[發明專利]可變容量渦輪增壓器及其控制方法

有效

• 申請號: 201280053796.6
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN104024582A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 貞光貴裕
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: F01D17/16
• 分類號: F01D17/16;F01D25/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 張建濤;車文

技術領域

本發明涉及可變容量渦輪增壓器及其控制方法，所述可變容量渦輪增壓器包括可變噴嘴單元，所述可變噴嘴單元用于能夠改變排氣從渦輪機殼體的渦旋通路經由渦輪機葉輪排出到排出口的容量。

背景技術

存在已知的可變幾何尺寸渦輪增壓器作為對柴油發動機配備的渦輪增壓器等(例如，參見日本專利申請公開第2006-233940號(JP2006-233940A))。可變幾何尺寸渦輪增壓器能夠改變渦輪的容量。

在這種類型的渦輪增壓器中，可變噴嘴單元被布置在連通通路中，該連通通路提供在渦輪機殼體的渦旋通路和到排出管的排出口之間的流體連通。可變噴嘴單元允許流路面積或喉部面積改變。

可變噴嘴單元改變多個噴嘴葉片(也稱為可動葉片)的位置以在低發動機轉速范圍內減少在周向方向上的任何相鄰的噴嘴葉片的表面之間的面對間隙(流路面積或喉部面積)。通過這樣做，排氣的流動速度增加，從而即使是在低發動機轉速范圍內也可以獲得高增壓壓力。

JP2006-233940A中的第0006段描述“由于在渦輪機殼體的連桿室和渦桿室之間的壓力差，渦桿室中的燃料或氣體可以經由銷周圍的間隙等進入連桿室用于致動噴嘴。于是存在以下問題：累積在連桿室中的燃料或氣體防止連桿機構滑動從而惡化可控性”。連桿機構用于將通過致動器產生的動力傳遞到可變噴嘴單元的連接板并被布置在連桿室。

在JP2006-233940A中，為了抑制燃料從渦桿室傳遞到連桿室，使渦桿室與連桿室連接的連通通路被設置以減少渦桿室和連桿室之間的壓力差(見權利要求1和第0009和0041段)。JP2006-233940A中的第0009段描述了“連通通路被布置成突出到渦桿室，從而可以防止附著到渦桿室的內周的燃料進入連通通路”。

在JP2006-233940A中，因為連通通路常開，所以排氣可從渦桿室泄漏到連桿腔，引起增壓效率降低。

發明內容

本發明提供一種技術，所述技術用于在可變容量渦輪增壓器中使得即使在包含在排氣中的未燃燒氣體附著到或堆積在可動部件上時也可以去除堆積物，其中所述可變容量渦輪增壓器包括可變噴嘴單元，該可變噴嘴單元用于能夠改變從渦輪機殼體的渦旋通路經由渦輪機葉輪到排出口排出排氣的容量。

本發明的第一方面提供一種可變容量渦輪增壓器。可變容量渦輪增壓器包括可變噴嘴單元，所述可變噴嘴單元用于改變從渦輪機殼體的渦旋通路經由渦輪機葉輪到排出口排出排氣的容量，其中所述可變噴嘴單元包括：第一噴嘴板和第二噴嘴板，所述第一噴嘴板和第二噴嘴板被布置成彼此面對并且所述第一噴嘴板和第二噴嘴板形成流路，所述流路的路徑設定為從所述渦旋通路到所述排出口；噴嘴葉片，所述噴嘴葉片設置于在所述第一噴嘴板和第二噴嘴板之間的周向部分；致動器，所述致動器通過共同改變所有噴嘴葉片的位置改變所述流路的面積；環形空間，所述環形空間形成于鄰近所述渦旋通路的區域中并且所述致動器的動力傳遞可動部件的部分布置在所述環形空間中，所述第一噴嘴板被連接成使得提供在所述渦旋通路和所述環形空間之間的流體連通的連通部分閉合；連通孔，所述連通孔形成在所述第一噴嘴板中并且所述連通孔用于允許排氣從所述渦旋通路流入所述環形空間；和開/閉部分，所述開/閉部分被設置在所述可動部件的部分處并且所述開/閉部分使所述連通孔打開或閉合。

利用該構造，流過渦旋通路的排氣中所含的未燃燒氣體會經由第一噴嘴板相對于連通部分的安裝間隙泄漏到環形空間。當重復這種泄漏時，未燃燒氣體被堆積在布置在環形空間中的可動部件上，并且堆積物可能妨礙可動部件的運動。

與此相反，根據上述方面，當使連通孔打開時，使流過渦旋通路的高溫排氣的部分經由連通孔流入環形空間中。這樣流入環形空間中的高溫排氣的熱量作用于附著并堆積在可動部件上的堆積物以蒸發并消失。作為結果，可動部件的移動在延長的時段被適當地保持，因此可以改進可變容量渦輪增壓器的可靠性。此外，連通孔不常開，因此可以抑制增壓效率的損失。

此外，當致動器的可動部件被移動以改變增壓性能時，連通孔被構造成與該移動同步地打開或閉合。因此，沒有必要配備專用于使連通孔打開或閉合的控制系統，因此可以抑制安裝成本增加。

在可變容量渦輪增壓器中，所述開/閉部分可以被設置在所述可動部件處，并且當所述可動部件被布置在所述流路的面積最大的位置時所述開/閉部分可以使所述連通孔打開；并且當所述可動部件被布置在所述流路的面積最小的位置時所述開/閉部分可以使所述連通孔閉合。