用于廢氣渦輪增壓器的可變渦輪和/或壓縮機(jī)幾何構(gòu)造
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于廢氣渦輪增壓器的可變渦輪和/或壓縮機(jī)和包括所述可變渦輪和/或壓縮機(jī)幾何構(gòu)造的廢氣渦輪增壓器。
【背景技術(shù)】
[0002]為控制廢氣渦輪增壓器內(nèi)渦輪或壓縮機(jī)的輸出，使用分別有所述可變渦輪和壓縮機(jī)幾何構(gòu)造的流體流動(dòng)機(jī)，該流體流動(dòng)機(jī)允許流體的流入可變，例如像廢氣或新鮮空氣借助于可調(diào)整的導(dǎo)向葉片流入流體流動(dòng)機(jī)的葉輪。所述可調(diào)整性允許流入葉輪的流體當(dāng)時(shí)進(jìn)入的流體量的變量有最佳適應(yīng)性。在有大量廢氣或新鮮空氣的情況下調(diào)整導(dǎo)向葉片進(jìn)入有最大流動(dòng)橫截面的打開(kāi)位置保證氣體分子不以過(guò)快的速度沖擊葉輪。但是，當(dāng)進(jìn)入流體流動(dòng)機(jī)的流體量減少時(shí)，例如因?yàn)檫B接渦輪增壓器上游的內(nèi)燃機(jī)正好在當(dāng)時(shí)以低旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)行，調(diào)整導(dǎo)向葉片進(jìn)入有最小流動(dòng)橫截面的關(guān)閉位置造成氣體分子加速。結(jié)果，更少有氣體分子沖擊葉輪，但是因?yàn)闅怏w分子速度增加流體流動(dòng)機(jī)的葉輪加速。
[0003]為在打開(kāi)和關(guān)閉位置之間調(diào)整導(dǎo)向葉片，經(jīng)常使用驅(qū)動(dòng)裝置，通常為驅(qū)動(dòng)桿的方式，該驅(qū)動(dòng)裝置直接或間接例如通過(guò)所述調(diào)整環(huán)配對(duì)至可旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)向葉片。為移動(dòng)設(shè)計(jì)為驅(qū)動(dòng)桿的驅(qū)動(dòng)裝置適宜的是通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)軸將該驅(qū)動(dòng)桿以旋轉(zhuǎn)固定的方式連接至驅(qū)動(dòng)器桿。借助于能相應(yīng)地驅(qū)動(dòng)連接至電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)器桿，驅(qū)動(dòng)桿可因此在打開(kāi)和關(guān)閉位置之間移動(dòng)。傳統(tǒng)的可變渦輪和/或壓縮機(jī)幾何構(gòu)造中，驅(qū)動(dòng)軸經(jīng)常至少部分在導(dǎo)向葉片軸承環(huán)或殼體上提供的軸承襯套中并且可旋轉(zhuǎn)的安裝在導(dǎo)向葉片軸承環(huán)或殼體上。以這種方式構(gòu)造的可變渦輪幾何構(gòu)造從EP 0 226 444 B1的示例中可知。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]現(xiàn)在本發(fā)明的目的是與傳統(tǒng)的可變渦輪和/或壓縮機(jī)幾何構(gòu)造相比創(chuàng)造可變渦輪和/或壓縮機(jī)幾何構(gòu)造改善的實(shí)施方式，其特征在于減少制造成本。
[0005]因此，本發(fā)明的基本思路不是借助于以固定方式連接至所述殼體的零件(通常為軸承襯套或類似零件)可旋轉(zhuǎn)的把用于調(diào)整所述導(dǎo)向葉片的所述驅(qū)動(dòng)軸安裝至所述殼體，而是不需所述附加零件直接安裝。換句話說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的所述控制桿直接安裝至所述殼體。為此，在所述殼體提供適合尺寸的通道開(kāi)口，在該通道開(kāi)口中所述驅(qū)動(dòng)軸可相對(duì)于所述殼體旋轉(zhuǎn)可調(diào)整的接收。這樣造成所述驅(qū)動(dòng)軸在所述殼體上理想的直接支撐。
[0006]因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的所述可變渦輪和壓縮機(jī)幾何構(gòu)造省去與所述殼體分開(kāi)設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)軸承襯套或類似零件，同樣省去殼體中所述軸承襯套的復(fù)雜組件，例如借助于壓緊。這樣造成所述可變渦輪和壓縮機(jī)幾何構(gòu)造的制造中制作成本的大幅減少。
[0007]根據(jù)本發(fā)明用于廢氣渦輪增壓器的可變渦輪和/或壓縮機(jī)幾何構(gòu)造有適合尺寸的殼體限定殼體內(nèi)部。所述可變渦輪和/或壓縮機(jī)幾何構(gòu)造包括葉片軸承環(huán)，在該葉片軸承環(huán)上可旋轉(zhuǎn)的安裝大量導(dǎo)向葉片。為在關(guān)閉位置和打開(kāi)位置之間調(diào)整所述導(dǎo)向葉片，提供控制桿。以旋轉(zhuǎn)固定的方式連接至此控制桿的是驅(qū)動(dòng)軸，該驅(qū)動(dòng)軸可旋轉(zhuǎn)的安裝在所述殼體并且因?yàn)樗隹尚D(zhuǎn)安裝至少部分接收在通道開(kāi)口內(nèi)，該通道開(kāi)口相應(yīng)地形成于所述殼體的第一殼體壁。根據(jù)本發(fā)明，所述驅(qū)動(dòng)軸在所述通道開(kāi)口內(nèi)把自身直接支撐在所述第一殼體壁上。
[0008]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，可在限定所述通道開(kāi)口的所述第一殼體壁的壁部分提供保護(hù)涂層。所述保護(hù)涂層改善所述殼體對(duì)磨損表現(xiàn)的所述耐性，因?yàn)樗鲵?qū)動(dòng)軸相對(duì)于所述殼體的所述旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的摩擦，該磨損表現(xiàn)可以更加或稍不明顯的形式發(fā)生。
[0009]特別實(shí)用的是，所述保護(hù)涂層可含有碳和氮。為制作所述保護(hù)涂層推薦精于所述工藝的人稱為“滲碳氮化”的熱化學(xué)方法。使用這種方法，在所述殼體的所述表面覆蓋氮和碳。這樣造成耐磨氮化層，該耐磨氮化層相應(yīng)地包括連接層和擴(kuò)散層。
[0010]在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述殼體在所述第一殼體壁對(duì)面有第二殼體壁，該第二殼體壁和所述第一殼體壁一起部分限定所述殼體內(nèi)部。在所述第二殼體壁中，提供凹槽，該凹槽相對(duì)于從所述第一殼體壁上外部的頂視圖與在所述第一殼體壁提供的所述通道開(kāi)口對(duì)齊。因此，所述驅(qū)動(dòng)軸在所述通道開(kāi)口內(nèi)不僅可以把自身而且可以把所述凹槽接收的軸端部分支撐在所述第一殼體壁上，此外同樣支撐在所述第二殼體壁上。在任何情況下，所述驅(qū)動(dòng)軸把自身直接支撐在各個(gè)所述殼體壁上。
[0011]為增加所述可變渦輪和/或壓縮機(jī)幾何構(gòu)造的壽命，證明有利的是在所述殼體面對(duì)所述殼體內(nèi)部的所述一側(cè)和所述第二殼體壁上形成的所述凹槽區(qū)域提供已解釋過(guò)的所述保護(hù)涂層。清楚的是在這種情況下的所述保護(hù)涂層和在所述通道開(kāi)口區(qū)域的所述保護(hù)涂層一樣可含有碳和氮。這樣可保證在所述殼體上所述驅(qū)動(dòng)軸的所有軸承點(diǎn)存在耐磨損保護(hù)涂層。這樣導(dǎo)致所述驅(qū)動(dòng)軸和所述殼體該部分的磨損減少，所述驅(qū)動(dòng)軸在該部分與所述殼體機(jī)械地發(fā)生連接。
[0012]為沿著由所述驅(qū)動(dòng)軸的所述中心縱向軸限定的軸向穩(wěn)定固定所述驅(qū)動(dòng)軸，建議以所述方式設(shè)計(jì)并且為在所述第二殼體壁提供的所述凹槽特定尺寸，使得該凹槽在所述驅(qū)動(dòng)軸沿著其中心縱向軸向所述殼體的所述第二殼體壁移動(dòng)時(shí)作用為軸向停止。
[0013]在有利的進(jìn)一步發(fā)展中，所述控制桿可借助于夾緊連接，借助于旋緊連接或借助于壓緊連接以旋轉(zhuǎn)固定的方式系緊在所述驅(qū)動(dòng)軸。
[0014]為防止所述驅(qū)動(dòng)軸在所述殼體內(nèi)的軸向移動(dòng)，該軸向移動(dòng)大多是通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)軸在所述殼體內(nèi)因?yàn)楣町a(chǎn)生的軸向間隙導(dǎo)致的，在本發(fā)明另一優(yōu)選的實(shí)施方式中建議在所述內(nèi)部布置彈簧彈性元件。為向所述第一殼體壁預(yù)壓所述控制桿，該彈簧彈性元件可一邊把自身支撐在所述第二殼體壁一邊把自身支撐在所述控制桿上。
[0015]在這個(gè)實(shí)施方式有利的進(jìn)一步發(fā)展中，所述彈簧彈性元件可為或包括盤(pán)簧，該盤(pán)簧與所述驅(qū)動(dòng)軸的所述中心縱向軸同軸布置并且徑向螺旋狀纏繞在所述驅(qū)動(dòng)軸的所述外部。這樣所述彈簧彈性元件可以接收空間的方式連接至所述驅(qū)動(dòng)軸。除所述盤(pán)簧外，使用適合設(shè)計(jì)的螺旋彈簧，波形彈簧或盤(pán)形彈簧同樣可取。
[0016]在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，可在控制桿和第二殼體壁之間提供軸承盤(pán)作用為密封元件，該軸承盤(pán)在所述通道開(kāi)口區(qū)域?qū)⑺鰵んw內(nèi)部和所述殼體的外部環(huán)境密封開(kāi)來(lái)。
[0017]在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，在所述第二殼體壁上提供的所述凹槽可同樣為通道開(kāi)口，該通道開(kāi)口流體連接所述殼體內(nèi)部至所述殼體的所述外部環(huán)境并且在面對(duì)所述殼體內(nèi)部的第一軸向部分有第一開(kāi)口直徑。這個(gè)第一軸向部分背朝所述殼體內(nèi)部移動(dòng)并入有比所述第一開(kāi)口直徑小的第二開(kāi)口直徑的第二軸向部分。是這種形式的所述驅(qū)動(dòng)軸接收于所述第一軸向部分。在所述第二軸向部分，預(yù)壓元件可類比于所述殼體內(nèi)部的所述彈簧彈性元件接收，在一端預(yù)壓所述驅(qū)動(dòng)軸至所述第一殼體壁和所述驅(qū)動(dòng)軸指向所述第二殼體壁的面對(duì)端。在所述另一端，所述預(yù)壓元件可把自身支撐在壓縮機(jī)/渦輪殼體的殼體壁上，在所述第二殼體壁背朝所述殼體內(nèi)部的一側(cè)可緊靠所述同樣的預(yù)壓元件。這樣，預(yù)壓所述驅(qū)動(dòng)軸至所述第一殼體壁可同樣實(shí)現(xiàn)。與上面介紹的所述彈簧彈性元件相比，所述預(yù)壓元件不是在所述殼體內(nèi)布置在所述殼體內(nèi)部而是在所述殼體外部。所以所述預(yù)壓元件特別易于工人接近。
[0018]就設(shè)計(jì)而言特別實(shí)用證實(shí)是上面解釋的所述實(shí)施方式有利的進(jìn)一步發(fā)展，在該發(fā)展中所述預(yù)壓元件設(shè)計(jì)為郵票狀。有所述幾何結(jié)構(gòu)的預(yù)壓元件包括郵票軸，該郵票軸布置在所述通道開(kāi)口的所述第二軸向部分。這個(gè)郵票軸背離所述驅(qū)動(dòng)軸移動(dòng)并入郵票部分，該郵票部分接收入與所述郵票部分互補(bǔ)的凹槽。這個(gè)凹槽提供在所述第二殼體壁背朝所述殼體內(nèi)部的所述一側(cè)。
[0019]此外本發(fā)明涉及有上面介紹的渦輪和/或壓縮機(jī)幾何構(gòu)造的廢氣渦輪增壓器。
[0020]本發(fā)明更重要的特征和優(yōu)點(diǎn)將在所述附屬權(quán)利要求、所述附圖和借助于附圖的所述相關(guān)【附圖說(shuō)明】中出現(xiàn)。
[0021]需理解的是，上述的和在下面將進(jìn)一步解釋的所述特征不僅能用于所述各個(gè)已指示的結(jié)合，也能在不離開(kāi)本發(fā)明的所述范圍時(shí)用于其他結(jié)合或是自身使用。
[0022]本發(fā)明的優(yōu)選示例性實(shí)施方式在所述附圖中示出并且在以下的所述說(shuō)明中更詳細(xì)的解釋，其中相同的附圖標(biāo)號(hào)指的是相同或相似或功能相同的零件。
【附圖說(shuō)明】
[0023]在這里示出的，在各個(gè)圖例中示意
[0024]圖1為根據(jù)本發(fā)明可變渦輪和/或壓縮機(jī)幾何構(gòu)造示例的縱截面，
[0025]圖2為圖1中示例的第一個(gè)變體，
[0026]圖3為圖1中示例的第二個(gè)變體，
[0027]圖4為圖1至3中控制桿詳細(xì)的圖像，該控制桿借助于旋緊連接系緊至驅(qū)動(dòng)軸，
[0028]圖5為圖1至3中控制桿進(jìn)一步詳細(xì)的圖像，該控制桿借助于夾緊連接系緊至驅(qū)動(dòng)軸。
【具體實(shí)施方式】
[0029]圖1以縱截面示出根據(jù)本發(fā)明的可變渦輪和/或壓縮機(jī)幾何構(gòu)造1的示例。同樣的可變渦輪和/或壓縮機(jī)幾何構(gòu)造1包括限定殼體內(nèi)部3的殼體2，該殼體2包括第一殼體壁7a和位于第一殼體7a對(duì)面的第二殼體壁7b?？勺儨u輪和/或壓縮機(jī)幾何構(gòu)造1同樣包括葉片軸承環(huán)，在該葉片軸承環(huán)上可旋轉(zhuǎn)安裝有大量導(dǎo)向葉片(未示出)。為在導(dǎo)向葉片的打開(kāi)和關(guān)閉位置之間調(diào)整導(dǎo)向葉片，可變渦輪和/或壓縮機(jī)幾何構(gòu)造包括為驅(qū)動(dòng)桿37形式的驅(qū)動(dòng)裝置，該驅(qū)動(dòng)桿37為在打開(kāi)和關(guān)閉位置之間通過(guò)安置在殼體上的調(diào)整環(huán)(未示出)進(jìn)行調(diào)整配對(duì)至可旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)向葉片。為移動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿37，同樣的驅(qū)動(dòng)桿37以旋轉(zhuǎn)固定的方式連接至驅(qū)動(dòng)軸5。此外可變渦輪和/或壓縮機(jī)幾何構(gòu)造1進(jìn)一步包括以旋轉(zhuǎn)固定的方式連接至驅(qū)動(dòng)軸5的控制桿4，該驅(qū)動(dòng)軸5相應(yīng)地可驅(qū)動(dòng)連接至電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器(未示出)。驅(qū)動(dòng)軸5有中心縱向軸M，通過(guò)該中心縱向軸Μ的位置決定驅(qū)動(dòng)軸5的軸向Α。為旋轉(zhuǎn)固定控制桿4在驅(qū)動(dòng)軸5上，可在控制桿4提供適合尺寸的突破點(diǎn)16，該突破點(diǎn)16通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸5穿過(guò)嚙合。
[0030]與圖4相對(duì)應(yīng)，控制桿4可借助于旋緊連接12以旋轉(zhuǎn)固定的方式固定在驅(qū)動(dòng)軸5上。所述旋緊連接12可包括提供在驅(qū)動(dòng)軸5上的螺紋孔13，該螺紋孔13與在控制桿4提供的通道開(kāi)口 15對(duì)齊。為固定控制桿4在驅(qū)動(dòng)軸5上，使用螺紋螺釘14。
[0031]圖5示出除圖4中情況外借助于夾緊連接旋轉(zhuǎn)固定系緊控制桿4至驅(qū)動(dòng)軸5上的變體。在這種情況下，控制桿4可配置有兩個(gè)鑷子狀端部分17a，17b，在各種情況下該兩個(gè)鑷子狀端部分17a，17b部分形成用于接收驅(qū)動(dòng)軸5的突破點(diǎn)16并且在該兩個(gè)鑷子狀端部分17a，17b直接另外形成縫隙狀的中間空間18。在端部分17a提供螺紋孔19a，在端部分17b傳統(tǒng)的孔與螺紋孔19a對(duì)齊，該端部分17b與螺紋孔19a對(duì)齊。通過(guò)將螺紋螺釘20通過(guò)孔19b旋入螺紋孔19a，兩個(gè)端部分17a，17b彼此壓緊并且這樣壓緊驅(qū)動(dòng)軸5以致實(shí)現(xiàn)理想的夾緊效果。在圖5的變體中因?yàn)轵?qū)動(dòng)軸