帶可變?nèi)~片渦輪噴嘴的渦輪增壓器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請總體上涉及用于內(nèi)燃機的渦輪增壓器，并且更具體地涉及廢氣驅(qū)動的渦輪增壓器，在渦輪機的噴嘴中具有可變?nèi)~片組件以便調(diào)節(jié)進入渦輪機的廢氣流。
【背景技術(shù)】
[0002]廢氣驅(qū)動的渦輪增壓器采用渦輪機從來自內(nèi)燃機的廢氣流中提取能量并且使用這個能量驅(qū)動壓縮機以便提高供應給氣缸的空氣的壓力。因為往往期望能控制增壓的程度，慣常的是在渦輪機中采用某些類型的可變幾何形狀機構(gòu)，用于調(diào)節(jié)廢氣向渦輪機葉輪的流動。一種類型的可變幾何形狀機構(gòu)采用布置在渦輪機噴嘴中的一排可動葉片，通過它們，廢氣被供應給渦輪機葉輪。這些葉片能夠圍繞各自的樞轉(zhuǎn)軸線進行樞轉(zhuǎn)從而改變廢氣流進入渦輪機葉輪的有效流動面積和流動方向。
[0003]在一些這樣的可變?nèi)~片組件中，這些葉片樞轉(zhuǎn)性地安裝到形成渦輪機噴嘴的一個壁的噴嘴環(huán)上。噴嘴的對立壁有時由渦輪機殼體自身形成，或者可替代的，能夠由獨立于渦輪機殼體形成且安裝在渦輪機殼體中的管或插件形成。本發(fā)明主要涉及后一類型的可變?nèi)~片組件。
[0004]葉片端部與相鄰的由噴嘴環(huán)和管或插件形成的噴嘴壁之間的間隙是影響渦輪機總效率的重要參數(shù)。葉片端部與相鄰壁之間的廢氣泄露(S卩，通過葉片間隙的泄露)通常引起渦輪機效率降低。另外，管或插件與渦輪機殼體之間的泄漏進一步地降低效率，因為，泄露流不會經(jīng)過渦輪機葉輪，因此不可用于葉輪的能量提取。與這些泄露流相關(guān)的性能損失特別是在廢氣能量已經(jīng)相對較低的低發(fā)動機轉(zhuǎn)速時很麻煩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明描述渦輪增壓器可變?nèi)~片組件，在一些實施例中，其具有用于控制葉片間隙的特征，目的是緩解一些間隙相關(guān)性能損失。其它實施例附加地或替換地包括用于緩解管或插件與渦輪機殼體之間的泄漏流的特征，從而盡量緩和一些泄露流相關(guān)性能損失。
[0006]按照本文公開的一個實施例，一種渦輪增壓器包括:壓縮機，該壓縮機包括壓縮機殼體和布置在壓縮機殼體中的壓縮機葉輪；渦輪機殼體，該渦輪機殼體限定出沿軸向延伸通過渦輪機殼體的孔并且限定出廢氣進口和通過廢氣進口接收廢氣的環(huán)形腔，該腔圍繞該孔沿圓周延伸；以及渦輪機葉輪，布置在該渦輪機殼體中且布置成從該腔接收廢氣并且使廢氣膨脹且把廢氣排入該孔中，該壓縮機葉輪和該渦輪機葉輪固定在軸的對立端上。
[0007]該渦輪機包括:大致沿徑向從該腔向內(nèi)伸向該渦輪機葉輪的渦輪機噴嘴，該渦輪機噴嘴限定在第一壁與第二壁之間，該第二壁是沿軸向與第一壁隔開的壁，以及一輪廓，鄰近渦輪機葉輪的徑向外圓周并且從該渦輪機噴嘴過渡到該孔。
[0008]該渦輪增壓器進一步地包括可變?nèi)~片組件，該可變?nèi)~片組件包括固定噴嘴環(huán)和可旋轉(zhuǎn)地安裝在該噴嘴環(huán)上的多個周向隔開的葉片，從而，這些葉片都圍繞各自的葉片樞轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)，該噴嘴環(huán)限定出該渦輪機噴嘴的第一壁，這些葉片布置在該渦輪機噴嘴中，每個葉片具有鄰近第一壁的第一端和鄰近第二壁的第二端。
[0009]該渦輪機噴嘴的第二壁由氣體壓力響應構(gòu)件形成，其布置成相對于這些葉片沿軸向可移動。有第一止動件，安置成使得氣體壓力響應構(gòu)件由氣體壓力響應構(gòu)件的鄰近這些葉片的這側(cè)與氣體壓力響應構(gòu)件的另一側(cè)之間的氣體壓差被推動抵靠在第一止動件上，從而，在這些葉片的第二端與渦輪機噴嘴的第二壁之間存在為非零第一值的間隙。
[0010]在本文描述的特定實施例中，氣體壓力響應構(gòu)件包括具有沿軸向延伸的管狀部和大致沿徑向從該管狀部的一端向外伸出的環(huán)形凸緣部的管，該凸緣部形成該渦輪機噴嘴的第二壁，該管形成所述輪廓。氣體壓力響應構(gòu)件進一步地包括固定到該管且布置在該管與渦輪機殼體一部分之間的彈性構(gòu)件，其中，該彈性構(gòu)件的一側(cè)暴露于來自該腔的處于大致停滯狀態(tài)的廢氣，這對彈性構(gòu)件施壓以增大彈性構(gòu)件與渦輪機殼體這部分之間的接觸力并且促使該管壓靠在第一止動件上。
[0011]該彈性構(gòu)件能夠固定到該管的管狀部上。例如，該彈性構(gòu)件能夠壓配合到該管狀部上。
[0012]有利地，該彈性構(gòu)件是彈性金屬部分。
[0013]在一個實施例中，該彈性構(gòu)件具有固定到該管的一端和接合該渦輪機殼體這部分的對立端。
[0014]在一種特定實施例中，該彈性構(gòu)件是大致環(huán)形的，具有徑向外邊緣和徑向內(nèi)邊緣，并且其中，彈性構(gòu)件的所述一端由該徑向內(nèi)邊緣限定，該彈性構(gòu)件的所述對立端由徑向外邊緣限定。
[0015]在一些實施例中，該彈性構(gòu)件被預壓縮在該渦輪機殼體與該管之間從而在該管上沒有氣體壓差的情況下促使該管朝向第一止動件。
[0016]該第一止動件能夠由剛性地固定在該噴嘴環(huán)且大致沿軸向從該噴嘴環(huán)伸向該管的該凸緣部的墊片提供。在一些實施例中，每個墊片能夠貫穿該管的凸緣部中的開口。
[0017]這些墊片能夠為該凸緣部限定出第二止動件，該凸緣部通過鄰靠在該第二止動件上而被限制遠離該第一止動件的軸向運動。
[0018]在采用該管連同該彈性構(gòu)件的實施例中，該管能夠是大致剛性的。替代地，該管能夠是模壓金屬板部分。
[0019]在本文公開的其它實施例中，氣體壓力響應構(gòu)件包括具有沿軸向延伸的管狀部和大致沿徑向從該管狀部的一端向外伸出的環(huán)形凸緣部的有彈性的彈性管，該凸緣部形成該渦輪機噴嘴的第二壁，該管形成所述輪廓。該凸緣部通過所述氣體壓差可彈性變形從而促使該凸緣部朝向該第一止動件。
[0020]在這些實施例中，該管的該管狀部剛性地固定到該渦輪機殼體。例如，該管狀部能夠被壓配合到該渦輪機殼體中的孔的一部分中。在本文公開的特定實施例中，所述孔的所述部為該管狀部的與所述凸緣部伸出的端部相對的對立端限定出沿軸向面對的硬止動件，該管狀部的該對立端鄰接所述硬止動件。
[0021]在這些實施例中，該第一止動件能夠由剛性地固定在該噴嘴環(huán)且大致沿軸向從該噴嘴環(huán)伸出的墊片提供。
[0022]在本文公開的又更多實施例中，氣體壓力響應構(gòu)件包括環(huán)形的有彈性的彈性插件，其鄰接由該渦輪機殼體限定的表面。該插件具有鄰近這些葉片的一側(cè)以及對立側(cè)，并且該插件的對立側(cè)暴露于來自該腔的處于大致停滯狀態(tài)的廢氣，這對該插件施壓以增大該插件與該渦輪機殼體之間的接觸力并且促使該插件壓靠在第一止動件上。
[0023]在這些實施例中，該渦輪機殼體形成提供從該渦輪機噴嘴向該渦輪機殼體的該孔過渡的輪廓。
[0024]該插件能夠包括金屬板部分。
[0025]該插件能夠包括形成從該插件的該對立側(cè)伸出且鄰接該渦輪機殼體的該表面的彈簧的彎曲部。
【附圖說明】
[0026]已經(jīng)概括地描述了本發(fā)明，現(xiàn)在將參考附圖，這些附圖不一定是按比例繪制的，并且其中
圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有可變渦輪機噴嘴配置的渦輪增壓器的軸向剖面?zhèn)纫晥D；
圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的渦輪增壓器可變噴嘴渦輪機的部分截取立體圖；
圖3是圖2的可變噴嘴渦輪機的側(cè)視圖，部分剖面；
圖3A是圖3的一部分的放大圖；
圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的渦輪增壓器可變噴嘴渦輪機的部分截取立體圖；
圖5是圖4的可變噴嘴渦輪機的側(cè)視圖，部分剖面；
圖5A是圖5的一部分的放大圖；
圖6是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的渦輪增壓器可變噴嘴渦輪機的部分截取立體圖；