專利名稱：具有可變渦輪幾何形狀(vtg)的渦輪增壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的具有可變渦輪幾何形狀(VTG)的渦輪增壓器。
背景技術(shù)：
從EP-A-1236866中已知類型的一種渦輪增壓器的VTG套筒具有一個帶有多個葉片和杠桿的引導(dǎo)裝置以及一個渦輪機殼體側(cè)的盤。在一般的渦輪增壓器中將這個盤緊固到一個葉片支承安排的葉片支承環(huán)上是通過螺釘或焊接來進行。提供了一個隔離件裝置以便能夠設(shè)定在該葉片支承環(huán)與該盤之間形成的流動管道的限定寬度，這些VTG的葉片位于該流動管道中。在現(xiàn)有技術(shù)中，所述隔離件裝置是由多個隔離件套管、階梯形螺栓或焊接銷構(gòu)造而成的。鑄造的隔離件元件也是已知的。然而，所述已知的安排有如下缺陷具有較大數(shù)目的組件，這導(dǎo)致生產(chǎn)和組裝是費勁的。例如，倘若提供螺紋銷作為一個隔離件裝置，那么為了該目的必須進行多個組裝步驟以提供多個孔、螺紋以及該葉片支承環(huán)與該盤的相關(guān)聯(lián)的外徑擴大。在此，必須將這些組件銷(至少3個這樣的銷)安裝在該引導(dǎo)裝置中，并且必須隨后將所述螺紋銷按以該間隔尺寸焊接在該盤上并且測量變形。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是創(chuàng)造一種如權(quán)利要求1的前序部分所指明的類型的渦輪增壓器，其中有可能減少其部件數(shù)目并在維持緊湊的尺寸的同時在技術(shù)上簡化所述部分的生產(chǎn)還以及組裝步驟。所述目的是通過權(quán)利要求1的這些特征來實現(xiàn)的。因此根據(jù)本發(fā)明的渦輪增壓器的具體優(yōu)點包括實現(xiàn)了所要求的部件數(shù)目的減少、機加工步驟數(shù)目的減少、以及組裝支出的減少。而且有可能減小該套筒的外徑，這對于材料量和所要求的安裝空間具備有利的影響。此外，一種流線型的設(shè)計導(dǎo)致了在該引導(dǎo)裝置內(nèi)氣體動力學(xué)的改進并且因此改進了整個渦輪增壓器的熱力學(xué)。最后，這些優(yōu)點包括在這些可旋轉(zhuǎn)葉片的管道的穩(wěn)定性方面的提高，這是由于采所構(gòu)型的形狀以及隔離件腹板的數(shù)目、還以及關(guān)于以上解釋的已知套筒的非安裝式設(shè)計，其中將銷用作隔離件裝置。根據(jù)本發(fā)明作為隔離件裝置的該引導(dǎo)環(huán)相對于可旋轉(zhuǎn)葉片的環(huán)的定位僅僅要求在該葉片支承環(huán)的外徑上提供一個定位凹槽。作為一個組裝步驟，僅僅必須將該引導(dǎo)環(huán)插入該盤和該葉片支承環(huán)上。這些從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的多個有利的細致改進。該引導(dǎo)環(huán)優(yōu)選具有兩個環(huán)部件，這兩個環(huán)部件優(yōu)選具有圓環(huán)形狀的設(shè)計。上述環(huán)部件通過這些輪廓部件彼此連接，其中所述安排有可能作為一個鑄件或金屬板件而形成。
為該盤和葉片支承環(huán)提供支撐的這些輪廓部件優(yōu)選具有流線型設(shè)計。因此這些輪廓部件可以使進入該具有可變渦輪幾何形狀的葉片環(huán)中的流動以一種目標方式偏轉(zhuǎn)。正如在引言中已經(jīng)解釋的，該導(dǎo)向環(huán)的這些環(huán)部件可以被插入該葉片支承環(huán)或該盤上。其中，這些輪廓部件提供了這些部件的軸向定位，而這些環(huán)部件提供了徑向的支撐。在一個進一步的實施方案中，有可能的是該渦輪機殼體側(cè)的環(huán)作為一個整體的盤而形成。在所述實施方案中，該引導(dǎo)環(huán)優(yōu)選地作為一個鑄件而形成，該鑄件具有(作為一個環(huán)部件的)一體地連接到這些輪廓部件和第二個環(huán)部件上的該盤。該軸承殼體側(cè)的環(huán)也有可能配備有一個凸緣以便能夠?qū)⒄麄€套筒夾緊在該渦輪機殼體與該軸承殼體之間。該渦輪機殼體和該套筒之間的密封作用(在引導(dǎo)環(huán)上游的排氣壓力和這些可旋轉(zhuǎn)葉片下游的排氣壓力的密封)在此優(yōu)選地通過一個附加的密封件提供。如果該引導(dǎo)環(huán)配備有一個附加的凸緣，則作為一個鑄件的設(shè)計是優(yōu)選的。還優(yōu)選地，該引導(dǎo)環(huán)的環(huán)部件有可能配備有一個定位輔助件，該定位輔助件優(yōu)選處于一個彎出的部分的形式。所述定位輔助件可以被放置成與該葉片支承環(huán)中的一個適當?shù)陌疾巯嘟雍?。這個盤同樣可以具有所述類型的一個凹槽以便提供可旋轉(zhuǎn)地固定的定位。在所有上述設(shè)計的變體中，這些輪廓部件徑向地伸入這些環(huán)部件所限定的內(nèi)部環(huán)形腔室中，這樣使得在該套筒的組裝狀態(tài)下，所述輪廓部件伸入這些具有可變渦輪幾何形狀的葉片之間的空間內(nèi)，從而使得它們可以將通向這些可旋轉(zhuǎn)葉片的流動偏轉(zhuǎn)并且因此提高引入的流動。如果該引導(dǎo)環(huán)是通過形狀受限的生產(chǎn)過程(鑄造工藝)來生產(chǎn)，那么這些輪廓可以被設(shè)計成在一個夾卡過程中后續(xù)的機加工是有可能的而沒有毛刺和進一步的步驟。其結(jié)果是，產(chǎn)生了最少的廢料。替代地，有可能通過成型生產(chǎn)工藝(變形和沖壓)來生產(chǎn)該引導(dǎo)環(huán)。在此，基礎(chǔ)形狀是通過諸如折彎、壓制和深度拉伸等變形工藝產(chǎn)生的。這些輪廓是通過將輪廓沖出并使之變形而產(chǎn)生的。因此可以將材料的使用減少到最小值。其中，適應(yīng)于該引導(dǎo)環(huán)的設(shè)計的這種生產(chǎn)工藝確保了以低的單位成本獲得高的生產(chǎn)率。在周圍的部件中不要求另外的設(shè)計特征，如孔、螺紋或其生產(chǎn)。權(quán)利要求11將一種葉片支承環(huán)安排限定為一種可以獨立進行處理的物體。


從以下基于附圖的多個示例性實施方案的說明中將顯現(xiàn)出本發(fā)明的進一步的細節(jié)、特征和優(yōu)點，在附圖中圖1示出了一種根據(jù)本發(fā)明的渦輪增壓器的透視圖解；圖2以透視的分解圖示展示了一種根據(jù)本發(fā)明的葉片支承環(huán)安排；圖3示出了一種根據(jù)本發(fā)明的渦輪增壓器的第二實施方案或根據(jù)本發(fā)明的葉片支承環(huán)的一個局部的截面視圖；圖4示出了在根據(jù)圖3的實施方案中使用的引導(dǎo)環(huán)的一個透視圖解；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的葉片支承環(huán)安排的第一實施方案的一部分或根據(jù)本發(fā)明的渦輪增壓器的平面圖；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的引導(dǎo)環(huán)的另一個實施方案的一個局部視圖7示出了該引導(dǎo)環(huán)的一個替代實施方案的、并且對應(yīng)于圖4的圖解；并且圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的引導(dǎo)環(huán)的另一個實施方案的、并且對應(yīng)于圖7的圖解。
具體實施例方式由于以下對根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計原理的說明并不需要對具有可變渦輪幾何形狀的渦輪增壓器的全部設(shè)計細節(jié)進行完整解釋，因此在圖1中僅標記了根據(jù)本發(fā)明的一種渦輪增壓器15的這些基本部件，該渦輪增壓器正如常規(guī)的那樣，具有位于一個壓縮機殼體17中的一個壓縮機葉輪16 ；—個軸承殼體18，該軸承殼體具有用于一個軸19的所要求的軸承；以及位于一個渦輪機殼體21中的一個渦輪機葉輪20。所述渦輪增壓器還具有一個所謂的VTG套筒，該套筒包含多個可旋轉(zhuǎn)的葉片和杠桿和一個渦輪機殼體側(cè)的盤還以及一個葉片支承環(huán)和一個調(diào)整環(huán)。所述部件將在以下附圖的基礎(chǔ)上進行詳細解釋。所述類型的渦輪增壓器的其他部件對于解釋本發(fā)明從而全面地理解其原理而言不作要求、但是同樣不言自明地提供在根據(jù)本發(fā)明的渦輪增壓器15中。圖2以一種分解的圖示展示了根據(jù)本發(fā)明的一種葉片支承環(huán)安排1，以便能夠更好地解釋其構(gòu)造。該葉片支承環(huán)安排1具有一個葉片支承環(huán)2，在其中可旋轉(zhuǎn)地安裝了多個葉片，其中用參考號10指出了一個葉片來代表所有這些葉片。此外，該葉片支承環(huán)安排1具有一個盤3。為了能夠形成用于這些葉片10的一個流動管道4 (從圖3中可以看到)，該流動管道4具有一個限定寬度B (同樣參見圖4)，該葉片支承環(huán)安排1配備有一個被設(shè)計作為引導(dǎo)環(huán)6的隔離件裝置5。如圖2所示，所述引導(dǎo)環(huán)6具有兩個環(huán)部件6A和6B，這兩個環(huán)部件被安排為是彼此間隔開的并且優(yōu)選地具有圓環(huán)形設(shè)計。在環(huán)部件6 A和6 B之間提供了多個輪廓部件，其中以參考號7指示了一個輪廓部件來代表所有這些輪廓部件。在本實例中，在環(huán)部件6A與6B之間提供了總計10個輪廓部件7。如圖2所示，這些環(huán)部件6A和6B通過這些輪廓部件7而彼此連接。這些輪廓部件7被設(shè)計為流線型的引導(dǎo)輪廓，從圖5的平面圖的實例中可以看到。在此，圖2中顯示這些輪廓部件7被安排和設(shè)計為使得伸入了由這些環(huán)部件6 A和6 B所界定的內(nèi)部空間2之中，使得在組裝狀態(tài)下(同樣可以從圖5的實例中看到)所述輪廓部件伸入了這些葉片10之間的區(qū)域內(nèi)、并且因此可以使得進入該引導(dǎo)裝置的葉片中間的空間內(nèi)的排氣流以一種目標方式偏轉(zhuǎn)。在圖2展示的根據(jù)本發(fā)明的葉片支承環(huán)安排1的實施方案中，該引導(dǎo)環(huán)6可以被插入該葉片支承環(huán)2和該盤3上。為此目的，該葉片支承環(huán)2具有一個軸向肩臺或一個圓周凹槽并且盤3能以其外徑被插入該引導(dǎo)環(huán)6的環(huán)部件6B中。圖3和4示出了根據(jù)本發(fā)明的葉片支承環(huán)1或根據(jù)本發(fā)明的渦輪增壓器15的一個第二實施方案?？梢酝瑫r從圖3和4中看到，該引導(dǎo)環(huán)6也具有兩個環(huán)部件6A和6B，這兩個環(huán)部件通過這些輪廓部件7而彼此連接。在這個實施方案中，該引導(dǎo)環(huán)6也配備有一個凸緣9，該凸緣的外徑大于這些環(huán)部件6A和6B的外徑。例如，所述凸緣9通過腹板11而連接到環(huán)部件6A上。這個實施方案該引導(dǎo)環(huán)6優(yōu)選是一個單件式鑄件。圖3示出了引導(dǎo)環(huán)6的安裝后的狀態(tài)，該環(huán)部件通過其凸緣9被夾緊在該軸承殼體18與該渦輪機殼體21之間。圖3還顯示，流動管道4的寬度B是由圖4中指明的這些輪廓部件7的高度H決定的。此外，圖3的圖示也顯示在這個實施方案中，在該盤3和該渦輪機殼體21之間優(yōu)選地提供了一個密封件8。如以上已經(jīng)解釋的，圖5的平面圖示出了這些輪廓部件7的一種可能的流線型形狀，這些輪廓部件在安裝后的狀態(tài)下由于它們的對齊而深入了這些葉片10之間的區(qū)域中、并且因此能以一種目標方式將排氣流供應(yīng)到這些可旋轉(zhuǎn)的葉片上。圖6示出了具有金屬板引導(dǎo)環(huán)形式的一個引導(dǎo)環(huán)6的一個套筒的實施方案。圖7示出了該引導(dǎo)環(huán)6的另一個替代實施方案，其中該環(huán)部件6 B是由該盤3形成的?？梢詮膱D7的圖示中看出，該盤3進而通過這些輪廓部件7兒連接到該環(huán)部件6A上。這個實施方案優(yōu)選是作為鑄件形成的。相比之下，圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的、通過成型生產(chǎn)工藝而生產(chǎn)的引導(dǎo)環(huán)6的一個實施方案。所述引導(dǎo)環(huán)6基本上對應(yīng)于根據(jù)圖2的實施方案，但是在此處另外配備有多個處于彎出的部分12和13的形式的定位輔助件，在組裝該引導(dǎo)環(huán)6時，這些彎出的部分接合到該葉片支承環(huán)2或該盤3中相配合的切口或凹槽中(未在圖8中示出)。在盤3的情況下，該切口用作一個額外的防扭曲的設(shè)施。在以上說明的所有實施方案中，相應(yīng)的部件在各自情況下配備了相同的參考號。此外，除了以上對本發(fā)明的書面披露之外，特此明確地參考在圖1至圖8中對本發(fā)明的圖解展示。參考號清單1葉片支承環(huán)安排2葉片支承環(huán)
3
4流動管道
5隔離件裝置
6引導(dǎo)環(huán)
6A，6B 環(huán)部件
7隔離件輪廓
8密封件
9凸緣/套環(huán)
10葉片
11腹板
12彎出的部分
13彎出的部分
14定位輔助件
15渦輪增壓器
16壓縮機葉輪
17壓縮機殼體
18軸承殼體
19軸
20渦輪機葉輪
21渦輪機殼體22內(nèi)部空間23肩臺或圓周凹槽
權(quán)利要求
1.一種具有可變渦輪幾何形狀的渦輪增壓器(15)-具有一個葉片支承環(huán)安排(1)，該安排具有一個葉片支承環(huán)(2 )和一個可以固定在該葉片支承環(huán)(2)上的盤(3)以便形成一個流動管道(4)，并且-具有一個隔離件裝置(5)，該隔離件裝置被安排在該葉片支承環(huán)(2)與該盤(3)之間，以便設(shè)定該流動管道(4)的一個限定寬度(B)，其中-該隔離件裝置(5)被設(shè)計為一個引導(dǎo)環(huán)(6)，該引導(dǎo)環(huán)具有多個隔離件輪廓(7)，這些隔離件輪廓的高度(H)對應(yīng)于該流動管道(4)的寬度(B)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器，其中該引導(dǎo)環(huán)(6)具有被安排為間隔開的兩個環(huán)部件(6A，6B )，并且這些隔離件輪廓(7 )被安排在這兩個環(huán)部件之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪增壓器，其中這些環(huán)部件(6A，6B)通過這些隔離件輪廓(7)而彼此連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的渦輪增壓器，其中一個環(huán)部件(6B)是由該盤(3)形成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4之一所述的渦輪增壓器，其中這些輪廓部件(7)具有一種流線型外廓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5之一所述的渦輪增壓器，其中這些輪廓部件(7)伸入該引導(dǎo)環(huán)(6)的一個內(nèi)部空間(22)之中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6之一所述的渦輪增壓器，其中該葉片支承環(huán)(2)具有一個軸向肩臺或圓周凹槽(23)而該引導(dǎo)環(huán)(6)可以被插入其上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到6之一所述的渦輪增壓器，其中該引導(dǎo)環(huán)(6)能以其環(huán)部件(6B)被插入該盤(3)的外徑上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8之一所述的渦輪增壓器，其中該引導(dǎo)環(huán)(6)配備有一個凸緣(9)用于夾緊在該軸承殼體(18)與渦輪機殼體(21)之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的渦輪增壓器，其中該引導(dǎo)環(huán)(6)是作為一個鑄件形成的。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器，其中該引導(dǎo)環(huán)(6)配備有一個定位輔助件(14)。
12.一種用于具有可變幾何形狀的渦輪增壓器的葉片支承環(huán)安排(1)-具有一個葉片支承環(huán)(2)和一個可以固定在該葉片支承環(huán)(2)上的盤(3)以便形成一個流動管道(4)，并且-具有一個隔離件裝置(5)，該裝置被安排在該葉片支承環(huán)(2)與該盤(3)之間，以便設(shè)定該流動管道(4)的一個限定寬度(B)，其中-該隔離件裝置(5)被設(shè)計為一個引導(dǎo)環(huán)(6)，該引導(dǎo)環(huán)具有多個隔離件輪廓(7)，這些隔離件輪廓的高度(H)對應(yīng)于該流動管道(4)的寬度(B)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的葉片支承環(huán)安排，其特征為權(quán)利要求2至11所述的這些特征中的至少一個。
全文摘要
一種具有可變渦輪幾何形狀的渦輪增壓器(15)，具有一個葉片支承環(huán)安排(1)，該葉片支承環(huán)安排具有一個葉片支承環(huán)(2)和一個可以固定在該葉片支承環(huán)(2)上的盤(3)以形成一個流動管道(4)；具有一個隔離件裝置(5)，該裝置被安排在該葉片支承環(huán)(2)與這個該盤(3)之間，以便設(shè)定該流動管道(4)的一個限定寬度(B)，其中該隔離件裝置(5)被設(shè)計為一個引導(dǎo)環(huán)(6)，該引導(dǎo)環(huán)具有多個隔離件輪廓(7)，這些隔離件輪廓的高度(H)對應(yīng)于該流動管道(4)的寬度(B)。
文檔編號F02B37/22GK102597453SQ201080050908
公開日2012年7月18日 申請日期2010年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者T·拉姆伯 申請人:博格華納公司