[其他]可變渦輪幾何形狀渦輪增壓器

有效

• 申請號: 201890000852.2
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN211819627U
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: D·M·肯尼迪
• 申請（專利權）人: 博格華納公司
• 主分類號: F02B37/24
• 分類號: F02B37/24;F01D11/00;F01D17/16;F02C6/12;F02C7/28
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 曾祥生

本發明公開了一種可變渦輪幾何形狀渦輪增壓器。可變渦輪幾何形狀渦輪增壓器可以包括渦輪部分、軸承部分，以及致動樞軸，致動樞軸在軸承部分中具有軸承側并且在渦輪部分中具有壓力側?？勺儨u輪幾何形狀渦輪增壓器可以進一步包括襯套，該襯套圍繞致動樞軸并且從壓力側的第一端延伸到軸承側的第二端。此外，可變渦輪幾何形狀渦輪增壓器可以進一步包括面密封組件，該面密封組件包括碟形彈簧以及在壓力側圍繞致動樞軸的復合環密封件，碟形彈簧與襯套的第一端形成面密封。面密封組件還可以包括彈簧，該彈簧在軸承側圍繞致動樞軸并接合襯套的第二端。

技術領域

本公開總體上涉及可變渦輪幾何形狀渦輪增壓器。

背景技術

渦輪增壓器廣泛應用于汽車、船舶和航空航天等應用。渦輪增壓器可以在進氣中提供超過大氣壓力的壓力增加(或增壓)以增加發動機的功率輸出。渦輪增壓器可以包括具有渦輪葉輪的渦輪部分；具有壓縮機葉輪的壓縮機部分；以及容納將渦輪葉輪與壓縮機葉輪互連的軸的軸承部分。渦輪葉輪可以從廢氣中提取能量以經由互連軸驅動壓縮機，而壓縮機葉輪可以增加進氣的壓力以便輸送到發動機的燃燒室。

一些渦輪增壓器設計可以包括廢氣門或閥門，當渦輪增壓器增壓達到壓力閾值時，該廢氣門或閥門打開以將廢氣轉向遠離渦輪葉輪。相反，可變渦輪幾何形狀(VTG)渦輪增壓器可能不需要廢氣門。相反，在VTG 渦輪增壓器中，渦輪輸出可以用在渦輪進口處圍繞渦輪葉輪的導向葉片來調節。這些導向葉片可以打開和關閉以控制廢氣到渦輪葉輪上的流動，以便在變化的運行條件下使渦輪增壓器增壓最大化。

氣動或電子致動器可以通過容納在軸承部分中的致動樞軸(APS)來控制導向葉片的打開和關閉。APS可以容納在保持軸承部分的孔的襯套中， APS的頭端延伸到渦輪部分中以暴露于高溫和高壓廢氣。在襯套和APS 之間可以存在預定的間隙，以允許襯套中APS的傾斜和旋轉，并防止由熱生長和/或腐蝕累積引起的襯套中APS的粘結。然而，APS和襯套之間的間隙可以提供用于未被排氣后處理系統處理的短效廢氣從渦輪部分逃逸到大氣中的流動路徑。

當前的VTG渦輪增壓器可以包括部分地阻礙廢氣通過APS/襯套組件中的間隙泄漏的活塞環。然而，由于APS/襯套組件的高溫和腐蝕性環境需要具有高溫能力和耐腐蝕性的密封材料，所以開發完全消除廢氣泄漏的更有效的密封件是具有挑戰性的。另外，合適的密封件應該具有與車輛的使用壽命相匹配的使用壽命，并且應該足夠柔性以允許襯套中APS的傾斜和旋轉。后者要求排除了一些剛性面密封件的使用，當軸相對于襯套傾斜時，該剛性面密封件可能變得不固定。

美國專利號7,644,583公開了一種可變噴嘴渦輪增壓器(VNT)，其具有容納在襯套中的控制桿，該襯套涉及渦輪葉片的致動旋轉?？刂茥U/襯套組件包括在襯套一端上的墊圈和在襯套另一端上的彈簧，以密封通過其中的廢氣泄漏。雖然有效，但是仍然需要改進的密封設計來密封廢氣通過 VTG渦輪增壓器中的APS/襯套界面的泄漏。

實用新型內容

根據本公開的一個方面，公開了一種可變渦輪幾何形狀(VTG)渦輪增壓器。VTG渦輪增壓器可以包括渦輪部分，具有渦輪葉輪以及圍繞渦輪葉輪的多個導向葉片。多個導向葉片可以經配置用于通過打開和關閉來調節到渦輪葉輪的廢氣流。該VTG渦輪增壓器可以進一步包括壓縮機部分、在渦輪部分與壓縮機部分之間的軸承部分、以及經配置用于介導多個導向葉片的打開和關閉的致動的致動樞軸(APS)。APS可以具有延伸穿過軸承部分的軸部和穿過渦輪部分的頭端。VTG渦輪增壓器可以進一步包括襯套，該襯套以其間間隙可旋轉地支撐APS的軸部。襯套可以具有第一端和第二端。此外，VTG渦輪增壓器可以進一步包括面密封組件，該面密封組件經配置用于密封通過襯套與APS之間的間隙的廢氣的泄漏。面密封組件可以包括碟形彈簧，在頭端附近圍繞軸部并且與襯套的第一端形成面密封。面密封組件還可以包括復合環密封件，圍繞鄰近于碟形彈簧的軸部并與碟形彈簧和配合結構形成面密封。此外，面密封組件還可以包括彈簧，圍繞軸部并接合襯套的第二端。碟形彈簧和彈簧可以與支護結構保持壓縮。

在一個實施例中，所述彈簧是波形彈簧。