其廢氣門系統(tǒng)的組件無磨損地連接的廢氣渦輪增壓器的制造方法
【專利說明】其廢氣門系統(tǒng)的組件無磨損地連接的廢氣渦輪増壓器
[0001]本發(fā)明涉及一種廢氣渦輪增壓器。
[0002]被廢氣渦輪增壓器增壓的內(nèi)燃機的特點為圖1中所示的對新鮮空氣和廢氣的引導(dǎo)布局。在增壓工作情況下，廢氣經(jīng)由渦輪機2從內(nèi)燃機I流出，該渦輪機利用共同的軸4驅(qū)動在進(jìn)氣道上處于內(nèi)燃機入口之前的壓縮機3 ο通過對吸入空氣的壓縮，可以為每個氣缸沖程混入更多的燃料。由此提高內(nèi)燃機的扭矩。此外，在增壓工作中，設(shè)置在壓縮機與內(nèi)燃機之間的節(jié)流閥5完全打開。另外，圖1中所示的裝置具有推力空氣轉(zhuǎn)向閥6，該推力空氣轉(zhuǎn)向閥在其打開狀態(tài)下使得壓縮機3的發(fā)動機側(cè)出口與壓縮機的入口連接。
[0003]利用廢氣門系統(tǒng)7吹出內(nèi)燃機的一部分廢氣物質(zhì)流，從而對增壓進(jìn)行控制。
[0004]圖2所示為用于說明已知的廢氣渦輪增壓器的廢氣門系統(tǒng)的剖視圖。在該剖視圖中示出了渦輪機殼體2a，在該渦輪機殼體內(nèi)布置著廢氣門系統(tǒng)7。該廢氣門系統(tǒng)7包括電的廢氣門促動器7a，該廢氣門促動器利用保持器被固定在壓縮機殼體3a上。在渦輪機殼體2a與壓縮機殼體3a之間是機身(Rumpfgruppe)8，在該機身中安置著廢氣禍輪增壓器的軸。
[0005]圖3a所示為已知的廢氣渦輪增壓器的廢氣門系統(tǒng)6的剖切的俯視圖，圖3b所示為其廢氣門系統(tǒng)6的剖切的側(cè)視圖。
[0006]在圖3b中示出了渦輪機殼體的旁通開口 2b，其可以利用廢氣門閥7b打開和關(guān)閉。這樣就可以在需要時把一部分廢氣物質(zhì)流引導(dǎo)經(jīng)過渦輪機葉輪。對廢氣門閥7b的打開或關(guān)閉操縱通過控制桿7c的直線運動來進(jìn)行，該控制桿受廢氣門促動器促動。所述直線運動通過連接部件7d傳遞到廢氣門桿7e上。支撐在軸套7f中的廢氣門軸桿7g把廢氣門桿7e的轉(zhuǎn)動運動傳遞到廢氣門閥7b上。由于直線引導(dǎo)的控制桿7c，設(shè)置有補償活節(jié)7h，以便保iiEi扁差補{嘗(Schrankungsausgleich)。
[0007]由于在軸承部位區(qū)域內(nèi)的高溫，廢氣門系統(tǒng)的移動部分被設(shè)計為滑動軸承。由于熱膨脹以及制造誤差和安裝誤差，在所述軸承部位區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的軸承間隙被相應(yīng)地設(shè)計成大尺寸，以便避免廢氣門系統(tǒng)卡住。而這導(dǎo)致了廢氣門運動機構(gòu)的全部組件的活動性并非所愿地增大，一旦在廢氣門閥打開時取消了廢氣門促動器的引力。在這種情況下，在廢氣門系統(tǒng)中產(chǎn)生的力會出現(xiàn)持續(xù)的方向變換，所述力因內(nèi)燃機的廢氣門閥上的廢氣脈動而引起。這導(dǎo)致了廢氣門系統(tǒng)的設(shè)置在間隙鏈內(nèi)部的組件以發(fā)動機點火頻率并非所愿地相對運動。
[0008]對在廢氣門閥打開情況下在部分負(fù)載運行期間在廢氣門系統(tǒng)內(nèi)測得的力關(guān)于時間的變化曲線的研究已證實，廢氣門運動機構(gòu)不僅僅受到拉力負(fù)荷(正力)，而且也出現(xiàn)了壓力(負(fù)力)，進(jìn)而出現(xiàn)負(fù)載變化。這些力受到多個參數(shù)的影響，這些參數(shù)包括旁通開口的直徑、發(fā)動機運行點、廢氣門運動機構(gòu)的杠桿情況、廢氣門閥的開啟角度、軸承部位的數(shù)量和在軸承部位的間隙大小。
[0009]由于這種力變化，廢氣門系統(tǒng)的組件會出現(xiàn)并非所愿的磨損，這種磨損會導(dǎo)致內(nèi)燃機的響應(yīng)特性延遲，乃至廢氣渦輪增壓器徹底失靈。如果在廢氣門軸桿區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)更嚴(yán)重的磨損，就會因增大的環(huán)形間隙引起更多的未處理物質(zhì)排放至外界。這又不利地影響到對增壓壓力的控制，因為隨著磨損的增大，無法將廢氣門閥調(diào)至規(guī)定的位置。由于由此引起通過廢氣門促動器頻繁地進(jìn)行控制干預(yù)，所以這個問題進(jìn)一步惡化。
[0010]另一個損害機理源于廢氣門閥與其閥座之間的持久的接觸，如果廢氣渦輪增壓器在廢氣門閥略微打開情況下長期工作。在這種工作狀態(tài)下，由于廢氣門系統(tǒng)組件間的間隙增大，廢氣門閥與其閥座之間會出現(xiàn)持久的反復(fù)的接觸，通過在廢氣門運動機構(gòu)中的并非所愿的震顫就能覺察到這種接觸。這還導(dǎo)致廢氣門閥及其閥座上的密封面發(fā)生并非所愿的變形。這造成了嚴(yán)重的泄漏。
[0011]本發(fā)明的目的在于，提出一種并不會出現(xiàn)上述缺點的廢氣渦輪增壓器。
[0012]該目的通過一種具有在權(quán)利要求1中給出的特征的廢氣渦輪增壓器來實現(xiàn)。該廢氣渦輪增壓器具有廢氣門系統(tǒng)，該廢氣門系統(tǒng)包括控制桿和通過連接部件與控制桿連接的廢氣門桿，其中，該連接部件是彈性部件。
[0013]本發(fā)明的有利的設(shè)計和改進(jìn)在從屬權(quán)利要求中給出。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點特別是在于，通過使用彈性部件作為在廢氣門桿與控制桿之間的無活節(jié)的彈性連接件來抑制磨損。此外，利用可彈性變形的連接件的應(yīng)力來抑制廢氣門閥部分的、因發(fā)動機上的脈動式負(fù)荷引起的晃動和震顫。
[0015]本發(fā)明的其它有利特性由其后續(xù)示范性的說明參照圖4~7可知。其中:
圖4示出利用彈性部件使得廢氣門系統(tǒng)的控制桿與廢氣門桿耦接的第一實施例；
圖5示出用于設(shè)計廢氣門桿與彈性部件的第一端部區(qū)域連接的連接部位的多個實施例；
圖6示出彈性部件中間區(qū)域的多個實施例；和
圖7示出用于設(shè)計在彈性部件的第二端部區(qū)域與控制桿之間的連接部位的多個實施例。
[0016]本發(fā)明提出了一種具有廢氣門系統(tǒng)的廢氣渦輪增壓器，該廢氣門系統(tǒng)包括控制桿和通過連接部件與控制桿連接的廢氣門桿，其中，該連接部件被構(gòu)造成彈性部件。
[0017]該彈性部件優(yōu)選具有第一端部區(qū)域、中間區(qū)域和第二端部區(qū)域，其中，第一端部區(qū)域與廢氣門桿接觸，第二端部區(qū)域與控制桿接觸。
[0018]針對該彈性部件，以有利的方式對第一端部區(qū)域和/或中間區(qū)域和/或第二端部區(qū)域予以彈性設(shè)計。
[0019]圖4示出利用彈性部件9使得廢氣渦輪增壓器的廢氣門系統(tǒng)的控制桿7c與廢氣門桿7e耦接的第一實施例，該彈性部件具有第一端部區(qū)域9a、中間區(qū)域9b和第二端部區(qū)域9c。按照該第一實施例，彈性部件9的第一端部區(qū)域9a被構(gòu)造成圍繞廢氣門桿7e的銷7el纏繞的扭轉(zhuǎn)彈簧，其中，所述銷7el從廢氣門桿7e豎直向上延伸?；趯椥圆考?的第一端部區(qū)域9a與廢氣門桿7e的連接部位的這種設(shè)計，保證了所需要的旋轉(zhuǎn)自由度。通過扭轉(zhuǎn)彈簧的匝數(shù)、扭轉(zhuǎn)彈簧的直徑和扭轉(zhuǎn)彈簧的線材厚度，可以根據(jù)局部的偏轉(zhuǎn)以所希望的方式來調(diào)節(jié)彈性部件的復(fù)位力。按照圖4中所示的實施例，彈性部件的中間區(qū)域9b被實現(xiàn)為具有圓形橫截面的彈簧線材。如同第一端部區(qū)域9a 一樣，彈性部件9的第二端部區(qū)域9c也被構(gòu)造成扭轉(zhuǎn)彈簧。該扭轉(zhuǎn)彈簧圍繞銷11纏繞，所述銷從接觸板10豎直向上延伸。該接觸板10在其背離