CN105041460A - 带可变叶片涡轮喷嘴的涡轮增压器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及带可变叶片涡轮喷嘴的涡轮增压器。一种涡轮增压器包括形成在第一和第二壁之间的可变涡轮机喷嘴。可变叶片组件具有固定喷嘴环和布置在喷嘴中且可旋转地安装在该喷嘴环上的多个周向隔开的叶片，从而这些叶片是可枢转的。该喷嘴环限定涡轮机喷嘴的第一壁，每个叶片都具有邻近第一壁的第一端和邻近第二壁的第二端。该涡轮机喷嘴的第二壁由气体压力响应构件形成，其布置成相对于这些叶片沿轴向可移动。第一止动件安置成使得气体压力响应构件由施加在气体压力响应构件上的气体压差而被推靠在第一止动件上，使得在这些叶片的第二端与涡轮机喷嘴的第二壁之间的间隙具有为非零的第一值。

Description

带可变叶片涡轮喷嘴的涡轮增压器

技术领域

本申请总体上涉及用于内燃机的涡轮增压器，并且更具体地涉及废气驱动的涡轮增压器，在涡轮机的喷嘴中具有可变叶片组件以便调节进入涡轮机的废气流。

背景技术

废气驱动的涡轮增压器采用涡轮机从来自内燃机的废气流中提取能量并且使用这个能量驱动压缩机以便提高供应给气缸的空气的压力。因为往往期望能控制增压的程度，惯常的是在涡轮机中采用某些类型的可变几何形状机构，用于调节废气向涡轮机叶轮的流动。一种类型的可变几何形状机构采用布置在涡轮机喷嘴中的一排可动叶片，通过它们，废气被供应给涡轮机叶轮。这些叶片能够围绕各自的枢转轴线进行枢转从而改变废气流进入涡轮机叶轮的有效流动面积和流动方向。

在一些这样的可变叶片组件中，这些叶片枢转性地安装到形成涡轮机喷嘴的一个壁的喷嘴环上。喷嘴的对立壁有时由涡轮机壳体自身形成，或者可替代的，能够由独立于涡轮机壳体形成且安装在涡轮机壳体中的管或插件形成。本发明主要涉及后一类型的可变叶片组件。

叶片端部与相邻的由喷嘴环和管或插件形成的喷嘴壁之间的间隙是影响涡轮机总效率的重要参数。叶片端部与相邻壁之间的废气泄露（即，通过叶片间隙的泄露）通常引起涡轮机效率降低。另外，管或插件与涡轮机壳体之间的泄漏进一步地降低效率，因为，泄露流不会经过涡轮机叶轮，因此不可用于叶轮的能量提取。与这些泄露流相关的性能损失特别是在废气能量已经相对较低的低发动机转速时很麻烦。

发明内容

本发明描述涡轮增压器可变叶片组件，在一些实施例中，其具有用于控制叶片间隙的特征，目的是缓解一些间隙相关性能损失。其它实施例附加地或替换地包括用于缓解管或插件与涡轮机壳体之间的泄漏流的特征，从而尽量缓和一些泄露流相关性能损失。

按照本文公开的一个实施例，一种涡轮增压器包括：压缩机，该压缩机包括压缩机壳体和布置在压缩机壳体中的压缩机叶轮；涡轮机壳体，该涡轮机壳体限定出沿轴向延伸通过涡轮机壳体的孔并且限定出废气进口和通过废气进口接收废气的环形腔，该腔围绕该孔沿圆周延伸；以及涡轮机叶轮，布置在该涡轮机壳体中且布置成从该腔接收废气并且使废气膨胀且把废气排入该孔中，该压缩机叶轮和该涡轮机叶轮固定在轴的对立端上。

该涡轮机包括：大致沿径向从该腔向内伸向该涡轮机叶轮的涡轮机喷嘴，该涡轮机喷嘴限定在第一壁与第二壁之间，该第二壁是沿轴向与第一壁隔开的壁，以及一轮廓，邻近涡轮机叶轮的径向外圆周并且从该涡轮机喷嘴过渡到该孔。

该涡轮增压器进一步地包括可变叶片组件，该可变叶片组件包括固定喷嘴环和可旋转地安装在该喷嘴环上的多个周向隔开的叶片，从而，这些叶片都围绕各自的叶片枢转轴线可旋转，该喷嘴环限定出该涡轮机喷嘴的第一壁，这些叶片布置在该涡轮机喷嘴中，每个叶片具有邻近第一壁的第一端和邻近第二壁的第二端。

该涡轮机喷嘴的第二壁由气体压力响应构件形成，其布置成相对于这些叶片沿轴向可移动。有第一止动件，安置成使得气体压力响应构件由气体压力响应构件的邻近这些叶片的这侧与气体压力响应构件的另一侧之间的气体压差被推动抵靠在第一止动件上，从而，在这些叶片的第二端与涡轮机喷嘴的第二壁之间存在为非零第一值的间隙。

在本文描述的特定实施例中，气体压力响应构件包括具有沿轴向延伸的管状部和大致沿径向从该管状部的一端向外伸出的环形凸缘部的管，该凸缘部形成该涡轮机喷嘴的第二壁，该管形成所述轮廓。气体压力响应构件进一步地包括固定到该管且布置在该管与涡轮机壳体一部分之间的弹性构件，其中，该弹性构件的一侧暴露于来自该腔的处于大致停滞状态的废气，这对弹性构件施压以增大弹性构件与涡轮机壳体这部分之间的接触力并且促使该管压靠在第一止动件上。

该弹性构件能够固定到该管的管状部上。例如，该弹性构件能够压配合到该管状部上。

有利地，该弹性构件是弹性金属部分。

在一个实施例中，该弹性构件具有固定到该管的一端和接合该涡轮机壳体这部分的对立端。

在一种特定实施例中，该弹性构件是大致环形的，具有径向外边缘和径向内边缘，并且其中，弹性构件的所述一端由该径向内边缘限定，该弹性构件的所述对立端由径向外边缘限定。

在一些实施例中，该弹性构件被预压缩在该涡轮机壳体与该管之间从而在该管上没有气体压差的情况下促使该管朝向第一止动件。

该第一止动件能够由刚性地固定在该喷嘴环且大致沿轴向从该喷嘴环伸向该管的该凸缘部的垫片提供。在一些实施例中，每个垫片能够贯穿该管的凸缘部中的开口。

这些垫片能够为该凸缘部限定出第二止动件，该凸缘部通过邻靠在该第二止动件上而被限制远离该第一止动件的轴向运动。

在采用该管连同该弹性构件的实施例中，该管能够是大致刚性的。替代地，该管能够是模压金属板部分。

在本文公开的其它实施例中，气体压力响应构件包括具有沿轴向延伸的管状部和大致沿径向从该管状部的一端向外伸出的环形凸缘部的有弹性的弹性管，该凸缘部形成该涡轮机喷嘴的第二壁，该管形成所述轮廓。该凸缘部通过所述气体压差可弹性变形从而促使该凸缘部朝向该第一止动件。

在这些实施例中，该管的该管状部刚性地固定到该涡轮机壳体。例如，该管状部能够被压配合到该涡轮机壳体中的孔的一部分中。在本文公开的特定实施例中，所述孔的所述部为该管状部的与所述凸缘部伸出的端部相对的对立端限定出沿轴向面对的硬止动件，该管状部的该对立端邻接所述硬止动件。

在这些实施例中，该第一止动件能够由刚性地固定在该喷嘴环且大致沿轴向从该喷嘴环伸出的垫片提供。

在本文公开的又更多实施例中，气体压力响应构件包括环形的有弹性的弹性插件，其邻接由该涡轮机壳体限定的表面。该插件具有邻近这些叶片的一侧以及对立侧，并且该插件的对立侧暴露于来自该腔的处于大致停滞状态的废气，这对该插件施压以增大该插件与该涡轮机壳体之间的接触力并且促使该插件压靠在第一止动件上。

在这些实施例中，该涡轮机壳体形成提供从该涡轮机喷嘴向该涡轮机壳体的该孔过渡的轮廓。

该插件能够包括金属板部分。

该插件能够包括形成从该插件的该对立侧伸出且邻接该涡轮机壳体的该表面的弹簧的弯曲部。

附图说明

已经概括地描述了本发明，现在将参考附图，这些附图不一定是按比例绘制的，并且其中

图1是根据现有技术的具有可变涡轮机喷嘴配置的涡轮增压器的轴向剖面侧视图；

图2是根据本发明第一实施例的涡轮增压器可变喷嘴涡轮机的部分截取立体图；

图3是图2的可变喷嘴涡轮机的侧视图，部分剖面；

图3A是图3的一部分的放大图；

图4是根据本发明第二实施例的涡轮增压器可变喷嘴涡轮机的部分截取立体图；

图5是图4的可变喷嘴涡轮机的侧视图，部分剖面；

图5A是图5的一部分的放大图；

图6是根据本发明第三实施例的涡轮增压器可变喷嘴涡轮机的部分截取立体图；

图7是图6的可变喷嘴涡轮机的侧视图，部分剖面；

图7A是图7的一部分的放大图；

图8是根据本发明第四实施例的涡轮增压器可变喷嘴涡轮机的部分截取立体图；

图9是图8的可变喷嘴涡轮机的侧视图，部分剖面；和

图9A是图9的一部分的放大图。

具体实施方式

现在将参照上述附图更完整详细的描述本发明，其描述本发明所属的发明的一些而不是全部实施例。这些发明可以具体化为各种形式，包括本文没有明确描述的形式，并且不应当看做限于本文描述的特定示范性实施例。在下面的描述中，相同的数字始终指代相同的元件。

图1示出根据现有技术的涡轮增压器10，但其是本发明能够应用的大致类型。涡轮增压器10在共同拥有的2012年12月18日公布的美国专利8,333,556中描述，其整个公开内容通过引用并入本文。该涡轮增压器包括压缩机12，压缩机12具有在压缩机壳体16中安装在可旋转轴18的一端的压缩机叶轮或叶轮14。该轴支撑在安装在涡轮增压器的中心壳体20中的轴承（未具体示出）上。轴18由安装在轴18的与压缩机叶轮不同的另一端上的涡轮机叶轮22转动，由此旋转地驱动压缩机叶轮，这压缩通过压缩机进口吸入的空气并且输送压缩空气至内燃机（未示出）的进气道用于提高发动机的性能。

涡轮增压器还包括容纳涡轮机叶轮22的涡轮机壳体24。涡轮机壳体限定出大致环形腔26，该腔包围该涡轮机叶轮并且接收来自内燃机的废气用于驱动该涡轮机叶轮。废气从腔26大致沿径向向内引导通过涡轮机喷嘴28到涡轮机叶轮22。当废气流过涡轮机叶轮的叶片30之间的通道时，气体膨胀至低压，并且从叶轮出来的气体通过涡轮机壳体中的大致轴向孔32离开涡轮机壳体。

涡轮机喷嘴28是可变喷嘴，用于改变通过该喷嘴的流动截面积从而调节进入涡轮机叶轮的流量。该喷嘴包括围绕该喷嘴周向隔开的多个叶片34。每个叶片固定到销（未示出），该销穿过大致环形喷嘴环38中的孔，该喷嘴环相对于涡轮机叶轮22同轴安装。每个销围绕其轴线可旋转，用于旋转所连叶片。喷嘴环38形成喷嘴28的流道的一个壁。每个销具有固定到销的一端的叶片臂40，其从喷嘴环38突出，并且由大致环形的调和环42（也称作致动器环）接合，该调和环42围绕其轴线可旋转并且与喷嘴环38同轴。致动器（未示出）连接到调和环42用于使它围绕其轴线旋转。当调和环旋转时，叶片臂40转动从而促使销围绕它们的轴线转动，由此转动叶片34从而改变通过喷嘴28的流动截面积。

可变叶片机构以筒形件50的形式提供，其作为单体可安装到涡轮增压器中且可从涡轮增压器拆除。筒形件50包括喷嘴环38、叶片34、销、叶片臂40以及调和环42。该筒形件进一步地包括管或插件52，其具有密封地接收到涡轮机壳体的孔32的一部分32a中的管状部54和大致沿径向从管状部54的一端伸出的喷嘴部56，该喷嘴部56沿轴向与喷嘴环38隔开，从而叶片34延伸在喷嘴环38与喷嘴部56之间。涡轮机壳体的孔部32a具有超过孔32的其余部分的半径，超过量稍大于插件52的管状部54的径向厚度。管状部54的径向外表面具有至少一个圆周槽，并且优选为具有两个沿轴向隔开的凹槽，如图1所示，在每个凹槽中保持有密封环58用于密封地接合孔部32a的内表面。有利地，插件的管状部54的外径稍小于孔部32a的内径，从而，在它们之间限定出微小间隙，并且仅仅是密封环58接触孔部32a的内表面。另外，在孔部32a的端部，在喷嘴部58与涡轮机壳体的相邻端部之间有间隙60。通过这种方式，插件52与涡轮机壳体24机械且热分离。

多个垫片（未示出）连在插件52的喷嘴部56与喷嘴环38之间，用于紧固喷嘴环到插件并且维持在插件的喷嘴部与喷嘴环之间的期望轴向间距。有利地，这些垫片由具有良好高温机械性能和较低导热性的材料形成，例如不锈钢（例如310级不锈钢）等等，从而喷嘴环38和插件52有效地彼此热分离。

可变叶片筒形件50还包括夹在中心壳体20与涡轮机壳体24之间的大致环形的挡圈64。挡圈64形成为独立于插件52的部分并且与插件机械且热脱离。更具体地说，该挡圈包括环形圈，在其径向内侧具有环形的沿径向向内延伸的突起70，该突起接合喷嘴环38的面向插件52的表面。突起70与喷嘴环38之间的接合优选为沿着喷嘴环的整个360度圆周，从而大致密封挡圈与喷嘴环之间的界面并且帮助垫片抑制喷嘴环在朝向插件52的方向上的轴向运动。有利地，在挡圈的内圆周与喷嘴环的对立表面之间有径向间隙。这个间隙适应喷嘴环相对于挡圈的径向移位，这例如可能由热增长差异或其它原因而出现。另外，在挡圈的外圆周与涡轮机壳体的对立表面之间有径向间隙。

筒形件50进一步地包括隔热罩80，当筒形件安装到中心壳体上时，隔热罩被拘束地保持在喷嘴环38与中心壳体20之间。隔热罩80提供喷嘴环与中心壳体之间的密封以防止热废气在这些部分之间迁移到安置有叶片臂40和调和环42的腔中。隔热罩80有利地是有弹力的弹性材料，例如弹簧钢等等，并且该罩配置成使其在轴向压在喷嘴环38与中心壳体20之间从而罩的回复力促成罩稳固地靠在喷嘴环和中心壳体的表面上以大致密封这些表面。

如所述，本发明涉及对图1所描述的这种可变叶片涡轮机喷嘴组件的改进。参照图2、3和3A，现在描述本发明的第一实施例。图2描绘的涡轮机具有安装在轴118上且安置在限定出大致环形腔126的涡轮机壳体124中的涡轮机叶轮122。涡轮机喷嘴128从腔126沿径向向内引向涡轮机叶轮。涡轮机壳体组装有可变叶片组件或筒形件150。可变叶片组件150包括多个周向隔开的叶片134和管152，这些叶片可旋转地安装到喷嘴环138并且由调和环142致动，管152通过围绕喷嘴周向隔开的多个垫片连接到喷嘴环。

管152包括沿轴向延伸的管状部154和从该管状部的一端大致沿径向向外伸出的环形凸缘部156。凸缘部156形成涡轮机喷嘴128的一个壁，与由喷嘴环138形成的壁相对。管152还形成轮廓，其径向邻近涡轮机叶轮122的叶片的外末端。根据本发明的第一实施例，管152是气体压力响应构件，其布置成相对于叶片134可沿轴向移动，用于控制叶片134的端部与管152的相邻面之间的间隙。为此，弹性构件180固定到管152并且布置在管与涡轮机壳体124的一部分之间。具体地，弹性构件180为大致环形部分，其围绕管的管状部154固定（例如，通过压配合），从而有效地密封它们之间的界面。参照图3A，在管的凸缘部156的背面与涡轮机壳体124的相邻端部之间存在冒口空间（dead-headedspace）200，并且在这个空间中，来自涡轮机壳体腔126的废气是基本上停滞的，从而它的静压高于流过凸缘部156的正面上的喷嘴128的废气的静压。因此，有气体压差施加于凸缘部156（指向图3A的左边），这易于促使凸缘部朝向叶片134的端部。为了避免凸缘部156接触叶片的端部，垫片162限定出肩部或止动件164，其在气体压差的作用下由凸缘部邻接。当凸缘部邻接止动件164时，在凸缘部与叶片134的端部之间仍然有为非零值的间隙。另外，弹性构件180的一侧暴露于空间200中的停滞废气，而弹性构件的对立侧与流过孔132（图2和图3）的废气相通，其处于低得多的静压。因此，在弹性构件180上存在气体压差，这在弹性构件上施加压力以增大弹性构件与涡轮机壳体的这部分之间在图3A的点A处的接触力，由此有助于密封弹性构件与涡轮机壳体之间的界面。

弹性构件180能够是弹性金属部分。弹性构件具有固定到管152的一端和接合涡轮机壳体的这部分的对立端。在所示实施例中，弹性构件是大致环形的，具有径向外边缘和径向内边缘，弹性构件的固定到管的一端由径向内边缘限定，弹性构件的对立端由径向外边缘限定。

有利地，弹性构件180被预压缩在涡轮机壳体124与管152之间从而即使在管上没有气体压差的情况下促使管朝向止动件164。

如最好在图3A中所示，每个垫片162具有直径减小部，其延伸穿过管152的凸缘部156中的开口。这些垫片还限定出第二止动件166，由直径减小部的端部上的放大头部形成，从而，通过邻接抵靠第二止动件166，凸缘部在远离第一止动件164的轴向运动中受到限制。

根据本发明的第一实施例，管152能够是大致刚性的，或者替代地，能够是具有较大柔性的模压金属板部分。

本发明的第二实施例在图4、5和5A中示出。图4描绘的涡轮机具有安装在轴218上且布置在限定出大致环形腔226的涡轮机壳体224中的涡轮机叶轮222。涡轮机喷嘴228从腔226沿径向向内引向涡轮机叶轮。涡轮机壳体组装有可变叶片组件或筒形件250。可变叶片组件250包括多个周向隔开的叶片234和管152，这些叶片可旋转地安装到喷嘴环238并且由调和环242致动，管152插入涡轮机壳体中的孔232的部分232a中。

管252包括沿轴向延伸且压配合到孔部232a中的管状部254和从该管状部的一端大致沿径向向外伸出的环形凸缘部256。凸缘部256形成涡轮机喷嘴228的一个壁，与由喷嘴环238形成的壁相对。管252还形成轮廓，其径向邻近涡轮机叶轮222的叶片的外末端。根据本发明的第二实施例，管252是气体压力响应构件，其布置成相对于叶片234可沿轴向移动，用于控制叶片234的端部与管252的邻近面之间的间隙。为此，管252是有弹性的，从而在气体压差的作用下，凸缘部256能够进行相对于叶片的轴向运动。参照图5A，在管的凸缘部256的背面与涡轮机壳体224的相邻端部之间存在冒口空间300，并且在这个空间中，来自涡轮机壳体腔226的废气是基本上停滞的，从而它的静压高于流过凸缘部256的正面上的喷嘴228的废气的静压。因此，有气体压差施加于凸缘部256（指向图5A的左边），这易于促使凸缘部朝向叶片234的端部。为了防止凸缘部256接触叶片的端部，有垫片262安装在喷嘴环238上，并且这些垫片限定出肩部或止动件264，其在气体压差的作用下由凸缘部邻接。当凸缘部邻接止动件264时，在凸缘部与叶片234的端部之间仍然有为非零值的间隙。

如最好在图5A中所示，管的管状部254压配合到孔的部分232a中，该部分为与凸缘部256从其伸出的端部相对的管状部的端部限定出沿轴向面对的硬止动件233，该管状部的对立端邻接硬止动件。

本发明的第三实施例在图6、7和7A中示出。图6描绘的涡轮机具有安装在轴318上且布置在限定出大致环形腔326的涡轮机壳体324中的涡轮机叶轮322。涡轮机喷嘴328从腔326沿径向向内引向涡轮机叶轮。涡轮机壳体组装有可变叶片组件或筒形件350。可变叶片组件350包括多个周向隔开的叶片334和管152，这些叶片可旋转地安装到喷嘴环338并且由调和环342致动，管152插入涡轮机壳体中的孔332的部分332a中。

管352包括沿轴向延伸且压配合到孔部332a中的管状部354和从该管状部的一端大致沿径向向外伸出的环形凸缘部356。凸缘部356形成涡轮机喷嘴328的一个壁，与由喷嘴环338形成的壁相对。管352还形成轮廓，其径向邻近涡轮机叶轮322的叶片的外末端。根据本发明的第三实施例，管352是气体压力响应构件，其布置成相对于叶片334可沿轴向移动，用于控制在叶片334的端部与管352的相邻面之间的间隙。为此，凸缘部356是有弹性的，从而在气体压差的作用下，凸缘部356能够进行相对于叶片的轴向运动。参照图7A，在管的凸缘部356的背面与涡轮机壳体324的相邻端部之间存在冒口空间400，并且在这个空间中，来自涡轮机壳体腔326的废气是基本上停滞的，从而它的静压高于流过凸缘部356的正面上的喷嘴328的废气的静压。因此，有气体压差施加于凸缘部356（指向图7A的左边），这易于促使凸缘部朝向叶片334的端部。为了防止凸缘部356接触叶片的端部，有垫片362安装在喷嘴环338上，并且这些垫片限定出肩部或止动件364，其在气体压差的作用下由凸缘部邻接。当凸缘部邻接止动件364时，在凸缘部与叶片334的端部之间仍然有为非零值的间隙。

如最好在图7A中所示，管的管状部354压配合到的孔的部分332a中，该部分为与凸缘部356从其伸出的端部相对的管状部的端部限定出沿轴向面对的硬止动件333，管状部的对立端邻接该硬止动件。

根据本发明的第三实施例，管的管状部354具有比凸缘部354大得多的刚性。例如，管状部354能够是铸件或机加工金属管，凸缘部356能够是固定到（例如通过焊接）管状部的环形金属板部分。

现在参照图8、9和9A描述本发明的第四实施例。图8描绘的涡轮机具有安装在轴418上且布置在限定出大致环形腔426的涡轮机壳体424中的涡轮机叶轮422。涡轮机喷嘴428从腔426沿径向向内引向涡轮机叶轮。涡轮机壳体组装有可变叶片组件或筒形件450。可变叶片组件450包括多个周向隔开的叶片434和插件452，这些叶片可旋转地安装到喷嘴环438并且由调和环442致动，插件452形成气体压力响应构件。根据这个实施例，涡轮机壳体424形成轮廓，其邻近涡轮机叶轮叶片的外末端，并且，气体压力响应构件包括环形的有弹性的弹性插件452，邻接由涡轮机壳体424限定的表面。插件452具有邻近叶片434的一侧和在冒口空间500（图9A）中暴露于来自腔的处于大致停滞状态的废气的对立侧，从而对插件施加气体压差以增大插件与涡轮机壳体之间的接触力并且促使插件靠在由固定到喷嘴环438的垫片462形成的第一止动件464上。插件能够包括金属板部分。

如最好在图9A中所示，每个垫片462具有直径减小部，其延伸穿过插件452中的开口。这些垫片还限定出第二止动件466，由直径减小部的端部上的放大头部形成，从而，通过邻接紧靠第二止动件466，插件远离第一止动件464的轴向运动上受到限制。

如所示，插件包括形成从插件的对立侧伸出且邻接涡轮机壳体的表面的弹簧的弯曲部453。

在本发明的各个实施例（本文所描述的那些以及通过本发明而变得显而易见的其它变形）中，所描述的管密封结构和布置通过减少通过叶片侧隙和管与涡轮机壳体之间的泄露的影响，可能有利于低发动机转速下的涡轮机性能。关于管/壳体密封，本发明的这些实施例提供了弹性构件与涡轮机壳体之间的小联系，并且另外，气体压差效应能够进一步改善密封。关于叶片侧隙泄露，这能够通过管理叶片间隙接近零（相比于滞后形态，最小间隙被优化，从而最小化叶片上的负荷）被最小化，同时保持最大间隙为维持可接受的涡轮机性能的程度。

管/插件的运动能力还能够帮助减轻叶片变得卡住的风险，由于在涡轮增压器的使用年限期间沉淀物随着时间推移的积累（主要是来自废气的碳烟）。现有设计中具有不可动刚性管，因此在使用年限初期，叶片间隙最大，不会有卡住的风险；随着使用时间的前进，沉淀物堆积，直到不再有间隙，这得到了改善的性能，但是存在可能卡住的风险。根据本发明，在使用年限初期，叶片间隙能够小于现有设计，得到了从一开始的更好性能；随着使用时间的推移，沉淀物堆积并且减小间隙，这进一步改善性能，但是，管/插件的可动性被认为减轻或延迟叶片卡住的风险，因为，在使用期间，在发动机循环过程中，管/插件相对于叶片不断地进行轴向运动。

本领域技术人员，在本发明的基础上，将认识到，在不脱离本文描述的发明构思的情况下，能够做出本文描述的发明的改型和其它实施例。本文使用的专用名词是用作解释目的，而非限制目的。因此，本发明不被限制于所公开的特定实施例，改型和其它实施例也包括在所附权利要求的范围内。

Claims (23)

1.一种涡轮增压器，包括：

压缩机，其包括压缩机壳体和布置在压缩机壳体中的压缩机叶轮；

涡轮机壳体，其限定出沿轴向延伸通过涡轮机壳体的孔并且限定出排气进口和通过所述排气进口接收排气的环形腔，所述腔围绕所述孔沿圆周延伸，并且涡轮机叶轮布置在所述涡轮机壳体中且布置成从所述腔接收排气并且使排气膨胀且把排气排入所述孔中，所述压缩机叶轮和所述涡轮机叶轮固定在轴的对立端上；

涡轮机喷嘴，其大致沿径向从所述腔向内伸向所述涡轮机叶轮，所述涡轮机喷嘴限定在第一壁与第二壁之间，所述第二壁是沿轴向与第一壁隔开的壁，且一轮廓邻近涡轮机叶轮的径向外圆周并且从所述涡轮机喷嘴过渡到所述孔；

可变叶片组件，其包括固定喷嘴环和可旋转地安装在所述喷嘴环上的多个周向隔开的叶片，从而，这些叶片都围绕各自的叶片枢转轴线可旋转，所述喷嘴环限定出所述涡轮机喷嘴的第一壁，这些叶片布置在所述涡轮机喷嘴中，每个叶片具有邻近第一壁的第一端和邻近第二壁的第二端；

其中，所述涡轮机喷嘴的第二壁由气体压力响应构件形成，其布置成相对于这些叶片沿轴向可移动；

第一止动件，其安置成使得所述气体压力响应构件由气体压力响应构件的邻近这些叶片的这侧与气体压力响应构件的对立侧之间的气体压差被轴向推动抵靠在所述第一止动件上，从而，在这些叶片的第二端与涡轮机喷嘴的第二壁之间存在为非零第一值的间隙。

2.如权利要求1所述的涡轮增压器，其中，所述气体压力响应构件包括：

管，其具有沿轴向延伸的管状部和大致沿径向从所述管状部的一端向外伸出的环形凸缘部，所述凸缘部形成所述涡轮机喷嘴的第二壁，所述管形成所述轮廓；和

弹性构件，其固定到所述管且布置在所述管与涡轮机壳体的一部分之间，其中，所述弹性构件的一侧暴露于来自所述腔的处于大致停滞状态的排气，这对所述弹性构件施压以增大所述弹性构件与所述涡轮机壳体这部分之间的接触力并且促使所述管压靠在第一止动件上。

3.如权利要求2所述的涡轮增压器，其中，所述弹性构件固定到所述管的所述管状部。

4.如权利要求3所述的涡轮增压器，其中，所述弹性构件压配合到所述管状部上。

5.如权利要求2所述的涡轮增压器，其中，所述弹性构件是弹性的金属部分。

6.如权利要求2所述的涡轮增压器，其中，所述弹性构件具有固定到所述管的一端和接合所述涡轮机壳体这部分的对立端。

7.如权利要求6所述的涡轮增压器，其中，所述弹性构件是大致环形的，具有径向外边缘和径向内边缘，并且其中，所述弹性构件的所述一端由所述径向内边缘限定，所述弹性构件的所述对立端由所述径向外边缘限定。

8.如权利要求6所述的涡轮增压器，其中，所述弹性构件被预压缩在所述涡轮机壳体与所述管之间从而在所述管上没有气体压差的情况下促使所述管朝向所述第一止动件。

9.如权利要求2所述的涡轮增压器，其中，所述第一止动件由刚性地固定在所述喷嘴环且大致沿轴向从所述喷嘴环伸向所述管的所述凸缘部的垫片提供。

10.如权利要求9所述的涡轮增压器，其中，每个垫片贯穿所述管的所述凸缘部中的开口。

11.如权利要求10所述的涡轮增压器，其中，这些垫片为所述凸缘部限定出第二止动件，所述凸缘部通过邻靠在所述第二止动件上而在远离所述第一止动件的轴向运动上受到限制。

12.如权利要求2所述的涡轮增压器，其中，所述管是大致刚性的。

13.如权利要求2所述的涡轮增压器，其中，所述管是模压金属板部分。

14.如权利要求1所述的涡轮增压器，其中，所述气体压力响应构件包括具有沿轴向延伸的管状部和大致沿径向从所述管状部的一端向外伸出的环形凸缘部的管，所述凸缘部形成所述涡轮机喷嘴的第二壁，所述管形成所述轮廓，所述凸缘部通过所述气体压差可弹性变形从而促使所述凸缘部朝向所述第一止动件。

15.如权利要求14所述的涡轮增压器，其中，所述管的所述管状部刚性地固定到所述涡轮机壳体。

16.如权利要求15所述的涡轮增压器，其中，所述管状部压配合到所述涡轮机壳体中的孔的一部分中。

17.如权利要求16所述的涡轮增压器，其中，所述孔的所述部分为所述管状部的与所述凸缘部从其伸出的端部相对的对立端限定出轴向面对的硬止动件，其中，所述管状部的所述对立端邻接所述硬止动件。

18.如权利要求14所述的涡轮增压器，其中，所述第一止动件由刚性地固定到所述喷嘴环且大致沿轴向从所述喷嘴环延伸的垫片提供。

19.如权利要求14所述的涡轮增压器，其中，所述管包括单件的金属板部分。

20.如权利要求14所述的涡轮增压器，其中，所述管的所述管状部具有比所述凸缘部大得多的刚性。

21.如权利要求1所述的涡轮增压器，其中，所述涡轮机壳体形成所述轮廓，并且其中，所述气体压力响应构件包括环形的有弹性的弹性插件，其邻接由所述涡轮机壳体限定的表面，所述插件具有邻近叶片的一侧以及对立侧，其中，所述插件的所述对立侧暴露于来自所述腔的处于大致停滞状态的排气，其对插件施压以增大插件与涡轮机壳体之间的接触力并且促使所述插件靠在所述第一止动件上。

22.如权利要求21所述的涡轮增压器，其中，所述插件包括金属板部分。

23.如权利要求22所述的涡轮增压器，其中，所述插件包括形成从所述插件的对立侧伸出且邻接所述涡轮机壳体的所述表面的弹簧的弯曲部。