專利名稱：可變?nèi)莘e渦輪機(jī)的噴嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種徑向流動的可變?nèi)莘e渦輪機(jī)的噴嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可變?nèi)莘e渦輪機(jī)可用作內(nèi)燃機(jī)的增壓機(jī)(排氣渦輪增壓器)。這種徑向流動的可變?nèi)莘e渦輪機(jī)構(gòu)造成工作氣體從渦輪機(jī)殼體中螺旋形的渦管經(jīng)過多個可變角度的噴嘴葉片，使氣體流動到渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，使得氣體驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
近年來，如果內(nèi)燃機(jī)有增壓機(jī)的話，越來越普遍的情況是帶有可變?nèi)莘e渦輪機(jī)形式的增壓機(jī)。這種渦輪機(jī)根據(jù)發(fā)動機(jī)的工作狀態(tài)改變由螺旋形渦管傳輸?shù)綔u輪機(jī)轉(zhuǎn)子的排出氣體的流速，渦輪機(jī)進(jìn)行這種變化，使得發(fā)動機(jī)排出氣體的流速與能夠產(chǎn)生增壓機(jī)最佳工作狀態(tài)的流速相匹配。
圖7和圖8中示出了傳統(tǒng)增壓機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。圖7為屬于現(xiàn)有技術(shù)的帶可變?nèi)莘e渦輪的增壓機(jī)的透視圖。圖8示出了在現(xiàn)有技術(shù)中連接板3、連桿1和噴嘴葉片2是如何連接的。在圖7中，10為渦輪機(jī)殼體，11為在渦輪機(jī)殼體10外周的螺旋形渦管。12為渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，通過軸承(未示出)支撐在中心殼體上，使得其可以自由轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)子與壓縮機(jī)(亦未示出)同軸。
2為噴嘴葉片，多個噴嘴葉片在渦管11的內(nèi)周邊上沿渦輪機(jī)圓周的空間設(shè)置。在噴嘴內(nèi)端的噴嘴軸02支撐在噴嘴支座(nozzle mounts)4上，使得噴嘴軸可以自由的轉(zhuǎn)動而改變噴嘴葉片的角度，噴嘴支座4固定在渦輪機(jī)殼體10上。14為廢氣殼體，一旦氣體完成了膨脹作功以驅(qū)動渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子12的工作后，廢氣殼體引導(dǎo)廢氣排出發(fā)動機(jī)。廢氣殼體固定到渦輪機(jī)殼體10上。
3為盤狀連接板，其由渦輪機(jī)殼體10支撐而可以自由轉(zhuǎn)動。凹口3a沿周邊設(shè)置，連桿1(下面將簡要描述)可以接合在凹口中。07為通過連接板3驅(qū)動噴嘴葉片2的致動器。005為將致動器07的致動器桿7與連接板3相連的桿。
圖5和6示出了連接板3、連桿1和噴嘴葉片2是如何組裝的。凹口(長方形孔(oblong holes))3a沿渦輪機(jī)圓周以等距離間隔設(shè)置在盤形連接板3的內(nèi)周上。形成在連桿1的外端的凸起6接合在凹口(長方形孔)3a中，使得凸起可以轉(zhuǎn)動并且滑擦凹口的表面。各前述噴嘴葉片2的噴嘴軸02固定到一個連桿1的內(nèi)端。
在這種可變?nèi)莘e渦輪機(jī)中，致動器07的往復(fù)位移通過致動器桿7和曲柄機(jī)構(gòu)的桿005傳遞到連接板3，從而驅(qū)動連接板3轉(zhuǎn)動。當(dāng)連接板3轉(zhuǎn)動時，接合在連接板3的凹口3a中的連桿1的凸起6沿著連接板的圓周運(yùn)動。固定在連桿1的內(nèi)端的噴嘴軸02轉(zhuǎn)動。這使得噴嘴葉片2轉(zhuǎn)動，改變噴嘴葉片的角度。
在圖7和8所示的可變?nèi)莘e渦輪機(jī)中，在連桿1的外端的凸起6接合在沿渦輪機(jī)圓周以均勻間隔設(shè)置在盤狀連接板3內(nèi)側(cè)的凹口3a內(nèi)。噴嘴葉片2的噴嘴軸02固定在連桿1的內(nèi)端。上述大多數(shù)可變?nèi)莘e渦輪機(jī)在汽車內(nèi)燃機(jī)的增壓機(jī)中用作排氣渦輪機(jī)。這種增壓機(jī)較小，所以噴嘴軸02和噴嘴葉片2的連接孔必須具有較小的直徑，在強(qiáng)度方面無法承受太大的力。一般，通過加壓來形成噴嘴葉片2和連桿1之間的連接以便保證強(qiáng)度。在圖7和圖8所示的現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計(jì)中，噴嘴軸02的邊緣推入連桿1的連接孔，連接孔卡住噴嘴軸02的邊緣。噴嘴軸的端部隨后被鉚接或焊接，使得噴嘴葉片2和連桿1不能相對轉(zhuǎn)動，保持固定。因此，噴嘴葉片2和連桿1相互結(jié)合。
換言之，在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)連接孔卡住噴嘴軸02的邊緣時，連接孔和邊緣都被迫產(chǎn)生變形。因此，為了將噴嘴葉片2的軸02與連桿1緊固在一起，需要很大的力將軸壓入連接孔。當(dāng)采用現(xiàn)有技術(shù)的工藝時，如上所述，用很大的力使小直徑的軸02強(qiáng)制進(jìn)入小直徑連接孔中而使兩者結(jié)合在一起。其結(jié)果是，當(dāng)較大的旋轉(zhuǎn)力作用在噴嘴軸02的上述邊緣和連接孔連接的區(qū)域時，噴嘴軸02有可能斷裂或一些連接孔會裂開，或者兩者連接的部分會被破壞。
此外，由于暴露在廢氣中的噴嘴葉片2受到相當(dāng)高的溫度，噴嘴軸02的邊緣進(jìn)入連接孔中而使噴嘴葉片2和連桿在此處相互結(jié)合的部分也承受高溫。如上所述，因通過變形而形成連接，則在高溫下的強(qiáng)度將降低。這使得噴嘴葉片2的噴嘴軸02更易于出現(xiàn)上述類型的破壞。
可變?nèi)莘e渦輪機(jī)的葉片角度必須精細(xì)地控制。在所述的現(xiàn)有技術(shù)中，噴嘴葉片2相對于連桿1的角度在組裝過程中借助于卡具(jig)來設(shè)定。這就要求大量的組裝過程及特殊的組裝工具(如卡具)，增加了生產(chǎn)成本。
鑒于現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種具有下述特征的可變?nèi)莘e渦輪機(jī)的噴嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。將由致動器驅(qū)動的噴嘴驅(qū)動件與噴嘴葉片連接的連接桿和噴嘴葉片上的噴嘴軸的邊緣具有很高的強(qiáng)度并且不會變形。不需要諸如卡具等特殊的組裝工具，并且以較少的組裝步驟和較低的成本就可以獲得高精度的連接。
本發(fā)明的第一實(shí)施例為可變?nèi)莘e渦輪機(jī)，包括渦輪機(jī)殼體中的螺旋形渦管；多個沿渦輪機(jī)圓周在渦管的內(nèi)周側(cè)設(shè)置的噴嘴葉片，支撐在渦輪機(jī)殼體上使得葉片可以轉(zhuǎn)動，并且可以改變?nèi)~片的角度；渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，在噴嘴葉片的內(nèi)周上自由旋轉(zhuǎn)。工作氣體從渦管開始經(jīng)噴嘴葉片流動到渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。渦輪機(jī)具有噴嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，該噴嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括用于噴嘴的噴嘴驅(qū)動件，連接到使噴嘴驅(qū)動件繞渦輪機(jī)軸旋轉(zhuǎn)的致動器上；多個連接桿，將噴嘴驅(qū)動件與噴嘴葉片相連。
該可變?nèi)莘e渦輪機(jī)具有如下區(qū)別技術(shù)特征。連接桿的連接孔具有平坦或曲線形的擋止表面。噴嘴軸的連接邊緣也具有與連接孔擋止表面相對應(yīng)的擋止表面。當(dāng)噴嘴軸的連接邊緣進(jìn)入連接桿的連接孔時，連接邊緣的擋止表面與連接孔的擋止表面進(jìn)入接觸，接觸彼此的非圓形表面。這種接觸不會引起雙方的任何變形。接觸后，將對連接邊緣進(jìn)行固定步驟。連接桿和噴嘴軸的連接邊緣有效地鎖定在一起，使得彼此都不能相對地轉(zhuǎn)動。換言之，噴嘴軸的端部阻止軸的轉(zhuǎn)動。
作為噴嘴葉片和連接桿之間連接的實(shí)際構(gòu)型，連接孔和連接邊緣的擋止表面可以成形為兩個平坦的表面并最好是相對的兩個平行平坦表面，在連接孔和連接邊緣的側(cè)面的兩個平坦表面相互接觸。
或者，根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，通過切去圓形連接邊緣的一部分以形成單一平坦的表面并在圓形連接孔中提供對應(yīng)的單一平坦表面來形成非圓形連接，從而使得兩個表面可以相互接觸。
在或者，根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例，通過使噴嘴軸的連接邊緣加工成鋸齒狀并在連接孔的表面形成可以與噴嘴軸的鋸齒配合的對應(yīng)的互配鋸齒狀而形成連接。
采用上述實(shí)施例，當(dāng)噴嘴葉片的連接邊緣配合在連桿的連接孔上時，連接孔的擋止表面和連接邊緣的擋止表面相互進(jìn)入接觸。噴嘴葉片和連桿可以以幾何圖形確立的角度結(jié)合而不產(chǎn)生變形。連接孔和連接邊緣可以以很小的力配合，使得兩者不能相對轉(zhuǎn)動。噴嘴葉片的旋轉(zhuǎn)力被孔和噴嘴軸的相鄰擋止表面吸收。
采用這種設(shè)計(jì)，噴嘴葉片的旋轉(zhuǎn)力不會使連接孔和連接邊緣結(jié)合的連接區(qū)域疲勞。噴嘴軸不會斷裂，來自連接板的驅(qū)動力可以通過連桿傳遞給噴嘴葉片。即使連接孔和連接邊緣結(jié)合的連接區(qū)域承受高溫，也不會產(chǎn)生變形。因?yàn)檫B接是幾何形狀的，旋轉(zhuǎn)力不會破壞噴嘴軸配合入連接孔的連接區(qū)域。這種設(shè)計(jì)形成極耐久的連桿與噴嘴葉片的連接。
在這類可變?nèi)莘e渦輪機(jī)中，噴嘴葉片的葉片角度也必須非常精確地控制。在這些實(shí)施例中，當(dāng)噴嘴軸連接邊緣的擋止表面與連桿連接孔的擋止表面進(jìn)入接觸時，噴嘴葉片和連桿以預(yù)定的關(guān)系幾何連接。因此不必象現(xiàn)有技術(shù)那樣，在噴嘴葉片和連桿裝配時用卡具確立兩者的相對角度。則需要的裝配步驟較少，并且不需要卡具等特殊的工具。這就降低了設(shè)備成本。
在噴嘴葉片和連桿連接的第二實(shí)施例中，連桿連接孔的擋止表面和配合在孔中的噴嘴葉片連接邊緣的擋止表面通過削掉連接邊緣的一側(cè)而形成平坦的擋止表面并使連接孔具有與連接邊緣接觸的平坦擋止表面而形成。
在該第二實(shí)施例中，軸和連桿上只有單個擋止表面阻止噴嘴葉片和連桿的相對運(yùn)動。因此，擋止表面吸收的旋轉(zhuǎn)力的程度小于設(shè)置有兩個擋止表面的情況。然而，所需的加工步驟更少。
在噴嘴葉片和連桿連接的第三實(shí)施例中，連接孔的內(nèi)表面具有鋸齒，與該連接孔配合的噴嘴葉片的連接邊緣也具有沿其表面的鋸齒。當(dāng)連接孔的鋸齒與連接邊緣的鋸齒配合時，它們阻止噴嘴葉片和連桿的相對轉(zhuǎn)動。采用該第三實(shí)施例，可以加工普通的鋸齒類型，使得零部件易于制造。通過改變兩個鋸齒狀表面配合的方位，可以很容易地調(diào)整噴嘴葉片和連接板的相對位置。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述。附圖中

圖1示出了連接的第一實(shí)施例，用于帶有本發(fā)明可變?nèi)莘e渦輪機(jī)的增壓機(jī)的噴嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的噴嘴葉片和連桿；圖1A為連接的透視圖；圖1B為沿圖1A中Z-Z線的剖視圖；圖2示出連接的第二實(shí)施例；圖2A為連桿的平面圖；圖2B為連桿連接邊緣的剖視圖(對應(yīng)沿Z-Z線截取的圖1B)；圖3示出連接的第三實(shí)施例；圖3A為連桿的平面圖；圖3B為噴嘴軸的端部的透視圖；圖4為應(yīng)用本發(fā)明的帶有可變?nèi)莘e渦輪機(jī)的增壓機(jī)中噴嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的必要零部件剖視圖；圖5為沿帶可變?nèi)莘e渦輪機(jī)的增壓機(jī)的噴嘴軸截取的必要零部件剖視圖；圖6為沿圖5中A-A線截取的剖視圖；圖7示出了屬于現(xiàn)有技術(shù)的帶可變?nèi)莘e渦輪機(jī)的增壓機(jī)的示例；圖8為局部前剖視圖(相對于渦輪機(jī)軸以直角截取)。
在這些附圖中，1為連桿，2為噴嘴葉片，02為噴嘴軸，3為盤狀連接板，03為長方形孔，4為噴嘴支座，05為鉚接連接部，6為凸起(bosses),7為致動桿，10為渦輪機(jī)殼體，11為螺旋渦管，12為徑向流動的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，13為連接腔，31和35為連接孔，32和36為連接孔的擋止表面，33和37為連接邊緣，34和28為連接邊緣的擋止表面，41為連接孔的鋸齒，100為噴嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
下面將結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在實(shí)施例中所描述的零部件形狀、相對位置和其它方面沒有明確地限定時，本發(fā)明的范圍并不限于圖中所示的零部件，圖中所示的內(nèi)容只是說明性的。
圖5為沿帶可變?nèi)莘e渦輪機(jī)的增壓機(jī)的噴嘴軸截取的必要零部件剖視圖。圖6為沿圖5中A-A線截取的剖視圖。
在圖5和6中，10為渦輪機(jī)殼體，11為在渦輪機(jī)殼體10的外周上的螺旋渦管，12為徑向流動的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子。該轉(zhuǎn)子與壓縮機(jī)(未示出)同軸。轉(zhuǎn)子通過軸承(未示出)支撐在中心殼體中，使其可以自由旋轉(zhuǎn)。
2為噴嘴葉片。多個噴嘴葉片沿渦輪機(jī)圓周以均勻間隔沿渦管11的內(nèi)側(cè)設(shè)置。位于噴嘴葉片端的噴嘴軸02通過噴嘴支座4支撐而使其可以自由旋轉(zhuǎn)，噴嘴支座4固定到渦輪機(jī)殼體10上。葉片的角度通過下面簡述的裝置可以改變。14為氣體通過其逸出的殼體。殼體14為固定到渦輪機(jī)殼體10上的通道，當(dāng)氣體膨脹并作用在渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子12上時，引導(dǎo)廢氣排出渦輪機(jī)。16為氣體出口。
3為盤狀連接板，由渦輪機(jī)殼體10支撐，使其可以旋轉(zhuǎn)。其中接合有連桿1的凸起6(下面將描述)的長方形孔03沿渦輪機(jī)圓周以均勻間隔設(shè)置。長方形孔03的中心線相對于經(jīng)過渦輪機(jī)軸的徑向線以固定的角度設(shè)置。這減小了從連接板3到連桿1的驅(qū)動力的傳遞阻力。
7為致動桿，其為致動器07(未示出)的輸出端，即驅(qū)動噴嘴葉片2的部件。致動桿7的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為連接機(jī)構(gòu)17(包括驅(qū)動桿06、曲柄控制器5和球窩接頭)的轉(zhuǎn)動并傳遞到連接板3。
在帶有所述結(jié)構(gòu)的可變?nèi)莘e渦輪機(jī)的增壓機(jī)中，來自內(nèi)燃機(jī)(未示出)的廢氣進(jìn)入渦管11，經(jīng)過渦管11的螺旋形結(jié)構(gòu)而流入噴嘴葉片2。廢氣流過噴嘴葉片2的葉片空間。廢氣由周邊流入渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子12，向著轉(zhuǎn)子的中心移動。在膨脹氣體作用在渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子2之后，氣體在軸向流出，導(dǎo)引到氣體出口并排到外部。
為了在這種可變?nèi)莘e渦輪機(jī)中控制容積，通過控制裝置(未示出)相對于致動器設(shè)定噴嘴葉片2的葉片角度，使得通過噴嘴葉片2的廢氣的流速為所需的速度。對應(yīng)給定葉片角度的致動器07的往復(fù)位移通過連接結(jié)構(gòu)17轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)動并傳遞給連接板3，驅(qū)動連接板的轉(zhuǎn)動，連接結(jié)構(gòu)17包括致動桿7、驅(qū)動桿06、曲柄控制器5和球窩接頭。
當(dāng)連接板3轉(zhuǎn)動時，接合在連接板3的長方形孔03中的連桿1的凸起6沿著圓周行進(jìn)，沿長方形孔03的內(nèi)表面轉(zhuǎn)動和滑動。當(dāng)凸起06運(yùn)動時噴嘴軸02通過臂狀連桿1轉(zhuǎn)動，連桿1的基部固定在噴嘴軸02上。因此，噴嘴葉片2轉(zhuǎn)動，致動器07改變?nèi)~片的角度。
在圖4中，示出了上述噴嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，100為噴嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。其具有如下的結(jié)構(gòu)。
3為盤狀連接板。如圖2和3所示，連接板3通過連接機(jī)構(gòu)17以及其它元件與致動桿7相連，使得其可以在渦輪機(jī)軸上轉(zhuǎn)動。長方形孔03沿渦輪機(jī)的圓周以均勻(或不均勻)間隔設(shè)置。2為噴嘴葉片。多個噴嘴葉片沿渦輪機(jī)圓周以均勻間隔沿渦管11的內(nèi)側(cè)設(shè)置。位于噴嘴葉片端的噴嘴軸02通過噴嘴支座4支撐而使其可以通過密封單元4a自由旋轉(zhuǎn)，密封單元4a為連接腔13的內(nèi)部形成氣體密封。
各連桿1的一端采用后述方法通過連接部05固定到與噴嘴葉片2相對的噴嘴軸02的一端。形成在連桿1的另一端的凸起6接合在連接板3的長方形孔03中，使得凸起可以在孔的內(nèi)表面轉(zhuǎn)動和滑動。
連桿1和連接板3如下設(shè)置。連桿1位于連接腔13中噴嘴葉片2和連接板3之間，連接腔位于比渦管11更深的渦輪機(jī)內(nèi)側(cè)。這些零件設(shè)置在噴嘴葉片的氣體出口側(cè)上。
圖1示出了連接的第一實(shí)施例，用于帶有本發(fā)明可變?nèi)莘e渦輪機(jī)的增壓機(jī)的噴嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的噴嘴葉片和連桿。圖1A為連接的透視圖。圖1B為沿圖1A中Z-Z線的剖視圖。
在示出連接的細(xì)節(jié)的圖1中，1為連桿。連桿的一端為凸起6，其接合在連接板3的長方形孔03中。在連桿的另一端為平行于凸起6的軸線的連接孔31。連接孔31為近似半圓形的。作用為噴嘴軸的擋塊的連接孔31的兩個擋止表面32在板的兩側(cè)相互平行。
配合到連接孔31中的連接邊緣33在噴嘴葉片2的噴嘴軸02的端部形成。連接邊緣窄并且其形狀精確地類似于與其配合的連接孔31。當(dāng)其平行的擋止表面34與連接孔的擋止表面32進(jìn)入接觸時，連桿1和噴嘴葉片2鎖定在一起，使得兩者不能相對轉(zhuǎn)動。如圖4所示，當(dāng)連接邊緣33配合入連接孔31時，軸的端部被鉚接(05為鉚接部分)以確保軸被鎖固。連接邊緣的端部也可以采用少量的焊接來鎖固。
在該實(shí)施例中，當(dāng)噴嘴葉片2的連接邊緣33配合入連桿1的連接孔31時，連接孔31的擋止表面32和連接邊緣33的擋止表面34以幾何形狀確定的角度進(jìn)入接觸，從而噴嘴葉片2的葉片和連接板3的旋轉(zhuǎn)角具有合適的相對關(guān)系。連接邊緣33的端部隨后被鉚接(05為鉚接部分)以確保其鎖定就位。軸的端部也可以采用少量的焊接來鎖固。
采用這些實(shí)施例，當(dāng)噴嘴葉片2的連接邊緣33配合在連桿1的連接孔31上時，連接孔31的擋止表面32和連接邊緣33的擋止表面34相互進(jìn)入接觸。噴嘴葉片2和連桿1可以幾何形狀確定的角度結(jié)合而不產(chǎn)生塑性變形。連接孔31和連接邊緣33可以很小的力配合，使得兩者不能相對轉(zhuǎn)動。噴嘴葉片2的旋轉(zhuǎn)力被孔31和噴嘴軸相鄰擋止表面吸收。如果需要，連接邊緣33的端部和連接孔31可以通過鉚接或焊接固定。
采用這種設(shè)計(jì)，噴嘴葉片2的旋轉(zhuǎn)力不會使連接孔31和連接邊緣33結(jié)合的連接區(qū)域疲勞。噴嘴軸02不會斷裂，來自連接板3的驅(qū)動力可以通過連桿1傳遞給噴嘴葉片2。即使連接孔31和連接邊緣33結(jié)合的連接區(qū)域承受高溫，也不會產(chǎn)生變形。因?yàn)檫B接是幾何形狀的，旋轉(zhuǎn)力不會破壞噴嘴軸配合入連接孔的連接區(qū)域。這種設(shè)計(jì)形成極耐久的連桿1與噴嘴葉片2的連接。
在這類可變?nèi)莘e渦輪機(jī)中，噴嘴葉片2的葉片角度也必須非常精確地控制。在這些實(shí)施例中，當(dāng)噴嘴葉片的連接邊緣33的擋止表面34與連桿1連接孔31的擋止表面32進(jìn)入接觸時，噴嘴葉片2和連桿1以預(yù)定的關(guān)系幾何連接。因此不必象現(xiàn)有技術(shù)那樣，在噴嘴葉片2和連桿1裝配時用卡具確立兩者的相對角度。需要的裝配步驟較少，并且不需要卡具等特殊的工具。這就降低了設(shè)備成本。
連接孔31和連接邊緣33可以是橢圓形或蛋形。
在圖2所示噴嘴葉片和連桿連接的第二實(shí)施例中，連桿1的連接孔35和配合在該連接孔中的噴嘴葉片2的連接邊緣37的形狀通過削掉連接邊緣的截面而形成平坦的連接表面38并使連接孔35具有將與連接邊緣接觸的平坦擋止表面而形成。圖2A為連桿的平面圖。圖2B為連桿連接邊緣的剖視圖(對應(yīng)沿Z-Z線截取的圖1B)。
在該實(shí)施例中，只有單一擋止表面(軸上的擋止表面38和與其接觸的連接孔的擋止表面36)來阻止噴嘴葉片和連桿的相對運(yùn)動。因此，擋止表面38和擋止表面36吸收的旋轉(zhuǎn)力的程度小于設(shè)置有兩個擋止表面的情況。然而，所需的加工步驟更少。
在圖3所示噴嘴葉片和連桿連接的第三實(shí)施例中，連桿1的連接孔擋止表面具有鋸齒(serrations)41，與該連接孔配合的噴嘴葉片2的連接邊緣也具有沿其內(nèi)表面的鋸齒42。圖3A為連桿的平面圖；圖3B為噴嘴軸的端部的透視圖。當(dāng)連接孔的鋸齒41與連接邊緣的鋸齒42配合時，它們阻止噴嘴葉片2和連桿1的相對轉(zhuǎn)動。采用該第三實(shí)施例，可以加工普通的鋸齒類型，使得零部件易于制造。通過改變兩個鋸齒狀表面配合的方位，可以很容易地調(diào)整噴嘴葉片2和連接板3的相對位置。
采用上述實(shí)施例，噴嘴葉片和連桿可以幾何形確立的角度結(jié)合而不產(chǎn)生變形。連接孔和連接邊緣可以很小的力配合，使得兩者不能相對轉(zhuǎn)動。噴嘴葉片的旋轉(zhuǎn)力被孔和噴嘴軸相鄰擋止表面吸收。
采用這種設(shè)計(jì)，噴嘴葉片的旋轉(zhuǎn)力不會使連接孔和連接邊緣結(jié)合的連接區(qū)域疲勞失效。噴嘴軸不會斷裂，來自連接板的驅(qū)動力可以通過連桿傳遞給噴嘴葉片。即使連接孔和連接邊緣結(jié)合的連接區(qū)域承受高溫，也不會產(chǎn)生變形。因?yàn)檫B接是幾何形狀的，旋轉(zhuǎn)力不會破壞噴嘴軸配合入連接孔的連接區(qū)域。這種設(shè)計(jì)形成極耐久的連桿與噴嘴葉片的連接。
在這類可變?nèi)莘e渦輪機(jī)中，當(dāng)噴嘴軸連接邊緣的擋止表面與連桿連接孔的擋止表面進(jìn)入接觸時，噴嘴葉片和連桿以預(yù)定的關(guān)系幾何連接。因此不必象現(xiàn)有技術(shù)那樣，在噴嘴葉片和連桿裝配時用卡具確立兩者的相對角度。因此需要的裝配步驟較少，并且不需要卡具等特殊的工具。這就降低了設(shè)備成本。
在圖2所示噴嘴葉片和連桿連接的第二實(shí)施例中，連桿連接孔的擋止表面和配合在孔中的噴嘴葉片連接邊緣的擋止表面通過削掉連接邊緣的一側(cè)而形成平坦的擋止表面并使連接孔具有將與連接邊緣接觸的平坦擋止表面而形成。軸和連桿上只有單個擋止表面阻止噴嘴葉片和連桿的相對運(yùn)動。因此，擋止表面吸收的旋轉(zhuǎn)力的程度小于設(shè)置兩個擋止表面的情況。然而，所需的加工步驟更少。
在圖3所示噴嘴葉片和連桿連接的第三實(shí)施例中，可以加工普通的鋸齒類型，使得零部件易于制造。通過改變兩個鋸齒狀表面配合的方位，可以很容易地調(diào)整噴嘴葉片和連接板的相對位置。
權(quán)利要求
1．一種設(shè)置在可變?nèi)莘e渦輪機(jī)內(nèi)的噴嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括渦輪機(jī)殼體中的螺旋形渦管；多個沿渦輪機(jī)圓周在渦管的內(nèi)周側(cè)以均勻間隔設(shè)置的噴嘴葉片，支撐在渦輪機(jī)殼體上使得所述噴嘴葉片可以轉(zhuǎn)動，并且可以改變?nèi)~片的角度；渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，通過工作氣體而在噴嘴葉片的內(nèi)周上自由旋轉(zhuǎn)，工作氣體從渦管開始經(jīng)噴嘴葉片流動到渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子；所述噴嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括用于噴嘴的噴嘴驅(qū)動件，連接到使噴嘴驅(qū)動件繞渦輪機(jī)軸旋轉(zhuǎn)的致動器上；和多個連接桿，將噴嘴驅(qū)動件與噴嘴葉片相連；其特征在于，連接桿的連接孔具有平坦或非圓形的曲線形的擋止表面，噴嘴軸的連接邊緣也具有對應(yīng)于連接孔擋止表面的擋止表面，連接邊緣的擋止表面與連接孔的擋止表面進(jìn)入接觸，非圓形擋止表面彼此接觸，不引起雙方的任何變形，以便連接桿和噴嘴軸的連接邊緣有效地鎖定在一起，使得彼此都不能相對地運(yùn)動，隨后對連接邊緣進(jìn)行固定步驟。
2．如權(quán)利要求1所述的噴嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于，連接孔和連接邊緣的擋止表面可以成形為兩個平坦的表面并最好是相對的兩個平行平坦表面，在連接孔和連接邊緣的側(cè)面的兩個平坦表面相互接觸。
3．如權(quán)利要求1所述的噴嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于，通過切去圓形連接邊緣的一部分以形成單一平坦的表面而形成連接邊緣的所述非圓形擋止表面，并在圓形連接孔中提供對應(yīng)的單一平坦表面，從而使得兩個擋止表面可以相互接觸。
4．如權(quán)利要求1所述的噴嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于，通過將噴嘴軸的連接邊緣加工成鋸齒狀并在連接孔的表面形成可以與噴嘴軸的鋸齒配合的對應(yīng)的互配鋸齒狀而形成連接邊緣的所述非圓形擋止表面。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種可變?nèi)莘e渦輪機(jī)的噴嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),其具有將由致動器驅(qū)動的噴嘴驅(qū)動件與噴嘴葉片連接的連接桿和噴嘴葉片上的噴嘴軸的邊緣之間的連接。該連接具有很高的強(qiáng)度并且不會變形。連接桿的連接孔具有平坦或曲線形的擋止表面。噴嘴軸的連接邊緣也具有對應(yīng)的擋止表面。當(dāng)噴嘴軸的連接邊緣進(jìn)入連接桿的連接孔時,連接邊緣的擋止表面與連接孔的擋止表面接觸,使噴嘴軸和連接桿彼此不能轉(zhuǎn)動。之后對連接邊緣進(jìn)行固定。
文檔編號F01D9/02GK1324981SQ0111951
公開日2001年12月5日 申請日期2001年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月19日
發(fā)明者陣內(nèi)靖明 申請人:三菱重工業(yè)株式會社