專利名稱：用于裝料設(shè)備的可變幾何渦輪機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于裝料設(shè)備的具有葉片安裝環(huán)的可變幾何渦輪機(VTG)，多個導(dǎo)向葉片可旋轉(zhuǎn)地安裝在該葉片安裝環(huán)上。另外，本發(fā)明同樣涉及一種具有至少一個可變幾何渦輪機/壓縮器的裝料設(shè)備。
背景技術(shù)：
例如廢氣渦輪增壓器的裝料設(shè)備能夠配備有可變幾何渦輪機?？勺儙缀螠u輪機被提供設(shè)置有可動導(dǎo)向葉片，其能夠改變或影響渦輪機葉輪上的廢氣的流入橫截面。通過這種可變幾何渦輪機，能夠改變廢氣在渦輪機側(cè)上到渦輪機葉輪上的流入，從而借助于可變幾何渦輪機，能夠影響渦輪機葉輪的旋轉(zhuǎn)速度并借此影響廢氣渦輪增壓器的輸出功率。在壓縮器側(cè)，能夠利用可變幾何壓縮器影響由壓縮器葉輪生成的空氣/廢氣流。利用現(xiàn)有技術(shù)已知的可變幾何渦輪機，由于熱周界條件而在一方面葉片安裝環(huán)與另一方面調(diào)節(jié)環(huán)之間出現(xiàn)不希望的間隙，結(jié)果，特別地，調(diào)節(jié)環(huán)會根據(jù)移動方向而出現(xiàn)不同位置，這反過來導(dǎo)致不希望的運動學(xué)上的滯后。這種滯后基本上使可變幾何渦輪機和設(shè)置有這種渦輪機的廢氣渦輪增壓器的控制性變得更壞。然而，還必須存在一定間隙，以便能夠安全地避免因各個部件的不同溫度膨脹而造成的干擾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及的問題是提供一種用于可變幾何渦輪機和設(shè)置有該可變幾何渦輪機的裝料設(shè)備的改進實施例，其特征在于明顯減少的滯后性能。根據(jù)本發(fā)明，該問題通過各獨立權(quán)利要求的主題得以解決。各有利實施例為各從屬權(quán)利要求的主題。本發(fā)明基于這樣一種基本思想，對安裝在可變幾何渦輪機的葉片安裝環(huán)上的調(diào)節(jié)環(huán)彈性地預(yù)加負載，來通過至少一個彈簧設(shè)備使導(dǎo)向葉片相對于所述葉片安裝環(huán)同時扭轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的用于裝料設(shè)備的例如用于廢氣渦輪增壓器的可變幾何渦輪機包括已知方式的葉片安裝環(huán)，多個導(dǎo)向葉片可扭轉(zhuǎn)地安裝在該葉片安裝環(huán)上。通過這些導(dǎo)向葉片來控制渦輪機的流入橫截面。為了扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向葉片，設(shè)置有能夠相對于葉片安裝環(huán)扭轉(zhuǎn)的調(diào)節(jié)環(huán)，其中調(diào)節(jié)環(huán)至少同軸地部分地圍繞葉片安裝環(huán)。根據(jù)本發(fā)明提供的彈簧設(shè)備目前沿著徑向方向朝向葉片安裝環(huán)對調(diào)節(jié)環(huán)彈性地預(yù)加負載，從而使先前出現(xiàn)的間隙能夠完全優(yōu)選地被消除，但滯后至少明顯減少，結(jié)果，設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的可變幾何渦輪機的廢氣渦輪增壓器或裝料設(shè)備更好控制。利用根據(jù)本發(fā)明的解決方案的有利的進一步展開，彈簧設(shè)備包括至少一個優(yōu)選為三個沿徑向方向安裝在葉片安裝環(huán)中的彈簧，特別是卷簧，其在內(nèi)部抵抗葉片安裝環(huán)支撐自身，并在外部經(jīng)過相應(yīng)的銷抵抗調(diào)節(jié)環(huán)支撐自身。通常，單個彈簧在此明顯是足夠的，同時，通過設(shè)置至少三個彈簧，能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)節(jié)環(huán)相對于葉片安裝環(huán)的靜態(tài)安裝，并且例如同時能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)節(jié)環(huán)相對于葉片安裝環(huán)的轉(zhuǎn)心。在運行可變幾何渦輪機期間出現(xiàn)在銷和/或出現(xiàn)在調(diào)節(jié)環(huán)上的磨損通過彈簧設(shè)備的彈簧的擠壓而偏移，結(jié)果，即使在擴展操作情況下也不會改變調(diào)節(jié)環(huán)的安裝特性，或者改變甚微。根據(jù)本發(fā)明的解決方案的有利的進一步展開，調(diào)節(jié)環(huán)經(jīng)過銷以滑動方式沿圓周方向相對于葉片安裝環(huán)安裝。在此情況下，調(diào)節(jié)環(huán)相對于銷的滑動軸承在此情況下存在，其中為了改進支承特性，銷與調(diào)節(jié)環(huán)的接觸表面例如可以是冠狀或曲狀，結(jié)果總接觸面積變得更小。還可以想到，銷的接觸面積涂覆有滑動涂層，例如摩擦涂層，這反過來減少摩擦力，因而實現(xiàn)盡可能更容易的調(diào)節(jié)運動。根據(jù)本發(fā)明的解決方案的極為優(yōu)選的實施例，在銷上設(shè)置有球或輥，通過球或輥產(chǎn)生調(diào)節(jié)環(huán)的滾動安裝。例如，銷可以設(shè)計成圓珠筆筆芯的形式，并通過與調(diào)節(jié)環(huán)接觸的球來安裝所述調(diào)節(jié)環(huán)。實際上，至少一個彈簧布置在葉片安裝環(huán)的徑向盲孔中。為了能夠一方面實現(xiàn)空間節(jié)省，另一方面實現(xiàn)彈簧在葉片安裝環(huán)上的受保護布置，在所述葉片安裝環(huán)中能夠引入盲孔形式的開口，其中，在這些盲孔中，開始插入彈簧，最后插入銷。當(dāng)銷與彈簧一起下壓時，銷的表面和葉片安裝環(huán)的相鄰表面專門對齊。下壓之后，能夠裝配調(diào)節(jié)環(huán)，其中銷壓靠調(diào)節(jié)環(huán)，對調(diào)節(jié)環(huán)預(yù)加負載來抵抗葉片安裝環(huán)。本發(fā)明的進一步的重要特征和優(yōu)點能夠在各從屬權(quán)利要求、附圖以及


而獲得。應(yīng)理解，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，上文中提及的各特征以及仍待在下文中解釋的那些特征不僅能夠以所列出的相應(yīng)組合進行使用，而且還通過其他組合或者單獨使用。

本發(fā)明的各優(yōu)選實施例顯示在附圖中，并在以下描述中更詳細地進行說明，其中相同的附圖標(biāo)記指代相同或相似或功能上相同的部件。在所有情況下，示意性顯示:圖1為根據(jù)本發(fā)明的可變幾何渦輪機的視圖，圖2為根據(jù)圖1的詳細表示，圖3為本發(fā)明的可變幾何渦輪機的俯視圖，圖4為如圖3所示的可變幾何渦輪機，但不具有調(diào)節(jié)環(huán)。
具體實施例方式參照圖1至圖4，根據(jù)本發(fā)明的、僅示意性地表示的裝料設(shè)備2 (例如，廢氣渦輪增壓器)的可變幾何渦輪機I包括葉片安裝環(huán)3，多個導(dǎo)向葉片4可旋轉(zhuǎn)地安裝在該葉片安裝環(huán)3上(參見圖3和圖4)。為了同步扭轉(zhuǎn)導(dǎo)向葉片4并因此還為了調(diào)節(jié)通往未示出的裝料設(shè)備2的渦輪機的流動，設(shè)置一能夠相對于葉片安裝環(huán)3扭轉(zhuǎn)的調(diào)節(jié)環(huán)5。調(diào)節(jié)環(huán)5在此情況下至少部分地以同軸方式圍繞葉片安裝環(huán)3，其中根據(jù)本發(fā)明，還附加設(shè)置有彈簧設(shè)備6，該彈簧設(shè)備6沿著徑向方向朝向葉片安裝環(huán)3對調(diào)節(jié)環(huán)5彈性地預(yù)加負載。在此，彈簧設(shè)備6包括沿徑向方向安裝在葉片安裝環(huán)3中的至少一個彈簧7，根據(jù)圖1總共為四個彈簧7，彈簧7特別還能夠被設(shè)計成卷簧，在內(nèi)部抵抗葉片安裝環(huán)支撐自身，并在外部通過銷8抵抗調(diào)節(jié)環(huán)5支撐自身。一般而言，在此僅需要單個彈簧設(shè)備6，以便能夠至少使導(dǎo)向葉片4調(diào)節(jié)期間的先前不利的滯后特性最小化。利用根據(jù)本發(fā)明的彈簧設(shè)備6，調(diào)節(jié)環(huán)5的所需間隙能夠在尺寸上額外減少，這同樣有助于有利地影響滯后特性。通過安裝中的間隙以及因而通過調(diào)節(jié)環(huán)5根據(jù)運動方向的不同位置，即，滯后現(xiàn)象動態(tài)產(chǎn)生，這明顯使可變幾何渦輪機I的控制性變得更壞并因而還使裝料設(shè)備2的控制性變得更壞。然而，由于熱周界條件和不同的熱膨脹系數(shù)，調(diào)節(jié)環(huán)5需要一定間隙，以便能夠在裝料設(shè)備運行期間可靠地排除干擾。參看圖2，顯而易見，調(diào)節(jié)環(huán)5在圓周方向上通過銷8相對于葉片安裝環(huán)3以滑動方式安裝。另外，調(diào)節(jié)環(huán)5能夠直接滑動地安裝在葉片安裝環(huán)3上。在此情況下，銷8和葉片安裝環(huán)3 —起形成滑動面。至少一個彈簧7在此情況下位于葉片安裝環(huán)3中的徑向盲孔9中，其中該盲孔9顯然不必是實際含義上的孔。為了使調(diào)節(jié)環(huán)5在銷8上的滑動操作盡可能容易，銷8與調(diào)節(jié)環(huán)5接觸的接觸表面10可以是冠狀或曲狀或錐狀。可替代地，還可以想到，在銷8上布置有球或輥，經(jīng)由球或輥，能夠產(chǎn)生調(diào)節(jié)環(huán)5的更為容易的可操作滾動安裝。在銷8上安裝球例如圓珠筆筆芯的形式。根據(jù)圖2，顯而易見，此外，銷8被引導(dǎo)在調(diào)節(jié)環(huán)5的徑向凹部11中，其中徑向凹槽11沿圓周方向具有角度α，該角度基本上表示由調(diào)節(jié)環(huán)5在兩個端點之間限定的旋轉(zhuǎn)角。在調(diào)節(jié)環(huán)5中設(shè)置有凹槽12，相應(yīng)的導(dǎo)引葉片桿13 (參見圖3)接合在該凹槽12中。參看圖3和圖4，很明顯，葉片安裝環(huán)3沿軸向方向14包括徑向臺階15，調(diào)節(jié)環(huán)5(參見圖3)在徑向臺階15上與組裝的可變幾何渦輪機I靠在一起。在此，銷8布置在徑向臺階15的過渡區(qū)域中。通過至少一個彈簧設(shè)備6，調(diào)節(jié)環(huán)5總是以規(guī)定方式進行預(yù)加載，其中由于在銷8上或在調(diào)節(jié)環(huán)5上的多個調(diào)節(jié)運動而造成的可能的磨損通過彈簧設(shè)備6的彈簧7的擠壓而偏移。為了產(chǎn)生銷8在調(diào)節(jié)環(huán)5上的徑向凹槽11中的盡可能容易的滑動，銷8能夠特別在其接觸表面10上進行摩擦涂覆。如果采用至少三個彈簧設(shè)備6，調(diào)節(jié)環(huán)5以簧上方式進行安裝，其具有的優(yōu)點在于，能夠以規(guī)定方式經(jīng)由彈簧力調(diào)節(jié)摩擦。利用用于調(diào)節(jié)可變幾何渦輪機I的致動制備的設(shè)計，所需力于是能夠精確預(yù)先確定，于是致動設(shè)備精確匹配。通過沿圓周方向分布的多個彈簧設(shè)備6，額外獲得調(diào)節(jié)環(huán)5相對于葉片安裝環(huán)3的轉(zhuǎn)心，這反過來對控制性具有有利作用?？偠灾?，利用根據(jù)本發(fā)明的可變幾何渦輪機1，能夠?qū)崿F(xiàn)明顯減少的間隙因而能夠?qū)崿F(xiàn)顯著減少的滯后，這導(dǎo)致可變幾何渦輪機I的顯著增大的開關(guān)精度和控制精度。
權(quán)利要求
1.一種用于裝料設(shè)備(2)的可變幾何渦輪機(I )，具有: 葉片安裝環(huán)(3)，多個導(dǎo)向葉片(4)可旋轉(zhuǎn)地安裝在該葉片安裝環(huán)(3)上， 調(diào)節(jié)環(huán)(5)，該調(diào)節(jié)環(huán)(5)相對于所述葉片安裝環(huán)(3)能扭轉(zhuǎn)，用于同時扭轉(zhuǎn)所述導(dǎo)向葉片⑷， 其特征在于， 所述調(diào)節(jié)環(huán)(5)至少同軸地部分地圍繞所述葉片安裝環(huán)(6)， 設(shè)置有彈簧設(shè)備(6)，該彈簧設(shè)備(6)沿著徑向方向朝向所述葉片安裝環(huán)(3)對所述調(diào)節(jié)環(huán)(5)彈性地預(yù)加負載。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變幾何渦輪機， 其特征在于， 所述彈簧設(shè)備(6 )包括沿徑向方向安裝在所述葉片安裝環(huán)(3 )中的至少一個彈簧(7 )，優(yōu)選卷簧，該彈簧(7 )在內(nèi)部抵抗所述葉片安裝環(huán)(3 )支撐自身，并在外部通過銷(8 )抵抗所述調(diào)節(jié)環(huán)(5)支撐自身。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變幾何渦輪機， 其特征在于， 設(shè)置有沿徑向方向安裝在所述葉片安裝環(huán)(3 )中的至少三個彈簧(7 )，優(yōu)選卷簧。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的可變幾何渦輪機， 其特征在于， 所述調(diào)節(jié)環(huán)(5)沿圓周方向經(jīng)由所述銷(8)相對于所述葉片安裝環(huán)(3)滑動安裝。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的可變幾何渦輪機， 其特征在于， 所述至少一個彈簧(7)設(shè)置在所述葉片安裝環(huán)(3)的徑向盲孔(9)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5任一項所述的可變幾何渦輪機， 其特征在于， 所述銷(8)的接觸表面(10)被體現(xiàn)成冠狀或曲狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任一項所述的可變幾何渦輪機， 其特征在于， 在所述銷(8)上設(shè)置有球或輥，通過所述球或輥產(chǎn)生所述調(diào)節(jié)環(huán)(5)的滾動安裝。
8.一種裝料設(shè)備(2)，優(yōu)選廢氣渦輪增壓器，具有至少一個根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的可變幾何渦輪機/壓縮器(I)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于裝料設(shè)備(2)的可變幾何渦輪機(1)，其具有葉片安裝環(huán)(3)，多個導(dǎo)向葉片(4)可旋轉(zhuǎn)地安裝在該葉片安裝環(huán)(3)上，并具有調(diào)節(jié)環(huán)(5)，該調(diào)節(jié)環(huán)(5)相對于所述葉片安裝環(huán)(3)能扭轉(zhuǎn)，用于同時扭轉(zhuǎn)所述導(dǎo)向葉片(4)。在此情況下，本發(fā)明重要的是，所述調(diào)節(jié)環(huán)(5)至少同軸地部分地圍繞所述葉片安裝環(huán)(3)，并且設(shè)置有彈簧設(shè)備(6)，該彈簧設(shè)備(6)沿著徑向方向朝向所述葉片安裝環(huán)(3)對所述調(diào)節(jié)環(huán)(5)彈性地預(yù)加負載。因此能夠積極地影響滯后特性。
文檔編號F01D17/16GK103104299SQ201210440088
公開日2013年5月15日 申請日期2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月9日
發(fā)明者迪克·瑙恩海姆, 弗洛里安·倫茨, 克里斯托弗·布切爾 申請人:博世馬勒渦輪系統(tǒng)有限兩合公司