可变几何涡轮机的制作方法

文档序号:37905722发布日期:2024-05-09 21:52阅读:21来源:国知局
可变几何涡轮机的制作方法

本发明涉及可变几何涡轮机及其零部件。可变几何涡轮机可以例如用于内燃机的涡轮增压器中。特别地,本发明涉及用于可变几何涡轮机的新型喷嘴环、用于喷嘴环的新型支撑件、以及用于在喷嘴环与一个或多个支撑件之间接合的新型机构。


背景技术:

1、涡轮增压器是用于以高于大气压力的压力(增压压力)向内燃机的进气口供应空气的已知装置。常规的涡轮增压器包括安装在涡轮机壳体内的可旋转轴上的排放气体驱动的涡轮机叶轮。涡轮机叶轮的旋转使安装在轴的另一端部并位于压缩机壳体内的压缩机叶轮旋转。压缩机叶轮将压缩空气输送至发动机进气口歧管。涡轮增压器轴常规地由轴颈轴承和止推轴承支撑,轴颈轴承和止推轴承包括适当的润滑系统,位于连接在涡轮机壳体和压缩机叶轮壳体之间的中心轴承壳体内。

2、在已知的涡轮增压器中,涡轮机包括:涡轮机室,涡轮机叶轮安装在该涡轮机室中;入口通道,该入口通道被限定在围绕涡轮机室布置的相面对的大致环状的壁之间;入口蜗壳,该入口蜗壳围绕入口通道布置;以及从涡轮机室延伸的出口通道。以这样一种方式连通通道和室,即,使进入入口蜗壳的加压后的排放气体经由涡轮机通过入口通道流动到出口通道,并且使该涡轮机叶轮旋转。还已知,通过在入口通道中设置被称为喷嘴叶片的叶片以使流动通过入口通道的气体朝向涡轮机叶轮的旋转方向偏转来修整涡轮机性能。

3、涡轮机可以是固定几何类型的或可变几何类型的。可变几何涡轮机与固定几何涡轮机的不同之处在于,可以改变入口通道的尺寸,以在一系列质量流量范围内优化气体流动速度,使得可以改变涡轮机的功率输出,以适应不同的发动机需求。例如,当输送到涡轮机的排放气体的体积相对较低时,将到达涡轮机叶轮的排放气体的速度维持在这样一水平,即,通过减小入口通道的尺寸,以确保高效的涡轮机操作。

4、在一种已知类型的可变几何涡轮机中,通常被称为“喷嘴环”的可轴向移动的壁构件限定入口通道的一个壁。喷嘴环相对于入口通道的面对的壁的位置是可调节的,以控制该入口通道的轴向宽度。因此,例如,当流动通过涡轮机的气体减少时,入口通道宽度也可以减小,以维持气体速度并优化涡轮机输出。此类喷嘴环包括大致环状的壁以及轴向延伸的内凸缘和外凸缘。凸缘延伸到涡轮机壳体中限定的腔体中,该涡轮机壳体是壳体的实际上由轴承壳体提供的一部分,该轴承壳体容纳喷嘴环的轴向移动。喷嘴环由两个支撑杆支撑,该支撑杆部分地延伸穿过轴承壳体。以这种方式,可移位的喷嘴环暴露于用于驱动涡轮机的热排放气体中。然而,轴承壳体通常是水冷的,并且因此喷嘴环通常将会达到比该壳体更高的温度,并且其温度也将比壳体的温度变化快得多。结果,环相对于壳体会径向地膨胀和收缩。由于壳体被提供有冷却,因此支撑杆之间的间距会响应于操作温度的改变而远小于喷嘴环的直径变化。如果支撑杆牢固地固定到环,则这种差异膨胀只能通过相互连接的部件的机械变形来容纳,这是不可接受的。

5、为了解决该问题,已经开发了可变几何涡轮机,其中使用连杆机构已经将支撑杆连接到喷嘴环,该连杆机构允许在径向方向上有限的相对移动。这允许的移动可以足以容纳最大预期的差异膨胀,但是受到限制,以便该机构仍然能够将环精确地定位在壳体中。

6、除了上述提及的操作要求之外,环与杆之间的相互连接可以防止环相对于与杆垂直的平面过度倾斜,因为这会影响连杆机构的操作空隙并由此降低性能。环还还可以在轴向方法上被精确地定位,以确保该机构以可预测的方式响应控制输入。所有这一切都必须通过连杆机构来实现,该连杆机构足够坚固以便能够在发动机的腐蚀性排放气体中、在高温下、在没有润滑、以及在相互连接的部件的机械振动不可避免的条件下持续运行数千小时。已经证明这样的性能难以实现。

7、喷嘴环可以设置有叶片,该叶片延伸到入口通道中并且穿过设置在入口通道的面对的壁上的狭槽以容纳喷嘴环的移动。替代性地,叶片可以从固定壁延伸穿过设置在喷嘴环中的狭槽。通常,喷嘴环被支撑在平行于涡轮机叶轮的旋转轴线延伸的杆上,并且通过使杆轴向移位的致动器来移动。已知各种形式的致动器用于在可变几何涡轮机中使用,包括气动致动器、液压致动器和电动致动器,它们安装在涡轮增压器的外部并且通过适当的连杆连接至可变几何系统。

8、可能期望提供一种可变几何涡轮机,其至少部分地解决与已知的可变几何涡轮机相关联的一个或多个问题,无论是否在本文中或以其他方式指出。


技术实现思路

1、根据本公开的第一方面,提供了一种用于可变几何涡轮机的喷嘴环,所述喷嘴环包括:大致环状的壁;内凸缘,所述内凸缘大致垂直于所述大致环状的壁,并且所述内凸缘从所述大致环状的壁的径向内边缘延伸;外凸缘,所述外凸缘大致垂直于所述大致环状的壁,并且所述外凸缘从所述大致环状的壁的径向外边缘延伸;以及两个突出部,所述两个突出部从所述内凸缘或外凸缘中的一个凸缘朝向所述内凸缘或外凸缘中的另一个凸缘延伸,所述两个突出部中的至少一个突出部仅部分地朝向所述内凸缘或外凸缘中的所述另一个凸缘延伸;其中,所述两个突出部限定位于该两个突出部之间的第一间隙;并且其中所述大致环状的壁和所述两个突出部限定位于该大致环状的壁与该两个突出部两者之间的第二间隙。

2、应当理解,喷嘴环的轴线可以被限定为垂直于大致环状的壁构件并且穿过该大致环状的壁构件的中心的轴线。此外,当提及喷嘴环的特征时,可以相对于该轴线来限定术语“轴向”、“径向”和“周向”。

3、如现在所讨论的,根据本公开的第一方面的喷嘴环是有利的。在使用中,喷嘴环可以可移动地安装在可变几何涡轮机内。特别地,喷嘴环可以可移动地安装,使得该喷嘴环可以相对于可变几何涡轮机的其他部件轴向地移动。因此,喷嘴环可以被称为可轴向移动的壁构件。喷嘴环可以限定用于可变几何涡轮机的入口通道的一个壁。

4、如下文进一步讨论的,喷嘴环可以由平行于该喷嘴环的轴线延伸的两个杆支撑,并且该喷嘴环可以通过使杆轴向地移位的致动器来移动。特别地,两个杆可以设置在环状的壁构件的与内凸缘和外凸缘相同的一侧上。已知各种形式的致动器用于可变几何涡轮机中,包括气动致动器、液压致动器和电动致动器,它们安装在涡轮增压器的外部并且通过适当的连杆连接至可变几何系统。

5、在使用中,杆可以部分地延伸穿过可以被冷却的轴承壳体,而喷嘴环可以暴露于用于驱动涡轮机的热排放气体,并且因此该喷嘴环将在使用期间经受显著的热膨胀和收缩。由于壳体被提供有冷却,因此杆之间的间距会响应于操作温度的改变而显著小于由该杆支撑的喷嘴环的直径。为了解决该问题,已经开发了可变几何涡轮机,其中使用连杆机构已经将杆连接到喷嘴环,该连杆机构允许在径向方向上有限的相对移动。所允许的移动应当足以容纳最大预期的差异膨胀,但是是有限的,以便该机构仍然能够将环精确地定位在壳体中。除了上述提及的操作要求之外,环与杆之间的相互连接必须防止环相对于与杆垂直的平面过度倾斜,因为这会影响连杆机构的操作空隙并由此降低性能。环还必须在轴向方法上被精确地定位,以确保该机构以可预测的方式响应控制输入。这意味着该机构必须具有有限的缝隙,以确保正确的操作和控制。所有这一切都必须通过连杆机构来实现,该连杆机构足够坚固以便能够在发动机的腐蚀性排放气体中、在高温下、在没有润滑、以及在相互连接的部件的机械振动不可避免的条件下持续运行数千小时。已经证明这样的性能难以实现。

6、在一些现有的可变几何涡轮增压器中,使用铆钉将支撑喷嘴环的两个杆连接至喷嘴环。在us6,401,563中公开了一种示例布置。喷嘴环支撑限位止挡件和用于连接到每个杆的圆柱形枢轴。横向细长元件固定至每个杆的一个端部,并且限定被布置成与止挡件和枢轴对齐的一对钻孔。止挡件和枢轴通过垫圈和铆钉固定到环,其中横向元件被保持在环与垫圈之间。枢轴在其相应的钻孔中紧密配合,而止挡件在其钻孔中松散配合。因此,当在操作期间环膨胀超过支撑该杆的壳体时,横向元件可以在枢轴上旋转至由止挡件与其钻孔的壁之间的空隙所确定的范围。因此,与杆相比,环的增加的径向膨胀由径向向内枢转的每个横向元件来容纳。

7、该示例的已知布置涉及许多技术挑战。首先,铆钉头在大致环状的壁上的位置约束了由其支撑的叶片的可能布置,这是因为叶片需要被布置成使得这些叶片不与任何铆钉头的位置重合。第二,铆接过程可能导致叶片的一些变形,尤其是那些与铆钉头相邻设置的叶片。第三,铆钉可能易于磨损和断裂。第四,每个支撑杆与喷嘴环的连接涉及大量需要精确组装的零件。第五,铆钉的使用导致永久或半永久的组装。

8、如现在所讨论的,根据本公开的第一方面的喷嘴环是有利的。

9、两个突出部提供了与支撑杆接合的特征。支撑杆可以包括细长的大致圆柱形部分,该细长的大致圆柱形部分可以被支撑在壳体上的衬套等中,以用于相对于所述壳体进行线性移动。支撑杆还可以包括与大致圆柱形部分的一个端部相邻设置的弓形头部分,该头部分大致垂直于大致圆柱形部分的轴线延伸。这种布置可以与根据本公开的第一方面的喷嘴环的两个突出部接合,如现在所讨论的。在使用中,弓形头部分可以被接纳在大致环状的壁与两个突出部之间的第二间隙中。弓形头部分的轴向尺寸可以大致匹配大致环状的壁与两个突出部之间的第二间隙的轴向尺寸(即,弓形头部分与喷嘴环之间的轴向空隙可以被减小)。如此,支撑杆沿任一方向的轴向移动将导致喷嘴环轴向移动。支撑杆的位于弓形头部分与大致圆柱形部分之间的部分可以被接纳在两个突出部之间的第一间隙中。通过减小两个突出部与支撑杆的位于弓形头部分和大致圆柱形部分之间的部分之间的空隙,施加到喷嘴环的任何扭矩可以由限定第一间隙的两个突出部的表面承载。

10、两个突出部可以被认为在大致平行于大致环状的壁的平面中从内凸缘或外凸缘中的一个凸缘朝向该内凸缘或外凸缘中的另一个凸缘延伸。两个突出部中的至少一个突出部从内凸缘或外凸缘中的一个凸缘仅部分地朝向该内凸缘或外凸缘中的另一个凸缘延伸。也就是说,两个突出部中的至少一个突出部从内凸缘或外凸缘中的一个凸缘仅部分地朝向该内凸缘或外凸缘中的另一个凸缘径向延伸,使得存在在该两个突出部中的至少一个突出部的远侧端部与内凸缘或外凸缘中的所述另一个凸缘之间被限定的径向间隙。在一些实施例中,两个突出部都从内凸缘或外凸缘中的一个凸缘仅部分地朝向内凸缘或外凸缘中的另一个凸缘径向延伸,使得存在在该两个突出部两者的远侧端部与内凸缘或外凸缘中的所述另一个凸缘之间被限定的径向间隙。这允许支撑杆与喷嘴环接合,如下所述。首先,将支撑杆的弓形头部分与被限定在两个突出部的远侧端部与内凸缘或外凸缘中的所述另一个凸缘之间的径向间隙径向对齐。接下来,将支撑杆朝向大致环状的壁轴向移动。一旦支撑杆的弓形头部分邻近大致环状的壁,就将该支撑杆朝向两个突出部径向移动,直到:(a)弓形头部分被接纳在(大致环状的壁与两个突出部之间的)第二间隙中;以及(b)支撑杆的位于弓形头部分与大致圆柱形部分之间的部分被接纳在(两个突出部之间的)第一间隙中。

11、在实施例中,其中两个突出部中的仅一个突出部从内凸缘或外凸缘中的一个凸缘仅部分地朝向该内凸缘或外凸缘中的另一个凸缘延伸,支撑杆与喷嘴环的接合,如下所述。首先,将支撑杆的弓形头部分与径向间隙径向地对齐,该径向间隙被限定在仅部分地在内凸缘和外凸缘之间延伸的一个突出部的远侧端部与该内凸缘或外凸缘中的所述另一个凸缘之间的。接下来,将支撑杆朝向大致环状的壁轴向移动。一旦支撑杆的弓形头部分邻近大致环状的壁,就将支撑杆沿周向移动,直到:支撑杆的位于弓形头部分与大致圆柱形部分之间的部分与(两个突出部之间的)第一间隙对齐。接下来,将支撑杆朝向两个突出部径向移动,直到:(a)弓形头部分被接纳在(大致环状的壁与两个突出部之间的)第二间隙中;以及(b)支撑杆的位于弓形头部分与大致圆柱形部分之间的部分被接纳在(两个突出部之间的)第一间隙中。

12、根据本公开的第一方面的喷嘴环提供了允许与不使用铆钉的支撑杆接合的简单布置。有利地,这避免了如以上所讨论的与铆接布置相关联的问题。特别地,由于在大致环状的壁上没有铆钉,因此总体上对于在大致环状的壁上设置叶片和/或平衡孔具有更大的设计自由度。此外,支撑杆与喷嘴环的连接较少涉及并且使用更少的零件。此外,根据本公开的第一方面的喷嘴环可以更容易地与支撑杆脱离接合,这可以有利于根据需要更容易地更换这些零件中的仅一个零件(而不是更换整体的永久或半永久的组装)。

13、此外,根据本公开的第一方面的喷嘴环相比于不使用铆钉的现有布置具有优点。

14、不使用铆钉将喷嘴环连接至支撑杆的一个示例性的先前布置包括附加的环状板,该附加的环状板通过焊接等附接到径向的内凸缘和外凸缘的位于大致环状的壁远侧的端部。因此,该附加的环状板封闭喷嘴环的与大致环状的壁相反的面。该附加的环状板以及可选地内凸缘或外凸缘设置有用于与支撑杆的头部分接合的特征。

15、不使用铆钉的现有布置使用了附加的环状板以及提供用于与支撑杆的头部分接合的特征,附加的环状板和接合特征两者都延长了喷嘴环组件的轴向长度。这种增加的轴向长度需要被容纳在涡轮机中,从而潜在地增加了涡轮机的轴向范围。相比之下,由于根据本公开的第一方面的喷嘴环设置有来自内凸缘或外凸缘中的一个凸缘的两个突出部,所以第二间隙(其用于接纳支撑杆的弓形头部分)部分地由大致环状的壁限定。因此,在使用中,支撑杆的弓形头部分与大致环状的壁相邻设置,位于由大致环状的壁与内凸缘和外凸缘形成的腔体内。有利地,这导致轴向紧凑的布置。

16、由于根据本公开的第一方面的喷嘴环设置有来自内凸缘或外凸缘中的一个凸缘的两个突出部,而不是必须焊接到径向内凸缘和外凸缘的端部上的环状板,因此与不使用铆钉的现有布置相比,它使用更少的材料,并因此制造成本更低。另外,使用来自内凸缘或外凸缘中的一个凸缘的两个突出部,而不是使用必须焊接到径向内凸缘和外凸缘的端部上的环状板,有利地涉及较少的制造步骤。此外,与不使用铆钉的现有布置相比,根据本公开的第一方面的喷嘴环与一个或多个支撑杆的组装更容易且成本更低。

17、两个突出部可以从内凸缘或外凸缘中的一个凸缘的弯曲表面朝向该内凸缘或外凸缘中的所述另一个凸缘延伸。该弯曲表面可以被称为内凸缘或外凸缘的侧壁。两个突出部可以从喷嘴环的内部表面延伸。

18、内凸缘和外凸缘可以比两个突出部从大致环状的壁延伸得更远。

19、也就是说,两个突出部不比内凸缘和外凸缘从大致环状的壁(轴向地)延伸地更远。例如,两个突出部可以各自设置在大致环状的壁与内凸缘和外凸缘的远离该大致环状的壁的远侧端部之间的位置处。

20、两个突出部可以与内凸缘或外凸缘中的该两个突出部从其延伸的一个凸缘一体地形成。

21、如本文所使用的,“一体地形成”可以意味着两个突出部的材料与内凸缘和外凸缘中的该两个突出部从其延伸的一个凸缘的材料可以通过共同的制造过程形成。附加地或替代性地,“一体地形成”可以意味着在两个突出部与内凸缘和外凸缘中的该两个突出部从其延伸的一个凸缘之间不存在可辨别的结合部。

22、两个突出部都可以仅部分地朝向内凸缘或外凸缘中的所述另一个凸缘延伸。

23、所述两个突出部中的仅部分地朝向所述内凸缘或外凸缘中的另一个凸缘延伸的至少一个凸缘的径向范围可以是所述内凸缘与所述外凸缘之间的径向距离的0.25倍与0.5倍之间。

24、通常可能希望使内凸缘与外凸缘之间的两个突出部的径向范围最大化。然而,应当理解,这种最大化可能受到以下约束。首先,为了将支撑件与喷嘴环的两个突出部接合,如以上所解释的,支撑杆的弓形头部分可以与被限定在两个突出部的远侧端部与内凸缘或外凸缘中的所述另一个凸缘之间的径向间隙径向对齐,并且然后通过该径向间隙朝向大致环状的壁轴向移动。应当理解,这可以在内凸缘与外凸缘之间的两个突出部中的一个突出部施加最大径向范围。第二,在一些实施例中,可以使用具有切削部分的切削工具来至少部分地形成和/或精加工(被限定在大致环状的壁与两个突出部之间的)第二间隙,具有切削部分的切削工具穿过被限定在两个突出部的远侧端部与内凸缘或外凸缘中的所述另一个凸缘之间的径向间隙移动,然后朝向两个突出部径向地移动,以形成或精加工该第二间隙。再次,允许切削部分有足够的空间,因此任何支撑件可以对内凸缘和外凸缘之间的两个突出部施加最大径向范围。在一些实施例中,可以使用电化学加工来精加工和/或形成突出部。对于这样的实施例,可以在不使用切削工具的情况下精加工两个突出部,并且因此由切削工具施加的约束可以不适用。

25、在一些实施例中,所述两个突出部中的仅部分地朝向所述内凸缘或外凸缘中的所述另一个凸缘延伸的所述至少一个凸缘的径向范围可以是所述内凸缘与所述外凸缘之间的径向距离的0.3倍与0.5倍之间。在一些实施例中,所述两个突出部中的仅部分地朝向所述内凸缘或外凸缘中的所述另一个凸缘延伸的所述至少一个凸缘的径向范围可以是所述内凸缘与所述外凸缘之间的径向距离的0.35倍与0.45倍之间。在一个示例实施例中,所述两个突出部中的仅部分地朝向所述内凸缘或外凸缘中的所述另一个凸缘延伸的所述至少一个凸缘的径向范围可以是所述内凸缘与所述外凸缘之间的径向距离的约0.42倍。

26、所述大致环状的壁可以支撑成阵列的周向间隔开的入口叶片,所述入口叶片中的每一个入口叶片轴向远离所述大致环状的壁的与所述内凸缘和所述外凸缘相反的表面延伸。

27、在使用中,这些叶片可以横跨可变几何涡轮机的入口通道延伸。叶片可以被布置成将流动通过入口通道的气体朝向涡轮机叶轮的旋转方向引导,以便提高涡轮机的效率。有利地,由于不使用铆钉将喷嘴环连接至其支撑杆,因此对于入口叶片的构造和设置具有更大的设计自由度。

28、多个轴向延伸的孔可以被设置成穿过所述大致环状的壁。

29、在使用中,多个轴向延伸的孔允许喷嘴环的两侧流体连通。多个轴向延伸的孔可以被称为平衡孔或平衡孔口。有利地,由于不使用铆钉将喷嘴环连接至其支撑杆,因此对于这种轴向延伸的孔的构造和设置具有更大的设计自由度。

30、穿过大致环状的壁设置的轴向延伸的孔中的至少一些孔可以位于入口叶片之间。

31、两个突出部可以被称为第一组两个突出部。

32、喷嘴环还可以包括第二组两个突出部,所述第二组两个突出部从所述内凸缘或外凸缘中的一个凸缘朝向所述内凸缘或外凸缘中的另一个凸缘延伸,所述第二组两个突出部中的至少一个突出部仅部分地朝向所述内凸缘或外凸缘中的所述另一个凸缘延伸;其中,所述第二组两个突出部限定位于该第二组两个突出部之间的第三间隙;并且其中,所述大致环状的壁和所述第二组两个突出部限定位于该大致环状的壁与该第二组两个突出部之间的第四间隙。

33、第二组突出部可以设置在喷嘴环的与第一组突出部相反的一侧上。第二组突出部可以具有第一组突出部的任何以上描述的特征。

34、被限定在第二组两个突出部之间的第三间隙可以与被限定在两个突出部之间的第一间隙基本上相同。被限定在大致环状的壁与第二组两个突出部之间的第四间隙可以与被限定在大致环状的壁与两个突出部之间的第二间隙基本上相同。

35、可选地,第一组突出部中的一个突出部可以与第二组突出部中的一个突出部一体地形成。在一些实施例中,第一组突出部中的每一个突出部可以与第二组突出部中的不同的一个突出部一体地形成。

36、根据本公开的第二方面,提供了一种用于喷嘴环的支撑件,所述支撑件包括主体,所述主体包括细长部分和弓形头部分,所述弓形头部分与所述细长部分的一个端部相邻设置,所述头部分大致垂直于所述细长部分的轴线延伸;其中,所述弓形头部分限定两个相反的弯曲表面,并且其中,所述两个相反的弯曲表面中的至少一个弯曲表面限定来自该弯曲表面的一个或多个突出部。

37、如现在所讨论的,根据本公开的第二方面的支撑件是有利的。

38、根据本公开的第二方面的支撑件可以适合于支撑根据本公开的第一方面的喷嘴环。特别地,如上面关于根据本公开的第一方面的喷嘴环所讨论的,根据本公开的第二方面的支撑件可以与根据本公开的第一方面的喷嘴环的两个突出部接合。

39、在使用中,细长的大致圆柱形部分可以被支撑在壳体上的衬套等中以用于相对于所述壳体线性移动。弓形头部分可以被接纳在大致环状的壁与两个突出部之间的第二间隙中。弓形头部分的轴向尺寸可以大致匹配大致环状的壁与两个突出部之间的第二间隙的轴向尺寸(即,弓形头部分与喷嘴环之间的轴向空隙可以被最小化)。如此,支撑杆沿任一方向的轴向移动将导致喷嘴环轴向移动。支撑杆的位于弓形头部分与大致圆柱形部分之间的部分可以被接纳在两个突出部之间的第一间隙中。通过最大程度减小两个突出部与支撑杆的位于弓形头部分和大致圆柱形部分之间的部分之间的空隙,施加到喷嘴环的任何扭矩可以由限定第一间隙的两个突出部的表面承载。

40、所述细长部分可以是大致圆柱形的。

41、弓形头部分的两个相反的弯曲表面可以具有与根据本公开的第一方面的喷嘴环的内凸缘和/或外凸缘大致匹配的曲率。在使用中,弓形头部分的两个相反的弯曲表面中的一个弯曲表面可以被设置为与内凸缘或外凸缘中的两个突出部从其延伸的一个凸缘相邻。例如,在使用中,弓形头部分的两个相反的弯曲表面中的一个弯曲表面可以与喷嘴环的外凸缘相邻设置。

42、来自两个相反的弯曲表面中的至少一个弯曲表面的一个或多个突出部可以从弓形头部分的两个相反的弯曲表面中的一个弯曲表面延伸,在使用中,该一个弯曲表面可以被设置成与内凸缘或外凸缘中的两个突出部从其延伸的一个凸缘相邻。

43、喷嘴环的两个突出部与支撑件的位于弓形头部分和大致圆柱形部分之间的部分之间所提供的小空隙允许喷嘴环的不同热膨胀。施加到喷嘴环的任何扭矩均由两个突出部的限定第一间隙的表面承载。施加到喷嘴环的扭矩将导致喷嘴环与支撑件之间的接触,并且将倾向于使支撑件围绕细长部分的轴线旋转。在使用中,喷嘴环和支撑件的相对(径向)移动会导致磨损,这可能会不期望地增大喷嘴环的两个突出部与支撑件的位于弓形头部分和大致圆柱形部分之间的部分之间的空隙。

44、在使用中,来自相反的弓形表面中的一个弓形表面的突出部可以接触第一方面的喷嘴环的内凸缘或外凸缘的相邻表面。这种突出部可以减小弓形头部分与第一方面的喷嘴环的内凸缘或外凸缘之间的接触面积。有利地,已经发现这可以减少支撑件与第一方面的喷嘴环的相对移动,并因此减少支撑件和第一方面的喷嘴环的磨损。

45、弓形头部分在垂直于大致圆柱形部分的轴线的平面中的平分线可以偏离所述轴线。

46、也就是说,在垂直于大致圆柱形部分的轴线的平面中,弓形头部分的中心从大致圆柱形部分的中心径向偏移。有利地,这种布置允许根据第二方面的支撑件与根据第一方面的喷嘴环接合,如以上所描述的,使得一旦支撑件与喷嘴环接合,大致圆柱形部分的轴线大致设置在喷嘴环的内凸缘与外凸缘之间的中心。这可以有利于将根据第一方面的喷嘴环和根据第二方面的支撑件改装到已知的可变几何涡轮机。

47、在所述细长部分的与所述弓形头部分相邻的端部上可以限定有凹部。所述凹部可以被限定在所述细长部分的一侧上,细长部分的该侧与所述弓形头部分的所述平分线在垂直于所述轴线的所述平面中偏离所述轴线所沿的方向相反。

48、被限定在大致圆柱形部分的一侧上的凹部可以在支撑件与喷嘴环接合期间接纳第一方面的喷嘴环的内凸缘和外凸缘中的一个凸缘。例如,随着支撑件的弓形头部分朝向喷嘴环的大致环状的壁轴向移动时(在该弓形头部分朝向两个突出部径向移动之前),被限定在细长部分(其可以是大致圆柱形的)的一侧上的凹部可以接纳第一方面的喷嘴环的内凸缘和外凸缘中的一个凸缘。

49、所述主体还可以包括设置在所述细长部分与所述弓形头部分之间的中间部分,所述中间部分限定两个平行表面。

50、在使用中,中间部分可以被接纳在根据第一方面的喷嘴环的(两个突出部之间的)第一间隙中。在使用中,两个平行表面可以各自与两个突出部中的一个突出部的表面相邻。

51、主体还可以包括设置在所述中间部分与所述细长部分之间的直径减小部分,所述直径减小部分位于所述细长部分的径向内侧。

52、例如,直径减小部分可以由形成在细长部分上的凹槽提供。有利地,这可以防止中间部分在使用中接触支撑细长部分的衬套等。另外,该直径减小部分可以防止中间部分接触用于精加工细长部分的表面的精加工工具。

53、中间部分可以在细长部分的外侧径向延伸。

54、根据本公开的第三方面,提供了一种用于喷嘴环的支撑件,所述支撑件包括主体,所述主体包括细长部分和弓形头部分,所述弓形头部分与所述细长部分的一个端部相邻设置,所述头部分大致垂直于所述细长部分的轴线延伸;其中,所述弓形头部分在垂直于所述大致圆柱形部分的轴线的平面中的平分线偏离所述轴线。

55、根据本公开的第四方面,提供了一种组件,所述组件包括根据本公开的第一方面的喷嘴环以及根据本公开的第二方面或第三方面的至少一个支撑件。

56、所述至少一个支撑件中的每一个支撑件的所述弓形头部分可以被接纳在所述喷嘴环的被限定在所述大致环状的壁与一对两个突出部之间的间隙中。也就是说,所述至少一个支撑件中的每一个支撑件的所述弓形头部分可以被接纳在第二间隙或第四间隙中。

57、根据本公开的第五方面,提供了一套零件,该套零件包括根据本公开的第一方面的喷嘴环以及根据本公开的第二方面或第三方面的至少一个支撑件。

58、根据本公开的第六方面,提供了一种组件,所述组件包括用于可变几何涡轮机的喷嘴环以及用于喷嘴环的至少一个支撑件,所述喷嘴环包括:大致环状的壁;内凸缘,所述内凸缘大致垂直于所述大致环状的壁,并且所述内凸缘从所述大致环状的壁的径向内边缘延伸;外凸缘,所述外凸缘大致垂直于所述大致环状的壁,并且从所述大致环状的壁的径向外边缘延伸;以及两个突出部,所述两个突出部从所述内凸缘或外凸缘中的一个凸缘朝向所述内凸缘或外凸缘中的另一个凸缘延伸,所述两个突出部中的至少一个突出部仅部分地朝向所述内凸缘或外凸缘中的所述另一个凸缘延伸;其中,所述两个突出部限定位于该两个突出部之间的第一间隙;并且其中,所述大致环状的壁和所述两个突出部限定位于该大致环状的壁与该两个突出部两者之间的第二间隙;所述支撑件包括主体,所述主体包括细长部分和弓形头部分,所述弓形头部分与所述细长部分的一个端部相邻设置,所述头部分大致垂直于所述细长部分的轴线延伸;其中,所述至少一个支撑件的所述弓形头部分的外部轴向尺寸基本上匹配被限定在所述喷嘴环的所述大致环状的壁与一对两个突出部之间的间隙的内部轴向尺寸。

59、根据本公开的第七方面,提供了一套零件,所述一套零件包括用于可变几何涡轮机的喷嘴环以及用于喷嘴环的至少一个支撑件,所述喷嘴环包括:大致环状的壁;内凸缘,所述内凸缘大致垂直于所述大致环状的壁,并且从所述大致环状的壁的径向内边缘延伸;外凸缘,所述外凸缘大致垂直于所述大致环状的壁,并且从所述大致环状的壁的径向外边缘延伸;以及两个突出部,所述两个突出部从所述内凸缘或外凸缘中的一个凸缘朝向所述内凸缘或外凸缘中的另一个凸缘延伸,所述两个突出部中的至少一个突出部仅部分地朝向所述内凸缘或外凸缘中的所述另一个凸缘延伸;其中,所述两个突出部限定位于该两个突出部之间的第一间隙;并且其中,所述大致环状的壁和所述两个突出部限定位于该大致环状的壁与该两个突出部两者之间的第二间隙;所述支撑件包括主体,所述主体包括细长部分和弓形头部分,所述弓形头部分与所述细长部分的一个端部相邻设置,所述头部分大致垂直于所述细长部分的轴线延伸;其中,所述至少一个支撑件的所述弓形头部分的外部轴向尺寸基本上匹配被限定在所述喷嘴环的所述大致环状的壁与一对两个突出部之间的间隙的内部轴向尺寸。

60、根据本公开的第八方面,提供了一种可变几何涡轮机,所述可变几何涡轮机包括:壳体;涡轮机叶轮,所述涡轮机叶轮被支撑在所述壳体中以用于绕一轴线旋转;根据本公开的第一方面的喷嘴环;腔体,所述腔体设置在所述壳体中以用于接纳所述喷嘴环的所述内凸缘和所述外凸缘,所述喷嘴环能够相对于所述壳体轴向移动,以改变所述喷嘴环的所述内凸缘和所述外凸缘被接纳在所述腔体中的程度;以及入口通道,所述入口通道朝向所述涡轮机叶轮径向向内延伸,并且被限定在所述喷嘴环的所述大致环状的壁的面与所述壳体的相对壁之间,使得所述喷嘴环相对于所述壳体的所述轴向移动改变所述入口通道的所述轴向宽度。

61、所述可变几何涡轮机还可以包括根据本公开的第二方面或第三方面的至少一个支撑件。

62、喷嘴环可以在完全打开位置与完全闭合位置之间移动。

63、根据本公开的第九方面,提供了一种涡轮增压器,所述涡轮增压器包括根据本公开的第八方面的可变几何涡轮机。

64、根据本公开的第十方面,提供了一种制造用于可变几何涡轮机的喷嘴环的方法,所述方法包括:形成制造中间体,所述制造中间体包括:大致环状的壁;内凸缘,所述内凸缘大致垂直于所述大致环状的壁,并且从所述大致环状的壁的径向内边缘延伸到所述内凸缘的远侧端部;外凸缘,所述外凸缘大致垂直于所述大致环状的壁,并且从所述大致环状的壁的径向外边缘延伸到所述外凸缘的远侧端部;以及至少一个突出部,所述至少一个突出部从所述内凸缘或外凸缘中的一个凸缘部分地朝向所述内凸缘或外凸缘中的另一个凸缘延伸;以及所述至少一个突出部从所述大致环状的壁部分地朝向所述内凸缘和所述外凸缘的远侧端部延伸;以及精加工所述制造中间体,以在所述大致环状的壁与所述至少一个突出部之间形成间隙,从而形成所述喷嘴环。

65、制造中间体可以通过铸造过程来形成。精加工可以包括例如机加工(例如,使用切削工具)和/或电化学加工。

66、该方法还可以包括:精加工所述制造中间体,以在从所述内凸缘或外凸缘中的一个凸缘部分地朝向所述内凸缘或外凸缘中的另一个凸缘延伸的两个突出部之间至少部分地形成间隙。

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