專利名稱：用于渦輪增壓器的改良型可變幾何形狀組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及可變幾何形狀渦輪增壓器領(lǐng)域，并且更具體涉及一種設(shè)置于其內(nèi)的設(shè)計(jì)為在協(xié)調(diào)環(huán)和中心殼體之間提供改良通風(fēng)的改良型協(xié)調(diào)環(huán)組件，由此控制濕氣集結(jié)并最小化其內(nèi)腐蝕的有害發(fā)展以便改進(jìn)協(xié)調(diào)環(huán)操作并延長渦輪增壓器使用壽命。
背景技術(shù)：
用于汽油以及柴油內(nèi)燃機(jī)的渦輪增壓器是本領(lǐng)域公知的用于通過使用輸出發(fā)動機(jī)的廢氣的熱量和容積流量對路由到發(fā)動機(jī)的燃燒室的給進(jìn)氣流進(jìn)行加壓或增壓的裝置。具體說來，輸出發(fā)動機(jī)的廢氣以使得廢氣驅(qū)動渦輪在殼體內(nèi)自旋的方式路由到渦輪增壓器的渦輪機(jī)殼體內(nèi)。廢氣驅(qū)動渦輪安裝到軸桿的一端上，該軸桿由安裝在軸桿的相對端并收容在壓縮機(jī)殼體內(nèi)的離心式空氣壓縮機(jī)共有。因而，渦輪的旋旋轉(zhuǎn)作同樣使空氣壓縮機(jī)在獨(dú)立于渦輪機(jī)殼體的渦輪增壓器的壓縮機(jī)殼體內(nèi)自旋?？諝鈮嚎s機(jī)的自旋動作使得給進(jìn)空氣進(jìn)入壓縮機(jī)殼體內(nèi)并且在與燃料混和并在發(fā)動機(jī)燃燒室內(nèi)燃燒之前加壓或增壓所需的量。
在渦輪增壓器中，經(jīng)常希望控制到達(dá)渦輪的廢氣流量，以便改進(jìn)渦輪增壓器的效率或操作范圍?？勺儙缀涡螤顪u輪增壓器已經(jīng)配置成解決這種需要。一種類型的可變幾何形狀渦輪增壓器是具有可變排氣噴嘴的渦輪增壓器，稱作可變噴嘴渦輪增壓器。在可變噴嘴渦輪增壓器中已經(jīng)采用了不同配置的可變噴嘴來控制廢氣流。在這種可變噴嘴渦輪增壓器中實(shí)現(xiàn)廢氣流控制所采取的一種方法包括使用在渦輪入口周圍環(huán)狀定位的多個樞軸葉片。該樞軸葉片由活動設(shè)置在渦輪增壓器內(nèi)的協(xié)調(diào)環(huán)共同控制以便改變?nèi)~片間通道的噴口面積，由此起到控制廢氣流進(jìn)入渦輪的作用。
在這種可變噴嘴渦輪增壓器中，協(xié)調(diào)環(huán)配置成響應(yīng)受控傳動器運(yùn)動而旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)運(yùn)動使葉片以打開或關(guān)閉廢氣到渦輪葉輪的流路的方式樞軸旋轉(zhuǎn)。為了使可變噴嘴渦輪增壓器正常工作，不限制或削弱協(xié)調(diào)環(huán)的所需旋轉(zhuǎn)運(yùn)動是重要的。公知在這種可變噴嘴渦輪增壓器中，削弱的協(xié)調(diào)環(huán)運(yùn)動可以由渦輪增壓器內(nèi)的濕氣集結(jié)產(chǎn)生，這公知將在協(xié)調(diào)環(huán)和相鄰渦輪增壓器表面之間引起有害腐蝕。這種腐蝕能夠操作為削弱以及限制協(xié)調(diào)環(huán)與渦輪增壓器的正常運(yùn)動。
因而，希望構(gòu)建用于與可變噴嘴渦輪增壓器一同使用的協(xié)調(diào)環(huán)組件，以便于所需協(xié)調(diào)環(huán)的運(yùn)動，以最小化或完全消除由例如濕氣集結(jié)以及腐蝕引起的潛在運(yùn)動削弱。

發(fā)明內(nèi)容
一種采用本發(fā)明的可變幾何形狀渦輪增壓器組件包括具有貫穿其設(shè)置的軸桿的中心殼體，附著到中心殼體的一側(cè)并具有可旋轉(zhuǎn)設(shè)置于其中且附著到軸桿的一端的推進(jìn)器的壓縮機(jī)殼體，以及附著到中心殼體的另一側(cè)并具有可旋轉(zhuǎn)設(shè)置于其中且附著到軸桿的相對端的渦輪葉輪的渦輪機(jī)殼體。多個活動葉片設(shè)置在渦輪機(jī)殼體內(nèi)，并且協(xié)調(diào)環(huán)可旋轉(zhuǎn)設(shè)置在渦輪機(jī)殼體內(nèi)并且與該多個葉片接觸以便一同移動葉片。
可變幾何形狀渦輪增壓器包括獨(dú)立于中心殼體并附著到中心殼體表面的插入物或支撐件形式的協(xié)調(diào)環(huán)組件。該支撐件具有一個或多個表面以便支持協(xié)調(diào)環(huán)，并且協(xié)調(diào)環(huán)可旋轉(zhuǎn)定位在該支撐件上。在示例性實(shí)施例中，支撐件包括鄰近協(xié)調(diào)環(huán)內(nèi)徑以便徑向支持協(xié)調(diào)環(huán)的第一表面以及鄰近協(xié)調(diào)環(huán)內(nèi)表面以便軸向支持協(xié)調(diào)環(huán)的第二表面。支撐件進(jìn)一步提供隔離協(xié)調(diào)環(huán)不與中心殼體接觸的空間。任選性的防熱套從插入物沿中心殼體徑向向內(nèi)延伸并由支撐件保持在適當(dāng)位置。
以這種方式進(jìn)行配置后，協(xié)調(diào)環(huán)組件操作為防止協(xié)調(diào)環(huán)與中心殼體之間的直接接觸，由此最小化或消除中心殼體表面的腐蝕削弱或阻礙協(xié)調(diào)環(huán)的所需運(yùn)動的可能。此外，協(xié)調(diào)環(huán)支撐件優(yōu)選由與協(xié)調(diào)環(huán)相同的材料形成，以便防止可以以其他方式削弱所需協(xié)調(diào)環(huán)運(yùn)動的有害熱膨脹效應(yīng)差異。另外，支撐件使得能夠使用更小并且更加成本有效的防熱套。


通過詳細(xì)描述和附圖將更清楚地理解本發(fā)明的細(xì)節(jié)和特征，其中圖1是顯示帶有由支承系統(tǒng)支持的渦輪軸桿葉輪組件以及壓縮機(jī)推進(jìn)器的現(xiàn)有技術(shù)渦輪機(jī)殼體、中心殼體以及壓縮機(jī)背板的截面?zhèn)纫?；圖2是顯示包括中心殼體、渦輪機(jī)殼體、協(xié)調(diào)環(huán)、葉片以及防熱套的現(xiàn)有技術(shù)渦輪增壓器組件的一部分的截面?zhèn)纫晥D；圖3是包括渦輪增壓器殼體、渦輪葉輪、軸桿、多個葉片以及協(xié)調(diào)環(huán)的渦輪增壓器組件的分解圖；圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例構(gòu)建的包括中心殼體、渦輪機(jī)殼體、協(xié)調(diào)環(huán)、葉片、插入物以及防熱套的渦輪增壓器組件的一部分的截面?zhèn)纫晥D；圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例構(gòu)建的包括中心殼體、渦輪機(jī)殼體、協(xié)調(diào)環(huán)、葉片、插入物以及防熱套的渦輪增壓器組件的一部分的截面?zhèn)纫晥D；圖6是在沒有渦輪機(jī)殼體情況下以斷面形式顯示包括壓縮機(jī)殼體、協(xié)調(diào)環(huán)，協(xié)調(diào)插入物以防熱套的本發(fā)明的渦輪增壓器組件的主透視圖；以及圖7是在沒有渦輪機(jī)殼體情況下以斷面形式顯示包括壓縮機(jī)殼體、協(xié)調(diào)環(huán)、多個葉片、協(xié)調(diào)插入物以及防熱套的本發(fā)明的渦輪增壓器組件的主透視圖。
具體實(shí)施例方式
包括本發(fā)明的協(xié)調(diào)環(huán)組件的可變幾何形狀渦輪增壓器組件一般包括獨(dú)立并附著到中心殼體表面的協(xié)調(diào)環(huán)插入物或支撐件。支撐件配置為軸向和徑向均支持協(xié)調(diào)環(huán)，并且隔離協(xié)調(diào)環(huán)不與中心殼體表面接觸。任選性的防熱套可以從支撐件橫越中心殼體表面徑向延伸并且由支撐件固定或保持在適當(dāng)位置。
圖1顯示了現(xiàn)有技術(shù)渦輪增壓器組件10，渦輪增壓器組件10一般包括具有附著在一端的渦輪機(jī)殼體14以及附著在相對端的壓縮機(jī)背板殼體16的中心殼體12。壓縮機(jī)殼體傳統(tǒng)上附著到壓縮機(jī)背板。軸桿18可旋轉(zhuǎn)設(shè)置在包含在中心殼體內(nèi)的支承組件內(nèi)。渦輪或渦輪葉輪20附著到一軸桿端并支持在渦輪機(jī)殼體內(nèi)，而壓縮機(jī)推進(jìn)器22附著到相對的軸桿端并且支持在壓縮機(jī)殼體內(nèi)。渦輪和壓縮機(jī)背板由在其間延伸的螺栓24附著到中心殼體。盡管圖1中所示的渦輪增壓器組件構(gòu)建成適于容納可變幾何形狀構(gòu)件，例如協(xié)調(diào)環(huán)以及多個葉片，但這些構(gòu)件沒有圖示。
渦輪機(jī)殼體14包括與排氣入口氣流連通的用于接收廢氣并將其導(dǎo)引到渦輪葉輪的蝸殼26。渦輪機(jī)殼體包括介入到蝸殼和渦輪葉輪之間的噴嘴壁28。噴嘴壁28包括多個設(shè)置于其中的用于容納從相應(yīng)葉片突起的銷釘?shù)目?0(在圖2和圖3中最佳顯示)。中心殼體包括相對噴嘴壁的一同操作為限定從蝸殼到渦輪葉輪的流道34的表面32。該表面32包括具體配置為接納環(huán)狀協(xié)調(diào)環(huán)直接相對其放置的凹部36，以便支持其徑向和軸向指向的負(fù)載。
圖2顯示了另一現(xiàn)有技術(shù)可變幾何形狀渦輪增壓器組件38的部分視圖，其包括許多與上文所討論的并在圖1中顯示的渦輪增壓器相同的一般性元件。多個葉片40活動設(shè)置在渦輪機(jī)殼體44的排氣流道42內(nèi)，并且柱46用于將各葉片連接到噴嘴壁48。環(huán)狀協(xié)調(diào)環(huán)50定位在渦輪機(jī)殼體內(nèi)，并且由中心殼體表面的肩狀物部分54支撐。協(xié)調(diào)環(huán)直接接觸中心殼體。協(xié)調(diào)環(huán)通過適當(dāng)?shù)膫鲃咏M件在渦輪增壓器內(nèi)可旋轉(zhuǎn)活動，例如美國專利No.6,269,642中所公開并顯示的傳動組件，本申請通過參照結(jié)合了該專利。
中心殼體表面進(jìn)一步包括從肩狀物徑向向外延伸一定距離并在協(xié)調(diào)環(huán)的內(nèi)表面和中心殼體之間提供環(huán)狀空間58的凹陷部分56。凹陷部分操作為提供空氣在協(xié)調(diào)環(huán)之后流通的通風(fēng)路徑以便有助于控制其間濕氣的有害積聚。
從肩狀物部分54徑向向內(nèi)移動，中心殼體包括由多個螺栓62附著于其上的環(huán)狀防熱套60。防熱套是配置為固定在中心殼體表面大致在協(xié)調(diào)環(huán)和中心軸桿開口64之間延伸的區(qū)域上的盤形環(huán)狀結(jié)構(gòu)。防熱套操作為控制從渦輪機(jī)殼體到中心殼體的熱傳遞量。
如上文所指出的，這種現(xiàn)有技術(shù)渦輪增壓器組件結(jié)構(gòu)配置成使得協(xié)調(diào)環(huán)由中心殼體表面的一部分支持并直接接觸。由于這種渦輪增壓器組件的中心殼體傳統(tǒng)上由鑄鐵形成，并且由于濕氣公知在協(xié)調(diào)環(huán)和中心殼體之間形成，所以在渦輪增壓器的這個區(qū)域形成有害腐蝕通常是不可避免的。在協(xié)調(diào)環(huán)和中心殼體之間的臨界面存在腐蝕公知會削弱并有時會阻礙協(xié)調(diào)環(huán)的正常旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，由此限制或阻礙了所需的葉片操作。
圖3顯示了構(gòu)建為包括本發(fā)明協(xié)調(diào)環(huán)組件的可變幾何形狀渦輪增壓器組件66的部分分解視圖。渦輪增壓器組件包括具有排氣入口70并具有活動設(shè)置在殼體內(nèi)并附著到軸桿74的渦輪葉輪72的渦輪機(jī)殼體68。多個葉片76顯示為分別具有從其突起并由噴嘴壁82內(nèi)相應(yīng)的孔80接收的柱78，并且還具有從其突起由協(xié)調(diào)環(huán)86內(nèi)的相應(yīng)開槽88接收的翼片84。要理解，這僅僅是葉片如何配置為與噴嘴壁和協(xié)調(diào)環(huán)合作的一個實(shí)施例，并且可以使用用于將葉片連接于其上的其他手段，并且傾向于在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
圖4顯示了包括本發(fā)明的協(xié)調(diào)環(huán)組件的可變幾何形狀渦輪增壓器組件90的一個實(shí)施例的部分視圖。渦輪增壓器組件包括中心殼體92、附著到中心殼體的渦輪機(jī)殼體94以及安裝到軸桿98并可旋轉(zhuǎn)設(shè)置在渦輪機(jī)殼體內(nèi)的渦輪葉輪96。渦輪機(jī)殼體包括如上文所描述的蝸殼100以及設(shè)置在廢氣通道104的由柱108連接到噴嘴壁106的多個活動葉片102。環(huán)狀協(xié)調(diào)環(huán)110可旋轉(zhuǎn)設(shè)置在渦輪機(jī)殼體內(nèi)并以上述方式進(jìn)行配置以便嚙合并一同移動該多個葉片。
和上述現(xiàn)有技術(shù)渦輪增壓器組件不同，這種渦輪增壓器組件特別配置成避免由協(xié)調(diào)環(huán)與中心殼體的直接接觸產(chǎn)生的運(yùn)動的協(xié)調(diào)環(huán)削弱有關(guān)的問題。具體說來，這種渦輪增壓器組件構(gòu)建為包括特別設(shè)計(jì)為解決該問題的協(xié)調(diào)環(huán)組件。該組件包括以獨(dú)立元件形式形成并且附著到中心殼體以便支撐協(xié)調(diào)環(huán)110并隔離協(xié)調(diào)環(huán)不與中心殼體直接接觸的協(xié)調(diào)環(huán)插入物或支撐件112。協(xié)調(diào)環(huán)插入物或支撐件112特別配置為支持或支撐協(xié)調(diào)環(huán)的軸向和徑向負(fù)載。
優(yōu)選以環(huán)狀環(huán)的形式提供協(xié)調(diào)環(huán)插入物或支撐件112，環(huán)狀環(huán)的內(nèi)徑114尺寸限定以及形狀限定為相鄰中心殼體表面118用于導(dǎo)引并居中該插入物的周向邊緣116放置。作為備選方案，插入物以沿中心殼體表面以等距或不等距間隔定位的多個獨(dú)立構(gòu)件的形式提供。插入物的外徑120包括從插入物外軸向表面124延伸一定距離的具有第一直徑的第一表面部分或頸狀物122以及徑向向外延伸一定距離到插入物的外圍邊緣128的具有大于第一直徑的第二直徑的第二表面部分或肩狀物126。
插入物第一表面部分122配置為適于協(xié)調(diào)環(huán)的內(nèi)徑130相對其放置以便支持協(xié)調(diào)環(huán)的徑向負(fù)載。插入物第二表面部分126配置為適于協(xié)調(diào)環(huán)的內(nèi)表面部分132相對其放置，例如與協(xié)調(diào)環(huán)內(nèi)徑相鄰的那部分內(nèi)表面，以便支持協(xié)調(diào)環(huán)的軸向負(fù)載，在示例性實(shí)施例中，協(xié)調(diào)環(huán)插入物由多個緊固件134附著到中心殼體。作為備選方案，插入物可以通過其他傳統(tǒng)附著方式附著到中心殼體，例如通過擠壓配合、嵌縫接合或類似方式。
在示例性實(shí)施例中，如圖4所示，插入物第二表面部分126以在協(xié)調(diào)環(huán)內(nèi)表面132的剩余部分與中心殼體之間提供所需距離或空間136(例如，環(huán)狀空間)的方式進(jìn)行配置，例如具有軸向厚度。出于通風(fēng)并在協(xié)調(diào)環(huán)和中心殼體之間提供空氣流通以便控制有害濕氣積聚的目的，這種環(huán)狀空間136的存在是所需的。此外，插入物第二表面部分126可以配置為其本身包括不與協(xié)調(diào)環(huán)接觸的凹陷部分，以便在其間提供空氣空間來便于用于控制濕氣集結(jié)的空氣流通。
該插入物優(yōu)選由抗腐蝕的材料(不同于鑄鐵中心殼體)制成。此外，出于在渦輪增壓器操作固有的熱循環(huán)過程中保持插入物和協(xié)調(diào)環(huán)之間所需空間公差的目的，希望插入物由熱膨脹系數(shù)與協(xié)調(diào)環(huán)的熱膨脹系數(shù)相同或類似的金屬材料形成。在示例性實(shí)施例中，協(xié)調(diào)環(huán)和協(xié)調(diào)環(huán)插入物均由不銹鋼形成。該插入物可以通過粉末冶金、鑄造或加工工藝形成。在示例性實(shí)施例中，協(xié)調(diào)環(huán)插入物通過加工工藝形成。
從協(xié)調(diào)環(huán)插入物122徑向向內(nèi)移動，防熱套138定位在從協(xié)調(diào)環(huán)插入物延伸到中心軸桿開口140的中心殼體表面上方。要理解，依據(jù)特定的渦輪增壓器配置和應(yīng)用，防熱套是任選性的構(gòu)件并且可以或者不必與本發(fā)明的協(xié)調(diào)環(huán)插入物一同使用。在示例性實(shí)施例中，防熱套優(yōu)選以具有外圍邊緣142的盤形環(huán)狀構(gòu)件的形式提供，外圍邊緣142尺寸限定并且形狀限定為由插入物的一部分144(例如從插入物內(nèi)徑突出的凸唇形式的部分)相對中心殼體表面固定到適當(dāng)位置。防熱套具有尺寸限定并形狀限定為相對鄰近軸桿開口140的那部分中心殼體表面放置的居中定位的開口146。協(xié)調(diào)環(huán)插入物或支撐件112認(rèn)為是協(xié)調(diào)環(huán)組件。
任選性的防熱套138用于控制從渦輪機(jī)殼體到中心殼體的熱傳遞范圍，并且可以由能夠提供所需結(jié)構(gòu)剛性以及熱傳遞屬性的任何類型的材料形成。在示例性實(shí)施例中，防熱套由抗腐蝕性材料(例如不銹鋼或類似材料)形成。不同于與上文所討論的現(xiàn)有技術(shù)渦輪增壓器組件一同使用的防熱套，用于本發(fā)明的防熱套沒有通過螺栓連接連接到中心殼體。而是，本發(fā)明的防熱套配置為象盤形墊圈那樣操作并通過其與協(xié)調(diào)環(huán)插入物的協(xié)作固定到適當(dāng)位置。防熱套可以以用于制造現(xiàn)有技術(shù)防熱套的相同方式制成。
圖5顯示了包括上文所討論并在圖4中顯示的相同協(xié)調(diào)環(huán)組件的可變幾何形狀渦輪增壓器組件148的另一個實(shí)施例的部分視圖，其包括協(xié)調(diào)環(huán)插入物150。協(xié)調(diào)環(huán)插入物緊固件152用于將插入物連接到中心殼體表面，并且任選性的防熱套154通過插入物相對中心殼體固定到適當(dāng)位置。然而，本實(shí)施例的差別在于中心殼體表面158和協(xié)調(diào)環(huán)162的內(nèi)表面160之間的凹陷部分或環(huán)狀空間156的形狀。具體說來，本實(shí)施例包括以配置在中心殼體表面內(nèi)的半圓或“C”形通道形式提供的加大的環(huán)狀空間156。加大的環(huán)狀空間的作用是在協(xié)調(diào)環(huán)和中心殼體之間提供更大程度的空氣流通以及通風(fēng)，以便提供對其間的有害濕氣積聚的增強(qiáng)控制。
要理解，上文所描述并在圖4和圖5中顯示的實(shí)施例只是提供配置為適于本發(fā)明協(xié)調(diào)環(huán)組件的可變幾何形狀渦輪增壓器組件的幾個示范性結(jié)構(gòu)。如上文所提到的，如插入物、防熱套和環(huán)狀空間這類的結(jié)構(gòu)元件的具體配置可以同已經(jīng)具體描述并顯示的配置進(jìn)行變化，并且要理解，采用本發(fā)明精神的任何設(shè)計(jì)上的變化都傾向于包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
圖6顯示部分組裝的可變幾何形狀渦輪增壓器組件164的截面視圖，在顯示協(xié)調(diào)環(huán)組件如何定位并附著到中心殼體時出于參照和清晰的目的沒有顯示渦輪增壓器殼體。協(xié)調(diào)環(huán)插入物166通過多個緊固件172附著到中心殼體170的內(nèi)表面168。在示例性實(shí)施例中，在協(xié)調(diào)環(huán)插入物由不銹鋼形成時，緊固件也以螺紋螺栓形式提供。通過將部分插入物放置在防熱套外邊緣上方，將防熱套174擠壓到鄰近中心殼體內(nèi)表面的適當(dāng)位置。
協(xié)調(diào)環(huán)176以上文所描述的方式定位成繞插入物可旋轉(zhuǎn)放置，其中協(xié)調(diào)環(huán)內(nèi)徑相鄰插入物第一表面部分定位，而協(xié)調(diào)環(huán)內(nèi)表面的一部分相鄰插入物第二表面部分，以使插入物軸向和徑向均支持協(xié)調(diào)環(huán)。
圖7與圖6類似之處在于它顯示了部分組裝的可變幾何形狀渦輪增壓器組件178。該圖示的主要區(qū)別在于另外存在多個相鄰協(xié)調(diào)環(huán)182定位的葉片180。
包括如上文所描述并在圖4至圖7中顯示的協(xié)調(diào)環(huán)組件的可變幾何形狀渦輪增壓器的特征在于協(xié)調(diào)環(huán)插入物或支撐件特別設(shè)計(jì)并構(gòu)建成與中心殼體獨(dú)立并以隔離協(xié)調(diào)環(huán)不與中心殼體直接接觸的方式支持協(xié)調(diào)環(huán)的軸向和徑向負(fù)載。協(xié)調(diào)環(huán)插入物由熱膨脹系數(shù)與協(xié)調(diào)環(huán)相同或類似的抗腐蝕性材料形成，由此有助于避免由于腐蝕的存在或由熱感應(yīng)膨脹或收縮所產(chǎn)生的所需協(xié)調(diào)環(huán)運(yùn)動的有害削弱或限制。以這種方式設(shè)計(jì)并構(gòu)建插入物避免了必須以抗腐蝕性材料(例如不銹鋼)制造整個中心殼體的高成本備選方案。
協(xié)調(diào)環(huán)插入物的另一特征在于它進(jìn)一步配置為在協(xié)調(diào)環(huán)和中心殼體之間提供環(huán)狀空間以便在協(xié)調(diào)環(huán)和中心殼體之間空氣流通和通風(fēng)路徑。這是控制并最小化其間濕氣的有害積聚所需要的。
本發(fā)明的協(xié)調(diào)環(huán)插入物的又一特征在于它起到定位和保持防熱套的功能。這使得防熱套能夠制得更小并且更薄，不需要通過螺栓或其他類型的緊固件附著其自身，由此防熱套能夠以更成本有效的方式制造。
盡管上文已經(jīng)描述并顯示了包括本發(fā)明協(xié)調(diào)環(huán)組件的可變幾何形狀渦輪增壓器的特定實(shí)施例，但要理解，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說這種配置的修改和變型是顯而易見的，并且這些修改和變型傾向于落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用在可變幾何形狀渦輪增壓器組件(90)中的協(xié)調(diào)環(huán)組件，包括中心殼體(92)，附著到所述中心殼體的渦輪機(jī)殼體(94)，可旋轉(zhuǎn)設(shè)置在所述渦輪機(jī)殼體內(nèi)的渦輪葉輪(96)，在所述渦輪葉輪上游活動設(shè)置在所述渦輪機(jī)殼體內(nèi)的多個葉片(10)，以及可旋轉(zhuǎn)設(shè)置在所述渦輪機(jī)殼體內(nèi)并與所述多個葉片接觸的協(xié)調(diào)環(huán)(110)，所述協(xié)調(diào)環(huán)組件包括與所述中心殼體隔開并附著到所述中心殼體的表面的支撐件(112)，其中所述協(xié)調(diào)環(huán)可旋轉(zhuǎn)安裝在所述支撐件上，所述支撐件包括與所述協(xié)調(diào)環(huán)接觸的一個或多個表面以便支持來自所述協(xié)調(diào)環(huán)的軸向和徑向指向的負(fù)載，并且其中所述支撐件包括用于接受所述協(xié)調(diào)環(huán)的內(nèi)徑(130)放置于其上的第一徑向指向的表面(122)以及用于接受所述協(xié)調(diào)環(huán)的內(nèi)表面(132)放置于其上的第二軸向指向的表面(126)。
2.如權(quán)利要求1所述的協(xié)調(diào)環(huán)組件，其特征在于所述支撐件第二軸向指向表面遠(yuǎn)離所述中心殼體表面突起，以便在所述協(xié)調(diào)環(huán)和所述中心殼體表面之間提供空間。
3.如權(quán)利要求1所述的協(xié)調(diào)環(huán)組件，其特征在于進(jìn)一步包括從所述支撐件到所述中心殼體內(nèi)的中心軸桿開口(140)徑向向內(nèi)延伸橫越所述中心殼體表面的防熱套(138)，所述防熱套由所述支撐件保持在適當(dāng)位置。
4.如權(quán)利要求3所述的協(xié)調(diào)環(huán)組件，其特征在于所述支撐件包括定位在所述防熱套的相鄰部分(142)上以便將所述防熱套保持在適當(dāng)位置的表面部分(144)。
5.一種用在可變幾何形狀渦輪增壓器組件中的協(xié)調(diào)環(huán)組件，包括中心殼體(90)，附著到所述中心殼體的渦輪機(jī)殼體(94)，可旋轉(zhuǎn)設(shè)置在所述渦輪機(jī)殼體內(nèi)的渦輪葉輪(96)，在所述渦輪葉輪上游活動設(shè)置在所述渦輪機(jī)殼體內(nèi)的多個葉片(102)，以及可旋轉(zhuǎn)設(shè)置在所述渦輪機(jī)殼體內(nèi)并與所述多個葉片接觸的協(xié)調(diào)環(huán)(110)，所述協(xié)調(diào)環(huán)組件包括與所述中心殼體隔開并附著到所述中心殼體的表面的支撐件(112)，其中所述協(xié)調(diào)環(huán)可旋轉(zhuǎn)安裝在所述支撐件上，所述支撐件包括與所述協(xié)調(diào)環(huán)接觸的一個或多個表面以便支持來自所述協(xié)調(diào)環(huán)的軸向和徑向指向的負(fù)載，并且其中所述支撐件包括具有頸狀物(122)以及肩狀物(126)的外徑，所述頸狀物(122)從支撐件外表面延伸一定距離并接收所述協(xié)調(diào)環(huán)的內(nèi)徑(130)相對其的放置，所述肩狀物(126)從所述頸狀物向外徑向延伸并接收所述協(xié)調(diào)環(huán)的內(nèi)表面(132)相對其的放置。
6.如權(quán)利要求5所述的協(xié)調(diào)環(huán)組件，其特征在于所述肩狀物遠(yuǎn)離所述中心殼體延伸一定距離，以便在所述協(xié)調(diào)環(huán)和所述中心殼體之間提供距離。
7.一種可變幾何形狀渦輪增壓器組件(90)，包括包括貫穿其設(shè)置的軸桿(98)的中心殼體(92)；附著到所述中心殼體一側(cè)并具有可旋轉(zhuǎn)設(shè)置于其中且附著到所述軸桿一端的推進(jìn)器的壓縮機(jī)殼體；附著到所述中心殼體的另一側(cè)并具有可旋轉(zhuǎn)設(shè)置于其中且附著到所述軸桿的相對端的渦輪葉輪(96)的渦輪機(jī)殼體(94)；設(shè)置在所述渦輪機(jī)殼體內(nèi)的多個活動葉片(102)；可旋轉(zhuǎn)設(shè)置在所述渦輪機(jī)殼體內(nèi)并與所述多個葉片接觸以便一同移動所述葉片的協(xié)調(diào)環(huán)(110)；以及與所述中心殼體隔開并附著到所述中心殼體的表面的支撐件(112)，所述支撐件具有一個或多個表面以便支持所述協(xié)調(diào)環(huán)，其中所述協(xié)調(diào)環(huán)可旋轉(zhuǎn)定位在所述支撐件上，其中所述支撐件包括鄰近所述協(xié)調(diào)環(huán)(130)的內(nèi)徑以便徑向支持所述協(xié)調(diào)環(huán)的第一表面(122)以及鄰近所述協(xié)調(diào)環(huán)的內(nèi)表面(132)以便軸向支持所述協(xié)調(diào)環(huán)的第二表面(126)。
8.如權(quán)利要求7所述的可變幾何形狀渦輪增壓器組件，其特征在于所述支撐件提供隔離所述協(xié)調(diào)環(huán)與所述中心殼體的接觸的空間(136)。
9.如權(quán)利要求7所述的可變幾何形狀渦輪增壓器組件，其特征在于進(jìn)一步包括沿所述中心殼體徑向向內(nèi)延伸的防熱套(138)，所述防熱套由所述支撐件保持在適當(dāng)位置。
10.如權(quán)利要求9所述的可變幾何形狀渦輪增壓器組件，其特征在于所述支撐件沿所述內(nèi)徑包括與所述防熱套接觸以便將所述防熱套保持在適當(dāng)位置的表面(144)。
11.一種可變幾何形狀渦輪增壓器組件(90)，包括包括貫穿其設(shè)置的軸桿(98)的中心殼體(92)；附著到所述中心殼體一側(cè)并具有可旋轉(zhuǎn)設(shè)置于其中且附著到所述軸桿一端的的推進(jìn)器的壓縮機(jī)殼體；附著到所述中心殼體的另一側(cè)并具有可旋轉(zhuǎn)設(shè)置于其中且附著到所述軸桿的相對端的渦輪葉輪(96)的渦輪機(jī)殼體(94)；設(shè)置在所述渦輪機(jī)殼體內(nèi)的多個活動葉片(102)；可旋轉(zhuǎn)設(shè)置在所述渦輪機(jī)殼體內(nèi)并與所述多個葉片接觸以便一同移動所述葉片的協(xié)調(diào)環(huán)(110)；以及與所述中心殼體隔開并附著到所述中心殼體的表面的支撐件(112)，所述支撐件具有一個或多個表面以便支持所述協(xié)調(diào)環(huán)，其中所述協(xié)調(diào)環(huán)可旋轉(zhuǎn)定位在所述支撐件上，其中所述支撐件包括具有第一表面部分(122)以及第二表面部分(126)的外徑，所述第一表面部分(122)從支撐件外表面延伸一定距離并接收所述協(xié)調(diào)環(huán)的內(nèi)徑(130)相對其的放置，所述第二表面部分(126)從所述第一表面部分向外徑向延伸并接收所述協(xié)調(diào)環(huán)的內(nèi)表面(132)相對其的放置。
12.一種可變幾何形狀渦輪增壓器組件(90)，包括包括貫穿其設(shè)置的軸桿(98)的中心殼體(92)；附著到所述中心殼體一側(cè)并具有可旋轉(zhuǎn)設(shè)置于其中且附著到所述軸桿一端的的推進(jìn)器的壓縮機(jī)殼體；附著到所述中心殼體的另一側(cè)并具有可旋轉(zhuǎn)設(shè)置于其中且附著到所述軸桿的相對端的渦輪葉輪(96)的渦輪機(jī)殼體(94)；設(shè)置在所述渦輪機(jī)殼體內(nèi)的多個活動葉片(102)；可旋轉(zhuǎn)設(shè)置在所述渦輪機(jī)殼體內(nèi)并與所述多個葉片接觸以便一同移動所述葉片的環(huán)狀協(xié)調(diào)環(huán)(110)；以及與所述中心殼體隔開并附著到所述中心殼體的表面的環(huán)狀支撐件(112)，所述支撐件包括具有第一表面部分(122)以及第二表面部分(126)的外徑，所述第一表面部分(122)從支撐件外表面向外延伸并接收所述協(xié)調(diào)環(huán)的內(nèi)徑(130)相對其的放置，所述第二表面部分(126)從所述第一表面部分向外徑向延伸并接收所述協(xié)調(diào)環(huán)的內(nèi)表面(132)相對其的放置；以及包括徑向突起的凸唇(144)的內(nèi)徑；沿從所述支撐件延伸的中心殼體表面徑向向內(nèi)延伸的環(huán)狀防熱套(138)，所述防熱套通過所述支撐件凸唇相對其的放置保持在適當(dāng)位置。
13.一種用于構(gòu)造可變幾何形狀渦輪增壓器組件(90)的方法，所述可變幾何形狀渦輪增壓器組件(90)包括中心殼體(92)，附著到所述中心殼體的渦輪機(jī)殼體(94)，可旋轉(zhuǎn)設(shè)置在所述渦輪機(jī)殼體內(nèi)的渦輪葉輪(96)，活動設(shè)置在所述渦輪機(jī)殼體內(nèi)的多個葉片(102)，以及可旋轉(zhuǎn)設(shè)置在所述渦輪機(jī)殼體內(nèi)并與所述多個葉片接觸的協(xié)調(diào)環(huán)(110)，所述方法包括以下步驟將防熱套(138)放置在所述中心殼體朝所述渦輪機(jī)殼體指向的表面上；將協(xié)調(diào)環(huán)支撐件(112)附著到所述中心殼體的表面，所述支撐件包括接觸所述防熱套并將所述防熱套保持在適當(dāng)位置的表面部分，所述支撐件包括用于接納所述協(xié)調(diào)環(huán)相對其可旋轉(zhuǎn)放置的一個或多個表面；以及將所述協(xié)調(diào)環(huán)安裝到所述支撐件上以使所述協(xié)調(diào)環(huán)的內(nèi)徑(130)與所述支撐件的第一表面部分(122)接觸，而所述協(xié)調(diào)環(huán)的內(nèi)表面(132)與所述支撐件的第二表面部分(126)接觸。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，在所述安裝步驟過程中，所述支撐件操作為遠(yuǎn)離并防止所述協(xié)調(diào)環(huán)和所述中心殼體接觸。
全文摘要
一種采用本發(fā)明的可變幾何形狀渦輪增壓器組件(90)包括中心殼體(92)，附著到中心殼體一側(cè)的壓縮機(jī)殼體，以及附著到中心殼體另一側(cè)的渦輪機(jī)殼體(94)。多個活動葉片(102)設(shè)置在渦輪機(jī)殼體內(nèi)，并且協(xié)調(diào)環(huán)(110)可旋轉(zhuǎn)設(shè)置在渦輪機(jī)殼體內(nèi)以便一同移動葉片。渦輪增壓器包括本發(fā)明的包括獨(dú)立并附著到中心殼體的插入物或支撐件(112)的協(xié)調(diào)環(huán)組件。該支撐件具有一個或多個表面以便支持協(xié)調(diào)環(huán)，并且協(xié)調(diào)環(huán)可旋轉(zhuǎn)定位在支撐件上。支撐件進(jìn)一步提供隔離協(xié)調(diào)環(huán)而不與中心殼體接觸的空間(136)。防熱套(138)任選性沿中心殼體徑向向內(nèi)延伸并且由支撐件保持在適當(dāng)位置。
文檔編號F01D9/04GK1969109SQ200580020146
公開日2007年5月23日 申請日期2005年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月21日
發(fā)明者B·D·措林格爾, K·P·斯盧普斯基, P·A·雷納 申請人:霍尼韋爾國際公司