CN105899780B - 排气涡轮增压器 - Google Patents

排气涡轮增压器 Download PDF

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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流导管(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)，该圆盘和该叶片支承环界定了该进流导管(4)，并且该VTG套筒具有多个叶片(8)，这些叶片被安排在该进流导管(4)中并且通过多个可旋转的叶片轴(9)被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)在一个调节环(13)中接合到多个相关联凹槽(12)之中，该调节环环绕在该叶片支承环(7)的外侧上；其特征为至少一个最小流动止挡件(25，26)，该至少一个最小流动止挡件在外表面(31)上具有一个激光切割部(32)。

Description

排气涡轮增压器
本发明涉及一种排气涡轮增压器，具有一个涡轮机，该涡轮机具有由一个进流导管环绕的一个涡轮机叶轮，并且具有一个VTG套筒，该VTG套筒具有多个叶片，这些叶片被安排在该进流导管中并且通过多个可旋转的叶片轴安装在该叶片支承环中，这些叶片轴连接至多个叶片杠杆上，这些叶片杠杆的杠杆头在一个调节环中接合到多个相关联凹槽中，该调节环在外侧环绕该叶片支承环。
在这种排气涡轮增压器的情况下，提供了一种可变涡轮机几何形状(VTG)，其中多个导向叶片是通过一个调节环来调整的。当在一台车辆中使用所述类型的带有可变涡轮机几何形状的排气涡轮增压器时，非常重要的是获得在发动机的使用期限内保持稳定的对最低可能排气通过量(“最小流动通过量”)的精确校准。
在这方面，本发明的一个目标是提供一种排气涡轮增压器，具有一个涡轮机，该涡轮机具有由一个进流导管环绕的一个涡轮机叶轮，并且具有一个VTG套筒，该VTG套筒具有多个叶片，这些叶片被安排在该进流导管中并且通过多个可旋转的叶片轴安装在该叶片支承环中，这些叶片轴连接至多个叶片杠杆上，这些叶片杠杆的杠杆头在一个调节环中接合到多个相关联凹槽中，该调节环在外侧环绕该叶片支承环，该排气涡轮增压器准许在涡轮增压器的使用期限内保持稳定的对最低可能排气通过量的精确校准。
这一目标是通过以下特征实现的：至少一个最小流动止挡件，该至少一个最小流动止挡件在一个外表面上具有一个激光切割部。
该目标的实现方式是这样的：止挡件可以配备有一个高度精确的切割部，即使是在难以触及的位置，因为该切割部是激光切割部的形式。因此，有可能对根据本发明的排气涡轮增压器的VTG套筒的通过量进行精确设置，或者重新校准。
在诸如销或止挡螺栓等具有圆形外形的止挡件情况下，激光切割部的设置提供了特别的优点，出于校准处理的目的可以在圆形外形上形成一个平面激光切割部。
以下的实施例涉及根据本发明的排气涡轮增压器的有利发展。
在一个实施例中，该最小流动止挡件是一个圆形止挡螺栓的形式，并且其中该激光切割部是该圆形外表面上的一个平面表面区域。
在一个实施例中，该调节环的与该最小流动止挡件相接触的切口具有平行的止挡边缘。
在一个实施例中，该调节环与该叶片支承环之间的径向支承安排。
在一个实施例中，提供了两个最小流动止挡件，这两个最小流动止挡件相对彼此以一个可选择的角间距被安排在该叶片支承环上。
在本发明上下文中进行的试验表明，穿过可变涡轮机几何形状的通过量不仅依赖于止挡件的设置而且还依赖于调节环的安装，并且特别依赖于所述安装中径向游隙的大小。
因此，根据本发明，使用了两个最小流动止挡件，这两个最小流动止挡件优选地被安排在距可变涡轮机几何形状的内杠杆最大可能的距离处并且产生的优点是，调节环在最小流动止挡件位置上的角位置由于小的径向偏转而被精确限定，并且调节环轴承的任何磨损不再对最低可能排气通过量(最小流动通过量)有影响。
优选的是，根据本发明提供的两个最小流动止挡件具有平行的止挡边缘，使得在最小流动止挡件处，调节环就其移动自由度而言受到一定的限制。
于是任何其余可能位移不再导致通过量的变化，或者不再导致通过量的显著变化。
根据本发明的VTG套筒限定为一种可以独立销售的物品。一种排气涡轮增压器的VTG套筒具有一个圆盘并且具有一个叶片支承环，该圆盘和该叶片支承环界定了一个进流导管，具有多个叶片，这些叶片被安排在该进流导管中并且通过多个可旋转的叶片轴安装在该叶片支承环中，这些叶片轴连接至多个叶片杠杆上，这些叶片杠杆的杠杆头在一个调节环中接合到多个相关联凹槽中，该调节环在外侧环绕该叶片支承环。至少一个最小流动止挡件，该至少一个最小流动止挡件在一个外表面上具有一个激光切割部。
本发明还涉及一种用于调节穿过排气涡轮增压器的VTG套筒的通过量的方法，该方法具有以下方法步骤：将至少一个最小流动止挡件安装到该VTG套筒中；以及通过激光加工在该最小流动止挡件的外表面上产生一个切割部。
因此，为了通过一个排气涡轮增压器的VTG套筒来设定通过量，或者对所述类型的套筒重新校准，在VTG套筒中合适的位置处安装至少一个最小流动止挡件。所述位置可以被提供在叶片支承环上或调节环上。
出于通过VTG套筒设定通过量的目的，于是在止挡件的外表面上形成一个激光切割部，所述激光切割部是非常精确的，使得通过量的设定或重新校准也相应是精确的。
通过所述类型的激光加工，还可以在圆形止挡件上形成一个平面切割部。
本发明将最小流动止挡件限定为一种可以独立销售的物品，其包括止挡件外表面上的优选平面的激光切割部。
本发明进一步的细节、特征和优点，通过参照附图在多个示例性实施例的以下说明中变得清楚，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示出了一种VTG套筒的透视平面图，
图3示出了根据图2的VTG套筒的放大的局部视图，
图4对应于图3示出了一种VTG套筒的局部图示(止挡件不可见)，
图5示出了根据本发明的VTG套筒的仰视图，
图6对应于图5示出了根据本发明的VTG套筒的仰视图，用于说明止挡边缘的平行构型，
图7示出了最小流动止挡件的平面视图的放大图示，并且
图8示出了根据图7的止挡件沿图7中的线VII-VII截取的截面图示。
图1示出了根据本发明的排气涡轮增压器1的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流导管4环绕的一个涡轮机叶轮3，该进流导管配备有一个所谓的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。
该排气涡轮增压器1当然还具有排气涡轮增压器的所有其他常用部件，例如转子25'，该转子可旋转地安装在一个轴承壳体26'中并且该轴承壳体在一端处支承着该涡轮机叶轮3并且在另一端处支承着一个压缩机27'的压缩机叶轮28'。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的一个进流导管4。此外，这种类型的VTG套筒具有多个叶片，这些叶片被安排在进流导管4中并且图4示出了其中的一个标定为8的叶片来作为带有对应参考号的所有叶片的代表性实例。这些叶片8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8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。如图2所示，其中所示的实施例具有十个这样的、优选带曲柄的叶片杠杆，这些叶片杠杆各自具有相同的设计。
每个叶片杠杆10具有一个杠杆头11，该杠杆头接合到一个调节环13中的相关联凹槽12中。图2在此方面示出了，该调节环13环绕在叶片支承环7的外侧上，即沿着其外圆周。
为了该调节环13的径向安装，可以提供由这些叶片杠杆10形成的径向支承安排。为此目的，这些叶片杠杆10被形成为滚动杠杆，其杠杆头11被支撑在调节环13中的这些凹槽12中。
在图2和图3中，这些杠杆头11配备有多个端面14，这些端面各自具有圆化的形式。这些圆化的端面14与对应相关联的凹槽12的配合面15是滚动接触的，这种滚动接触在图3中用箭头KW表示。
在图2和图3中所示的实施例中，这些凹槽的配合面15在各自情况下具有平面的形式。
图3中的另外两个箭头KS1和KS2示出了杠杆头11与对应相关联的凹槽12之间的侧向接触点。这些接触点KS1和KS2出现在杠杆头11的侧壁16和17与凹槽12的这些对应相关联的侧壁18和19之间，这些侧壁18和19各自与该配合面15相邻接。如图2所示，这些凹槽12各自是由一个后部壁24封闭的，该后部壁又与侧壁18和19相邻并且基本上平行于该配合面15延伸。
图4示出了一个实施例，在该实施例中优选带有曲柄的叶片杠杆10进而是凸轮杠杆的形式，这些叶片杠杆的杠杆头11被支撑在凹槽12中，但是这种支撑是在侧向的滚动轴承支撑点KW1和KW2提供的，如从图4的细节中明显看出的那样。这些杠杆头11的滚动轴承支撑点KW1和KW2是被支撑在凹槽12的边缘区域20、21上的，同样从图4中明显看出。
此外，这个实施例中的这些杠杆头11各自具有一个中央凹陷23，调节环13的一个相关联凸缘22接合在这个中央凹陷中，其结果是力被传输用于调整这些叶片。
这两个实施例的共同之处是这些叶片杠杆10各自都是优选带有曲柄杠杆的形式并且能以冲压件或成形件的形式来生产。
另外，这两个实施例中的调节环13都是通过叶片支承环7轴向地安装的。为此目的，叶片支承环7具有多个支承段24(见图2)，这些支承段搁置在该调节环13上。
图5示出了根据本发明的VTG套筒5的仰视图，所述视图示出了该实例中的用于设定穿过套筒5的最低可能通过量的两个止挡件25、26的安排，所述止挡件25和26通常被称为“最小流动止挡件”。
如图5所示，这些最小流动止挡件25和26在本实施例中被安排在叶片支承环7上。当从叶片支承环7的中心点M7向这些最小流动止挡件25和26的中心点M25和M26来观察，所述这些最小流动止挡件彼此围成一个角度α，该角度可以根据结构条件或其它需求从设计方面自由地选择。然而原则上，还可想到的是一个止挡件25、26可以被安装在VTG套筒中一些其他合适的位置。根据图7和图8，一个所述类型的止挡件25、26可以是一个止挡螺栓的形式，其在实例中具有一圆柱形销部35，带有一个圆形外表面31。通过激光加工处理，可以在所述外表面31上形成一个激光切割部32，根据图7的图示，该激光切割部在该实例中具有矩形形状。
如图8所示，激光切割部32呈平面形式，与圆形外表面31形成对比。
止挡件25、26还具有一个紧固板33，该紧固板的直径大于止挡件部段35的直径并且具有一个插入销34。
在图6所展示的另一个实施例中，这些止挡边缘27、28在调节环13上被形成为是平行的，使得当它们与最小流动止挡件25、26接触时，调节环13不产生明显的径向偏转，从而维持了相对于该叶片支承环7的同轴位置。在此，这些止挡边缘27和28分别是调节环凹陷29和30的对应地接触最小流动止挡件25和26的那些止挡边缘，如从图6的细节可看出。所述止挡边缘27和28的平行构型在图6中以平行线P27和P28指示。
除以上书面公开外，特此明确地参考图1至图8中对本发明的说明性表示以补充本发明的公开内容。
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 进流导管
5 VTG套筒
6 圆盘
7 叶片支承环
8 叶片
9 叶片轴
10 叶片杠杆
11 杠杆头
12 凹槽
13 调节环
14 圆化的端面
15 配合面
16，17 侧壁
18，19 侧壁
20，21 边缘区域
22 凸缘
23 凹陷
24 支承段
25，26 最小流动止挡件
25' 轴
26' 轴承壳体
27，28 止挡边缘
27' 压缩机
28' 压缩机壳体
29，30 调节环凹陷
31 外表面
32 激光切割部
33 紧固板
34 紧固销
KS1和KS2 用于调节叶片的侧向接触点
KW 滚动轴承的接触点
KW1和KW2 滚动轴承的接触点
L 增压器纵向轴线
M7 叶片支承环的中心点
M25，26 最小流动止挡件的中心点
P27，P28 平行线

Claims (11)

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流导管(4)环绕的一个涡轮机叶轮(3)，并且
-具有一个VTG套筒(5)，
·该VTG套筒具有多个叶片(8)，这些叶片被安排在该进流导管(4)中并且通过多个可旋转的叶片轴(9)安装在叶片支承环(7)中，这些叶片轴连接至多个叶片杠杆(10)上，这些叶片杠杆的杠杆头(11)在一个调节环(13)中接合到多个相关联凹槽(12)中，该调节环在外侧环绕该叶片支承环(7)；
其特征为
-至少一个最小流动止挡件(25，26)，该至少一个最小流动止挡件在一个外表面(31)上具有一个激光切割部(32)，所述激光切割部是非常精确的，使得通过量的设定或重新校准也相应是精确的。
2.如权利要求1所述的排气涡轮增压器，其中该最小流动止挡件(25，26)是一个圆形止挡螺栓的形式，并且其中该激光切割部(32)是圆形外表面(31)上的一个平面表面区域。
3.如权利要求1或2所述的排气涡轮增压器，其中该调节环(13)的与该最小流动止挡件(25，26)相接触的切口(29，30)具有平行的止挡边缘(27，28)。
4.根据权利要求1或2所述的排气涡轮增压器，其特征为该调节环(13)与该叶片支承环(7)之间的径向支承安排。
5.根据权利要求1或2所述的排气涡轮增压器，其中提供了两个最小流动止挡件(25，26)，这两个最小流动止挡件相对彼此以一个可选择的角间距(α)被安排在该叶片支承环(7)上。
6.一种排气涡轮增压器(1)的VTG套筒(5)，
-具有一个圆盘(6)并且具有一个叶片支承环(7)，该圆盘和该叶片支承环界定了一个进流导管(4)，
-具有多个叶片(8)，这些叶片被安排在该进流导管(4)中并且通过多个可旋转的叶片轴(9)安装在该叶片支承环(7)中，这些叶片轴连接至多个叶片杠杆(10)上，这些叶片杠杆的杠杆头(11)在一个调节环(13)中接合到多个相关联凹槽(12)中，该调节环在外侧环绕该叶片支承环(7)，并且
其特征为
-至少一个最小流动止挡件(25，26)，该至少一个最小流动止挡件在一个外表面(31)上具有一个激光切割部(32)，所述激光切割部是非常精确的，使得通过量的设定或重新校准也相应是精确的。
7.如权利要求6所述的VTG套筒，其特征为权利要求2至5之一。
8.一种用于调节穿过排气涡轮增压器(1)的VTG套筒(5)的通过量的方法，该方法具有以下方法步骤：
-将至少一个最小流动止挡件(25，26)安装到该VTG套筒(5)中；以及
-通过激光加工在该最小流动止挡件(25，26)的外表面(31)上产生一个切割部(32)，所述切割部是非常精确的，使得通过量的设定或重新校准也相应是精确的。
9.如权利要求8所述的方法，其特征为在该最小流动止挡件(25，26)的一个圆形外表面(31)上产生一个平面切割部(32)的方法步骤。
10.一种排气涡轮增压器(1)的VTG套筒(5)的最小流动止挡件(25，26)，其特征为一个止挡件外表面(32)上的一个激光切割部(32)，所述激光切割部是非常精确的，使得通过量的设定或重新校准也相应是精确的。
11.如权利要求10所述的最小流动止挡件，其特征在于，所述激光切割部(32)是平面的。
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