可变喷嘴单元以及可变容量型增压器.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410064768.5

申请日:

2014.02.25

公开号:

CN104018936A

公开日:

2014.09.03

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F02B 37/24申请日:20140225|||公开

IPC分类号:

F02B37/24

主分类号:

F02B37/24

申请人:

株式会社IHI

发明人:

井上智裕; 浅川贵男; 濑川健一

地址:

日本东京都

优先权:

2013.03.01 JP 2013-040728; 2013.03.01 JP 2013-040744

专利代理机构:

北京银龙知识产权代理有限公司 11243

代理人:

张敬强;严星铁

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内容摘要

本发明提供可变喷嘴单元以及可变容量型增压器。可变容量型增压器具备可变喷嘴单元,该可变喷嘴单元通过涡轮机壳体和轴承壳体的夹持而配设在上述涡轮机壳体内,并且对向涡轮机叶轮供给的排出气体的流路面积进行调整。上述轴承壳体具有容纳可变喷嘴单元的连杆机构的容纳凹部。

权利要求书

权利要求书
1.  一种可变容量型增压器,利用来自发动机的排出气体的能量对向上述发动机侧供给的空气进行增压,其特征在于,
具备可变喷嘴单元,该可变喷嘴单元通过涡轮机壳体和轴承壳体的夹持而配设在上述涡轮机壳体内,并且对向涡轮机叶轮供给的排出气体的流路面积进行调整,
上述可变喷嘴单元具备:
第一基环,其在上述涡轮机壳体内的涡轮机涡旋流路与上述涡轮机叶轮之间,与上述涡轮机叶轮同心状地配设;
第二基环,其在相对于上述第一基环沿上述涡轮机叶轮的轴向间隔且对置的位置,与上述第一基环一体设置;
多个可变喷嘴,其配设在上述第一基环的对置面与上述第二基环的对置面之间,且能够绕与上述涡轮机叶轮的轴心平行的轴心向正反方向旋转;
连杆机构,其配设于上述第一基环的对置面的相反面侧,用于使多个上述可变喷嘴同步地向开闭方向旋转;以及
支撑部件,其一体地设于上述第一基环的对置面的相反面,内缘部一体地接合于上述第一基环的对置面的相反面,外缘部被上述涡轮机壳体和轴承壳体夹持,
在上述轴承壳体形成有容纳上述连杆机构的环状的容纳凹部。

2.  根据权利要求1所述的可变容量型增压器,其特征在于,
在上述支撑部件的内侧,形成有用于使上述涡轮机涡旋流路和上述轴承壳体的上述容纳凹部连通的连接通路,或者在上述支撑部件,贯通形成有用于使上述涡轮机涡旋流路和上述轴承壳体的上述容纳凹部连通的连接孔。

3.  根据权利要求1所述的可变容量型增压器,其特征在于,
在上述支撑部件的内周面,以向径向内侧突出且沿上述支撑部件的圆周方向隔开间隔的方式一体形成有用于一体地接合于上述第一基环的对置面的相反面的多个接合片。

4.  根据权利要求1所述的可变容量型增压器,其特征在于,
在上述涡轮机壳体的内部的上述第一基环的径向外侧,形成有保护上述支撑部件使之不会受到上述涡轮机涡旋流路内的排出气体的热的环状的保护壁。

5.  根据权利要求4所述的可变容量型增压器,其特征在于,
上述涡轮机壳体的上述保护壁具有与上述支撑部件接触的侧面,上述保护壁的上述侧面具有形成于其内缘侧的环状的凹台阶部。

6.  一种可变喷嘴单元,对可变容量型增压器的向涡轮机叶轮侧供给的排出气体的流路面积进行调整,其特征在于,具备:
第一基环,其在上述可变容量型增压器的涡轮机壳体内,与上述涡轮机叶轮同心状地配设;
第二基环,其在相对于上述第一基环沿上述涡轮机叶轮的轴向间隔且对置的位置,通过沿两基环的圆周方向排列的多个连结销而与上述第一基环一体设置;
多个可变喷嘴,其配设在上述第一基环的对置面与上述第二基环的对置面之间,且能够绕与上述涡轮机叶轮的轴心平行的轴心向正反方向旋转;
连杆机构,其配设于在上述第一基环的对置面的相反面侧划分形成的连杆室,用于使多个上述可变喷嘴同步旋转;以及
支撑部件,其为一体地设于上述第一基环的对置面的相反面的支撑部件,内缘部通过多个上述连结销的一端部的结合而一体地接合于上述第一基环的对置面的相反面,在内周面以向径向内侧突出且沿上述支撑部件的圆周方向隔开间隔的方式一体形成有用于一体地接合于上述第一基环的对置面的相反面的多个接合片,外缘部安装于上述可变容量型增压器的轴承壳体,且上述支撑部件的外径比上述第一基环的外径大。

7.  根据权利要求6所述的可变喷嘴单元,其特征在于,
在上述第一基环的对置面的相反面的外缘侧形成有凹台阶部。

8.  根据权利要求6所述的可变喷嘴单元,其特征在于,
在上述第一基环的对置面的相反面,以沿两基环的圆周方向隔开间隔的方式形成有多个接合凸部,使得在各接合凸部的顶面接合上述支撑部件的对应的上述接合片。

9.  根据权利要求6所述的可变喷嘴单元,其特征在于,
在上述支撑部件的内侧的沿上述支撑部件的圆周方向邻接的上述接合片之间,形成有用于使上述涡轮机壳体的涡轮机涡旋流路和上述连杆室连通的连接通路。

10.  一种可变容量型增压器,利用来自发动机的排出气体的能量对向上述发动机侧供给的空气进行增压,其特征在于,
具备权利要求6~9任一项中所述的可变喷嘴单元。

说明书

说明书可变喷嘴单元以及可变容量型增压器
技术领域
本发明涉及对可变容量型增压器内的向涡轮机叶轮侧供给的排出气体的流路面积(流量)进行调整的可变喷嘴单元、以及装备该可变喷嘴单元且利用来自发动机的排出气体的能量来对朝发动机侧供给的空气进行增压的可变容量型增压器。
背景技术
近几年,对于可变容量型增压器的通过涡轮机壳体与轴承壳体的夹持(紧固)而配设在涡轮机壳体内的可变喷嘴单元,进行了各种开发。日本特开2009-243431号(专利文献1)以及日本特开2009-243300号(专利文献2)中公开的可变喷嘴单元的主要结构如下。
涡轮机壳体能够旋转地容纳有涡轮机叶轮。涡轮机壳体具有向涡轮机叶轮供给排出气体的涡轮机涡旋流路(turbine scroll passage)。在涡轮机涡旋流路与涡轮机叶轮之间,与涡轮机叶轮同心状地配设有第一基环。第二基环设置在沿涡轮机叶轮的轴向而与第一基环分离的位置。第二基环通过连结销而与第一基环一体设置。
在第一基环的对置面与第二基环的对置面之间,设有多个可变喷嘴。多个可变喷嘴以包围涡轮机叶轮的方式沿圆周方向等间隔地配设。各可变喷嘴设为能够绕与涡轮机叶轮的轴心平行的轴心向正方向或者反方向(打开方向或者关闭方向)旋转。另外,在第一基环的对置面的相反面侧,配设有连杆机构。连杆机构使多个可变喷嘴向正方向或者反方向同步旋转。若多个可变喷嘴向正方向(打开方向)同步旋转,则增大向涡轮机叶轮侧供给的排出气体的流路面积(流量)。另一方面,若多个可变喷嘴向反方向(关闭方向)同步旋转,则缩小该流路面积。
在第一基环的对置面的相反面,一体地设有支撑部件。支撑部件具有容纳连杆机构的圆筒部。在该圆筒部的上述轴向(涡轮机叶轮的轴向)的一侧,一 体形成有向径向外侧突出的外缘部(外凸缘)。在支撑部件的圆筒部的上述轴向的另一侧,一体形成有向径向内侧突出的内缘部(内凸缘)。支撑部件的内缘部一体地接合于第一基环。支撑部件的外缘部被涡轮机壳体的上述轴向的一侧部和轴承壳体的上述轴向的另一侧部夹持。通过该夹持,来在涡轮机壳体内配设可变喷嘴单元。
可变容量型增压器的运转中,向支撑部件的内缘部(内凸缘)流入来自喷嘴环的热,从支撑部件的外缘部(外凸缘)通过轴承壳体来吸收热。因此,支撑部件的内缘部温度相对较高,支撑部件的外缘部(外凸缘)温度相对较低。
以往的支撑部件具有容纳连杆机构的圆筒部,以保护连杆机构不会受到涡轮机涡旋流路内的排出气体的热,而充分确保可变容量型增压器的耐久性。其结果,有支撑部件的形状复杂化的趋势。若支撑部件的形状复杂化,且可变容量型增压器的运转中的支撑部件的温度分布变得复杂,则此时的支撑部件的热变形变大。例如,支撑部件以从内缘部侧扩展的方式产生热变形。该情况下,第一基环的变形变大,而第一基环的对置面和第二基环的对置面的平行度降低,从而第一基环的对置面与第二基环的对置面的间隔局部变窄。
因此,为了抑制多个可变喷嘴的不顺畅等动作不良,而充分确保可变喷嘴单元(换言之,可变容量型增压器)的动作的可靠性,通常将喷嘴侧部间隙设定为较大,而使可变容量型增压器的运转中的第一基环的对置面与第二基环的对置面的最小间隔比可变喷嘴的宽度(上述轴向的长度)大。另一方面,若将喷嘴侧部间隙设定为较大,则来自喷嘴侧部间隙的泄漏流动增大,而可变容量型增压器的涡轮机效率降低。此外,喷嘴侧部间隙指的是,第一基环的对置面与可变喷嘴的上述轴向的一侧的侧面之间的间隙、或者第二基环的对置面与可变喷嘴的上述轴向的另一侧的侧面之间的间隙。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供能够确保可变容量型增压器的耐久性以及可靠性、且能够提高可变容量型增压器的涡轮机效率的可变喷嘴单元以及可变容量型增压器。
本发明的第一方案是一种可变容量型增压器,利用来自发动机的排出气体的能量来对向上述发动机侧供给的空气进行增压,其主旨在于,具备可变喷嘴 单元,该可变喷嘴单元通过涡轮机壳体和轴承壳体的夹持(紧固)而配设在上述涡轮机壳体内,并且对向涡轮机叶轮侧供给的排出气体的流路面积(流量)进行调整,上述可变喷嘴单元具备:第一基环,其在上述涡轮机壳体内的涡轮机涡旋流路与上述涡轮机叶轮之间,与上述涡轮机叶轮同心状地配设;第二基环,其在相对于上述第一基环沿上述涡轮机叶轮的轴向间隔且对置的位置,与上述第一基环一体设置;多个可变喷嘴,其配设在上述第一基环的对置面与上述第二基环的对置面之间,且能够绕与上述涡轮机叶轮的轴心平行的轴心向正反方向(开闭方向)旋转;连杆机构,其配设于上述第一基环的对置面的相反面侧(上述轴向的一方侧),用于使多个上述可变喷嘴同步地向开闭方向旋转;以及环状的支撑部件,其一体地设于上述第一基环的对置面的相反面,内缘部(内周缘部)一体地接合于上述第一基环的对置面的相反面,外缘部(外周缘部)被上述涡轮机壳体和轴承壳体夹持,在上述轴承壳体形成有容纳上述连杆机构的环状的容纳凹部。
本发明的第二方案是一种可变喷嘴单元,对可变容量型增压器的向涡轮机叶轮侧供给的排出气体的流路面积(流量)进行调整,其主旨在于,具备:第一基环,其在上述可变容量型增压器的涡轮机壳体内,与上述涡轮机叶轮同心状地配设;第二基环,其在相对于上述第一基环沿上述涡轮机叶轮的轴向间隔且对置的位置,通过沿两基环的圆周方向排列的多个连结销而与上述第一基环一体设置;多个可变喷嘴,其配设在上述第一基环的对置面与上述第二基环的对置面之间,且能够绕与上述涡轮机叶轮的轴心平行的轴心向正反方向(开闭方向)旋转;连杆机构,其配设于在上述第一基环的对置面的相反面(上述轴向的一方侧的侧面)侧划分形成的连杆室,用于使多个上述可变喷嘴同步旋转;以及支撑部件,其为一体地设于上述第一基环的对置面的相反面的支撑部件,内缘部通过多个上述连结销的一端部(上述轴向的一端部)的结合而一体接合于上述第一基环的对置面的相反面,在内周面以向径向内侧突出且沿支撑部件的圆周方向隔开间隔的方式一体形成有用于一体地接合于上述第一基环的对置面的相反面的多个接合片,外缘部安装于上述可变容量型增压器的轴承壳体,且外径比上述第一基环的外径大。
其中,“配设”包括直接配设的意思,除此之外还包括经由其它部件间接 配设的意思,“设置”包括直接设置的意思,除此之外还包括经由其它部件间接设置的意思。
发明的效果如下。
根据本发明,可提供能够确保可变容量型增压器的耐久性以及可靠性、并且能够提高可变容量型增压器的涡轮效率的可变喷嘴单元以及可变容量型增压器。
附图说明
图1A是图7的箭头部I的放大图。图1B是表示图1所示的实施方式的变形例的图。
图2是图1A的箭头部II的放大图。
图3是表示本发明的实施方式的可变喷嘴单元的一部分的图。
图4A是表示本发明的实施方式的可变喷嘴单元的支撑部件的图。图4B是沿图4A的IVB-IVB线的剖视图。
图5A是表示本发明的实施方式的可变喷嘴单元的喷嘴环的图。图5B是沿图5A的VB-VB线的剖视图。
图6A是表示图5A所示的喷嘴环的变形例的图。图6B是沿图6A的VIB-VIB线的剖视图。
图7是本发明的实施方式的可变容量型增压器的正剖视图。
具体实施方式
参照图1A至图7对本发明的实施方式进行说明。其中,附图中,“R”表示右方向,“L”表示左方向。
图7是表示本发明的实施方式的可变容量型增压器1的正剖视图。可变容量型增压器1利用来自发动机(图示省略)的排出气体的能量,而对供给至发动机的空气进行增压(压缩)。
(与轴承壳体3相关联的部件)
可变容量型增压器1具备轴承壳体3。在轴承壳体3内,设有径向轴承5以及一对推力轴承7。另外,在多个轴承5、7,能够旋转地设有沿左右方向延伸的转子轴(涡轮轴)9。换言之,在轴承壳体3,经由多个轴承5、7能够旋转地设有转子轴9。
在轴承壳体3的右侧,设有压缩机壳体11。在压缩机壳体11内,能够旋转地设有压缩机叶轮13。压缩机叶轮13绕其轴心(换言之,转子轴9的轴心)S旋转,并利用由该旋转引起的离心力来压缩空气。压缩机叶轮13具备:一体地连结于转子轴9的右端部的压缩机轮(压缩机盘)15;以及在该压缩机轮15的外周面沿周向等间隔地设置的多个压缩机叶片17。
压缩机壳体11具有形成于压缩机叶轮13的入口侧(空气的流动方向的上游侧)的、用于导入空气的空气导入口19。空气导入口19与净化空气的空气净化器(图示省略)连接。另外,在轴承壳体3与压缩机壳体11之间的压缩机叶轮13的出口侧(空气的流动方向的下游侧),形成有对压缩了的空气进行升压的环状的扩散流路(diffuser passage)21。另外,在压缩机壳体11的内部,形成有漩涡状的压缩机涡旋流路(compressor scroll passage)23,该压缩机涡旋流路23与扩散流路21连通。而且,在压缩机壳体11的适当位置,形成有用于排出压缩了的空气的空气排出口25,该空气排出口25与压缩机涡旋流路23连通,并与发动机的进气歧管(图示省略)连接。
如图1A以及图7所示,在轴承壳体3的左侧,设有涡轮机壳体27,在该涡轮机壳体27内,能够绕轴心(涡轮机叶轮29的轴心、换言之为转子轴9的轴心)S旋转地设有涡轮机叶轮29,该涡轮机叶轮29利用排出气体的压力能来产生旋转力(转矩)。另外,该涡轮机叶轮29具备:一体地设于转子轴9的左端部的涡轮机叶轮(涡轮盘)31;以及在该涡轮机叶轮31的外周面沿周向等间隔地设置的多个涡轮机叶片33。此处,多个涡轮机叶片33的前端缘33t被涡轮机壳体27的屏蔽壁27f覆覆盖。
如图7所示,在涡轮机壳体27的适当位置,形成有用于导入排出气体的气体导入口35,该气体导入口35能够与发动机的排气歧管(图示省略)连接。另外,在涡轮机壳体27的内部的靠涡轮机叶轮29的入口侧(排出气体的流动方向的上游侧),形成有漩涡状的涡轮机涡旋流路37,该涡轮机涡旋流路37与气体导入口35连通。并且,在涡轮机壳体27的靠涡轮机叶轮29的出口侧(排出气体的流动方向的下游侧),形成有用于使排出气体排出的气体排出口39,该气体排出口39能够与净化排出气体的排出气体净化装置(图示省略)连接。
在轴承壳体3的左侧面,设有环状的隔热板41,该隔热板41遮挡来自涡轮机叶轮29侧的热。在轴承壳体3的左侧面与隔热板41的右侧面之间,设有作为施力部件43的碟形弹簧。此外,只要对轴承壳体3的左侧面和隔热板41进行施力,施力部件43不限定于碟形弹簧。例如,如图1B所示,施力部件43也可以是波形垫圈。
可变容量型增压器1具备对向涡轮机叶轮29供给的排出气体的流路面积(流量)进行调整的可变喷嘴单元45。可变喷嘴单元45通过涡轮机壳体27和轴承壳体3的夹持(紧固)而配设在涡轮机壳体27内。
对可变喷嘴单元45的结构进行说明。如图1A、图5A以及图5B所示,在涡轮机壳体27内配设有作为第一基环的第一喷嘴环47。具体而言,第一喷嘴环47在涡轮机涡旋流路37与涡轮机叶轮29之间,与涡轮机叶轮29同心状地配设。在第一喷嘴环47,贯通形成有多个支承孔49。支承孔49沿圆周方向排列。第一喷嘴环47的内缘部与隔热板41的外缘部(外缘侧的台阶部)嵌合。
在第一喷嘴环47的右侧面(涡轮机叶轮29的轴向的一侧的侧面)的支承孔49的径向外侧,沿圆周方向隔开间隔地放射状地一体形成有多个导向爪51,各导向爪51在前端侧(径向外侧)具有剖面呈U字状的导向槽53。另外,在第一喷嘴环47的右侧面的内缘部(内周面侧),以连结多个导向爪51的基部的方式形成有向右方向(上述轴向的一侧)突出的环状的连结凸部55。
如图1A所示,在相对于第一喷嘴环47而在左右方向(上述轴向)上分离、且与第一喷嘴环47对置的位置,设有作为第二基环的第二喷嘴环57。第二喷嘴环57经由在圆周方向上排列的多个(三个以上)连结销59而设为与第一喷嘴环47一体且同心。此处,多个连结销59规定第一喷嘴环47的对置面(上述轴向的另一方侧的侧面)与第二喷嘴环57的对置面(上述轴向的一方侧的侧面)之间的间隔。此外,如上述的专利文献1以及专利文献2所示,第二喷嘴环57也可以具有覆盖多个涡轮机叶片33的前端缘33t的屏蔽部。
如图2所示,在第一喷嘴环47的对置面与第二喷嘴环57的对置面之间,以包围涡轮机叶轮29的方式沿圆周方向配设有多个可变喷嘴61。本实施方式中,圆周方向的可变喷嘴61的间隔(interval)是恒定的。然而,对于这些间隔而言,考虑各个可变喷嘴61的形状等也可以是不恒定的。各可变喷嘴61 设为能够绕与涡轮机叶轮29的轴心S平行的轴心而向正方向或者反方向(打开方向或者关闭方向)旋转。另外,在各可变喷嘴61的右侧面(上述轴向的一方侧的侧面),一体形成有喷嘴轴63。各喷嘴轴63能够旋转地支承于第一喷嘴环47的对应的支承孔49。另外,在第一喷嘴环47的对置面与第二喷嘴环57的对置面之间的适当位置,设有限位销(图示省略)。限位销(图示省略)对多个可变喷嘴61越过规定的旋转位置而向正方向(打开方向)旋转的情况进行限制。本实施方式的各可变喷嘴61通过喷嘴轴63而支承于第一喷嘴环47。然而,也可以在各可变喷嘴61的左侧面(上述轴向的另一方侧的侧面)一体形成其它的喷嘴轴(图示省略),各个其它的喷嘴轴能够旋转地支承于第二喷嘴环57的其它的支承孔(图示省略)。
在第一喷嘴环47的对置面的相反面侧(上述轴向的一方侧),配设有连杆机构65。连杆机构65与多个可变喷嘴61的喷嘴轴63连结,使多个可变喷嘴61同步地向正方向或者反方向(打开方向或者关闭方向)旋转。
对连杆机构65的具体的结构进行说明。如图2以及图3所示,在第一喷嘴环47的多个导向爪51的导向槽53,驱动环67被引导支承为能够绕涡轮机叶轮29的轴心(第一喷嘴环47的轴心)S向正反方向旋转。驱动环67因电动马达或者负压缸等旋转促动器69的驱动而向正方向或者反方向旋转。另外,在驱动环67的内缘部,形成有向径向外侧凹陷且数量与可变喷嘴61的数量相同的卡合凹部(卡合部)71。在驱动环67的内缘部的适当位置,形成有向径向外侧凹陷的其它的卡合凹部(其它的卡合部)73。另外,在各可变喷嘴61的喷嘴轴63,一体地连结有同步连杆部件(喷嘴连杆部件)75的基部。各同步连杆部件75的前端部与驱动环67的对应的卡合凹部71卡合(配合)。此外,对于驱动环67而言,也可以代替能够向正方向或者反方向旋转地支承于导向槽53,而如专利文献1以及专利文献2所示那样,能够向正方向或者反方向旋转地在设于第一喷嘴环47的对置面的相反面的导向环(图示省略)支承。
如图2所示,在第一喷嘴环47的对置面的相反面(上述轴向的一方侧的侧面),一体地设有支撑部件(支撑环)77。支撑部件77形成为环状,其外径比第一喷嘴环47的外径大。支撑部件77的内缘部通过多个连结销59的右端部(一端部)的敛缝结合而一体地接合于第一喷嘴环47的对置面的相反面。
在支撑部件77的内周面,以向径向内侧突出且沿圆周方向隔开间隔的方式一体形成有多个接合片79,该多个接合片79用于使支撑部件77一体地接合于第一喷嘴环47的对置面的相反面。在各接合片79,贯通形成有用于使连结销59的左端部插通的插通孔81。如下文中说明,接合片79也可以仅接合于接合凸部93。
支撑部件77的外缘部被涡轮机壳体27的右侧部(上述轴向的一侧部)和轴承壳体3的左侧部(上述轴向的另一侧部)夹持。例如,支撑部件77的外缘部以通过与涡轮机壳体27的协作而被夹持的状态安装于轴承壳体3。通过将支撑部件77的外缘部安装于轴承壳体3,来将可变喷嘴单元45配设在涡轮机壳体27内。换言之,通过将支撑部件77的外缘部固定在涡轮机壳体27与轴承壳体3的彼此的对置面之间,来将可变喷嘴单元45配设在涡轮机壳体27内。此外,对于支撑部件77的外缘部的固定而言,也可以使用安装螺栓(图示省略)而将该外缘部安装于轴承壳体3。
如图1A所示,在轴承壳体3的左侧部,设有用于使连杆机构65工作的驱动机构83。
对驱动机构83的具体的结构进行说明。在轴承壳体3的左侧部,经由衬套87能够绕与涡轮机叶轮29的轴心平行的轴心旋转地设有驱动轴85。驱动轴85的右端部(一端部)经由动力传递部件89而与旋转促动器69连接。另外,在驱动轴85的左端部(另一端部),一体地连结有驱动连杆部件91的基端部。驱动连杆部件91的前端部与驱动环67的其它的卡合凹部(其它的卡合部)73卡合。
如图1A以及图2所示,在轴承壳体3的左侧部(左侧面),形成有容纳连杆机构65的环状的容纳凹部94。
在涡轮机壳体27的内部的第一喷嘴环47的径向外侧,设有保护壁95。保护壁95与涡轮机壳体27一体,且形成为环状,保护支撑部件77使之不会受到涡轮机涡旋流路37内的排出气体的热。另外,在涡轮机壳体27的保护壁95的右侧面的内缘侧,形成有环状的凹台阶部97。换言之,保护壁95具有与支撑部件77接触的侧面,该侧面具有形成于该内缘侧的环状的凹台阶部97。
在第一喷嘴环47的对置面的相反面的外缘侧,形成有环状的凹台阶部99。 凹台阶部99仅使支撑部件77中的多个接合片79与第一喷嘴环47接触。此外,保护壁95、凹台阶部97、凹台阶部99分别在圆周方向上形成为连续的环状。然而,这些部件也可以在圆周方向上形成为不连续的环状。此外,也可以代替在第一喷嘴环47的对置面的相反面的外缘侧形成环状的凹台阶部99,而形成圆弧状的多个凹台阶部(图示省略)。
如图6A以及图6B所示,也可以在第一喷嘴环47的对置面的相反面,形成多个接合凸部(接合焊盘部)93。接合凸部93以向右方向(上述轴向的方一侧)突出的方式沿圆周方向隔开间隔地形成。各接合凸部93的顶面93t是实施了机械加工的加工面。支撑部件77的对应的接合片79与第一喷嘴环47的各接合凸部93的顶面93t接合。
如图2以及图4A所示,在支撑部件77的内侧(内周面侧)的沿圆周方向邻接的接合片79之间,形成有不连续的环状的连接通路101。连接通路101使涡轮机涡旋流路37和轴承壳体3的容纳凹部94连通。此外,也可以代替在支撑部件77的内侧的沿圆周方向邻接的接合片79之间形成连接通路101或者在支撑部件77的内侧的沿圆周方向邻接的接合片79之间形成连接通路101的基础上,在支撑部件77贯通形成用于使涡轮机涡旋流路37和轴承壳体3的容纳凹部94连通的圆形、矩形、或者狭缝状等的连接孔(图示省略)。
此外,如图1A以及图2所示,在第二喷嘴环57的内周面与涡轮机壳体27的适当位置之间,设有抑制从第二喷嘴环57的对置面的相反面侧开始的排出气体的泄漏的多个密封圈103。
接着,对本实施方式的作用以及效果进行说明。
通过使从气体导入口35导入的排出气体经由涡轮机涡旋流路37从涡轮机叶轮29的入口侧向出口侧流通,来利用排出气体的压力能而产生旋转力(转矩),从而能够使转子轴9以及压缩机叶轮13与涡轮机叶轮29一体旋转。由此,能够对从空气导入口19导入的空气进行压缩,而使之经由扩散流路21以及压缩机涡旋流路23从空气排出口25排出,从而能够对供给至发动机的空气进行增压(压缩)。
可变容量型增压器1的运转中,在发动机转速处于较高的旋转区域,且在排出气体的流量较多的情况下,通过旋转促动器69的驱动使驱动轴85向一个 方向旋转,使驱动连杆部件91向一个方向摆动,并且使驱动环67向正方向旋转。由此,使多个同步连杆部件75向正方向摆动,并且使多个可变喷嘴61同步地向正方向(打开方向)旋转,从而能够增大多个可变喷嘴61的开度。由此,能够增大向涡轮机叶轮29侧供给的排出气体的流路面积(流量),而能够向涡轮机叶轮29侧供给大量的排出气体。
在发动机转速处于较低的旋转区域,且排出气体的流量较少的情况下,通过旋转促动器69的驱动使驱动轴85向另一个方向旋转,使驱动连杆部件91向另一个方向摆动,并且使驱动环67向反方向旋转。由此,使多个同步连杆部件75向反方向摆动,并且使多个可变喷嘴61同步地向反方向旋转,从而能够缩小多个可变喷嘴61的开度。由此,能够缩小向涡轮机叶轮29侧供给的排出气体的流路面积,能够提高排出气体的流速,而能够充分确保涡轮机叶轮29的工作量。
除了上述作用之外,由于在轴承壳体3的左侧部形成有容纳连杆机构65的环状的容纳凹部94,所以即使支撑部件77不是具有圆筒部的复杂的形状,也能够利用支撑部件77来保护连杆机构65使之不会受到涡轮机涡旋流路37内的排出气体的热的影响。换言之,通过将支撑部件77设为简单的形状,能够简化可变容量型增压器1的运转中的支撑部件77的温度分布。由此,能够缩小可变容量型增压器1的运转中的支撑部件77的热变形、以及所引起的第一喷嘴环47的变形。
由于在支撑部件77的内周面沿圆周方向隔开间隔地一体形成有多个接合片79,在第一喷嘴环47的对置面的相反面的外缘侧形成有环状的凹台阶部99,所以能够缩小支撑部件77和第一喷嘴环47的导热面积。
由于在涡轮机壳体27的保护壁95的右侧面的内缘侧形成有环状的凹台阶部97,所以能够缩小支撑部件77和涡轮机壳体27的导热面积。
由于在支撑环77的内周面,以向径向内侧突出并且沿圆周方向隔开间隔的方式一体形成有多个接合片79,支撑环77的对应的接合片79与第一喷嘴环47的各接合凸部93的顶面93t接合,所以能够缩小支撑部件77和第一喷嘴环47的导热面积。
通过上述的至少一个导热面积的缩小,能够抑制可变容量型增压器1的运 转中的支撑部件77的温度上升,而能够极力缩小支撑部件77的热变形、以及所引起的第一喷嘴环47的变形。
由于在支撑部件77的内侧的沿圆周方向邻接的接合片79之间,形成有用于使涡轮机涡旋流路37和轴承壳体3的容纳凹部94连通的不连续的环状的连接通路101,所以在可变容量型增压器1的运转中,能够提高轴承壳体3的容纳凹部94内的压力,而使各可变喷嘴61向第二喷嘴环57的对置面侧靠近。
根据本实施方式,利用支撑部件77能够保护连杆机构65使之不会受到涡轮机涡旋流路37内的排出气体的热的影响。并且,能够极力缩小可变容量型增压器1的运转中的支撑部件77的热变形以及第一喷嘴环47的变形。因此,能够充分确保可变容量型增压器1的运转中的第一喷嘴环47的对置面和第二喷嘴环57的对置面的平行度,并且能够极力缩小喷嘴侧部间隙。其结果,能够抑制多个可变喷嘴61的不顺畅等动作不良,能够充分确保可变容量型增压器1(可变喷嘴单元45)的耐久性以及动作的可靠性,并且能够减少从喷嘴侧部间隙开始的泄漏流动,从而能够提高可变容量型增压器1的涡轮效率。此外,喷嘴侧部间隙指的是,第一喷嘴环47的对置面与可变喷嘴61的右侧面之间的间隙、或者第二喷嘴环57的对置面与可变喷嘴61的左侧面之间的间隙。
尤其是,在可变容量型增压器1的运转中,由于能够使各可变喷嘴61向第二喷嘴环57的对置面侧靠近,所以能够抑制从各可变喷嘴61的左侧面与第二喷嘴环57的对置面之间的间隙开始的泄漏流动,能够使沿着涡轮机叶片33的前端缘33t侧部分(中跨侧至前端缘33t侧的部分)流动的排出气体的流动稳定,从而能够进一步提高可变容量型增压器1的涡轮效率。
此外,本发明不限定于上述的实施方式的说明,能够以各种方式实施。另外,本发明所包括的权利范围不限定于这些实施。

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1、(10)申请公布号 CN 104018936 A (43)申请公布日 2014.09.03 C N 1 0 4 0 1 8 9 3 6 A (21)申请号 201410064768.5 (22)申请日 2014.02.25 2013-040728 2013.03.01 JP 2013-040744 2013.03.01 JP F02B 37/24(2006.01) (71)申请人株式会社IHI 地址日本东京都 (72)发明人井上智裕 浅川贵男 濑川健一 (74)专利代理机构北京银龙知识产权代理有限 公司 11243 代理人张敬强 严星铁 (54) 发明名称 可变喷嘴单元以及可变容量型增压器 (。

2、57) 摘要 本发明提供可变喷嘴单元以及可变容量型增 压器。可变容量型增压器具备可变喷嘴单元,该可 变喷嘴单元通过涡轮机壳体和轴承壳体的夹持而 配设在上述涡轮机壳体内,并且对向涡轮机叶轮 供给的排出气体的流路面积进行调整。上述轴承 壳体具有容纳可变喷嘴单元的连杆机构的容纳凹 部。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书8页 附图10页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书8页 附图10页 (10)申请公布号 CN 104018936 A CN 104018936 A 1/2页 2 1.一种可变容量型增压器,利用来自发动机。

3、的排出气体的能量对向上述发动机侧供给 的空气进行增压,其特征在于, 具备可变喷嘴单元,该可变喷嘴单元通过涡轮机壳体和轴承壳体的夹持而配设在上述 涡轮机壳体内,并且对向涡轮机叶轮供给的排出气体的流路面积进行调整, 上述可变喷嘴单元具备: 第一基环,其在上述涡轮机壳体内的涡轮机涡旋流路与上述涡轮机叶轮之间,与上述 涡轮机叶轮同心状地配设; 第二基环,其在相对于上述第一基环沿上述涡轮机叶轮的轴向间隔且对置的位置,与 上述第一基环一体设置; 多个可变喷嘴,其配设在上述第一基环的对置面与上述第二基环的对置面之间,且能 够绕与上述涡轮机叶轮的轴心平行的轴心向正反方向旋转; 连杆机构,其配设于上述第一基环的。

4、对置面的相反面侧,用于使多个上述可变喷嘴同 步地向开闭方向旋转;以及 支撑部件,其一体地设于上述第一基环的对置面的相反面,内缘部一体地接合于上述 第一基环的对置面的相反面,外缘部被上述涡轮机壳体和轴承壳体夹持, 在上述轴承壳体形成有容纳上述连杆机构的环状的容纳凹部。 2.根据权利要求1所述的可变容量型增压器,其特征在于, 在上述支撑部件的内侧,形成有用于使上述涡轮机涡旋流路和上述轴承壳体的上述容 纳凹部连通的连接通路,或者在上述支撑部件,贯通形成有用于使上述涡轮机涡旋流路和 上述轴承壳体的上述容纳凹部连通的连接孔。 3.根据权利要求1所述的可变容量型增压器,其特征在于, 在上述支撑部件的内周面。

5、,以向径向内侧突出且沿上述支撑部件的圆周方向隔开间隔 的方式一体形成有用于一体地接合于上述第一基环的对置面的相反面的多个接合片。 4.根据权利要求1所述的可变容量型增压器,其特征在于, 在上述涡轮机壳体的内部的上述第一基环的径向外侧,形成有保护上述支撑部件使之 不会受到上述涡轮机涡旋流路内的排出气体的热的环状的保护壁。 5.根据权利要求4所述的可变容量型增压器,其特征在于, 上述涡轮机壳体的上述保护壁具有与上述支撑部件接触的侧面,上述保护壁的上述侧 面具有形成于其内缘侧的环状的凹台阶部。 6.一种可变喷嘴单元,对可变容量型增压器的向涡轮机叶轮侧供给的排出气体的流路 面积进行调整,其特征在于,具。

6、备: 第一基环,其在上述可变容量型增压器的涡轮机壳体内,与上述涡轮机叶轮同心状地 配设; 第二基环,其在相对于上述第一基环沿上述涡轮机叶轮的轴向间隔且对置的位置,通 过沿两基环的圆周方向排列的多个连结销而与上述第一基环一体设置; 多个可变喷嘴,其配设在上述第一基环的对置面与上述第二基环的对置面之间,且能 够绕与上述涡轮机叶轮的轴心平行的轴心向正反方向旋转; 连杆机构,其配设于在上述第一基环的对置面的相反面侧划分形成的连杆室,用于使 多个上述可变喷嘴同步旋转;以及 权 利 要 求 书CN 104018936 A 2/2页 3 支撑部件,其为一体地设于上述第一基环的对置面的相反面的支撑部件,内缘部。

7、通过 多个上述连结销的一端部的结合而一体地接合于上述第一基环的对置面的相反面,在内周 面以向径向内侧突出且沿上述支撑部件的圆周方向隔开间隔的方式一体形成有用于一体 地接合于上述第一基环的对置面的相反面的多个接合片,外缘部安装于上述可变容量型增 压器的轴承壳体,且上述支撑部件的外径比上述第一基环的外径大。 7.根据权利要求6所述的可变喷嘴单元,其特征在于, 在上述第一基环的对置面的相反面的外缘侧形成有凹台阶部。 8.根据权利要求6所述的可变喷嘴单元,其特征在于, 在上述第一基环的对置面的相反面,以沿两基环的圆周方向隔开间隔的方式形成有多 个接合凸部,使得在各接合凸部的顶面接合上述支撑部件的对应的。

8、上述接合片。 9.根据权利要求6所述的可变喷嘴单元,其特征在于, 在上述支撑部件的内侧的沿上述支撑部件的圆周方向邻接的上述接合片之间,形成有 用于使上述涡轮机壳体的涡轮机涡旋流路和上述连杆室连通的连接通路。 10.一种可变容量型增压器,利用来自发动机的排出气体的能量对向上述发动机侧供 给的空气进行增压,其特征在于, 具备权利要求69任一项中所述的可变喷嘴单元。 权 利 要 求 书CN 104018936 A 1/8页 4 可变喷嘴单元以及可变容量型增压器 技术领域 0001 本发明涉及对可变容量型增压器内的向涡轮机叶轮侧供给的排出气体的流路面 积(流量)进行调整的可变喷嘴单元、以及装备该可变喷。

9、嘴单元且利用来自发动机的排出气 体的能量来对朝发动机侧供给的空气进行增压的可变容量型增压器。 背景技术 0002 近几年,对于可变容量型增压器的通过涡轮机壳体与轴承壳体的夹持(紧固)而配 设在涡轮机壳体内的可变喷嘴单元,进行了各种开发。日本特开2009-243431号(专利文献 1)以及日本特开2009-243300号(专利文献2)中公开的可变喷嘴单元的主要结构如下。 0003 涡轮机壳体能够旋转地容纳有涡轮机叶轮。涡轮机壳体具有向涡轮机叶轮供给排 出气体的涡轮机涡旋流路(turbine scroll passage)。在涡轮机涡旋流路与涡轮机叶轮之 间,与涡轮机叶轮同心状地配设有第一基环。第。

10、二基环设置在沿涡轮机叶轮的轴向而与第 一基环分离的位置。第二基环通过连结销而与第一基环一体设置。 0004 在第一基环的对置面与第二基环的对置面之间,设有多个可变喷嘴。多个可变喷 嘴以包围涡轮机叶轮的方式沿圆周方向等间隔地配设。各可变喷嘴设为能够绕与涡轮机叶 轮的轴心平行的轴心向正方向或者反方向(打开方向或者关闭方向)旋转。另外,在第一基 环的对置面的相反面侧,配设有连杆机构。连杆机构使多个可变喷嘴向正方向或者反方向 同步旋转。若多个可变喷嘴向正方向(打开方向)同步旋转,则增大向涡轮机叶轮侧供给的 排出气体的流路面积(流量)。另一方面,若多个可变喷嘴向反方向(关闭方向)同步旋转,则 缩小该流路。

11、面积。 0005 在第一基环的对置面的相反面,一体地设有支撑部件。支撑部件具有容纳连杆机 构的圆筒部。在该圆筒部的上述轴向(涡轮机叶轮的轴向)的一侧,一体形成有向径向外侧 突出的外缘部(外凸缘)。在支撑部件的圆筒部的上述轴向的另一侧,一体形成有向径向内 侧突出的内缘部(内凸缘)。支撑部件的内缘部一体地接合于第一基环。支撑部件的外缘部 被涡轮机壳体的上述轴向的一侧部和轴承壳体的上述轴向的另一侧部夹持。通过该夹持, 来在涡轮机壳体内配设可变喷嘴单元。 0006 可变容量型增压器的运转中,向支撑部件的内缘部(内凸缘)流入来自喷嘴环的 热,从支撑部件的外缘部(外凸缘)通过轴承壳体来吸收热。因此,支撑部。

12、件的内缘部温度相 对较高,支撑部件的外缘部(外凸缘)温度相对较低。 0007 以往的支撑部件具有容纳连杆机构的圆筒部,以保护连杆机构不会受到涡轮机涡 旋流路内的排出气体的热,而充分确保可变容量型增压器的耐久性。其结果,有支撑部件的 形状复杂化的趋势。若支撑部件的形状复杂化,且可变容量型增压器的运转中的支撑部件 的温度分布变得复杂,则此时的支撑部件的热变形变大。例如,支撑部件以从内缘部侧扩展 的方式产生热变形。该情况下,第一基环的变形变大,而第一基环的对置面和第二基环的对 置面的平行度降低,从而第一基环的对置面与第二基环的对置面的间隔局部变窄。 0008 因此,为了抑制多个可变喷嘴的不顺畅等动作。

13、不良,而充分确保可变喷嘴单元(换 说 明 书CN 104018936 A 2/8页 5 言之,可变容量型增压器)的动作的可靠性,通常将喷嘴侧部间隙设定为较大,而使可变容 量型增压器的运转中的第一基环的对置面与第二基环的对置面的最小间隔比可变喷嘴的 宽度(上述轴向的长度)大。另一方面,若将喷嘴侧部间隙设定为较大,则来自喷嘴侧部间隙 的泄漏流动增大,而可变容量型增压器的涡轮机效率降低。此外,喷嘴侧部间隙指的是,第 一基环的对置面与可变喷嘴的上述轴向的一侧的侧面之间的间隙、或者第二基环的对置面 与可变喷嘴的上述轴向的另一侧的侧面之间的间隙。 发明内容 0009 因此,本发明的目的在于提供能够确保可变。

14、容量型增压器的耐久性以及可靠性、 且能够提高可变容量型增压器的涡轮机效率的可变喷嘴单元以及可变容量型增压器。 0010 本发明的第一方案是一种可变容量型增压器,利用来自发动机的排出气体的能量 来对向上述发动机侧供给的空气进行增压,其主旨在于,具备可变喷嘴单元,该可变喷嘴单 元通过涡轮机壳体和轴承壳体的夹持(紧固)而配设在上述涡轮机壳体内,并且对向涡轮机 叶轮侧供给的排出气体的流路面积(流量)进行调整,上述可变喷嘴单元具备:第一基环,其 在上述涡轮机壳体内的涡轮机涡旋流路与上述涡轮机叶轮之间,与上述涡轮机叶轮同心状 地配设;第二基环,其在相对于上述第一基环沿上述涡轮机叶轮的轴向间隔且对置的位置,。

15、 与上述第一基环一体设置;多个可变喷嘴,其配设在上述第一基环的对置面与上述第二基 环的对置面之间,且能够绕与上述涡轮机叶轮的轴心平行的轴心向正反方向(开闭方向)旋 转;连杆机构,其配设于上述第一基环的对置面的相反面侧(上述轴向的一方侧),用于使多 个上述可变喷嘴同步地向开闭方向旋转;以及环状的支撑部件,其一体地设于上述第一基 环的对置面的相反面,内缘部(内周缘部)一体地接合于上述第一基环的对置面的相反面, 外缘部(外周缘部)被上述涡轮机壳体和轴承壳体夹持,在上述轴承壳体形成有容纳上述连 杆机构的环状的容纳凹部。 0011 本发明的第二方案是一种可变喷嘴单元,对可变容量型增压器的向涡轮机叶轮侧 。

16、供给的排出气体的流路面积(流量)进行调整,其主旨在于,具备:第一基环,其在上述可变 容量型增压器的涡轮机壳体内,与上述涡轮机叶轮同心状地配设;第二基环,其在相对于上 述第一基环沿上述涡轮机叶轮的轴向间隔且对置的位置,通过沿两基环的圆周方向排列的 多个连结销而与上述第一基环一体设置;多个可变喷嘴,其配设在上述第一基环的对置面 与上述第二基环的对置面之间,且能够绕与上述涡轮机叶轮的轴心平行的轴心向正反方向 (开闭方向)旋转;连杆机构,其配设于在上述第一基环的对置面的相反面(上述轴向的一方 侧的侧面)侧划分形成的连杆室,用于使多个上述可变喷嘴同步旋转;以及支撑部件,其为 一体地设于上述第一基环的对置。

17、面的相反面的支撑部件,内缘部通过多个上述连结销的一 端部(上述轴向的一端部)的结合而一体接合于上述第一基环的对置面的相反面,在内周面 以向径向内侧突出且沿支撑部件的圆周方向隔开间隔的方式一体形成有用于一体地接合 于上述第一基环的对置面的相反面的多个接合片,外缘部安装于上述可变容量型增压器的 轴承壳体,且外径比上述第一基环的外径大。 0012 其中,“配设”包括直接配设的意思,除此之外还包括经由其它部件间接配设的意 思,“设置”包括直接设置的意思,除此之外还包括经由其它部件间接设置的意思。 0013 发明的效果如下。 说 明 书CN 104018936 A 3/8页 6 0014 根据本发明,可。

18、提供能够确保可变容量型增压器的耐久性以及可靠性、并且能够 提高可变容量型增压器的涡轮效率的可变喷嘴单元以及可变容量型增压器。 附图说明 0015 图1A是图7的箭头部I的放大图。图1B是表示图1所示的实施方式的变形例的 图。 0016 图2是图1A的箭头部II的放大图。 0017 图3是表示本发明的实施方式的可变喷嘴单元的一部分的图。 0018 图4A是表示本发明的实施方式的可变喷嘴单元的支撑部件的图。图4B是沿图4A 的IVB-IVB线的剖视图。 0019 图5A是表示本发明的实施方式的可变喷嘴单元的喷嘴环的图。图5B是沿图5A 的VB-VB线的剖视图。 0020 图6A是表示图5A所示的喷。

19、嘴环的变形例的图。图6B是沿图6A的VIB-VIB线的 剖视图。 0021 图7是本发明的实施方式的可变容量型增压器的正剖视图。 具体实施方式 0022 参照图1A至图7对本发明的实施方式进行说明。其中,附图中,“R”表示右方向, “L”表示左方向。 0023 图7是表示本发明的实施方式的可变容量型增压器1的正剖视图。可变容量型增 压器1利用来自发动机(图示省略)的排出气体的能量,而对供给至发动机的空气进行增压 (压缩)。 0024 (与轴承壳体3相关联的部件) 0025 可变容量型增压器1具备轴承壳体3。在轴承壳体3内,设有径向轴承5以及一对 推力轴承7。另外,在多个轴承5、7,能够旋转地设。

20、有沿左右方向延伸的转子轴(涡轮轴)9。 换言之,在轴承壳体3,经由多个轴承5、7能够旋转地设有转子轴9。 0026 在轴承壳体3的右侧,设有压缩机壳体11。在压缩机壳体11内,能够旋转地设有 压缩机叶轮13。压缩机叶轮13绕其轴心(换言之,转子轴9的轴心)S旋转,并利用由该旋 转引起的离心力来压缩空气。压缩机叶轮13具备:一体地连结于转子轴9的右端部的压缩 机轮(压缩机盘)15;以及在该压缩机轮15的外周面沿周向等间隔地设置的多个压缩机叶 片17。 0027 压缩机壳体11具有形成于压缩机叶轮13的入口侧(空气的流动方向的上游侧) 的、用于导入空气的空气导入口19。空气导入口19与净化空气的空。

21、气净化器(图示省略) 连接。另外,在轴承壳体3与压缩机壳体11之间的压缩机叶轮13的出口侧(空气的流动 方向的下游侧),形成有对压缩了的空气进行升压的环状的扩散流路(diffuser passage) 21。另外,在压缩机壳体11的内部,形成有漩涡状的压缩机涡旋流路(compressor scroll passage)23,该压缩机涡旋流路23与扩散流路21连通。而且,在压缩机壳体11的适当位 置,形成有用于排出压缩了的空气的空气排出口25,该空气排出口25与压缩机涡旋流路23 连通,并与发动机的进气歧管(图示省略)连接。 说 明 书CN 104018936 A 4/8页 7 0028 如图1。

22、A以及图7所示,在轴承壳体3的左侧,设有涡轮机壳体27,在该涡轮机壳体 27内,能够绕轴心(涡轮机叶轮29的轴心、换言之为转子轴9的轴心)S旋转地设有涡轮机 叶轮29,该涡轮机叶轮29利用排出气体的压力能来产生旋转力(转矩)。另外,该涡轮机叶 轮29具备:一体地设于转子轴9的左端部的涡轮机叶轮(涡轮盘)31;以及在该涡轮机叶轮 31的外周面沿周向等间隔地设置的多个涡轮机叶片33。此处,多个涡轮机叶片33的前端 缘33t被涡轮机壳体27的屏蔽壁27f覆覆盖。 0029 如图7所示,在涡轮机壳体27的适当位置,形成有用于导入排出气体的气体导入 口35,该气体导入口35能够与发动机的排气歧管(图示省。

23、略)连接。另外,在涡轮机壳体27 的内部的靠涡轮机叶轮29的入口侧(排出气体的流动方向的上游侧),形成有漩涡状的涡轮 机涡旋流路37,该涡轮机涡旋流路37与气体导入口35连通。并且,在涡轮机壳体27的靠 涡轮机叶轮29的出口侧(排出气体的流动方向的下游侧),形成有用于使排出气体排出的气 体排出口39,该气体排出口39能够与净化排出气体的排出气体净化装置(图示省略)连接。 0030 在轴承壳体3的左侧面,设有环状的隔热板41,该隔热板41遮挡来自涡轮机叶轮 29侧的热。在轴承壳体3的左侧面与隔热板41的右侧面之间,设有作为施力部件43的碟 形弹簧。此外,只要对轴承壳体3的左侧面和隔热板41进行施。

24、力,施力部件43不限定于碟 形弹簧。例如,如图1B所示,施力部件43也可以是波形垫圈。 0031 可变容量型增压器1具备对向涡轮机叶轮29供给的排出气体的流路面积(流量) 进行调整的可变喷嘴单元45。可变喷嘴单元45通过涡轮机壳体27和轴承壳体3的夹持 (紧固)而配设在涡轮机壳体27内。 0032 对可变喷嘴单元45的结构进行说明。如图1A、图5A以及图5B所示,在涡轮机壳 体27内配设有作为第一基环的第一喷嘴环47。具体而言,第一喷嘴环47在涡轮机涡旋流 路37与涡轮机叶轮29之间,与涡轮机叶轮29同心状地配设。在第一喷嘴环47,贯通形成 有多个支承孔49。支承孔49沿圆周方向排列。第一喷嘴。

25、环47的内缘部与隔热板41的外 缘部(外缘侧的台阶部)嵌合。 0033 在第一喷嘴环47的右侧面(涡轮机叶轮29的轴向的一侧的侧面)的支承孔49的 径向外侧,沿圆周方向隔开间隔地放射状地一体形成有多个导向爪51,各导向爪51在前端 侧(径向外侧)具有剖面呈U字状的导向槽53。另外,在第一喷嘴环47的右侧面的内缘部 (内周面侧),以连结多个导向爪51的基部的方式形成有向右方向(上述轴向的一侧)突出的 环状的连结凸部55。 0034 如图1A所示,在相对于第一喷嘴环47而在左右方向(上述轴向)上分离、且与第一 喷嘴环47对置的位置,设有作为第二基环的第二喷嘴环57。第二喷嘴环57经由在圆周方 向上。

26、排列的多个(三个以上)连结销59而设为与第一喷嘴环47一体且同心。此处,多个连 结销59规定第一喷嘴环47的对置面(上述轴向的另一方侧的侧面)与第二喷嘴环57的对 置面(上述轴向的一方侧的侧面)之间的间隔。此外,如上述的专利文献1以及专利文献2 所示,第二喷嘴环57也可以具有覆盖多个涡轮机叶片33的前端缘33t的屏蔽部。 0035 如图2所示,在第一喷嘴环47的对置面与第二喷嘴环57的对置面之间,以包围涡 轮机叶轮29的方式沿圆周方向配设有多个可变喷嘴61。本实施方式中,圆周方向的可变喷 嘴61的间隔(interval)是恒定的。然而,对于这些间隔而言,考虑各个可变喷嘴61的形状 等也可以是不。

27、恒定的。各可变喷嘴61设为能够绕与涡轮机叶轮29的轴心S平行的轴心而 说 明 书CN 104018936 A 5/8页 8 向正方向或者反方向(打开方向或者关闭方向)旋转。另外,在各可变喷嘴61的右侧面(上 述轴向的一方侧的侧面),一体形成有喷嘴轴63。各喷嘴轴63能够旋转地支承于第一喷嘴 环47的对应的支承孔49。另外,在第一喷嘴环47的对置面与第二喷嘴环57的对置面之间 的适当位置,设有限位销(图示省略)。限位销(图示省略)对多个可变喷嘴61越过规定的旋 转位置而向正方向(打开方向)旋转的情况进行限制。本实施方式的各可变喷嘴61通过喷 嘴轴63而支承于第一喷嘴环47。然而,也可以在各可变喷。

28、嘴61的左侧面(上述轴向的另一 方侧的侧面)一体形成其它的喷嘴轴(图示省略),各个其它的喷嘴轴能够旋转地支承于第 二喷嘴环57的其它的支承孔(图示省略)。 0036 在第一喷嘴环47的对置面的相反面侧(上述轴向的一方侧),配设有连杆机构65。 连杆机构65与多个可变喷嘴61的喷嘴轴63连结,使多个可变喷嘴61同步地向正方向或 者反方向(打开方向或者关闭方向)旋转。 0037 对连杆机构65的具体的结构进行说明。如图2以及图3所示,在第一喷嘴环47 的多个导向爪51的导向槽53,驱动环67被引导支承为能够绕涡轮机叶轮29的轴心(第一 喷嘴环47的轴心)S向正反方向旋转。驱动环67因电动马达或者负。

29、压缸等旋转促动器69 的驱动而向正方向或者反方向旋转。另外,在驱动环67的内缘部,形成有向径向外侧凹陷 且数量与可变喷嘴61的数量相同的卡合凹部(卡合部)71。在驱动环67的内缘部的适当 位置,形成有向径向外侧凹陷的其它的卡合凹部(其它的卡合部)73。另外,在各可变喷嘴 61的喷嘴轴63,一体地连结有同步连杆部件(喷嘴连杆部件)75的基部。各同步连杆部件 75的前端部与驱动环67的对应的卡合凹部71卡合(配合)。此外,对于驱动环67而言,也 可以代替能够向正方向或者反方向旋转地支承于导向槽53,而如专利文献1以及专利文献 2所示那样,能够向正方向或者反方向旋转地在设于第一喷嘴环47的对置面的相。

30、反面的导 向环(图示省略)支承。 0038 如图2所示,在第一喷嘴环47的对置面的相反面(上述轴向的一方侧的侧面),一 体地设有支撑部件(支撑环)77。支撑部件77形成为环状,其外径比第一喷嘴环47的外径 大。支撑部件77的内缘部通过多个连结销59的右端部(一端部)的敛缝结合而一体地接合 于第一喷嘴环47的对置面的相反面。 0039 在支撑部件77的内周面,以向径向内侧突出且沿圆周方向隔开间隔的方式一体 形成有多个接合片79,该多个接合片79用于使支撑部件77一体地接合于第一喷嘴环47的 对置面的相反面。在各接合片79,贯通形成有用于使连结销59的左端部插通的插通孔81。 如下文中说明,接合片。

31、79也可以仅接合于接合凸部93。 0040 支撑部件77的外缘部被涡轮机壳体27的右侧部(上述轴向的一侧部)和轴承壳体 3的左侧部(上述轴向的另一侧部)夹持。例如,支撑部件77的外缘部以通过与涡轮机壳体 27的协作而被夹持的状态安装于轴承壳体3。通过将支撑部件77的外缘部安装于轴承壳 体3,来将可变喷嘴单元45配设在涡轮机壳体27内。换言之,通过将支撑部件77的外缘部 固定在涡轮机壳体27与轴承壳体3的彼此的对置面之间,来将可变喷嘴单元45配设在涡 轮机壳体27内。此外,对于支撑部件77的外缘部的固定而言,也可以使用安装螺栓(图示 省略)而将该外缘部安装于轴承壳体3。 0041 如图1A所示,。

32、在轴承壳体3的左侧部,设有用于使连杆机构65工作的驱动机构 83。 说 明 书CN 104018936 A 6/8页 9 0042 对驱动机构83的具体的结构进行说明。在轴承壳体3的左侧部,经由衬套87能 够绕与涡轮机叶轮29的轴心平行的轴心旋转地设有驱动轴85。驱动轴85的右端部(一端 部)经由动力传递部件89而与旋转促动器69连接。另外,在驱动轴85的左端部(另一端 部),一体地连结有驱动连杆部件91的基端部。驱动连杆部件91的前端部与驱动环67的 其它的卡合凹部(其它的卡合部)73卡合。 0043 如图1A以及图2所示,在轴承壳体3的左侧部(左侧面),形成有容纳连杆机构65 的环状的容纳。

33、凹部94。 0044 在涡轮机壳体27的内部的第一喷嘴环47的径向外侧,设有保护壁95。保护壁95 与涡轮机壳体27一体,且形成为环状,保护支撑部件77使之不会受到涡轮机涡旋流路37 内的排出气体的热。另外,在涡轮机壳体27的保护壁95的右侧面的内缘侧,形成有环状的 凹台阶部97。换言之,保护壁95具有与支撑部件77接触的侧面,该侧面具有形成于该内缘 侧的环状的凹台阶部97。 0045 在第一喷嘴环47的对置面的相反面的外缘侧,形成有环状的凹台阶部99。凹台阶 部99仅使支撑部件77中的多个接合片79与第一喷嘴环47接触。此外,保护壁95、凹台阶 部97、凹台阶部99分别在圆周方向上形成为连续。

34、的环状。然而,这些部件也可以在圆周方 向上形成为不连续的环状。此外,也可以代替在第一喷嘴环47的对置面的相反面的外缘侧 形成环状的凹台阶部99,而形成圆弧状的多个凹台阶部(图示省略)。 0046 如图6A以及图6B所示,也可以在第一喷嘴环47的对置面的相反面,形成多个接 合凸部(接合焊盘部)93。接合凸部93以向右方向(上述轴向的方一侧)突出的方式沿圆周 方向隔开间隔地形成。各接合凸部93的顶面93t是实施了机械加工的加工面。支撑部件 77的对应的接合片79与第一喷嘴环47的各接合凸部93的顶面93t接合。 0047 如图2以及图4A所示,在支撑部件77的内侧(内周面侧)的沿圆周方向邻接的接 。

35、合片79之间,形成有不连续的环状的连接通路101。连接通路101使涡轮机涡旋流路37和 轴承壳体3的容纳凹部94连通。此外,也可以代替在支撑部件77的内侧的沿圆周方向邻 接的接合片79之间形成连接通路101或者在支撑部件77的内侧的沿圆周方向邻接的接合 片79之间形成连接通路101的基础上,在支撑部件77贯通形成用于使涡轮机涡旋流路37 和轴承壳体3的容纳凹部94连通的圆形、矩形、或者狭缝状等的连接孔(图示省略)。 0048 此外,如图1A以及图2所示,在第二喷嘴环57的内周面与涡轮机壳体27的适当 位置之间,设有抑制从第二喷嘴环57的对置面的相反面侧开始的排出气体的泄漏的多个 密封圈103。。

36、 0049 接着,对本实施方式的作用以及效果进行说明。 0050 通过使从气体导入口35导入的排出气体经由涡轮机涡旋流路37从涡轮机叶轮29 的入口侧向出口侧流通,来利用排出气体的压力能而产生旋转力(转矩),从而能够使转子 轴9以及压缩机叶轮13与涡轮机叶轮29一体旋转。由此,能够对从空气导入口19导入的 空气进行压缩,而使之经由扩散流路21以及压缩机涡旋流路23从空气排出口25排出,从 而能够对供给至发动机的空气进行增压(压缩)。 0051 可变容量型增压器1的运转中,在发动机转速处于较高的旋转区域,且在排出气 体的流量较多的情况下,通过旋转促动器69的驱动使驱动轴85向一个方向旋转,使驱动。

37、连 杆部件91向一个方向摆动,并且使驱动环67向正方向旋转。由此,使多个同步连杆部件75 说 明 书CN 104018936 A 7/8页 10 向正方向摆动,并且使多个可变喷嘴61同步地向正方向(打开方向)旋转,从而能够增大多 个可变喷嘴61的开度。由此,能够增大向涡轮机叶轮29侧供给的排出气体的流路面积(流 量),而能够向涡轮机叶轮29侧供给大量的排出气体。 0052 在发动机转速处于较低的旋转区域,且排出气体的流量较少的情况下,通过旋转 促动器69的驱动使驱动轴85向另一个方向旋转,使驱动连杆部件91向另一个方向摆动, 并且使驱动环67向反方向旋转。由此,使多个同步连杆部件75向反方向摆。

38、动,并且使多个 可变喷嘴61同步地向反方向旋转,从而能够缩小多个可变喷嘴61的开度。由此,能够缩小 向涡轮机叶轮29侧供给的排出气体的流路面积,能够提高排出气体的流速,而能够充分确 保涡轮机叶轮29的工作量。 0053 除了上述作用之外,由于在轴承壳体3的左侧部形成有容纳连杆机构65的环状的 容纳凹部94,所以即使支撑部件77不是具有圆筒部的复杂的形状,也能够利用支撑部件77 来保护连杆机构65使之不会受到涡轮机涡旋流路37内的排出气体的热的影响。换言之, 通过将支撑部件77设为简单的形状,能够简化可变容量型增压器1的运转中的支撑部件77 的温度分布。由此,能够缩小可变容量型增压器1的运转中的。

39、支撑部件77的热变形、以及 所引起的第一喷嘴环47的变形。 0054 由于在支撑部件77的内周面沿圆周方向隔开间隔地一体形成有多个接合片79, 在第一喷嘴环47的对置面的相反面的外缘侧形成有环状的凹台阶部99,所以能够缩小支 撑部件77和第一喷嘴环47的导热面积。 0055 由于在涡轮机壳体27的保护壁95的右侧面的内缘侧形成有环状的凹台阶部97, 所以能够缩小支撑部件77和涡轮机壳体27的导热面积。 0056 由于在支撑环77的内周面,以向径向内侧突出并且沿圆周方向隔开间隔的方式 一体形成有多个接合片79,支撑环77的对应的接合片79与第一喷嘴环47的各接合凸部 93的顶面93t接合,所以能。

40、够缩小支撑部件77和第一喷嘴环47的导热面积。 0057 通过上述的至少一个导热面积的缩小,能够抑制可变容量型增压器1的运转中的 支撑部件77的温度上升,而能够极力缩小支撑部件77的热变形、以及所引起的第一喷嘴环 47的变形。 0058 由于在支撑部件77的内侧的沿圆周方向邻接的接合片79之间,形成有用于使涡 轮机涡旋流路37和轴承壳体3的容纳凹部94连通的不连续的环状的连接通路101,所以在 可变容量型增压器1的运转中,能够提高轴承壳体3的容纳凹部94内的压力,而使各可变 喷嘴61向第二喷嘴环57的对置面侧靠近。 0059 根据本实施方式,利用支撑部件77能够保护连杆机构65使之不会受到涡轮。

41、机涡 旋流路37内的排出气体的热的影响。并且,能够极力缩小可变容量型增压器1的运转中的 支撑部件77的热变形以及第一喷嘴环47的变形。因此,能够充分确保可变容量型增压器1 的运转中的第一喷嘴环47的对置面和第二喷嘴环57的对置面的平行度,并且能够极力缩 小喷嘴侧部间隙。其结果,能够抑制多个可变喷嘴61的不顺畅等动作不良,能够充分确保 可变容量型增压器1(可变喷嘴单元45)的耐久性以及动作的可靠性,并且能够减少从喷嘴 侧部间隙开始的泄漏流动,从而能够提高可变容量型增压器1的涡轮效率。此外,喷嘴侧部 间隙指的是,第一喷嘴环47的对置面与可变喷嘴61的右侧面之间的间隙、或者第二喷嘴环 57的对置面与。

42、可变喷嘴61的左侧面之间的间隙。 说 明 书CN 104018936 A 10 8/8页 11 0060 尤其是,在可变容量型增压器1的运转中,由于能够使各可变喷嘴61向第二喷嘴 环57的对置面侧靠近,所以能够抑制从各可变喷嘴61的左侧面与第二喷嘴环57的对置面 之间的间隙开始的泄漏流动,能够使沿着涡轮机叶片33的前端缘33t侧部分(中跨侧至前 端缘33t侧的部分)流动的排出气体的流动稳定,从而能够进一步提高可变容量型增压器1 的涡轮效率。 0061 此外,本发明不限定于上述的实施方式的说明,能够以各种方式实施。另外,本发 明所包括的权利范围不限定于这些实施。 说 明 书CN 10401893。

43、6 A 11 1/10页 12 图1A 说 明 书 附 图CN 104018936 A 12 2/10页 13 图1B 说 明 书 附 图CN 104018936 A 13 3/10页 14 图2 说 明 书 附 图CN 104018936 A 14 4/10页 15 图3 说 明 书 附 图CN 104018936 A 15 5/10页 16 图4A 图4B 说 明 书 附 图CN 104018936 A 16 6/10页 17 图5A 说 明 书 附 图CN 104018936 A 17 7/10页 18 图5B 说 明 书 附 图CN 104018936 A 18 8/10页 19 图6A 说 明 书 附 图CN 104018936 A 19 9/10页 20 图6B 说 明 书 附 图CN 104018936 A 20 10/10页 21 图7 说 明 书 附 图CN 104018936 A 21 。

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