[發明專利]致動器桿的密封系統

有效

• 申請號: 201380026273.7
• 申請日: 2013-05-16
• 公開（公告）號: CN104471208B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: J·W·切坎斯凱;T·豪斯;B·E·翰隆;D·N·沃德
• 申請（專利權）人: 博格華納公司
• 主分類號: F02B39/00
• 分類號: F02B39/00;F02B37/12;F01D11/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 黃淑輝

技術領域

實施例總體上涉及渦輪增壓器，并且更具體地涉及渦輪增壓器中的致動器系統。

背景技術

渦輪增壓器是一種強制進氣系統。它們將空氣以與在正常吸氣構型中的可能情況相比更大的密度傳送到發動機進氣中，從而允許燃燒更多的燃料，進而在沒有明顯增加發動機重量的情況下提升了發動機的馬力。一個更小的渦輪增壓發動機取代一個更大物理尺寸的正常吸氣的發動機，這將減小質量并且可以減小車輛的空氣動力學的前端面積。

參照圖1，渦輪增壓器(10)利用來自發動機排氣歧管的排氣流來驅動一個位于渦輪機殼體(14)內的渦輪機葉輪(12)。一旦該排氣已經通過該渦輪機葉輪(12)并且該渦輪機葉輪(12)已經從該排氣中提取能量，則用過的排氣通過一個導流器離開渦輪機殼體(14)并且被輸送到車輛下行管并且通常被輸送到后處理裝置，如催化轉化器、微粒收集器和NOx收集器。

存在致動器系統被用于一個渦輪增壓器中的許多實例。例如，在一個廢氣門式渦輪增壓器中，渦輪機蝸殼是通過一個旁通管道而被流體連接到渦輪機出口導流器上。通過該旁通管道的流動是由一個廢氣門閥來控制的。在旁通模式時，排氣經由該旁通管道流動以便旁路通過該渦輪機葉輪(12)，因而不會給該渦輪機葉輪(12)提供動力。為對該廢氣門進行操作，一個致動力或控制力必須從渦輪機殼體(14)外部傳輸到該渦輪機殼體(14)內的廢氣門閥上。為此，一個廢氣門樞轉軸(未示出)延伸穿過該渦輪機殼體(14)并且在由一個致動器(18)驅動時圍繞該樞轉軸的軸線(16)旋轉。

在該渦輪機殼體(14)外，致動器(18)通過一個致動器軸(22)和一個連桿(23)而連接到一個廢氣門臂(20)上。該致動器(18)被安裝 到致動器托架(26)的一個安裝凸緣(24)上。該廢氣門臂(20)被連接到該廢氣門樞轉軸(為示出)上。在該渦輪機殼體(14)內，該廢氣門樞轉軸被連接到一個廢氣門閥(未示出)上。來自該致動器(18)的致動力轉化成該廢氣門樞轉軸的轉動，從而使該渦輪機殼體(14)內的廢氣門閥運動以便將排氣流動旁通到渦輪機葉輪(14)上。

氣動致動器由空氣壓力(其可以是正壓或負壓，典型的是取決于壓力源)操作從而使一個膜片擴張，該膜片由一個具有已知系數的彈簧抵抗，通常在該膜片的彈簧側會伴隨大氣壓。膜片(28)的運動被傳遞以使一個軸(22)延伸，該軸的延伸然后轉化為附接到一個轉動的廢氣門樞轉軸(未示出)上的一個廢氣門臂(20)的轉動，從而由此打開或關閉該廢氣門閥(未示出)。一個廢氣門彈簧(38)抵抗施加在該膜片(28)上的壓力、并且被用于使該軸(22)回復到其休止位置(同時該廢氣門閥位于閉合位置)。

當由發動機控制單元(ECU)控制時，空氣壓力通過空氣連接管(40)而被輸送到該致動器(18)中以充滿在致動器(18)與上罐外殼(34)之間的體積。進入到該致動器(18)中的空氣壓力迫使該膜片(28)離開由一個彈簧(38)施加的力抵抗的靜止狀態位置。如上所述，在該膜片(28)后面的體積的膨脹迫使該膜片(28)借助附接到該致動器軸(22)上的活塞(42)的位移來壓縮彈簧(38)。

該致動器(18)典型地被定位成靠近該渦輪機殼體(14)。渦輪機殼體(14)會經受很大的溫度通量。該渦輪機殼體(14)的外側面被暴露在環境空氣溫度中，而這些蝸殼表面被暴露在取決于在發動機中所使用的燃料而在740℃至1050℃范圍內的排氣中。重要的是，通過上述的這些轉化運動使得該致動器(18)能夠以一種精確的、可重復的、無阻滯的方式控制該廢氣門從而由此控制通向該渦輪機葉輪(12)的流動。

然而，使一個廢氣門致動器(18)鄰近該渦輪機殼體(14)具有多種效果。熱量可以傳導性地沿致動器軸(22)行進到致動器膜片(28)。來自渦輪機殼體(14)(大多數致動器安裝在其上)的熱量可以輻射性地不僅傳遞到致動器軸(22)上并由此傳遞到致動器膜片(28)上，而且可以傳遞到諸如以下的致動器罐部件上：座圈(30)、下罐(32)、以及上罐(34)。這些部件有時是機油與圍繞這些受影響的部件合作的一個致動器隔熱屏(36)而受到保護以免輻射性熱量傳遞影響的。在該保持件(65)的外徑 與致動器隔熱屏(43)的內徑之間存在一個環形間隙(69)。