CN104870775B - 可变容量型排气涡轮增压器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可变容量型排气涡轮增压器，其减小构成可变容量型排气涡轮增压器的可变喷嘴机构的喷嘴叶片的两端面和与该端面相对的壁面之间的间隙而防止泄漏气流，并且即使在热变形时也避免喷嘴叶片接触两侧端面而发生卡死。其特征在于，具有：喷嘴轴(49)，其突出设置于喷嘴叶片(45)的一侧端面(58)，旋转支承喷嘴叶片(45)；轴孔(53)，其供喷嘴轴(49)有间隙地嵌合；喷嘴叶片的前端面(57)，其通过向轴孔(53)中嵌合喷嘴轴(49)时的嵌合间隙使承受排气压力的喷嘴叶片(45)向内径侧倾倒，减小与平行壁的壁面(59a)之间的空隙；空隙减小促进部(65)，其增大所述前端面(57)的倾斜角或喷嘴叶片(45)的排气投影面，从而进一步增大所述空隙的减小。

Description

可变容量型排气涡轮增压器

技术领域

本发明涉及一种内燃机的可变容量型排气涡轮增压器，特别是涉及一种在使来自内燃机(发动机)的排气通过形成于涡轮壳的涡管(スクロール)内及多个可变喷嘴叶片而作用于涡轮转子的可变容量型排气涡轮增压器中、防止从构成可变喷嘴机构的可变喷嘴叶片的两侧面和与该侧面相对的壁面之间的间隙泄漏气流的技术。

背景技术

由于尾气排放规定的强化，机动车用排气涡轮增压器在发动机低速下的灵敏度改善受到了重视，希望提高涡轮增压机的灵敏度。

在发动机加速时，通过减小可变容量涡轮的喷嘴叶片的开度、使排气压力上升，涡轮转数将上升。

在可变容量涡轮的喷嘴叶片开度极端变小时，来自喷嘴叶片的两侧面和与该侧面相对的壁面之间的空隙的泄漏气流损失将变大，效率降低。因此，存在转数上升延迟这一问题。

普遍所知如果减小该喷嘴叶片的空隙，则效率上升，但若空隙过小，则喷嘴叶片就有可能卡死。这是因为，喷嘴叶片的周边部件会由于燃烧气体而发生热变形。

作为有关喷嘴叶片的空隙减小技术的现有技术，能够列举出专利文献1((日本)特开平11-229815号公报)。

在该专利文献1中，如图7所示，表示了一种防止喷嘴叶片100与平行壁102之间的间隙气流的技术。具体而言，表示了一种在涡管室与涡轮工作轮之间设置由一对平行壁102划分的喷嘴室104的可变容量型涡轮机，其构成为，使与平行壁102相对的喷嘴叶片100的两端部106、106比中央部108的t1的壁厚形成得更厚，并且使该两端部的端面与所述平行壁102平行地形成t2的宽度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开平11-229815号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在所述专利文献1中，使喷嘴叶片100的两端部106、106比中央部108的壁厚形成得更厚，并且与平行壁102平行地加宽而得到密封长度，但是依然没有公开应对如下问题的对策：在热变形时，平行壁102的间隔狭窄，喷嘴叶片100的两端部106、106与平行壁102的间隙变小，容易发生卡死。

因此，希望有一种为了确保密封性、减小喷嘴叶片的两端部与平行壁之间的间隙而抑制空隙损失(クリアランス損失)，而且即使平行壁的间隔在热变形时变小，喷嘴叶片的两端部也不会在其与平行壁之间发生卡死的结构。

因此，本申请是鉴于前述情况而做出的，其目的在于减小构成可变容量型排气涡轮增压器的可变喷嘴机构的喷嘴叶片的端面和与该端面相对的壁面之间的间隙而防止泄漏气流(漏れ流れ)，从而提高增压器效率，并且即使在热变形时也不使喷嘴叶片的端面与壁面接触而发生卡死。

解决技术问题的技术手段

为了实现上述目的，本发明提供一种可变容量型排气涡轮增压器，其使来自发动机的排气通过形成于涡轮壳的涡管内及多个可变喷嘴叶片而作用于涡轮转子，所述可变容量型排气涡轮增压器的特征在于，具有：喷嘴叶片收纳部，其在所述涡管室与所述涡轮转子之间沿周向排列多个可变喷嘴叶片，并且具有平行壁，该平行壁与所述喷嘴叶片的两侧端面存在间隙并大致平行地形成；喷嘴轴，其突出设置于所述喷嘴叶片的一侧端面，旋转支承喷嘴叶片；轴孔，其设于所述平行壁的一侧，供所述喷嘴轴有间隙地嵌合；喷嘴叶片的前端面，其通过向所述轴孔中嵌合所述喷嘴轴时的嵌合间隙使承受排气压力的喷嘴叶片向内径侧倾倒，减小与所述平行壁的壁面之间的空隙；空隙减小促进部，其增大所述前端面的倾斜角或喷嘴叶片的排气投影面，从而进一步增大因该喷嘴叶片的前端面的倾倒而形成的所述空隙的减小。

根据上述发明，可变喷嘴叶片在具有平行壁的喷嘴叶片收纳部沿周向排列，并且可变喷嘴叶片将喷嘴轴嵌合于轴孔而使其被悬臂支承，从而能够旋转地支承于平行壁的一侧的壁面。

喷嘴轴与轴孔存在嵌合间隙，因此是被松动地安装，在排气的压力下，喷嘴叶片的另一侧端面(前端面)向涡轮转子侧即内径侧倾倒而倾斜。

即，在图3A所示的比较例中，通过以喷嘴轴8的中心线8a与沿垂直于平行壁2的壁面4的垂直方向设置的轴孔6的中心线6a一致的方式进行嵌合时的嵌合间隙(轴孔6与喷嘴轴8的松动)，承受排气压力的喷嘴叶片10以喷嘴叶片10的另一侧端面(前端面)12向内径侧倾倒的歪斜角度θ1倾倒而倾斜。

通过该喷嘴叶片10的倾倒，另一侧端面12的前侧角部P1移动到P2(参照图3A)，与壁面4之间的空隙从C0向C1减小。本发明通过该喷嘴叶片10的排气压力来积极地利用因嵌合间隙而产生的倾斜，从而缩小喷嘴叶片的端面与平行壁2的壁面4的空隙而减小从该空隙泄漏的泄漏量。

但是，若仅是增大轴孔6来加大轴孔6与喷嘴轴8之间的嵌合间隙而扩大松动，则喷嘴轴8与轴孔6的磨损增大，并且由于松动的增大，喷嘴叶片10的精度良好的开度控制将变得困难。而且，与壁面4之间的所述空隙会由于喷嘴叶片10及平行壁2的热变形而发生变化，因此，需要考虑卡死(固定)而保持规定量。

因此，在本发明中，特征在于，具有：喷嘴叶片的前端面，其通过向所述轴孔中嵌合所述喷嘴轴时的嵌合间隙使承受排气压力的喷嘴叶片向内径侧倾倒，减小与所述平行壁的壁面之间的空隙；空隙减小促进部，其增大所述前端面的倾斜角或喷嘴叶片的排气投影面，从而进一步增大因该喷嘴叶片的前端面的倾倒而形成的所述空隙的减小。

即，在向所述轴孔中嵌合所述喷嘴轴时的嵌合间隙不发生改变的情况下，利用空隙减小促进部，通过增大所述前端面的倾斜角或喷嘴叶片的排气投影面，进一步增大因该喷嘴叶片的前端面而形成的所述空隙的减小。

因此，能够通过喷嘴叶片的前端面、更具体而言是通过前端面的角部(图3A的P1部)进一步减小与平行壁之间的空隙，其结果是，能够确保密封性，能够减小喷嘴叶片的两侧端面与平行壁之间的间隙而抑制空隙损失。

并且，在热变形时，喷嘴叶片的两端面被热变形的平行壁的壁面按压，回到倾倒前的原位置。由于在该倾倒前的原位置，以使考虑了热变形的空隙得以确保的方式进行了设定，因此在回到原位置的状态下，喷嘴叶片的两端面与平行壁面之间不会发生卡死而固定，喷嘴叶片保持转动。

如此，在本申请中，能够减小喷嘴叶片的两端面与其相对的平行壁的壁面之间的间隙而防止泄漏气流，提高增压器效率，并且即使在热变形时，也能够不使喷嘴叶片接触两端面而发生卡死。

另外，在本发明中，优选的是，在所述喷嘴叶片的所述喷嘴轴方向的截面形状中，两端面形成为直线状，所述空隙减小促进部使所述轴孔朝向所述平行壁的壁面向内径侧倾斜而设置。

如此，空隙减小促进部由轴孔朝所述平行壁的壁面向内径侧倾斜设置的结构构成，因此能够增大喷嘴叶片的倾斜角。

具体而言，如图3B所示，在以叶片轴的中心线与轴孔的中心线一致的方式设置喷嘴叶片时，利用轴孔的倾斜量，与平行壁之间的壁面的空隙小于C1，变为C2，在图3B中，初始空隙变为C2。若在排气压力的作用下存在由轴孔与喷嘴轴的嵌合间隙产生的松动程度所对应的倾倒，则由于使喷嘴叶片的另一侧端面进一步向内径侧倾倒，空隙能够变为小于C2的C3，能够抑制空隙损失。

另外，在热变形时，喷嘴叶片的倾倒被平行壁面推回，产生由轴孔与喷嘴轴的嵌合间隙产生的松动程度所对应的回移，喷嘴叶片回到与平行壁面垂直的垂直位置，与平行壁面之间的空隙保持在不卡死的范围内。即，由于设为不发生卡死的初始设定空隙，所以保持在该位置。

另外，在本发明中，优选的是，所述空隙减小促进部使所述轴孔的所述喷嘴叶片侧的内径侧及所述轴孔的所述喷嘴叶片的相反侧的外径侧中的至少任一方由倒角构成。

如此，由于利用倒角构成空隙减小促进部以增大叶片倾斜角，因此不用对喷嘴轴及喷嘴叶片侧加以变形，只要在轴孔的开口端部施加倒角即可，因此，应对变更的加工较为容易。另外，能够在轴孔的喷嘴叶片侧以及轴孔的喷嘴叶片的相反侧中的任一方或者两方，根据由倒角产生的歪斜角度的设定来形成倒角。

另外，在本发明中，优选的是，在所述喷嘴叶片的所述喷嘴轴方向的截面形状中，两端面形成为直线状，所述空隙减小促进部使与所述直线状的前端面垂直的垂直方向相对于向沿垂直于平行壁的壁面的垂直方向设置的所述轴孔中嵌合的所述喷嘴轴的中心线，向内径侧倾斜而形成。

如此，相对于向垂直于平行壁的壁面的垂直方向设置的轴孔中嵌合的喷嘴轴的中心线，与喷嘴叶片的直线状的前端面垂直的方向向内径侧倾斜而设置，因此能够增大喷嘴叶片的倾斜角。

具体而言，如图5A的实线或图5B的虚线所示，喷嘴叶片朝向内径侧以歪斜角度θ2倾斜。此时的空隙是D1。若排气压力在该状态下作用于喷嘴叶片，则喷嘴轴能够倾斜至抵靠在轴孔的相反侧的内周面的位置，因此如图5B的实线所示，能够使喷嘴叶片向涡轮转子侧即内径侧大幅度倾倒，直至抵靠在该相反侧。因此，能够变为空隙D2，进一步减小空隙，能够抑制空隙损失。

另外，轴孔相对于平行壁面不是倾斜的，其是垂直于平行壁面的垂直方向的形状，因此轴孔的加工较为容易。

另外，在热变形时，喷嘴叶片的倾倒被平行壁面推回，产生由轴孔与喷嘴轴的嵌合间隙产生的松动程度所对应的回移，如图5C所示，喷嘴叶片回到与平行壁面垂直的垂直位置，与平行壁面之间的空隙保持在不卡死的范围内。即，由于设为不发生卡死的初始设定空隙，因此保持在该位置。

在本发明中，优选的是，在所述喷嘴叶片的所述喷嘴轴方向的截面形状中，两端面形成为直线状，所述空隙减小促进部使该两端面的所述喷嘴轴侧的端面以从外径侧向内径侧朝向平行壁的方式倾斜而设置，增大喷嘴叶片的排气投影面。

另外，在本发明中，优选的是，在所述喷嘴叶片的所述喷嘴轴方向的截面形状中，两端面形成为直线状，所述空隙减小促进部使该两端面的与所述喷嘴轴相反一侧的前端面以从外径侧向内径侧离开平行壁的方式倾斜而设置，增大喷嘴叶片的排气投影面。

另外，在本发明中，优选的是，在所述喷嘴叶片的所述喷嘴轴方向的截面形状中，两端面形成为直线状，所述空隙减小促进部使该两端面的所述喷嘴轴侧的端面以从外径侧向内径侧朝向平行壁的方式倾斜而设置，并且，使与所述喷嘴轴相反一侧的前端面以从外径侧向内径侧离开平行壁的方式倾斜而设置，增大喷嘴叶片的排气投影面。

如此，所述空隙减小促进部使两端面为直线状的喷嘴叶片的喷嘴轴侧的端面以从外径侧向内径侧朝向平行壁面的方式倾斜而设置，或者使与喷嘴轴相反一侧的前端面以从外径侧向内径侧离开平行壁的方式倾斜而设置，或者使两端面倾斜而设置，因此能够增大承受排气压力的喷嘴叶片的排气投影面。

具体而言，如图6A所示，在使叶片轴的中心线与轴孔的中心线一致而设置喷嘴叶片时，与平行壁面之间的空隙减小喷嘴叶片的前端面的倾斜的量，在图6A中，初始空隙变为E1。若在排气压力的作用下存在由轴孔与喷嘴轴的嵌合间隙产生的松动程度所对应的倾倒，则通过使喷嘴叶片的另一侧端面向内径侧倾倒，空隙能够进一步变小，达到E2，因此能够抑制空隙损失。

另外，通过使长方形的对角线更长，增大排气压力作用的排气投影面，由此，能够使相对于由喷嘴叶片的倾倒产生的歪斜角度的空隙的减小量变大，因此空隙能够有效地得到减小。

由于轴孔沿垂直于平行壁面的垂直方向形成，所以轴孔的加工较为容易。另外，由于叶片轴沿与喷嘴叶片的中心线相同的方向固定于喷嘴叶片的端面，所以是以相对于喷嘴叶片的中心线倾斜的状态固定于喷嘴叶片的端面，因此制造较为容易。

另外，如图6C所示，在热变形时，所述喷嘴叶片的所述两端面被平行壁面按压，使喷嘴叶片的倾倒被推回，产生由轴孔与喷嘴轴的嵌合间隙产生的松动程度所对应的回移，使喷嘴叶片与垂直于平行壁面的垂直方向相比更向所述外径侧倾斜。因此，与平行壁面之间的空隙保持在不卡死的范围内。即，由于设为不发生卡死的初始设定空隙，所以保持在该位置。

另外，在本发明中，优选的是，可以通过所述空隙减小促进部对喷嘴叶片的倾斜角的增大，使喷嘴叶片向内径侧的歪斜角度被设定在0.3～5.0度的范围内。

据试验证实，因向内径侧倒入而产生的歪斜角度在0.3度以上就能够得到效果，在0.5度以上就能够使空隙减半，而且，在1度以上几乎就能够消除。因此，优选0.3～1.0度的范围，但特别是优选能够证实效果的0.5～1.0度。

此外，若设为5.0度以上，则喷嘴叶片过度倾斜，容易与平行壁面发生卡死，并且容易因松动增大而发生磨损。

另外，在本发明中，优选的是，可以通过所述喷嘴叶片全闭时的排气压力，使所述喷嘴叶片向内径侧倾倒。

如此，利用喷嘴叶片全闭时的排气压力使喷嘴叶片向涡轮转子的内径侧倾倒，从而能够在全闭时抑制从喷嘴叶片的两侧端部与平行壁之间的间隙泄漏气流，能够改善全闭状态下的流量的节流特性，提高发动机的加速性能。

发明效果

根据本发明，能够减小构成可变容量型排气涡轮增压器的可变喷嘴机构的喷嘴叶片的端面和与该端面相对的壁面之间的间隙而防止泄漏气流，抑制空隙损失，提高增压器效率，并且即使在热变形时，也能够避免喷嘴叶片接触两侧端面而发生卡死。

附图说明

图1是表示可变容量型排气涡轮增压器的主要部分的剖视图。

图2是表示可变喷嘴叶片的概况的立体图。

图3A表示比较例。

图3B是第一实施方式的说明图，表示图2的A-A截面说明图，表示气体压力作用时。

图3C是表示第一实施方式的热变形时的说明图。

图4A是第二实施方式的说明图，表示气体压力作用时。

图4B是表示第二实施方式的热变形时的说明图。

图5A是第三实施方式的说明图，表示设置状态。

图5B表示第三实施方式，表示气体压力作用时。

图5C是表示第三实施方式的热变形时的说明图。

图6A是第四实施方式的说明图，表示设置状态。

图6B表示第四实施方式，表示气体压力作用时。

图6C是表示第四实施方式的热变形时的说明图。

图7是现有技术的说明图。

具体实施方式

以下，使用附图对本发明的实施方式详细进行说明。另外，关于以下实施方式中记载的结构部件的尺寸、材质、形状及其相对配置等，只要没有特殊记载，就不是要将本发明的范围仅仅限定于此的意思，不是仅限于说明例。

参照图1对可变容量型排气涡轮增压器1的整体结构进行说明。

在图1中，在涡轮壳25内形成有旋涡状的涡管27，并且在内周侧形成有气体出口通路29，另外，还形成有设置未图示的压气机的压气机外壳、涡轮壳25和轴承座31。

涡轮转子33由固定在转子轴35的端部的毂37和沿圆周方向等间隔地固定于该毂37外周的多片动片39构成。另外，未图示的压气机连结在转子轴35的与涡轮转子33相反的一侧。

另外，在转子轴35的相反侧连结有未图示的压气机。在轴承座31设有支承转子轴35的轴承41。转子轴35及毂37以旋转中心线43为中心进行旋转。

另外，在涡管27的内周侧，沿涡轮转子33的圆周方向等间隔地配设有多片喷嘴叶片45(参照图2)。喷嘴叶片45利用可变喷嘴机构47改变其叶片角。

喷嘴叶片45在长度方向上具有叶片形的截面形状，在宽度方向上，作为一个例子，呈长方形的截面形状，在长度方向的中央部安装有转动轴(喷嘴轴)49。该转动轴49的一端部通过焊接安装于喷嘴叶片45的一侧端面58。

另外，转动轴49的另一端部穿过形成于喷嘴安装部51的通孔(轴孔)53，与使该转动轴49转动的杆板55连结。

喷嘴叶片45的另一侧端面(前端面)57有间隙地配置在与圆环形状的环形板59相对的位置。该环形板59利用支承销62以保持一定距离的方式与所述喷嘴安装部51连结。

利用喷嘴安装部51的壁面51a和环形板59的壁面59a夹持喷嘴叶片45的两端面57、58，从而形成平行壁。利用该平行壁构成喷嘴叶片收纳部63。

在具有上述涡轮转子33的带可变喷嘴机构的可变容量型排气涡轮增压器1工作时，来自发动机的排气进入所述涡管27，一边沿该涡管27内的涡旋旋转，一边向喷嘴叶片45施加排气压力而流入。

并且，该排气在喷嘴叶片45的叶片之间流通，在朝向涡轮转子33中心侧沿半径方向流动而对该涡轮转子33做膨胀功之后，沿轴向流出而被从气体出口通路29送出到机体外部。

在上述可变容量型排气涡轮增压器1中，在发动机加速时关闭喷嘴叶片45，对流量提高节流速度。

另外，对于所述可变喷嘴机构47，虽然表示了转动轴49穿过形成于喷嘴安装部51的通孔(轴孔)53而被支承的结构，但这是一个例子，也可以是在护罩侧部件的通孔中。总之，只要是利用平行壁构成喷嘴叶片收纳部、且转动自如地收纳以悬臂方式支承于该处的喷嘴叶片的结构即可。

(第一实施方式)

参照图3对第一实施方式进行说明。

图3示意性地表示图2的A-A剖视图，图3A是作为比较例的说明图。

转动轴(喷嘴轴)49安装于喷嘴叶片45的一侧端面58。喷嘴叶片45的中心线45a和转动轴49的中心线49a一致，转动轴49能够转动地隔着嵌合间隙地嵌合于通孔(轴孔)53。

此外，喷嘴叶片45如上所述地在长度方向上具有叶片形的截面形状，在宽度方向上具有长方形的截面形状，在长度方向的中央部安装有转动轴(喷嘴轴)49，该转动轴49的一端部安装于喷嘴叶片45的一侧端面58。

宽度方向的截面形状的长方形是一个例子，只要端面形成为直线状即可。即，排气气流的上游侧和下游侧的侧面部分也可以是曲线形状，只要端面形成为直线状即可。

图3A是表示比较例的说明图。由于已经进行了说明，因此将简单进行说明。

虚线表示排气压力作用之前的设置状态。实线表示在排气压力作用时，以转动轴8与通孔6之间的嵌合间隙的量发生倾斜的状态。以歪斜角度θ1向喷嘴叶片10的另一侧端面(前端面)的内径侧发生倾斜。

通过该倾斜，喷嘴叶片10的另一侧端面(前端面)12接近壁面4，与前端面12之间形成空隙C1。

通过喷嘴叶片10的倾倒，另一侧端面的前侧角部P1移动到P2(参照图3A)，与壁面4之间的空隙从C0向C1减小。本发明通过该喷嘴叶片10的排气压力来积极地利用因嵌合间隙而出现的倾斜，减小从喷嘴叶片的两侧端面与平行壁2的壁面4之间的泄漏量。

图3B是表示第一实施方式的说明图。喷嘴叶片45及转动轴49如前所述。通孔53随着朝向平行壁的壁面51a而向涡轮转子33侧即内径侧倾斜设置。

利用朝平行壁的壁面51a向内径侧倾斜设置的通孔53，增大喷嘴叶片45的歪斜角度。利用该通孔53的倾斜形成空隙减小促进部65，该空隙减小促进部65进一步增大因喷嘴叶片45的前端面57向内径侧倒入而形成的空隙的减小量。

在图3B中，在以转动轴49的中心线49a与通孔53的中心线53a一致的方式设置喷嘴叶片45时，利用通孔53的倾斜量，与壁面59a之间的空隙变得比C1小，变为初始空隙C2。图3B的虚线表示该状态。

该初始空隙C2小于图3A的比较例的排气压力工作后的空隙C1。另外，在利用排气压力而存在由通孔53与转动轴49的嵌合间隙产生的松动程度所对应的倾倒时，通过使喷嘴叶片45的前端面57进一步向内径侧倾倒，空隙能够变为C3，能够进一步减小。因此，通过减小空隙来抑制从空隙泄漏的排气量，从而能够抑制增压器效率下降。在图3B中，利用实线表示在排气压力的作用下发生倾斜的状态。

另外，在热变形时，即由于喷嘴叶片45直接暴露在排气中、或者壁厚较薄，因此，热变形相对于温度迅速地进行，但由于形成平行壁面的喷嘴叶片收纳部63与喷嘴叶片45相比壁厚较厚且热容量大，因此热变形的响应性比喷嘴叶片45慢。因此，由于喷嘴叶片45的两端面57、58的热变形与平行壁面的壁面51a、59a的热变形的变形时间差，壁面51a、59a接近喷嘴叶片45的两端面57、58。图3C表示该进行接近的状态。

如图3C所示，通过使壁面51a、59a的间隔变小，喷嘴叶片45的倾倒被推回，产生由通孔53与转动轴49的嵌合间隙产生的松动程度所对应的回移，喷嘴叶片45回到与壁面51a、59a垂直的位置，与壁面51a、59a之间的空隙保持在不卡死的范围内。即，设定为即使发生热变形也不发生卡死的初始空隙C0，因此，保持在即使有热变形也不卡死的位置。

即，空隙减小促进部65以如下方式进行作用：在不发生卡死的初始空隙C0的范围内减小空隙。

如上所述，根据第一实施方式，能够减小构成可变容量型排气涡轮增压器1的可变喷嘴机构47的喷嘴叶片45的两端面57、58和与该两端面相对的壁面51a、59a之间的间隙而防止泄漏气流，减小空隙损失，能够提高增压器效率。特别是，在发动机加速时的喷嘴叶片45的全闭时，由于能够减小空隙损失，所以能够提高加速性。

另外，即使在热变形时，也能够避免喷嘴叶片45的两端面57、58接触壁面51a、59a而发生卡死。

(第二实施方式)

参照图4对第二实施方式进行说明。

第二实施方式利用倒角结构，实现增大喷嘴叶片45的歪斜角度而进一步增大空隙的减小量的空隙减小促进部60。喷嘴叶片45及转动轴49与在第一实施方式中说明的喷嘴叶片及转动轴相同。

如图4A所示，通孔61与壁面51a垂直地形成，在通孔61中，在喷嘴叶片侧的内径侧形成有内径侧倒角61a。另外，在喷嘴叶片的相反侧的外径侧形成有外径侧倒角61b。

既可以设置该内径侧倒角61a、外径侧倒角61b中的至少任一方，也可以设置双方。

利用内径侧倒角61a及外径侧倒角61b，不用对转动轴49及喷嘴叶片45的形状加以变形，只要在通孔61的开口端部附加倒角即可，因此，针对变更的应对加工较为容易。另外，能够在通孔61的喷嘴叶片侧以及与喷嘴叶片相反的一侧中的任一方或者双方上，根据由倒角产生的歪斜角度的设定来容易地形成倒角。

另外，就倒角形状而言，根据通孔61的轴向长度、周向范围来形成倒角，喷嘴叶片45的歪斜角度θ优选在0.3～5.0度的范围内，特别是优选0.5～5.0度。歪斜角度是指相对于壁面的垂直方向倾斜的角度。

图4B表示热变形时的状态，与第一实施方式的图3C相同，喷嘴叶片45的倾倒被平行的壁面51a、59a推回，产生由通孔61与转动轴49的嵌合间隙产生的松动程度所对应的回移，喷嘴叶片45回到与壁面51a、59a垂直的位置，与平行壁面的空隙保持在不卡死的范围内。即，设定为即使发生热变形也不发生卡死的初始空隙C0，因此，保持在即使有热变形也不卡死的位置。

(第三实施方式)

参照图5对第三实施方式进行说明。

第三实施方式利用使转动轴72的中心线72a和喷嘴叶片45的中心线45a倾斜的结构，实现增大喷嘴叶片45的歪斜角度而进一步增大空隙的减小量的空隙减小促进部70。喷嘴叶片45的形状与在第一实施方式中说明的喷嘴叶片的形状相同。

相对于向垂直于平行壁的壁面51a的垂直方向而设置的通孔74中嵌合的转动轴72的中心线72a，喷嘴叶片45的长方形截面的长度方向上的中心线45a向内径侧倾斜而形成。即，与长方形截面的两端面中的前端面57垂直的垂直方向相对于转动轴72的中心线72a向内径侧倾斜而形成。

在使转动轴72的中心线72a、与壁面51a垂直的方向的通孔74的中心线74a及喷嘴叶片45的长方形截面的长度方向上的中心线45a’一致的方式设置的情况下，变为图5A的虚线所示的与图3A所示的比较例相同的形状。

第三实施方式使喷嘴叶片45的长方形截面的长度方向上的中心线45a向内径侧倾斜而形成，因此喷嘴叶片45以歪斜角度θ2向内径侧倾斜。

在以该歪斜角度θ2倾斜的状态下，平行的壁面59a与喷嘴叶片45的前端面57之间的空隙是D1，将其设为初始空隙。

在排气压力在该状态下作用于喷嘴叶片时，转动轴72能够以与通孔74的嵌合间隙所产生的松动程度发生倾斜，因此，转动轴72如图5B的实线所示地倾倒。因此，能够使喷嘴叶片45向内径侧大幅度倾倒。

通过该排气压力导致的倾倒，空隙变为D2，能够使空隙小于D1，能够抑制空隙损失。

图5C表示热变形时的状态，与第一实施方式的图3C相同，喷嘴叶片45的倾倒被平行的壁面51a、59a推回，产生由通孔74与转动轴72的嵌合间隙产生的松动程度所对应的回移，如图5C所示，喷嘴叶片45回到相对于平行的壁面51a、59a向外径侧倾斜的状态。

与平行的壁面51a、59a之间的空隙保持在不卡死的范围内。即，设定为即使发生热变形也不发生卡死的初始空隙D0，因此，保持在即使有热变形、即使变形了D0也不卡死的位置。

根据本第三实施方式，能够变为空隙D2，进一步减小空隙，能够抑制空隙损失，能够提高增压器效率。

另外，没有使通孔74相对于平行的壁面51a倾斜，而是相对于壁面51a沿垂直方向的形状，因此通孔的加工较为容易。

并且，即使在热变形时，也能够避免喷嘴叶片45的两侧端面接触平行的壁面51a、59a而发生卡死。

(第四实施方式)

参照图6对第四实施方式进行说明。

第四实施方式构成了增大喷嘴叶片80的排气投影面而进一步增大空隙的减小量的空隙减小促进部82，其不是增大喷嘴叶片80的歪斜角度，而是通过增大排气投影面来减小喷嘴叶片80的前端面85与壁面59a的空隙。

存在使喷嘴叶片80的转动轴87侧的端面倾斜的情况、使与转动轴87相反一侧的前端侧的端面倾斜的情况和使两个端面倾斜的情况。

图6表示两个端面倾斜的情况。

图6A表示设置状态，使大致长方形(例如平行四边形或者近似平行四边形的四边形)的喷嘴叶片80的转动轴87侧的端面91以从外径侧向内径侧朝向壁面51a的方式倾斜。而且，与转动轴87相反一侧的端面93从外径侧朝向内径侧朝离开壁面59a的方向倾斜。两端面的倾斜优选是平行的，但倾斜方向相同即可，也可以是不平行的。

如图6A所示，在使转动轴87的中心线87a与通孔89的中心线89a一致而设置喷嘴叶片80时，利用喷嘴叶片80的端面93的倾斜量，与壁面59a之间的空隙变为E1，小于比较例的空隙E0。

如图6B所示，在变为该初始空隙E1的状态下，若在排气压力的作用下存在由通孔89与转动轴87的嵌合间隙所产生的松动程度所对应的倾倒，则通过使喷嘴叶片80的前端侧的端面93向内径侧倾倒，能够将空隙设为E2而使其进一步减小，能够抑制空隙损失。

通过使图6B的大致长方形的对角线81长于第一～第三实施方式的长方形的对角线，能够增大排气压力作用的排气投影面，因此，即使通孔89与转动轴87的嵌合间隙与图3(A)所示的比较例相同，也能够进一步使承受排气压力时的空隙的减小量大幅度增大。

通孔89沿垂直于壁面51a的垂直方向形成，因此通孔89的加工较为容易。另外，使转动轴87的中心线87a与喷嘴叶片80的中心线80a一致而固定于喷嘴叶片80的端面91，因此，与以使转动轴87的中心线87a相对于喷嘴叶片80的中心线80a倾斜的状态固定于喷嘴叶片的端面相比，制造较为容易。

另外，如图6C所示，在热变形时，喷嘴叶片80的倾倒被平行的壁面51a、59a推回，产生由通孔89与转动轴87的嵌合间隙产生的松动程度所对应的回移，喷嘴叶片80与垂直于平行的壁面51a的方向相比更向外径侧倾斜，由此，与壁面59a之间的空隙保持在不卡死的范围内。即，设定为不发生卡死的初始设定空隙E0，因此保持在该位置。

根据本第四实施方式，通过将喷嘴叶片80的端面设为倾斜端面，能够减小喷嘴叶片80与壁面59a之间的空隙，能够抑制空隙损失，并且能够提高增压器效率。

另外，通孔89沿垂直于壁面51a的垂直方向形成，因此通孔89的加工较为容易。另外，由于以使转动轴87的中心线87a与喷嘴叶片80的中心线80a为相同方向的方式固定于喷嘴叶片80的端面91，所以与以相对于喷嘴叶片80的中心线80a倾斜的状态进行固定于喷嘴叶片80的端面91的情况相比，制造较为容易。

各实施方式既可以单独地实施、也可以通过适当组合来构成倾斜角增大部。另外，在第一实施方式到第三实施方式中，通过歪斜角度的增大，喷嘴叶片45在排气压力作用下向内径侧倾斜的歪斜角度可以设定在0.3～5.0度的范围内，特别优选的是设定在0.5～5.0度的范围内。

即，据试验证实，向内径侧倾斜的歪斜角度在0.3度以上就能够得到效果，在0.5度以上能够使空隙减半，而且在1度以上几乎就能够消除。因此，优选0.3～1.0度的范围，特别是优选能够证实效果的0.5～1.0度。

此外，若设为5.0度以上，则喷嘴叶片过度倾斜，容易与平行壁面发生卡死，并且容易因松动增大而发生磨损。

工业上的实用性

根据本发明，能够减小构成可变喷嘴机构的喷嘴叶片的两端面和与该端面相对的壁面之间的间隙而防止泄漏气流，从而抑制空隙损失，并且即使在热变形时，也能够避免喷嘴叶片接触两侧端面而发生卡死，因此，作为向具有可变喷嘴机构的可变容量型排气涡轮增压器中应用的技术是有用的。

附图标记说明

1 可变容量型排气涡轮增压器

25 涡轮壳

27 涡管

45、80 喷嘴叶片

33 涡轮转子

51 喷嘴安装部

51a、59a 平行壁的壁面

59 环形板

63 喷嘴叶片收纳部

49、72、87 喷嘴轴(转动轴)

53、61、74、89 轴孔(通孔)

57 前端面

58、91、93 喷嘴叶片的端面

60、65、70、82 空隙减小促进部

61a 内径侧倒角

61b 外径侧倒角

81 对角线(排气投影面)

Claims (10)

1.一种可变容量型排气涡轮增压器，其使来自发动机的排气通过形成于涡轮壳的涡管内及多个可变喷嘴叶片而作用于涡轮转子，所述可变容量型排气涡轮增压器的特征在于，具有：

喷嘴叶片收纳部，其在所述涡管室与所述涡轮转子之间沿周向排列多个可变喷嘴叶片，并且具有平行壁，该平行壁与所述喷嘴叶片的两侧端面存在间隙并大致平行地形成；

喷嘴轴，其突出设置于所述喷嘴叶片的一侧端面，旋转支承喷嘴叶片；

轴孔，其设于所述平行壁的一侧，供所述喷嘴轴有间隙地嵌合；

喷嘴叶片的前端面，其通过向所述轴孔中嵌合所述喷嘴轴时的嵌合间隙使承受排气压力的喷嘴叶片向内径侧倾倒，减小与所述平行壁的壁面之间的空隙；

空隙减小促进部，其增大所述前端面的倾斜角或喷嘴叶片的排气投影面，从而进一步增大因该喷嘴叶片的前端面的倾倒而形成的所述空隙的减小。

2.如权利要求1所述的可变容量型排气涡轮增压器，其特征在于，

在所述喷嘴叶片的所述喷嘴轴方向的截面形状中，两端面形成为直线状，所述空隙减小促进部使所述轴孔朝向所述平行壁的壁面向内径侧倾斜而设置。

3.如权利要求1所述的可变容量型排气涡轮增压器，其特征在于，

所述空隙减小促进部使所述轴孔的所述喷嘴叶片侧的内径侧及所述轴孔的所述喷嘴叶片的相反侧的外径侧中的至少任一方由倒角构成。

4.如权利要求1所述的可变容量型排气涡轮增压器，其特征在于，

在所述喷嘴叶片的所述喷嘴轴方向的截面形状中，两端面形成为直线状，所述空隙减小促进部使与所述直线状的前端面垂直的垂直方向相对于向沿垂直于平行壁的壁面的垂直方向设置的所述轴孔中嵌合的所述喷嘴轴的中心线，向内径侧倾斜而形成。

5.如权利要求1所述的可变容量型排气涡轮增压器，其特征在于，

在所述喷嘴叶片的所述喷嘴轴方向的截面形状中，两端面形成为直线状，所述空隙减小促进部使该两端面的所述喷嘴轴侧的端面以从外径侧向内径侧朝向平行壁的方式倾斜而设置，增大喷嘴叶片的排气投影面。

6.如权利要求1所述的可变容量型排气涡轮增压器，其特征在于，

在所述喷嘴叶片的所述喷嘴轴方向的截面形状中，两端面形成为直线状，所述空隙减小促进部使该两端面的与所述喷嘴轴相反一侧的前端面以从外径侧向内径侧离开平行壁的方式倾斜而设置，增大喷嘴叶片的排气投影面。

7.如权利要求1所述的可变容量型排气涡轮增压器，其特征在于，

在所述喷嘴叶片的所述喷嘴轴方向的截面形状中，两端面形成为直线状，所述空隙减小促进部使该两端面的所述喷嘴轴侧的端面以从外径侧向内径侧朝向平行壁的方式倾斜而设置，并且，

使与所述喷嘴轴相反一侧的前端面以从外径侧向内径侧离开平行壁的方式倾斜而设置，增大喷嘴叶片的排气投影面。

8.如权利要求7所述的可变容量型排气涡轮增压器，其特征在于，

在发生热变形而使所述平行壁的壁间距离变近时，所述喷嘴叶片的所述两端面被平行壁的壁面按压，与垂直于所述壁面的垂直方向相比更向所述外径侧倾斜。

9.如权利要求1至4中任一项所述的可变容量型排气涡轮增压器，其特征在于，

通过所述空隙减小促进部对喷嘴叶片的倾斜角的增大，使喷嘴叶片向内径侧的歪斜角度被设定在0.3～5.0度的范围内。

10.如权利要求1所述的可变容量型排气涡轮增压器，其特征在于，

通过所述喷嘴叶片全闭时的排气压力，使所述喷嘴叶片向内径侧倾倒。