CN107208541A - 可变喷嘴涡轮 - Google Patents

Abstract

可变喷嘴涡轮具备：包含喷嘴叶片及轴部的多个喷嘴构件；用于使多个喷嘴构件均绕轴部旋转的连接机构；形成内部配置连接机构的连接室的盖；介由贯通盖的轴构件与连接机构连接的输入杆；贯通盖的棒，该棒具有在操作输入杆时与连接机构抵接的梢端；以及在盖的外侧将棒固定于盖的固定构件，该固定构件能变更决定从盖到棒的梢端的距离的棒固定位置。

Description

可变喷嘴涡轮

技术领域

本发明涉及可改变向涡轮叶轮（turbine impeller）喷射工作流体的喷嘴的开度及朝向的可变喷嘴涡轮。

背景技术

以往，汽车、船舶上装载有可变喷嘴涡轮。可变喷嘴涡轮例如由来自于发动机的排气驱动。例如，专利文献1公开了如图6及图7所示的可变喷嘴涡轮100。

具体而言，可变喷嘴涡轮100包括罩（shroud）140、以及与罩140之间形成连接室160的盖150。又，可变喷嘴涡轮100包括：具有贯通罩140的轴部112及喷嘴叶片111的多个（图6、7中仅图示一个）喷嘴构件110；以及配置于连接室160内且用于使各喷嘴构件110绕轴部112旋转的连接机构120。

连接机构120包括分别与喷嘴构件110的轴部112不可旋转地连结的多个臂121、以及与贯通盖150的杆连结的环123。各臂121设置有与喷嘴构件110的轴部112平行地延伸的销122，另一方面，环123设置有与销122接合的长孔124。即，长孔124的两端部作为规定喷嘴的最大开度及最小开度的止挡件而发挥功能。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本实开昭61－197224号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

然而，如图6和图7所示的结构中，为了改变喷嘴的最大开度及最小开度中一方或者两者，需要将盖150取下再交换环123等作业。

因此，本发明的目的在于提供一种能够从盖的外侧改变喷嘴的最大开度及最小开度中至少一方的可变喷嘴涡轮。

解决问题的手段：

为解决上述问题，本发明的可变喷嘴涡轮还具备：包含配置于涡轮叶轮周围的导入路中的喷嘴叶片、和从所述喷嘴叶片延伸的轴部的多个喷嘴构件；用于使所述多个喷嘴构件均绕所述轴部旋转的连接机构；形成内部配置所述连接机构的连接室的盖；介由贯通所述盖的轴构件与所述连接机构连接的输入杆；贯通所述盖的棒，所述棒具有在操作所述输入杆时与所述连接机构抵接的梢端；以及在所述盖的外侧将所述棒固定于所述盖的固定构件，所述固定构件能变更决定从所述盖到所述棒的梢端的距离的棒固定位置。

根据上述结构，具有在操作输入杆时与连接机构抵接的梢端的棒通过固定构件在盖的外侧固定于盖，其棒固定位置可以变更，因此能够从盖的外侧改变喷嘴的最大开度及最小开度中至少一方。

亦可使所述连接机构包含与所述轴构件连结且绕所述轴构件摇动的输入连杆，在操作所述输入杆时，所述棒的梢端与所述输入连杆抵接。根据该结构，可使连接机构成为简单的结构。

亦可使上述的可变喷嘴涡轮还具备沿着所述导入路且向所述涡轮叶轮的背面侧扩展的板，所述多个喷嘴构件的所述轴部贯通所述板，所述盖在所述板的背面侧形成所述连接室。根据该结构，可以将板背面侧的空间作为连接室而合理活用。

亦可使所述棒是在往增大喷嘴的开度的方向操作所述输入杆时与所述连接机构抵接的最大开度规定棒。根据该结构，能够从盖的外侧改变喷嘴的最大开度。

亦可使所述棒为以下两者：往增大喷嘴的开度的方向操作所述输入杆时与所述连接机构抵接的最大开度规定棒；以及往减小喷嘴的开度的方向操作所述输入杆时与所述连接机构抵接的最小开度规定棒。根据该结构，能够从盖的外侧改变喷嘴的最大开度及最小开度两者。

亦可使所述连接机构包含：分别与所述多个喷嘴构件的轴部连结且从所述轴部向侧方延伸的多个臂；分别安装于所述多个臂的所述喷嘴构件相反侧的端部的多个辊；以及具有介于所述多个辊之间且对所述辊在以所述涡轮叶轮的轴心为中心的径向上的移动进行引导的多个操作片的连接环。根据该结构，安装于臂的辊在连接环的操作片上转动，因此可抑制臂及连接环的磨损，获得较高的耐久性。

亦可使所述棒为旋拧于设置在所述盖上的螺纹孔的螺钉，所述固定构件为旋拧于所述螺钉的螺母。根据该结构，通过棒的旋转，可以对从盖到棒的梢端的距离进行微调。

发明效果：

根据本发明，能够从盖的外侧改变喷嘴的最大开度及最小开度中至少一方。

附图说明

图1是本发明一实施形态的可变喷嘴涡轮的剖视图；

图2是喷嘴构件及连接机构的一部分的主视图，示出输入杆处于基准位置的状态；

图3是喷嘴构件及连接机构的一部分的主视图，示出将输入杆从基准位置向增大喷嘴的开度的方向扳动后的状态；

图4是沿图2的IV－IV线的剖视图；

图5是沿图2的V－V线的剖视图；

图6是以往的可变喷嘴涡轮的一部分的剖视图；

图7是图6所示的可变喷嘴涡轮的连接机构的一部分的后视图。

具体实施方式

图1示出本发明一实施形态的可变喷嘴涡轮1。该可变喷嘴涡轮1例如装载于汽车、船舶等，并由来自于发动机的排气驱动。但是，可变喷嘴涡轮1亦可由蒸汽等其他工作流体驱动。

可变喷嘴涡轮1包括涡轮叶轮32、安装有涡轮叶轮32的旋转轴31、以及介由衬套39（bush）旋转自如地支持旋转轴31的第一壳体34。又，可变喷嘴涡轮1包括在涡轮叶轮32的周围形成导入路24的板35和罩21、以及形成与导入路24连通的漩涡室25的第二壳体26。以下，为了方便说明，将以涡轮叶轮32的轴心33为中心的径向简称为“径向R”，将轴心33延伸的方向简称为“轴向X”。

导入路24是与径向R平行的环状的流路。漩涡室25中供给有工作流体（例如来自于发动机的排气）。供给至漩涡室25的工作流体通过导入路24吹向涡轮叶轮32。

板35沿着导入路24，并扩展至涡轮叶轮32的背面侧。板35可以是单块的板，也可以分割为多块板。板35固定于第一壳体34。

罩21具有隔着导入路24与板35相向的突缘部23、和从突缘部23的内侧端部往板35相反侧延伸的管状部22。即，管状部22构成可变喷嘴涡轮1的工作流体的排出口。

而且，可变喷嘴涡轮1包括以相等角度间隔配置于涡轮叶轮32周围的多个喷嘴构件5、以及配置于板35的背面侧的连接机构6。在板35的背面侧，由盖4形成环状的连接室36，连接机构6配置于该连接室36内。连接机构6介由贯通盖4的轴构件82与输入杆81连接。

本实施形态中，盖4一体地形成于第一壳体34。具体而言，盖4如图2～图5所示，包括从第一壳体34起在径向R上扩展的底壁4a、和从底壁4a的外周缘部朝向板35在轴向X上延伸的周壁4b。

如图2～图5所示，各喷嘴构件5包括配置于导入路24的喷嘴叶片51、和从喷嘴叶片51贯通板35地在轴向X上延伸至连接室36内的轴部52。轴部52介由衬套53旋转自如地支持于板35。但是，可以省略衬套53。

相邻的喷嘴叶片51之间形成有向涡轮叶轮32喷射工作流体的喷嘴50。图2示出上述输入杆81处于基准位置的状态，图3示出将输入杆81从基准位置向增大喷嘴50的开度的方向扳动后的状态（当然，也有将输入杆81从基准位置向减小喷嘴50的开度的方向扳动的情况）。通过操作输入杆81，改变喷嘴50的开度及朝向。

连接机构6用于使各喷嘴构件5绕轴部52旋转。具体而言，连接机构6包括多个臂61、相对于臂61配置于板35相反侧的连接环（link ring）65、以及相对于连接环65配置于板35相反侧的输入连杆（input link）7。

各臂61从喷嘴构件5的轴部52向侧方（本实施形态中，在径向R上向内）延伸。各臂61的外侧端部与喷嘴构件5的轴部52不可旋转地连结。各臂61的内侧端部（即喷嘴构件5相反侧的端部）安装有辊62。

本实施形态中，各辊62具有圆盘状的轮部63、和从轮部63的中心起在轴向X上延伸的轴部64。而且，轴部64旋转自如地支持于臂61的内侧端部。但是，亦可使辊62为中心具有贯通孔的环状，辊62介由旋转自如地支持该辊62的轴构件（未图示）安装于臂61。

连接环65具有周方向上连续的主体部66、和从主体部66突出的多个操作片67。本实施形态中，主体部66形成为轴向X上较薄的板状，操作片67从主体部66的板35侧的主面起在轴向X上突出。但是，亦可使连接环65配置于臂61的内侧，且形成为操作片67从主体部66起在径向R上向外突出的结构。

操作片67形成为介于多个辊62之间，且对辊62在径向R上的移动进行引导的结构。具体而言，各操作片67成为在径向R上向内梢端变细的梯形形状，相邻操作片67的相互对置的侧面彼此平行。

连接环65的内侧配置有与连接环65能滑动地嵌合的导环37。导环37固定于第一壳体34。导环37形成有与连接环65的主体部66的内侧端部接合的凹部37a。又，导环37上安装有用于将连接环65 主体部66 内侧端部保持在凹部37a内的压环38。

输入连杆7与上述轴构件82不可旋转地连结。轴构件82贯通盖4的底壁4a地在轴向X上延伸，并固定于输入杆81。又，轴构件82由安装于盖4的底壁4a的轴承构件83旋转自如地支持。即，输入连杆7绕轴构件82摇动。

输入连杆7在径向R上从轴构件82延伸至与连接环65重叠的位置，输入连杆7的内侧端部形成有在径向R上向内开口的开口71。换而言之，输入连杆7具有规定开口71的一对接合片72。

另一方面，与输入连杆7的开口71接合的输入辊69介由轴构件68安装于连接环65。本实施形态中，连接环65的一个操作片67所在的壁厚部分形成有螺纹孔，形成于轴构件68的一端部的螺纹旋拧于该螺纹孔。输入辊69旋转自如地支持于轴构件68。

根据该结构，当操作输入杆81时，如图3所示，输入连杆7摇动，输入辊69在一方的接合片72上转动，同时连接环65旋转。伴随于此，安装于各臂61的辊62一边在连接环65的操作片67的一方的侧面上转动一边在径向R上移动。当辊62在径向上移动时，各臂61绕喷嘴构件5的轴部52摇动，喷嘴构件5的喷嘴叶片51的角度改变。由此，使喷嘴50的开度及朝向改变。像这样，本实施形态的可变喷嘴涡轮1中，安装于臂61的辊62在连接环65的操作片67上转动，因此能够抑制臂61及连接环65的磨损，能够获得较高的耐久性。

而且，本实施形态中，采用限制喷嘴50的开度的结构。具体而言，可变喷嘴涡轮1包括贯通盖4的周壁4b的最大开度规定棒41和最小开度规定棒42。

如图2所示，输入连杆7上设置有在与开口71的开口方向正交的方向上，向比接合片72更外侧伸出的一对突出部73、74。最大开度规定棒41及最小开度规定棒42配置于与突出部73、74相对应的位置。

本实施形态中，最大开度规定棒41及最小开度规定棒42与经过轴构件82的中心的径向R平行地延伸。向增大喷嘴50的开度的方向操作输入杆81时，输入连杆7的一方（图2中为右侧）的突出部73向接近盖4的周壁4b的方向移动，突出部73与最大开度规定棒41的梢端抵接从而限制输入连杆7的摇动。相反，向减小喷嘴50的开度的方向操作输入杆81时，输入连杆7的另一方（图2中为左侧）的突出部74向靠近盖4的周壁4b的方向移动，突出部74与最小开度规定棒42的梢端抵接从而限制输入连杆7的摇动。

最大开度规定棒41在盖4的外侧由第一固定构件43固定于盖4的周壁4b。第一固定构件43形成为能变更决定从盖4的周壁4b到最大开度规定棒41的梢端的距离的棒固定位置的结构。

最小开度规定棒42在盖4的外侧由第二固定构件44固定于盖4的周壁4b。第二固定构件44形成为能变更决定从盖4的周壁4b到最小开度规定棒42的梢端的距离的棒固定位置的结构。

本实施形态中，盖4的周壁4b上设有两个螺纹孔45。而且，最大开度规定棒41及最小开度规定棒42分别是旋拧于螺纹孔45的螺钉，第一固定构件43及第二固定构件44分别是旋拧于螺钉的螺母。

如以上说明的，本实施形态的可变喷嘴涡轮1中，具有与输入连杆7的突出部73、74抵接的梢端的最大开度规定棒41及最小开度规定棒42，通过第一固定构件43及第二固定构件44在盖4的外侧固定于盖4，该棒固定位置可以变更，因此可以从盖4的外侧改变喷嘴的最大开度及最小开度这两者。

又，本实施形态中，最大开度规定棒41及最小开度规定棒42分别是旋拧于设置在盖4的螺纹孔45的螺钉，因此通过旋转最大开度规定棒41及最小开度规定棒42，能够对从盖4的周壁4b到最大开度规定棒41及最小开度规定棒42的梢端的距离进行微调。

（变形例）

本发明不限于上述实施形态，在不脱离本发明的精神的范围内可进行各种变形。

例如，操作输入杆81时，最大开度规定棒41及最小开度规定棒42的梢端无需必须与输入连杆7的突出部73、74抵接，亦可与连接机构6的其他元件抵接。例如，亦可代替输入连杆7的突出部73、74，在连接环65上设置在径向R上向外伸出的伸出部，使最大开度规定棒41及最小开度规定棒42的梢端与该伸出部抵接。或者，亦可使连接机构6包括固定于轴构件82的端面且在与径向R正交的方向上延伸的棒状构件来代替输入连杆7的突出部73、74，使最大开度规定棒41及最小开度规定棒42的梢端与该棒状构件抵接。但是，如上述实施形态那样，使最大开度规定棒41及最小开度规定棒42的梢端与输入连杆7抵接时，能够使连接机构6为简单的结构。

又，最大开度规定棒41及最小开度规定棒42无需必须均是螺钉，也可以仅仅是圆棒。该情况下，固定构件可以是定位螺丝（set screw）。或者，固定构件也可以是与形成于圆棒的外周面的多个槽口（notch）中的一个接合的接合构件。

又，上述实施形态中，设置了最大开度规定棒41及最小开度规定棒42两者，但亦可仅设置最大开度规定棒41及最小开度规定棒42中任一方。关于这点，由于当喷嘴构件5旋转至相邻喷嘴叶片51接触时喷嘴50的开度为零，因此理想的是至少设置最大开度规定棒41。

又，臂61无需必须从喷嘴构件5的轴部52在径向R上向内延伸，亦可从喷嘴构件5的轴部52在径向R上向外延伸。或者，亦可使臂61从轴部52起相对于径向R斜向内或斜向外地延伸。

又，导环37无需必须配置于连接环65的内侧，亦可配置于连接环65的外侧。该情况下，连接环65亦可形成为操作片67从主体部66在径向R上向内突出的结构。或者，亦可省略导环37，而使连接环65与第一壳体34直接嵌合。

又，连接机构6无需必须配置在板35的背面侧，亦可如图6及图7所示结构那样，相对于罩21的突缘部23配置于导入路24相反侧。但是，如上述实施形态所述，将连接机构6配置于板35的背面侧时，能够将板35背面侧的空间作为连接室36而合理活用。

而且，作为连接机构6的结构，除上述以外还可采用各种结构。例如，连接机构6中，亦可设置不可自转的销代替辊62、69。

符号说明：

1　 可变喷嘴涡轮

24 导入路

32 涡轮叶轮

33 轴心

35 板

36 连接室

4　 盖

41　 最大开度规定棒

42　 最小开度规定棒

43、44　固定构件

45　 螺纹孔

5　 喷嘴构件

51　 喷嘴叶片

52　 轴部

6　 连接机构

61　 臂

62　 辊

65　 连接环

67　 操作片

7　　 输入连杆

81　 输入杆

82　 轴构件。

Claims (7)

1.一种可变喷嘴涡轮，具备：

包含配置于涡轮叶轮周围的导入路中的喷嘴叶片、和从所述喷嘴叶片延伸的轴部的多个喷嘴构件；

用于使所述多个喷嘴构件均绕所述轴部旋转的连接机构；

形成内部配置所述连接机构的连接室的盖；

介由贯通所述盖的轴构件与所述连接机构连接的输入杆；

贯通所述盖的棒，所述棒具有在操作所述输入杆时与所述连接机构抵接的梢端；以及

在所述盖的外侧将所述棒固定于所述盖的固定构件，所述固定构件能变更决定从所述盖到所述棒的梢端的距离的棒固定位置。

2.根据权利要求1所述的可变喷嘴涡轮，其特征在于，

所述连接机构包含与所述轴构件连结且绕所述轴构件摇动的输入连杆，

在操作所述输入杆时，所述棒的梢端与所述输入连杆抵接。

3.根据权利要求1或2所述的可变喷嘴涡轮，其特征在于，

还具备沿着所述导入路且向所述涡轮叶轮的背面侧扩展的板，

所述多个喷嘴构件的所述轴部贯通所述板，所述盖在所述板的背面侧形成所述连接室。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的可变喷嘴涡轮，其特征在于，

所述棒是在往增大喷嘴的开度的方向操作所述输入杆时与所述连接机构抵接的最大开度规定棒。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的可变喷嘴涡轮，其特征在于，

所述棒为以下两者：往增大喷嘴的开度的方向操作所述输入杆时与所述连接机构抵接的最大开度规定棒；以及往减小喷嘴的开度的方向操作所述输入杆时与所述连接机构抵接的最小开度规定棒。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的可变喷嘴涡轮，其特征在于，

所述连接机构包含：

分别与所述多个喷嘴构件的轴部连结且从所述轴部向侧方延伸的多个臂；

分别安装于所述多个臂的所述喷嘴构件相反侧的端部的多个辊；以及

具有介于所述多个辊之间且对所述辊在以所述涡轮叶轮的轴心为中心的径向上的移动进行引导的多个操作片的连接环。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的可变喷嘴涡轮，其特征在于，

所述棒为旋拧于设置在所述盖上的螺纹孔的螺钉，

所述固定构件为旋拧于所述螺钉的螺母。