CN106715863B - 可变喷嘴单元以及可变容量型增压器 - Google Patents

Abstract

本发明提供可变喷嘴单元以及可变容量型增压器。可变容量型增压器中的可变喷嘴单元具备：第一喷嘴环，其配置于涡轮壳体内，且形成有多个第一支承孔；第二喷嘴环，其相对于第一喷嘴环对置配置，且形成有多个与第一支承孔对应的贯通孔亦即第二支承孔；多个可变喷嘴，它们由第一喷嘴环和第二喷嘴环支承为能够转动；多个密封部件，它们沿着第二喷嘴环的与涡轮壳体对置的面，配置于涡轮涡旋流路与涡轮叶轮侧之间。可变喷嘴的向一侧延伸的第一喷嘴轴能够转动地支承于第一支承孔，并且向另一侧延伸的第二喷嘴轴能够转动地支承于第二支承孔，多个密封部件中包含的第一密封部件设置于比第二支承孔靠涡轮叶轮侧的位置。

Description

可变喷嘴单元以及可变容量型增压器

技术领域

本发明涉及可变喷嘴单元以及可变容量型增压器。

背景技术

在可变容量型增压器中，在涡轮壳体内的涡轮涡旋流路与涡轮叶轮(turbineimpeller)之间设置可变喷嘴单元。可变喷嘴单元设置于涡轮壳体内的涡轮叶轮的外周侧。可变喷嘴单元通常具备：沿着涡轮叶轮的轴向相互分离地设置的第一喷嘴环和第二喷嘴环、以及被第一喷嘴环和第二喷嘴环夹持并沿着圆周方向以等间隔配置有多个的可变喷嘴。第一喷嘴环沿着涡轮叶轮的轴向设置于比涡轮叶轮靠轴承壳体侧的位置。第二喷嘴环以包围涡轮叶轮的外周的方式配置。另外，多个可变喷嘴分别具有沿着涡轮叶轮的轴向延伸的喷嘴轴，喷嘴轴由第一喷嘴环和第二喷嘴环支承为能够转动。在具备上述结构的可变喷嘴单元中，通过使多个可变喷嘴向打开的方向同步旋转，由此能够增大向涡轮叶轮侧供给的废气的流路面积。另外，通过使多个可变喷嘴向缩径方向同步旋转，由此能够减小废气的流路面积。这样，可变容量型增压器通过可变喷嘴改变流路面积来控制增压压力，从而能够适当地维持增压效率。

针对这样的可变容量型增压器，以提高增压效率为目的，对用于防止废气漏气(泄漏)的结构进行了各种研究。例如，在专利文献1中示出如下结构，在第二喷嘴环中的与同第一喷嘴环对置的面相反的背面侧设置密封罩，从而防止废气从涡轮涡旋流路向涡轮叶轮的出口侧漏气。

专利文献1：日本特开2013-2293号公报

近年来，应对低油耗、低环境负荷的柴油发动机的开发不断发展，能够用于这样的柴油发动机的可变容量型增压器也要求小型高输出化。

本公开对实现了进一步提高增压效率的可变喷嘴单元和可变容量型增压器进行说明。

发明内容

为了实现上述目的，本公开的一个方式的可变喷嘴单元，配置在可变容量型增压器的涡轮壳体内的涡轮涡旋流路与涡轮叶轮之间，对从涡轮涡旋流路向涡轮叶轮供给的废气的流路面积进行变更，其特征在于，具备：第一喷嘴环，其配置于涡轮壳体内，且形成有多个第一支承孔；第二喷嘴环，其相对于第一喷嘴环对置配置于沿着涡轮叶轮的轴线方向离开第一喷嘴环的位置，且形成有多个与第一支承孔对应的贯通孔亦即第二支承孔；多个可变喷嘴，它们由第一喷嘴环和第二喷嘴环支承为能够转动；以及多个密封部件，它们沿着第二喷嘴环的与涡轮壳体对置的面配置在涡轮涡旋流路与涡轮叶轮之间，可变喷嘴向一侧延伸的第一喷嘴轴能够转动地支承于第一支承孔，并且向另一侧延伸的第二喷嘴轴能够转动地支承于第二支承孔，多个密封部件中包含的第一密封部件设置于比第二支承孔靠涡轮叶轮侧的位置。

根据本公开，提供实现了进一步提高增压效率的可变喷嘴单元以及可变容量型增压器。

附图说明

图1是第一实施方式的可变容量型增压器的简略结构图。

图2是示出第一实施方式的可变容量型增压器中的可变喷嘴单元的剖视图。

图3是图2的可变喷嘴附近的放大图。

图4是示出现有的可变容量型增压器中的可变喷嘴单元的剖视图。

图5是示出第一实施方式的可变容量型增压器中的可变喷嘴单元的变形例的剖视图，并且是密封罩的内周端附近的放大图。

图6是示出第二实施方式的可变容量型增压器中的可变喷嘴单元的剖视图。

具体实施方式

本公开的一个方式的可变喷嘴单元，配置于可变容量型增压器的涡轮壳体内的涡轮涡旋流路与涡轮叶轮之间，对从涡轮涡旋流路向涡轮叶轮供给的废气的流路面积进行变更，其特征在于，具备：第一喷嘴环，其配置于涡轮壳体内，且形成有多个第一支承孔；第二喷嘴环，其相对于第一喷嘴环对置配置于沿着涡轮叶轮的轴线方向离开第一喷嘴环的位置，且形成有多个与第一支承孔对应的贯通孔亦即第二支承孔；多个可变喷嘴，其由第一喷嘴环和第二喷嘴环支承为能够转动；多个密封部件，其沿着第二喷嘴环的与涡轮壳体对置的面配置于涡轮涡旋流路与涡轮叶轮之间，可变喷嘴的向一侧延伸的第一喷嘴轴能够转动地支承于第一支承孔，并且向另一侧延伸的第二喷嘴轴能够转动地支承于第二支承孔，多个密封部件中包含的第一密封部件设置于比第二支承孔靠涡轮叶轮侧的位置。

根据上述可变喷嘴单元，在第二喷嘴环的与涡轮壳体对置的面，在涡轮涡旋流路与涡轮叶轮侧之间设置有多个密封部件。首先，通过具备多个密封部件，能够防止经由与涡轮壳体对置的面一侧的废气流的形成。另外，作为多个密封部件之一的第一密封部件设置于比第二支承孔靠涡轮叶轮侧，由此堵塞从涡轮涡旋流路直接前往涡轮叶轮侧的废气流路，此外能够防止经由第二喷嘴环的第二支承孔而从与涡轮壳体对置的面一侧前往涡轮叶轮侧的下游的废气流的形成。其结果能够增大通过可变喷嘴的废气的流量，因此提高增压效率。

在此，多个密封部件中包含的第二密封部件能够成为设置于比第二支承孔靠涡轮涡旋流路侧的方式。

通过成为在比第二支承孔靠涡轮涡旋流路侧设置第二密封部件的结构，由此能够抑制废气在第二喷嘴环与涡轮壳体对置的面一侧移动，从而能够适当地将废气向可变喷嘴引导。此外在第二喷嘴环的背面(与同第一喷嘴环的对置面相反侧的面)，在供第二喷嘴轴插入的第二支承孔的周围形成闭合的空间，因此能够抑制经由第二支承孔前往该空间的废气流动，从而防止增压效率进一步降低。

另外，本公开的一个方式的可变容量型增压器是包括上述可变喷嘴单元的可变容量型增压器，能够成为如下方式，即：涡轮壳体在比第二喷嘴环靠内周侧处具备护罩部，该护罩部的内周面与涡轮叶轮的叶片端部对置，呈沿着叶片端部的形状的形状。

通过成为涡轮壳体具备护罩部的方式，能够将从第二喷嘴环的背面连续的第二喷嘴环和涡轮壳体的边界设置于比涡轮叶轮靠上游侧。因此，即使假设在第二喷嘴环的背面侧形成有废气流，通过使其出口位于比涡轮叶轮靠上游侧，从而也能够使背面侧的废气流有助于涡轮叶轮的旋转。因此能够实现进一步提高增压效率。

另外，本公开的一个方式的可变容量型增压器是包括上述可变喷嘴单元的可变容量型增压器，能够成为如下方式，即：第二密封部件为碟形弹簧状，其在内周侧与涡轮壳体抵接，并且在外周侧与第二喷嘴环抵接，对第二喷嘴环进行按压。

通过采用碟形弹簧状的密封部件作为第二密封部件，来提高用于堵塞形成于涡轮涡旋流路与涡轮叶轮之间的间隙的密封性，因此能够提高增压效率。

另外，在上述可变容量型增压器中，能够成为如下方式，即：第一喷嘴环与第二喷嘴环由连结销固定，第二密封部件的与第二喷嘴环抵接的抵接部的内周端位于比连结销的安装位置靠径向外侧处。

通过使第二密封部件的与第二喷嘴环抵接的抵接部的内周端位于比连结销的安装位置靠径向外侧处，由此能够避免可能形成于第二喷嘴环表面的阶梯差等，从而能够使第二密封部件与第二喷嘴环抵接。因此能够进一步提高对形成于涡轮涡旋流路与涡轮叶轮侧之间的间隙的密封性。

另外，本公开的一个方式的可变容量型增压器具有配置于涡轮壳体内的涡轮涡旋流路与涡轮叶轮之间，对从涡轮涡旋流路向涡轮叶轮侧供给的废气的流路面积及逆行变更的可变喷嘴单元，该可变喷嘴单元能够成为如下方式，即：可变喷嘴单元具备：第一喷嘴环，其配置于涡轮壳体内，且形成有多个第一支承孔；第二喷嘴环，其相对于第一喷嘴环对置配置于沿着涡轮叶轮的轴线方向离开第一喷嘴环的位置，且形成有多个与第一支承孔对应的贯通孔亦即第二支承孔；多个可变喷嘴，其由第一喷嘴环和第二喷嘴环支承为能够转动；以及多个密封部件，其沿着第二喷嘴环的与涡轮壳体对置的面配置于涡轮涡旋流路与涡轮叶轮侧之间，可变喷嘴的向一侧延伸的第一喷嘴轴能够转动地支承于第一支承孔，并且向另一侧延伸的第二喷嘴轴能够转动地支承于第二支承孔，多个密封部件中包含的第一密封部件设置于比第二支承孔靠涡轮叶轮侧的位置，多个密封部件中包含的第二密封部件设置于比第二支承孔靠涡轮涡旋流路侧的位置，第二密封部件是碟形弹簧状，在其内周侧与涡轮壳体抵接，并且在外周侧与第二喷嘴环抵接，对第二喷嘴环进行按压，涡轮壳体具有能够收容第二密封部件的内周端的槽部。

密封罩的内周端具有能够收容于涡轮壳体的槽部内的结构，由此即使假设在可变容量型增压器运转时密封罩因热、流体载荷等产生了变形，也能够通过将密封罩的内周端收容于槽部，从而防止密封罩进一步变形。因此能够维持对形成于涡轮涡旋流路侧与涡轮叶轮之间的间隙的密封性。

下面，参照附图，详细地说明用于实施本公开的方式。另外在附图说明中，对相同要素标注相同附图标记，并省略重复说明。

(第一实施方式)

一边参照图1至图3、一边对本公开的第一实施方式的可变容量型增压器进行说明。如图1所示，第一实施方式的可变容量型增压器1具备涡轮10和压缩机20(离心压缩机)。涡轮10具备涡轮壳体11和收容于涡轮壳体11的涡轮叶轮12。压缩机20具备压缩机壳体21和收容于压缩机壳体21的压缩机叶轮22。涡轮叶轮12设置于沿着轴线X方向延伸的旋转轴32的一端，压缩机叶轮22设置于旋转轴32的另一端。在涡轮壳体11与压缩机壳体21之间设置有轴承壳体31。旋转轴32旋转自如地支承于轴承壳体31，旋转轴32、涡轮叶轮12以及压缩机叶轮22作为一体的旋转体进行旋转。

在涡轮壳体11设置有废气流入口(未图示)和废气流出口16。从内燃机(未图示)排出的废气通过废气流入口(未图示)而流入在涡轮壳体11内设置的漩涡状的涡轮涡旋流路13，使涡轮叶轮12旋转，之后通过废气流出口16向涡轮壳体11外流出。在涡轮壳体11内设置有可变喷嘴单元40，用于对向涡轮叶轮12侧供给的废气的流路面积(流量)进行控制。这点将在后面阐述。另外，在以下的实施方式中，关于涡轮壳体11内的废气流，有时将离废气流入口近的涡轮涡旋流路13侧作为“上游”、将离废气流出口16近的涡轮叶轮12侧作为“下游”进行说明。

在压缩机壳体21设置有吸入口25和排出口(未图示)。如上述那样，当涡轮叶轮12旋转时，压缩机叶轮22经由旋转轴32旋转。通过压缩机叶轮22的旋转，外部的空气经由吸入口25被吸入，并通过压缩机涡旋流路从排出口排出。从排出口排出的压缩空气向前述的内燃机供给。

在轴承壳体31设置有将旋转轴32支承为旋转自如的径向轴承33和一对推力轴承34。

接下来，一边参照图1至图3、一边对涡轮壳体11中包含的可变喷嘴单元40进行说明。

可变喷嘴单元40具有：多个可变喷嘴41，它们在以轴线X为中心的周向上隔开间隔地配置；第一喷嘴环42和第二喷嘴环43，它们以在轴线X方向上夹持这些可变喷嘴41的方式保持这些可变喷嘴41；多个连杆部件45，它们固定于多个可变喷嘴41并向径向外侧延伸；驱动环46，其卡合于连杆部件45的径向外侧的端部；以及密封环47(第一密封部件)和密封罩48(第二密封部件)，它们用于抑制废气的漏气。从图1可知，该可变喷嘴单元40在涡轮叶轮12的径向外侧、以对从涡轮涡旋流路13前往涡轮叶轮12侧的废气流路配置多个可变喷嘴41的方式安装。

可变喷嘴单元40，通过经由动力传递机构49传递马达或者气缸(未图示)等的驱动，从而使驱动环46沿周向旋转，因此分别与驱动环46卡合的多个连杆部件45沿周向旋转。由此分别相对于多个连杆部件45固定的多个可变喷嘴41进行旋转(摆动)。可变喷嘴单元40能够控制多个可变喷嘴41的旋转量，从而控制从上游的涡轮涡旋流路13侧向下游的涡轮叶轮12侧的废气流量。

接下来，一边参照图2和图3、一边对可变喷嘴单元40的各部分进行说明。第一喷嘴环42位于涡轮叶轮12的径向外侧、且设置于相对于涡轮叶轮12的叶片端部12a成为轴承壳体31侧的位置。第一喷嘴环42沿着X轴方向与后述的第二喷嘴环43对置配置。第一喷嘴环42具有在以轴线X为中心的周向上隔开间隔地设置的多个贯通孔亦即第一支承孔61。第一支承孔61是用于支承可变喷嘴41的贯通孔。

另外，第一喷嘴环42在第一喷嘴环42的靠轴承壳体31侧(背面侧)，相对于外径大于第一喷嘴环42的支承环50固定。支承环50的外周缘由涡轮壳体11和轴承壳体31夹住。由此支承环50和相对于支承环50固定的第一喷嘴环42相对于涡轮壳体11和轴承壳体31固定。

在第一喷嘴环42的内周侧且在与涡轮叶轮12的背面(轴承壳体侧的面)对置的位置，设置用于遮断从涡轮10侧传递的热量的大致圆环状的隔热板52。如图2所示，隔热板52的内周缘包围轴承壳体31。另外，在隔热板52的外周缘形成有切口52a，隔热板52的外周缘在该切口52a处相对于第一喷嘴环42的内周缘抵接。由此抑制从涡轮10侧向轴承壳体31以及压缩机20侧传热。另外，在隔热板52的外周侧与轴承壳体31之间设置波形垫圈53(波形垫圈)，借助波形垫圈53将隔热板52向第一喷嘴环42侧按压。这样，隔热板52和波形垫圈53从轴承壳体31侧支承第一喷嘴环42。从侧面观察时波形垫圈53呈波形，具有与轴承壳体31抵接的部分和与隔热板52抵接的部分，并确保它们之间的距离并且调整弹性。由此，借助波形垫圈53的弹力来防止隔热板52以及第一喷嘴环42变形。另外，通过成为由波形垫圈53经由隔热板52将第一喷嘴环42相对于第二喷嘴环43按压的结构，由此提高第一喷嘴环42与第二喷嘴环43之间的密封性。

第二喷嘴环43沿着轴线X方向相对于第一喷嘴环42分离地设置。第一喷嘴环42和第二喷嘴环43以分离规定距离的状态由在以轴线X为中心的周向上隔开间隔配置的多个连结销51连接。另外，在第二喷嘴环43具有与第一喷嘴环42的多个第一支承孔61对应、且在以轴线X为中心的周向上隔开间隔设置的多个贯通孔亦即第二支承孔62。

在环状的第二喷嘴环43的内周端形成有沿着轴线X方向向废气流出口16侧延伸的护罩部44。护罩部44的内周面44a与涡轮叶轮12的叶片端部12a对置并且具有沿着叶片端部12a的形状的形状。

另外，护罩部44的外周面44b与涡轮壳体11的内周面11a对置。内周面11a是相对于从涡轮叶轮12向废气流出口16侧延伸的流路根据护罩部44的形状切割而形成的面。由此，第二喷嘴环43在背面43b和护罩部44的外周面44b，与涡轮壳体11对置。另外，第二喷嘴环43的护罩部44的外周面44b的内周端的第二喷嘴环43与涡轮壳体11的边界部分，设置于比涡轮叶轮12的叶片端部12a靠下游侧(废气流出口16侧)。

在涡轮壳体11的内周面11a与第二喷嘴环43之间设置密封环47。密封环47是为了防止第二喷嘴环43的与可变喷嘴41侧的对置面43a相反侧的背面43b侧和涡轮叶轮12之间连通而设置的一个密封部件。作为密封环47，能够使用具有耐热性的金属材料，但为了使运转时的开口间隙变得更小，其材料和形状能够适当地变更。另外，对于密封环47的个数也能够根据运转状况等适当地变更。本实施方式的密封环47如图3所示，收容于在护罩部44的外周面44b形成的槽44c。由此以对涡轮壳体11的内周面11a与第二喷嘴环43的护罩部44的外周面44b之间进行堵塞的方式配置密封环47。即，密封环47设置于比第二支承孔62靠涡轮叶轮12侧的位置。

在以与第二喷嘴环43的护罩部44的外周面44b对置的方式设置的涡轮壳体11的内周面11a与涡轮涡旋流路13的内壁部分之间，设置与第二喷嘴环43的背面43b对置的阶梯面11c。阶梯面11c相对于第二喷嘴环43的背面43b分离地形成。另外，在阶梯面11c与内周面11a之间形成与内周面11a以及阶梯面11c连续的外周面11b。在该外周面11b和阶梯面11c与第二喷嘴环43的背面43b之间，设置密封罩48。

密封罩48是为了防止第二喷嘴环43的背面43b侧与涡轮叶轮12之间连通而设置的一个密封部件。密封罩48例如能够通过对圆环状的钣金进行折弯加工而形成。作为密封罩48，例如能够适当地选择使用SUS304或者SUS310等不锈钢等金属材料。

密封罩48具备：支承部48a，其与涡轮壳体11的阶梯面11c抵接；倾斜部48b，其形成于支承部48a的外周侧，相对于支承部48a折弯而向第二喷嘴环43侧倾斜；环抵接部48c，其在倾斜部48b的外周侧相对于倾斜部48b折弯而与第二喷嘴环43的背面43b抵接；以及环支承部48d，其形成于环抵接部48c的外周侧并与第二喷嘴环43的外周缘43d抵接。如图3所示，密封罩48以在支承部48a与涡轮壳体11的阶梯面11c抵接并且在环抵接部48c以及环支承部48d与第二喷嘴环43抵接的状态，支承于涡轮壳体11与第二喷嘴环43之间。由此在比第二支承孔62靠涡轮涡旋流路13侧，涡轮涡旋流路13侧与涡轮叶轮12之间由密封罩48堵塞。

如图3所示，在密封罩48，在内周侧的支承部48a与外周侧的环抵接部48c之间形成有倾斜部48b。由此密封罩48作为支承第二喷嘴环43的碟形弹簧发挥功能。本实施方式示出的密封罩48采用碟形弹簧状的密封罩48，由此提高了对在涡轮涡旋流路13侧与涡轮叶轮12之间形成的间隙的密封性。另外，构成为确保倾斜部48b比现有的密封罩48长，并且使环抵接部48c与第二喷嘴环43的外周侧抵接，由此控制碟形弹簧的弹力，避免施加于第二喷嘴环43的弹力变得过大。通过成为这样的结构，能够防止在运转时等高温环境下，包含第二喷嘴环43的可变喷嘴单元40受到弹力而热变形。

另外，在密封罩48的外周端从环抵接部48c连续形成的环支承部48d以从外侧包围第二喷嘴环43的方式安装。由此提高了密封罩48对第二喷嘴环43支承的性能。另外，环支承部48d无需遍布整周包围第二喷嘴环43的外侧，可以适当地设置有间隙等。即使在该情况下，与不具备环支承部48d的情况相比较，提高密封罩48对第二喷嘴环43的支承性能。

另外，考虑到有如下情况，连结销51的第二喷嘴环43侧(另一侧)例如通过铆接等固定于第二喷嘴环43的背面43b侧，但连结销51的另一侧端面与背面43b略微产生阶梯差。即，有可能在第二喷嘴环43的背面43b侧的表面形成阶梯差。在此如图3所示，密封罩48构成为使环抵接部48c的内周端位于比连结销51靠径向外侧，从而能够避免在第二喷嘴环43的背面43b产生背面43b与连结销51端面的阶梯差，环抵接部48c能够与第二喷嘴环43的外周侧抵接。因此能够防止向第二喷嘴环43的背面43b侧泄漏的废气流，与密封罩48抵接于背面43b与连结销51的端面的阶梯差的情况相比较，能够进一步提高对形成于涡轮涡旋流路13与涡轮叶轮12侧之间的间隙的密封性。

这样，为了防止在第二喷嘴环43的背面43b和内周侧的护罩部44侧，涡轮涡旋流路13与涡轮叶轮12侧连通，而安装两个密封部件、即密封环47和密封罩48。由此沿涡轮涡旋流路13流动的废气通过第二喷嘴环43的对置面43a侧的可变喷嘴41侧，向涡轮叶轮12侧流入。

另外，如图2所示，在第一喷嘴环42侧，在第一喷嘴环42的外周缘与涡轮壳体11之间有间隙，因此废气能够流入第一喷嘴环42的背面42b侧。然而，在第一喷嘴环42的背面42b侧与涡轮叶轮12侧之间，设置有隔热板52以及波形垫圈53(参见图2)来防止连通，因此限制来自背面42b侧的废气流入。

在第一喷嘴环42与第二喷嘴环43之间设置多个可变喷嘴41。可变喷嘴41具备：平板状的喷嘴部41a，其设置于涡轮涡旋流路13侧与涡轮叶轮12侧之间的废气流路上，能够沿着与轴线X平行的轴心转动；第一喷嘴轴41b和第二喷嘴轴41c，它们构成喷嘴部41a的转动轴心。其中，第一喷嘴轴41b是从喷嘴部41a向第一喷嘴环42侧(一侧)延伸的轴，插入于第一喷嘴环42的第一支承孔61而被支承为能够转动。另外，第一喷嘴轴41b在第一喷嘴环42的轴承壳体31侧(背面侧)，相对于连杆部件45固定。另一方面，第二喷嘴轴41c是从喷嘴部41a向第二喷嘴环43侧(另一侧)延伸的轴，插入于第二喷嘴环43的第二支承孔62而被支承为能够转动。第一喷嘴轴41b和第二喷嘴轴41c同心地延伸。即，可变喷嘴41是由沿着轴线X方向夹持喷嘴部41a配置的第一喷嘴环42和第二喷嘴环43从两侧支承为能够转动的所谓的双支承的可变喷嘴。

如图3所示，在可变喷嘴41的第一喷嘴轴41b的根部分(喷嘴部41a侧的端部)设置第一凸缘部41d，该第一凸缘部41d沿着第一喷嘴环42的可变喷嘴41侧的对置面42a，从第一喷嘴轴41b向外侧突出，并且能够与对置面42a接触。另外，在可变喷嘴41的第二喷嘴轴41c的根部分(喷嘴部41a侧的端部)设置第二凸缘部41e，该第二凸缘部41e沿着第二喷嘴环43的可变喷嘴41侧的对置面43a，从第二喷嘴轴41c向外侧突出，并且能够与对置面43a接触。通过具备第一凸缘部41d和第二凸缘部41e，能够防止因对可变喷嘴41的喷嘴部41a的废气压等所导致的可变喷嘴41的转动轴的偏移等。另外也可以不具备第一凸缘部41d和第二凸缘部41e。

在此，在本实施方式的包括可变喷嘴单元40的可变容量型增压器1中，作为两个密封部件，设置有密封环47(第一密封部件)和密封罩48(第二密封部件)。这些部件能够抑制废气从第二喷嘴环43的背面43b和内周侧的护罩部44的外周面44b侧流通。由此能够实现增压器整体性能的提高。对于该点，一边参照图3和图4、一边说明。

图4是现有类型的可变容量型增压器的剖视图，是与图2对应的图。在图4所示的可变容量型增压器2中，可变喷嘴单元70的构造与本实施方式的可变容量型增压器1的可变喷嘴单元40的构造有一部分不同。例如，不同点在于在第二喷嘴环73的护罩部74的外周面与涡轮壳体之间不具备与密封环47对应的密封部件。

在现有类型的可变容量型增压器2中设置有密封罩78，因此从涡轮涡旋流路13经由第二喷嘴环73的背面73b侧直接前往涡轮叶轮12侧的废气流路被堵塞。然而，因为要在安装于第二喷嘴环73的可变喷嘴71的第二喷嘴轴71c的周围与第二喷嘴环73之间，确保用于确保喷嘴的转动性的间隙，因此考虑会经由支承第二喷嘴轴71c的第二支承孔75而产生废气流。在该情况下，来自涡轮涡旋流路13的废气从第二喷嘴环73的对置面73a侧经由第二支承孔75前往背面73b侧，并沿着背面73b侧从护罩部74与涡轮壳体11之间，向涡轮叶轮12侧的流路流动。在该情况下，若产生不通过可变喷嘴71的废气流，则无法将利用可变喷嘴71的流量控制适用于全部废气，因此无法充分发挥可变容量型增压器整体的性能。另外，废气中含有灰尘等异物，因此在废气也向第二支承孔75和第二喷嘴环73的背面73b侧流出的情况下，考虑灰尘等异物也会附着于背面73b侧和护罩部74的外周侧。在该情况下，考虑会产生因异物的附着等导致的性能降低(例如，可变喷嘴的工作性降低)。

相对于此，在本实施方式的包括可变喷嘴单元40的可变容量型增压器1中，在第二喷嘴环43的背面43b和护罩部44的外周面44b侧，在涡轮涡旋流路13与涡轮叶轮12侧之间设置有多个密封部件。通过具备多个密封部件，能够防止经由第二喷嘴环43的背面43b和护罩部44的外周面44b侧的废气流的形成。另外，本实施方式的包括可变喷嘴单元40的可变容量型增压器1的特征在于，作为多个密封部件之一的密封环47，设置于比第二喷嘴环43的第二支承孔62靠下游侧(涡轮叶轮12侧)。通过设置密封罩48，从而将从涡轮涡旋流路13直接前往涡轮叶轮12侧的废气流路堵塞，此外通过设置密封环47，能够防止产生经由第二喷嘴环43的第二支承孔62而从背面43b侧前往涡轮叶轮12侧的下游的废气流。其结果，由于能够增大通过可变喷嘴41的废气的流量，因此提高增压效率。

另外，相对于供第二喷嘴轴41c插入的第二支承孔62而言，密封罩48设置于上游侧(涡轮涡旋流路13侧)，并且密封环47设置于下游侧(涡轮叶轮12侧)。通过同时设置这样的密封环47和密封罩48，从而在第二喷嘴环43的背面43b和护罩部44的外周面44b，且在供第二喷嘴轴41c插入的第二支承孔62的周围，形成被密封环47、密封罩48以及涡轮壳体11包围的空间S(参见图3)。空间S内的压力与由第二支承孔62连接的喷嘴部41a侧大体相同，因此也抑制废气经由第二支承孔62向空间S流动。另外，与不设置密封罩48的情况相比较，第二喷嘴环43的背面43b不露出至涡轮涡旋流路13，因此能够防止与通过可变喷嘴41前的废气接触所导致的异物附着等。其结果，能够防止可变喷嘴的工作性降低等导致的增压效率的降低。因此认为本实施方式的可变喷嘴单元40和可变容量型增压器1，能够实现增压效率的进一步提高，并且能够在稳定的增压效率下长期运转。

另外，本实施方式的作为可变喷嘴单元40的密封部件之一使用的密封罩48，作为支承第二喷嘴环43的碟形弹簧发挥功能。由于密封罩48为碟形弹簧状，由此能够提高对在涡轮涡旋流路13侧与涡轮叶轮12之间形成的间隙的密封性。另外，与现有类型的密封罩78(参见图4)相比较，采用密封罩48能够充分确保倾斜部48b，并且成为环抵接部48c与第二喷嘴环43的外周侧抵接的结构。在该情况下，为了防止可变喷嘴单元40的热变形等，能够更适当地控制施加于第二喷嘴环43的弹力。

另外，第二喷嘴环43被密封罩48向第一喷嘴环42侧按压。而且，第一喷嘴环42被波形垫圈53经由隔热板52向第二喷嘴环43侧按压。这样，第一喷嘴环42和第二喷嘴环43具备在以相互接近的方式从两侧被具有弹性的部件按压的状态下被支承的结构，由此也提高可变喷嘴单元40整体的密封性，从而能够实现增压效率的提高。

另外，为了提高密封罩48的密封性，可以变更涡轮壳体11的形状。图5是示出涡轮壳体11的形状的变更例的剖视图，是密封罩48的内周端附近的放大图。在图5所示的变形例中，在比涡轮壳体11的阶梯面11c靠内周侧的外周面11b处形成有槽部11d。槽部11d设置于能够接受从密封罩48的支承部48a连续的内周端48e的位置。在组装包括可变喷嘴单元40的可变容量型增压器1时，可以在密封罩48的内周端48e收容于涡轮壳体11的槽部11d内的状态下安装密封罩48。另外，密封罩48的内周端48e可以以在比槽部11d靠阶梯面11c侧与外周面11b抵接的方式安装密封罩48。

在可变容量型增压器1运转时，相对于密封罩48靠涡轮涡旋流路13侧的区域的内压，高于相对于密封罩48靠第二支承孔62侧的区域的内压。因此运转时，因为压力差会对密封罩48施加来自涡轮涡旋流路13侧的流体载荷。此外在可变容量型增压器1运转时，密封罩48周边变为高温。因此若因发动机开发等，施加于密封罩48的流体载荷、密封罩48的周边温度变为更加严苛的条件，则考虑受到流体载荷的密封罩48可能会出现蠕变变形。相对于此，在图5所示的变形例中，具备密封罩48的内周端48e能够收容于涡轮壳体11的槽部11d内的结构。由此即使密封罩48变形，通过将密封罩48的内周端48e收容于槽部11d，也能够防止密封罩48进一步变形。因此能够维持对形成于涡轮涡旋流路13侧与涡轮叶轮12之间的间隙的密封性。

(第二实施方式)

接下来，一边参照图6、一边对第二实施方式所包括的可变喷嘴单元的可变容量型增压器进行说明。第二实施方式的可变容量型增压器与第一实施方式的可变容量型增压器相比较，以下几点不同。即，在第二实施方式的可变容量型增压器3的可变喷嘴单元400中，可变喷嘴41和第一喷嘴环42的形状与第一实施方式的可变喷嘴单元40相同，但第二喷嘴环430的形状与可变喷嘴单元40的第二喷嘴环43不同。另外，代替波形垫圈53而由碟形弹簧54支承隔热板52这一点也与第一实施方式的可变喷嘴单元40不同。

如图6所示，在第二实施方式的可变容量型增压器3的可变喷嘴单元400中，第二喷嘴环430不具备护罩部，护罩部被设置于涡轮壳体11侧。即，在圆环状的第二喷嘴环430的内周侧形成护罩部17，该护罩部17构成涡轮壳体11中的涡轮涡旋流路13的内侧的内壁部分，并且沿着轴线X方向延伸。

涡轮壳体11的护罩部17的内周面17a具有与涡轮叶轮12的叶片端部12a对置并且沿着叶片端部12a的形状的形状。另外，护罩部17的外周面17b与第二喷嘴环430的内周缘43c对置。这样，第二喷嘴环430在背面43b和内周缘43c处与涡轮壳体11对置。另外，第二喷嘴环430的内周缘43c的第二喷嘴环430与涡轮壳体11的边界部分，设置于比涡轮叶轮12的叶片端部12a靠上游侧(离可变喷嘴41近的一侧)的位置。

在外周面17b与第二喷嘴环430之间设置密封环47。密封环47的形状与第一实施方式中的可变喷嘴单元40的密封环相同，但安装位置不同。即，如图6所示，密封环47收容于在护罩部17的外周面17b形成的槽17d。由此密封环47配置为对护罩部17的外周面17b与第二喷嘴环430的内周缘43c之间进行堵塞。

另外，在涡轮壳体11的护罩部17，在外周面17b与涡轮涡旋流路13的内壁部分之间，设置与第二喷嘴环430的背面43b对置的阶梯面17c。阶梯面17c相对于第二喷嘴环430的背面43b分离地形成。在护罩部17的阶梯面17c与第二喷嘴环430的背面43b之间设置密封罩48。密封罩48的形状与第一实施方式中可变喷嘴单元40的密封罩相同。如图6所示，密封罩48以在支承部48a与护罩部17的阶梯面17c抵接、并且在环抵接部48c和环支承部48d与第二喷嘴环430抵接的状态，支承于涡轮壳体11的护罩部17与第二喷嘴环430之间。由此，涡轮涡旋流路13侧与涡轮叶轮12之间由密封罩48堵塞。该密封罩48与第一实施方式相同，作为支承第二喷嘴环430的碟形弹簧发挥功能。

这样，在第二喷嘴环430的背面43b和内周缘43c侧，为了防止涡轮涡旋流路13与涡轮叶轮12侧连通而安装两个密封部件、即密封环47和密封罩48。由此沿涡轮涡旋流路13流动的废气通过第二喷嘴环430的对置面43a侧的可变喷嘴41侧，向涡轮叶轮12侧流入。

另外，在本实施方式的可变喷嘴单元400中，作为经由隔热板52支承第一喷嘴环42的弹性部件，代替波形垫圈53而使用碟形弹簧54。碟形弹簧54也与波形垫圈53同样，防止隔热板52和第一喷嘴环42因弹力而变形。另外，成为由碟形弹簧54经由隔热板52将第一喷嘴环42相对于第二喷嘴环430按压的结构，因此提高第一喷嘴环42与第二喷嘴环430之间的密封性。另外，经由隔热板52支承第一喷嘴环42的部件并不局限于这些，还能够适当地变更。

在此，在本实施方式的包括可变喷嘴单元400的可变容量型增压器3中，作为两个密封部件，设置有密封环47(第一密封部件)和密封罩48(第二密封部件)。这些部件能够抑制废气从第二喷嘴环430的背面43b以及内周缘43c侧流通。由此能够实现提高增压器整体的性能并且提高作业性。这点与第一实施方式的可变容量型增压器1的可变喷嘴单元40相同。

此外，在本实施方式的可变容量型增压器3中，由涡轮壳体11形成与涡轮叶轮12的形状对应的护罩部17，这点与第一实施方式的可变容量型增压器1和现有类型的可变容量型增压器2不同。例如，如第一实施方式的可变容量型增压器1那样，在由第二喷嘴环430构成沿着涡轮叶轮12的叶片形状的护罩部44的情况下，即使在第二喷嘴环430的背面43b形成不通过可变喷嘴41的废气流的情况下，第二喷嘴环430和涡轮壳体11的边界部中涡轮叶轮12侧的端部也比涡轮叶轮12靠下游(废气流出口)侧。相对于此，在本实施方式的可变容量型增压器3中，护罩部17由涡轮壳体11形成，由此护罩部17与从第二喷嘴环430的背面43b连续地形成于第二喷嘴环430的内周缘43c的涡轮壳体11的边界部分，设置于比涡轮叶轮12的叶片端部12a靠上游侧(离可变喷嘴41近的一侧)的位置。由此即使密封环47或者密封罩48劣化，在第二喷嘴环430的背面43b和内周缘43c侧形成废气流，也能通过使其出口位于比涡轮叶轮12靠上游侧，而使背面43b和内周缘43c侧的废气流有助于涡轮叶轮12的旋转，从而获得能够防止增压效率降低的效果。

以上对本公开的实施方式的可变喷嘴单元和可变容量型增压器进行了说明，但本公开并非必须限定于上述实施方式，在不脱离其要旨的范围，能够进行各种变更。

例如，上述实施方式的可变喷嘴单元和可变容量型增压器的形状只不过是一个例子，可以在不脱离本公开的主旨的范围内进行适当地变更。例如在本实施方式中，作为多个密封部，对件具备密封环47和密封罩48的结构进行了说明，但也能适当地变更密封部件的个数和形状。只要是多个密封部件中的至少一个在第二喷嘴环43、430的背面侧且在比第二支承孔62靠下游侧处配置于第二喷嘴环43、430与涡轮壳体11的间隙的结构即可。

此外，也能够对涡轮壳体11、第一喷嘴环42及第二喷嘴环43、430等的形状以及包括用于使可变喷嘴41旋转的连杆部件45等的杆机构的结构进行适当地变更。

根据本公开，提供能够实现增压效率的进一步提高的可变喷嘴单元和可变容量型增压器。

附图标记说明：1、2、3…可变容量型增压器；10…涡轮；11…涡轮壳体；12…涡轮叶轮；12a…叶片端部；13…涡轮涡旋流路；16…废气流出口；17…护罩部；17a…内周面；17b…外周面；17c…阶梯面；17d…槽；20…压缩机；21…压缩机壳体；31…轴承壳体；32…旋转轴；40…可变喷嘴单元；41…可变喷嘴；41a…喷嘴部；41b…第一喷嘴轴；41c…第二喷嘴轴；42…第一喷嘴环；42a…对置面；42b…背面；43…第二喷嘴环；43a…对置面；43b…背面；44…护罩部；44a…内周面；44b…外周面；44c…槽；45…连杆部件；46…驱动环；47…密封环(密封部件的一个例子)；48…密封罩(密封部件的一个例子)；48a…支承部；48b…倾斜部；48c…环抵接部；48d…环支承部；48e…内周端；49…动力传递机构；50…支承环；51…连结销；52…隔热板；53…波形垫圈；54…碟形弹簧；61…第一支承孔；62…第二支承孔；70…可变喷嘴单元；71…可变喷嘴；71c…第二喷嘴轴；72…第一喷嘴环；73…第二喷嘴环；74…护罩部；75…第二支承孔；400…可变喷嘴单元；430…第二喷嘴环。

Claims (5)

1.一种可变喷嘴单元，配置在可变容量型增压器的涡轮壳体内的涡轮涡旋流路与涡轮叶轮之间，对从涡轮涡旋流路向涡轮叶轮侧供给的废气的流路面积进行变更，该可变喷嘴单元的特征在于，具备：

第一喷嘴环，其配置于所述涡轮壳体内，且形成有多个第一支承孔；

第二喷嘴环，其相对于所述第一喷嘴环对置配置于沿着所述涡轮叶轮的轴线方向离开所述第一喷嘴环的位置，且形成有多个与所述第一支承孔对应的贯通孔亦即第二支承孔；

多个可变喷嘴，它们由所述第一喷嘴环和所述第二喷嘴环支承为能够转动；以及

多个密封部件，它们沿着所述第二喷嘴环的与所述涡轮壳体对置的面配置在所述涡轮涡旋流路与所述涡轮叶轮侧之间，

所述可变喷嘴向一侧延伸的第一喷嘴轴能够转动地支承于所述第一支承孔，并且向另一侧延伸的第二喷嘴轴能够转动地支承于所述第二支承孔，

所述多个密封部件中包含的第一密封部件设置于比所述第二支承孔靠所述涡轮叶轮侧的位置，

所述多个密封部件中包含的第二密封部件设置于比所述第二支承孔靠所述涡轮涡旋流路侧的位置。

2.一种可变容量型增压器，包括权利要求1所述的可变喷嘴单元，其特征在于，

所述涡轮壳体在比所述第二喷嘴环靠内周侧处具有护罩部，该护罩部的内周面与所述涡轮叶轮的叶片端部对置且呈沿着叶片端部的形状的形状。

3.一种可变容量型增压器，包括权利要求1所述的可变喷嘴单元，其特征在于，

所述第二密封部件是碟形弹簧状，其在内周侧与所述涡轮壳体抵接，并且在外周侧与所述第二喷嘴环抵接，对所述第二喷嘴环进行按压。

4.根据权利要求3所述的可变容量型增压器，其特征在于，

所述第一喷嘴环与所述第二喷嘴环由连结销固定，

所述第二密封部件与所述第二喷嘴环抵接的抵接部的内周端，位于比所述连结销的安装位置靠径向外侧。

5.一种可变容量型增压器，具备可变喷嘴单元，该可变喷嘴单元配置在涡轮壳体内的涡轮涡旋流路与涡轮叶轮之间，对从涡轮涡旋流路向涡轮叶轮侧供给的废气的流路面积进行变更，所述可变容量型增压器的特征在于，

所述可变喷嘴单元具备：

第一喷嘴环，其配置于所述涡轮壳体内，且形成有多个第一支承孔；

第二喷嘴环，其相对于所述第一喷嘴环对置配置于沿着所述涡轮叶轮的轴线方向离开所述第一喷嘴环的位置，且形成有多个与所述第一支承孔对应的贯通孔亦即第二支承孔；

多个可变喷嘴，它们由所述第一喷嘴环和所述第二喷嘴环支承为能够转动；以及

多个密封部件，它们沿着所述第二喷嘴环的与所述涡轮壳体对置的面配置在所述涡轮涡旋流路与所述涡轮叶轮侧之间，

所述可变喷嘴的向一侧延伸的第一喷嘴轴能够转动地支承于所述第一支承孔，并且向另一侧延伸的第二喷嘴轴能够转动地支承于所述第二支承孔，

所述多个密封部件中包含的第一密封部件设置于比所述第二支承孔靠所述涡轮叶轮侧的位置，

所述多个密封部件中包含的第二密封部件设置于比所述第二支承孔靠所述涡轮涡旋流路侧的位置，该第二密封部件为碟形弹簧状，其在内周侧与所述涡轮壳体抵接，并且在外周侧与所述第二喷嘴环抵接，对所述第二喷嘴环进行按压，

所述涡轮壳体具有能够收容所述第二密封部件的内周端的槽部，

所述多个密封部件中包含的第二密封部件设置于比所述第二支承孔靠所述涡轮涡旋流路侧的位置。