[發(fā)明專利]排氣渦輪增壓器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200780000769.1
• 申請日: 2007-02-09
• 公開（公告）號: CN101341318A
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林慎之;陣內(nèi)靖明;茨木誠一;高橋文治;秋山陽
• 申請（專利權(quán)）人: 三菱重工業(yè)株式會社
• 主分類號: F02B39/00
• 分類號: F02B39/00
• 代理公司: 中原信達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 田軍鋒;王愛華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到一種作為船舶或汽車、發(fā)電機(jī)等的動力源的內(nèi)燃機(jī)所使用的排氣渦輪增壓器，尤其涉及一種VG(可變機(jī)翼VariableGeometry)排氣渦輪增壓器。

背景技術(shù)

排氣渦輪增壓器通過將空氣強(qiáng)制性地供給到內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)來提高內(nèi)燃機(jī)的燃燒效率、提高內(nèi)燃機(jī)的輸出或改善內(nèi)燃機(jī)的排氣的性質(zhì)。

作為這種排氣渦輪增壓器，例如公知的有后述專利文獻(xiàn)1所述的可變?nèi)萘啃团艢鉁u輪增壓器。

該可變?nèi)萘啃团艢鉁u輪增壓器具有內(nèi)部形成有旋渦狀流路的渦輪機(jī)殼體(渦輪箱體)以及設(shè)在該渦輪機(jī)殼體的徑向大致中心部的渦輪機(jī)葉輪。排氣從內(nèi)燃機(jī)提供到渦輪機(jī)殼體的旋渦狀流路中。通過被提供到該渦輪流路中的排氣，驅(qū)動渦輪機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)。

并且，該可變?nèi)萘啃团艢鉁u輪增壓器具有內(nèi)部形成有旋渦狀流路的壓縮機(jī)殼體以及設(shè)在該壓縮機(jī)殼體的徑向大致中心部的壓縮機(jī)葉輪。壓縮機(jī)葉輪通過被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)而將外部氣體送入壓縮機(jī)殼體內(nèi)，并將所送入的外部氣體送出到壓縮機(jī)殼體內(nèi)的旋渦狀流路。壓縮機(jī)殼體的旋渦狀流路與內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)連接。由此，通過壓縮機(jī)葉輪，被送入到該旋渦狀流路中的外部氣體被強(qiáng)制性地送入到內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)。

渦輪機(jī)葉輪和壓縮機(jī)葉輪通過渦輪軸連接。在渦輪機(jī)殼體和壓縮機(jī)殼體之間設(shè)有軸承殼體。在軸承殼體中設(shè)有可繞軸線旋轉(zhuǎn)地支撐渦輪軸的軸承。

在軸承殼體中，在與渦輪機(jī)殼體連接的連接端的外周部設(shè)有凸緣部。在渦輪機(jī)殼體上，在與軸承殼體連接的連接端上，在承受軸承殼體的凸緣部的區(qū)域外側(cè)形成有多個螺紋孔。通過使螺栓分別螺合在設(shè)在渦輪機(jī)殼體上的各螺紋孔中，從而連接軸承殼體和渦輪機(jī)殼體。具體來說，軸承殼體通過螺合在渦輪機(jī)殼體的各螺紋孔中的螺栓的頭部或安裝在上述螺栓頭部的墊圈，將軸承殼體的凸緣部推壓在渦輪機(jī)殼體上，從而固定在渦輪機(jī)殼體上。

并且，在渦輪機(jī)殼體和軸承殼體之間，設(shè)有密封墊，其防止通過渦輪軸的插入部而流入渦輪機(jī)殼體和軸承殼體之間的排氣漏出到裝置外。該密封墊的渦輪機(jī)殼體和軸承殼體的接觸壓力(面壓)由螺栓的連結(jié)力決定。

在該可變?nèi)萘啃团艢鉁u輪增壓器中，通過從內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)導(dǎo)入到渦輪機(jī)殼體內(nèi)的旋渦狀流路內(nèi)的排氣，渦輪機(jī)葉輪被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。

渦輪機(jī)葉輪這樣被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)時，其驅(qū)動力經(jīng)由渦輪軸傳遞到壓縮機(jī)葉輪，壓縮機(jī)葉輪被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。

由此，壓縮機(jī)葉輪將外部氣體取入到壓縮機(jī)殼體內(nèi)，并將取入的外部氣體送出到壓縮機(jī)殼體內(nèi)的旋渦狀流路內(nèi)。由此，被取入到壓縮機(jī)殼體內(nèi)的外部氣體被強(qiáng)制性地提供到內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)。

進(jìn)而，在該可變?nèi)萘啃团艢鉁u輪增壓器中，在渦輪機(jī)殼體內(nèi)，設(shè)有調(diào)整渦輪容量的可變噴嘴機(jī)構(gòu)。

可變噴嘴機(jī)構(gòu)具有在渦輪機(jī)殼體內(nèi)的旋渦狀流路內(nèi)周側(cè)沿渦輪機(jī)圓周方向上等間隔配置的多個噴嘴葉片。各噴嘴葉片被設(shè)置成可以相對于安裝在渦輪機(jī)殼體上的噴嘴座分別使葉片角變化。

可變噴嘴機(jī)構(gòu)通過調(diào)整各噴嘴葉片的葉片角來調(diào)整從旋渦狀流路送到渦輪機(jī)葉輪的排氣的流量?？勺儑娮鞕C(jī)構(gòu)通過這樣調(diào)整送到渦輪機(jī)葉輪的排氣的流量，來調(diào)整渦輪機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)量，調(diào)整壓縮機(jī)葉輪向吸氣機(jī)構(gòu)的送氣量。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2004-156592號公報

發(fā)明內(nèi)容

在可變?nèi)萘啃团艢鉁u輪增壓器的動作中，渦輪機(jī)殼體受到在內(nèi)部流通的排氣的熱，變成高溫。而且，與渦輪機(jī)殼體的螺紋孔螺合的螺栓，由于在螺紋面上與渦輪機(jī)殼體為面接觸，因而該螺栓本身也變得高溫。

另一方面，在軸承殼體上通常設(shè)有向軸承提供潤滑油、進(jìn)行軸承的潤滑和冷卻的潤滑機(jī)構(gòu)。軸承殼體被潤滑機(jī)構(gòu)提供的潤滑油冷卻，與渦輪機(jī)殼體相比，溫度難以上升。

因此，通過使可變?nèi)萘啃团艢鉁u輪增壓器動作而產(chǎn)生的軸承殼體的熱膨脹量比渦輪機(jī)殼體及螺栓的熱膨脹量少。由此，在可變?nèi)萘啃团艢鉁u輪增壓器的動作中，連結(jié)渦輪機(jī)殼體和軸承殼體的螺栓的連結(jié)力減小，密封墊的面壓減小。

以往，為了在可變?nèi)萘啃团艢鉁u輪增壓器的動作中也充分確保密封墊的面壓，考慮到上述螺栓的連結(jié)力的減小量，將螺栓的擰緊扭矩設(shè)置成高于單純固定所需要的扭矩。

但是，在這種將螺栓的擰緊扭矩設(shè)定得較高的情況下，螺栓安裝或拆卸作業(yè)耗時較多，因此可變?nèi)萘啃团艢鉁u輪增壓器組裝、分解時的操作性較低。

在此，在可變?nèi)萘啃团艢鉁u輪增壓器中，渦輪機(jī)殼體和軸承殼體在相互之間夾著噴嘴座的狀態(tài)下固定。即，渦輪機(jī)殼體、軸承殼體以及螺栓兼用作固定噴嘴座的固定裝置。

在該結(jié)構(gòu)中，不需要為了噴嘴座而個別地設(shè)置固定裝置，能夠減少部件個數(shù)、降低制造成本。