專利名稱：葉片行程調節螺釘的制作方法
技術領域：
本發明涉及根據權利要求I的前序部分所述的、用于對渦輪的流動通道中的葉片的可變位置進行控制的裝置。本發明還涉及一種用于發動機的渦輪增壓器，該渦輪增壓器包括渦輪，該渦輪以可旋轉方式安裝在軸上；壓縮機葉輪，該壓縮機葉輪安裝在軸上；壓縮機殼體，該壓縮機殼體具有入口和和出口并封閉所述壓縮機葉輪；中央殼體，該中央殼體包括軸承裝置，該軸承裝置用于以可旋轉方式支撐所述渦輪軸和所述壓縮機軸；渦輪殼體，該渦輪殼體包括入口和出口，該渦輪殼體中形成有渦殼，用于把來自所述發動機排氣經由環形通道引導至所述渦輪；以及凸緣構件，該凸緣構件安裝在所述中央殼體和所述渦輪殼體之間，該渦輪增壓器還包括用于渦輪入口處的葉片的可變位置進行控制的裝置。本發明還涉及一種包括渦輪增壓器單元的發動機。
背景技術：
商用車輛中使用的增壓式柴油機通常配備有渦輪增壓器，這種渦輪增壓器具有可變的入口幾何形狀，以便以可調節的方式設置有效的渦輪截面。這通過對布置在渦輪殼體內的環形通道中的一組葉片的角位置進行調節來完成。該環形通道將所述渦輪殼體中形成的渦旋形渦殼連接到內設有渦輪的渦輪室。每個葉片均連接到容納在噴嘴環中的葉片銷。該葉片銷連接到葉片臂，該葉片臂將所述葉片銷與協調環(unison ring)連接。該協調環的樞轉運動使得葉片能夠在所述環形通道中同時樞轉。該協調環以可樞轉方式布置在如下的軌道(trace)中，該軌道形成在渦輪殼體中或形成在與該渦輪殼體附接的凸緣構件中。為了實現該協調環的樞轉運動，還設置有協調環移位裝置(unison ringdisplacementarrangement)o該協調環移位構件包括容納在所述凸緣構件中的樞軸；布置在所述樞軸上的第一致動器臂，該第一致動器臂能夠連接到驅動致動器；布置在所述樞軸上的第二致動器臂，該第二臂連接到與所述協調環接合的銷。通過用致動器作用于第一致動器臂，使得所述樞軸旋轉并由此使連接到該樞軸的第二致動器臂旋轉。經由所述銷而與該協調環連接的第二致動器臂使得該協調環能夠繞其旋轉軸線樞轉。為了控制所述葉片的端位置(尤其是當這些葉片被設定成在葉片的尖端之間限定了狹窄間隙時)，使用了止動螺釘。根據現有技術，該止動螺釘通過將端部止動件限定在其位置之一中來劃定第一致動器臂的運動界限。可以使用兩個止動螺釘，從而可變地限定這些葉片各自的端位置。由于與這些葉片所限定的最小喉部面積相對應的端位置需要最精確的定位，所以，對該位置使用止動螺釘就足夠了，而其它位置可以通過致動器或固定式端部止動件限定。US 4659295中已經提出了這種裝置的一個實例。其目的是提高對于最大喉部面積或最小喉部面積中的至少一個的控制精度
發明內容
本發明的目的通過根據權利要求I所述的、用于對渦輪入口處的葉片的可變位置進行控制的裝置來實現。
根據本發明，提供了一種用于對渦輪入口的流動通道中的葉片的可變位置進行控制的裝置，該裝置包括噴嘴環，該噴嘴環承載一組葉片。所述葉片安裝在渦輪殼體中的環形通道中。該環形通道把形成在所述渦輪殼體中的渦旋形渦殼連接到內設有渦輪的渦輪室。所述葉片中的每一個均連接到容納在所述噴嘴環中的葉片銷。通過轉動該葉片銷來設定所述葉片的旋轉位置。這通過葉片移位驅動機構(vane displacement drive train)來實現，該葉片移位驅動機構包括以下構件被以可樞轉方式支撐的樞軸；布置在所述樞軸上的第一致動器臂，該第一臂能夠連接到驅動致動器；布置在所述樞軸上第二致動器臂，該第二臂連接到銷，該銷與協調環接合以使該協調環樞轉；以及葉片臂，該葉片臂連接到所述協調環和每個葉片銷，以通過所述協調環的樞轉移位來使所述葉片移位。因此，葉片位置的控制是通過對鐘形曲柄系統進行操縱而執行的，該鐘形曲柄系統經由所述協調環連接到葉片銷。該鐘形曲柄機構包括具有第一臂和第二臂的樞軸。該第一臂可以通過所述致動器的操作而驅動。該第二臂經由銷連接到協調環。該協調環圍繞噴嘴環以可旋轉方式布置，該噴嘴環以可旋轉方式支撐一組葉片銷。葉片臂將每個葉片銷與所述協調環連接，用于通過使所述協調環轉動來使葉片銷旋轉。止動螺釘被布置成用于限制所述葉片的樞轉移位。根據本發明，該止動螺釘布置成用于限制所述葉片移位驅動機構中的構件的移位，該構件在所述葉片移位驅動機構中比所述樞軸更靠近葉片銷。精確控制葉片位置的能力取決于所述葉片移位驅動機構中的構件的位置精度。當該止動螺釘與構件接觸而限定端位置時，這些構件之間的游隙、構件的公差、以及構件的非無限大的剛度降低了葉片的實際位置的精度。為此，該止動螺釘應布置成作用于所述葉片移位驅動機構中的靠近葉片銷的構件上。已經證明，將止動螺釘布置成作用于所述鐘形曲柄機構的第二致動器臂上是有利的。該鐘形曲柄機構通常安裝到從渦輪殼體延伸的凸緣構件上，使得所述樞軸延伸穿過該凸緣構件，從而它具有可由致動器從外部致動的第一致動器臂，并且其第二臂位于由渦輪殼體和/或凸緣構件形成的封殼內。通過允許該止動螺釘作用于該第二致動器臂上，能夠把用于該止動螺釘的支座布置在所述凸緣構件或渦輪殼體中，這取決于所述渦輪殼體和/或凸緣構件的實際構造。所述渦輪殼體和凸緣構件通常是鑄造構件。因此，與將安裝支架布置在所述凸緣構件上的現行方法相比，能夠以低成本、高的公差要求來加工用于該止動螺釘的支座的位置。上述安裝支架的安裝則通常無法以低成本、高精度來實現。此外，這些支架本身由于其低剛度和增加的游隙而使公差增大。允許該止動螺釘作用于所述協調環上也是有利的。為此，所述協調環必須設置有止動構件，該止動構件可以由所述協調環上的凹槽或凹部形成。該止動構件可以位于所述協調環的外周或側面上。在該止動螺釘作用于所述協調環上的情況下，該止動螺釘將布置在與渦輪殼體整體地設置的支座中。在一實施例中，該止動螺釘布置成用于限制所述葉片臂的移位。在此實施例中，該止動螺釘盡可能地靠近所述葉片銷。在又一實施例中，渦輪殼體中形成有渦輪入口。凸緣構件附接到所述渦輪殼體，該凸緣構件和/或渦輪殼體限定了封殼，所述協調環位于該封殼中。第一致動器臂將位于該 封殼的外部，以便致動器機構對其致動。為了在止動螺釘的端位置形成端部止動件的情況下可以作用于該止動螺釘，該止動螺釘延伸穿過所述封殼，其中，該端部止動件用于所述葉片移位驅動機構中的、比鐘形曲柄機構的樞軸更靠近葉片銷的構件，所述樞軸也延伸穿過所述封殼。所述凸緣構件和/或渦輪殼體可以形成為鑄造元件。用于該止動螺釘的支座可以整體地形成在所述鑄造元件中的一個中。本發明還涉及一種渦輪裝 置，該渦輪裝置包括上文所述的用于對葉片的可變位置進行控制的裝置，并且，本發明還涉及一種內燃發動機機，該內燃發動機包括渦輪裝置，該渦輪裝置配備有用于對葉片的可變位置進行控制的裝置。
下面將參照附圖來更詳細地描述本發明，在這些附圖中圖I示出了根據本發明的渦輪裝置的透視圖，圖2示出了沿著圖I所示的渦輪裝置的縱向延伸部的截面，圖3示出了圖2所示的截面的局部放大圖，圖4示出了葉片移位驅動機構的各個部分，圖5示出了在圖I所示的渦輪裝置的縱向延伸部的位置4-4處截取的、朝向渦輪殼體的剖視圖，圖6a示出了在圖I所示的渦輪裝置的縱向延伸部的位置4-4處截取的、朝向壓縮機殼體的剖視圖，圖6b示出了其中使用兩個止動螺釘的替代實施例，圖7示出了本發明的第二實施例，其中，止動螺釘與所述協調環上的止動表面接合，并且圖8示出了本發明的第二實施例，其中，止動螺釘與葉片臂上的止動表面接合。
具體實施例方式圖I中示出了用于發動機的渦輪增壓器I。渦輪增壓器I可以總體上構造為US4659295中描述的渦輪增壓器。然而，顯而易見的是，止動螺釘能夠以與US4659295中不同的方式布置，這在本發明的上述說明中有詳細描述。該渦輪增壓器的所有其它部分可以根據US4659295中公開的內容來設計。渦輪增壓器I包括排氣渦輪，該排氣渦輪布置在渦輪殼體3中；壓縮機，該壓縮機布置在壓縮機殼體5中；凸緣構件7，該凸緣構件7安裝在渦輪殼體3的側部上；軸承或中央殼體9，該軸承或中央殼體9形成了用于將所述渦輪與壓縮機連接的軸的通道。在與所述壓縮機殼體連接的支架13上安裝有致動器11。該致動器11連接到推桿37，該推桿37連接到葉片移位驅動機構中的第一臂33。所述渦輪殼體包括入口 15，該入口 15允許排氣進入，該排氣被供給至渦輪殼體3中的渦旋形渦殼16并穿過該渦輪殼體中的環形通道，該環形通道將所述渦旋形渦殼連接到渦輪室。排氣經由出口 17排出。壓縮機殼體5包括排出口 21和允許空氣進入的入口19。還布置有止動螺釘45，用于限制布置在入口通道中的葉片向壓縮機的樞轉移位。
從圖2和圖3中明顯可見,潤輪殼體3形成有潤殼16,該潤殼16用于把來自發動機的排氣經由環形通道12引導至渦輪20。渦輪20以可旋轉方式安裝在渦輪軸65上，并且，壓縮機葉輪67安裝在壓縮機軸66上。壓縮機殼體5封閉該壓縮機葉輪67。所述壓縮機軸和渦輪軸可以制造成一體。中央殼體9包括軸承裝置69，該軸承裝置69用于以可旋轉方式支撐所述渦輪軸65和壓縮機軸66。如圖3和圖4中最佳地示出的，致動器11連接到用于對渦輪的流動通道中的一組葉片25的可變位置進行控制的裝置10。該流動通道優選由環形通道12構成，該環形通道12將渦旋形渦殼16連接到渦輪室18。用于對葉片25的可變位置進行控制的裝置10包括噴嘴環23，該噴嘴環25承載一組葉片25，所述葉片25中的每一個均連接到容納在噴嘴環23中的葉片銷27。用于對葉片25的可變位置進行控制的裝置10還包括葉片移位驅動機構22。圖4中示出了該葉片移位驅動機構22的各個部分。經由該葉片移位驅動機構22來設定葉片25的旋轉位置。因此，該葉片移位驅動機構22允許設定由于葉片銷27的轉動而引起的葉片樞轉角度。葉片移位驅動機構22包括鐘形曲柄機構29 ;協調環39 ;銷41,該銷41將所述鐘形曲柄機構與協調環39連接；以及葉片臂43，該葉片臂43將葉片銷27與協調環39連接。該鐘形曲柄機構29經由協調環39連接到葉片銷27。鐘形曲柄機構29包括樞軸31，該樞軸31具有第一臂33和第二臂35。第一臂33可通過致動器11的操作而被致動。為此，致動器11連接到與第一臂33相連的推桿37。葉片移位驅動機構22還包括協調環39。第二臂35經由銷41連接到協調環39。協調環39相對于噴嘴環23以可旋轉方式布置，該噴嘴環23以可旋轉方式支撐一組葉片銷27。葉片臂43將每個葉片銷27與協調環39連接，以通過使協調環39轉動來使葉片銷27旋轉。US 4659295中提供了該協調環和噴嘴環的更詳細的功能描述。因此，葉片移位驅動機構22包括以下構件被以可樞轉方式支撐的樞軸31 ;布置在所述樞軸31上的第一致動器臂33，該第一臂31能夠連接到驅動致動器11 ;布置在所述樞軸31上的第二致動器臂35，該第二臂35連接到銷41，該銷41與協調環39接合以使協調環39樞轉；以及葉片臂43，該葉片臂43連接到協調環39和每個葉片銷27，以通過該協調環39的樞轉移位來使葉片25移位。還布置有止動螺釘45，用于限制所述葉片的樞轉移位。該止動螺釘45布置成用于限制所述葉片移位驅動機構中的構件的移位，該構件在所述葉片移位驅動機構中比所述樞軸更靠近葉片銷。在圖I至圖6所示的實施例中，止動螺釘45布置成用于限制第二致動器臂35的移位。如圖5、圖6a和圖6b中最佳地看到的，止動螺釘45布置于整體地形成在凸緣構件7中的支座47上。該“整體地形成”是指所述凸緣構件是鑄造構件并且用于所述止動螺釘的該支座是此鑄造構件的一部分。孔49允許在該止動螺釘到達所述第二臂或達到所述第二臂上的突起51的情況下能夠從外部作用于該止動螺釘，該突起51用作止動螺釘45的鄰接構件。 圖6a示出了一個實施例，其中使用單個止動螺釘來限制一個方向上的移動，圖6b示出了另一實施例，其中使用兩個止動螺釘來限制兩個方向上的移動。
在圖7所示的又一實施例中，止動螺釘45能夠設計成用于限制所述協調環39的移位。為此，協調環39可以設有凹部或突起，該凹部或突起形成有沿徑向方向延伸的止動表面。可通過凸緣構件或支架14來作用于該止動件表面53。在圖7中，示出了協調環39的示意圖，該協調環39設置有用于與延伸穿過凸緣構件14的止動螺釘45接合的止動表面53。在此，止動表面53是突起55的一部分，但也同樣可以將該止動表面形成為限定有凹部的壁的一部分。在圖8所示的又一實施例中，止動螺釘45能夠設計成用于限制葉片臂43的移位。可通過凸緣構件或支架14來作用于該葉片臂的止動表面71。在圖8中，示出了葉片臂43的示意圖，該葉片臂43設置有用于與延伸穿過凸緣構件14的止動螺釘45接合的止動表面71。從圖2和圖3明顯可見，渦輪殼體3中形成有渦輪入口 15，并且凸緣構件14附接到所述渦輪殼體3。該凸緣構件14和/或渦輪殼體3限定了封殼57，該封殼57形成有腔 體59，所述協調環39位于該腔體59中。第一致動器臂33位于所述封殼57的外部。止動螺釘45延伸穿過該封殼57，從而形成用于所述葉片移位驅動機構22中的構件35、39、43的端部止動件61，所述止動螺釘45與所述構件35、39、43接合。該端部止動件61可適當地由止動螺釘45的端部形成。
權利要求
1.一種用于對渦輪(20)的流動通道(12)中的一組葉片(25)的可變位置進行控制的裝置(10)，所述裝置包括噴嘴環(23)，所述噴嘴環(23)承載所述一組葉片(25)，所述葉片(25)中的每一個均連接到容納在所述噴嘴環(23)中的葉片銷(27);以及葉片移位驅動機構(22)，所述葉片移位驅動機構(22)布置成用于控制所述流動通道(12)中的所述葉片(25)的旋轉位置，所述葉片移位驅動機構(22)包括以下構件 被以可樞轉方式支撐的樞軸(31)； 第一致動器臂(33)，所述第一致動器臂(33)布置在所述樞軸(31)上，所述第一致動器臂(33)能夠連接到驅動致動器(11)； 第二致動器臂(35)，所述第二致動器臂(35)布置在所述樞軸(31)上，所述第二致動器臂(35)連接到銷(41)，所述銷(41)與協調環(39)接合以使所述協調環(39)樞轉；以及 葉片臂(43)，所述葉片臂(43)連接到所述協調環(39)和每個葉片銷(27)，以通過所述協調環(39)的樞轉移位來使所述葉片(25)移位，并且 其中，還布置有止動螺釘(45)，用于限制所述葉片(25)的樞轉移位，其特征在于，所述止動螺釘(45)布置成用于限制所述葉片移位驅動機構(22)中的如下構件(35;39;43)的移位，所述構件(35; 39; 43)在所述葉片移位驅動機構(22)中比所述樞軸(31)更靠近所述葉片銷(27)。
2.根據權利要求I所述的用于對葉片的可變位置進行控制的裝置，其特征在于，所述止動螺釘(35)布置成用于限制所述第二致動器臂(35)的移位。
3.根據權利要求I所述的用于對葉片的可變位置進行控制的裝置，其特征在于，所述止動螺釘(45)布置成用于限制所述協調環(39)的移位。
4.根據權利要求I所述的用于對葉片的可變位置進行控制的裝置，其特征在于，所述止動螺釘(45)布置成用于限制所述葉片臂(43)的移位。
5.根據前述權利要求中的任一項所述的用于對葉片(25)的可變位置進行控制的裝置，其中，在渦輪殼體(3)中形成有渦輪入口(15)，凸緣構件(13)附接到所述渦輪殼體(3)，所述凸緣構件(13)和/或所述渦輪殼體(3)限定了封殼(57)，所述封殼(57)形成有腔體(59)，所述協調環(39)位于所述腔體(59)中，并且，所述第一致動器臂(33)位于所述封殼(57)的外部，其特征在于，所述止動螺釘(45)延伸穿過所述封殼(57)，從而形成用于所述葉片移位驅動機構(22)中的所述構件(35;39;43)的端部止動件(61)，所述止動螺釘(45)與所述構件(35; 39; 43)接合。
6.根據前述權利要求中的任一項所述的用于對葉片的可變位置進行控制的裝置(10)，其特征在于，所述止動螺釘(45)附接到布置于凸緣構件(13)或渦輪殼體(3)內的孔(63)中。
7.根據權利要求6所述的用于對葉片的可變位置進行控制的裝置，其特征在于，所述凸緣構件(13)和/或所述渦輪殼體(3)是鑄造元件，并且，用于所述止動螺釘(45)的支座(47)整體地形成在所述鑄造元件(13，3)中的一個中。
8.一種用于發動機的渦輪增壓器，包括 -渦輪(20)，所述渦輪(20)以可旋轉方式安裝在軸￠5)上， -壓縮機葉輪(67)，所述壓縮機葉輪￠7)安裝在軸￠6)上， -壓縮機殼體(5)，所述壓縮機殼體(5)具有入口(19)和出口(21)，并封閉所述壓縮機葉輪(67)， -中央殼體(9)，所述中央殼體(9)包括軸承裝置(69)，所述軸承裝置￠9)用于以可旋轉方式支撐潤輪軸(65)和壓縮機軸(66), -渦輪殼體(3)，所述渦輪殼體(3)包括入口(15)和出口(17)，所述渦輪殼體(3)中形成有渦殼(16)，所述渦殼(16)用于把來自所述發動機的排氣經由環形通道(12)引導至所述渦輪(20)， -凸緣構件(13)，所述凸緣構件(13)安裝在所述中央殼體(9)和所述渦輪殼體(3)之間，其特征在于，所述渦輪增壓器還包括根據權利要求1-7中的任一項所述的、用于對所述環形通道(12)中的葉片(25)的可變位置進行控制的裝置(10)。
9.一種發動機，其包括根據權利要求8所述的渦輪增壓器。
全文摘要
用于對渦輪的流動通道(12)中的、渦輪(20)處的葉片(25)的可變位置進行控制的裝置(10)，所述裝置包括噴嘴環(23)，該噴嘴環(23)承載一組葉片(25)，所述葉片(25)中的每一個均連接到容納在噴嘴環(23)中的葉片銷(27)，其中，這些葉片(25)的旋轉位置是通過葉片移位驅動機構(22)來實現的，該葉片移位驅動機構(22)包括以下構件被以可樞轉方式支撐的樞軸(31)；布置在所述樞軸(31)上的第一致動器臂(33)，該第一臂(33)能夠連接到驅動致動器(11)；布置在所述樞軸(31)上的第二致動器臂(35)，該第二臂(35)連接到銷(41)，該銷(41)與協調環(39)接合以使該協調環(39)樞轉；以及葉片臂(43)，該葉片臂(43)連接到協調環(39)和每個葉片銷(27)，用于通過該協調環(39)的樞轉移位來使所述葉片(25)移位，并且其中，還布置有止動螺釘(45)，用于限制所述葉片(25)的樞轉移位。
文檔編號F01D17/16GK102648341SQ200980162780
公開日2012年8月22日 申請日期2009年12月7日 優先權日2009年12月7日
發明者蓬蒂斯·埃里克松 申請人:沃爾沃拉斯特瓦格納公司