熱絕緣vtg杠桿以及連桿機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種熱絕緣連桿機構(gòu)(5)，該熱絕緣連桿機構(gòu)包括一個長形連桿，該連桿具有第一端部和第二端部(10，12)以及在其之間延伸的一個中間部(14)。在該第一端部(10)中形成一個軸承孔(16)，并且一個軸承座圈(18)被是布置在該軸承孔(16)內(nèi)。一個活塞桿端球接頭(20)被布置在該軸承座圈(18)中。至少一個孔口(30至36)是穿過該中間部(14)形成的。該中間部分(14)可以包括多個孔口(30至36)，每個孔口是矩形的形式并且形成一種梯形物圖案。因此，該中間部(14)具有一個截面面積(A2)，該截面面積小于該第一端部和第二端部的截面面積(A1，A3)中的至少一個截面面積。
【專利說明】熱絕緣VTG杠桿以及連桿機構(gòu)
[0001]直量
[0002]當(dāng)今內(nèi)燃發(fā)動機必須滿足消費者和政府監(jiān)管機構(gòu)所要求的愈來愈嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)和效率標(biāo)準(zhǔn)。因此，汽車制造商和供應(yīng)商在改善內(nèi)燃發(fā)動機的運行的研究和開發(fā)技術(shù)中耗用大量精力和資金。渦輪增壓器是發(fā)動機開發(fā)的尤為使人感興趣的一個領(lǐng)域。
[0003]渦輪增壓器使用普通情況下浪費掉的排氣能量來驅(qū)動渦輪機。渦輪機被安裝到一個本身又驅(qū)動壓縮機的軸上。渦輪機將排氣的熱能和動能轉(zhuǎn)換成驅(qū)動壓縮機的旋轉(zhuǎn)動力。渦輪增壓器的目的是通過增大進(jìn)入發(fā)動機的空氣的密度來提高發(fā)動機的容積效率。壓縮機吸入周圍空氣并且將其壓縮到進(jìn)氣歧管中并且最終到汽缸中。因此，在每個進(jìn)氣沖程上都有更大量的空氣進(jìn)入這些汽缸。
[0004]考慮到渦輪增壓器必須處理直接來自發(fā)動機的排氣，可以了解的是，渦輪增壓器的這些部件要承受極端的溫度。許多渦輪增壓器部件已被設(shè)計成用于處理極度的熱量，尤其是在渦輪增壓器的渦輪機側(cè)。然而，有些部件很難在保持其功能性的同時被制成耐熱的，例如與可變渦輪幾何形狀(VTG)機構(gòu)以及廢氣門控制機構(gòu)相關(guān)聯(lián)的活動接頭和致動器。因此，必須至少部分地保護這些部件免受由排氣產(chǎn)生的熱量。
[0005]概沭
[0006]在此提供了一種熱絕緣連桿機構(gòu)，該熱絕緣連桿機構(gòu)包括一個長形連桿，該連桿具有第一端部和第二端部以及在其之間延伸的一個中間部。在該第一端部中形成一個軸承孔，并且一個軸承座圈被布置在該軸承孔內(nèi)。一個活塞桿端球接頭被布置在該軸承座圈內(nèi)。穿過該中間部形成至少一個孔口。在一個實施例中，該中間部包括多個孔口，每個孔口是矩形的形式并且形成梯形物圖案。在另一個實施例中，該中間部包括多個孔口，每個孔口是三角形的形式并且形成桁架圖案。
[0007]在此處所述的技術(shù)的某些方面中，該中間部具有一個截面面積，該截面面積小于該第一端部以及第二端部部中的至少一個端部的截面面積。該中間部可以具有一個截面面積，該截面面積均小于該第一端部與第二端部二者的截面面積。
[0008]在另一個實施例中，一個絕緣區(qū)段被布置在該第一末端構(gòu)件與第二末端構(gòu)件之間。該絕緣區(qū)段可以包括例如一種塑料材料或一種復(fù)合材料。在該技術(shù)的另一個方面中，該絕緣區(qū)段是被夾在該第一末端構(gòu)件與第二末端構(gòu)件之間。
[0009]在又另一個實施例中，該中間部包括從該中間部延伸的至少一個散熱片(如果不是多個的話)。在一種情況下，這些散熱片沿著該中間部縱向地延伸。在另一種情況下，這些散熱片正交于該縱向軸線延伸。
[0010]在此，在考慮詳細(xì)說明部分和附圖部分之后該熱絕緣連桿機構(gòu)的這些方面和其他方面將變得清楚。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)由所提出的權(quán)利要求書來確定而不是由給出的主題是否解決該背景部分中指出的任何或所有問題或者包括在此概述中引用的任何特征或方面來確定。
[0011]MM
[0012]熱絕緣連桿機構(gòu)的包括該優(yōu)選實施例的非限制性和非窮盡的實施例是通過參照以下附圖來說明的，其中貫穿不同視圖相同的參考數(shù)字表示相同的部分，除非另外指明。
[0013]圖1是根據(jù)第一示例性實施例的一個熱絕緣連桿機構(gòu)的頂部平面視圖；
[0014]圖2是根據(jù)第二示例性實施例的一個熱絕緣連桿機構(gòu)的頂部平面視圖；
[0015]圖3是根據(jù)第三示例性實施例的一個熱絕緣連桿機構(gòu)的頂部平面視圖；
[0016]圖4是根據(jù)第四示例性實施例的一個熱絕緣連桿機構(gòu)的頂部平面視圖；
[0017]圖5是根據(jù)第五示例性實施例的一個熱絕緣連桿機構(gòu)的頂部平面視圖；
[0018]圖6是根據(jù)第六示例性實施例的一個熱絕緣連桿機構(gòu)的頂部平面視圖；
[0019]圖7是根據(jù)第七示例性實施例的一個熱絕緣連桿機構(gòu)的頂部平面視圖；
[0020]圖8是一個常規(guī)活塞桿端的前正視圖；
[0021]圖9是圖8中所示的常規(guī)活塞桿端的側(cè)面正視圖；
[0022]圖10是根據(jù)第一示例性實施例的一個活塞桿端熱絕緣致動器的連桿機構(gòu)的頂部平面視圖；
[0023]圖11是圖10中所示的活塞桿端熱絕緣致動器的連桿機構(gòu)的側(cè)面正視圖；
[0024]圖12是根據(jù)第二示例性實施例的一個活塞桿端熱絕緣致動器的連桿機構(gòu)的頂部平面視圖；
[0025]圖13是圖12中所示的活塞桿端熱絕緣致動器的連桿機構(gòu)的前正視圖；并且
[0026]圖14是圖13所示的活塞桿端殼體的局部截面視圖。
[0027]詳細(xì)說明
[0028]以下將參照附圖更全面地說明實施例，這些附圖形成本文的一個部分并且通過圖示的方式示出多個具體示例性實施例。這些實施例是以足夠的細(xì)節(jié)予以披露的從而使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明。然而，實施例能以許多不同的形式來實施并且不應(yīng)解釋為受限于在此闡述的這些實施例。因此，以下詳細(xì)的說明部分并不是在限制意義上進(jìn)行的。
[0029]圖1中所示的熱絕緣連桿機構(gòu)5是用于與一個VTG渦輪增壓器一起使用。在這個實施例中，該熱絕緣連桿機構(gòu)5包括一個第一端部10和一個第二端部12，帶有在其之間延伸的中間部14。該第一端部10包括一個軸承孔16，該軸承孔被確定尺寸并且被配置成用于接納一個軸承座圈18以及一個活塞桿端球接頭20。該第二端部12在本例中是一個致動器軸夾具44的形式，該夾具包括一個間隙孔40和一個螺紋孔口 42，這二者均被配置成用于在其中接納一個緊固件。熱絕緣連桿機構(gòu)5的中間部14包括多孔口 30至36。在本例中，孔口 30至36是矩形形式的、并且還在本例中形成梯形物圖案。應(yīng)該認(rèn)識到，雖然每個孔口相對于該連桿機構(gòu)的周邊特征可以是截斷的，一般而言，這些孔口均是矩形形式的，例如孔口 32。例如，孔口 30的外形被確定以與該軸承孔16相匹配。在另一示例中，孔口 36被截斷使得該孔口不與螺紋孔42或夾具區(qū)域44相交。
[0030]孔口 30至36具有減少該中間部14的截面面積的作用。例如，孔口 32使中間部的面積A2減少，這樣使得其截面面積小于該第一端部的截面面積或該第二端部的截面面積，該第一端部和第二端部的截面面積分別為Al和A3。因此，抑制了從該VTG機構(gòu)的熱傳遞從而保護該軸承座圈18免于過熱。
[0031]圖2表示了根據(jù)第二示例性實施例的一個熱絕連桿機構(gòu)105。在本例中，該連桿機構(gòu)包括了一個長形連桿，該連桿具有一個第一端部110和一個第二端部112，帶有在其之間延伸的中間部114。第一端部110包括軸承孔116和多個孔口 130至138?？梢岳斫獾氖?，連桿機構(gòu)105與以上參照圖1所述的連桿機構(gòu)相似；然而，在本例中，這些孔口 130至138各自是三角形的形式，這樣進(jìn)而產(chǎn)生桁架圖案。雖然以上所述的實施例展示了這些孔口具有特定形狀，應(yīng)該理解的是，切口的形狀不應(yīng)限于矩形或三角形，而可以是使縱向截面面積減少的任何形狀。
[0032]圖3示出了根據(jù)第三示例性實施例的熱絕連桿機構(gòu)205。而且，這個連桿機構(gòu)205具有與以上參照圖1和圖2所述的那些連桿機構(gòu)相似的特征，這些特征是連桿機構(gòu)205包括一個長形連桿，該連桿具有一個第一端部210、一個第二端部212、以及在其之間延伸的一個中間部214。然而，在本例中，該中間部包括一個絕緣區(qū)段230。絕緣區(qū)段230可以由具有良好的熱絕緣特性的塑料或復(fù)合塑料材料組成。
[0033]圖4至圖7展示了旨在與廢氣門致動器一起使用的熱絕緣連桿機構(gòu)。例如，圖4是根據(jù)第四示例性實施例的熱絕緣連桿機構(gòu)，該連桿機構(gòu)包括一個第一端部310和一個第二端部312，并且?guī)в性谄渲g延伸的一個中間部314。第一端部310包括一個軸承孔316并且第二端部312可以包括一個便于將杠桿焊接至一個廢氣門軸上的孔口 317。中間部314包括孔口 330和332，這些孔口使連桿機構(gòu)305的截面面積減少，由此減少了其導(dǎo)熱率。在本例中，這些孔口是圓形的形式；然而也可以使用其他孔口形狀。例如，參照圖5，根據(jù)第五示例性實施例的熱絕緣連桿機構(gòu)405包括一個長形或長圓形的孔口 430，該孔口是穿過該中間部414形成的。此外，該連桿機構(gòu)405包括第一端部和第二端部(對應(yīng)的是410和412)，并且?guī)в性谄渲g延伸的中間部414。第一端部410包括一個軸承孔416并且第二端部412可以包括一個孔口 417。
[0034]圖6示出了根據(jù)第六示例性實施例的廢氣門熱絕連桿機構(gòu)505。連桿機構(gòu)505包括第一端部和第二端部部(對應(yīng)的是510和512)，并且?guī)в性谄渲g延伸的一個中間部514。第一端部510包括一個軸承孔516并且第二端部512可以包括一個孔口 517。在本例中，中間部514包括多個散熱元件，例如散熱片530。連桿機構(gòu)505沿著一條縱向軸線L延伸。如從該圖中可以看出，這些散熱片530相對于該縱向軸線L橫向地延伸或者正交地延伸。圖7展示了根據(jù)第七示例性實施例的連桿機構(gòu)605，該連桿機構(gòu)也包括多個散熱片。連桿機構(gòu)605包括第一端部和第二端部(對應(yīng)的是610和612)，并且?guī)в性谄渲g延伸的中間部分614。第一端部610包括一個軸承孔616并且第二端部部分612可以包括一個孔口 617。中間部614包括多個縱向延伸的散熱片630。參照該圖可以理解的是，多個散熱片630沿著連桿機構(gòu)605的縱向軸線L縱向地延伸。盡管以上散熱元件被展示為具有特定取向的片，但是應(yīng)認(rèn)識到的是，這些散熱元件可以具有不同的形式和取向，例如，可以是螺旋形的以及縱向的或正交的，或其他合適的幾何形狀的桿。
[0035]在此還披露了一個活塞桿端形式的熱絕緣致動器的連桿機構(gòu)。如圖8和圖9中所示的，一個常規(guī)活塞桿端705包括一個活塞桿端殼體710，該活塞桿端殼體具有穿過其中形成的一個軸承孔714。在該軸承孔714中插入一個座圈插入件716。座圈插入件716可以由一種例如青銅或塑料的軸承材料組成。一個活塞桿端球接頭712被布置在該座圈插入件內(nèi)。因此，該座圈插入件起到防止該活塞桿端球接頭與該活塞桿端殼體710之間的金屬對金屬接觸的作用。該軸承殼體還包括一個從該活塞桿端殼體延伸的一個螺紋部718。在本例中，該螺紋部包括陰螺紋。然而，如本領(lǐng)域已知的，該活塞桿端的螺紋部可以包括陽螺紋。應(yīng)該認(rèn)識到的是，通過一個常規(guī)活塞桿端軸承，該座圈插入件和活塞桿端球接頭在該活塞桿端兩側(cè)上被暴露給周圍環(huán)境的熱量中。
[0036]圖10展示了根據(jù)第一示例性實施例的活塞桿端形式的熱絕緣致動器連桿機構(gòu)。在這個實施例中，活塞桿端805包括一個殼體810，該殼體帶有一個活塞桿端球接頭812以及一個布置在其中的座圈插入件816。在圖10中，可以看出，殼體810還包括一個預(yù)先成型或預(yù)先沖壓狀態(tài)的屏蔽凸緣830。進(jìn)一步參照圖11，該圖示出了屏蔽件830在沖壓之后其最終形式，可以認(rèn)識到的是，該屏蔽件830延伸至活塞桿端殼體810的一側(cè)。因此活塞桿端805的屏蔽側(cè)是鄰近該熱源放置的，例如渦輪增壓器的渦輪機殼體。因此，熱屏蔽件830防止熱量傳遞至該座圈插入件，從該渦輪機殼體放出的過度的熱量可能使該座圈插入件損壞。
[0037]圖12展示了根據(jù)第二示例性實施例的一個活塞桿端熱絕緣致動器連桿機構(gòu)。在本例中，活塞桿端905包括一個活塞桿端殼體910,該活塞桿端殼體帶有一個座圈插入件916以及一個組裝在其中的活塞桿端球接頭912。在本例中，屏蔽件930包括多個環(huán)圓周間隔開的凸緣區(qū)段932。如圖12所示，這些凸緣段是在該活塞桿端殼體910上形成的，并且然后被沖壓或者以其他方式在適當(dāng)位置變形。參照圖13和圖14，能夠認(rèn)識到的是，每隔一個凸緣區(qū)段932是向活塞桿端殼體910的一側(cè)或另一側(cè)彎曲的，由此在該座圈插入件的兩側(cè)形成一個籠型結(jié)構(gòu)。如圖14中所示，一個蓋934可以插入在這些凸緣區(qū)段932與活塞桿端殼體910之間。在將這些凸緣區(qū)段932彎曲到適當(dāng)位置之前可以將蓋934放置成鄰近活塞桿端殼體910，由此將蓋934捕獲在位。例如，蓋934可以是圓盤或杯狀的屏蔽元件形式。
[0038]因此，該熱絕緣連桿機構(gòu)已經(jīng)被描述成具有指向這些示例性實施例的某一程度的特殊性。然而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到本發(fā)明時由按照現(xiàn)有技術(shù)解釋的以下權(quán)利要求書來限定，從而對這些示例性實施例可以作出修改或改變而不脫離在此所包含的發(fā)明概念。
【權(quán)利要求】
1.一種熱絕緣連桿機構(gòu)(5，105，305，405)，該連桿機構(gòu)包括: 一個長形連桿，該連桿具有第一端部和第二端部(10,12,110,112,310,312,410,412)以及在其之間延伸的一個中間部(14，114，314，414)； 一個形成于該第一端部(10,110,310,410)中的軸承孔(16,116,316,416)； 一個布置在該軸承孔(16，116，316，416)內(nèi)的軸承座圈(18);以及穿過該中間部(14,114,314,414)形成的至少一個孔口 (30，32，34，36，130，132，134，136，138，330，332，430)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱絕緣連桿機構(gòu)(5，105，305，405)，該連桿機構(gòu)包括穿過該中間部分(14,114,314,414)形成的多個孔口(30，32，34，36，130，132，134，136，138，330，332,430)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱絕緣連桿機構(gòu)(5，105，305，405)，其中每個孔口(30，32，34,36)是一個矩形的形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱絕緣連桿機構(gòu)(5，105，305，405)，其中該多個孔口(30，32，34，36)形成一種梯形物圖案。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱絕緣連桿機構(gòu)(5，105，305，405)，其中每個孔口(130，132，134，136，138)是一個三角形的形式。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱絕緣連桿機構(gòu)(5，105，305，405)，其中該多個孔口(130，132，134，136，138)形成一種桁架圖案。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱絕緣連桿機構(gòu)(5，105，305，405)，進(jìn)一步包括被安置在該軸承座圈(18)內(nèi)的一個活塞桿端球接頭(20)。
8.一種熱絕緣連桿機構(gòu)(205),該熱絕緣連桿機構(gòu)包括: 一個第一末端構(gòu)件(210)，該第一末端構(gòu)件包括一個穿過其形成的軸承孔(216)； 一個第二末端構(gòu)件(212)； 被布置在該軸承孔(216)內(nèi)的一個軸承座圈(18);以及 被布置在該第一末端構(gòu)件與第二末端構(gòu)件(210，212)之間的一個絕緣區(qū)段(230)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱絕緣連桿機構(gòu)(205)，其中該絕緣區(qū)段(230)包括一種塑料材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱絕緣連桿機構(gòu)(205)，其中該絕緣區(qū)段(230)被夾在該第一末端構(gòu)件與第二末端構(gòu)件(210，212)之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱絕緣連桿機構(gòu)(205)，其中該第一末端構(gòu)件以及第二末端構(gòu)件(210，212)中的至少一個末端構(gòu)件包括穿過其形成的一個孔口。
12.—種熱絕緣連桿機構(gòu)(505，605)，該熱絕緣連桿機構(gòu)包括: 一個長形連桿，該長形連桿沿著一條縱向軸線(L)延伸并且具有第一端部和第二端部(510,512,610,612)以及在其之間延伸的一個中間部(514，614)； 在該第一端部(510，610)中形成的一個軸承孔(516，616)； 被安置在該軸承孔(516，616)中的一個軸承座圈(18);以及 從該中間部(514，614)延伸的至少一個散熱片(530，630)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的熱絕緣連桿機構(gòu)￠05)，其中該散熱片(630)沿該中間部(614)縱向地延伸。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的熱絕緣連桿機構(gòu)(505)，其中該散熱片(530)正交于該縱向軸線(L)延伸。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的熱絕緣連桿機構(gòu)(505，605)，該熱絕緣連桿機構(gòu)包括多個散熱片(530，630)。
【文檔編號】F02B39/16GK104321512SQ201380023843
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2013年5月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月17日
【發(fā)明者】G·E·海蒂三世, B·E·翰隆 申請人:博格華納公司