可變噴嘴單元及可變?nèi)萘啃驮鰤浩鞯闹圃旆椒?br>【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及調(diào)整向可變?nèi)萘啃驮鰤浩髦械臏u輪葉輪側(cè)供給的廢氣流路面積(喉口面積)的可變噴嘴單元及可變?nèi)萘啃驮鰤浩鳌?br>【背景技術(shù)】
[0002]近年，關(guān)于裝備于可變?nèi)萘啃驮鰤浩鞯目勺儑娮靻卧霈F(xiàn)多種開(kāi)發(fā)。從專(zhuān)利文獻(xiàn)I到專(zhuān)利文獻(xiàn)3公開(kāi)了涉及現(xiàn)有技術(shù)的可變噴嘴單元。該具體的結(jié)構(gòu)按照下述。
[0003]在渦輪外殼內(nèi)，第一基座環(huán)與渦輪葉輪同心狀地配置。在相對(duì)于第一基座環(huán)沿渦輪葉輪的軸向隔離的位置上，與第一基座環(huán)一體地設(shè)置第二基座環(huán)。另外，在第一基座環(huán)的相對(duì)面與第二基座環(huán)的相對(duì)面之間配置多個(gè)可變噴嘴。多個(gè)可變噴嘴以圍繞渦輪葉輪的方式在圓周方向上等間距地配置。各可變噴嘴可在預(yù)先設(shè)定的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)繞平行于渦輪葉輪軸心的軸心向打開(kāi)方向或關(guān)閉方向(打開(kāi)方向及關(guān)閉方向)旋轉(zhuǎn)地設(shè)置。在第一基座環(huán)的相對(duì)面的相反面?zhèn)刃纬陕?lián)桿室。在聯(lián)桿室配置聯(lián)桿機(jī)構(gòu)。聯(lián)桿機(jī)構(gòu)使多個(gè)可變噴嘴在上述旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)向打開(kāi)方向或關(guān)閉方向同步旋轉(zhuǎn)。多個(gè)可變噴嘴向打開(kāi)方向同步旋轉(zhuǎn)時(shí)，向渦輪葉輪側(cè)供給的廢氣的流路面積(喉口面積)變大。另一方面，多個(gè)可變噴嘴向關(guān)閉方向同步旋轉(zhuǎn)時(shí)，上述廢氣的流路面積變小。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2010-65591號(hào)公報(bào)
[0007]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2009-243431號(hào)公報(bào)
[0008]專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2009-243300號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明所要解決的問(wèn)題
[0010]可是，在增壓發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中使用可變?nèi)萘啃驮鰤浩鞯那闆r中，為了提高增壓發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒效率，要求以下的兩個(gè)特性(性能)。即，第一特性是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)低、在廢氣流量少的低流量區(qū)域中的渦輪效率(在發(fā)動(dòng)機(jī)低旋轉(zhuǎn)區(qū)域中的渦輪效率)的高效率化，第二特性是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)高、在廢氣流量多的大流量區(qū)域中的渦輪容量(發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)數(shù)區(qū)域中的渦輪容量)的大容量化。
[0011]可是，位于低流量區(qū)域的渦輪效率的高效率化與位于大流量區(qū)域的渦輪容量的大容量化有折中選擇的關(guān)系，并存兩個(gè)特性很困難。
[0012]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種可變噴嘴單元及可變?nèi)萘啃驮鰤浩?，能?shí)現(xiàn)在低流量區(qū)域的渦輪效率的高效率化和在大流量區(qū)域的渦輪容量的大容量化。
[0013]用于解決課題的方法
[0014]本發(fā)明的形式是調(diào)整向可變?nèi)萘啃驮鰤浩鞯臏u輪葉輪側(cè)供給的廢氣的流路面積(喉口面積)的可變噴嘴單元，具備:在上述可變?nèi)萘啃驮鰤浩髦械臏u輪機(jī)殼內(nèi)與上述渦輪葉輪同心狀地配置的第一基座環(huán)；相對(duì)于上述第一基座環(huán)在上述渦輪葉輪的軸向上隔離，且在相對(duì)的位置上與上述第一基座環(huán)一體地設(shè)置的第二基座環(huán)；在上述第一基座環(huán)的相對(duì)面和上述第二基座環(huán)的相對(duì)面之間以包圍上述渦輪葉輪的方式在圓周方向上配置，能在預(yù)先規(guī)定的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)繞平行于上述渦輪葉輪軸心的軸心向打開(kāi)方向及關(guān)閉方向旋轉(zhuǎn)地配置的多個(gè)可變噴嘴；用于使多個(gè)上述可變噴嘴在上述旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)同步向開(kāi)閉方向旋轉(zhuǎn)的聯(lián)桿機(jī)構(gòu)，要旨為:當(dāng)使各可變噴嘴向上述旋轉(zhuǎn)范圍的打開(kāi)方向側(cè)端旋轉(zhuǎn)時(shí)，各可變噴嘴的后緣相對(duì)于上述第一基座環(huán)及上述第二基座環(huán)中的至少任一個(gè)的相對(duì)面的內(nèi)緣(內(nèi)周緣)向徑向內(nèi)側(cè)突出。
[0015]并且，在本專(zhuān)利申請(qǐng)的說(shuō)明書(shū)及要求保護(hù)的范圍內(nèi)，“配置”所包含的意思為除了直接配置外還有通過(guò)其他部件間接性配置的意思，“設(shè)置”所包含的意思除了直接設(shè)置外還有通過(guò)其他部件間接性地設(shè)置的意思。另外，所謂“后緣”是廢氣的流動(dòng)方向的下游端。
[0016]發(fā)明效果
[0017]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種能實(shí)現(xiàn)位于低流量區(qū)域的渦輪效率的高效率化與位于大流量區(qū)域的渦輪容量的大容量化的可變噴嘴單元及可變?nèi)萘啃驮鰤浩鳌?br>【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是在圖3中的向視部I的放大圖。
[0019]圖2是沿圖3中的I1-1I線的擴(kuò)大剖視圖。
[0020]圖3是在圖7中的向視部III的放大圖。
[0021]圖4是表示涉及本發(fā)明的實(shí)施方式的可變噴嘴單元的大部分的圖。
[0022]圖5(a)是表示在涉及本發(fā)明的實(shí)施方式的可變噴嘴單元中的噴嘴環(huán)的圖，圖5(b)是表示沿圖5(a)中的VB-VB線的剖視圖。
[0023]圖6(a)是表示在涉及本發(fā)明的實(shí)施方式的可變噴嘴單元中的支承環(huán)的圖，圖6(b)是沿圖6(a)中的VIB-VIB線的剖視圖。
[0024]圖7是涉及本發(fā)明的實(shí)施方式的可變?nèi)萘啃驮鰤浩鞯闹饕暺室晥D。
[0025]圖8是說(shuō)明本發(fā)明的其他實(shí)施方式的特征部分的圖，是相當(dāng)于圖1的圖。
[0026]圖9(a)是涉及現(xiàn)有例的可變?nèi)萘啃驮鰤浩鞯氖疽獾木植科室晥D，圖9(b)是沿圖9(a)中的IXB-1XB線的剖視圖。
[0027]圖10(a)是涉及發(fā)明例的可變?nèi)萘啃驮鰤浩鞯氖疽獾木植科室晥D，圖10(b)是沿圖10 (a)中的XB-XB線的剖視圖。
[0028]圖11是表示關(guān)于涉及現(xiàn)有例的可變?nèi)萘啃驮鰤浩骷吧婕鞍l(fā)明例的可變?nèi)萘吭鰤浩餍阅茉囼?yàn)的結(jié)果的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029][新的發(fā)現(xiàn)]
[0030]首先，關(guān)于成為本發(fā)明依據(jù)的新的發(fā)現(xiàn)進(jìn)行說(shuō)明。
[0031 ] 圖9 (a)及圖9 (b)表示涉及現(xiàn)有例的可變?nèi)萘啃驮鰤浩?00。圖10 (a)及圖10 (b)表示涉及發(fā)明例(即，本發(fā)明的一種實(shí)施方式)的可變?nèi)萘啃驮鰤浩?00。在涉及現(xiàn)有例的可變?nèi)萘啃驮鰤浩?00中，無(wú)論各可變噴嘴26向任何方向旋轉(zhuǎn)，各可變噴嘴261的后緣261t都不會(huì)從第一基座環(huán)247的相對(duì)面247f的內(nèi)緣247fe及第二基座環(huán)257的相對(duì)面257f的內(nèi)緣257fe突出。另一方面，在涉及發(fā)明例的可變?nèi)萘啃驮鰤浩?00中，使各可變噴嘴361向打開(kāi)方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，各可變噴嘴361的后緣361t相對(duì)于第二基座環(huán)357的相對(duì)面357f的內(nèi)緣357fe向徑向內(nèi)側(cè)突出。在圖9(b)中，實(shí)線表示位于旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的打開(kāi)方向側(cè)端的可變噴嘴261，假想線表示位于旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的關(guān)閉方向側(cè)端的可變噴嘴261。同樣，在圖10(b)中，實(shí)線表示位于旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的打開(kāi)方向側(cè)端的可變噴嘴361，假想線表示位于旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的關(guān)閉方向側(cè)端的可變噴嘴361。并且，圖9(a)中的227、229、237、299分別表示可變?nèi)萘啃驮鰤浩?00的渦輪外殼、渦輪葉輪、渦輪卷形流路、密封環(huán)。同樣，圖10(a)的327、329、337、399分別表示可變?nèi)萘啃驮鰤浩?00的渦輪外殼、渦輪葉輪、渦輪卷形流路、密封環(huán)。
[0032]圖11表示關(guān)于可變?nèi)萘啃驮鰤浩?00及可變?nèi)萘啃驮鰤浩?00的性能試驗(yàn)的結(jié)果。該圖表示流經(jīng)兩增壓器的渦輪的氣體流量(試驗(yàn)氣體流量)與渦輪效率之間的關(guān)系。并且，該流量通過(guò)使用渦輪入口溫度與壓力的所周知的算式補(bǔ)正。
[0033]如該圖所示，涉及發(fā)明例的可變?nèi)萘啃驮鰤浩?00，在小流量區(qū)域維持與涉及現(xiàn)有例的可變?nèi)萘啃驮鰤浩?00相等的渦輪功率，在大流量區(qū)域相比于涉及現(xiàn)有例的可變?nèi)萘啃驮鰤浩?00增大流量。即，在以旋轉(zhuǎn)至在旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的打開(kāi)方向側(cè)端時(shí)，各可變噴嘴的后緣相對(duì)于第二基座環(huán)的相對(duì)面的內(nèi)緣向徑向內(nèi)側(cè)突出的方式構(gòu)成各可變噴嘴的情況下，得到在小流量區(qū)域中維持充足的渦輪功率且能夠在大流量區(qū)域中增大廢氣的流量這樣的見(jiàn)解。增大該廢氣的流量的原因推測(cè)為，喉口(外觀喉口)T的位置向氣體的流動(dòng)方向的上游側(cè)位移，喉口T的面積(外觀喉口面積)在大流量區(qū)域擴(kuò)大。另外，各可變噴嘴旋轉(zhuǎn)至旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的打開(kāi)方向側(cè)端時(shí)，各可變噴嘴的后緣相對(duì)于第一基座環(huán)的相對(duì)面的內(nèi)緣向徑向內(nèi)側(cè)突出的情況下，推測(cè)也能夠產(chǎn)生相同的現(xiàn)象。
[0034][實(shí)施方式]
[0035]關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式參照?qǐng)D1至圖7進(jìn)行說(shuō)明。并且，在附圖中的“R”表示右方向，“L”表示左方向。
[0036]圖7表示涉及本實(shí)施方式的可變?nèi)萘啃驮鰤浩鱅。可變?nèi)萘啃蛪嚎s機(jī)I利用來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)(圖示省略)的廢氣的能量，對(duì)向發(fā)動(dòng)機(jī)供給的空氣進(jìn)行增壓(壓縮)。
[0037]可變?nèi)萘啃驮鰤浩鱅具備軸承外殼3。在軸承外殼3內(nèi)設(shè)置向心軸承5及一對(duì)推力軸承7。另外在多個(gè)軸承5、7中可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置向左右方向延伸的轉(zhuǎn)子軸(渦輪軸)9。