[發明專利]渦輪增壓器

在審

• 申請號: 202111304850.7
• 申請日: 2021-11-05
• 公開（公告）號: CN114458401A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 筑山宜司;樹杉剛
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社;株式會社豐田自動織機
• 主分類號: F01D25/12
• 分類號: F01D25/12;F02B37/00
• 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;沈同全

本發明涉及渦輪增壓器。渦輪增壓器包括渦輪機葉輪、渦輪機外殼、軸承外殼、壓縮機外殼、密封板、可變噴嘴機構、貫穿軸以及彈簧構件。可變噴嘴機構位于渦輪機外殼內，并且調節朝向渦輪機葉輪流動的排氣的量。貫穿軸延伸通過軸承外殼，并且連接到可變噴嘴機構。彈簧構件朝向壓縮機外殼推出貫穿軸。軸承外殼和密封板限定冷卻室，冷卻劑流過該冷卻室。彈簧構件位于冷卻室中。

技術領域

本發明涉及一種渦輪增壓器。

背景技術

在日本未審查專利申請公報第2020-076328號(JP 2020-076328 A)中描述的渦輪增壓器包括渦輪機外殼、軸承外殼、密封板、壓縮機外殼和渦輪機葉輪。渦輪機外殼容納渦輪機葉輪。軸承外殼固定到渦輪機外殼。壓縮機外殼固定到軸承外殼。密封板位于軸承外殼和壓縮機外殼之間。

在JP 2020-076328 A中描述的渦輪增壓器還包括可變噴嘴機構、貫穿軸和彈簧構件。可變噴嘴機構位于渦輪機外殼內。可變噴嘴機構調節朝向渦輪機葉輪流動的排氣的量。貫穿軸延伸通過軸承外殼。貫穿軸中的每一個的第一端連接到可變噴嘴機構。貫穿軸的第二端位于軸承外殼和密封板之間。彈簧構件安裝在貫穿軸的第二端處。彈簧構件朝向壓縮機外殼推出貫穿軸。通過這種布置，可變噴嘴機構被定位在渦輪機外殼中。

發明內容

在如JP 2020-076328 A中所述的渦輪增壓器中，熱量經由軸承外殼和貫穿軸從渦輪機外殼傳遞到密封板。因此，優選的是，設置冷卻室，冷卻劑流過該冷卻室，以用于冷卻貫穿軸、密封板等。但是，為了設置冷卻室，必須將密封板和壓縮機外殼的尺寸設計成足夠大以限定冷卻室的尺寸，這可能導致渦輪增壓器尺寸增加。

本發明的一個方面涉及一種渦輪增壓器，該渦輪增壓器包括渦輪機葉輪、渦輪機外殼、軸承外殼、壓縮機外殼、密封板、可變噴嘴機構、貫穿軸以及彈簧構件。渦輪機葉輪被構造成通過排氣的流動而旋轉。渦輪機外殼容納渦輪機葉輪。軸承外殼固定到渦輪機外殼。壓縮機外殼固定到軸承外殼。密封板位于軸承外殼和壓縮機外殼之間。可變噴嘴機構位于渦輪機外殼內，并且被構造成調節朝向渦輪機葉輪流動的排氣的量。貫穿軸延伸通過軸承外殼，并且連接到可變噴嘴機構。彈簧構件被構造成朝向壓縮機外殼推出貫穿軸。軸承外殼和密封板被構造成限定冷卻劑通過其流動的冷卻室。彈簧構件位于冷卻室中。

在根據以上方面的渦輪增壓器中，容納彈簧構件的空間能夠被有效地利用作為冷卻室，從而消除在壓縮機外殼和密封板中新設置冷卻室的需要。因此，如與冷卻室和容納彈簧構件的空間被分開地設置的情況相比，渦輪增壓器較不可能或不太可能是大尺寸的。

在根據以上方面的渦輪增壓器中，彈簧構件可以是螺旋波形彈簧。通常，螺旋波形彈簧的軸向尺寸例如小于螺旋彈簧的軸向尺寸。而且，通常，例如，根據螺旋波形彈簧的彈性變形量的力的變化小于盤形彈簧的力的變化；因此，能夠容易地調節施加到物體的力。因此，通過以上布置，能夠在確保從螺旋波形彈簧施加到貫穿軸的足夠大的力的同時，抑制渦輪增壓器在螺旋波形彈簧的軸向方向上的尺寸增加。

在如上所述的渦輪增壓器中，可以在圍繞渦輪機葉輪的旋轉軸線的圓周上設置多個貫穿軸，并且螺旋波形彈簧可以圍繞旋轉軸線，并且可以被構造成朝向壓縮機外殼推出所有的貫穿軸。然后，所有的貫穿軸可以被定位成在圍繞旋轉軸線的周向方向上等角度地隔開。

在如此構造的渦輪增壓器中，所有的貫穿軸能夠由單個螺旋波形彈簧推出；因此，抑制了部件數目的增加。而且，由于能夠確保大直徑作為螺旋波形彈簧的直徑，因此能夠容易地確保螺旋波形彈簧的足夠的彈力。

在根據以上方面的渦輪增壓器中，軸承外殼可以包括通孔，貫穿軸通過該通孔插入，并且密封構件可以位于貫穿軸的外周表面和通孔的內周壁之間，該密封構件密封貫穿軸和通孔之間的間隙。通過這種構造，能夠減少經由在貫穿軸的外周表面和通孔的內周壁之間的間隙而從渦輪機外殼流動到壓縮機外殼的排氣的量。