技术领域
[0001] 本
发明涉及一种具有气流控制装置的
涡轮增压器。特别地，但不排他地，本发明涉及一种可变几何形状
涡轮增压器，以及更特别地，涉及一种用于可变几何形状涡轮增压器的可变几何形状装置的
致动器组件。
背景技术
[0002] 众所周知，涡轮增压器是用于在高于
大气压的压
力(增压)下将空气供给
内燃机的吸入口的装置。已有的或普通的涡轮增压器基本上包括废气(排气)驱动的
涡轮机叶轮，所述废气驱动的涡轮机叶轮安装在在涡轮机壳体内的可旋
转轴上，所述涡轮机壳体接合在
发动机出口总管的下游。涡轮机叶轮的旋转转动安装在
压缩机壳体内部的轴的另一端上的压缩机叶轮。压缩机叶轮将压缩空气输送到发动机进气
歧管。涡轮增压器轴通常由位于接合在涡轮机与压缩机叶轮壳体之间的中心
轴承箱内的轴颈轴承(journal bearing)和止推轴承(thrust bearing)(包括适当的润滑系统)
支撑。
[0003] 在已知的涡轮增压器中，涡轮级包括：涡轮室，涡轮机叶轮安装在涡轮室内；环状入口通路，限定在面对的径向壁(facing radial wall)之间，所述面对的径向壁布置在涡轮室的周围；进气蜗壳，布置在入口通路周围；以及出口通路，从涡轮室延伸。这些通路和室连通，使得允许进入进气室的加压废气经由涡轮机通过入口通路流动到出口通路，并旋转涡轮机叶轮。还已知的是，通过在入口通路内设置
叶片(称为
喷嘴叶片)以偏转朝向涡轮机叶轮的旋转方向流动通过入口通路的气体而提高涡轮机性能。
[0004] 涡轮机可以是固定几何结构型或可变几何结构型的。可变几何结构型涡轮机与固定几何结构型的涡轮机的不同在于入口通路的尺寸可以变化，以在
质量流速范围内最优化气体流动速度，使得涡轮机的动力输出可以变化，以适于变化的发动机需求。例如，当输送给涡轮机的废气的体积相对小时，通过减小环状入口通路的尺寸，到达涡轮机叶轮的气体的速度被保持在确保有效的涡轮机运转的
水平。设有可变几何结构涡轮机的涡轮增压器被称为可变几何结构涡轮增压器。
[0005] 在一种已知类型的可变几何形状涡轮机中，通常称作“喷嘴环”的轴向可移动壁部件限定了入口通路的一个壁。该喷嘴环相对于入口通路的面对壁的
位置可调节以控制入口通路的轴向宽度。因此，例如，当流经涡轮的气流减小时，该入口通路宽度可被减小，以保持气体速度并使涡轮输出最优。
[0006] 该喷嘴环可配置有叶片，其延伸进入入口并通过设置在限定入口通路的面对壁的“屏板”中以调节或容纳喷嘴环的移动的狭槽中。可选地，叶片可从固定的面对壁上延伸，并经过设置在喷嘴环中的狭槽。
[0007] 典型地，该喷嘴环可包括径向延伸壁(限定入口通路的一个壁)和延伸入喷嘴环的径向面后的环形腔的径向内的轴向延伸壁或凸缘与径向外的轴向延伸壁或凸缘。该腔形成在涡轮增压器
外壳的部分(通常是涡轮机外壳或涡轮增压器轴承箱)中并调节或容纳喷嘴环的轴向移动。凸缘可相对于腔壁密封，以减小或防止围绕喷嘴环的背面的
泄漏流。在一种普通装置中，该喷嘴环被支撑在平行于涡轮机叶轮的
旋转轴线延伸的杆上，并由轴向移位该杆的致动器组件移动。
[0008] US5,868,552公开了这种已知的致动器组件的例子。轭可枢转地支撑在轴承箱内，并限定了两个臂，每个臂延伸为与各个喷嘴环支撑杆接合。轭安装在通过轴颈支承在轴承箱中并在轴承箱的外部支撑
曲柄的轴上，曲柄可以以任何合适的方式接合到
制动器上。所述轭的每个臂通过
块体接合各个支撑杆，所述块体可枢转地安装至销体上的所述轭的端部，并容纳在由所述杆限定的狭槽中，所述杆限制所述块体沿所述杆的轴向的移动，但允许垂直于所述杆的轴向的移动。致动器被控制经由轭曲柄使所述轭围绕其支承轴转动，这依次使轭臂的端部描述或绘画出圆弧。轭臂与喷嘴环支撑杆的接合使所述杆沿着它们的轴线前后或来回移动。轭臂的离轴运动通过所述块体在由所述支撑杆限定的狭槽中的滑动来容纳或调节。
[0009] 移动所述轭的致动器可以采用各种形式，包括
气动、液动和电动，并且可以以各种方式联接至所述轭。致动器通常将在
发动机控制单元(ECU)的控制下调节喷嘴环的位置，以便修正通过涡轮的气流以满足性能要求或需求。
发明内容
[0010] 本发明的目标是提供一种用于控制诸如可变几何形状涡轮机的可变几何形状装置之类的气流控制装置的位置的改进的致动器组件。
[0011] 根据本发明，提供了一种涡轮增压器，包括安装在外壳组件内用于围绕涡轮机轴线转动的涡轮机叶轮、所述涡轮机叶轮上游的气流入口通路、和位于所述外壳组件内在所述涡轮机叶轮上游并且可操作为控制通过所述气流入口通路的气流的气流控制装置、以及安装到所述外壳组件上的致动器组件，所述致动器组件包括：包括限定导螺杆轴线的导向螺杆轴的导螺杆，和
螺纹接合在所述导螺杆轴的螺纹部分上的导向
螺母，所述导螺杆布置为使得所述轴和螺母中的一个相对于所述外壳组件的转动在所述导螺杆轴线方向上使所述轴和螺母中的另一个产生直线移动；其中所述导螺杆在限定在所述外壳组件内的外壳腔中的位置处接合所述气流控制装置。
[0012] 采用本发明，螺杆和气流控制装置之间的接合在涡轮增压器外壳的内部，这在总体上减小了涡轮增压器所要求的空间。此外，外壳组件提供了避免存在于涡轮增压器外部环境中灰尘和污染物的防护。
[0013] 在本发明的优选实施方式中，导螺杆在其中接合气流控制装置的腔限定在涡轮增压器轴承箱上，并容纳用于润滑的供油。因此，所述腔可以为供油/排油腔，其限定在位于涡轮机外壳和压缩机外壳之间的涡轮增压器轴承箱内，并且其中设置有涡轮增压器轴轴承。采用这种实施方式，导螺杆的位于所述腔内的部分通过被提供为润滑涡轮增压器轴轴承的相同的供油润滑。
[0014] 例如，涡轮机叶轮可以安装在涡轮增压器轴上，所述涡轮增压器轴从涡轮机外壳穿过轴承箱延伸至压缩机外壳，涡轮机轴支撑在位于所述轴承箱内的轴承上，所述轴承位于所述外壳腔内并且通过供油润滑。
[0015]
马达优选被设置为使所述导向螺杆轴和导向螺母中的一个转动，以使所述导向螺杆轴和导向螺母中的另一个产生直线运动。
[0016] 马达通常可以为电动DC马达、步进马达或感应马达，但其它形式的合适的马达对本领域技术人员来说也是明显的。
[0017] 马达可以安装在外壳组件的外部，例如在安装至涡轮机外壳组件上的马达外壳内。在一个实施方式中，马达或马达外壳安装至限定所述腔的一部分的轴承箱组件的外壁上。外壳组件壁可以具有孔，导向螺杆轴或马达轴延伸进入所述孔中或穿过所述孔。
[0018] 马达可以具有通过位于
齿轮外壳中的齿轮接合至导向螺杆轴或导向螺母的马达轴，所述齿轮外壳与马达外壳成一体或接合至马达外壳，并安装到外壳组件上。马达外壳和/或齿轮外壳可以可拆卸地固定到外壳组件上。
[0019] 气流控制装置可以为多种不同类型的装置中的一种。例如气流控制装置可以为可变几何形状装置，其设置为控制至涡轮机叶轮的气流入口的尺寸。在本发明的一个实施方式中，所述可变几何形状装置包括上述类型的可移动的喷嘴环。然而，本发明可以适用于其它类型的可变几何形状装置，包括摆动叶片装置，所述摆动叶片装置包括可调整的导流叶片的环形阵列。而且，本发明可适用于其它形式的气体控制装置，如废气
门阀。
[0020] 在本发明的一个实施方式中，所述入口通路为环形的并围绕所述涡轮机叶轮，并且所述可变几何形状装置包括环形壁构件，所述环形壁构件沿平行于涡轮机轴线的方向是可移位的，以改变环形入口通路在由所述环形壁构件限定的第一表面和由所述外壳组件限定的第二表面之间的宽度。所述环形壁构件在由外壳组件限定的
侧壁腔内是可移位的，并且可以被密封为不与外壳腔连通。
[0021] 导螺杆可以直接地接合气流控制装置，或者经设置在导螺杆和气流控制装置之间的联接装置接合气流控制装置。所述联接装置可以包括位于外壳腔内的联接构件。
[0022] 在一种实施方式中，所述联接装置包括至少一个可轴向移位的杆，活动壁构件安装在所述杆上，轭可枢转地支撑在所述外壳腔内，并限定至少一个臂，所述至少一个臂延伸为与相应的杆接合，其中所述导螺杆在所述外壳腔内的所述位置处接合轭，使得所述导螺杆使所述轭相对于外壳枢转的运动控制所述环形壁构件的位置。所述轭可以可枢转地安装在由外壳支撑的轴上。所述轴可以与所述轭一起转动，或者可以由外壳不可转动地支撑。在后一种情况中，所述轭可以浮动在所述轴上。
[0023] 所述轭可以包括沿相对于轭轴的轴线的径向方向延伸的并且接合导螺杆的至少一个臂。例如，轭臂可以接合导向螺母。接合构件可以可枢转地接合至螺母，并且与每个臂滑动地接合用于沿与螺杆轴轴线成倾斜
角的方向相对于所述臂滑动。所述倾斜角例如可以大致平行于从轭轴延伸的径向线。接合构件可以滑动地容纳在由相应的轭臂限定的狭槽中。所述狭槽可以限定在每个臂的端部并且具有开口端。接合构件可以具有至少一个大致平坦的表面，其滑动地接合由轭臂限定的表面以阻止所述构件相对于轭臂的转动。
[0024] 导向螺杆轴可以以与涡轮机轴线成倾斜角而延伸，或者替换地，大体上平行于涡轮机叶轮轴线延伸。
[0025] 导向螺杆轴优选包括具有单头螺纹。
[0026] 根据接下来的描述，将容易明白本发明的其它优点和优选特征。
附图说明
[0027] 现在将参照附图，仅以举例的方式，描述本发明的具体实施方式，在附图中：
[0028] 图1为贯穿已知的可变几何形状涡轮增压器的轴向截面；
[0029] 图2为图1的涡轮增压器的喷嘴环致动器组件的部件的放大透视图；
[0030] 图3为贯穿根据本发明的可变几何形状涡轮增压器的轴向截面；
[0031] 图4为图3中的可变几何形状涡轮增压器的一部分的端部透视图；
[0032] 图5为图3和4中的涡轮增压器的喷嘴环致动器组件的部件的放大透视图；
[0033] 图6为图3和4中的涡轮增压器的喷嘴环致动器组件的部件的另一放大透视图；
[0034] 图7为图3的涡轮增压器的侧视图；以及
[0035] 图8和9示出本发明的可替换实施方式的部件。
[0036] 图10和11示出本发明的另一可替换实施方式的部件。
具体实施方式
[0037] 参照图1，其示出了已知的可变几何形状涡轮增压器，包括由中间轴承箱3相互接合的可变几何形状涡轮机外壳1和压缩机外壳2。涡轮增压器轴4从涡轮机外壳1延伸通过轴承箱3到达压缩机外壳2。涡轮机叶轮5安装在轴4的一个端部上，用于在涡轮机外壳1内转动，并且压缩机叶轮6安装在轴4的另一端部上，用于在压缩机外壳2内转动。轴4围绕涡轮增压器轴线4a在设置于轴承箱3中的轴承组件上转动。
[0038] 涡轮机外壳1限定进气蜗壳7，气体从内燃机(未示出)传递至进气蜗壳。废气经由环形入口通路9和涡轮机叶轮5从进气室7流至轴向出口通路8。入口通路9由通常称为“喷嘴环”的可动环形壁构件11的径向壁的面10限定在一侧上，并由形成入口通路9的面对喷嘴环11的壁的环形屏板(shroud)12限定在相对的一侧上。屏板12
覆盖涡轮机外壳1中的环形凹陷13的开口。
[0039] 喷嘴环11支撑周向地且等距离地间隔开的进口叶片14的排列，每个进口叶片延伸跨过入口通路9。叶片14被
定位或被取向为朝向涡轮机叶轮5的转动方向偏转流过入口通路9的气体。当喷嘴环11靠近环形屏板12时，叶片14突出通过在屏板12上适宜地构造的狭槽，进入凹陷13。
[0040] 喷嘴环11的位置由在上述US 5,868,552中公开的类型的致动器组件控制。致动器(未示出)可操作为经由联接至轭15的致动器
输出轴(未示出)调节喷嘴环11的位置。轭15依次接合支撑喷嘴环11的轴向延伸的杆16。因此，通过恰当地控制该致动器(其例如可以是气动的或电动的)，可以控制杆16的轴向位置以及因此控制喷嘴环11的轴向位置。
[0041] 喷嘴环11具有轴向延伸的径向内环形凸缘17和径向外环形凸缘18，它们延伸进入设置在涡轮机外壳1中的环形腔19中。内密封环20和外密封环21设置为分别关于环形腔19的内环形表面和外环形表面密封喷嘴环11，同时允许喷嘴环11在环形腔19内滑动。内密封环20被支撑在形成在腔19的径向内环形表面上的环形槽内，并压靠在喷嘴环11的内环形凸缘17上。外密封环20支撑在形成在腔19的径向外环形表面上的环形槽内，并压靠在喷嘴环11的外环形凸缘18上。
[0042] 从进气室7流向出口通路8的气体通过涡轮机叶轮5，其结果是施加转矩至轴4，以驱动压缩机叶轮6。压缩机叶轮6在压缩机外壳2内的转动对存在于进气口22中的环境空气加压，并将加压的空气传递至出气口蜗壳23，加压的空气从出气口蜗壳23供给至内燃机(未示出)。涡轮机叶轮5的速度取决于通过环形入口通路的气体的速度。对于以固定的质量速率流入入口通路的气体，气体速率为入口通路9宽度的函数，所述宽度可以通过控制喷嘴环11的轴向位置来调整。图1示出了全部打开的环形入口通路9。通过朝向屏板12移动喷嘴环11的面10，入口通路9可以被关闭至最小。
[0043] 图2示出了图1中示出的通用类型的喷嘴环和喷嘴环致动器组件的部件。为清楚起见，示出从涡轮增压器上卸下了的这些部件。具体地，图2示出了喷嘴环11的支撑在杆16上的背侧(面向远离涡轮机入口)，所述杆16安装在衬套24内用于平行于涡轮增压器的轴线移动。轭15的每个臂经由轴销25(在图2中只能看见轴销中的一个)和滑块26接合至相应的杆16上。每个轴销25将轭15的臂的端部可枢转地接合至相应的滑块26上，所述滑块26容纳在限定在相应的支撑杆16中的狭槽内。轭15通过
螺栓28夹持到轭轴27上。轭轴27可转动地支撑在轴承29内，所述轴承安装在轴承箱壁上(图2中未示出该轴承箱)。轭轴27的一端形成有适合接合至致动器的曲柄30。在图2中示出的例子中，曲柄
30为适合接合至由旋转电动致动器(未示出)驱动的齿轮装置或组件的扇形齿轮。
[0044] 在操作中，电动致动器的旋转运动被传递至曲柄30，曲柄30使轭轴27围绕其轴线在衬套29内转动。这依次转动轭15，使销25描绘或绘画出圆弧。这引起滑块26随着杆16轴向地移动，同时在狭槽内滑动，以容纳或调整销25的轴向移动。由此，通过轭15的转动，喷嘴环11沿着涡轮增压器的轴线移动。
[0045] 现在将参照图3至7描述本发明的实施方式。图3为贯穿大体上对应于图1的涡轮增压器，但结合有根据本发明的喷嘴环致动器组件的涡轮增压器的轴向截面。与图1中示出的部件相同的部件采用相同的附图标记标示。然而，图3中的截面是沿与图1的截面的平面成90°的平面截取的，以至于，例如，在图3看不见导杆16。图4为图3的压缩机外壳和压缩机部件与涡轮轴和轴承装置一起被卸下的情况下的涡轮增压器的端视图。因此，该图展示了根据本发明的致动器组件的详图，其通过轴承箱3的敞开的压缩机端部是可见的。为了清楚起见，图5和6是根据本发明的从涡轮增压器上卸下了的喷嘴环(仅图5)和致动器组件的部件的展开图。图7为图3的组装后的涡轮增压器的外部侧视图。
[0046] 喷嘴环致动器组件包括电动马达驱动的导螺杆，其接合改进的轭，所述改进的轭依次接合喷嘴环支撑杆16。更具体地，包括圆柱体33的轭32被安装为在延伸通过所述圆柱体33的横轴34上的轴承箱润滑孔或油室(oilcavity)内转动，并在两端都安装至轴承箱3。轴34插入穿过轴承箱壁上的孔，并且通过将轴端凸缘34a固定至该轴承箱而被固定为避免转动。所述轴的相对端可以容纳在设置在轴承箱内部的合适的支撑结构内。轴端凸缘34a在轴承箱外部的位置在图7中是可见的，并且可以通过将螺栓等类似物插入穿过设置凸缘34a上的孔34b并插入设置在设置该箱壁上的
螺纹孔而固定在合适的位置上。轭32由溅落在轴承箱润滑孔或油室中的油在轴34上润滑，并通过穿过轭本体33设置的供油孔33a抵达所述轴。
[0047] 轭32具有从轭本体33径向延伸的第一对臂35a，所述第一对臂35a中的每一个臂都以与图2的轭15接合喷嘴环支撑杆16的方式相同的方式通过销25和滑块26接合相应的喷嘴环支撑杆16的端部。轭32具有从轭本体33延伸的第二对臂35b，所述第二对臂35b比所述轭臂35a更近地间隔开，并且从沿与臂35a不同的径向远离本体33延伸。在示出的例子中，(沿横轴轴线对向的)臂35a和35b之间的角度大约为100°。
[0048] 轭臂35b可枢转地接合至导向螺母(lead screw nut)36，导向螺母36螺纹接合在导向螺杆轴37的螺纹部分37a上。枢转接合通过销38提供，所述销38从每个臂35b处延伸进入相应的滑块39中，所述滑块39容纳在限定在导向螺母36中的狭槽40内。销38固定在臂38中，并可枢转地容纳在滑块39内，所述滑块被限制为避免沿导向螺杆轴37的轴线方向相对于导向螺母36移动，但是可自由地沿大体上垂直于导向螺杆轴37的轴线的方向在导向螺纹狭槽40内滑动。这种接合组件以与轭臂35a和喷嘴环支撑杆16之间的滑块接合大致相同的方式运转。
[0049] 容纳在外壳41a中的电动马达41被设置为旋转导向螺杆轴37。导向螺杆轴37可以直接地由所述马达驱动，或者如所示的那样，经由固定至导向螺杆轴的一个端部上并接合由所述马达驱动的
小齿轮43的正齿轮或圆柱齿轮42驱动(为简单起见，省略了
轮齿的详细结构)。
[0050] 正齿轮42和小齿轮43设置在齿轮外壳44中，所述齿轮外壳44栓接到涡轮机外壳3上。马达外壳41安装在齿轮外壳44上，使得马达轴延伸进入齿轮外壳44中。齿轮外壳44具有延伸到轴承箱内部的大致圆柱形部分45。导螺杆37的非螺纹端37b延伸到齿轮外壳44中，穿过背对背
推力轴承46和47、止推环48(保持在导向螺杆轴37上)和油封件39a，所述油封件39a围绕止推环48和正齿轮42之间的螺杆轴37。
[0051] 在操作中，马达41被控制为转动导向螺杆轴37。导向螺母36由滑块39固定为避免相对于所述轭转动，所述滑块39接合位于狭槽40中的螺母36。导向螺杆轴37自由转动，但被限制为避免沿它的轴线移动。因此，导向螺杆轴37的转动在导向螺母36中产生沿螺杆轴37的轴线方向的直线移动。这种直线运动实现所述轭32围绕所述轴34的转动。虽然轭臂35b的端部绘出圆弧，但离轴运动由如上所述的在螺母36内自由滑动的滑块39调整。
[0052] 当所述轭32围绕所述轴34转动时，轭臂35a引起支撑杆16沿涡轮增压器的轴线方向前后移动(取决于马达41的马达方向)以及由此使喷嘴环11沿涡轮增压器的轴线方向前后移动(取决于马达41的马达方向)，以由此改变涡轮机入口宽度。
[0053] 虽然在导向螺杆轴37上没有明显的离轴力，但导向螺杆轴37的远离马达41的端部仍然可以被支撑，以改善
稳定性。例如，在本发明的示出的实施方式中(最佳地如图3和7中所见)，导向螺杆轴位于包含涡轮增压器轴轴线的平面上，并且导螺杆的端部由中间涡轮增压器轴套49可转动地支撑，其中涡轮增压器轴4在所述中间涡轮增压器轴套49转动。
[0054] 导向螺母的可替换结构和它与所述轭接合的方式在图8和9中示出，为清楚起见，图8和9示出了从涡轮增压器卸下的导螺杆致动器的详细结构。其中在图5和6中采用的合适的附图标记也用在图8和9中。在该可替换实施方式中，滑块50可枢转地安装在固定在
修改或改进的导向螺母52内的销51上。滑块50可滑动地容纳在开口槽53中，所述开口槽53设置在每个轭臂54(臂54对应于图5和6的实施方式的臂35b)的端部上。采用这种结构的情况下，螺母52再次被限制为避免相对于螺杆轴37旋转移动，但当螺杆轴37转动时其沿螺杆轴37自由地轴向移动。然而，滑块50可以在槽53中自由滑动，这允许轭臂54在螺母52移动时绘出圆弧。以这种方式，螺母52的直线移动使轭32围绕轴34枢转，以控制喷嘴环(未示出)的位置。这种结构避免了将任何倾斜
载荷施加在所述螺母上，并且因此避免将弯曲载荷施加在螺杆上，并且将最小化螺母和螺杆界面处的
摩擦力和磨损。
[0055] 在采用本发明的上述实施方式的情况下，轴34延伸通过箱壁上的孔。在本发明的其它实施方式中，轴可以整体固定在轴承箱3内，以避免需要在轴承箱壁设置用以容纳或调整轴34的通道的任何
密封件。这种实施方式的例子在图10和11中示出。它们示出了对图3至7的实施方式的修改方式，并且相应地对应的特征由用于图3至7中的相同的附图标记标示。图10为涡轮增压器压缩机部件和涡轮增压器轴以及轴承装置一起被卸下的涡轮增压器轴承箱3的端视图，以展示改进的致动器横轴60的详细结构。
[0056] 轴承箱3包括内壁3a，每个内壁设置有“v”形
槽口61，以为横轴60的各个端部提供底座。横轴60的每个端部包括设置有螺栓孔62的平坦部分60a。封闭的螺纹孔63设置在每个箱壁3a上，从“v”形槽口61的底部延伸进入轴承箱。所述轴由螺栓64固定在合适的位置，所述螺栓64穿过轴螺栓孔62并拧紧到设置在箱壁部分3a上的孔63中。为了组装，所述轴60可以简单地插入轴承箱3的开口端，并栓接在合适的位置上。轴底座的“v”形确保当螺栓64被紧固时所述轴位于中心，使得所述轴60被正确地对准。采用本发明的实施方式，不需要在所述轴周围提供任何油封件，因为所述轴没有穿过轴承箱壁。要求正确地定位轴的
机械加工和组装也被简化。
[0057] 由于就本发明来说，导螺杆延伸进入轴承箱，并在轴承箱内的位置处接合所述轭，因此致动器组件所需要的整体空间减小。如从图3至6看见的，仅马达外壳41以及齿轮外壳43的一部分在轴承箱3的外面。所述轭和导螺杆可以被定位使得马达外壳41a在涡轮增压器(当它将安装在发动机中时)下面延伸，所述下面是这样的区域，即通常无论如何留有空间用于来自涡轮增压器轴承箱3的重力排油口50。移动排油口50偏离中心以容纳致动器组件是简单的。
[0058] 本发明的另一优点在于，导向螺杆轴37和螺母36，以及导向螺母36和轭32之间的、轭本体33和轭轴34之间的可枢转接合都位于轴承箱3的排油腔中，并因此都用从传统的涡轮增压器轴承上溅落的油冲洗，这润滑和同时帮助冷却这些致动器组成部件。致动器组件部件也因此被包封以避免暴露至轴承箱3的外部环境的灰尘中。在本发明的示出的实施方式中，油封件39a将(用油润滑的)密封所述齿轮与轴承箱供油装置隔开。在可替换的实施方式中，这种密封可以由围绕马达轴周围的油封件代替，使得齿轮也被暴露至来自轴承箱的供油且不需要被润滑。
[0059] 将齿轮和马达外壳固定在涡轮增压器轴承箱3的下面(即固定至大部分由轴承箱内的油流冷却的轴承箱的底部)，确保至马达的热传输被降低了。
[0060] 根据本发明的导螺杆致动器超过传统旋转电动致动器的优点在于例如可以结合或并入在图2所示类型的致动器组件中。例如，在已知的
现有技术致动器组件的那种类型的的实施方案中，有减速传动装置的DC电动马达被用来(经由所示的扇形齿轮)转动轭轴。马达需要转动8整圈量级，以便使轭轴枢转覆盖喷嘴环整个移动范围所要求的大约30度。通常以一周的三十分之一为一级来控制马达，使得喷嘴环移动的整个
分辨率或分离度(resolution)为30×8＝240级。采用本发明的致动器组件时，导向螺杆轴优选形成有单头螺纹，其具有足够小的
螺旋角，以最大化给定行程长度的喷嘴环的导螺杆的转动次数。这增强了定位喷嘴环的分辨率或分离度。与上述240级分辨率或分离度相比，可以(例如)容易地加倍所述分辨率或分离度。
[0061] 此外，为所述螺纹选择合适的小螺旋角确保导螺杆不会由于从喷嘴环传递至导螺杆的力而向回驱动。例如，在采用可以结合在图2的现有致动器组件中的传统的DC旋转致动器马达时，需要马达提供连续的转矩，以将喷嘴环保持在固定的位置，抵抗施加其上的气体作用力。如果至马达的电源被切断或关闭，则所施加的气体作用力将沿气体推力的方向驱动喷嘴，驱使打开喷嘴环，直至达到物理停止点(即，反向驱动)。本发明的致动器组件在没有任何来自马达的
扭矩输入的情况下将保持在固定位置。这降低了马达的占空比(duty cycle)，导致产生更少的内热。
[0062] 由于可以由导螺杆轴提供的
齿轮传动，并且特别是，由于可以采用单头螺纹获得的相对小的齿轮传动，则在所述马达和导向螺杆轴之间要求的齿轮少于通常例如在图2的电动旋转致动器和喷嘴环致动装置之间的接合中可能要求的齿轮。事实上，采用本发明，如果马达
直接驱动导螺杆轴，则齿轮可以被全部取消。这减少了活动部件的数量，并减小了致动装置所需空间。
[0063] 本发明的优选的单头导螺杆螺纹允许(例如)可以用多头螺纹获得的较小的螺旋角，这降低了马达的用以移动致动器组件上的给定载荷的扭矩要求。这便于采用较小的马达，降低了空间要求和发热。此外，可以采用单头螺纹实现的小螺旋角在降低反向驱动方面比多头螺纹有效。
[0064] 要求控制马达的任何
电子装置，以及可以被包括的任何位置
传感器和相关的电子装置都可以设置在所述马达处，如上所述，所述马达可有通过轴承箱3内的供油流来冷却，这降低了流向马达的热量。例如，不需要任何单独的马达外壳的水来冷却。
[0065] 采用本发明的致动器组件，可以更换马达和马达外壳，而不需要更换所述致动器组件的任何其它部件。类似地，如果需要，可以更换导螺杆和任何齿轮传动装置，而不需要更换马达。
[0066] 将会理解的是，所述马达可以是任何合适的电动马达，包括DC马达、步进马达、感应马达等。
[0067] 将会理解的是，虽然在导螺杆设置单头螺纹是优选的，但也可以采用多头螺纹来实现本发明，例如，如果要求不同的齿轮齿数比。类似地，将会理解的是，导螺杆可以具有与所示出的结构不同的结构，并且例如可以为滚珠螺杆或滚轮螺杆。在本文中，导螺杆包括导向螺杆轴和导向螺母。螺母和轴中的一个被保持避免或抵抗转动(相对于例如涡轮增压器外壳的固定的参照
框架)，而另一个被保持为避免沿所述轴的轴线方向直线移动。因此，轴向地固定的构件在转动地固定的构件中产生沿所述轴的轴向方向的直线移动。在本发明的示出的实施方式中，螺杆轴转动，并且螺母沿着所述轴的轴线移动。可能构造可替换的实施方式，其中导向螺母设置在导向螺杆轴的马达端，并且可以由马达转动以产生沿导向螺杆轴的直线移动，从而移动轭。
[0068] 在本发明的示出的实施方式中，导螺杆37以与涡轮增压器轴的轴线成大约80度的角度延伸进入涡轮机外壳。这在某种程度由所述外壳的设计所规定，并且替换地设计的轴承箱可以容纳或调整不同的定位角度。例如，在采用恰当设计的外壳的情况下较小的角度也是可以的，这进一步减小了涡轮增压器外面的致动组件所需的空间。应该理解的是，调整或修改导螺杆的定位角度或取向角度以及其在轴承箱内延伸的位置可能要求修改轭的设计，例如，要求修改第一和第二对轭臂之间的角度。
[0069] 还应该理解的是，轭可以被构造为与在本发明所示出的实施方式中示出的不同。例如，轭可以被夹持至轴，所述轴以与图2所示的现有技术的致动器组件的转动轴类似的方式在轴颈轴承中转动，所述轴颈轴承设置在轴承箱的壁上。类似地，导向螺母36的精确结构和其与轭臂的接合可以为与所示的不同。例如，所述轭可以仅有单个接合导向螺母的第二臂。还应该理解的是，所述轭还可以用导螺杆和喷嘴环之间的另一形式的联接完全代替。
[0070] 在本发明的示出的实施方式中，喷嘴环安装在设置在轴承箱3上的腔内，且所述轭位于轴承箱的排油腔内。在本发明的可替换的实施方式中，喷嘴环和/或喷嘴环致动器组件可以位于涡轮机外壳中。
[0071] 虽然本发明被展示为应用于涡轮增压器的涡轮机，当将会理解的是本发明可以应用于其它应用中的可变几何形状涡轮机。
[0072] 对本领域技术人员来说，对本发明所展示的实施方式的具体结构的其它可能的修改也是容易理解的。
