[发明专利]具有可变涡轮几何形状的涡轮增压器

说明书

本发明涉及一种具有可变涡轮几何形状的涡轮增压器，包括涡轮机，所述涡轮机具有可旋转地安装在涡轮机壳体(2)中的涡轮机转子(1)；所述涡轮机包括围绕涡轮机轴线(A)布置的叶片支承环(5)；其中叶片支承环支撑多个叶片轴(6)；其中在叶片支承环的前侧上、在叶片轴处布置了可调整的导向叶片(7)；其中在叶片支承环的后侧上、在叶片轴处布置了叶片杠杆(8)；其中，调整环与所述叶片支承环同轴布置，并与所述叶片杠杆接合，调整环相对于叶片支承环的旋转提供了对导向叶片的调整；其中调整环包括至少一个轴向突出的支承止挡件(10)，支承止挡件由调整环的变形提供。本发明还涉及一种用于制造调整环的方法。

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的涡轮增压器。本发明进一步涉及根据权利要求8的、用于制造用于调整涡轮增压器的导向叶片的调整环的方法。

背景技术

US 8,992,164 B2描述了一种用于燃烧发动机的涡轮增压器，其中涡轮机的多个导向叶片可以在涡轮增压器的操作期间围绕相应的叶片轴倾斜。为了调整导向叶片，调整环相对于叶片支承环旋转。调整环被形成为平面结构或二维结构，其中由叶片支承环的周向表面上的卡口状凹槽提供对调整环的轴向支撑。

本发明的目的是提供一种具有可变涡轮几何形状的涡轮增压器，其中可变涡轮几何形状的构造以可靠且成本有效的方式实现。本发明的另外的目的是提供对可变涡轮几何形状的简单且精确的制造。

发明内容

对于根据权利要求一的前序部分的涡轮增压器，该目的通过权利要求1的特征部分来实现。通过使调整环变形以在轴向方向上提供支承止挡件，提供了一种用于生产和布置调整环的简单且成本有效的措施。通常优选的是，可以通过变形提供一个以上的支承止挡件。

本发明的调整环尤其允许叶片支承环更简单的设计。例如，不需要形成如US 8,992,164 B2中所述用于获得调整环的卡口式轴向顶接的对复杂的凹槽机加工。

本发明意义上的涡轮增压器包括用于燃烧发动机(尤其是用于如轿车和/或卡车的车辆的发动机)的涡轮增压器。这种涡轮增压器通常包括涡轮机转子和压缩机，所述涡轮机转子和压缩机通过旋转轴相连接。介质(像燃烧发动机的排气)驱动涡轮机转子，涡轮机转子经由轴将机械能传递至压缩机。

在本发明的优选实施例中，所述支承止挡件顶靠所述叶片杠杆中的一者的面，其中针对所述调整环与所述叶片杠杆的相对运动提供了滑动轴承布局。这允许在轴向方向上容易且可靠地定位可旋转调整环。提供滑动轴承布局意味着具有其支承止挡件或多个支承止挡件的调整环可以相对于叶片杠杆移动，同时改变位置以用于调整导向叶片。在该运动期间，支承止挡件保持与相应叶片杠杆的平坦表面处于滑动接触，因此限定了调整环的恒定轴向位置。支承止挡件和叶片杠杆的表面平整度和材料是根据这种滑动轴承要求选择的。

为了降低制造成本，调整环可以优选地由金属片材制造。这种简单的片材提供了非常好的平整度和平行表面。由于涡轮增压器的涡轮机侧在运行期间变得非常热，因此材料优选地选自高合金钢和耐热钢。

在本发明的优选实施例中，支承止挡件形成为桥接部的轴向定向的变形，所述桥接部是通过移除材料提供在调整环处。更优选地，桥接部以V形或U形的方式变形。桥接部或腹板的这种变形将最小的应力或不希望的变形引入到调整环的邻近区域中。桥接部的直径或横截面可以容易地设计来提供足够的支承力，同时保持尽可能低的变形力。

通常优选地，所述调整环是通过所述叶片杠杆的杠杆头部支撑在具有封闭边沿的开口中。尤其，所述开口可以通过精冲来制造。这允许简单而又精确地形对叶片杠杆的支撑。因为在叶片杠杆与开口的周向面对的侧壁相互作用，这些侧壁应被提供为光滑和无摩擦的，这得益于精冲。精冲的方法在本领域中是众所周知的，并且其利用反冲孔以便最小化冲压步骤中的材料变形。如上所进一步提到的、形成为支承止挡件的桥接部最优选地被提供为开口的封闭边沿的一部分。