CN104595020A - 可变几何涡轮增压*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可变几何涡轮增压***。可变几何涡轮增压***控制导入到涡轮增压器的涡轮机中的排放气体的流动，该可变几何涡轮增压***能够包含：叶片基环，固定叶片，可变叶片，叶片盖环以及致动模块，其中，在所述叶片基环中涡轮机能够放置在其中心；所述固定叶片能够固定在叶片基环的第一表面上，以对导入到涡轮机的排放气体进行引导；所述可变叶片能够枢转地放置在叶片基环的第一表面上，并且临近固定叶片，以便改变导入到涡轮机的排放气体的流动路径；所述叶片盖环固定至叶片基环，固定叶片和可变叶片***到叶片盖环和叶片基环之间；所述致动模块联接至可变叶片，并且选择性地致动可变叶片。

Description

可变几何涡轮增压***
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年10月30日提交的韩国专利申请第10-2013-0129965号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
技术领域
本发明涉及可变几何涡轮增压***，其中涡轮机通过排放气体来旋转，并且通过涡轮机来旋转的压缩机压缩吸入的空气以增加发动机的输出并且提高排放气体的质量。
背景技术
涡轮增压器广泛地用在内燃机中，并且在过去特别地应用于大尺寸卡车或者船只的发动机。近年来，为了在较小的发动机中产生高输出，涡轮增压器已经用于客运车辆中。涡轮增压器更加充分地燃烧燃料以提高排放气体的质量。涡轮增压器的各种功能和设计在现有技术中得以公开。
另外，涡轮增压器一般包括由排放气体旋转的涡轮机和由涡轮机旋转以压缩吸入的空气的压缩机，并且涡轮增压器具有轴连接涡轮机和压缩机的结构。
现有的可变几何涡轮增压器包括叶片基环和叶片盖环以及***其间的可变叶片并且采用头销或者套管，这是为了保证叶片基环和叶片盖环之间的预先确定的间隔。
其他现有技术的可变几何涡轮增压器存在的问题在于：保证叶片基环和叶片盖环之间的预先确定的间隔的头销或者套管是增加排放阻力因此降低效率的因素之一。头销或者套管也增加了部件数量和***重量，因此进一步降低了发动机的效率。
因此，需要一种具有降低的重量的可变几何涡轮增压器，其仍能够由于排放气体流动穿过可变叶片而有效地减少阻力。
公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供一种可变几何涡轮增压***，其通过保证叶片基环和叶片盖环之间的间隔并且控制排放气体的流动而具有减少的部件数量和降低的重量。
在本发明的一个方面中，可变几何涡轮增压***控制导入到涡轮增压器的涡轮机中的排放气体流，能够包含：叶片基环，固定叶片，可变叶片，叶片盖环以及致动模块，其中，所述叶片基环中的涡轮机放置在其中心；所述固定叶片固定在叶片基环的第一表面上，以对导入到涡轮机的排放气体进行引导；所述可变叶片枢转地放置在叶片基环的第一表面上，并且临近固定叶片，以便改变导入到涡轮机的排放气体的流动路径；所述叶片盖环固定至叶片基环，固定叶片和可变叶片***到叶片盖环和叶片基环之间；所述致动模块联接至可变叶片，并且选择性地致动可变叶片。
可变叶片放置在叶片基环的内侧，以便安放成接近涡轮机，并且固定叶片放置在可变叶片的外侧，以及固定叶片的内端部和可变叶片的外端部彼此滑动地接合。
可变钉形成在可变叶片和固定叶片彼此相接合的部分处，凸状弧形表面形成在可变叶片的外端部，以与可变钉的外圆周相对应，以及凹状弧形表面形成在固定叶片的内端部以与凸状弧形表面相对应。
部分凹状弧形表面在***孔的中心轴方向上与***孔的部分内圆周重合。
***孔形成在固定叶片的表面上，可变钉******孔并且与***孔相接合，所述可变钉整体地形成在可变叶片中；以及可变叶片围绕可变钉旋转，以改变排放气体的流动路径。
致动模块能够包括：内部杠杆，控制环以及致动器，其中，所述内部杠杆的第一端部固定至可变钉，该可变钉在固定叶片环的第二表面上突出；所述控制环与内部杠杆的第二端部相接合；所述致动器通过连杆与控制环相联接，并且选择性地通过连杆致动所述控制环。
为了根据所述可变叶片的旋转位置来平滑的诱导所述排放气体的流动，固定叶片能够具有流线型部分，所述流线型部分从其外端部到内端部形成流线型，以及流线型部分具有厚度从其外端部到内端部减少，并且此后与所述可变叶片相接合的部分的厚度再次增加的结构。
突出部分形成在叶片基环的固定叶片的外端部上，该突出部分以预先确定的距离在叶片基环的外圆周上突出。
在本发明的其他方面，可变几何涡轮增压***能够包括能够形成在叶片基环中的固定叶片，并且固定叶片能够保证距离叶片盖环的间隔并且引导排放气体的流动。而且，可变叶片能够安装在临近固定叶片，以根据运行状态可变地控制排放气体的流动。
通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。
附图说明
图1是根据本发明的示例性实施方案的可变几何涡轮增压***的立体示意图。
图2是根据本发明的示例性实施方案的可变几何涡轮增压***中所设置的叶片基环的立体图。
图3为根据本发明的示例性实施方案的叶片基环的局部细节立体图。
图4是根据本发明的示例性实施方案的可变几何涡轮增压***中所设置的可变叶片的立体图。
图5和图6是示出了根据本发明的示例性实施方案的可变几何涡轮增压***运行状态的侧视图。
图7是根据本发明的另一个示例性实施方案的可变几何涡轮增压***的侧视图。
图8是图7中所示的可变几何涡轮增压***的局部细节侧视图。
应当了解，所附附图并非按比例地显示了本发明的基本原理的图示性的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部件。
具体实施方式
下面将详细说明本发明的不同实施方案，在附图中和以下的描述中示出了这些实施方案的实例。虽然本发明与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当了解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换、修改、等效形式以及其它实施方案。
下面将参考附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。
图1是根据本发明的示例性实施方案的可变几何涡轮增压***的立体示意图。
参考图1，可变几何涡轮增压***包括致动器100、转向棒105、杠杆110和可变几何套筒120，并且可变几何套筒120包括控制环145、内部杠杆140、可变钉400、固定叶片150、可变叶片125、叶片基环130和叶片盖环135。
而且，在本发明的示例性实施方案中，压缩机的涡轮机放置在叶片基环130的中心。
按照预先确定的间隔放置叶片基环130和叶片盖环135，并且叶片基环130和叶片盖环135之间的排放气体流动以旋转涡轮机。
控制着排放气体的流动的固定叶片150和可变叶片125放置在叶片基环130和叶片盖环135之间。
固定叶片150整体形成在叶片基环130中，并且持续地在固定的状态下引导排放气体的流动，并且可变叶片125改变排放气体的流动同时围绕叶片基环130中的可变钉400旋转。
致动器100拉或推转向棒105以旋转控制环145，并且当控制环145通过内部杠杆140旋转可变钉400时，可变叶片125旋转。
图2是根据本发明的示例性实施方案的可变几何涡轮增压***中设置的叶片基环的立体图。
参考图2，固定叶片150整体形成在叶片基环130的一个表面上，凹状弧形表面205形成在固定叶片150的内端部处，并且形成***孔200以与凹状弧形表面205相对应。
图3为根据本发明的示例性实施方案的叶片基环的局部细节立体图。
参考图3，固定叶片150在叶片基环130的一个表面上整体突出，凹状弧形表面205形成在固定叶片150的内端部上，并且在叶片基环中形成***孔200以与凹状弧形表面205相对应。
而且，凹状弧形表面205能够具有与***孔200的内圆周相同的形状，并且在***孔200的纵向方向上，凹状弧形表面205能够具有相同的形状。
图4是根据本发明的示例性实施方案的可变几何涡轮增压***中所设置的可变叶片的立体图。
参考图4，凸状弧形表面410形成在可变叶片125的一个端部上，并且整体形成的可变钉400与凸状弧形表面410相对应。
可变钉400***到形成在叶片基环130中的***孔200，并且凸状弧形表面410与凹状弧形表面205可滑动地接合。
图5和图6是显示了根据本发明的示例性实施方案的可变几何涡轮增压***的运行状态的侧视图。
参考图5，当控制环145逆时针旋转时，可变叶片125围绕可变钉400逆时针旋转，并且可变钉400的另一端部更加接近于涡轮机。
参考图6，当控制环145顺时针旋转时，可变叶片125围绕可变钉400顺时针旋转，并且可变钉400的另一端部变得远离涡轮机。
相应地，根据可变叶片125的旋转位置，由外侧供应到中心的排放气体的流动特性是可变的，以便主动控制涡轮增压器的涡轮机的旋转。
图7是根据本发明的另一个示例性实施方案的可变几何涡轮增压***的侧视图，并且图8是图7中所示的可变几何涡轮增压***的局部细节侧视图。
参考图8，可变几何套筒包括叶片基环130、固定叶片150、可变叶片125、内部杠杆140和控制环145。
在图8中，描述了与图1至图5的特性区别，并且没有描述类似的部件。
参考图8，突出部分705形成在固定叶片150的一个端部上，并且突出部分705在叶片基环130的外部圆周700上以预先确定的距离突出，以便更加有效地控制排放气体的流动。
而且，固定叶片150具有流线型部分710，该流线型部分710具有这样的结构，即其中厚度从一个端部至另一个端部减小，并且此后再次增加，并且与可变叶片125相接合的部分比中间部分更厚。
因此，即使可变叶片125在预先确定的的角度范围内旋转，排放气体的流动也能够平滑且稳定地得到控制。
在本发明的示例性实施方案中，固定叶片形成在叶片基环中，并且固定叶片能够保证与叶片盖环的间隔，并且引导排放气体的流动。而且，可变叶片安装成临近固定叶片，以便根据运行状态可变地控制排放气体的流动。
为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上部”、“下部”、“内部”和“外部”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。前表面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (9)

1.一种可变几何涡轮增压***，其控制导入到涡轮增压器的涡轮机中的排放气体的流动，所述可变几何涡轮增压***包含：
叶片基环，在所述叶片基环中涡轮机放置在其中心；
固定叶片，所述固定叶片固定在所述叶片基环的第一表面上，以对导入到所述涡轮机的所述排放气体进行引导；
可变叶片，所述可变叶片枢转地放置在所述叶片基环的第一表面上，并且临近所述固定叶片，以便改变导入到所述涡轮机的排放气体的流动路径；
叶片盖环，所述叶片盖环固定至所述叶片基环，所述固定叶片和所述可变叶片***到所述叶片盖环和所述叶片基环之间；以及
致动模块，所述致动模块联接至所述可变叶片，并且选择性地致动所述可变叶片。
2.根据权利要求1所述的可变几何涡轮增压***，
其中所述可变叶片放置在所述叶片基环的内侧，以便安放成接近所述涡轮机，并且所述固定叶片放置在所述可变叶片的外侧，以及
其中所述固定叶片的内端部和所述可变叶片的外端部彼此滑动地接合。
3.根据权利要求2所述的可变几何涡轮增压***，
其中可变钉形成在所述可变叶片和所述固定叶片彼此相接合的部分处，
其中凸状弧形表面形成在所述可变叶片的外端部，以与所述可变钉的外圆周相对应，以及
其中凹状弧形表面形成在所述固定叶片的内端部，以与凸状弧形表面相对应。
4.根据权利要求3所述的可变几何涡轮增压***，其中部分所述凹状弧形表面在***孔的中心轴方向上与所述***孔的部分内圆周重合。
5.根据权利要求2所述的可变几何涡轮增压***，
其中***孔形成在所述固定叶片的表面上；
其中***所述***孔并且与所述***孔相接合的可变钉整体地形成在所述可变叶片中；以及
其中所述可变叶片围绕所述可变钉旋转，以改变所述排放气体的流动路径。
6.根据权利要求5所述的可变几何涡轮增压***，其中部分所述凹状弧形表面在所述***孔的中心轴方向上与所述***孔的部分内圆周重合。
7.根据权利要求5所述的可变几何涡轮增压***，其中所述致动模块包括：
内部杠杆，所述内部杠杆的第一端部固定至所述可变钉，所述可变钉在固定叶片环的第二表面上突出；
控制环，所述控制环与所述内部杠杆的第二端部相接合；以及
致动器，所述致动器通过连杆与所述控制环相联接，并且选择性地通过所述连杆致动所述控制环。
8.根据权利要求7所述的可变几何涡轮增压***，其中，为了根据所述可变叶片的旋转位置来平滑诱导所述排放气体的流动，
所述固定叶片具有流线型部分，所述流线型部分从其外端部到内端部形成流线型，以及
所述流线型部分具有厚度从其外端部到内端部减少，并且此后与所述可变叶片相接合的部分的厚度再次增加的结构。
9.根据权利要求8所述的可变几何涡轮增压***，其中突出部分形成在所述叶片基环上的固定叶片的外端部上，所述突出部分以预先确定的距离在所述叶片基环的外圆周上突出。
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