CN112302786A - 可变几何涡轮增压器 - Google Patents

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Abstract

提供一种可变几何涡轮增压器(VGT)。VGT包括使设置在喷嘴环中的多个叶片旋转的协调环并包括下垂预防机构。下垂预防机构安装成在与协调环的自重所作用的方向相反的方向上支撑协调环。具体地，下垂预防机构包括安装成在与协调环滚动接触时在协调环的外周面上提供弹性压力的支撑滑轮。

Description

可变几何涡轮增压器
技术领域
本公开涉及一种用发动机中的进气进行增压的可变几何涡轮增压器(VGT)的结构，并且更具体地，涉及提高在控制其中的叶片方面的稳定性的一种VGT的结构。
背景技术
VGT具有多个叶片用于改变车辆发动机中的废气被供应给涡轮机叶轮的角度，并且多个叶片被构造为通过协调环操作并且与协调环一起操作。协调环通过连杆结构连接至致动器。一旦致动器提供使协调环旋转的驱动力，则多个叶片一起旋转，从而使得能够调节进入到涡轮机叶轮的废气的流量。协调环通过如上所述的致动器重复旋转，并且在协调环内部设置多个导辊以固定协调环的位置并且引导其旋转。
随着使用VGT的时间逝去，协调环的重复旋转在导辊与协调环之间产生磨损。磨损现象在协调环的自重作用的方向上受到影响，从而使得协调环相比较于初始状态向下下垂。因此，当协调环向下下垂时叶片的角度从初始状态的角度发生改变，导致控制VGT的精确度下降。
相关技术描述的内容仅用于帮助理解本公开内容的背景，而不应被认为与本领域技术人员已知的相关技术对应。
发明内容
本公开的目标是提供一种可变几何涡轮增压器(VGT)，该可变几何涡轮增压器用于抑制和防止根据随着使用VGT的时间逝去发生的位置变化而导致的协调环的位置从初始状态发生的改变，从而提高控制VGT中的叶片时的精确度和稳定性。
根据本公开的示例性实施方式，可变几何涡轮增压器可以包括：协调环，设置为使设置在喷嘴环中的多个叶片旋转；以及至少一个下垂预防机构，安装成在与协调环的自重作用的方向相反的方向上支撑协调环。
下垂预防机构可以包括安装成在与协调环滚动接触时在协调环的外周面上提供弹性压力的支撑滑轮。此外，下垂预防机构可以包括：下部主体，固定至喷嘴环；上部主体，相对于下部主体以可旋转的状态安装并且以可旋转的状态固定支撑滑轮；以及弹性件，在下部主体与上部主体之间沿旋转方向施加弹性力。
下部主体可具有轴向突起以为上部主体提供旋转轴线，弹性件可以围绕轴向突起的外表面***。上部主体可以包围弹性件和轴向突起，并且可具有与其整体形成的臂以沿一方向延伸以便将支撑滑轮固定在与下部主体的旋转轴线径向间隔开的位置处。
此外，下垂预防机构可安装有支撑协调环的下部外周面的支撑滑轮。多个下垂预防机构可安装在协调环的下侧以便彼此间隔开。固定到喷嘴环上的多个导辊设置在协调环内部以便引导协调环的位置和旋转运动。每个下垂预防机构可安装在位于协调环下侧处的导辊之间以支撑协调环的外周面。
附图说明
从结合附图的以下具体实施方式中，本发明的目标、特征和优点将变得更为显而易见，在附图中：
图1是示出了根据本公开的示例性实施方式的可变几何涡轮增压器的主要构造的视图；
图2是示出其中安装有根据本公开的示例性实施方式的下垂预防机构的实施方式的视图；
图3是示出根据本公开的示例性实施方式的图2的下垂预防机构的视图；以及
图4是示出根据本公开的示例性实施方式的图3的下垂预防机构的详细立体图。
具体实施方式
应理解的是，如本文所使用的术语“车辆(vehicle)”或者“车辆的(vehicular)”或者其他的类似术语包括广义的机动交通工具，诸如包括运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的载客车辆，包括各种船只(boat)和船舶(ship)的水上交通工具(watercraft)，航天器等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、内燃机、***式(plug-in，外接充电式)混合动力电动车辆、氢动力车辆、以及其他可替代的燃料车辆(例如，燃料从除石油以外的资源获得)。
尽管示例性实施方式被描述为使用多个单元来进行示例性过程，但应理解的是，也可通过一个或多个模块来进行该示例性过程。此外，应该理解的是，术语控制器/控制单元是指包括存储器和处理器的硬件装置。该存储器被配置为存储模块，并且处理器具体地被配置为执行所述模块以执行下文中进一步描述的一个或多个过程。
本文中所使用的术语仅是为了描述具体实施方式而并不旨在对本公开进行限制。除非上下文另有明确说明，否则如本文所用的单数形式“一个”、“一”和“该”旨在包括复数形式。应该进一步理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”规定了阐述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或附加有一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的群组。如本文中所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项的任何和所有组合。
除非具体陈述或从上下文明显可见，否则如本文使用的术语“约”被理解为在本领域中正常公差的范围内，例如，在平均值的2个标准偏差内。“约”可以被理解为在设定值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01以内。除非上下文另有明确说明，否则本文中提供的所有数值均由术语“约”修饰。
图1示出了可变几何涡轮增压器(VGT)的部分构造。多个叶片3可以可旋转地安装在被固定到涡轮机壳体上的喷嘴环1中。每个叶片3的旋转轴线可以通过协调杆5连接至协调环7。致动器9可以经由连杆11连接至协调环7。因此，当协调环7通过致动器9的操作旋转并且所有的叶片3由于协调环7的旋转而一起旋转，可以通过形成于喷嘴环1与叶片3之间的开口调节进入位于喷嘴环1的中心部分的涡轮机叶轮(未示出)中的废气流。显著地，可通过控制器操作致动器9。
参考图1至图4，在本公开的示例性实施方式中，可变几何涡轮增压器可包括至少一个下垂预防机构13，该下垂预防机构安装成在与协调环7的自重所作用的方向相反的方向上支撑协调环7。下垂预防机构13可包括支撑滑轮15，支撑滑轮安装成在与协调环滚动接触时在协调环7的外周面上提供弹性压力。换言之，支撑滑轮15可与协调环7的外周面保持滚动接触以便在协调环7旋转时使摩擦最小化，从而防止协调环7下垂并且确保更平滑的旋转。
在示例性实施方式中，下垂预防机构13可以包括：下部主体17，固定到喷嘴环1上；上部主体19，相对于下部主体17以可旋转的状态安装，并且被构造为以可旋转的状态固定支撑滑轮15；以及弹性件21，安装成在下部主体17与上部主体19之间沿旋转方向施加弹性力。下部主体17可以包括轴向突起23以为上部主体19提供旋转轴线，并且弹性件21可以围绕着轴向突起23的外表面***。上部主体19构造为围绕弹性件21和轴向突起23，并且可以包括与其整体形成的臂25以沿一方向延伸以将支撑滑轮15固定在与下部主体17的旋转轴线径向间隔开的位置处。
因此，弹性力可以由弹性件21沿旋转方向相对于下部主体17施加于上部主体19，并且弹性支撑力可以通过支撑滑轮15提供至协调环7的外周面。下部主体17可被构造为在喷嘴环1中整体形成。具体地，轴向突起23可以从喷嘴环1一体地突出。
此外，下垂预防机构13可以安装有支撑协调环7的下部外周面的支撑滑轮15。换言之，由于协调环7的自重向下作用，下垂预防机构13的支撑滑轮15可以安装在协调环7的下侧以便防止协调环7下垂。此外，多个下垂预防机构13可以安装在协调环7的下侧以便彼此隔开。
换言之，如图2所示，下垂预防机构13可以安装在协调环7的竖直中心的两侧上以便彼此隔开，从而更稳定地防止协调环7下垂。具体地，固定到喷嘴环1上的多个导辊27可以设置在协调环7的内部以引导协调环7的位置和旋转运动。当下垂预防机构13安装在所有导辊27当中设置在协调环7的下侧处的导辊27之间(例如，每个下垂预防机构安装在每个引导辊之间)以支撑协调环7的外周面时，导辊27和支撑滑轮15可以以交替的方式在协调环7的内周面和外周面上沿着协调环7的周向方向支撑和引导协调环7，以便以更加稳定和平稳的状态一致地维持协调环7的位置和旋转运动。
即使位于上侧的导辊27与协调环7的内周面之间由于协调环7的重复旋转而产生磨损(这可能导致协调环7由于其自重而下垂的情况)，下垂预防机构13的支撑滑轮15也会支撑协调环7的下侧以便防止下垂。此外，即使支撑滑轮15与协调环7之间产生磨损，支撑滑轮15也可以通过弹性件21的弹性力始终保持紧密贴合协调环7。因此，协调环7可以始终保持处于初始组装位置。当协调环7的位置如以上所述稳定地保持时，由协调环7驱动的叶片3中的每一个的角度可以始终得到更稳定且精确地控制，从而导致VGT增压效果更加平稳并且使得能够确保稳定的发动机输出性能。
本公开能够稳定地支撑协调环的位置以便抑制和防止根据随着使用VGT的时间逝去发生的变化而导致的协调环的位置从初始状态发生的改变，从而提高控制VGT中的叶片的精确度和稳定性。
尽管已经针对具体实施方式示出并描述了本公开内容，但对于本领域普通技术人员显而易见的是，在不背离所附权利要求限定的本公开内容的精神和范围的前提下，可对本公开内容进行各种修改和变形。

Claims (12)

1.一种可变几何涡轮增压器，包括：
协调环，设置为使布置在喷嘴环中的多个叶片旋转；以及
至少一个下垂预防机构，安装成在与所述协调环的自重所作用的方向相反的方向上支撑所述协调环。
2.根据权利要求1所述的可变几何涡轮增压器，其中，所述至少一个下垂预防机构包括支撑滑轮，所述支撑滑轮安装成在与所述协调环滚动接触时在所述协调环的外周面上提供弹性压力。
3.根据权利要求2所述的可变几何涡轮增压器，其中，所述至少一个下垂预防机构包括：
下部主体，固定至所述喷嘴环；
上部主体，相对于所述下部主体以能旋转的状态安装并且被构造为以能旋转的状态固定所述支撑滑轮；以及
弹性件，安装成在所述下部主体与所述上部主体之间沿旋转方向施加弹性力。
4.根据权利要求3所述的可变几何涡轮增压器，其中，所述下部主体具有轴向突起以为所述上部主体提供旋转轴线，所述弹性件围绕所述轴向突起的外表面***，并且所述上部主体包围所述弹性件和所述轴向突起，所述上部主体具有与所述上部主体整体形成的臂以便沿一方向延伸以将所述支撑滑轮固定在与所述下部主体的旋转轴线径向间隔开的位置处。
5.根据权利要求2所述的可变几何涡轮增压器，其中，所述至少一个下垂预防机构安装有支撑所述协调环的下部外周面的所述支撑滑轮。
6.根据权利要求5所述的可变几何涡轮增压器，其中，多个下垂预防机构安装在所述协调环的下侧以便彼此间隔开。
7.根据权利要求5所述的可变几何涡轮增压器，其中，固定到所述喷嘴环上的多个导辊设置在所述协调环内部以引导所述协调环的位置和旋转运动。
8.根据权利要求7所述的可变几何涡轮增压器，其中，每个下垂预防机构安装在所有导辊中的位于所述协调环的下侧处的导辊之间，以支撑所述协调环的外周面。
9.一种车辆，包括：
可变几何涡轮增压器，包括：协调环，设置为使布置在喷嘴环中的多个叶片旋转；以及至少一个下垂预防机构，安装成在与所述协调环的自重所作用的方向相反的方向上支撑所述协调环。
10.根据权利要求9所述的车辆，其中，所述至少一个下垂预防机构包括支撑滑轮，所述支撑滑轮安装成在与所述协调环滚动接触时在所述协调环的外周面上提供弹性压力。
11.根据权利要求10所述的车辆，其中，所述至少一个下垂预防机构包括：
下部主体，固定至所述喷嘴环；
上部主体，相对于所述下部主体以能旋转的状态安装并且被构造为以能旋转的状态固定所述支撑滑轮；以及
弹性件，安装成在所述下部主体与所述上部主体之间沿旋转方向施加弹性力。
12.根据权利要求11所述的车辆，其中，所述下部主体具有轴向突起以为所述上部主体提供旋转轴线，所述弹性件围绕所述轴向突起的外表面***，并且所述上部主体包围所述弹性件和所述轴向突起，所述上部主体具有与所述上部主体整体形成的臂以便沿一方向延伸以将所述支撑滑轮固定在与所述下部主体的旋转轴线径向间隔开的位置处。
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