[发明专利]可变容量涡轮增压器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及可变容量涡轮增压器及其控制方法，所述可变容量涡轮增压器包括可变喷嘴单元，所述可变喷嘴单元用于能够改变排气从涡轮机壳体的涡旋通路经由涡轮机叶轮排出到排出口的容量。

背景技术

存在已知的可变几何尺寸涡轮增压器作为对柴油发动机配备的涡轮增压器等(例如，参见日本专利申请公开第2006-233940号(JP2006-233940A))。可变几何尺寸涡轮增压器能够改变涡轮的容量。

在这种类型的涡轮增压器中，可变喷嘴单元被布置在连通通路中，该连通通路提供在涡轮机壳体的涡旋通路和到排出管的排出口之间的流体连通。可变喷嘴单元允许流路面积或喉部面积改变。

可变喷嘴单元改变多个喷嘴叶片(也称为可动叶片)的位置以在低发动机转速范围内减少在周向方向上的任何相邻的喷嘴叶片的表面之间的面对间隙(流路面积或喉部面积)。通过这样做，排气的流动速度增加，从而即使是在低发动机转速范围内也可以获得高增压压力。

JP2006-233940A中的第0006段描述“由于在涡轮机壳体的连杆室和涡杆室之间的压力差，涡杆室中的燃料或气体可以经由销周围的间隙等进入连杆室用于致动喷嘴。于是存在以下问题：累积在连杆室中的燃料或气体防止连杆机构滑动从而恶化可控性”。连杆机构用于将通过致动器产生的动力传递到可变喷嘴单元的连接板并被布置在连杆室。

在JP2006-233940A中，为了抑制燃料从涡杆室传递到连杆室，使涡杆室与连杆室连接的连通通路被设置以减少涡杆室和连杆室之间的压力差(见权利要求1和第0009和0041段)。JP2006-233940A中的第0009段描述了“连通通路被布置成突出到涡杆室，从而可以防止附着到涡杆室的内周的燃料进入连通通路”。

在JP2006-233940A中，因为连通通路常开，所以排气可从涡杆室泄漏到连杆腔，引起增压效率降低。

发明内容

本发明提供一种技术，所述技术用于在可变容量涡轮增压器中使得即使在包含在排气中的未燃烧气体附着到或堆积在可动部件上时也可以去除堆积物，其中所述可变容量涡轮增压器包括可变喷嘴单元，该可变喷嘴单元用于能够改变从涡轮机壳体的涡旋通路经由涡轮机叶轮到排出口排出排气的容量。

本发明的第一方面提供一种可变容量涡轮增压器。可变容量涡轮增压器包括可变喷嘴单元，所述可变喷嘴单元用于改变从涡轮机壳体的涡旋通路经由涡轮机叶轮到排出口排出排气的容量，其中所述可变喷嘴单元包括：第一喷嘴板和第二喷嘴板，所述第一喷嘴板和第二喷嘴板被布置成彼此面对并且所述第一喷嘴板和第二喷嘴板形成流路，所述流路的路径设定为从所述涡旋通路到所述排出口；喷嘴叶片，所述喷嘴叶片设置于在所述第一喷嘴板和第二喷嘴板之间的周向部分；致动器，所述致动器通过共同改变所有喷嘴叶片的位置改变所述流路的面积；环形空间，所述环形空间形成于邻近所述涡旋通路的区域中并且所述致动器的动力传递可动部件的部分布置在所述环形空间中，所述第一喷嘴板被连接成使得提供在所述涡旋通路和所述环形空间之间的流体连通的连通部分闭合；连通孔，所述连通孔形成在所述第一喷嘴板中并且所述连通孔用于允许排气从所述涡旋通路流入所述环形空间；和开/闭部分，所述开/闭部分被设置在所述可动部件的部分处并且所述开/闭部分使所述连通孔打开或闭合。

利用该构造，流过涡旋通路的排气中所含的未燃烧气体会经由第一喷嘴板相对于连通部分的安装间隙泄漏到环形空间。当重复这种泄漏时，未燃烧气体被堆积在布置在环形空间中的可动部件上，并且堆积物可能妨碍可动部件的运动。

与此相反，根据上述方面，当使连通孔打开时，使流过涡旋通路的高温排气的部分经由连通孔流入环形空间中。这样流入环形空间中的高温排气的热量作用于附着并堆积在可动部件上的堆积物以蒸发并消失。作为结果，可动部件的移动在延长的时段被适当地保持，因此可以改进可变容量涡轮增压器的可靠性。此外，连通孔不常开，因此可以抑制增压效率的损失。

此外，当致动器的可动部件被移动以改变增压性能时，连通孔被构造成与该移动同步地打开或闭合。因此，没有必要配备专用于使连通孔打开或闭合的控制系统，因此可以抑制安装成本增加。

在可变容量涡轮增压器中，所述开/闭部分可以被设置在所述可动部件处，并且当所述可动部件被布置在所述流路的面积最大的位置时所述开/闭部分可以使所述连通孔打开；并且当所述可动部件被布置在所述流路的面积最小的位置时所述开/闭部分可以使所述连通孔闭合。