[發明專利]可變容積渦輪機的噴嘴調節機構

有效

• 申請號: 01119514.2
• 申請日: 2001-05-18
• 公開（公告）號: CN1324981A
• 公開（公告）日: 2001-12-05
• 發明（設計）人: 陣內靖明
• 申請（專利權）人: 三菱重工業株式會社
• 主分類號: F01D9/02
• 分類號: F01D9/02
• 代理公司: 柳沈知識產權律師事務所
• 代理人: 肖鸝

本發明涉及一種徑向流動的可變容積渦輪機的噴嘴調節機構，可變容積渦輪機可用作內燃機的增壓機(排氣渦輪增壓器)。這種徑向流動的可變容積渦輪機構造成：工作氣體從渦輪機殼體中螺旋形的渦管經過多個可變角度的噴嘴葉片，使氣體流動到渦輪機轉子，使得氣體驅動轉子旋轉。

近年來，如果內燃機有增壓機的話，越來越普遍的情況是帶有可變容積渦輪機形式的增壓機。這種渦輪機根據發動機的工作狀態改變由螺旋形渦管傳輸到渦輪機轉子的排出氣體的流速，渦輪機進行這種變化，使得發動機排出氣體的流速與能夠產生增壓機最佳工作狀態的流速相匹配。

圖7和圖8中示出了傳統增壓機的基本結構。圖7為屬于現有技術的帶可變容積渦輪的增壓機的透視圖。圖8示出了在現有技術中連接板3、連桿1和噴嘴葉片2是如何連接的。在圖7中，10為渦輪機殼體，11為在渦輪機殼體10外周的螺旋形渦管。12為渦輪機轉子，通過軸承(未示出)支撐在中心殼體上，使得其可以自由轉動。轉子與壓縮機(亦未示出)同軸。

2為噴嘴葉片，多個噴嘴葉片在渦管11的內周邊上沿渦輪機圓周的空間設置。在噴嘴內端的噴嘴軸02支撐在噴嘴支座(nozzle?mounts)4上，使得噴嘴軸可以自由的轉動而改變噴嘴葉片的角度，噴嘴支座4固定在渦輪機殼體10上。14為廢氣殼體，一旦氣體完成了膨脹作功以驅動渦輪機轉子12的工作后，廢氣殼體引導廢氣排出發動機。廢氣殼體固定到渦輪機殼體10上。

3為盤狀連接板，其由渦輪機殼體10支撐而可以自由轉動。凹口3a沿周邊設置，連桿1(下面將簡要描述)可以接合在凹口中。07為通過連接板3驅動噴嘴葉片2的致動器。005為將致動器07的致動器桿7與連接板3相連的桿。

圖5和6示出了連接板3、連桿1和噴嘴葉片2是如何組裝的。凹口(長方形孔(oblong?holes))3a沿渦輪機圓周以等距離間隔設置在盤形連接板3的內周上。形成在連桿1的外端的凸起6接合在凹口(長方形孔)3a中，使得凸起可以轉動并且滑擦凹口的表面。各前述噴嘴葉片2的噴嘴軸02固定到一個連桿1的內端。

在這種可變容積渦輪機中，致動器07的往復位移通過致動器桿7和曲柄機構的桿005傳遞到連接板3，從而驅動連接板3轉動。當連接板3轉動時，接合在連接板3的凹口3a中的連桿1的凸起6沿著連接板的圓周運動。固定在連桿1的內端的噴嘴軸02轉動。這使得噴嘴葉片2轉動，改變噴嘴葉片的角度。

在圖7和8所示的可變容積渦輪機中，在連桿1的外端的凸起6接合在沿渦輪機圓周以均勻間隔設置在盤狀連接板3內側的凹口3a內。噴嘴葉片2的噴嘴軸02固定在連桿1的內端。上述大多數可變容積渦輪機在汽車內燃機的增壓機中用作排氣渦輪機。這種增壓機較小，所以噴嘴軸02和噴嘴葉片2的連接孔必須具有較小的直徑，在強度方面無法承受太大的力。一般，通過加壓來形成噴嘴葉片2和連桿1之間的連接以便保證強度。在圖7和圖8所示的現有技術的設計中，噴嘴軸02的邊緣推入連桿1的連接孔，連接孔卡住噴嘴軸02的邊緣。噴嘴軸的端部隨后被鉚接或焊接，使得噴嘴葉片2和連桿1不能相對轉動，保持固定。因此，噴嘴葉片2和連桿1相互結合。

換言之，在現有技術中，當連接孔卡住噴嘴軸02的邊緣時，連接孔和邊緣都被迫產生變形。因此，為了將噴嘴葉片2的軸02與連桿1緊固在一起，需要很大的力將軸壓入連接孔。當采用現有技術的工藝時，如上所述，用很大的力使小直徑的軸02強制進入小直徑連接孔中而使兩者結合在一起。其結果是，當較大的旋轉力作用在噴嘴軸02的上述邊緣和連接孔連接的區域時，噴嘴軸02有可能斷裂或一些連接孔會裂開，或者兩者連接的部分會被破壞。

此外，由于暴露在廢氣中的噴嘴葉片2受到相當高的溫度，噴嘴軸02的邊緣進入連接孔中而使噴嘴葉片2和連桿在此處相互結合的部分也承受高溫。如上所述，因通過變形而形成連接，則在高溫下的強度將降低。這使得噴嘴葉片2的噴嘴軸02更易于出現上述類型的破壞。

可變容積渦輪機的葉片角度必須精細地控制。在所述的現有技術中，噴嘴葉片2相對于連桿1的角度在組裝過程中借助于卡具(jig)來設定。這就要求大量的組裝過程及特殊的組裝工具(如卡具)，增加了生產成本。

鑒于現有技術設計中存在的問題，本發明的目的在于提供一種具有下述特征的可變容積渦輪機的噴嘴調節機構。將由致動器驅動的噴嘴驅動件與噴嘴葉片連接的連接桿和噴嘴葉片上的噴嘴軸的邊緣具有很高的強度并且不會變形。不需要諸如卡具等特殊的組裝工具，并且以較少的組裝步驟和較低的成本就可以獲得高精度的連接。