可變容量型排氣渦輪增壓器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種內燃機的可變容量型排氣渦輪增壓器，特別是涉及一種在使來自內燃機(發動機)的排氣通過形成于渦輪殼的渦管(只夕口一HO內及多個可變噴嘴葉片而作用于渦輪轉子的可變容量型排氣渦輪增壓器中、防止從構成可變噴嘴機構的可變噴嘴葉片的兩側面和與該側面相對的壁面之間的間隙泄漏氣流的技術。
【背景技術】
[0002]由于尾氣排放規定的強化，機動車用排氣渦輪增壓器在發動機低速下的靈敏度改善受到了重視，希望提高渦輪增壓機的靈敏度。
[0003]在發動機加速時，通過減小可變容量渦輪的噴嘴葉片的開度、使排氣壓力上升，渦輪轉數將上升。
[0004]在可變容量渦輪的噴嘴葉片開度極端變小時，來自噴嘴葉片的兩側面和與該側面相對的壁面之間的空隙的泄漏氣流損失將變大，效率降低。因此，存在轉數上升延遲這一問題。
[0005]普遍所知如果減小該噴嘴葉片的空隙，則效率上升，但若空隙過小，則噴嘴葉片就有可能卡死。這是因為，噴嘴葉片的周邊部件會由于燃燒氣體而發生熱變形。
[0006]作為有關噴嘴葉片的空隙減小技術的現有技術，能夠列舉出專利文獻I ((日本)特開平11-229815號公報)。
[0007]在該專利文獻I中，如圖7所示，表示了一種防止噴嘴葉片100與平行壁102之間的間隙氣流的技術。具體而言，表示了一種在渦管室與渦輪工作輪之間設置由一對平行壁102劃分的噴嘴室104的可變容量型渦輪機，其構成為，使與平行壁102相對的噴嘴葉片100的兩端部106、106比中央部108的tl的壁厚形成得更厚，并且使該兩端部的端面與所述平行壁102平行地形成t2的寬度。
[0008]現有技術文獻
[0009]專利文獻
[0010]專利文獻1:(日本)特開平11-229815號公報
【發明內容】
[0011]發明所要解決的技術問題
[0012]在所述專利文獻I中，使噴嘴葉片100的兩端部106、106比中央部108的壁厚形成得更厚，并且與平行壁102平行地加寬而得到密封長度，但是依然沒有公開應對如下問題的對策:在熱變形時，平行壁102的間隔狹窄，噴嘴葉片100的兩端部106、106與平行壁102的間隙變小，容易發生卡死。
[0013]因此，希望有一種為了確保密封性、減小噴嘴葉片的兩端部與平行壁之間的間隙而抑制空隙損失(夕'J 7歹 >只損失)，而且即使平行壁的間隔在熱變形時變小，噴嘴葉片的兩端部也不會在其與平行壁之間發生卡死的結構。
[0014]因此，本申請是鑒于前述情況而做出的，其目的在于減小構成可變容量型排氣渦輪增壓器的可變噴嘴機構的噴嘴葉片的端面和與該端面相對的壁面之間的間隙而防止泄漏氣流(漏扎流扎)，從而提高增壓器效率，并且即使在熱變形時也不使噴嘴葉片的端面與壁面接觸而發生卡死。
[0015]解決技術問題的技術手段
[0016]為了實現上述目的，本發明提供一種可變容量型排氣渦輪增壓器，其使來自發動機的排氣通過形成于渦輪殼的渦管內及多個可變噴嘴葉片而作用于渦輪轉子，所述可變容量型排氣渦輪增壓器的特征在于，具有:噴嘴葉片收納部，其在所述渦管室與所述渦輪轉子之間沿周向排列多個可變噴嘴葉片，并且具有平行壁，該平行壁與所述噴嘴葉片的兩側端面存在間隙并大致平行地形成；噴嘴軸，其突出設置于所述噴嘴葉片的一側端面，旋轉支承噴嘴葉片；軸孔，其設于所述平行壁的一側，供所述噴嘴軸有間隙地嵌合；噴嘴葉片的前端面，其通過向所述軸孔中嵌合所述噴嘴軸時的嵌合間隙使承受排氣壓力的噴嘴葉片向內徑側傾倒，減小與所述平行壁的壁面之間的空隙；空隙減小促進部，其增大所述前端面的傾斜角或噴嘴葉片的排氣投影面，從而進一步增大因該噴嘴葉片的前端面的傾倒而形成的所述空隙的減小。
[0017]根據上述發明，可變噴嘴葉片在具有平行壁的噴嘴葉片收納部沿周向排列，并且可變噴嘴葉片將噴嘴軸嵌合于軸孔而使其被懸臂支承，從而能夠旋轉地支承于平行壁的一側的壁面。
[0018]噴嘴軸與軸孔存在嵌合間隙，因此是被松動地安裝，在排氣的壓力下，噴嘴葉片的另一側端面(前端面)向渦輪轉子側即內徑側傾倒而傾斜。
[0019]S卩，在圖3A所示的比較例中，通過以噴嘴軸8的中心線8a與沿垂直于平行壁2的壁面4的垂直方向設置的軸孔6的中心線6a —致的方式進行嵌合時的嵌合間隙(軸孔6與噴嘴軸8的松動)，承受排氣壓力的噴嘴葉片10以噴嘴葉片10的另一側端面(前端面)12向內徑側傾倒的歪斜角度ΘI傾倒而傾斜。
[0020]通過該噴嘴葉片10的傾倒，另一側端面12的前側角部Pl移動到P2 (參照圖3A)，與壁面4之間的空隙從CO向Cl減小。本發明通過該噴嘴葉片10的排氣壓力來積極地利用因嵌合間隙而產生的傾斜，從而縮小噴嘴葉片的端面與平行壁2的壁面4的空隙而減小從該空隙泄漏的泄漏量。
[0021]但是，若僅是增大軸孔6來加大軸孔6與噴嘴軸8之間的嵌合間隙而擴大松動，則噴嘴軸8與軸孔6的磨損增大，并且由于松動的增大，噴嘴葉片10的精度良好的開度控制將變得困難。而且，與壁面4之間的所述空隙會由于噴嘴葉片10及平行壁2的熱變形而發生變化，因此，需要考慮卡死(固定)而保持規定量。
[0022]因此，在本發明中，特征在于，具有:噴嘴葉片的前端面，其通過向所述軸孔中嵌合所述噴嘴軸時的嵌合間隙使承受排氣壓力的噴嘴葉片向內徑側傾倒，減小與所述平行壁的壁面之間的空隙；空隙減小促進部，其增大所述前端面的傾斜角或噴嘴葉片的排氣投影面，從而進一步增大因該噴嘴葉片的前端面的傾倒而形成的所述空隙的減小。
[0023]S卩，在向所述軸孔中嵌合所述噴嘴軸時的嵌合間隙不發生改變的情況下，利用空隙減小促進部，通過增大所述前端面的傾斜角或噴嘴葉片的排氣投影面，進一步增大因該噴嘴葉片的前端面而形成的所述空隙的減小。
[0024]因此，能夠通過噴嘴葉片的前端面、更具體而言是通過前端面的角部(圖3A的Pl部)進一步減小與平行壁之間的空隙，其結果是，能夠確保密封性，能夠減小噴嘴葉片的兩側端面與平行壁之間的間隙而抑制空隙損失。
[0025]并且，在熱變形時，噴嘴葉片的兩端面被熱變形的平行壁的壁面按壓，回到傾倒前的原位置。由于在該傾倒前的原位置，以使考慮了熱變形的空隙得以確保的方式進行了設定，因此在回到原位置的狀態下，噴嘴葉片的兩端面與平行壁面之間不會發生卡死而固定，唆嘴葉片保持轉動。
[0026]如此，在本申請中，能夠減小噴嘴葉片的兩端面與其相對的平行壁的壁面之間的間隙而防止泄漏氣流，提高增壓器效率，并且即使在熱變形時，也能夠不使噴嘴葉片接觸兩端面而發生卡死。
[0027]另外，在本發明中，優選的是，在所述噴嘴葉片的所述噴嘴軸方向的截面形狀中，兩端面形成為直線狀，所述空隙減小促進部使所述軸孔朝向所述平行壁的壁面向內徑側傾斜而設置。
[0028]如此，空隙減小促進部由軸孔朝所述平行壁的壁面向內徑側傾斜設置的結構構成，因此能夠增大噴嘴葉片的傾斜角。
[0029]具體而言，如圖3B所示，在以葉片軸的中心線與軸孔的中心線一致的方式設置噴嘴葉片時，利用軸孔的傾斜量，與平行壁之間的壁面的空隙小于Cl，變為C2，在圖3B中，初始空隙變為C2。若在排氣壓力的作用下存在由軸孔與噴嘴軸的嵌合間隙產生的松動程度所對應的傾倒，則由于使噴嘴葉片的另一側端面進一步向內徑側傾倒，空隙能夠變為小于C2的C3，能夠抑制空隙損失。
[0030]另外，在熱變形時，噴嘴葉片的傾倒被平行壁面推回，產生由軸孔與噴嘴軸的嵌合間隙產生的松動程度所對應的回移，噴嘴葉片回到與平行壁面垂直的垂直位置，與平行壁面之間的空隙保持在不卡死的范圍內。即，由于設為不發生卡死的初始設定空隙，所以保持在該位置。
[0031]另外，在本發明中，優選的是，所述空隙減小促進部使所述軸孔的所述噴嘴葉片側的內徑側及所述軸孔的所述噴嘴葉片的相反側的外徑側中的至少任一方由倒角構成。
[0032]如此，由于利用倒角構成空隙減小促進部以增大葉片傾斜角，因此不用對噴嘴軸及噴嘴葉片側加以變形，只要在軸孔的開口端部施加倒角即可，因此，應對變更的加工較為容易。另外，能夠在軸孔的噴嘴葉片側以及軸孔的噴嘴葉片的相反側中的任一方或者兩方，根據由倒角產生的歪斜角度的設定來形成倒角。
[0033]另外，在本發明中，優選的是，在所述噴嘴葉片的所述噴嘴軸方向的截面形狀中，兩端面形成為直線狀，所述空隙減小促進部使與所述直線狀的前端面垂直的垂直方向相對于向沿垂直于平行壁的壁面的垂直方向設置的所述軸孔中嵌合的所述噴嘴軸的中心線，向內徑側傾斜而形成。
[0034]如此，相對于向垂直于平行壁的壁面的垂直方向設置的軸孔中嵌合的噴嘴軸的中心線，與噴嘴葉片的直線狀的前端面垂直的方向向內徑側傾斜而設置，因此能夠增大噴嘴葉片的傾斜角。
[0035]具體而言，如圖5A的實線或圖5B的虛線所示，噴嘴葉片朝向內徑側以歪斜角度Θ2傾斜。此時的空隙是D1。若排氣壓力在該狀態下作用于噴嘴葉片，則噴嘴軸能夠傾