该基壁（26）的该壁表面（27）而与所述第二支撑点进行接触。

3.如权利要求2所述的涡轮增压器，其特征在于，该第一和第二支撑点（25，28）是相对于一条半径线（R）对称地安排的，该半径线延伸穿过被指派给该杠杆头（23）的该叶片轴（8H）的一个中心点（M₈）。

4.如权利要求1至3之一所述的涡轮增压器，其特征在于，在一个中间叶片位置（ST_M）中，在该基壁（26）与该杠杆头（23）的指向所述基壁（26）的该壁表面（27）之间存在一个游隙（S）。