專(zhuān)利名稱(chēng)：可變幾何渦輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可變幾何渦輪機(jī)以及一種包括這種渦輪機(jī)的渦輪機(jī)器，例如，渦輪增壓器。
背景技術(shù)：
渦輪增壓器是眾所周知的裝置，其用于將空氣以高于大氣壓(升壓壓力)的壓力供應(yīng)給內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣口。傳統(tǒng)的渦輪增壓器大體上包括廢氣驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)輪，所述渦輪機(jī)輪安裝到可旋轉(zhuǎn)軸的一端上且在渦輪機(jī)殼體內(nèi)。壓縮機(jī)葉輪被支撐在所述軸的另一端，用于在壓縮機(jī)殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)。廢氣通過(guò)渦輪機(jī)輪的流動(dòng)驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)又使得壓縮機(jī)葉輪在壓縮機(jī)殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)。壓縮機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)將壓縮空氣傳遞至發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管。渦輪增壓器軸傳統(tǒng)上由軸頸軸承和止推軸承支撐，包括合適的潤(rùn)滑系統(tǒng)，所述潤(rùn)滑系統(tǒng)位于連接在渦輪機(jī)和壓縮機(jī)輪殼體之間的中央軸承殼體內(nèi)。在已知的渦輪增壓器中，渦輪機(jī)平臺(tái)包括:由渦輪機(jī)殼體所限定的渦輪機(jī)室，渦輪機(jī)輪安裝在所述渦輪機(jī)室中；圍繞渦輪機(jī)室布置的環(huán)形的入口通道；和從渦輪機(jī)室延伸的出口通道。通道和渦輪機(jī)室連通以使得被允許進(jìn)入入口室的增壓的廢氣流過(guò)入口通道經(jīng)由渦輪機(jī)室到達(dá)出口通道，并使渦輪機(jī)輪旋轉(zhuǎn)。渦輪機(jī)可以是固定的幾何類(lèi)型或可變的幾何類(lèi)型?？勺儙缀螠u輪機(jī)與固定幾何渦輪機(jī)的區(qū)別在于，入口通道的尺寸可以變化以在質(zhì)量流量范圍上優(yōu)化氣流速度，以使得渦輪機(jī)的動(dòng)力輸出可以被改變以適應(yīng)改變發(fā)動(dòng)機(jī)需求。在一種通常類(lèi)型的可變幾何渦輪機(jī)中，入口通道的一個(gè)壁由可移動(dòng)壁所限定。所述可移動(dòng)壁相對(duì)于入口通道的正對(duì)的壁的位置是可調(diào)整的，以控制入口通道的寬度。例如，當(dāng)流過(guò)渦輪機(jī)的氣體減少時(shí)，入口通道的寬度也可以減小以維持氣體速度和優(yōu)化渦輪機(jī)輸出。通常，所述壁中的一個(gè)設(shè)置有葉片(vane)并被稱(chēng)為“噴嘴環(huán)”。所述葉片延伸至入口通道中，并延伸通過(guò)設(shè)置在入口通道的另一壁(稱(chēng)為“罩(shroud)”)上的狹槽。噴嘴環(huán)和罩中的一者是可移動(dòng)的，以便改變?nèi)肟谕ǖ赖某叽?。噴嘴環(huán)通常支撐在平行于渦輪機(jī)輪的旋轉(zhuǎn)軸延伸的桿上，并由致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，所述致動(dòng)器可操作用于使桿在軸向方向上移位。各種類(lèi)型的致動(dòng)器可以用于使噴嘴環(huán)移動(dòng)，所述致動(dòng)器包括例如氣動(dòng)致動(dòng)器或電機(jī)和齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，它們通常安裝在殼體的外部。致動(dòng)器借助于以可樞轉(zhuǎn)的方式支撐在軸上的軛(yoke)連接至噴嘴環(huán)，所述軸連接于殼體中，所述軛限定兩個(gè)間隔開(kāi)的細(xì)長(zhǎng)臂，所述細(xì)長(zhǎng)臂在渦輪軸的兩側(cè)上延伸至在殼體外部延伸的支撐桿的接合部分。噴嘴環(huán)的軸向運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)軛圍繞軸的旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。每個(gè)桿在引導(dǎo)刷內(nèi)軸向滑移，所述引導(dǎo)刷容納在軸承殼體中。在與噴嘴環(huán)相對(duì)的端部處，近鄰著引導(dǎo)刷，環(huán)形動(dòng)態(tài)密封在桿和軸承殼體之間延伸，以便在彼此之間形成密封。這防止油沿著桿流到渦輪機(jī)。用于桿的密封的安裝成本很高。受限，軸承殼體(通常是模制構(gòu)件)必需使用定制的銑刀來(lái)進(jìn)行機(jī)加工以形成和制備密封表面。機(jī)加工的公差相對(duì)小，所述表面被加工成特定的規(guī)范。需要后續(xù)插入一定范圍的工具，以確保密封在組裝過(guò)程中不被過(guò)壓和不被損壞。渦輪增壓器軸可以以15000rpm以上的速度旋轉(zhuǎn)，在軸承殼體中產(chǎn)生大量的熱。如果在沒(méi)有使渦輪增壓器先進(jìn)行短時(shí)冷卻就將發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉(稱(chēng)為“熱關(guān)機(jī)”)，則軸承和周?chē)妮S承殼體變得非常熱。這是因?yàn)?，關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)去除了施加于油壓裝置(例如泵)的動(dòng)力，因此，油在渦輪增壓器仍舊以高速旋轉(zhuǎn)時(shí)就不在軸承殼體中循環(huán)。由這種旋轉(zhuǎn)生成的熱通過(guò)軸承殼體耗散至噴嘴環(huán)桿，因此，噴嘴環(huán)桿被設(shè)計(jì)成抵御相對(duì)高的溫度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于克服或削弱前述缺陷。本發(fā)明的目的還在于提供改進(jìn)的或替代的可變幾何渦輪機(jī)。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種可變幾何渦輪機(jī)，包括:渦輪機(jī)輪，安裝在殼體內(nèi)，用于圍繞渦輪軸線旋轉(zhuǎn)；位于所述渦輪機(jī)輪上游的氣流入口通道；和氣流控制機(jī)構(gòu)，所述氣流控制機(jī)構(gòu)位于渦輪機(jī)輪的上游并能夠由致動(dòng)器組件操作以控制經(jīng)過(guò)所述入口通道的氣流，所述控制機(jī)構(gòu)包括:用于改變?nèi)肟谕ǖ赖某叽绲目梢苿?dòng)構(gòu)件，所述可移動(dòng)構(gòu)件連接至至少一個(gè)支撐構(gòu)件；引導(dǎo)構(gòu)件，所述引導(dǎo)構(gòu)件為所述至少一個(gè)支撐構(gòu)件的平移運(yùn)動(dòng)提供支撐；密封組件，所述密封組件用于對(duì)所述至少一個(gè)支撐構(gòu)件進(jìn)行密封，所述密封組件包括連接至所述引導(dǎo)構(gòu)件的密封載體，所述密封載體承載與所述至少一個(gè)支撐構(gòu)件密封接觸的密封。提供連接至(例如聯(lián)結(jié)或結(jié)合)導(dǎo)向構(gòu)件的密封載體的提供幫助確保密封相對(duì)于所述至少一個(gè)支撐構(gòu)件精確地定位，而不需要準(zhǔn)備周?chē)鷼んw的表面。例如，密封載體可以確保環(huán)形或部分環(huán)形的密封與所述至少一個(gè)支撐構(gòu)件是同心的。其也可以允許所述密封與周?chē)牟考岣綦x。另外，其可以提供相對(duì)簡(jiǎn)單和成本有效的定位密封的方式。所述密封載體可以直接地或經(jīng)由中間連接元件連接至引導(dǎo)構(gòu)件。所述密封載體可以以可釋放的方式連接至引導(dǎo)構(gòu)件。其可以例如借助于過(guò)盈配合(摩擦配合)或壓配合連接。在一個(gè)實(shí)施例中，密封載體被連接成使得其支撐在引導(dǎo)構(gòu)件上。中間連接元件可以是熱絕緣材料的形式，或至少是熱傳導(dǎo)率低于殼體的材料的形式。所述連接元件可以是襯套的形式。所述連接元件可以設(shè)置于密封載體和引導(dǎo)構(gòu)件之間，優(yōu)選地在兩者之間設(shè)有徑向間隙。密封載體與引導(dǎo)構(gòu)件的可釋放的連接允許密封組件被容易地移除，用于無(wú)損地檢測(cè)和更換。所述密封載體可以連接至引導(dǎo)構(gòu)件的第一端。所述密封載體可以具有連接至引導(dǎo)構(gòu)件的第一部分，優(yōu)選地具有連接至引導(dǎo)構(gòu)件的第一端的第一部分。所述密封載體可以具有用于支撐所述密封的第二部分。所述密封載體的第二部分的直徑可以大于第一部分的直徑。所述第一部分和第二部分可以沿著基本上平行于渦輪軸線的方向延伸。所述第一部分和第二部分可以通過(guò)中間部分接合，所述中間部分可以沿著基本上徑向的方向延伸。所述中間部分可以與第一部分和第二部分一體形成。密封載體可以是基本上管形的，可以具有基本上圓形的橫截面。所述密封載體或弓I導(dǎo)構(gòu)件可以限定止動(dòng)表面，所述止動(dòng)表面用于限制密封載體和引導(dǎo)構(gòu)件的軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)。所述止動(dòng)表面可以由引導(dǎo)構(gòu)件限定。引導(dǎo)構(gòu)件的第一端可以具有比引導(dǎo)構(gòu)件的相鄰部分的直徑小的直徑，以使得臺(tái)階過(guò)渡被限定，所述臺(tái)階過(guò)渡限定止動(dòng)表面。替代地，止動(dòng)表面可以例如通過(guò)凸緣等限定在載體的一端上。所述支撐構(gòu)件能夠沿著基本上平行于渦輪軸線的方向平移。所述密封可以包括唇片密封，所述唇片密封具有對(duì)支撐構(gòu)件的表面(優(yōu)選是支撐構(gòu)件的外表面)進(jìn)行密封的唇片。所述密封可以包括徑向內(nèi)部部分和徑向外部部分，所述唇片被限定在所述徑向內(nèi)部部分上。所述內(nèi)部部分可以在基本上軸向的方向上延伸，外部部分可以在基本上徑向方向的方向上延伸。所述外部部分可以自?xún)?nèi)部部分的一端延伸。所述密封的外部部分可以被支撐在加強(qiáng)構(gòu)件上，所述加強(qiáng)構(gòu)件可以是肋的形式。所述加強(qiáng)構(gòu)件可以包括連接至密封載體的第一部分和支撐所述密封的第二部分。所述加強(qiáng)構(gòu)件的第一部分可以沿著基本上軸向的方向延伸，而第二部分可以沿著基本上徑向向內(nèi)的方向延伸。所述加強(qiáng)構(gòu)件可以以可釋放的方式連接至密封載體，例如通過(guò)過(guò)盈配合(摩擦配合)或壓配合連接，或者可以是中間連接元件。所述加強(qiáng)構(gòu)件的第一部分可以連接至密封載體，優(yōu)選地連接至密封載體的第二部分。替代地，其可以由固定的構(gòu)件或通過(guò)粘合、焊接等方式永久地固定。 所述密封可以例如借助于偏壓構(gòu)件被偏壓成與弓I導(dǎo)構(gòu)件接觸。所述偏壓構(gòu)件可以是環(huán)形的，可以是彈簧形式，例如盤(pán)簧。引導(dǎo)構(gòu)件可以是桿形式的，所述桿可以基本上是圓柱形的，布置成用于沿著其長(zhǎng)度方向的軸向平移。支撐構(gòu)件可以被容納在引導(dǎo)構(gòu)件中。可以設(shè)置有一對(duì)這種桿，在渦輪軸線的每一側(cè)上各有一個(gè)，每個(gè)具有密封組件?？梢苿?dòng)構(gòu)件可以連接至支撐構(gòu)件的第一端，密封組件可以設(shè)置在支承構(gòu)件的第二端處或其附近。支撐構(gòu)件可以在引導(dǎo)構(gòu)件中以可滑移的方式布置。引導(dǎo)構(gòu)件可以是刷的形式，所述刷可以是中空的圓柱體。引導(dǎo)構(gòu)件可以布置在殼體中的孔中，所述殼體可以是軸承殼體。所述軸承殼體容裝用于支撐渦輪機(jī)輪所連接至的軸的旋轉(zhuǎn)的軸承。密封載體的外表面可以與所述殼體的表面鄰接。密封載體可以具有比殼體的熱傳導(dǎo)率低的熱傳導(dǎo)率。支撐構(gòu)件可以是基本上圓柱形的構(gòu)件；導(dǎo)向刷可以是中空的基本上圓柱形的構(gòu)件。支撐構(gòu)件可以被可滑移地容納，用于平移?？梢苿?dòng)構(gòu)件可以是基本上環(huán)形的壁構(gòu)件，其可以具有布置成基本上與渦輪軸線共軸的中心軸線?？梢苿?dòng)構(gòu)件可以與殼體的正對(duì)的壁對(duì)置地布置，在可移動(dòng)構(gòu)件和所述正對(duì)的壁之間的距離確定了氣流入口通道的尺寸?；旧檄h(huán)形的壁構(gòu)件可以支撐沿著遠(yuǎn)離所述至少一個(gè)支撐構(gòu)件的方向延伸的葉片的陣列。所述葉片可以沿著基本上平行于渦輪軸線的方向延伸。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種包括上述渦輪機(jī)的渦輪機(jī)器。所述渦輪機(jī)器可以是渦輪增壓器。


本發(fā)明的具體實(shí)施例在此將僅參照附圖以示例的方式進(jìn)行描述，在所述附圖中:圖1是本發(fā)明可以應(yīng)用于的渦輪增壓器的剖視圖，所述截面通過(guò)與渦輪增壓器軸的旋轉(zhuǎn)軸線相交的平面截得；圖2是與圖1的渦輪增壓器類(lèi)似的現(xiàn)有技術(shù)的渦輪增壓器的一部分的分解圖，示出噴嘴環(huán)支撐所在的桿的一端；圖3是圖2的一部分的放大圖，示出與桿相關(guān)聯(lián)的密封；圖4是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的密封組件的剖視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的密封組件的剖視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的密封組件的一部分的剖視圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1，所示出的渦輪增壓器包括渦輪機(jī)1，所述渦輪機(jī)I經(jīng)由中央軸承殼體3連接至壓縮機(jī)2。渦輪機(jī)I包括在渦輪機(jī)殼體5中旋轉(zhuǎn)的渦輪機(jī)輪4。類(lèi)似地，壓縮機(jī)2包括壓縮機(jī)葉輪6，壓縮機(jī)葉輪6在壓縮機(jī)殼體7中旋轉(zhuǎn)。渦輪機(jī)輪4和壓縮機(jī)葉輪6安裝在公共渦輪增壓器軸8的相對(duì)的端部上，所述公共渦輪增壓器軸8延伸通過(guò)中央軸承殼體。如通常所知，軸承殼體3具有中央部分，所述中央部分容裝軸頸軸承組件9，所述軸頸軸承組件9分別朝向軸承殼體的壓縮機(jī)端和渦輪機(jī)端定位。在使用中，渦輪機(jī)輪4借助于來(lái)自于內(nèi)燃機(jī)11的廢氣歧管10的在其上通過(guò)的廢氣的通道圍繞軸線8a旋轉(zhuǎn)。這又使壓縮機(jī)輪6旋轉(zhuǎn)，所述壓縮機(jī)輪6通過(guò)壓縮機(jī)入口 12抽吸入口空氣，并將增壓空氣經(jīng)由出口蝸殼14傳遞至內(nèi)燃機(jī)的入口歧管13。渦輪機(jī)殼體5限定入口室15 (通常是蝸殼)，廢氣被從內(nèi)燃機(jī)11的廢氣歧管傳遞至入口室15。廢氣從入口室15經(jīng)由環(huán)形入口通道17和渦輪機(jī)輪4流至軸向延伸的出口通道16。入口通道17被由可移動(dòng)噴嘴環(huán)19的徑向延伸的環(huán)形壁18的面限定在一側(cè)上，由環(huán)形罩板20限定在與之相對(duì)的另一側(cè)上。罩板20覆蓋渦輪機(jī)殼體5中的環(huán)形凹陷21的開(kāi)□。噴嘴環(huán)19具有沿圓周等距布置的入口葉片22的陣列，每個(gè)入口葉片22從徑向延伸的壁18徑向延伸跨過(guò)入口通道17。葉片22被定向成將流過(guò)入口通道的氣體朝向渦輪機(jī)輪4的旋轉(zhuǎn)方向偏轉(zhuǎn)。葉片22通過(guò)罩板20中的合適地布置的狹槽突出到凹陷21中。葉片22的外部表面與狹槽邊緣靠近，以便防止在噴嘴環(huán)19靠近罩板20時(shí)任何顯著的氣流進(jìn)入凹陷21中。渦輪機(jī)輪4的旋轉(zhuǎn)速度依賴(lài)于流過(guò)環(huán)形入口通道17的氣體的速度。對(duì)于流入入口通道的氣體的固定的質(zhì)量流量，氣體速度是在噴嘴環(huán)19的徑向壁18和罩板20之間的間隙的函數(shù)，該間隙限定通道17，并能夠通過(guò)控制噴嘴環(huán)的軸向位置調(diào)整的(當(dāng)入口通道17的間隙被減小時(shí)，通過(guò)其的氣體的速度增加)。噴嘴環(huán)19可以由致動(dòng)器(未示出)在室25中驅(qū)動(dòng)沿著軸向移動(dòng)，所述室25在一對(duì)在直徑上對(duì)置的支撐桿24上，限定在軸承殼體3中。桿24在軸承殼體3中沿著基本上平行于渦輪增壓器軸的軸線8a的方向延伸，并布置成沿著該方向平移。如同徑向延伸壁18，噴嘴環(huán)19具有兩個(gè)間隔開(kāi)的軸向延伸壁26、27，所述軸向延伸壁26、27通過(guò)密封28、29被密封在室25的壁上。于是，應(yīng)當(dāng)理解，噴嘴環(huán)19以可滑移地布置在活塞室(室25)中的活塞的方式操作。用于控制桿的軸向位置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，桿24在圖1中是可見(jiàn)的并在圖2中詳細(xì)示出，因此噴嘴環(huán)19的位置在圖1中是可見(jiàn)的，并在圖2中詳細(xì)示出。所述機(jī)構(gòu)包括致動(dòng)器(未示出)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在該示例中，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采取軛Y的形式，所述軛Y限定兩個(gè)間隔開(kāi)的臂23，所述臂23在渦輪機(jī)軸線8a的兩側(cè)上延伸，并連接至桿24。每個(gè)臂23的端部具有銷(xiāo)，所述銷(xiāo)延伸到滑移塊50中，所述滑移塊50又容納在狹槽51中，所述狹槽51限定在各自的桿24中。致動(dòng)器的操作造成軛Y的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述軛Y的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)換成桿24的平移，并因此轉(zhuǎn)換成噴嘴環(huán)19的平移。應(yīng)當(dāng)理解，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以采取任何合適的形式，以實(shí)現(xiàn)噴嘴環(huán)19的平移。致動(dòng)器可以例如是氣動(dòng)致動(dòng)器或具有齒輪的電機(jī)。每個(gè)桿24在圓柱導(dǎo)向刷31內(nèi)軸向滑移，所述圓柱導(dǎo)向刷31容納在限定在軸承殼體3中的對(duì)應(yīng)的孔3中。如圖2和3中所見(jiàn)，在軸承殼體3的與噴嘴環(huán)19對(duì)置的端部處，孔30被加寬以容納環(huán)形動(dòng)態(tài)密封32，所述動(dòng)態(tài)密封32將桿42密封至軸承殼體3。密封32鄰近引導(dǎo)刷31的端部和與引導(dǎo)刷31的端部分離，其防止油沿著桿24流到渦輪機(jī)殼體4。環(huán)形密封32具有徑向內(nèi)表面和外表面，并在由軸承殼體3所限定的表面和桿24之間延伸。密封的內(nèi)表面具有徑向向內(nèi)定向的唇片33，用于與桿24的外表面接觸，唇片33借助于位于徑向外表面上的盤(pán)簧34被偏壓成密封接觸。如上所述，密封32的安裝成本很高，且在渦輪增壓器的熱關(guān)機(jī)過(guò)程中尤其經(jīng)受顯著的熱量。在品質(zhì)控制過(guò)程或維護(hù)程序中也難以檢查該密封。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的改進(jìn)的密封組件如圖4所示。該組件意圖替代如圖1至3所示的組件，并容納在渦輪增壓器中的相同位置上。對(duì)應(yīng)于圖1至3的實(shí)施例的那些部件的部件以相同的附圖標(biāo)記示出，不再詳細(xì)描述，除非它們與上述實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)部件有所不同。每個(gè)密封組件以可移除的方式連接至導(dǎo)向刷31的一端，并包括臺(tái)階式中空管形式的密封載體40。所述管的第一部分40a被限定在一端處并沿著平行于導(dǎo)向刷31的縱軸線X延伸，并被借助于壓配合或過(guò)盈配合支撐在導(dǎo)向刷31的一端上。更具體地，第一部分40a的內(nèi)表面的直徑比導(dǎo)向刷31的端部的外表面的直徑略小。也沿著軸向延伸的第二部分40b的直徑更大，且具有其上支撐唇片密封41的內(nèi)表面。整體的中間部分40c相對(duì)于導(dǎo)向刷31沿著基本上徑向的方向延伸，將密封載體的第一和第二部分40a、40b互連。支撐密封載體40的導(dǎo)向刷31的端部可以具有比導(dǎo)向刷的其余部分的直徑略小的直徑。在兩個(gè)直徑之間的臺(tái)階過(guò)渡限定了環(huán)形止動(dòng)表面42，所述環(huán)形止動(dòng)表面42防止密封載體40沿著所述刷行進(jìn)太多。在替代的實(shí)施例中(未示出)，環(huán)形止動(dòng)表面可以設(shè)置在軸承殼體上，用于與密封載體的合適的部分鄰接以實(shí)現(xiàn)相同目的。在軸承殼體上的環(huán)形止動(dòng)表面可以通過(guò)對(duì)殼體中的沉頭孔機(jī)加工至合適的深度來(lái)形成。唇片密封41被結(jié)合至環(huán)形加強(qiáng)肋43，所述環(huán)形加強(qiáng)肋43又連接至密封載體40。加強(qiáng)肋43具有帶有基本垂直的第一和第二翼的L形橫截面。第一翼43a沿著基本上平行于所述載體的第一部分40a和第二部分40b的方向延伸，具有外表面，所述外表面以壓配合或過(guò)盈配合支承在密封載體40的第二部分40b的內(nèi)表面。第二翼43b徑向向內(nèi)延伸，支撐唇片密封41。
唇片密封41通常是環(huán)形的，具有在軸向延伸的內(nèi)部部分41a和從一端徑向向外延伸的外部部分41b。所述密封的徑向內(nèi)表面限定環(huán)形唇片33，用于與桿24的外表面的密封接合。唇片33向內(nèi)伸出至導(dǎo)向刷31的內(nèi)側(cè)表面的直徑的徑向向內(nèi)位置的直徑。唇片密封41的外部部分41b被結(jié)合至加強(qiáng)肋43，并在遠(yuǎn)離導(dǎo)向刷31的一端處與密封載體40的第二部分40b鄰接。盤(pán)簧34圍繞軸向延伸的內(nèi)部部分的徑向外表面布置在與唇片33基本上軸向?qū)?zhǔn)的位置。盤(pán)簧34以足以提供有效的密封還允許桿24相對(duì)于密封41平移的力徑向向內(nèi)推動(dòng)唇片33以與桿24形成接觸。小的橡膠環(huán)形密封44支撐在導(dǎo)向刷31的端部上和密封載體40的中間部分40c上，防止油在載體40和導(dǎo)向刷31之間通過(guò)。密封組件的第二示例性實(shí)施例如圖5所示。對(duì)應(yīng)于圖4的部件的部件被給予相同的附圖標(biāo)記，但是數(shù)值被加上100，下面將不詳細(xì)地描述這些部件，除非它們與之前的實(shí)施例中對(duì)應(yīng)的部件不同。在該情況下，密封載體140也是中空管的形式，但是一端向內(nèi)旋轉(zhuǎn)過(guò)大致180度，以便限定軸向延伸的內(nèi)部部分150a和外部部分150b。由拐入的端部的限定的內(nèi)部部分150a以過(guò)盈配合或壓配合支撐在導(dǎo)向刷31的一端的外表面上。終端凸緣151徑向向內(nèi)延伸并與刷131的端面鄰接，由此提供止動(dòng)表面。外部部分150b以與之前的實(shí)施例所描述的方式相同的方式來(lái)支撐唇片密封141。區(qū)別僅在于，外部部分150b是徑向向內(nèi)臺(tái)階式的，以便限定罩152。加強(qiáng)肋143的第一翼143a的自由端可以支承在罩上。密封組件的第三示例性實(shí)施例如圖6所示。僅僅示出組件的上半部，下半部與上半部關(guān)于中心線X-X是鏡像對(duì)稱(chēng)的。對(duì)應(yīng)于圖4的部件的部件被給予相同的附圖標(biāo)記，但是數(shù)值被加上200，下面將不詳細(xì)地描述這些部件，除非它們與之前的實(shí)施例中對(duì)應(yīng)的部件不同。在該設(shè)計(jì)變體中，密封載體240的內(nèi)徑與熱絕緣材料的襯套260在其上支撐導(dǎo)向刷231的一端處一致。于是，密封載體240和導(dǎo)向刷231由襯套260徑向隔離。在這種特定的實(shí)施例中，襯套260被模制在密封載體的端部上，但是應(yīng)當(dāng)理解，其可以以其他方式形成和固定。襯套260用于將密封載體240與由軸承殼體經(jīng)由導(dǎo)向刷231傳導(dǎo)的熱量隔離，并因此將密封241與由軸承殼體經(jīng)由導(dǎo)向刷231傳導(dǎo)的熱量隔離。襯套可以由任何適合的絕緣聚合物制成，包括基于橡膠的化合物。應(yīng)當(dāng)理解，以與圖4的實(shí)施例相同的方式，支承密封載體240的導(dǎo)向刷231的端部可以具有比導(dǎo)向刷的其余部分的直徑略小的直徑。襯套260將位于直徑減小的部分上。在這兩個(gè)直徑之間的臺(tái)階過(guò)渡將限定環(huán)形止動(dòng)表面，所述環(huán)形止動(dòng)表面防止襯套260沿所述刷行進(jìn)太遠(yuǎn)，并因此防止密封載體40沿著所述刷行進(jìn)太遠(yuǎn)。在每個(gè)實(shí)施例中的密封載體可以由任何合適的材料制成，例如金屬。在一個(gè)實(shí)施例中，其具有比軸承殼體的熱傳導(dǎo)率更低的熱傳導(dǎo)率，以便提供一些熱隔離措施。所述載體可以具有內(nèi)腔，至少在唇片密封的區(qū)域中具有內(nèi)腔，用于接納油，以便提供密封的冷卻。所述油可以永久地密封在腔中，或可以從其流過(guò)。內(nèi)腔可以通過(guò)例如模制或形成載體的其他方式來(lái)提供，以使得其具有雙層壁。設(shè)置充滿(mǎn)油的腔將提供密封的冷卻，尤其是在熱關(guān)機(jī)條件的過(guò)程中更是如此。為了容納圖4、5和6的密封組件，圖1的軸承殼體3被進(jìn)行修改。尤其，容裝導(dǎo)向刷31、131、231的孔30每個(gè)設(shè)置有適合于容納密封載體40、140、240的直徑的沉頭孔。沉頭孔優(yōu)選地作為模制過(guò)程的一部分而形成，但是也可以通過(guò)其他方式來(lái)形成，例如通過(guò)機(jī)加工來(lái)形成。設(shè)置獨(dú)立的密封載體提供了低成本的密封組件，所述密封組件承受更簡(jiǎn)單的組件和安裝。尤其，唇片密封41、141、241(具有加強(qiáng)肋43、143、243)首先置于密封載體40、140、240內(nèi)部，所述密封載體40、140、240然后通過(guò)滑移位于導(dǎo)向刷31、131、231的端部上。如果需要，載體40、140、240可以通過(guò)使用合適的工具被壓入合適的位置。在圖4和5的實(shí)施例中，止動(dòng)表面42、151確保載體被防止在導(dǎo)向刷上沿著軸向方向滑動(dòng)太遠(yuǎn)。在圖6的實(shí)施例中，止動(dòng)表面可以被提供，或者襯套260可以提供足夠的摩擦以防止顯著的軸向移動(dòng)。另外，密封載體40、140、240消除在唇片密封41、141、241或加強(qiáng)肋43、143、243與軸承殼體3之間的直接接觸，由此限制到達(dá)唇片密封41、141、241的熱量。載體40、140、240確保唇片密封41、141、241在裝配過(guò)程中不受損傷，因?yàn)槠湓诿芊饨M件安裝之前首先位于密封載體40、140、240內(nèi)部。對(duì)于在品質(zhì)控制中或維護(hù)程序中檢查，將唇片密封41、141、241與載體40、141、241或?qū)⑤d體與導(dǎo)向刷隔離的能力允許密封被容易地移除，而不損傷密封。載體40、141、241消除對(duì)于模制軸承殼體的精確的機(jī)加工的需要，以確保密封精確地定位。密封載體與導(dǎo)向刷31、131、231的連接確保密封41、141、241相對(duì)于桿同心地布置。密封載體40、140、240可以伸出沉頭孔，以使得其外表面暴露于在軸承殼體中飛濺的油。所述油用于冷卻密封載體，因此冷卻唇片密封41、141、241。應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)于上述設(shè)計(jì)的各種改變可以在不背離由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍的情況下進(jìn)行。例如，密封載體40、140、240可以以任何方便的方式可釋放地連接至導(dǎo)向刷。類(lèi)似地，加強(qiáng)肋43、143、243可以以可釋放的方式或其他方式方便地連接至密封載體。另外，也可以使用除去唇片密封之外的其他密封，所述密封(唇片密封或其他方式)可以采取任何適合的形式。另外，任何合適的偏壓構(gòu)件可以用于替代盤(pán)簧。在一個(gè)實(shí)施例中，這可以例如是彈性構(gòu)件。在另一個(gè)實(shí)施例中，獨(dú)立的偏壓構(gòu)件不需要，偏壓力可以在密封材料中是固有的。所述和所示的實(shí)施例被考慮成示例性的，而不是限制性的。應(yīng)當(dāng)理解，僅僅優(yōu)選的實(shí)施例已經(jīng)被示出和描述，在所附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)的所有的改變和修改都期望被保護(hù)。應(yīng)當(dāng)理解，盡管在說(shuō)明書(shū)中使用了諸如“優(yōu)選地”、“更優(yōu)選地”等詞，但是這不是必需的，缺少這樣的特征的實(shí)施例可以被構(gòu)思在由所附的權(quán)利要求書(shū)所限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。關(guān)于權(quán)利要求，期望，當(dāng)以“一”、“至少一個(gè)”或“至少一部分”等詞作為特征的開(kāi)始時(shí)，其不是將權(quán)利要求僅僅限定在僅僅一個(gè)這樣的特征，另有說(shuō)明除外。當(dāng)使用措辭“至少一部分”和/或“一部分”時(shí)，該對(duì)象可以包括一部分和/或整個(gè)對(duì)象，另有說(shuō)明除外。
權(quán)利要求
1.一種可變幾何渦輪機(jī)，包括: 渦輪機(jī)輪，安裝在殼體內(nèi)，用于圍繞渦輪軸線旋轉(zhuǎn)； 氣流入口通道，在所述渦輪機(jī)輪的上游；和 氣流控制機(jī)構(gòu)，所述氣流控制機(jī)構(gòu)位于渦輪機(jī)輪的上游并能夠由致動(dòng)器組件操作以控制經(jīng)過(guò)所述入口通道的氣流， 所述控制機(jī)構(gòu)包括: 用于改變?nèi)肟谕ǖ赖某叽绲目梢苿?dòng)構(gòu)件，所述可移動(dòng)構(gòu)件連接至至少一個(gè)支撐構(gòu)件； 引導(dǎo)構(gòu)件，所述引導(dǎo)構(gòu)件為所述至少一個(gè)支撐構(gòu)件的平移運(yùn)動(dòng)提供支撐； 密封組件，所述密封組件用于對(duì)所述至少一個(gè)支撐構(gòu)件進(jìn)行密封，所述密封組件包括連接至所述引導(dǎo)構(gòu)件的密封載體，所述密封載體承載與所述至少一個(gè)支撐構(gòu)件密封接觸的密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變幾何渦輪機(jī)，其中所述密封載體以可釋放的方式連接至引導(dǎo)構(gòu)件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可變幾何渦輪機(jī)，其中所述密封載體具有連接至引導(dǎo)構(gòu)件的第一部分。
4.根據(jù)權(quán)利 要求3所述的可變幾何渦輪機(jī)，其中所述密封載體的第一部分連接至引導(dǎo)構(gòu)件的第一端。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的可變幾何渦輪機(jī)，其中所述密封載體具有用于支撐所述密封的第二部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可變幾何渦輪機(jī)，其中所述密封載體的第二部分的直徑大于第一部分的直徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6中任一項(xiàng)所述的可變幾何渦輪機(jī)，其中所述第一部分和第二部分基本上沿著基本上平行于渦輪軸線的方向延伸。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的可變幾何渦輪機(jī)，其中所述密封載體或引導(dǎo)構(gòu)件限定止動(dòng)表面，所述止動(dòng)表面用于限制密封載體和引導(dǎo)構(gòu)件的軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的可變幾何渦輪機(jī)，其中所述支撐構(gòu)件能夠沿著基本上平行于渦輪軸線的方向平移。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的可變幾何渦輪機(jī)，其中所述密封包括徑向內(nèi)部和徑向外部。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的可變幾何渦輪機(jī)，其中所述密封的外部被支撐在加強(qiáng)構(gòu)件上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的可變幾何渦輪機(jī)，其中所述加強(qiáng)構(gòu)件包括連接至密封載體的第一部分和支撐所述密封的第二部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的可變幾何渦輪機(jī)，其中所述加強(qiáng)構(gòu)件以可釋放的方式連接至密封載體。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的可變幾何渦輪機(jī)，其中引導(dǎo)構(gòu)件設(shè)置在殼體中的孔中。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的可變幾何渦輪機(jī)，其中密封載體的外表面與所述殼體的表面鄰接。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的可變幾何潤(rùn)輪機(jī),其中密封載體的熱傳導(dǎo)率低于殼體的熱傳導(dǎo)率。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的可變幾何渦輪機(jī)，其中所述密封載體經(jīng)由中間構(gòu)件連接至引導(dǎo)構(gòu)件，所述中間構(gòu)件由熱絕緣材料制成。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的可變幾何渦輪機(jī)，其中所述密封載體支撐在引導(dǎo)構(gòu)件上。
19.一種渦輪 機(jī)器，包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的可變幾何渦輪機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種可變幾何渦輪機(jī)，其包括氣流控制機(jī)構(gòu)，所述氣流控制機(jī)構(gòu)位于渦輪機(jī)輪的上游并能夠由致動(dòng)器組件操作以控制經(jīng)過(guò)所述入口通道的氣流。所述控制機(jī)構(gòu)包括用于改變?nèi)肟谕ǖ赖某叽绲目梢苿?dòng)構(gòu)件。所述可移動(dòng)構(gòu)件連接至一對(duì)沿著軸向方向平移的桿。所述桿被支撐用于沿著導(dǎo)向刷平移。密封組件對(duì)每個(gè)桿進(jìn)行密封，并包括連接至導(dǎo)向刷的一端的密封載體。所述密封載體承載唇片密封，所述唇片密封與桿的外部表面處于密封接觸。
文檔編號(hào)F01D17/14GK103104298SQ20121044870
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者約翰·F·帕克 申請(qǐng)人:康明斯有限公司