CN105765195B - 具有消音排气阀的涡轮增压器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种增压组件，包括：排气阀(20,21)；驱动杆(10,11,12)，其通过联轴器与摇臂(20,21)连接，所述联轴器由轴孔(17)和轴(21)构成；和弹性元件(30)，其对所述轴(21)施加力，在所述轴(21)中具有锚定孔(22)并且所述弹性元件(30)锚定在所述锚定孔(22)中。

Description

具有消音排气阀的涡轮增压器

技术领域

本发明涉及包括涡轮增压器的机动车的内燃发动机，并且更具体地涉及这种涡轮增压器的声学性质。

本发明尤其涉及用于汽油发动机的固定几何类型的涡轮增压器，但是也涉及当有发出噪音的倾向时的可变几何的涡轮增压器。

背景技术

涡轮增压器尤其是固定几何的涡轮增压器具有排气阀或根据盎格鲁撒克逊术语的《废气排放》阀。排气阀或废气排放阀是增压的压力调节器。排气阀由驱动器(actionneur)(也有时称为驱动装置(actuateur))驱动，该驱动器由弹簧和膜构成。根据应用，可以分别通过通常由电磁阀调节的增压的压力或者来自由电磁阀调节的真空泵的降压来控制驱动器进行加压或降压。在某些应用中气动驱动器被电动驱动器取代。驱动器包括与排气阀的外部控制杆相连的杆。

由于排气阀的控制动力学承受强烈的温度差，存在的枢轴连接需要具有相对大的约为十分之二至十分之三毫米的间隙。该间隙有利于金属与金属间碰撞产生噪音的现象。特别是在排气阀的外部杆的控制轴和排气阀的驱动器的控制杆之间的枢轴连接的情况。然而在排出气体的重复的压力脉冲的作用下，排气阀被激发而引起位于外部杆的端部的轴的摆动运动，该轴接合在驱动器的控制杆的轴孔中。该运动引起轴与其所插入的轴孔之间的碰撞。因此出现具有与排出气体的排出频率相同的有节奏的撞击噪音。该噪音是从车辆的外部和内部都明显听得到的金属噪音。

为了限制这些噪音的出现，实施按时校准发动机的策略，但是这通常使燃料的消耗增加。

在文件DE202007019447中还提出了放置线型弹簧(ressort filaire)，其使外部杆的轴朝向它所放置的轴孔的内缘永久回复。然而这种弹簧在驱动装置的驱动器的杆和排气阀的杆之间的连接枢轴连接中产生摩擦，该摩擦构成机械能的耗散以及由摩擦作用引起的机械磨损的来源。

发明内容

本发明旨在提出一种装置，其中在驱动器的控制杆和排气阀的杆之间的连接具有减弱的噪音水平，同时该装置不会产生对该连接的工作或耐久性有损的摩擦。

根据本发明，达到该目标是借助于一种增压组件，其包括通过空气增压的涡轮增压器、所述涡轮增压器的排气阀，所述排气阀包括摇臂，并且所述增压组件包括驱动器，所述驱动器包括驱动杆，所述驱动杆与所述摇臂连接使得所述驱动杆牵引所述摇臂，所述驱动杆和所述摇臂通过联轴器而彼此连接，所述联轴器由轴孔和轴构成，所述轴以轴在轴孔中有尺寸间隙地插入在所述轴孔中，所述增压组件还包括弹性元件，所述弹性元件对所述轴施力使得所述轴保持抵靠在所述轴孔的内壁，而不会在所述尺寸间隙内移动，其特征在于，在所述轴中具有锚定孔并且所述弹性元件锚定在所述锚定孔中。

有利地，所述轴具有几何中心轴线并且所述锚定孔设置在所述轴的几何中心轴线上。

有利地，所述弹性元件具有基本呈U型的形状，其中所述U型形状的分支锚定在所述轴的所述锚定孔中。

有利地，所述弹性元件具有第二分支，所述第二分支被插入在所述驱动杆或所述排气阀的杆中实现的第二锚定孔中。

有利地，所述第二锚定孔是贯穿孔并且所述第二分支具有相对于所述第二锚定孔的轴线倾斜的倾斜部，以便所述倾斜部针对所述第二锚定孔的边缘形成滑坡。

有利地，所述弹性元件具有设置在U型形状的两个分支之间的圆弧部分。

有利地，所述弹性元件具有形成环的端部，所述环围绕所述驱动杆。

有利地，所述驱动杆包括螺纹，所述驱动杆包括螺纹连接在所述螺纹上的螺母并且所述弹性元件的所述环靠着所述螺母而设置。

有利地，所述驱动杆包括螺纹，所述驱动杆包括螺纹连接在所述螺纹上的螺母，并且所述螺母包括所述环的接收结构，所述接收结构能够使所述环保持不会沿着所述驱动杆在两个相反的方向上都移动。

有利地，所述环的接收结构是由围绕所述螺母的凹槽组成。

有利地，所述弹性元件形成具有两个分支的环，所述环的两个分支相互交叉。

有利地，所述环安置在与所述摇臂和所述驱动杆都平行的平面上。

本发明还涉及一种内燃发动机，其包括根据前面描述的变型中任意一个变型所述的增压组件。

本发明还涉及一种机动车，其包括这种内燃发动机。

附图说明

通过阅读下文的描述，并参考附图，使本发明的其他特征、目的和优点得以显现，在附图中：

图1示出了根据本发明的第一实施方式的在驱动器的杆和排气阀的杆之间的连接。

图2示出了根据本发明的第二实施方式的在驱动器的杆和排气阀的杆之间的连接。

图3示出了根据本发明的第三实施方式的在驱动器的杆和排气阀的杆之间的连接。

图4示出了根据本发明的第四实施方式的在驱动器的杆和排气阀的杆之间的连接。

具体实施方式

如图1所示，根据第一实施方式的组件包括排气阀的驱动器的杆10和排气阀的杆20。驱动器的杆10是由未示出的驱动器根据与杆10的主方向对齐的滑动方向来驱动的。在杆10的滑动作用下，杆20描述了围绕未示出的位于图的上方的固定轴的摆动运动。

杆10包括杆身11和杆头12，杆头螺纹连接在杆身11上以允许根据杆10的主方向来调整杆头12的前进。为此，杆身11具有外螺纹13并且杆头具有互补的螺纹14。杆10还配备有同样螺纹连接在杆身11的螺纹13上并且锁住杆头12的锁紧螺母15。

杆头12具有端部16，端部16配备有贯穿孔17，孔17又被称为轴孔17，其接收来自阀杆20的销钉21。销钉21又被称为轴21，其为此朝向平行于杆20的旋转轴线的方向，以便在杆10的滑动作用下，通过牵引阀的杆20及它的其余部分使销钉21与杆10一起平移。阀的杆20和销钉21形成摇臂。

此处的杆头12具有贯穿孔18，其平行于杆20的销钉21而设置，该孔18接收夹紧装置30。夹紧装置30具有U型形状，其第一分支31穿过孔18并且其第二分支32穿过杆的销钉21的孔22。夹紧装置30被构造成使得在该组装位置中，其倾向于通过弹性使这两个分支31和32彼此推开并因此倾向于相对于杆身11推开杆的销钉21。由于在杆的销钉21和其插入的孔17之间存在间隙，杆的销钉21因此永远抵靠距离杆10的杆身11最远的孔17的区域。因此，由于阀杆20的振动引起的颤动的碰撞被消除并且此处描述的组件的噪音是特别小的。

夹紧装置30的分支31包括与杆头12的孔18协作的直线型段33。圆弧路径状的段34位于直线部分33和由夹紧装置形成的U型底部之间，并且其通过该圆形的形状而具有特别的易弯曲性并且因此允许在两个分支31和32之间的最佳的弹性接近。作为变型例，该段34可以被夹紧装置的环状的一部分取代，该环的两个分支互相交叉。这种环有利地被安置在U型的底部在与阀杆20和驱动杆10同时平行的平面上。环可以例如以衣夹弹簧的方式形成一个或多个圆形的圈。环还可以另外采用圆弧段34，如图4所示，由参考标记38表示环。分支31在其自由端具有允许使分支31容易并且可靠地插入孔18的特殊形状。该特殊形状在此由设置在直线支承部分33和端部直线部分36之间的倾斜部35构成。该倾斜部35在孔18中形成分支31的滑坡，该滑坡引起在分支31插入时分支31的形变。在插入时该形变引起操作者在夹紧装置插入的方向上对夹紧装置30施加较大的力。倾斜部35通过脱钩37与直线支承部分33相连接，以便操作者在孔18中插入分支31的结束时感受到力学上的通过并且以便分支31因此在最终位置时保持在孔18中。

如此放置的弹性元件30允许在杆头12和杆的销钉21之间的连接的总是同一边安置间隙，并且因此避免在这两个元件之间的金属和金属间的碰撞的现象。

分支32在此被锚定在销钉21中实现的孔22中。以这种方式，在夹紧装置30和销钉21之间的摩擦以及相关的磨损出现明显地减少。可以通过在分支32和销钉21之间的接触面出现明显地减小的事实来解释该效果。

此外，孔22在本示例中位于销钉21的中央部分，在分支32和销钉21之间的接触面位于销钉21的位置，其最小程度约束地(le moin sujet)旋转移动。通过该布置在分支32和销钉21互相接触的表面上的它们之间的相对移动出现明显地减少，该布置同时减少由这种摩擦引起的磨损。此外，由夹紧装置30产生的力被施加在杆的销钉21的中央，这允许限制摩擦力。因此，根据驱动器中的控制压力水平，该声学构造只对排气阀的杆的行程变化曲线具有微弱的影响。

在该实施方式中，例如涡轮增压器供应商中排名第一的供应商的驱动器供应商一起交付驱动器的组件、位于杆身11上的杆头12以及拧紧的锁紧螺母15一起交付。夹紧装置30被分开交付。负责组装的涡轮增压器供应商将杆头12接合在杆的销钉21上，并且一旦杆的销钉21穿过杆头12而接合，操作者就在销钉21上安装卡簧以使其位置固定。然后，操作者毫无困难地将夹紧装置30接合在两个贯穿孔18和22中，因为在夹紧装置30的两个分支31和32之间的间隔基本与孔18和22之间的间隔对应。在夹紧装置30的该位置上，两个分支31和32之间的间隔无论如何都大于孔18和22之间的距离以在杆的销钉21和杆头12之间产生接触力。

现在，通过再次使用与图1中相同或相似元件所使用的相同的数字标记来描述图2的组件。图2所示的组件包括弹簧类型的夹紧装置40，其还具有通过杆的销钉的中心孔22而穿入杆的销钉21的直线型分支42。

在与驱动器的杆协作的夹紧装置40的部分中，其形成围绕杆身11的锚定环43，该固定环43通过形成与杆身11相同的横向尺寸的圆形物在与杆10的纵轴线垂直的平面中延伸。环43在杆身11的具有螺纹13的区域围绕杆身11，并且通过锁紧螺母15以及第二锁紧螺母19保持在在该位置中。这种夹紧装置40因此在纵向距离上从锁紧螺母15和19延伸至杆的销钉21，并且因此具有与杆20的主方向对齐的较大的部分。为了通过使环43与分支42接近来赋予夹紧装置40以足够的弹性，夹紧装置通过相对于杆10的轴线有侧向间隔来形成中心部分44，该中心部分44具有垂直于杆10的两个分支，这两个分支通过半圆45彼此连接。该圆形形状通过纵向缩短换言之通过使分支42与环43靠近来赋予夹紧装置40以合适的弹性。

作为变型例，该中心部分44可以被夹紧装置的一部分取代，该夹紧装置的一部分具有环，其两个分支互相交叉。这种环有利地被安置在与阀杆20和驱动杆10同时平行的平面内。环可以例如以衣夹弹簧的方式形成一个或多个圆形的圈。环还可以另外被采用中心部分44。

在实施方式中，驱动器供应商将其驱动器与杆头12、锁紧螺母15、第二锁紧螺母19以及夹紧装置40一同交付。在该步骤中，锁紧螺母15被拧紧并因此卡住杆头12，而第二锁紧螺母19与锁紧螺母15足够地间隔开以使得夹紧装置在杆上有平移和旋转的可动性。

当涡轮增压器的供应商实现了驱动器的组装时，其将杆头12接合在杆的销钉21上并且将夹紧装置的分支42接合在杆的销钉21的中间孔22中。装配是容易进行的，因为在装配过程时，夹紧装置40不受约束。然后，第二锁紧螺母19被拧紧以使夹紧装置在负载下并因此在杆的销钉21和杆头12之间产生轻微的接触力。而且，由弹性元件施加的轻微的接触力允许维持间隙的分布并且避免金属和金属间的碰撞现象。

图3的实施方式与图2的实施方式的不同之处在于，锁紧螺母15配备有圆周形的凹槽15a，环43被安装在其中。在这种情况下，驱动器供应商将其驱动器与杆头12、具有集成的凹槽15a的锁紧螺母15以及弹簧类型的夹紧装置40一同交付。此时，锁紧螺母15被拧得非常紧并因此卡住杆头12。锁紧螺母15的凹槽15a与夹紧装置40之间具有足够的间隙，以便使杆头12接合在杆的销钉21上，同时，夹紧装置40的横向分支42接合在杆的销钉21的中央孔22中。另一个解决方法在于拧松螺母15，然后，一旦将夹紧装置40的横向分支42接合在杆的销钉21的中央孔22中时，就重新拧紧螺母15。

Claims (14)

1.一种用于内燃发动机的增压组件，其包括通过空气增压的涡轮增压器、所述涡轮增压器的排气阀，所述排气阀包括摇臂，并且所述增压组件包括驱动器，所述驱动器包括驱动杆，所述驱动杆与所述摇臂连接使得所述驱动杆牵引所述摇臂，所述驱动杆和所述摇臂通过联轴器而彼此连接，所述联轴器由轴孔和轴构成，所述轴以轴在轴孔中有尺寸间隙地插入在所述轴孔中，所述增压组件还包括弹性元件，所述弹性元件对所述轴施力使得所述轴保持抵靠在所述轴孔的内壁，而不会在所述尺寸间隙内移动，其特征在于，在所述轴中具有锚定孔并且所述弹性元件锚定在所述锚定孔中。

2.根据权利要求1所述的增压组件，其特征在于，所述轴具有几何中心轴线并且所述锚定孔设置在所述轴的所述几何中心轴线上。

3.根据权利要求1所述的增压组件，其特征在于，所述弹性元件具有基本呈U型的形状，其中所述U型形状的分支锚定在所述轴的所述锚定孔中。

4.根据权利要求3所述的增压组件，其特征在于，所述弹性元件具有第二分支，所述第二分支被插入在所述驱动杆或所述排气阀的杆中实现的第二锚定孔中。

5.根据权利要求4所述的增压组件，其特征在于，所述第二锚定孔是贯穿孔并且所述第二分支具有相对于所述第二锚定孔的轴线倾斜的倾斜部，以便所述倾斜部针对所述第二锚定孔的边缘形成滑坡。

6.根据权利要求3所述的增压组件，其特征在于，所述弹性元件具有设置在U型形状的两个分支之间的圆弧部分。

7.根据权利要求1所述的增压组件，其特征在于，所述弹性元件具有形成环的端部，所述环围绕所述驱动杆。

8.根据权利要求7所述的增压组件，其特征在于，所述驱动杆包括螺纹，所述驱动杆包括螺纹连接在所述螺纹上的螺母并且所述弹性元件的所述环靠着所述螺母而设置。

9.根据权利要求7所述的增压组件，其特征在于，所述驱动杆包括螺纹，所述驱动杆包括螺纹连接在所述螺纹上的螺母，并且所述螺母包括所述环的接收结构，所述接收结构能够使所述环保持不会沿着所述驱动杆在两个相反的方向上都移动。

10.根据权利要求9所述的增压组件，其特征在于,所述环的接收结构由围绕所述螺母的凹槽构成。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的增压组件，其特征在于，所述弹性元件形成具有两个分支的环，所述环的两个分支相互交叉。

12.根据权利要求11所述的增压组件，其特征在于，所述环安置在与所述摇臂和所述驱动杆都平行的平面上。

13.一种内燃发动机，其特征在于，其包括根据权利要求1至12中任一项所述的增压组件。

14.一种机动车，其特征在于，其包括根据权利要求13所述的内燃发动机。