專利名稱：具有階形葉片的滑動葉片渦輪增壓器的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及變幾何形渦輪增壓器。尤其涉及這樣一種渦輪增壓器，即，它具有一個滑動葉片可變噴嘴渦輪入口，葉片通過懸置的槽形片金屬隔熱屏容納在渦輪機殼體中，葉片具有階形形狀以密封住隔熱屏的表面。
在現有技術中活塞型的變幾何形渦輪增壓器中，一直面臨的挑戰就是，最大程度地使空氣動力性能與匹配表面的容許性相平衡，尤其是經受極端溫度變化和機械應力的葉片和容納槽，以及采用容易制造的結構提供啟動活塞的裝置。
一個基本上為圓柱狀的活塞與渦輪葉輪同心并可平行于渦輪葉輪的轉動軸移動。多個葉片基本上平行于轉動軸從貼近后圓盤的活塞的第一端延伸。一個隔熱屏，其外圓周在渦輪機殼體與中心殼體之間接合，并朝轉動軸徑向向內延伸。該隔熱屏具有多個容納葉片的槽。一個驅動器被提供用來使活塞從第一端貼近隔熱屏的第一位置移動到第一端遠離隔熱屏的第二位置。葉片具有大小能容納在槽中的第一部分和第二部分或臺階，第二部分介于第一部分和活塞之間，活塞的大小被設定成在活塞處于第一位置上時與隔熱屏的表面接合并覆蓋槽。
具體實施例方式
參見附圖，

圖1示出了一個用于渦輪增壓器10的本發明的實施例，該渦輪增壓器10裝有一個渦輪機殼體12、一個中心殼體14和一個壓縮機殼體16。渦輪葉輪18通過軸20連接到壓縮機葉輪22上。渦輪葉輪將來自從一排氣歧管(未示出)提供的內燃機廢氣的能量轉換成渦輪機殼體中的蝸殼24的氣體能量。廢氣通過渦輪擴張并經出口26排出渦輪機殼體。
壓縮機殼體具有一入口28和一出口蝸殼30。底板32通過螺栓34連接在壓縮機殼體上。反過來，底板又利用螺栓(未示出)固定在中心殼體上。第一環封36接合在底板與壓縮機殼體之間，而第二環封38接合在底板與中心殼體之間。螺栓40和固定墊圈42將渦輪機殼體連接到中心殼體上。
裝在中心殼體的軸孔52中的軸頸軸承50轉動地支承軸。在所示實施例中，鄰近壓縮機葉輪裝在軸上的止推軸環54接合在一個止推軸承56上，該止推軸承56被限制在中心殼體與底板之間。一軸套58接合在止推軸環與壓縮機葉輪中間。一旋轉密封件60比如一活塞環在該軸套和底板之間提供了密封。彈性擋圈62將軸頸軸承限定在孔中，而螺母64限定壓縮機葉輪和軸上的軸承部件。
本發明的變幾何形機構包括一個基本上為圓柱狀的活塞70，該活塞被容納在渦輪機殼體中、與渦輪的轉動軸同心對齊。該活塞通過一個三腳架72可縱向移動，該三腳架在所示的實施例中具有三個支腳，與該活塞和一驅動軸74相連。該驅動軸被容納在一個貫穿渦輪機殼體的軸襯76中并與一個驅動器77相連。在所示實施例中，該驅動器利用一支架78和螺栓80安裝在渦輪機殼體的支座上。
活塞通過一個小摩擦插件82在渦輪機殼體中滑動。一圓柱狀封條84被插在活塞與插件之間。活塞可從圖1所示的閉合位置處移動，基本上減小了從蝸殼24到渦輪的入口噴嘴的面積。在完全打開的位置上，一個活塞上的徑向突起86被容納在限制活塞運行的保險塞(relief)88中。
噴嘴葉片90從活塞上的徑向突起延伸。在活塞的閉合位置上，葉片被容納在中心殼體鑄件的突出部分中。隔熱屏92接合在渦輪機殼體與中心殼體之間。該屏的輪廓被設計成從中心殼體與渦輪機殼體之間的界面伸入渦輪機殼體的空腔中，并給渦輪入口噴嘴提供一內壁。
圖2示出了裝有閉合槽96的隔熱屏，該閉合槽96用來容納葉片90。如圖3和4所示，葉片具有第一部分98和第二部分100，該第一部分被容納在槽中，該第二部分為一臺階形式，其在弦長(cord)和深度上都長過槽的大小。如圖5a所示，在活塞處于打開位置時，渦輪入口噴嘴面積的大小被定成使最大的流量進入渦輪。在活塞處于閉合位置時，如圖5b所示，葉片的第一部分被容納在槽中，而葉片上的第二部分或臺階與隔熱屏的表面接合。臺階密封隔熱屏中的槽，以避免渦輪輸入流量的過多滲漏，可在圖6a中最好地看出。臺階的空氣動力外形保持輸入流在活塞的閉合和打開位置上都能平穩流動。圖6b描述了階形葉片的一可選實施例，此時由線106表示的該臺階弦長與由104表示的葉片弦長呈傾斜關系。這種布置方式在活塞的打開和閉合位置上改變葉片相對于氣流的沖擊角以增強空氣動力控制。
圖中示出的實施例中的活塞的驅動系統是一個氣動驅動器77，該驅動器77具有一個如圖1所示的固定在支架78上的殼體底端102。
雖然現已按專利法的要求詳細地描述了本發明，但對于本領域的技術人員來說，將會認識到，可對這里披露的特定實施例作出改進和替換。這樣的改進和替換落在下面權利要求限定的本發明的范圍和目的中。
權利要求
1.一種渦輪增壓器，它包括一個外殼，該外殼具有一個渦輪機殼體、一個壓縮機殼體和一個中心殼體，該渦輪機殼體容納來自入口處一內燃機的排氣歧管的廢氣并具有一個排氣口，該壓縮機殼體具有一個進氣口和第一蝸殼，該中心殼體介于該渦輪機殼體和壓縮機殼體的中間；一個承載在渦輪機殼體中并從廢氣中吸取能量的渦輪葉輪，所述渦輪葉輪連接在一根通過中心殼體內的軸孔從渦輪機殼體延伸的軸上；一個承載在中心殼體軸孔中的軸承，所述軸承支承旋轉運動的軸；一個相對于渦輪葉輪連接在軸上并被封閉在壓縮機殼體中的壓縮機葉輪；一個基本上為圓柱狀的活塞，該活塞與渦輪葉輪同心并可平行于渦輪葉輪的轉動軸移動；多個基本上平行于轉動軸從貼近后圓盤的活塞的第一端延伸的葉片，每個葉片都具有一個第一部分和一個第二部分，第一部分具有第一弦長和深度，第二部分介于第一部分和活塞第一端的中間，第二部分具有大于第一弦長和深度的第二弦長和深度；一個隔熱屏，其外圓周接合在渦輪機殼體與中心殼體之間，并朝轉動軸徑向向內延伸，所述隔熱屏還具有多個緊密容納葉片第一部分的弦長和深度的槽；及使活塞從第一端貼近隔熱屏的第一位置移動到第一端遠離隔熱屏的第二位置的裝置，活塞處于第一位置上時，葉片的第二部分與隔熱屏接合并密封槽。
2.如權利要求1所述的渦輪增壓器，其特征在于，葉片的第二部分具有空氣動力外形以促進渦輪入口氣體的平穩流動。
3.如權利要求2所述的渦輪增壓器，其特征在于，葉片的第二部分與第一部分呈傾斜關系以在活塞處于閉合位置上時改變氣流沖擊角。
全文摘要
本發明涉及一種渦輪增壓器，該渦輪增壓器具有可變渦輪吸氣噴嘴，包括一個可移動的圓柱狀活塞以改變吸氣噴嘴在渦輪中的面積。裝在活塞上以控制進入噴嘴的流量的葉片穿過一個槽形隔熱屏，該隔熱屏將平穩的空氣動力氣流供應到渦輪葉片中。葉片還包括一個階形部分，該階形部分具有較大的弦長和深度，在活塞處于閉合位置上時與隔熱屏的表面接合并密封槽。連接有一個軸向驅動裝置以操縱活塞。
文檔編號F02B37/22GK1454284SQ0081975
公開日2003年11月5日 申請日期2000年7月19日 優先權日2000年7月19日
發明者阿蘭·勒內·隆巴爾, 讓－呂克·于貝爾·佩蘭 申請人:霍尼韋爾加勒特股份有限公司