CN207297150U - 一种废气涡轮增压器及其涡轮箱阀杆衬套机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种废气涡轮增压器及其涡轮箱阀杆衬套机构，包括废气涡轮箱(1)、阀杆(2)、衬套(3)以及摇臂(4)，所述衬套(3)过盈压入所述废气涡轮箱(1)，所述阀杆(2)从所述废气涡轮箱(1)内穿过所述衬套(3)与摇臂(4)相连接，所述阀杆(2)的杆身上设有至少一道活塞环槽，所述活塞环槽内设有用于密封所述阀杆(2)与衬套(3)之间所形成径向间隙的活塞环(5)；所述阀杆(2)与衬套(3)之间在所述衬套(3)的阀杆穿出端内侧形成有周向的环形空间。该机构可降低废气涡轮增压器内的废气外泄，适应日益严格的排放要求，同时解决废气阀门阀杆沿衬套轴向窜动引起的振动噪声等问题。

Description

一种废气涡轮增压器及其涡轮箱阀杆衬套机构

技术领域

本实用新型涉及废气涡轮增压器技术领域，特别是废气涡轮增压器的涡轮箱阀杆衬套机构。本实用新型还涉及设有所述涡轮箱阀杆衬套机构的废气涡轮增压器。

背景技术

废气涡轮增压器主要由涡轮机和压气机等构成，其工作原理是将发动机排出的废气引入涡轮机，利用废气的惯性冲力推动涡轮机旋转，由此驱动与涡轮同轴的压气机压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸，从而使更多的、密度更大的空气进入气缸。这样，燃油就可以更加充分的燃烧，达到增加发动机输出功率的目的。

请参考图1、图2，图1为一种典型的废气涡轮箱组件产品的结构示意图；图2为图1中所示阀门阀杆组件与衬套机构的局部剖视图。

如图所示，在此废气涡轮箱组件产品中，衬套3过盈压装入废气涡轮箱 1，阀杆2从涡轮箱内穿过衬套3与摇臂4焊接成一体，摇臂4转动阀杆2，达到控制废气阀门开度和增压压力目的，阀杆2与衬套3之间留有径向和轴向间隙，发动机的高温高压废气将通过此间隙直接泄漏到外部环境，造成排放恶化和大气污染,常表现为摇臂4面向衬套3的表面被熏黑现象。

随着排放法规日趋严格，发动机产品本身将因此废气外泄无法通过排放试验要求。此外，轴向间隙将带来阀杆2沿衬套3轴向窜动，进一步导致整车NVH问题(噪声、振动与声振粗糙度的英文缩写，是衡量汽车制造质量的一个综合性问题)抱怨。

因此，如何克服涡轮箱阀杆衬套机构存在的上述缺陷，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种涡轮箱阀杆衬套机构。该机构可降低废气涡轮增压器内的废气外泄，适应日益严格的排放要求，同时解决废气阀门阀杆沿衬套轴向窜动引起的振动噪声等问题。

本实用新型的另一目的是提供一种设有所述涡轮箱阀杆衬套机构的废气涡轮增压器。

为实现上述目的，本实用新型提供一种涡轮箱阀杆衬套机构，包括废气涡轮箱、阀杆、衬套以及摇臂，所述衬套过盈压入所述废气涡轮箱，所述阀杆从所述废气涡轮箱内穿过所述衬套与摇臂相连接，所述阀杆的杆身上设有至少一道活塞环槽，所述活塞环槽内设有用于密封所述阀杆与衬套之间所形成径向间隙的活塞环；所述阀杆与衬套之间在所述衬套的阀杆穿出端内侧形成有周向的环形空间。

优选地，所述衬套供所述阀杆穿过的轴孔为阶梯孔，其主体部分为第一阶梯孔，穿出所述阀杆的一端为第二阶梯孔，所述第一阶梯孔的内径大于所述第二阶梯孔的内径；所述阀杆为阶梯轴，包括与所述第一阶梯孔相配合的第一阶梯轴以及与所述第二阶梯孔相配合的第二阶梯轴，所述第一阶梯轴的外径大于所述第二阶梯轴的外径；所述第一阶梯轴的环形端面与所述第二阶梯孔的环形端面之间保持一定间距，与部分所述第一阶梯孔和部分所述第二阶梯轴一起形成所述环形空间。

优选地，所述第一阶梯孔形成所述环形空间的部分在末端的孔壁上设有周向的环形凹槽。

优选地，所述环形凹槽在截面上呈弧形或半圆形。

优选地，所述活塞环槽大体位于所述阀杆的第一阶梯轴的中心位置。

优选地，进一步包括弹簧垫片；所述弹簧垫片垫设在所述衬套的端面与所述摇臂之间，所述衬套和摇臂对所述弹簧垫片保持一定的预压缩力。

优选地，所述摇臂由所述阀杆的第二阶梯轴轴向定位并与所述阀杆焊接成一体。

优选地，所述弹簧垫片为碗型弹簧垫片。

优选地，所述碗型弹簧垫片由耐热合金板材冲压成型。

为实现上述第二目的，本实用新型提供一种废气涡轮增压器，包括涡轮箱组件，所述涡轮箱组件设有上述任一项所述的涡轮箱阀杆衬套机构。

本实用新型针对废气涡轮箱废气阀门阀杆衬套处废气外泄问题，对涡轮箱阀杆衬套机构作了进一步改进，通过在阀杆的杆身上设置活塞环槽和活塞环，以及在衬套的阀杆穿出端内侧形成周向的环形空间，形成两道防止废气泄漏的防线，其中活塞环为第一道防线，由于活塞环与衬套的第一阶梯孔紧密配合，因此能够有效降低涡轮箱内废气通过径向间隙的泄漏量，衬套与阀杆之间的环形空间为第二道防线，此环形空间可产生局部迷宫效应，进一步减缓涡轮箱内废气的外部泄漏量，根据类似试验结果，在两道防线的共同作用下，估算本实用新型将减少当前产品的废气外泄量50％以上，能够使发动机满足适应日益严格的排放要求。

在一种优选方案中，通过在第一阶梯孔末端的孔壁上加工周向的环形凹槽，可进一步加大迷宫密封效应，减少废气泄漏。

在另一种优选方案中，所述衬套的端面与所述摇臂之间垫设有弹性垫片。这样，可限制废气阀门阀杆的轴向运动，降低整车NVH问题抱怨，提高废气阀门工作稳定性。

本实用新型所提供的废气涡轮增压器的涡轮箱组件设有所述涡轮箱阀杆衬套机构，由于所述涡轮箱阀杆衬套机构具有上述技术效果，设有该涡轮箱阀杆衬套机构的废气涡轮增压器也应具有相应的技术效果。

附图说明

图1为一种典型的废气涡轮箱组件产品的结构示意图；

图2为图1中所示阀门阀杆组件与衬套机构的局部剖视图；

图3为本实用新型实施例提供的一种涡轮箱阀杆衬套机构的结构示意图；

图4为图3中A部位的另一种结构形式示意图；

图5为碗型弹簧垫片的结构示意图。

图中：

1.废气涡轮箱 2.阀杆 2-1.第一阶梯轴 2-2.第二阶梯轴 2-3.第三阶梯轴 3.衬套 3-1.第一阶梯孔 3-2.第二阶梯孔 4.摇臂 5.活塞环 6.环形凹槽 7.弹簧垫片

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

在本文中，“上、下、内、外”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

请参考图3，图3为本实用新型实施例提供的一种涡轮箱阀杆衬套机构的结构示意图。

如图所示，在本实施例中，所提供的涡轮箱阀杆衬套机构主要由废气涡轮箱1、阀杆2、衬套3以及摇臂4等部件构成，其中，衬套3过盈压入废气涡轮箱1，阀杆2从废气涡轮箱1内穿过衬套3与摇臂4相连接。

阀杆2的杆身为阶梯轴，呈三阶梯设计，从左至右分别为第一阶梯轴2-1、第二阶梯轴2-2和第三阶梯轴2-3，第一阶梯轴2-1的外径大于第二阶梯轴2-2 的外径，第二阶梯轴2-2的外径大于第三阶梯轴2-3的外径，左边第一阶梯轴2-1设有两个活塞环槽，活塞环槽位于杆身第一阶梯轴2-1的中心附近位置，活塞环5套入阀杆2后与其一起从废气涡轮箱1内部穿过衬套3，通过活塞环5可密封阀杆2与衬套3之间所形成的径向间隙，防止废气涡轮箱1 内的废气沿径向间隙泄漏。

阀杆2与衬套3之间在衬套3的阀杆穿出端内侧形成有周向的环形空间 (见图中标示的A部位)，此环形空间位于废气沿径向间隙泄漏的路径上，在废气经过时可产生迷宫效应，进一步减少废气泄漏量。

具体地，衬套3供阀杆2穿过的轴孔为阶梯孔，其主体部分为第一阶梯孔3-1，穿出阀杆2的一端为第二阶梯孔3-2，第一阶梯孔3-1的内径大于第二阶梯孔3-2的内径。阀杆2的第一阶梯轴2-1与衬套3的第一阶梯孔3-1 相配合，阀杆2的第二阶梯轴2-2与衬套3的第二阶梯孔3-2相配合，第一阶梯轴2-1的环形端面与第二阶梯孔3-2的环形端面之间保持一定间距，与部分第一阶梯孔3-1和部分第二阶梯轴2-2一起形成可产生迷宫效应的环形空间。

请参考图4，图4为图3中A部位的另一种结构形式示意图。

作为一种改进，图3中可产生迷宫效应的环形空间，还可选择如图4所示的结构，也就是第一阶梯孔3-1形成环形空间的部分在末端的孔壁上加工有周向的环形凹槽6，此环形凹槽6在截面上呈半圆形。如图中气流箭头所示，当废气涡轮箱1内的废气进入环形空间后，由于环形空间的容积突然变大，而且环形空间之前和之后的径向间隙相互错位，因此废气不能直接向外排出，而是在环形空间内产生紊流，分成不同的流向进行流动，一部分废气在阀杆2的台阶部位回流形成漩涡，另一部分在环形凹槽6内回流形成漩涡，仅一小部分废气会从第二阶梯轴2-2与第二阶梯孔3-2之间的径向间隙向外泄漏，进一步加大了迷宫密封效应，可显著减少废气泄漏。

请一并参考图5，图5为碗型弹簧垫片的结构示意图。

针对废气阀阀杆窜动引起泄漏和振动噪声的问题，可以在衬套3的端面与摇臂4之间垫设一弹簧垫片7。

如图所示，弹簧垫片7压装在衬套3端面和摇臂4之间，摇臂4由阀杆 2的第二阶梯轴2-2轴向定位并与阀杆2焊接成一体，衬套3和摇臂4将保持对碗型弹簧垫片7有一定的预压缩力，可以防止工作状态下阀杆2沿衬套 3轴向窜动，降低振动噪声。

碗型弹簧垫片7可由耐热合金板材冲压成型，在自由状态下不受力，安装后受到设定轴向压缩后产生一定的反弹力(预紧力)，用来控制阀杆2的轴向窜动或抖动，解决整车NVH问题抱怨。

本实用新型将阀杆2的杆身设计为三阶梯的形式，更改对应衬套3为阶梯形组合，并加装活塞环5和弹簧垫片7，可有效阻止废气涡轮箱1内的废气外泄和阀杆2窜动噪声，并极大改善发动机应对排放能力和改善整车NVH 特性，而且，在使用便利性方面与普通产品没有区别，可直接推广应用。

上述实施例仅是本实用新型的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，所述阀杆2杆身上的活塞环槽和活塞环5的数量可进一步增加或减少；或者，在图4中增设的环形凹槽6在截面上呈其他形状，等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

除了上述涡轮箱阀杆衬套机构，本实用新型还提供一种废气涡轮增压器，包括涡轮箱组件，所述涡轮箱组件设有上文所述的涡轮箱阀杆衬套机构，其余结构请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本实用新型所提供的废气涡轮增压器及其涡轮箱阀杆衬套机构进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种涡轮箱阀杆衬套机构，包括废气涡轮箱(1)、阀杆(2)、衬套(3)以及摇臂(4)，所述衬套(3)装入所述废气涡轮箱(1)，所述阀杆(2)从所述废气涡轮箱(1)内穿过所述衬套(3)与摇臂(4)相连接，其特征在于，所述阀杆(2)的杆身上设有至少一道活塞环槽，所述活塞环槽内设有用于密封所述阀杆(2)与衬套(3)之间所形成径向间隙的活塞环(5)；所述阀杆(2)与衬套(3)之间在所述衬套(3)的阀杆穿出端内侧形成有周向的环形空间。

2.根据权利要求1所述的涡轮箱阀杆衬套机构，其特征在于，所述衬套(3)供所述阀杆(2)穿过的轴孔为阶梯孔，其主体部分为第一阶梯孔(3-1)，穿出所述阀杆(2)的一端为第二阶梯孔(3-2)，所述第一阶梯孔(3-1)的内径大于所述第二阶梯孔(3-2)的内径；所述阀杆(2)为阶梯轴，包括与所述第一阶梯孔(3-1)相配合的第一阶梯轴(2-1)以及与所述第二阶梯孔(3-2)相配合的第二阶梯轴(2-2)，所述第一阶梯轴(2-1)的外径大于所述第二阶梯轴(2-2)的外径；所述第一阶梯轴(2-1)的环形端面与所述第二阶梯孔(3-2)的环形端面之间保持一定间距，与部分所述第一阶梯孔(3-1)和部分所述第二阶梯轴(2-2)一起形成所述环形空间。

3.根据权利要求2所述的涡轮箱阀杆衬套机构，其特征在于，所述第一阶梯孔(3-1)形成所述环形空间的部分在末端的孔壁上设有周向的环形凹槽(6)。

4.根据权利要求3所述的涡轮箱阀杆衬套机构，其特征在于，所述环形凹槽(6)在截面上呈弧形或半圆形。

5.根据权利要求1所述的涡轮箱阀杆衬套机构，其特征在于，所述活塞环槽大体位于所述阀杆(2)的第一阶梯轴(2-1)的中心位置。

6.根据权利要求1至5任一项所述的涡轮箱阀杆衬套机构，其特征在于，进一步包括弹簧垫片(7)；所述弹簧垫片(7)垫设在所述衬套(3)的端面与所述摇臂(4)之间，所述衬套(3)和摇臂(4)对所述弹簧垫片(7)保持一定的预压缩力。

7.根据权利要求6所述的涡轮箱阀杆衬套机构，其特征在于，所述摇臂(4)由所述阀杆(2)的第二阶梯轴(2-2)轴向定位并与所述阀杆(2)焊接成一体。

8.根据权利要求7所述的涡轮箱阀杆衬套机构，其特征在于，所述弹簧垫片(7)为碗型弹簧垫片。

9.根据权利要求8所述的涡轮箱阀杆衬套机构，其特征在于，所述碗型弹簧垫片由耐热合金板材冲压成型。

10.一种废气涡轮增压器，包括涡轮箱组件，其特征在于，所述涡轮箱组件设有上述权利要求1至9任一项所述的涡轮箱阀杆衬套机构。