專利名稱：帶有滑動活塞的可變形狀渦輪增壓器的制作方法
技術領域：
總體來說，本發明涉及一種可變形狀的渦輪增壓器。具體來說，即這樣一種增壓器，其上帶有一個滑動活塞，以使渦輪機具有可變的渦輪機進口，渦輪機進口帶有葉片，在活塞的關閉位置，葉片伸過噴嘴。
在現有技術的活塞型可變形渦輪增壓器中，主要的任務除了要提供其形狀易于制造的活塞操縱裝置外，還既要考慮接合面的間隙，也要具有最好的空氣動力學性能。所述的接合面特別是指多數設計中采用的葉片和其容置槽，在多數情況下，這些面處于很大的溫度變化范圍和機械應力中。
一個大致為柱形的活塞與渦輪機葉輪同心，并可在與渦輪機葉輪的轉軸平行的方向上移動。多個葉片從擋熱板處沿大致與轉軸平行的方向延伸。所述的擋熱板的外周圓位于渦輪機殼體和中間殼體之間，且沿徑向向內朝旋轉軸的方向延伸。一個執行器使活塞從接近擋熱板的第一位置移動到離開擋熱板的第二位置。在第一位置，活塞的徑向表面與葉片的一端相接合，在第二位置處，活塞離開葉片，形成了一個較大的噴嘴截面，從渦輪機蝸殼中流出的部分廢氣流流經葉片，且部分流經一個環狀開口，直接進入渦輪機中。


圖1是本發明實施例的渦輪增壓器的正向剖視圖，圖中的活塞處于關閉位置；圖2是如圖1所示渦輪增壓器的正向剖視圖，圖中的活塞處于打開位置；圖3是本發明第二實施例的局部正向剖視圖，圖中的活塞處于關閉位置，形成交錯狀接合密封；圖4是如圖3所示實施例的局部正向剖視圖，圖中的活塞處于打開位置。
壓縮機殼體帶有一個進口28和一個出口蝸殼30，背板32由多個螺釘34連接到壓縮機殼體上，同樣，背板可被螺釘(圖中未示)固定在中間殼體上，或者背板與中間殼體一體澆鑄成型。V型夾帶40和定位銷42將渦輪機殼體與中間殼體聯接在一起。
中間殼體的軸孔52中安裝有一支撐該軸旋轉的軸承50，軸套58位于軸承的止推面和壓縮機葉輪中間，并與兩者接合。軸套和背板之間的密封由一個如活塞環狀的旋轉密封件60完成。
本發明的可變形狀機構包括一個大致為柱形的活塞70，該活塞安裝在渦輪機殼體內，并與渦輪機的轉動軸同軸。星形接頭(本實施例中為三條棱)72分別連接到活塞70和操縱軸74上，其可帶動活塞縱向移動。操縱軸安裝在套筒76中，且延伸穿過渦輪機殼體并與執行器77相聯。在圖示的實施例中，執行器依一個托架78安裝在渦輪機殼體的支架上。
活塞在渦輪機殼體內滑動，其間有一低磨擦的襯套82。在活塞和襯套間設有一柱狀的密封件84。活塞可從圖1所示的關閉位置移動，在關閉位置處大大減小了從蝸殼24到渦輪機的進口面積。在完全開啟的位置處，活塞上的徑向凸起86壓在限制活塞行程的襯套端面88上。
噴嘴葉片90從擋熱板92處伸出。在活塞的關閉位置，葉片與活塞上的徑向凸起的端面相接合。擋熱板的外周接合于渦輪機殼體和中間殼體之間。擋熱板應從中間殼體和渦輪機殼體的交界面伸入到渦輪機殼體的腔室中，并構成了渦輪機進口的內壁。
圖2表示了圖1所示的活塞處于打開位置時的情形。葉片和活塞的徑向凸起端面間形成了一個打開的環形通道94，葉片使流經該葉片和環形通道的廢氣流動方向得以穩定，環形通道包括打開的噴嘴。將活塞放置在其全開和全關間的預定位置上，即可決定噴嘴的流型。
在本發明附圖所示的實施例中，用于活塞的操縱系統是一個氣動執行器77，該執行器安裝在托架78上(如圖1和2所示)。
圖3表示了本發明的第二個實施例，其上具有活塞70a，該活塞由金屬板或薄壁鑄件制造而成，其截面大致呈U形，帶有一個外環94和一個內環96，外環94平行于活塞的移動方向，而內環96則一直延伸到盤98處，以便與操縱桿74相聯。活塞的外環處于渦輪機殼體的槽100內，渦輪機殼體出口圓周內壁緊卡內環，從而形成了活塞的交錯狀接合密封。在關閉位置，U形活塞的連接板與葉片相接合，以形成最小的噴嘴面積。
圖4表示了圖3所示的實施例的活塞處于打開位置時的情形，活塞的連接板與葉片分離，從而構成了前述的環形空間，為打開的噴嘴提供最大的噴嘴進口面積。外環94的邊緣與槽100的一端相接合，或者U形的連接板與其相鄰的面88a相配合，以限制活塞的行程。
以上內容詳細描述了本發明，本領域的技術人員均知曉，在所附權利要求限定范圍內，可在所述實施例的基礎上加以改進和替換。
權利要求
1.帶有可變形狀渦輪機進口的渦輪增壓器，包括一個帶有渦輪機殼體的箱體，它的進口接收來內燃機排氣管中的廢氣，并且還具有一個廢氣出口；一個壓縮機殼體，其上帶有一個空氣進口和一個第一蝸殼；和一個位于渦輪機殼體和壓縮機殼體之間的中間殼體；一個設置在渦輪機殼體內的渦輪機葉輪，該渦輪機葉輪吸收廢氣中的能量，該渦輪機葉輪與渦輪機殼體中由中間殼體的軸孔伸出的軸相聯；一個設置在中間殼體的軸孔中的軸承，該軸承支撐軸的旋轉運動；一個壓縮機葉輪，該葉輪與渦輪機葉輪對應的軸相聯，并設置在壓縮機殼體內；一個大致為柱形的活塞，該活塞與渦輪機葉輪同心，并可沿與渦輪機葉輪的轉軸平行的方向上移動；一個擋熱板，該擋熱板的外周圓位于渦輪機殼體和中間殼體之間，且徑向向內朝旋轉軸的方向延伸；所述擋熱板還具有多個葉片，該多個葉片大致沿平行于所述轉軸的方向延伸；和使活塞從接近擋熱板并與葉片接觸的第一位置移動到遠離擋熱板的第二位置的裝置。
2.如權利要求1所述的渦輪增壓器，其中活塞具有一個截面呈U形的薄壁，其上帶有外環和內環，這兩個環由一個連接板連接起來，所述的外環緊密容置于渦輪機殼體的一個柱形槽內，所述的內環則與出口的內圓周面緊密接合，內、外環構成了一種交錯狀的密封，在所述的第一位置，所述的連接板使葉片與活塞接觸。
全文摘要
本發明提供了一種渦輪增壓器，該渦輪增壓器帶有一個可變形狀渦輪機進口，該進口處具有一個可移動的柱形活塞，以改變進入渦輪機的進口的面積。在第一關閉位置，由擋熱板延伸出的葉片與活塞相配合，控制噴嘴的流量；在第二打開位置，活塞與葉片之間隔開一定的距離，以增加進口的面積。
文檔編號F01D17/14GK1454285SQ0081983
公開日2003年11月5日 申請日期2000年11月30日 優先權日2000年11月30日
發明者讓－呂克·于貝爾·佩蘭, 奧利維耶·埃斯帕薩, 馬瑞林·魯菲諾尼, 阿蘭·勒內·隆巴爾, 菲利普·約瑟夫·米勒 申請人:霍尼韋爾加勒特股份有限公司