用于包括集成叶片杆的调整环轴向行程止动件的涡轮增压器的导向设备的制作方法

本公开总体上涉及涡轮增压器，并且更具体地涉及用于这种涡轮增压器的叶片杆。

背景技术：

一些涡轮机(诸如但不限于汽车、卡车、飞机、机车、船舶以及辅助发电机)利用涡轮增压器，其可以提高这种涡轮机的内燃机效率和动力输出。作为涡轮驱动装置的涡轮增压器可以通过迫使额外的空气进入发动机的燃烧室来实现这一点。例如，来自发动机的排气可以驱动涡轮增压器的涡轮来驱动压缩机的叶轮，其可以吸入环境空气、压缩空气，然后将该额外的空气供应到发动机。以此方式，发动机可以提高燃料经济性、减少排放，以及增加动力和转矩。

一些涡轮增压器(诸如可变涡轮几何涡轮增压器)利用可调导向叶片来调节通向涡轮叶轮的气流。例如，可调导向叶片可以在上部叶片环与下部叶片环之间枢转，并且可以经由多个叶片杆与调整环机械地接合。调整环可以被致动以相对于上部叶片环旋转，使得调整环的旋转接合多个叶片杆以同时使所有可调导向叶片在关闭位置与打开位置之间枢转。

在一些设计中，调整环可能由于调整环与多个叶片杆之间的间隙而经历轴向移动。为了努力减少调整环的轴向移动，一些涡轮增压器采用了固定的轴向止动件(诸如，例如，螺纹连接到轴承壳体中的支座销和轴承壳体上的机械加工垫)。虽然有效，但是调整环与这种固定的轴向止动件之间的界面可能经历非期望的磨损，因为调整环可操作地抵靠固定的轴向止动件旋转。

另一个示例可以在美国专利申请公开2011/0171009号中找到，该专利申请公开了一种具有通过轴向止动件轴向约束协调环的可变叶片组件。轴向止动件包括形成在圆柱销部分的端部处的盖。盖包括第一直径，该第一直径大于圆柱销的第二直径，使得协调环的内边缘接合圆柱销，该圆柱销用作协调环的径向止动件。在该布置中，协调环也轴向地定位在喷嘴环与盖之间，使得盖防止协调环过度轴向移动远离喷嘴环。虽然有效，但是在协调环的操作旋转期间，协调环可能与圆柱销和盖连续接合，从而在这些部件的接触区域处引起摩擦磨损。

技术实现要素：

根据本公开的一个方面，提供了一种用于涡轮增压器的导向设备。导向设备可以包括下部叶片环，其轴向地偏离上部叶片环。多个叶片可以被设置在上部叶片环与下部叶片环之间并且可枢转地联接到上部叶片环和下部叶片环。调整环可以包括多个孔隙，并且可以与多个叶片机械关联。多个叶片杆可以联接到多个叶片，并且可以由多个孔隙相应地接纳。多个叶片杆中的每一个叶片杆可以包括面向调整环的突起。突起可能能够限制调整环的轴向移动。

根据本公开的另一个方面，提供了一种涡轮增压器。涡轮增压器可以包括涡轮壳体和被设置在涡轮壳体与压缩机壳体之间的轴承壳体。上部叶片环可以固定在涡轮壳体中并且可以靠近轴承壳体。下部叶片环可以轴向地偏离上部叶片环。多个叶片可以被设置在上部叶片环与下部叶片环之间并且可枢转地联接到上部叶片环和下部叶片环。调整环可以与多个叶片机械关联。叶片杆可以联接到多个叶片中的一个叶片，并且可以包括与调整环机械关联的臂。叶片杆可以包括面向调整的突起。突起可以与调整环接触以限制调整环的轴向移动。

根据本公开的又一方面，一种用于涡轮增压器的导向设备的叶片杆可以包括基座。基座可以包括穿过其中设置的孔。臂可以从基座延伸并且可以被接纳在导向设备的调整环的孔隙中。突起可以从基座延伸并且可能能够限制调整环的轴向移动。

通过参考以下详细描述和附图，可以更好地理解本公开的这些和其它方面和特征。

附图说明

图1是根据本公开的实施例的示例性涡轮增压器的轴向横截面视图；

图2是根据本公开的实施例的示例性涡轮增压器的透视图，其中多个部分被剖开并被切除；

图3是根据本公开的实施例的从涡轮壳体侧观察的图2的示例性涡轮增压器的透视图，其中多个部分被剖开并被切除；

图4是了根据本公开的实施例的图2的示例性涡轮增压器的平面图，其中多个部分被剖开并被切除，图2说明了多个叶片、调整环、上部叶片环以及多个叶片杆；

图5是根据本公开的实施例的透视图，其中多个部分被剖开并被切除，该图示例性地说明了涡轮增压器的调整环、多个叶片杆、上部叶片环以及下部叶片环；以及

图6是根据本公开的实施例的示例性叶片杆的透视图。

应当理解的是，附图并非按比例绘制，并且所公开的实施例仅仅是以图解方式和部分视图进行说明。还应当理解的是，本公开不限于本文所说明的特定实施方案。

具体实施方式

现在参考图1，根据本公开构造的示例性涡轮增压器通常由附图标记10表示。涡轮增压器10可以与涡轮机的内燃机结合利用，涡轮机诸如但不限于汽车、卡车、飞机、机车、船舶以及辅助发电机。涡轮增压器10可以通过从发动机的排气中提取动力来增加这种发动机的动力输出以压缩要输送到发动机的进气口的空气，使得压缩空气可以与燃料混合并在发动机中燃烧。涡轮增压器10可以包括压缩机壳体12、涡轮壳体14以及布置在压缩机壳体12与涡轮壳体14之间的轴承壳体16。轴承壳体16可以支撑可旋转轴18。压缩机叶轮20可以被布置在压缩机壳体12中并且可以通过被布置在涡轮壳体14中的涡轮叶轮22经由轴18可旋转地驱动。涡轮壳体14可以包括蜗壳24，该蜗壳可以是大致上环形腔室，其径向地过渡到喉部26中。

参考图1到3，涡轮增压器10可以是可变涡轮几何形状(vtg)类型并且可以包括导向设备28。导向设备28可以被布置在涡轮壳体14中以调整通向涡轮叶轮22的气流。导向设备28可以包括轴向地偏离下部叶片环32的上部叶片环30，使得多个间隔件34和多个叶片36可以被布置在上部叶片环30与下部叶片环32之间。在固定于涡轮壳体14中的同时，上部叶片环30可以被设置在轴承壳体16附近。

参考图4和5，多个叶片36中的每一个叶片可以具有翼型形状并且可以安装到叶片柱38，该叶片柱可枢转地联接到上部叶片环30和下部叶片环32。导向设备28还可以包括被布置在上部叶片环30附近的调整环40，使得调整环40的外周可以被布置在上部叶片环30的径向外侧。调整环40可以与多个叶片36机械关联使得调整环40相对于上部叶片环30的旋转运动向多个叶片36的每一个叶片提供同时枢转移动，如在下面更详细解释的。调整环40可以包括多个孔隙42，每个孔隙被布置成周向地彼此间隔开。

特别参考图5，每个叶片柱38可以穿透上部叶片环30，从而露出每个叶片柱38的头部44，使得头部44在轴向方向上突出经过上部叶片环30。导向设备28可以包括多个叶片杆46，使得每个叶片柱38的头部44可以联接到多个叶片杆46中的对应叶片杆。例如，多个叶片杆46中的每一个叶片杆可以包括孔48，该孔穿过每个叶片杆46的基部49设置以用于接纳对应的叶片柱38的头部44。对应的叶片柱38的头部44可以被布置在孔48中并且铆接或焊接到叶片杆46上或者通过工业中公知的任何其它方式固定到叶片杆46上。

如图6中所说明，多个叶片杆46中的每一个叶片杆可以包括从基部49向外延伸的臂50。在一个实施例中，臂50可以被设置在基部49的与孔48相对的端部上。突起52或止动件可以被设置在多个叶片杆46中的每一个叶片杆的基部49上。突起52可以与臂50在相同方向上向外延伸。在一个实施例中，在多个叶片杆46中的每一个叶片杆上，突起52可以被设置在臂50与孔48之间。然而，应当理解的是，突起52可以被设置在多个叶片杆46中的每一个叶片杆上的其它位置中。

返回参考图5，调整环40的多个孔隙42中的每一个孔隙可以接纳多个叶片杆46中的对应叶片杆的臂50，使得突起52面向调整环40并且调整环40轴向地布置在多个叶片杆46与上部叶片环30的肩部54之间。肩部54从上部叶片环30径向向外延伸。多个叶片杆46的每个臂50可以被接纳在多个孔隙42中的相应孔隙中，以共同限制调整环40的径向移动。

导向设备28可以包括在调整环40与多个叶片杆46中的每个突起52之间的杆间隙56，并且可以包括在调整环40与上部叶片环30的肩部54之间的环间隙58。虽然杆间隙56与环间隙58可以允许调整环40在上部叶片环30的肩部54与多个叶片杆46之间进行细微的轴向移动，但是多个叶片杆46中的每一个叶片杆上的突起52用作抵靠调整环40的轴向止动件。

返回参考图4，由于上部叶片环30和下部叶片环32都可以固定到涡轮壳体14上，所以调整环40可以被致动以相对于上部叶片环30在一个方向或另一个方向上旋转，如第一双箭头60所说明，从而使多个叶片杆46中的每一个叶片杆也分别在该一个方向或另一个方向上旋转，如第二双箭头62所说明，这进而使每个叶片柱38旋转，由此使多个叶片36中的每一个对应的叶片分别在打开位置与关闭位置之间枢转，如第三双箭头64所说明。在这样的布置中，经由调整环40的致动，多个叶片36中的每一个叶片的协调枢转可以调节流向涡轮叶轮22的空气。此外，在用作抵靠调整环40的轴向止动件的同时，突起52也在调整环40的操作旋转期间与调整环一起旋转，这可以转化为部件之间的较小磨损。

虽然多个叶片杆46中的每一个叶片杆被描述为包括突起52，但是在备选实施例中，叶片杆46中的单个叶片杆可以包括突起52，交替的叶片杆46可以包括突起52，或者叶片杆46的任何其它组合可以包括突起52。

工业实用性

基于前述内容，可以看出，本公开可以在许多行业中找到实用性，这些行业诸如但不限于在各种涡轮机中采用内燃机的行业，这些涡轮机诸如但不限于汽车、卡车、飞机、机车、船舶以及辅助发电机。通过上述新颖的教导，导向设备28可以在多个叶片杆46中的至少一个叶片杆上提供突起52，以限制调整环40的轴向移动，使得突起52和调整环40可以彼此协调旋转。以此方式，因为突起52与调整环40一起旋转，所以在它们之间存在最小的滑动和旋转相对运动，这可能优于采用固定的轴向止动件的其它设计，该其它设计可能会由于调整环抵靠固定的轴向止动件的操作旋转而出现磨损。此外，本公开可以消除可以在其它设计中找到的按压配合制造变化。此外，通过上述新颖的教导，多个叶片杆46中的每一个叶片杆可以通过工业中公知的任何工艺与突起52一体地制造，该工艺诸如但不限于金属注射成型、铸造、冲压和精密冲裁，由此实现导向设备28中的整体零件的减少，并且进而降低了成本。

在涡轮增压器10的操作中，可以选择性地调整导向设备28的多个叶片36以改变通向涡轮增压器10的涡轮叶轮22的气流。经由调整环40的选择性致动，可以在打开位置与关闭位置之间调整多个叶片36。例如，调整环40可以被致动以相对于上部叶片环30旋转，并且进而接合多个叶片杆46以便也进行旋转，由此将同时枢转移动传输到多个叶片36中的每一个叶片。

在涡轮增压器10的操作期间，调整环40可能会经历细微的轴向移动，然而，由于调整环40抵靠多个叶片杆46中的每一个叶片杆的突起50，因此这可以限制该轴向移动。因而，多个叶片杆46中的每一个叶片杆的突起50可以用作轴向止动件以限制调整环40的轴向移动。此外，因为多个叶片杆46中的每一个叶片杆的突起50与调整环40一起旋转，所以相对运动以及它们之间的磨损量可以是最小的。