[发明专利]径流式废气涡轮增压器涡轮

说明书

本发明涉及具有一排能个别调节的导叶的径流式废气涡轮增压器涡轮，这些导叶借助于各自支承在壳体中的调节轴可以转动，每一调节轴由一枢杆操作。

在废气涡轮增压器中这类涡轮是相当熟知的，例如，在该涡轮中导叶的调节是一种可能的手段。EP226444B1或EP22747581提供了这方面的一些例子。这种可调涡轮导叶要对某一给定的流量产生一个较大的焓降。这便增加了涡轮功率、涡轮转速，最终提高了增压压力。在“热运转期间，为防止调节叶片卡住，一般说来，它们须被安装得具有适当的间隙。尤其是在封密状态下，经叶尖和叶根间隙处的气流对流道内的主气流具有很大的干扰作用。在按BP226444B1制造的机器中，这一状况是通过将壳体的流道壁设计成在运转期间能轴向位移紧挨涡轮叶片并将它压靠在该可调叶片上来弥补的。

一般说来，如从EP226444B1或EP227475B1中所能看到的，该枢杆由-普通带槽的环驱动。这种带槽的环可以旋转，因此，须用轴承安装。此外，该可调叶片的驱动轴的直径小于可调叶片的弦。结果，例如在拆卸叶片时，该驱杆必须跟该调节轴分离。

本发明的目的是要在开头所述的这种径流式涡轮中将导向装置连同调节机构减少到只有少量的部件。

按照本发明，这一目的通过这样的结构来达到的：各导叶的弦(S)小于相关调节轴的最大直径，当沿轴向看时，各导叶的叶片轮廓完全处在相关调节轴的径向外廓线内。

本发明的优点尤其可从下列事实中看到：它提供了将导叶跟相关的调节轴与枢杆设计为一体的可能性。这样创制的调节组件可作为整体组件插入壳体内或从壳体内拆除，无须通向壳体内部的入口。

如果各可调组件能轴向位移，并借助于弹簧装置压靠在处于导叶叶尖端对面的壳体流通壁上，是有利的。从而可以避免在自由叶尖端出现间隙。

如果各调节轴具有两个轴向邻近的轴承位置，从而在两轴承部位之间提供一个环形空间，能供以壳体内的压缩空气，是有利的。从而，一方面冷却该调节轴，另一方面防止工质自流道经轴承部位泄漏到外边。

在参阅借助于表示以径向涡轮进气的单级废气涡轮增压器涡轮的附图所作的下列详细叙述后，本发明及其许多伴随的优点会被更充份地理解，其中：

图1简略地表示由废气涡轮增压器增压的4气缸内燃机；

图2表示经该涡轮的局部纵剖视图；

图3表示转向机构的前视图；

图4表示具有连接杆的枢杆的细图；

图5表示具有全开导叶叶栅的转向机构的局部视图；

图6表示具有全闭导叶叶栅的转向机构的局部视图；

图7表示经调节轴的支承结构的局部剖视图；

图8表示该调节机构的修改实施例的局部视图。

在图中仅表示出对理解本发明有实质意义的构件。例如在图1中，没有表示出带进、出气管道的壳体、转子连同其支承结构等。工质的流向以箭头表示。

现在参照附图，其中相同的标号标注附图中相同的或相应的部件。图1中所示的内燃机假设为柴油机。各气缸的废气流至排气岐管2，压力脉冲在其中已被均衡。废气经排气管3以假想恒压排入涡轮4，涡轮依压力叠加(build-up)法运转。由涡轮驱动的压气机5把在大气压下引入并经压缩的空气经一增压空气管6输送到增压空气岐管7，增压空气自这里进入各气缸。该涡轮具有采取可调导叶18形式的可变等效横截面(图2)。

在图2中，部分示出的废气涡轮具有一个自涡壳到叶栅的径向进气流和自该叶栅的轴向排气流。定界流道11的壁是壳体14的内左和内右壁，空气经该流道流向转子叶片15的上游。在转子叶片15的该区内，流道11在内侧由跟转子叶片适配的转子轮毂12定界，在外侧由壳体14的大致轴向延伸壁定界。

可调导叶18和其各自的调节轴19最好为整体结构。轴19被支承在壳体14的孔13中，孔13穿通壳体14。该轴在自孔中突出的一端设有枢杆21。该杆跟调节轴19及导叶18成整体结构，例如，可采用铸件形式。

为冷却调节轴19，规定压缩空气沿其周围流过。为了获得所需的空气，例如，按照图1，可将一种带有调节件9的旁通管8设置在该压气机的下游。旁通管8通至废气涡轮4的壳体内。每调节轴19设有2个轴向邻近的轴承位置。一环形空间17设置在壳体的轴承孔13中，在所述2轴承位置之间。压缩空气被导入该空间。在实现其冷却和密封功能的同时，该压缩空气沿该调节轴的轴承位置的周围流过，然后一方面经该轴承间隙，流入废气流内，另一方面流入大气中。