[发明专利]具有用于径向定位可变喷嘴筒的装置的可变喷嘴涡轮机

说明书

本发明涉及具有可变喷嘴涡轮机的涡轮增压器，所述可变喷嘴涡轮机由被喷嘴环支撑的可枢转叶片形成，所述涡轮增压器包括定位器，所述定位器可径向地弹性变形并且被设置在所述中央壳体的径向地面向外部的表面与所述喷嘴环的相对表面之间，以用于将所述喷嘴环相对于所述中央壳体径向地定位。至少一个通气部被限定在所述定位器的径向最外表面中或者所述喷嘴环的表面中，以允许在定位器的轴向相对侧上的空间之间的压力连通。

技术领域

本公开涉及具有可变喷嘴涡轮机的涡轮增压器，其中可移动叶片被设置在所述涡轮机的喷嘴中，以用于调节进入到涡轮机中的排气流。

背景技术

排气驱动的涡轮增压器是结合内燃发动机使用的装置，用于通过压缩空气来增加发动机的功率输出，所述空气被输送到发动机的空气进气部以与燃料混合并在发动机中燃烧。涡轮增压器包括在压缩机壳体中被安装在轴的一端上的压缩机轮、以及在涡轮机壳体中被安装在轴的另一端上的涡轮机轮。通常，涡轮机壳体与压缩机壳体分离地形成，并且还存在被连接在涡轮机壳体与压缩机壳体之间的另一中央壳体，以用于包含用于轴的轴承。涡轮机壳体限定大体环形的腔室，所述腔室围绕涡轮机轮并接收来自发动机的排气。涡轮机组件包括从腔室通向涡轮机轮中的喷嘴。排气从腔室流动通过喷嘴到达涡轮机轮，并且涡轮机轮被排气驱动。因此，涡轮机从排气提取功率并驱动压缩机。压缩机通过压缩机壳体的入口接收环境空气，并且空气被压缩机轮压缩，并随后从壳体被排放到发动机空气进气部。

利用涡轮增压器提升发动机性能的挑战之一在于，贯穿发动机的整个操作范围实现所期望的发动机功率输出量。已经发现的是，通常无法利用固定几何形状的涡轮增压器来容易地实现此目的，并且因此，已经开发了可变几何形状的涡轮增压器，其目的在于：对于由涡轮增压器提供的提升的量提供更大程度的控制。可变几何形状的涡轮增压器的一种类型是可变喷嘴涡轮增压器（VNT），其包括涡轮机喷嘴中的可变叶片阵列。叶片被可枢转地安装在喷嘴中，并被连接到使得叶片的安装角能够变化的机构。改变叶片的安装角具有改变涡轮机喷嘴中的有效流动面积的效果，并且因此，可通过控制叶片位置来调节到达涡轮机轮的排气流。以此方式，可调节涡轮机的功率输出，与利用固定几何形状的涡轮增压器通常可能达到的程度相比，这允许在更大的程度上控制发动机功率输出。

可变叶片机构相对复杂，并且因此在涡轮增压器的组装方面呈现挑战。此外，机构被定位在涡轮机壳体与中央壳体之间，所述涡轮机壳体因为其暴露于排气而变得相当热，所述中间壳体比涡轮机壳体的温度低得多。因此，可变叶片机构经受高温并且由于所提到的温度梯度而经受热应力。所有这些因素为如下呈现出挑战：将可变叶片机构径向居中，使得其大体上与涡轮机轮同心。

发明内容

本公开描述上文提到的可变喷嘴涡轮机类型的涡轮增压器的实施例，所述涡轮增压器具有有利的定位器布置结构，以用于将喷嘴环相对于包含涡轮增压器轴承的中央壳体径向地定位。根据第一实施例，具有可变喷嘴涡轮机的涡轮增压器包括：

涡轮机，所述涡轮机包括涡轮机壳体和涡轮机轮，所述涡轮机轮被安装在所述涡轮机壳体中，并且被连接到可旋转轴以便随所述可旋转轴旋转，所述涡轮机壳体限定腔室以及轴向延伸的孔，所述腔室围绕所述涡轮机轮以用于接收排气，排气在穿过所述涡轮机轮后被排放通过所述轴向延伸的孔；

喷嘴，所述喷嘴从所述腔室大体径向向内地通向所述涡轮机轮；

压缩机，所述压缩机包括压缩机壳体和压缩机轮，所述压缩机轮被安装在所述压缩机壳体中，并且被连接到所述可旋转轴以便随所述可旋转轴旋转；

中央壳体，所述中央壳体被连接在所述压缩机壳体和所述涡轮机壳体之间，并且具有邻近所述涡轮机轮的鼻部分，所述鼻部分限定大体径向地面向外部的第一表面、以及大体轴向地面朝所述涡轮机轮的第二表面；