CN104220719B - 排气涡轮增压器及其vtg套筒 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种排气涡轮增压器(1)，该排气涡轮增压器具有一个涡轮机(2)，该涡轮机具有由一个进气管道(4)环绕的一个涡轮机叶轮(3)；并且具有一个VTG套筒(5)；该VTG套筒具有一个圆盘(6)和一个叶片支承环(7)，它们界定了该进气管道(4)，并且该VTG套筒具有多个叶片，这些叶片被安排在该进气管道(4)中并且通过多个可旋转的叶片轴(9)来安装在该叶片支承环(7)中，这些叶片轴连接到多个叶片杠杆(10)上，这些叶片杠杆的杠杆头(11)接合到一个协调环(13)中的多个相关联的凹槽(12)之中，该协调环环绕在该叶片支承环(7)的外侧上；并且具有一个径向支承件，该径向支承件具有至少一个滚动元件(8)，该滚动元件具有一个第一支撑区域(8A)，该区域是插入到叶片支承环(7)的一个凹陷(14)中的，该凹陷是沿圆周安排的并且开向外圆周(U)，并且该滚动元件具有一个第二支撑区域(8B)，该第二支撑区域是与一个支承凹槽(15)相接合的，该支承凹槽安排在凹陷(14)的对面、设置在协调环(13)中、并且在一侧上朝向凹陷(14)的方向开放。

Description

排气涡轮增压器及其VTG套筒
技术领域
本发明涉及一种排气涡轮增压器，该排气涡轮增压器：
- 具有一个涡轮机，
•该涡轮机具有由一个进气管道环绕的一个涡轮机叶轮，并且
- 具有一个VTG套筒，
•该VTG套筒具有一个圆盘和一个叶片支承环，它们界定了该进气管道，
•该VTG套筒具有多个叶片，这些叶片被安排在该进气管道中并且通过多个可旋转的叶片轴来安装在该叶片支承环中，这些叶片轴连接到多个叶片杠杆上，这些叶片杠杆的杠杆头接合到一个协调环中的多个相关联的凹槽之中，该协调环环绕在该叶片支承环的外侧上，并且
-具有一个径向支承件，该径向支承件在协调环和叶片支承环之间。
背景技术
在这样的排气涡轮增压器的情况下，提供了一种可变涡轮几何形状（VTG），其中借助于一个协调环来调节多个导向叶片。为了能够提供尽可能最好的控制，令人期望的是系统具有尽可能最少的滞后并且因此尽可能最少的摩擦。例如，该协调环的径向轴承也对此具有影响。在已知的排气涡轮增压器的情况中，为此在销上提供了多个滚动体或者滚动支承件。
发明内容
鉴于此，本发明的一个目的是提供以下类型的排气涡轮增压器，该排气涡轮增压器：
- 具有一个涡轮机，
•该涡轮机具有由一个进气管道环绕的一个涡轮机叶轮，并且
- 具有一个VTG套筒，
•该VTG套筒具有一个圆盘和一个叶片支承环，它们界定了该进气管道，
•该VTG套筒具有多个叶片，这些叶片被安排在该进气管道中并且通过多个可旋转的叶片轴来安装在该叶片支承环中，这些叶片轴连接到多个叶片杠杆上，这些叶片杠杆的杠杆头接合到一个协调环中的多个相关联的凹槽之中，该协调环环绕在该叶片支承环的外侧上，并且
- 具有一个径向支承件，该径向支承件在协调环和叶片支承环之间。该排气涡轮增压器的结构具有更简单的并且因此更便宜的设计。
这一目的是通过以下排气涡轮增压器中的特征来实现的。该排气涡轮增压器：
- 具有一个涡轮机，
•该涡轮机具有由一个进气管道环绕的一个涡轮机叶轮，并且
- 具有一个VTG套筒，
•该VTG套筒具有一个圆盘和一个叶片支承环，它们界定了该进气管道，
•该VTG套筒具有多个叶片，这些叶片被安排在该进气管道中并且通过多个可旋转的叶片轴来安装在该叶片支承环中，这些叶片轴连接到多个叶片杠杆上，这些叶片杠杆的杠杆头接合到一个协调环中的多个相关联的凹槽之中，该协调环环绕在该叶片支承环的外侧上，并且
- 具有一个径向支承件，该径向支承件在协调环和叶片支承环之间，
其中
- 该径向支承件具有至少一个滚动元件，
•该滚动元件具有一个第一支撑区域，该区域是插入到叶片支承环的一个凹陷中的，该凹陷是沿圆周安排的并且开向外圆周，并且
•该滚动元件具有一个第二支撑区域，该第二支撑区域是与一个支承凹槽相接合的，该支承凹槽安排在凹陷的对面、设置在协调环中、并且在一侧上朝向该凹陷的方向开放。
首先，这有利于使得节省部件的数量，例如在已知支承件情况下提供的销上滚动体数量。
还有利地获得了在给定安装空间中的摩擦半径和滚动半径之间非常有益的关系。
因为滚动元件（滚动块）可以360°旋转，其具有侧引导面。
以下这些可选的技术方案包含本发明的多个有利发展。
根据本发明的一种排气涡轮增压器，其中该滚动元件具有三角状构形。
根据本发明的一种排气涡轮增压器，其中该第一支撑区域具有一个半圆形的形式。
根据本发明的一种排气涡轮增压器，其中该第二支撑区域具有一个圆形的端面。
根据本发明的一种排气涡轮增压器，其中该第二支撑区域具有一个凹入部，协调环的一个驱动凸起接合到该凹入部中。
根据本发明的一种排气涡轮增压器，其中一个盖板插入到该凹陷中并且固定以便轴向固定该滚动元件。
根据本发明的一种排气涡轮增压器，其中该滚动元件是在凹陷和支承凹槽中自由可移动地引导的。
根据本发明的一种排气涡轮增压器，其中提供了三、四或五个滚动元件。
在以下可选的技术方案中限定了根据本发明的一种VTG套筒，其作为可以独立销售的一种物品。
一种排气涡轮增压器的VTG套筒，
- 具有一个圆盘和一个叶片支承环，它们界定了该进气管道，
- 具有多个叶片，这些叶片被安排在该进气管道中并且通过多个可旋转的叶片轴来安装在该叶片支承环中，这些叶片轴连接到多个叶片杠杆上，这些叶片杠杆的杠杆头接合到一个协调环中的多个相关联的凹槽之中，该协调环环绕在该叶片支承环的外侧上，并且
- 具有一个径向支承件，该径向支承件在协调环和叶片支承环之间，
其中
- 该径向支承件具有至少一个滚动元件，
•该滚动元件具有一个第一支撑区域，该区域是插入到叶片支承环的一个凹陷中的，该凹陷是沿圆周安排的并且开向外圆周，并且
•该滚动元件具有一个第二支撑区域，该第二支撑区域是与一个支承凹槽相接合的，该支承凹槽安排在该凹陷的对面、设置在协调环中、并且在一侧上朝向该凹陷的方向开放。
根据本发明的一种VTG套筒，其中该滚动元件具有三角状构形。
根据本发明的一种VTG套筒，其中该第一支撑区域具有一个半圆形的形式。
根据本发明的一种VTG套筒，其中该第二支撑区域具有一个圆形的端面。
根据本发明的一种VTG套筒，其中该第二支撑区域具有一个凹入部，协调环的一个驱动凸起接合到该凹入部中。
根据本发明的一种VTG套筒，其中一个盖板插入到该凹陷中并且固定以便轴向固定该滚动元件。
根据本发明的一种VTG套筒，其中该滚动元件是在凹陷和支承凹槽中自由可移动地引导的。
根据本发明的一种VTG套筒，其中提供了三、四或五个滚动元件。
附图说明
本发明的进一步的细节、特征和优点是通过参照附图从多个示例性实施例的以下说明中变得清楚的，在附图中：
图1 示出了根据本发明的一种排气涡轮增压器的大大简化的示意性图示，
图2 示出了根据本发明的VTG套筒的第一实施例的一个局部透视图，
图3 对应于图2，示出了图2所示的、安装有盖板的VTG套筒的一个局部视图，并且
图4 示出了根据本发明的VTG套筒的第二实施例的相比图3放大的局部图示。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的排气涡轮增压器1的一个大大简化的示意性基础图示，该排气涡轮增压器具有一条增压器旋转轴线L。
该排气涡轮增压器1还具有一个涡轮机2，该涡轮机包括由一个进气管道4环绕的一个涡轮机叶轮3，该进气管道配备有一个所谓的VTG套筒5。下面将参照图2至图4对这个VTG套筒5进行详细描述。
当然排气涡轮增压器1还具有一个排气涡轮增压器的所有其他常见部件，例如一个转子20，该转子可旋转地安装在一个轴承壳体21中并且在一端处支承涡轮机叶轮3而在另一端处支承压缩机22的压缩机叶轮23。这些部件同样在图1中仅以大大简化的形式示意性地示出，因为它们对于解释本发明的原理不是重要的。
如所提到的、将在下文中参照图2至图4进行详细解释的这个VTG套筒同样是以大大简化的示意性形式示出的。
VTG套筒应理解为是指一个结构单元，该结构单元在一个叶片支承环7与一个圆盘6之间界定了供排气通往涡轮机叶轮3的一个进气管道4。此外，这样的一个VTG套筒具有多个叶片，这些叶片被安装在进气管道4内，但是在图2至图4中不可见。这些叶片可以在该叶片支承环7中在一个关闭位置与一个打开位置之间可旋转地移动。为此目的，这些叶片具有多个叶片轴9，每个叶片轴具有一条旋转轴线。这些叶片轴9进而连接至多个叶片杠杆10上，其中的两个叶片杠杆各自在图2中用参考号10表示。在VTG套筒5的情况下，有可能提供例如十个此类叶片杠杆，这些叶片杠杆各自以同样的方式成型并且优选被偏置。
每个叶片杠杆10具有一个杠杆头11，该杠杆头接合到一个协调环13中的相关联凹槽12中。图2在此方面示出了，该协调环13环绕在叶片支承环7的外侧上，即沿着其外圆周。
为了径向地安装该协调环13，提供了一个径向支承件，该径向支承件根据本发明是由至少一个滚动元件8形成的。
在图2与图3中所示的第一实施例中，该滚动元件8具有一个第一支撑区域8A，该第一支撑区域被插入到叶片支承环7中的一个凹陷14内，该凹陷是环圆周安排的并且开向叶片支承环7的外圆周U。另外，图2和图3示出了滚动元件8具有一个第二支撑区域8B，该第二支撑区域与一个支承凹槽15相接合，该支承凹槽安排在凹陷14的对面且、安排在协调环13中、并且是在一侧上朝向该凹陷14的方向开放。
图2示出了滚动元件8，该滚动元件也可以被称为滚动块，具有一个三角构造。在本案例中，第一支撑区域8A具有一个半圆的形状，该第一区域与第二区域8B以向外呈圆锥形拓宽的方式合并。该支撑区域8B进而又有一个圆形的端面16，该端面在支承凹槽15的一个相对面15G上滚动，在图3中由箭头指示出在协调环13与滚动元件8之间的一个滚动支承的接触点K。在这种情况下，该相对面15G可以是平面形的或者类似地是稍微圆形的。
图3示出了一个盖板19插入到该凹陷14内并且固定在此以便轴向地固定滚动元件8。该盖板19在图2中未示出，以便有可能示出滚动元件8的整体构造。
图4展示了一个替代实施例，在该实施例中与图2和图3所示的实施例中相对应的所有特征都配备有相同的参考号。
在该实施例中，也提供了一个滚动元件（滚动块8），该滚动元件又有一个半圆形第一支撑区域8A，该区域接合到叶片支承环7中的凹陷14内，该凹陷在一侧开口。
该滚动块8，具有一个接合到支承凹槽15中的第二支撑区域8B。然而，在该实施例中，第二支撑区域8B具有一个凹入部17，协调环13的一个驱动凸起18接合到该凹入部中，如从图4中的图示展示中变得清楚的。
图2和图3或者图4中所示的实施例均具有相同的特征，即滚动元件8是在凹陷14和支承凹槽15中被自由可移动地引导的。
另外，在两个实施例中，均优选提供三、四或五个滚动元件8，这些滚动元件可以分布安排在VTG套筒的圆周上。
除以上书面披露外，特此明确地参考在图1和图4中对本发明的展示性表示以补充本发明的披露。
参考符号清单
1 排气涡轮增压器
2 涡轮机
3 涡轮机叶轮
4 进气管道
5 VTG套筒
6 圆盘
7 叶片支承环
8 滚动元件/滚动块
8A、8B 支撑区域
9 叶片轴
10 叶片杠杆
11 杠杆头
12 凹槽
13 协调环
14 凹陷
15 支承凹槽
15G 相对的壁面
16 端面
17 凹入部
18 驱动凸起
19 盖板
20 转子
21 轴承壳体
22 压缩机
23 压缩机叶轮
K1和K2 沿着滚动元件8的侧接触点
K 滚动支承件的接触点
L 增压器纵向轴线

Claims (18)

1.一种排气涡轮增压器（1）
- 具有一个涡轮机（2），
•该涡轮机具有由一个进气管道（4）环绕的一个涡轮机叶轮（3），并且
- 具有一个VTG套筒（5），
•该VTG套筒具有一个圆盘（6）和一个叶片支承环（7），它们界定了该进气管道，
•该VTG套筒具有多个叶片，这些叶片被安排在该进气管道（4）中并且通过多个可旋转的叶片轴（9）来安装在该叶片支承环（7）中，这些叶片轴连接到多个叶片杠杆（10）上，这些叶片杠杆的杠杆头（11）接合到一个协调环（13）中的多个相关联的凹槽（12）之中，该协调环环绕在该叶片支承环（7）的外侧上，并且
- 具有一个径向支承件，该径向支承件在协调环（13）和叶片支承环（7）之间，
其中
- 该径向支承件具有至少一个滚动元件（8），
•该滚动元件具有一个第一支撑区域（8A），该区域是插入到叶片支承环（7）的一个凹陷（14）中的，该凹陷是沿圆周安排的并且开向外圆周（U），并且
•该滚动元件具有一个第二支撑区域（8B），该第二支撑区域是与一个支承凹槽（15）相接合的，该支承凹槽安排在凹陷（14）的对面、设置在协调环（13）中、并且在一侧上朝向该凹陷（14）的方向开放。
2.如权利要求1所述的排气涡轮增压器，其中该滚动元件（8）具有三角状构形。
3.如权利要求1所述的排气涡轮增压器，其中该第一支撑区域（8A）具有一个半圆形的形式。
4.如权利要求2所述的排气涡轮增压器，其中该第一支撑区域（8A）具有一个半圆形的形式。
5.根据权利要求1至4之一所述的排气涡轮增压器，其中该第二支撑区域（8B）具有一个圆形的端面（16）。
6.根据权利要求1至4之一所述的排气涡轮增压器，其中该第二支撑区域（8B）具有一个凹入部（17），协调环（13）的一个驱动凸起（18）接合到该凹入部中。
7.根据权利要求1至4之一所述的排气涡轮增压器，其中一个盖板（19）插入到该凹陷（14）中并且固定以便轴向固定该滚动元件（8）。
8.根据权利要求1至4之一所述的排气涡轮增压器，其中该滚动元件（8）是在凹陷（14）和支承凹槽（15）中自由可移动地引导的。
9.如权利要求1至4之一所述的排气涡轮增压器，其中提供了三、四或五个滚动元件（8）。
10.一种排气涡轮增压器（1）的VTG套筒（5），
- 具有一个圆盘（6）和一个叶片支承环（7），它们界定了进气管道（4），
- 具有多个叶片，这些叶片被安排在该进气管道（4）中并且通过多个可旋转的叶片轴（9）来安装在该叶片支承环（7）中，这些叶片轴连接到多个叶片杠杆（10）上，这些叶片杠杆的杠杆头（11）接合到一个协调环（13）中的多个相关联的凹槽（12）之中，该协调环环绕在该叶片支承环（7）的外侧上，并且
- 具有一个径向支承件，该径向支承件在协调环（13）和叶片支承环（7）之间，
其中
- 该径向支承件具有至少一个滚动元件（8），
•该滚动元件具有一个第一支撑区域（8A），该区域是插入到叶片支承环（7）的一个凹陷（14）中的，该凹陷是沿圆周安排的并且开向外圆周（U），并且
•该滚动元件8具有一个第二支撑区域（8B），该第二支撑区域是与一个支承凹槽（15）相接合的，该支承凹槽安排在该凹陷（14）的对面、设置在协调环（13）中、并且在一侧上朝向该凹陷（14）的方向开放。
11.如权利要求10所述的VTG套筒，其中该滚动元件（8）具有三角状构形。
12.如权利要求10所述的VTG套筒，其中该第一支撑区域（8A）具有一个半圆形的形式。
13.如权利要求11所述的VTG套筒，其中该第一支撑区域（8A）具有一个半圆形的形式。
14.根据权利要求10至13之一所述的VTG套筒，其中该第二支撑区域（8B）具有一个圆形的端面（16）。
15.根据权利要求10至13之一所述的VTG套筒，其中该第二支撑区域（8B）具有一个凹入部（17），协调环（13）的一个驱动凸起（18）接合到该凹入部中。
16.根据权利要求10至13之一所述的VTG套筒，其中一个盖板（19）插入到该凹陷（14）中并且固定以便轴向固定该滚动元件（8）。
17.根据权利要求10至13之一所述的VTG套筒，其中该滚动元件（8）是在凹陷（14）和支承凹槽（15）中自由可移动地引导的。
18.如权利要求10至13之一所述的VTG套筒，其中提供了三、四或五个滚动元件（8）。
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