CN1094121A - 径流式废气涡轮增压器涡轮 - Google Patents

Abstract

在具有一排可个别调节的导叶(18)的径流式废 气涡轮增压器涡轮中，所述导叶可借助于被支承在壳 体(14)内的调节轴(19)来转动。每一调节轴(19)由 一枢杆(21)操作。在所有情况下，两相邻枢杆(21)用 一连接杆(24)连接。该连接件在其连接于枢杆的点 上有一枢销(25)。两连接件枢销(25)之间的距离 (A)相应于两相邻调节轴(19)之间的中心距。结果， 所有的枢杆进行相同的角位移。

Description

本发明涉及有一排能个别调节的导叶的径流式废气涡轮增压器的涡轮，这些导叶借助于各自被支承在壳体中的调节轴可以转动。

在废气涡轮增压器中，这类涡轮是相当熟知的。调节涡轮导叶是改善加速和扭矩特性的一种可能的控制干预手段。EP226444B1和EP227475B1为这方面提供了一些例子。这种可调涡轮导叶对某一给定的流量要生生一个的较大的焓降。这便增加了涡轮功率、涡轮转速，最终提高了增压压力。在“热”运转期间，为防止调节叶片卡住，一般说来，它们须被安装得具有适当的间隙。尤其是在封密的状态下，经叶尖和叶根间隙处的气流对流道内的主气流具有很大的干扰作用。在按EP226444B1制造的机器中，这一状况是通过将壳体流道壁设计成在运转期间能轴向位移紧挨涡轮片并将它压靠在该可换叶片上来弥补的。

一般说来，如从EP226444B1或EP227475B1中所能看到的，该枢杆由一普通带槽的环驱动。该带槽的环可以旋转，因此，须用轴承支装。

本发明的目是是要简化在开头提到的这类径流式涡轮中的调节机构。

按照本发明，这一目的是通过下述结构来达到的：在所有情况下，两相邻枢杆用连接杆连结，这些连接杆在跟枢杆的连接点上具有一枢销，连接件两枢销之间的距离A相应于两相邻调节轴之间的中心距B。

本发明的优点尤其通过下列事实可以看到：所有杆件的同步转动和相同的角位移是借助于最简单的装置用此方式获得保证的。可省去一贯惯用的带槽环的昂贵的加工和支承。

如果连接件为两部件结构并设有一个第三枢接点是有利的。这类连接件能补偿运转期间的不同热膨胀及任何制造和装配的不精确。

如果各调节轴具有两个轴向邻近的轴承位置，从而在两轴承部位之间提供一个环形空间，能供以壳体内的压缩空气，是有利的。从而，一方面冷却该调节轴，另一方面，防止工质自流道经轴承部位泄漏到外边。

在参阅借助于表示以径向涡轮进气的单级废气涡轮增压器涡轮的附图所作的下列详细叙述后，本发明及其许多伴随的优点会被更充分地理解，其中：

图1  简略表示由废气涡轮增压器增压的4缸内燃机;

图2  表示经该涡轮的局部纵剖视图;

图3  表示转向机构的前视图;

图4  表示具有连接件的枢杆的细图;

图5  表示具有全开导叶叶栅的转向机构的局部视图;

图6  表示具有全闭导叶叶栅的转向机构的局部视图;

图7  表示经调节轴的支承结构的局部剖视图;

图8  表示该调节机构的修改实施例的局部视图。

在图中仅表示出对理解本发明有实质意义的构件。例如，在图1中，没有表示出带进、出气管道的壳体、转子连同其支承结构等。工质的流向以箭头表示。

现在参照附图，附图中相同的或相应的部件以相同的标号标注。图1中所示的内燃机假定为柴油机。各气缸的废气流入排气岐管2，在其中压力脉冲已被均衡。废气经排气管3以假想恒压排入涡轮4，涡轮依压力叠加法运转。由涡轮驱动的压气机5把在大气压下引入的并经压缩的空气经一增压空气管输入增压空气岐管7，从这里增压空气进入各气缸。该涡轮具有以可调导叶18形式的可变等效横截面（图2）。

在图2中，部分示出的废气涡轮具有一个自涡壳到叶栅的径向进气流和自该叶栅的轴向排气流。定界流道11的壁是壳体14的内左和内右壁，空气经该流道流向转子叶片15的上游。在转子叶片15的该区内，流道11在内侧由跟转子叶片适配的转子轮毂12定界，在外侧由壳体14的大体轴向延伸的壁定界。

最好，可调导叶18和其各自的调节轴19为整体结构。轴19被支承在壳体14的孔13中，孔13穿通壳体14。该轴在自孔中突出的一端设有枢杆21。该杆跟调节轴19及导叶18成整体结构，例如，可采用铸件形式。

为冷却调节轴19，规定压缩空气沿其周围流过。为了获得所需的空气，例如，按照图1，可将一种带有调节件9的旁通管8设置在该压气机的下游。旁通管8通至废气涡轮4的壳体内。每一调节轴19设有两个轴向邻近的轴承位置。一环形空间17设置在壳体的轴承孔13中，在所述两轴承位置之间。压缩空气被导入该空间。在实现其冷却和密封功能的同时，该压缩空气沿该调节轴轴承位置的周围流过，然后，一方面，经该轴承间隙流入燃气流内，另一方面，流入大气中。

正如从图2，特别是从图4中可以看到的，各导叶18的弦S小于相关调节轴19的最大直径。当沿轴向看时，该叶片的轮廓完全处在相关调带轴的径向最外廓线内。因此，可以将包括叶片和调节轴的组件从轴承孔中取出。

为避免在导叶18的叶片自由端出现间隙，将每一调节轴设计成能在轴承孔内轴向位移。如从图7中所看到的，该调节轴19被设计成空心轴。一螺旋弹簧装置22位于该中空的空间内。这些弹簧装置支承一个环20，环20以适当方式被固定在壳体14上。这些导叶叶尖被这些弹簧装置顶靠在壳体上相对的流道壁23上。

在该叶栅中，导叶18的实际调节是借助于枢杆21完成的。在所有情况下，两枢杆21由一连接件连接，以确保这些枢杆同步旋转。在图2至6中，这些连接件是带有销钉的扁平连杆24。这些销钉接合于这些枢杆上的相应孔。在连接于枢杆21的这些点上，构成一枢销25。为确保所有的枢杆进行相同的角位移，在连接件两枢销25之间的距离A须相应于两相邻调节轴19之间的中心距B。

在该例的情况下，连接杆为两部件结构。在两部件24′和24″的连接点上，设有一个第三枢接点26。这些连接件能补偿制造与装置的不精确以及热膨胀的差异，如图4所示。

这些杆的角度调节是通过未示出的操作装置，例如，由压气机结构中已知的那些操作装置来完成的。如从图3中所能看到的，例如，为此目的，可将一个活塞连于一延伸的调节杆21a上。最好调节根据诸如增压压力、转速等的运转参数能自动地进行。

图5表示叶栅在完全开启位置时的局部正视图。叶片进气缘的非径向位置在这里是不重要的，因为空气总要以正确的角度自蜗壳流入叶栅。

图6表示叶栅在完全关闭位置时的局部正视图，它相应于涡轮运转时最小的部分负荷。

图8表示一个修改的实施例，其中，连接件是滚子链的链连杆24b。构成该链铰接的销子是连接件的枢销25，而枢杆21b被设计为一链轮。

显然，按照上面的说明，本发明可以有许多修改和变化。因此，应该理解，在所附权利要求书的范围内，可以以不同于这里所具体描述的方式来实施本发明。

Claims (8)

1、一种具有一排能各自调节的导叶的径流式废气涡轮增压器涡轮，可调导叶借助于被支承于壳体中的各自的调节轴能够转动，每一调节轴由一枢杆操作，其特征在于在所有情况下，两相邻枢杆由一连接件连接，该连接件在其连接于枢杆的点上具有一枢销，连接件两枢销之间的距离相应于两相邻调节轴之间的中心距。

2、按权利要求1所述的废气涡轮增压器涡轮，其特征在于该连接件是一些带有销的扁平连杆，这些销跟枢杆上相应的孔啮合。

3、按权利要求2所述的废气涡轮增压器涡轮，其特征在于该连杆为两部件结构，并设有一个第三枢接点。

4、按权利要求1所述的废气涡轮增压器涡轮，其特征在于该连接件是一些滚子链的链连杆，形成链铰接的销子构成连接件的枢销，这些枢杆被设计为一链轮。

5、按权利要求1所述的废气涡轮增压器涡轮，其特征在于各导叶的弦小于相关调节轴的最大直径，当沿轴向看时，各导叶的叶片轮廓完全处于相关调节轴的径向外廓线内。

6、按权利要求5所述的废气涡轮增压器涡轮，其特征在于导叶连同一相关的调节轴和枢杆构成一整体结构的可调组件。

7、按权利要求6所述的废气涡轮增压器涡轮，其特征在于各调节组件可轴向位移，并借助于弹簧装置可压靠在壳体的流道壁上。

8、按权利要求5所述的废气涡轮增压器涡轮，其特征在于各调节轴设有两轴向相邻轴承位置，在该两轴承位置之间设有一环形空间，被供以压缩空气。

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