[發明專利]具有可變葉片渦輪機噴嘴的渦輪增壓器

在審

• 申請號: 202010170746.2
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111691971A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: B.K.舍沙里
• 申請（專利權）人: 蓋瑞特交通一公司
• 主分類號: F02B37/22
• 分類號: F02B37/22;F01D17/16
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 任霄;陳浩然

一種可變噴嘴渦輪增壓器包括：可變葉片機構，所述可變葉片機構具有支撐可旋轉葉片陣列的環形噴嘴環；插入件，所述插入件具有與所述噴嘴環軸向間隔開的噴嘴部分；以及多個間隔件，所述多個間隔件連接在所述插入件的所述噴嘴部分和所述噴嘴環之間，以便維持所述插入件的所述噴嘴部分和所述噴嘴環之間的軸向間隔。所述間隔件被結構化和布置成機械地阻止所述葉片沿一個方向旋轉超過最大打開位置并且機械地阻止所述葉片沿相反方向旋轉超過所述葉片的最小打開位置。

技術領域

本發明涉及具有可變噴嘴渦輪機的渦輪增壓器，其中可移動葉片陣列安置在渦輪機的噴嘴中，用于調節進入到渦輪機中的排氣流。

背景技術

排氣驅動的渦輪增壓器是如下設備：其結合內燃發動機使用來通過壓縮遞送到發動機的空氣進氣部以便與燃料混合并且在發動機中燃燒的空氣來增加發動機的功率輸出。渦輪增壓器包括安裝在壓縮機殼體中的軸的一端上的壓縮機輪和安裝在渦輪機殼體中的軸的另一端上的渦輪機輪。通常，渦輪機殼體與壓縮機殼體單獨地形成，并且還存在連接在渦輪機殼體與壓縮機殼體之間用于容納所述軸的軸承的另一個中心殼體。渦輪機殼體限定環繞渦輪機輪并且從發動機接收排氣的大致環形腔室。渦輪機組件包括從所述腔室通向渦輪機輪的噴嘴。排氣從所述腔室通過所述噴嘴流到渦輪機輪，并且渦輪機輪由所述排氣驅動。因此，渦輪機從排氣提取功率并且驅動壓縮機。壓縮機通過壓縮機殼體的入口接收環境空氣，并且所述空氣被壓縮機輪壓縮并且然后從所述殼體排放到發動機空氣進氣部。

借助于渦輪增壓器提高發動機性能的一個挑戰是貫穿發動機的操作范圍實現所期望量的發動機功率輸出。已經發現，借助于固定幾何形狀的渦輪增壓器常常不能容易實現此目的，并且因此，已經采用可變幾何形狀的渦輪增壓器，其目的是提供對由渦輪增壓器提供的增壓量的更大程度的控制。

一種類型的可變幾何形狀的渦輪增壓器是可變噴嘴的渦輪增壓器(VNT)，其在渦輪機噴嘴中包括可變葉片陣列。葉片可旋轉地安裝到噴嘴環，所述噴嘴環形成噴嘴的一個壁。噴嘴的相對壁由裝配到限定在渦輪機殼體中的空間中的插入件形成。噴嘴環和插入件之間的軸向間隔由連接在這些零部件之間的數個間隔件維持。葉片連接到使得葉片的設定角度能夠改變的機構。改變葉片的設定角度具有改變渦輪機噴嘴中的有效流動面積的效果，并且因此可以通過控制葉片位置來調節排氣到渦輪機輪的流動。以此方式，可以調節渦輪機的功率輸出，這允許在比借助于固定幾何形狀的渦輪增壓器通?？赡艿那闆r更大的程度上控制發動機功率輸出。

本公開涉及上述類型的可變噴嘴渦輪機的改進。

發明內容

本公開描述了一種具有可變噴嘴渦輪機的可變噴嘴渦輪增壓器，其中采用多個間隔件來使噴嘴環與插入件間隔開。根據本發明，所述間隔件充當硬質止動件的額外角色，其限制葉片沿打開和關閉方向的可旋轉行進，從而消除對分離硬質止動件部件（例如銷等等）的需要。在本文中描述的一個實施例中，所述渦輪增壓器包括：

渦輪機組件，所述渦輪機組件包括渦輪機殼體和安裝在所述渦輪機殼體中并且連接到可旋轉的軸以便與其一起旋轉的渦輪機輪，所述渦輪機殼體限定環繞所述渦輪機輪以便接收排氣并且將所述排氣供應到所述渦輪機輪的腔室，所述渦輪機組件限定從所述腔室大致徑向向內通向所述渦輪機輪的噴嘴；

壓縮機組件，所述壓縮機組件包括壓縮機殼體和安裝在所述壓縮機殼體中并且連接到所述可旋轉的軸以便與其一起旋轉的壓縮機輪；

中心殼體，所述中心殼體連接在所述壓縮機殼體和所述渦輪機殼體之間；

可變葉片組件，所述可變葉片組件包括大致環形的噴嘴環和葉片陣列，所述葉片陣列圍繞所述噴嘴環周向間隔開并且安置在噴嘴中，使得排氣在所述葉片之間流到所述渦輪機輪，每一葉片可旋轉地安裝到所述噴嘴環并且連接到可旋轉的致動器環，使得所述致動器環的旋轉使所述葉片旋轉以便調節到所述渦輪機輪的排氣流；