CN107075967A - 具有集成式致动器的涡轮增压器 - Google Patents

Abstract

一种涡轮增压器(1)，包括可变涡轮机几何形状(VTG)装置(20)，其在涡轮机壳体(11)中设置成邻近涡轮机机轮(4)，且配置成选择性地控制输送至涡轮机机轮(4)的废气的量。齿轮致动机构(40)将VTG装置(20)连接至设置在涡轮增压器轴承壳体(8)外部的致动器(30)。齿轮致动机构(40)包括致动枢转轴(94)，其可转动地支承在轴接纳孔(25)中并且连接至VTG装置(20)，以使得齿轮致动机构(40)的至少一部分设置在壳体(8)的外部。罩盖(75)围绕致动器(30)和致动机构(40)，并且与壳体(8)形成密封连接，以便防止通入到轴接纳孔(25)中的废气逸出至大气。

Description

具有集成式致动器的涡轮增压器

相关申请的引用

本申请要求在2014年9月23日提交的标题为“具有集成式致动器的涡轮增压器(Turbocharger With Integrated Actuator)”的美国临时申请62/054,023的优先权和所有的权益。

背景技术

涡轮增压的优点包括增加功率输出、降低燃料消耗以及减少污染物排放。发动机的涡轮增压不再主要从高功率性能的角度来看，而是视作由于较低的二氧化碳(CO2)排放而减少燃料消耗和环境污染物的方式。当前，涡轮增压的主要原因是使用废气能量来减少燃料消耗和排放。在涡轮增压发动机中，燃烧空气在供给至发动机之前预压缩。发动机吸入与自然吸气发动机相同体积的空气-燃料混合物，但由于较高的压力，且由此较高的密度，更多的空气和燃料质量以受控的方式供给到燃烧腔室中。因此，可燃烧更多燃料，以使得发动机的功率输出相对于速度和扫掠体积而增大。

在废气涡轮增压中，其中一些废气能量用于驱动涡轮机，而该废气能量通常会被浪费。该涡轮机包括涡轮机机轮，该涡轮机机轮安装在轴上并且由废气流可转动地驱动。涡轮增压器将其中一些此种通常被浪费的废气能量返回到发动机中，以有助于发动机的效率并且节省燃料。这经由压缩机来实现，该压缩机由涡轮机驱动并且吸入经过滤的环境空气、压缩该空气且然后将经压缩的空气供给至发动机。该压缩机包括压缩机机轮，其安装在同一轴上，以使得涡轮机机轮的转动致使压缩机机轮的转动。

涡轮增压器通常包括连接至发动机的排气歧管的涡轮机壳体、连接至发动机的进气歧管的压缩机壳体以及将涡轮机和压缩机壳体联接在一起的中心轴承壳体。涡轮机壳体限定蜗壳，该蜗壳围绕涡轮机机轮并且接纳来自发动机的废气。涡轮机壳体中的涡轮机机轮由从排气歧管经由蜗壳供给的受控废气入流而可转动地驱动。

发明内容

在一些方面中，可变涡轮机几何形状(VTG)涡轮增压器包括涡轮机机轮、围绕涡轮机机轮的涡轮机壳体和邻近涡轮机机轮设置在涡轮机壳体中的VTG装置。VTG装置配置成选择性地控制输送至涡轮机机轮的废气的量。涡轮增压器包括轴承壳体，其限定轴接纳孔和配置成将VTG装置连接至致动器的致动机构。致动机构包括致动枢转轴，其设置在轴接纳孔中并且连接至VTG装置，且致动机构的至少一部分设置在轴承壳体的外部。涡轮增压器包括致动器和罩盖，该罩盖围绕致动器和致动机构。该罩盖形成与轴承壳体的密封连接，以便防止通入到轴接纳孔中的废气逸出至大气。

涡轮增压器包括一个或多个以下特征：该罩盖包括连接至加压空气源的进气口，从而由罩盖所围绕的区域内的气体处于比大气压力高的压力下。加压空气源包括涡轮增压器的压缩机部段的出气口。轴承壳体包括将轴接纳孔连接至润滑油排放部的通道，从而来自罩盖内的加压空气经由该通道和油排放部离开涡轮增压器。轴接纳孔包括邻近致动机构的第一端和邻近VTG装置的第二端，轴承壳体包括润滑油排放部和将轴接纳孔连接至润滑油排放部的通道，并且该通道在第一端和第二端之间的位置处与轴接纳孔连通。涡轮增压器包括活塞环，其设置在致动枢转轴和轴接纳孔之间，并且其中，该通道在相邻的活塞环之间的位置处与轴接纳孔连通。致动机构包括互连元件，这些互连元件配置成将由致动器提供的转动运动传递为致动枢转轴的转动运动，且致动机构的每个元件均包括带齿表面，且每个元件均经由其相应的带齿表面连接至邻接的互连元件。罩盖包括连接至加压空气源的进气口，且涡轮增压器包括空气冷却器，其配置成在来自加压空气源的空气到达进气口之前冷却该空气，从而能使得由罩盖围绕的区域内的气体比罩盖外部的环境温度较冷。

在一些方面中，致动组件安装在壳体的外表面上并且配置成致动位于该壳体内的装置。致动组件包括致动器和致动枢转轴，该致动枢转轴延伸穿过壳体中的轴接纳孔。致动枢转轴包括第一端和第二端，该第一端设置在壳体的外部上并且连接至致动器，而该第二端设置在壳体的内部上并且连接至装置。致动组件包括致动机构和罩盖，该致动机构将致动枢转轴连接至致动器，而该罩盖与壳体的外表面的一部分协配以形成密封机壳，该密封机壳封围致动器、致动机构以及致动枢转轴第一端。

致动组件包括一个或多个以下特征：密封机壳内的气体处于比大气压力高的压力下。罩盖包括连接至加压空气源的进气口，从而密封机壳内的气体处于比大气压力高的压力下。壳体进一步包括形成在其中的下沉通道，该下沉通道限定轴接纳孔和排放开口之间的流体流通路，且该排放开口在并未由罩盖封围的位置处形成在壳体中。致动组件包括第一密封件和第二密封件。第一密封件包括设置在致动枢转轴和轴接纳孔之间的活塞环，而第二密封件在对应于壳体中的下沉通道的位置处包括相对低压的区，并且包括设置在相对低压区域的相对两侧上的高压区域。致动机构包括互连元件，这些互连元件配置成将由致动器提供的转动运动传递为致动枢转轴的转动运动，且致动机构的每个元件均包括带齿表面，且每个元件均经由其相应的带齿表面连接至邻接的互连元件。罩盖包括连接至冷却空气源的进气口，从而密封机壳内的气体处于比环境温度较冷的温度下。

VTG涡轮增压器允许引向涡轮机机轮的涡轮机流截面能根据发动机工作点而改变。这允许能使用整个废气能量并且使得涡轮机流截面能对于每个工作点均优选地设定。于是，涡轮增压器且由此发动机的效率能比利用废气门阀组件的旁通空气所实现的效率更高。

在一些VTG涡轮增压器中，涡轮机中的可调节引导叶片用于控制压力构建性能，且由此控制涡轮增压器功率输出。可调节的引导叶片枢转地连接至下环和上叶片环(包括各种可能的环)和/或喷嘴壁。调节引导叶片的角向位置，以通过调节流至涡轮机机轮的废气流来控制废气背压和涡轮增压器速度。引导叶片能通过叶片杠杆枢转，这些叶片杠杆能位于上叶片环之上。流至涡轮机的性能和流动受到通过使得引导叶片枢转而改变相对于涡轮机机轮的流动角度的影响。

VTG涡轮增压器的一个目标是扩大实际应用中的可用流率范围，而同时维持高效率水平。为了实现这一目标，通过改变废气流在涡轮机机轮入口处的入流角度和入流速度来调节涡轮机输出。采用VTG涡轮增压器，这是使用在涡轮机机轮前面的引导叶片来实现的，其改变它们的迎角与废气流速度。这减小在开口的同时慢速下的滞后，以在较高速度下防止废气背压。

采用VTG，在条件改变时，涡轮增压器速率可改变。当引导叶片处于闭合位置中时，流速的高周向分量和陡峭的焓梯度导致高的涡轮机输出并且因此导致高的增压压力。当引导叶片处于完全打开位置时，涡轮机达到其最大流率，且流的速度矢量具有较大的向心力分量。此种类型的输出控制优于旁通控制的优点在于，总是将整个废气流引导通过涡轮机并且能将整个废气流转换成输出。引导叶片的调节可通过各种气动或电气致动器控制。

涡轮增压器可包括致动枢转轴，其利用VTG杠杆来有助于控制引导叶片的运动。VTG致动枢转轴通常并不直接地装配于涡轮机壳体中的孔，但更通常地装配于涡轮机壳体中的孔中的静止轴承。致动枢转轴通常径向地位于轴承中，其可根据设计而在中心线位于涡轮机壳体内的情形下位于孔中、或者直接地位于轴承壳体中。

致动枢转轴系统通常需要在涡轮机气体压力和大气压力之间的密封。VTG致动枢转轴系统由于轴和衬套之间的间隙而难以部分地密封。在衬套设计中，此种间隙是必需的以防止粘结，但这会使得轴相对于衬套/壳体错位。

VTG涡轮增压器包括VTG装置，其在涡轮机壳体中设置在涡轮机蜗壳和涡轮机机轮之间。VTG装置配置成选择性地控制输送至涡轮机机轮的废气的量。VTG装置经由致动机构连接至设置在涡轮增压器壳体外部的致动器。致动机构包括致动枢转轴，其可转动地设置在形成于轴承壳体中的轴接纳孔中。致动机构的至少一部分设置在轴承壳体的外部。涡轮增压器包括围绕致动器和致动机构的罩盖，并且与轴承壳体形成密封连接，以便防止通入到轴接纳孔中的废气逸出至大气。

用于涡轮增压器的VTG致动器和致动机构密封在一个或多个罩盖内，其用于防止废气经由轴接纳孔而从涡轮增压器壳体泄漏。

由罩盖封围的区域限定封壳，该封壳例如通过使用在涡轮增压器的压缩机中产生的增压空气的一部分而加压。通过提供经加压的封壳，迫使空气流进入到致动枢转轴和支承致动枢转轴的衬套之间的接头中，以防止经加压的废气在该位置处离开涡轮增压器壳体。

使用空气对空气冷却器、过滤器和/或压力调节器来调节输送至罩盖的经加压空气。经冷却的空气冷却致动器、VTG致动机构以及轴承壳体的涡轮机端部，以使得对于这些部件造成的热量相关损伤以及在涡轮机端部处的焦化最小。关于这一点，当致动器包括电子器件时，这些电子器件对于高温可能是敏感的，从而冷却致动器可改进致动器精度和耐久性。

废气通道形成在轴承壳体中。废气通道的一个端部面向致动枢转轴打开，而废气通道的相对端部通向用于润滑油的排放部。排放部使得油返回至发动机曲轴箱，在此泄漏进入发动机进气口并且燃烧。因此，通过将所泄漏的废气保持在轴承壳体内并且使用压力来将所泄漏的废气经由废气通道引导至发动机曲轴箱并且排放，来自致动枢转轴的泄漏最小化或得以消除。

废气通道包括在壳体内支承致动枢转轴的衬套的侧壁中形成的径向延伸的贯通孔以及形成在轴承壳体中的径向孔，这些径向孔在衬套的径向孔和排放部之间经由形成在孔中的半月形油槽提供流体连通。

致动器设置在涡轮增压器外部并且包括齿轮输出轴。此外，VTG致动机构可包括一系列齿轮，这些齿轮将致动器的齿轮输出轴连接至齿轮致动枢转轴，该齿轮致动枢转轴连接至VTG装置。致动器和VTG装置之间的齿轮连接有利地减小滞后、改进运动学的精度并且减少磨损。

此种配置解决了与其中致动器经由杠杆臂和连杆连接至VTG装置的一些传统涡轮增压器VTG致动机构相关联的许多问题。例如，当将传统的VTG杠杆臂组装至致动枢转轴时，在一些情形中，致动器手动地转动，以通过小“窗口”来拧紧夹紧螺栓，从而致动器在组装期间可能受损。在另一示例中，虽然致动枢转轴可具有活塞环来减少来自轴接纳孔的烟尘泄漏，但一些废气仍会经由轴接纳孔排放至大气。在另一示例中，形成致动器和致动器杠杆臂之间的连接通常在模锻(例如，冷锻造)过程中进行，但此种过程会在致动器杠杆臂中产生裂纹和/或损坏致动器。在另一示例中，在一些传统的VTG致动机构中使用的叉型致动枢转轴使得附连于销的块件移动。这种组件的组合产生公差，降低精度。在另一示例中，为了解决包括较高温度的公差和减小涡轮增压器大小的用户需求，用于形成传统连杆的座圈的材料是相对昂贵的。在又一示例中，传统的连杆使用六角工具组装在球头螺柱的背侧上，这会难以在所提供中的紧凑空间中执行。通过提供使得附连于齿轮致动枢转轴的一系列齿轮转动的齿轮致动器，避免使用昂贵的连杆并且组装得以简化。此外，相对于一些传统的VTG致动机构，齿轮VTG致动机构能够承受较高的温度，并且导致较低的叶片角度公差、减少磨损并且降低滞后。

附图说明

通过参考以下结合附图考虑的详细描述，本发明的优点将容易理解，同样变得更好理解，附图中：

图1是VTG涡轮增压器的剖视图；

图2是图1的涡轮增压器的侧视立体图，且出于清楚起见省略涡轮机壳体和罩盖；

图3是包括图1的VTG涡轮增压器的发动机系统内的流体流的示意图；

图4是图1中示出的VTG涡轮增压器的剖视图的一部分的放大图；

图5是沿着图4的剖线5-5观察到的VTG涡轮增压器的剖视图；

图6是包括替代致动机构的VTG涡轮增压器的侧视立体图，且去除罩盖的一部分以示出该替代致动机构，并且出于清楚起见而去除涡轮机壳体；

图7是图5的VTG涡轮增压器的侧视立体图，其中罩盖在替代致动机构之上就位；以及

图8说明替代的罩盖配置。

具体实施方式

参照图1-3，废气涡轮增压器1包括涡轮机部段2、压缩机部段3以及中心轴承壳体8，其设置在压缩机部段3和涡轮机部段2之间并且将压缩机部段连接至涡轮机部段。涡轮机部段2包括涡轮机壳体11，其限定废气入口(未示出)、废气出口10以及涡轮机蜗壳9，该涡轮机蜗壳设置在废气入口和废气出口10之间的流体通路中。包括可调节的引导叶片21的VTG装置20位于涡轮机蜗壳9的径向延伸喉部7的内部。涡轮机机轮4在涡轮机壳体11中设置在喉部7和废气出口10之间。

压缩机部段3包括压缩机壳体12，其限定进气口16、出气口(未示出)以及压缩机蜗壳14。压缩机机轮5在压缩机壳体12中设置在进气口16和压缩机蜗壳14之间。压缩机机轮5经由主轴6连接至涡轮机机轮4。

主轴6经由一对轴向隔开的轴颈轴承18支承，用以在轴承壳体8中绕轴向延伸的孔15内的转动轴线R转动。此外，推力轴承组件19设置在轴承壳体8中，从而为主轴6提供轴向支承。

在使用中，涡轮机壳体11中的涡轮机机轮4由从发动机34的排气歧管38供给的废气入流而可转动地驱动(图3)。由于主轴6可转动地支承在中心轴承壳体8中并且将涡轮机机轮4连接至压缩机壳体12中的压缩机机轮5，因而涡轮机机轮4的转动致使压缩机机轮5的转动。随着压缩机机轮5转动，空气质量流率增大、经由来自压缩机出气口(未示出)的出流输送至发动机34的气缸36的空气流密度和空气压力，该压缩机出气口连接至发动机34的进气歧管37。

VTG装置20包括引导叶片21，其可枢转地支承在由间隔件24隔开的上叶片环22和下叶片环23之间。引导叶片21可通过致动器30调节，该致动器致动调节环26。调节环26绕转动轴线R相对于上叶片环22的转动运动传递到引导叶片21上，这些引导叶片可通过该装置在打开位置和关闭位置之间、在预定范围内调节。引导叶片21之间的间隔限定圆形喉部7的流动通道，在该流动通道中，废气朝向涡轮机机轮4径向地流动。流动通道能通过引导叶片21的角向位置的变化来调节。

更确切地说，引导叶片21借助叶片轴27安装于上叶片环22，这些叶片轴穿透上叶片环22并且在与引导叶片21相对端部上承载叶片臂28。调节环26位于轴承壳体8和涡轮机壳体11之间的空腔中，以设置在圆形布置的叶片臂28的轴向平面内。调节环26接合每个叶片臂28，以使得在调节环26相对于上叶片环22转动的过程中，所有的叶片臂28以及引导叶片21与其一起同时地转动。

如图4中所示，调节环26经由调节机构140连接至致动器30，该致动机构将来自致动器30的转动运动输出传递至调节环26。驱动VTG装置20的致动器30例如经由支架(未示出)固定于轴承壳体8的外表面。致动机构140包括致动枢转轴54，其使得能从轴承壳体8的外部来实现调节环26的调节。为此，致动枢转轴54经由衬套90可转动地支承并且径向地位于形成在轴承壳体8中的轴接纳孔25内，该衬套压配到轴接纳孔25中。在所说明的实施例中，致动枢转轴54和衬套90设置在轴接纳孔25中。轴接纳孔25延伸穿过轴承壳体8的壁部分，并且分别包括第一和第二孔开口25a、25b。在一些涡轮增压器设计中，轴接纳孔25可至少部分地形成在涡轮机壳体11内。

致动枢转轴54穿过轴承壳体8中的第一和第二孔开口25a、25b突出，以使得致动枢转轴54的第一端56在一位置处、在轴承壳体8的外部上结合VTG致动机构140，该位置在一些传统的涡轮增压器设计中处于大气压力下。此外，致动枢转轴54的相对第二端58在处于与废气压力相对应的相对较高压力下的位置处、与轴承壳体8内的VTG装置20接合。

可个别地或组合地使用三个密封件75、102和120，以解决废气经由轴接纳孔25从轴承壳体8泄漏出。例如，诸如迷宫式密封件102之类的第一密封件可设置在致动枢转轴54和衬套90之间。迷宫式密封件102包括活塞环104，这些活塞环接纳在形成于致动枢转轴54的外表面中的对应的轴向隔开周向沟槽64中。在致动枢转轴54和衬套90之间采用四个活塞环104。活塞环104设置成两个活塞环对104a、104b。

第二密封件可在轴接纳孔25的第一孔开口25a附近、向外部围绕轴承壳体8的外部的一部分。第二密封件可例如是罩盖75，该罩盖防止废气从排气部(70)逸出到环境中。罩盖75相对于轴承壳体8的外表面的一部分密封并且与该部分协配以形成密封机壳76，该密封机壳封围致动器30、致动机构140以及致动枢转轴第一端56。此种配置使得废气经由轴接纳孔25从轴承壳体8出来的泄漏最小或得以消除。

在所说明的实施例中，罩盖75包括两个罩盖部分75a、75b，这些罩盖部分沿着密封接头(77)螺接在一起并且与轴承壳体8协配并且相对于该轴承壳体密封以形成密封机壳76。罩盖75包括罩盖进气口78，其连接至加压空气源，从而，密封机壳76内的气体处于比大气压力高的压力下。在所说明的实施例中，加压空气源是在涡轮增压器1的压缩机部段3中产生的加压空气，但该源并不局限于此。

参照图3，可对输送至封壳76的空气进行调节。例如，在到达罩盖进气口78之前(图1)，空气可通过空气对空气冷却器74，其位于经调节的增压空气冷却器71、空气过滤器72和/或压力调节器73下游。于是，输送至封壳76的空气是清洁的、冷却的并且处于高于大气压力的预定压力下。空气对空气冷却器74配置成在所输送的空气到达罩盖进气口78之前冷却所输送的空气，从而使得封壳76内的空气冷却。例如，可使得封壳76内的空气比环境温度(例如，罩盖75外部的空气温度)冷。压力调节器73控制封壳76内的空气压力。封壳76中的压力会根据应用而改变。例如，可将封壳76中的压力设定在1.05至3.0大气压之间。在一些实施例中，可将输送至封壳76的空气设定为涡轮机蜗壳9内的废气压力的至少百分之七十五。例如，当涡轮机蜗壳9内的废气压力是4个大气压时，压力调节器73在3个大气压的压力下将空气提供给封壳76。封壳76的加压也可减小或防止致动器30和致动机构40由于来自轴接纳孔25的废气泄漏而弄脏。

再次参照图4，并且如图5中所示，第三密封件可在轴接纳孔25中设置在衬套90和轴接纳孔25的表面(例如，轴承壳体8)之间。第三密封件可例如是下沉密封件120，该下沉密封件防止废气进入封壳76，而是经由轴承壳体8的油润滑通道17(在图1和3中示出)和对应的油润滑排放管线13(在图1和3中示出)将通过轴接纳孔25的废气引导至发动机34的曲轴箱35(未示出)。下沉密封件120包括贮槽122，其在与第一和第二孔开口25a、25b隔开的位置处形成在轴接纳孔25的表面中。在所说明的实施例中，贮槽122设置在两对活塞环104a、104b之间，以使得迷宫式密封件分别设置在贮槽122和各个第一或第二孔开口25a、25b之间。在所说明的实施例中，贮槽122是设置在轴接纳孔25的面朝下表面上的半球形凹陷部。在其他实施例中，贮槽122可以是周向延伸的通道，其围绕衬套90的外表面。

如图5中所示，衬套90包括径向延伸的交叉钻取的通孔84，这些通孔允许来自封壳76的加压空气能与从涡轮机壳体11泄漏的加压废气混合。通孔84绕衬套90的周缘等间距地隔开，并且轴向地定位成与贮槽122连通，在此，加压空气和废气进一步混合。在所说明的实施例中，存在四个布置成位于同一平面中的通孔84，但这些通孔并不限于该数量或布置。

下沉密封件120还包括形成在轴承壳体8中的大体径向延伸的下沉通道124，其具有与贮槽122连通的一个端部和与轴承壳体8的油润滑通道17连通的相对端部。此种布置允许贮槽122内所混合的空气和废气能排放到涡轮增压器的油润滑排放管线13中。

如这里所使用的，术语“下沉密封件”指代如下状况：下沉通孔124、油润滑通道17和油润滑排放管线13处于基本上大气压力下，并且此种大气压力的区域设置在封壳76内在第一孔开口25a处的第一相对较高压力区域(例如，高于大气压力)和涡轮机壳体11内在第二孔开口25b处的第二相对较高压力区域(例如，高于大气压力)之间。通过将贮槽122和下沉通道124定位在高压区域之间，贮槽122内经混合的空气和废气引导至油润滑排放管线13，并且然后最终引导至发动机曲轴箱35(未示出)，在此其在发动机气缸36内燃烧。因此，下沉密封件120在所泄漏的废气从第二孔开口25a离开之前将该所泄漏的废气引导至发动机。

参照图2和6，虽然致动器30可经由包括VTG杠杆臂47、连杆43以及致动器杠杆臂41的传统致动机构140连接至VTG装置20(图2)，但涡轮增压器1能可选地包括改进的齿轮致动机构40。齿轮致动机构40由一系列互连元件42、48、94构成，这些互连元件配置成将由致动器30提供的转动运动传递为VTG装置20的调节环26的转动运动。

具体地说，齿轮致动机构40的每个互连元件42、48、94均包括带齿表面，从而相邻的互连元件42、48、94经由其相应的带齿表面连接至邻接的互连元件42、48、94。为此，致动器30的输出轴32的外表面形成为齿轮齿33，从而输出轴32用作用于齿轮致动机构40的驱动齿轮。齿轮致动机构40的一个互连元件可包括第一空转齿轮42，其可转动地支承在第一轴44上。第一空转齿轮42包括内部和外部齿轮齿两者。例如，第一空转齿轮42具有形成在其径向地面朝内边缘上的内部齿轮齿45a(未示出)，其接合致动器30的输出轴32的齿轮齿33，从而第一空转齿轮42由致动器30驱动。此外，第一空转齿轮42具有形成在其径向地面朝外边缘上的外部齿轮齿45b。齿轮致动机构40的另一互连元件可包括第二空转齿轮48，其可转动地支承在第二轴50上并且具有形成在其外周界边缘上的齿轮齿51。第二空转齿轮48的齿轮齿51接合第一空转齿轮42的外部齿轮齿45b，从而第二空转齿轮48由第一空转齿轮42驱动。第二空转齿轮48的齿轮齿51接合形成在剩余互连元件94的外表面上的齿轮齿62，从而剩余的互连元件94由第二空转齿轮48驱动。互连元件94也可以是例如致动枢转轴94。致动枢转轴94和致动枢转轴54之间的仅有差别是致动枢转轴94可包括齿轮齿62。致动枢转轴94的齿轮齿62接合形成在调节环26的外部分上的齿63，以驱动调节环26。致动器输出轴32的转动轴线31、第一轴44的转动轴线46、第二轴50的转动轴线52以及致动枢转轴94的转动轴线60各自平行于主轴6的转动轴线R。

通过提供驱动附连于齿轮致动枢转轴94的一系列空转齿轮42、48的齿轮致动器30，与一些传统的配置相比，制造致动机构40的成本得以降低并且组装得以简化。此外，相对于一些传统的致动机构，齿轮致动机构40能够承受较高的温度，并且导致较低的叶片角度公差、减少磨损并且降低滞后。

参照图6，虽然齿轮致动机构40能在没有罩盖75的情形下使用，但可设想的是，齿轮致动机构40会封围在罩盖75内，以使得废气经由轴接纳孔25从轴承壳体8出来的泄漏最小或得以消除。如前所述，罩盖75相对于轴承壳体8的外表面的一部分密封并且与该部分协配以形成密封机壳76，该密封机壳封围致动器30、致动机构40以及致动枢转轴第一端56。此种配置使得废气经由轴接纳孔25从轴承壳体8出来的泄漏最小或得以消除。

参照图8，在另一实施例中，替代的罩盖175密封至轴承壳体8的外表面的一部分并且与该部分协配以形成密封机壳176(未示出)，该密封机壳封围致动机构40和致动枢转轴第一端56。在该实施例中，致动器30设置在密封机壳39中，该密封机壳再以密封方式连结于替代罩盖175的外表面。

上文详细地描述了所选择的说明实施例。应理解的是，这里仅仅描述了用于澄清所说明实施例所需考虑的结构。系统的其它传统结构和那些附属和辅助部件假定是已知的并且为本领域技术人员所理解。此外，虽然上文已描述了工作示例，但本发明并不局限于上文描述的工作示例，且可执行各种设计替代，而不会偏离权利要求中所阐述的本发明。

Claims (15)

1.一种可变涡轮机几何形状(VTG)涡轮增压器(1)，包括：

涡轮机机轮(4)；

涡轮机壳体(11)，其围绕所述涡轮机机轮(4)；

VTG装置(20)，其在所述涡轮机壳体(11)中设置成邻近所述涡轮机机轮(4)，且所述VTG装置(20)配置成选择性地控制输送至所述涡轮机机轮(4)的废气的量；

轴承壳体(8)，其限定轴接纳孔(25)；

致动机构(40、140)，其配置成将所述VTG装置(20)连接至致动器(30)，所述致动机构(40、140)包括致动枢转轴(54、94)，其设置在所述轴接纳孔(25)中并且连接至所述VTG装置(20)，且所述致动机构(40、140)的一部分设置在所述轴承壳体(8)外部；

致动器(30)；以及

罩盖(75)，其围绕所述致动器(30)和所述致动机构(140)，并且与所述轴承壳体(8)形成密封连接，以使得防止通入到所述轴接纳孔(25)中的废气逸出至大气。

2.根据权利要求1所述的涡轮增压器(1)，其中，所述罩盖(75)包括进气口(78)，其连接至加压空气源，从而，由所述罩盖(75)围绕的区域内的气体处于比大气压力高的压力下。

3.根据权利要求2所述的涡轮增压器(1)，其中，所述加压空气源包括所述涡轮增压器(1)的压缩机部段(3)的出气口。

4.根据权利要求2所述的涡轮增压器(1)，其中，所述轴承壳体(8)包括将所述轴接纳孔(25)连接至油润滑排放部(17、13)的通道(124)，从而来自所述罩盖(75)内的加压空气经由所述通道(124)和所述油润滑排放部(17、13)离开所述涡轮增压器(1)。

5.根据权利要求1所述的涡轮增压器(1)，其中，

所述轴接纳孔(25)包括邻近所述致动机构(40、140)的第一端(56)和邻近所述VTG装置(20)的相对第二端(58)，

所述轴承壳体(8)包括油润滑排放部(17、13)和将所述轴接纳孔(25)连接至所述油润滑排放部(17、13)的通道(124)，以及

所述通道(124)在所述第一端(56)和所述相对的第二端(58)之间的位置处与所述轴接纳孔(25)连通。

6.根据权利要求5所述的涡轮增压器(1)，包括活塞环(104)，其设置在所述致动枢转轴(54、94)和所述轴接纳孔(25)之间，并且其中，所述通道(124)在相邻的活塞环(104)之间的位置处与所述轴接纳孔(25)连通。

7.根据权利要求1所述的涡轮增压器(1)，其中，所述致动机构(40)包括互连元件(42、48、94)，所述互连元件配置成将由所述致动器(30)提供的转动运动传递为所述VTG装置(20)的转动运动，并且所述致动机构(40)的每个互连元件(42、48、94)均包括带齿表面，且每个互连元件(42、48、94)经由其相应的带齿表面连接至邻接的互连元件(42、48、94)。

8.根据权利要求1所述的涡轮增压器(1)，其中，

所述罩盖(75)包括连接至加压空气源的进气口(78)，以及

所述涡轮增压器(1)包括空气冷却器(74)，其配置成在来自所述加压空气源的空气到达所述进气口(78)之前冷却所述空气，从而能使得由所述罩盖(75)围绕的区域内的气体比所述罩盖(75)外部的环境温度较冷。

9.一种致动组件(30、40、140)，其安装在壳体(11)的外表面上并且配置成致动位于所述壳体(11)内的装置(20)，所述致动组件(30、40、140)包括：

致动器(30)；

致动枢转轴(54、94)，其延伸穿过所述壳体中的轴接纳孔(25)，所述致动枢转轴(54、94)包括第一端(56)和第二端(58)，所述第一端设置在所述壳体(11)的外部上并且连接至所述致动器(30)，而所述第二端设置在所述壳体(11)的内部上并且连接至所述装置(20)；

致动机构(40、140)，其将所述致动枢转轴(54、94)连接至所述致动器(30)；以及

罩盖(75)，其与所述壳体(11)的外表面的一部分协配以形成密封机壳(76)，所述密封机壳封围所述致动器(30)、所述致动机构(40、140)以及所述致动枢转轴第一端(56)。

10.根据权利要求9所述的致动组件(30、40、140)，其中，所述密封机壳(76)内的气体处于比大气压力高的压力下。

11.根据权利要求9所述的致动组件(30、40、140)，其中，所述罩盖(75)包括进气口(78)，其连接至加压空气源，从而，所述密封机壳(76)内的气体处于比大气压力高的压力下。

12.根据权利要求9所述的致动组件(30、40、140)，其中，所述壳体(11)进一步包括形成在其中的下沉通道(124)，所述下沉通道(124)在所述轴接纳孔(25)和排放开口(13、17)之间限定流体流通路，所述排放开口在并未由所述罩盖(75)封围的位置处形成在所述壳体中。

13.根据权利要求9所述的致动组件，包括第一密封件(102)和第二密封件(120)，其中

所述第一密封件(102)包括活塞环(104)，其设置在所述致动枢转轴(54、94)和所述轴接纳孔(25)之间，以及

所述第二密封件(120)在所述壳体中与下沉通道(124)对应的位置处包括相对低压的区域，以及设置在所述相对低压的区域的相对两侧上的高压区域。

14.根据权利要求9所述的致动组件，其中，所述致动机构(40)包括互连元件(42、48、94)，所述互连元件配置成将由所述致动器(30)提供的转动运动传递为所述装置(20)的转动运动，并且所述致动机构(40)的每个互连元件(42、48、94)均包括带齿表面，且每个互连元件(42、48、94)经由其相应的带齿表面连接至邻接的互连元件(42、48、94)。

15.根据权利要求9所述的致动组件，其中，所述罩盖(75)包括进气口(78)，其连接至经冷却空气源，从而，所述密封机壳(76)内的气体处于比环境温度低的温度。