[发明专利]带有通过两件式自定心间隔器固定的喷嘴环和管的涡轮增压器可变翼片模块

说明书

本发明涉及带有通过两件式自定心间隔器固定的喷嘴环和管的涡轮增压器可变翼片模块。一种可变喷嘴涡轮增压器包括：具有支承一排可旋转的翼片的环形喷嘴环的可变翼片机构；插入件，该插入件具有密封地接收在涡轮机壳体的孔内的管状部分，且具有从管状部分的一端径向延伸出的且与喷嘴环轴向间隔开的喷嘴部分，而使得翼片处在喷嘴环和喷嘴部分之间；和连接在插入件的喷嘴部分和喷嘴环之间的多个两件式自定心间隔器组件。每个间隔器组件包括管状套筒和单独的销，该销通过套筒的贯通通道，该销的端部分分别固定到喷嘴环和喷嘴部分。每个套筒的一端具有锥形表面且接合在喷嘴环或喷嘴部分的相邻面中的相应的锥形埋头孔内。

技术领域

本发明涉及具有可变喷嘴涡轮机的涡轮增压器，其中一排可移动的翼片布置在涡轮机喷嘴中以用于调节流入到涡轮机内的排气。

背景技术

排气驱动的涡轮增压器是与内燃机一起使用的装置，以用于通过将提供到发动机的进气部的空气压缩以与燃料混合且在发动机内燃烧来增加发动机的动力输出。涡轮增压器包括在压缩机壳体内安装在轴的一端上的压缩机叶轮和在涡轮机壳体内安装在轴的另一端上的涡轮机叶轮。典型地，涡轮机壳体与压缩机壳体分开地形成，且存在在涡轮机壳体和压缩机壳体之间连接的另一个中心壳体，以用于容纳用于轴的轴承。涡轮机壳体限定了大体环形的室，所述室围绕涡轮机叶轮且从发动机接收排气。涡轮机组件包括喷嘴，所述喷嘴从室引导到涡轮机叶轮内。排气从室通过喷嘴流向涡轮机叶轮且涡轮机叶轮被排气驱动。涡轮机因此从排气获取动力且驱动压缩机。压缩机通过压缩机壳体的入口接收环境空气，且空气被压缩机叶轮压缩，然后从壳体排放到发动机进气部。

在带有涡轮增压器的增压发动机性能中的一个挑战是在发动机的整个运行范围内实现希望的发动机动力输出的量。已发现，此目的用固定几何形状涡轮增压器经常不容易实现，因此已开发了可变几何形状涡轮增压器，其目的是提供对于由涡轮增压器所提供的增压量的更大的程度的控制。

可变几何形状涡轮增压器的一个类型是可变喷嘴涡轮增压器（VNT），其包括在涡轮机喷嘴中的一排可变翼片。翼片枢转地安装到喷嘴环，所述喷嘴环形成喷嘴的一个壁。喷嘴的相对的壁通过配合到涡轮机壳体的轴向孔内的管或插入件形成。翼片连接到机构，所述机构能够实现待变化的翼片的设定角度。改变翼片的设定角度具有改变涡轮机喷嘴内的有效流动面积的效果，因此排气到涡轮机叶轮的流动可以通过控制翼片位置被调节。以此方式，可以调节涡轮机的动力输出，这允许比通常用固定几何形状涡轮增压器可能实现的更大程度地控制发动机动力输出。

喷嘴环和插入件之间的轴向间隔通过数个间隔器维持，所述间隔器连接在这些部件之间。因为可变翼片机构位于因暴露于排气而变得很热的涡轮机壳体和处于远低于涡轮机壳体的温度的中心壳体之间，所以可变翼片机构由于此温度梯度而受到热应力。在喷嘴环和管或插入件之间的不同的热变形可导致喷嘴几何形状的不希望的改变。实际上，在一些情况中，已观察到间隔器由于作为结果的应力而形成了裂纹。

发明内容

本发明通过提供可变喷嘴涡轮增压器解决了以上所述的问题，所述涡轮增压器具有可变喷嘴涡轮机，在所述涡轮机中使用了两件式自定心间隔器以将喷嘴环与插入件间隔开。在本文所描述的一个实施例中，涡轮增压器包括：

涡轮机组件，所述涡轮机组件包括涡轮机壳体和安装在涡轮机壳内的且连接到可旋转的轴以用于随之旋转的涡轮机叶轮，涡轮机壳体限定了围绕涡轮机叶轮的室以接收排气且用于将排气供给到涡轮机叶轮，涡轮机组件限定了从室大体径向向内引导到涡轮机叶轮的喷嘴，所述涡轮机壳体进一步限定了轴向延伸的孔，排气在通过涡轮机叶轮之后通过所述孔被排放；

压缩机组件，所述压缩机组件包括压缩机壳体和安装在压缩机壳体内的且连接到可旋转的轴以随之旋转的压缩机叶轮；

连接在压缩机壳体和涡轮机壳体之间的中心壳体；