首页 / 专利库 / 换气扇 / 电风扇 / 叶片 / 固定叶片式涡轮增压器

固定叶片涡轮增压

阅读:343发布:2021-04-01

专利汇可以提供固定叶片涡轮增压专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 关于在 轴承 壳体与 涡轮 壳体(4)之间的通路(9)中具备固定 叶片 (15)的固定叶片式 涡轮 增压 器 。固定叶片(15)由可沿前后方向移动地配置在轴承壳体和涡轮壳体(4)的相互对置的前面的一个上的可动部件(11)、和固定在可动部件(11)的前面上的叶片体(14)构成。在可动部件(11)的背面与轴承壳体和涡轮壳体(4)中的一个之间,具备推压机构(16),所述推压机构(16)推压可动部件(11)以使叶片体(14)的前端对它们中的另一个的对置的前面压接。推压机构(16)在配置有叶片体(14)的径向的范围内抵接在可动部件(11)的背面上而在该范围内推压。,下面是固定叶片涡轮增压专利的具体信息内容。

1.一种固定叶片涡轮增压器,轴承壳体与涡轮壳体之间的通路及轴承壳体与压缩机壳体之间的通路由前后对置的第1部件和第2部件形成,在上述通路的至少一个中具备固定叶片,其特征在于,
上述固定叶片由可动部件和叶片体构成,所述可动部件可沿前后方向移动地配置在作为上述第1部件的上述轴承壳体的前面上,所述叶片体固定在上述可动部件的前面上;
在上述可动部件的背面与上述轴承壳体的前面之间,具备推压机构,所述推压机构推压上述可动部件,以使上述叶片体的前端对上述第2部件的前面压接;
上述推压机构在配置有上述叶片体的径向的范围内抵接在上述可动部件的背面上,上述推压机构在该范围内推压,从而上述叶片体的上述前端压接于上述第2部件的上述前面。
2.一种固定叶片式涡轮增压器,轴承壳体与涡轮壳体之间的通路及轴承壳体与压缩机壳体之间的通路由前后对置的第1部件和第2部件形成,在上述通路的至少一个中具备固定叶片,其特征在于,
具备可动部件,所述可动部件在作为上述第1部件的上述轴承壳体的前面上可沿前后方向移动地配置;
并且上述固定叶片具备叶片体,所述叶片体固定在上述第2部件中的与上述可动部件对置的前面上;
在上述可动部件的背面与上述轴承壳体的前面之间,具备推压机构,所述推压机构推压上述可动部件以使上述叶片体的前端对上述可动部件的前面压接;
上述推压机构在配置有上述叶片体的径向的范围内抵接在上述可动部件的背面上,上述推压机构在该范围内推压,从而上述叶片体的上述前端压接于上述第2部件的上述前面。
3.如权利要求1所述的固定叶片式涡轮增压器,其特征在于,
上述推压机构构成为,推压配置有上述叶片体的径向的范围内的比径向的中心靠内侧。
4.如权利要求2所述的固定叶片式涡轮增压器,其特征在于,
上述推压机构构成为,推压配置有上述叶片体的径向的范围内的比径向的中心靠内侧。
5.如权利要求1所述的固定叶片式涡轮增压器,其特征在于,
上述推压机构是将向可动部件的背面侧的流体的漏出密封的碟形弹簧
6.如权利要求2所述的固定叶片式涡轮增压器,其特征在于,
上述推压机构是将向可动部件的背面侧的流体的漏出密封的碟形弹簧
7.如权利要求1所述的固定叶片式涡轮增压器,其特征在于,
上述第1部件和第2部件由上述轴承壳体和涡轮壳体构成,上述可动部件对置于上述涡轮壳体而装备在上述轴承壳体的对置前面上,上述可动部件由遮热板构成。
8.如权利要求2所述的固定叶片式涡轮增压器,其特征在于,
上述第1部件和第2部件由上述轴承壳体和涡轮壳体构成,上述可动部件对置于上述涡轮壳体而装备在上述轴承壳体的对置前面上,上述可动部件由遮热板构成。
9.如权利要求5所述的固定叶片式涡轮增压器,其特征在于,
上述第1部件和第2部件由上述轴承壳体和涡轮壳体构成,在上述轴承壳体内设有冷却用的套管,上述碟形弹簧的内周缘和上述轴承壳体的前面在比上述水冷套管的形成部位靠上述轴承壳体的径向内方抵接。
10.如权利要求6所述的固定叶片式涡轮增压器,其特征在于,
上述第1部件和第2部件由上述轴承壳体和涡轮壳体构成,在上述轴承壳体内设有冷却用的水冷套管,上述碟形弹簧的内周缘和上述轴承壳体的前面在比上述水冷套管的形成部位靠上述轴承壳体的径向内方抵接。
11.如权利要求1所述的固定叶片式涡轮增压器,其特征在于,
上述推压机构是碟形弹簧,上述叶片体的上述前端总是被压接在上述第2部件的上述前面上。
12.如权利要求2所述的固定叶片式涡轮增压器,其特征在于,
上述推压机构是碟形弹簧,上述叶片体的上述前端总是被压接在上述第2部件的上述前面上。

说明书全文

固定叶片涡轮增压

技术领域

[0001] 本发明涉及通过简单的结构提高固定叶片的整流效果的固定叶片式涡轮增压器
[0002] 本申请基于2010年9月13日在日本提出申请的特愿2010-204533号主张优先权,这里引用其内容。

背景技术

[0003] 以往,汽车用等的内燃机中,已知有为了实现输出提高等而具备涡轮增压器的结构。涡轮增压器具有被送入内燃机的排气的涡轮涡管、通过经由通路被供给涡轮涡管内的排气(流体)而旋转的涡轮叶轮、与涡轮叶轮一体旋转的压缩机叶轮、和经由通路被供给来自压缩机叶轮的空气(流体)的作为扩散器的压缩机涡管,将来自压缩机涡管的加压的空气向内燃机的燃绕室强制地供给。
[0004] 有在上述涡轮侧的排气流动的通路及压缩机侧的空气流动的通路的其一或两者中具备用来将流体的流动整流的叶片体的情况。
[0005] 以下对在涡轮侧的通路中具备的叶片体进行说明。将通过形成在涡轮壳体中的涡轮涡管提高流速而送入到涡轮叶轮中的排气通过叶片体从涡轮叶轮的周围均匀地流入而实现了涡轮的效率提高。在这样的叶片体中,已知有将叶片体固定在涡轮壳体和轴承壳体的相互对置的前面的任一个上的固定叶片式、和设在涡轮壳体与轴承壳体的上述对置前面间、以通过连杆机构等使各叶片体所具备的轴同时旋转来一齐改变叶片体的度的可变叶片式。
[0006] 固定叶片式由于排气的流入角度是固定的,所以不能根据内燃机的转速等使排气的流速变化。相对于此,在可变叶片式中,通过根据内燃机的转速等改变排气的流入角度,能够使排气的流速变化。另一方面,相对于固定叶片式是比较的简单的结构,可变叶片式由于为可动,所以结构变得复杂。
[0007] 进而,在设在涡轮壳体与轴承壳体的上述对置前面之间的叶片体上,有发生称作叶片侧空隙的间隙的问题。即,即使设计为,使叶片体与对置的涡轮壳体或轴承壳体之间的空隙为零,因为在运转时复杂的形状的涡轮壳体不均匀地热变形、或通过因叶片体与固定叶片体的轴承壳体的材料的差异带来的热膨胀差而发生变形,实际上很难使空隙成为零。
[0008] 这里,在可变叶片式中,为了做成可动而需要在叶片体的两侧设置一定的侧空隙,相对于此,在固定叶片式中仅在叶片体的一侧发生侧空隙。
[0009] 此外,即使是装备在压缩机侧的通路中的叶片体,虽然温度比涡轮低,但也同样发生侧空隙。
[0010] 作为与本发明关联的这种涡轮增压器的先行技术文献信息,例如有具备固定叶片和可变叶片体的两者的例子(参照专利文献1等)。此外还有下面的例子:在后部排气导入壁与前部排气导入壁之间可转动地夹持着叶片体的可变叶片体中,在各叶片体的轴与轴承壳体之间具备将各轴向后部排气导入壁侧推压而使叶片体向后部排气导入壁侧变位的推压机构,使后部排气导入壁侧与叶片体之间的侧空隙变小(参照专利文献2等)。
[0011] 专利文献1:特开2007-192124号公报
[0012] 专利文献2:特开2009-144546号公报。

发明内容

[0013] 但是,特别在固定叶片式的涡轮增压器中,有上述侧空隙的问题。即,即便将叶片体的轴方向的高度尺寸以高精度制作以使例如装备在涡轮侧的通路中的叶片体的侧空隙为零,在组装成的阶段中不能使侧空隙为零。因此,来自涡轮涡管的排气通过装备在涡轮侧的通路中的叶片体的侧空隙漏出。于是,该漏出的排气不仅不会有利于通过叶片体提高排气的流速的作用,还使被涡轮叶轮引导的排气产生紊乱,使涡轮效率大幅下降。因而,如果能够使装备在涡轮侧的通路中的叶片体的侧空隙为零,则在提高涡轮效率的方面非常有效。
[0014] 此外,即使将叶片体的高度以较高的尺寸精度制作以使装备在压缩机侧的通路中的叶片体的侧空隙为零,也与涡轮侧的情况同样,在组装成的阶段中不能使空隙为零。因此,来自压缩机叶轮的空气通过侧空隙漏出。于是,不仅该漏出的空气不会有利于扩散器的升压效果,而且使受压缩机涡管导引的空气发生紊乱,使扩散器功能下降。因而,如果能够使装备在压缩机侧的通路中的叶片体的侧空隙为零,则在提高扩散器功能的方面非常有效。
[0015] 所以,为了在使用的状态下使叶片体的侧空隙为零,可以考虑对于固定叶片式的叶片体将其用推压机构推压、使叶片体压接在对置的部件的前面上。
[0016] 但是,根据对叶片体的推压的方式,将叶片体偏倚地推压,结果对于叶片体作用矩,有可能使叶片体以倾斜的状态相对于对置的部件的前面压接。如果使叶片体以倾斜的状态压接,则在对置前面与叶片体的前面之间发生间隙,结果不能使空隙成为零。
[0017] 此外,例如在以将叶片体一体地保持在可动部件上的状态构成固定叶片、经由可动部件推压叶片体的情况下,由于叶片体装备在涡轮侧的通路中,所以如果受到高温的涡轮的热的影响,则可动部件也有可能被偏倚推压而变形。
[0018] 本发明是鉴于上述情况而做出的,其目的是提供一种能够通过简单的结构更可靠地使叶片体的侧空隙成为零以提高固定叶片的整流效果的固定叶片式涡轮增压器。
[0019] 本发明的固定叶片式涡轮增压器,轴承壳体与涡轮壳体之间的通路及轴承壳体与压缩机壳体之间的通路由前后对置的第1部件和第2部件形成,在上述通路的至少一个中具备固定叶片;上述固定叶片由可动部件和叶片体构成,所述可动部件可沿前后方向移动地配置在上述第1部件和上述第2部件的相互对置的前面中的一个前面上,所述叶片体固定在可动部件的前面上;在上述可动部件的背面与上述第1部件和上述第2部件中的一个的前面之间,具备推压机构,所述推压机构推压上述可动部件,以使上述叶片体的前端对上述第1部件和上述第2部件中的另一个的前面压接;上述推压机构构成为,在配置有上述叶片体的径向的范围内抵接在上述可动部件的背面上而在该范围内推压。
[0020] 或者,本发明的固定叶片式涡轮增压器,轴承壳体与涡轮壳体之间的通路及轴承壳体与压缩机壳体之间的通路由前后对置的第1部件和第2部件形成,在上述通路的至少一个中具备固定叶片;具备可动部件,所述可动部件在上述第1部件和上述第2部件的相互对置的前面中的一个前面上可沿前后方向移动地配置;并且上述固定叶片具备叶片体,所述叶片体固定在上述第1部件和上述第2部件中的另一个的与上述可动部件对置的前面上;在上述可动部件的背面与上述第1部件和上述第2部件中的一个的前面之间,具备推压机构,所述推压机构推压上述可动部件以使上述叶片体的前端对上述可动部件的前面压接;上述推压机构构成为,在配置有上述叶片体的径向的范围内抵接在上述可动部件的背面上而在该范围内推压。
[0021] 根据该固定叶片式涡轮增压器,由于将可动部件通过推压机构推压以使叶片体的前端压接在第1部件或第2部件中的另一个的前面或可动部件上,所以固定叶片的侧空隙为零。
[0022] 此外,在通过涡轮增压器运转的发热时,即使因壳体的热变形或壳体与固定叶片之间的热膨胀差而固定叶片的侧空隙要变化,通过固定叶片在前后方向上追随移动,侧空隙也总是被保持为零。
[0023] 进而,由于将推压可动部件的推压机构构成为,在配置有叶片体的径向的范围内抵接在上述可动部件的背面上而在该范围内推压,所以不会将叶片体偏倚地推压。因而,防止叶片体以倾斜的状态对对置的部件的前面压接。
[0024] 此外,在上述固定叶片式涡轮增压器中,也可以是,上述推压机构构成为,推压配置有上述叶片体的径向的范围内的比径向的中心靠内侧。
[0025] 如果这样,则即使叶片体以稍稍倾斜的状态对对置的部件的前面压接、在对置的部件的前面与叶片体之间形成间隙,通过由推压机构推压比径向的中心靠内侧,间隙也形成在径向的外侧。在通路的径向外侧,与径向内侧相比流体(排气或空气)的速度变慢,所以从间隙的流体的漏出量变少,将涡轮效率的下降抑制在最小限度。
[0026] 此外,在上述固定叶片式涡轮增压器中,优选的是,上述推压机构是将向可动部件的背面侧的流体的漏出密封的碟形弹簧
[0027] 如果这样,则除了推压叶片体以外,还能够防止流体(排气或空气)向可动部件的背面侧漏出。
[0028] 这里,也可以是,上述第1部件和第2部件由上述轴承壳体和涡轮壳体构成,在上述轴承壳体内设有冷却用的套管,在此情况下,上述碟形弹簧的内周缘和上述轴承壳体的前面在比上述水冷套管的形成部位靠上述轴承壳体的径向内方抵接。
[0029] 如果这样,则通过水冷套管的作用,碟形弹簧容易被冷却,防止因热造成的碟形弹簧的功能下降。
[0030] 此外,在上述固定叶片式涡轮增压器中,优选的是,上述第1部件和第2部件由上述轴承壳体和涡轮壳体构成,在上述可动部件对置于上述涡轮壳体而装备在上述轴承壳体的对置前面上的情况下,上述可动部件由遮热板构成。
[0031] 如果这样,则通过可动部件兼作为遮热板,通过该可动部件能够抑制热从涡轮壳体向轴承壳体传递。
[0032] 在本发明的固定叶片式涡轮增压器中,通过将可动部件用推压机构推压,使固定叶片的侧空隙为零。因此,能够实现由固定叶片带来的涡轮效率的提高和扩散器功能的提高的其一或两者,提高涡轮增压器的增压效率。
[0033] 此外,由于在因涡轮增压器运转带来的发热时侧空隙也总保持为零,所以相对于以往为了使侧空隙为零而充分提高了固定叶片的高度方向上的尺寸精度,在本发明中,即使使固定叶片的高度方向上的尺寸精度例如为通常的精度,也能够容易地使侧空隙为零。
[0034] 进而,由于推压机构不会将叶片体偏倚地推压,所以由此防止叶片体以倾斜的状态对对置的部件的前面压接,能够可靠地使侧空隙为零。
[0035] 此外,当推压机构经由可动部件推压叶片体时,由于如上述那样不将叶片体偏倚地推压,所以也能够防止受到高温的涡轮的热的影响的可动部件因推压而变形。附图说明
[0036] 图1是表示本发明的固定叶片式涡轮增压器的一实施方式的主要部的侧剖视图。
[0037] 图2是表示可动部件的前面的主要部的图。
[0038] 图3A是表示作为推压机构的碟形弹簧的一例的主视图。
[0039] 图3B是沿着图3A的A-A线的向视剖视图。
[0040] 图4A是用来说明碟形弹簧(推压机构)推压可动部件的范围的图。
[0041] 图4B是表示碟形弹簧(推压机构)将可动部件倾斜推压的状态的图。
[0042] 图4C是表示碟形弹簧(推压机构)将可动部件倾斜推压的状态的图。
[0043] 图4D是用来说明可动部件的壁厚较薄的部分的变形的图。
[0044] 图5是表示本发明的固定叶片式涡轮增压器的另一实施方式的主要部的侧剖视图。

具体实施方式

[0045] 以下,参照附图详细说明本发明的固定叶片式涡轮增压器。另外,在以下的说明中使用的各附图中,为了使各部件成为可认识的大小,适当变更了各部件的缩尺。
[0046] 图1是表示本发明的固定叶片式涡轮增压器的一实施方式的图,是在涡轮侧的通路中具备固定叶片的固定叶片式涡轮增压器的主要部的侧剖视图。该固定叶片式涡轮增压器在形成于轴承壳体1(第1部件)与涡轮壳体4(第2部件)的相互对置的前面(以下,有称作“对置前面”的情况)间的通路9的轴承壳体1侧具备固定叶片15。
[0047] 此外,在该固定叶片式涡轮增压器中,在可旋转地支承在轴承壳体1上的旋转轴2的一端上固定有涡轮叶轮3。并且,在该固定叶片式涡轮增压器中,将形成在涡轮壳体4的与轴承壳体1的对置前面侧的定位台阶部4a与轴承壳体1的与涡轮壳体4的对置前面侧的定位销5匹配,由此进行周向(旋转方向)的定位。然后,通过将设在轴承壳体1和涡轮壳体4的外周部上的连结环6用连结螺栓7拧紧,将轴承壳体1与涡轮壳体4组装为一体。
[0048] 在涡轮壳体4上形成有涡轮涡管8,来自涡轮涡管8的排气(流体)通过轴承壳体1与涡轮壳体4的各对置前面间的通路9被从周向向涡轮叶轮3导入。
[0049] 另外,在上述旋转轴2的另一端上装备有图5所示的压缩机叶轮25。在该压缩机叶轮25的外周上设有形成压缩机涡管27的压缩机壳体26,轴承壳体1和压缩机壳体26在各对置前面间形成通路28而组装为一体。
[0050] 如图1所示,在轴承壳体1(第1部件)的对置前面上形成有圆环状的嵌合槽10,在该嵌合槽10中,可沿其前后方向(轴向)移动地设有环状(圆环状)的可动部件11。即,在可动部件11的背面的外周部上以突出的状态形成有环状突部12,通过该环状突部12可拆装地嵌合在嵌合槽10中,可动部件11能够在其前后方向上移动。此外,在环状突部12上形成有凹部13,通过该凹部13卡合到定位销5上,可动部件11的向周向的移动被限制。
[0051] 在可动部件11的前面上固定着多个叶片体14的基端,由可动部件11和叶片体14构成固定叶片15。即,叶片体14以其前端对置于涡轮壳体4的对置前面的方式配置。这里,叶片体14如图2所示,在环状的可动部件11的前面上在周向上以规定的间隔配置,并且基于设计,相对于涡轮叶轮3的旋转方向(在图2中用箭头表示的方向)向相同的方向倾斜而固定。此外,可动部件11还作为抑制热从高热的涡轮壳体4侧向通过被冷却而成为比较低温的轴承壳体1侧传递的遮热板发挥功能。即,可动部件11为兼作为遮热板的部件。
[0052] 在可动部件11的背面(图1的右侧面)与轴承壳体1的对置前面之间的空间18中,设有推压可动部件11而使该叶片体14的前端压接在涡轮壳体4的对置前面上的推压机构16。
[0053] 作为该推压机构16,在本实施方式中,如图1、图3A及图3B所示,使用头部被切掉的圆锥形状(圆锥台形状)的碟形弹簧17。
[0054] 该碟形弹簧17既可以如图3A所示那样具有环状,或者也可以如用双点划线表示那样将环的一部分切掉。使用这样的碟形弹簧17,在本实施方式中,使碟形弹簧17的外侧的端部即外周缘17a抵接在可动部件11的背面上,使碟形弹簧17的内侧的端部即内周缘17b抵接在轴承壳体1的对置前面上。
[0055] 在这样的结构中,碟形弹簧17将抵接在轴承壳体1的对置前面上的内周缘17b作为固定侧,将外周缘17a作为可动侧,通过发挥其弹簧性,将可动部件11向其前方、即涡轮壳体4的对置前面侧推压。碟形弹簧17(推压机构16)通过这样推压可动部件11,使叶片体14的前端压接在涡轮壳体4的对置前面上,能够使叶片体14与涡轮壳体4的对置前面之间的侧空隙大致为零、即零空隙。
[0056] 这里,碟形弹簧17从外侧嵌合、定位在形成于轴承壳体1的对置前面上的圆筒状的凸部1a上。即,碟形弹簧17的内径形成为比凸部1a大空隙的量,由此,通过从外侧嵌合到凸部1a上,将其位置固定。此外,通过这样将碟形弹簧17的位置固定,抵接在构成固定叶片15的可动部件11上而将其推压的外周缘17a的位置也被决定。
[0057] 所以,在本实施方式中,碟形弹簧17(推压机构16)的外周缘17a抵接在可动部件11的背面上的部位、即推压可动部件11的部位如图4A所示那样位于配置有叶片体14的径向的范围R(参照图2)内,在该范围R内推压可动部件11。在如本实施方式那样碟形弹簧17的对于可动部件11的推压部分是“线”的情况下,优选的是将与叶片体14的重心位置对应的圆或其附近用外周缘17a推压。另外,这样使碟形弹簧17(推压机构16)的外周缘17a在范围R内抵接在可动部件11上的动作,通过预先适当选择碟形弹簧17的尺寸(特别是外径)而能够容易地实施。
[0058] 通过这样在配置有叶片体14的径向的范围R内碟形弹簧17(推压机构16)推压可动部件11,不会有将叶片体14偏倚推压而作用力矩的情况。因而,能够防止例如如图4B及图4C所示那样叶片体14以倾斜的状态对对置的涡轮壳体4的对置前面压接。
[0059] 这里,图4B是表示在比上述范围R靠内侧(内周侧)推压可动部件11的情况下的一例的图,图4C是表示在比上述范围R靠外侧(外周侧)推压可动部件11的情况下的一例的图。如图4B及图4C所示,如果在从上述范围R偏离的位置推压可动部件11的背面,则叶片体被偏倚推压,在固定叶片15上作用力矩,固定叶片15倾斜。结果,有可能叶片体14以倾斜的状态对对置的涡轮壳体4的对置前面压接。
[0060] 即,在如图4B所示那样在比范围R靠内侧推压可动部件11的情况下,在涡轮壳体4的对置前面与叶片体14之间,特别在半径方向外侧形成间隙S。此外,在如图4C所示那样在比范围R靠外侧推压可动部件11的情况下,在涡轮壳体4的对置前面与叶片体14之间,特别在半径方向内侧形成间隙S。如果这样在对置前面与叶片体14的前面之间发生间隙,则结果不能使叶片体14与涡轮壳体4的对置前面之间的侧空隙成为零。
[0061] 相对于此,在本实施方式中,如图4A所示,通过在上述范围R内推压可动部件11,不会将叶片体14偏倚推压而在固定叶片15上作用力矩,因而,对于如上述那样对置的涡轮壳体4的对置前面,能够使叶片体14不倾斜地压接。
[0062] 此外,在如本实施方式那样叶片体14(固定叶片15)装备在涡轮侧的通路9中的情况下,固定叶片15特别较大地受高温的涡轮的热的影响。因而,如果例如如图4D所示那样在可动部件11上有壁厚较薄的部分11a,则在碟形弹簧17的外周缘17a抵接在该较薄的部分11a上而被施加了推压力的情况下,也有可能如图4D中双点划线表示那样该较薄的部分11a弯曲而变形。
[0063] 相对于此,在本实施方式中,通过如图4A所示那样推压上述范围R内,还能够防止这样的较薄的部分11a的变形。
[0064] 此外,通过发挥这样的推压力,碟形弹簧17的内周缘17b气密地抵接在轴承壳体1的对置前面上,外周缘17a气密地抵接在可动部件11的背面上。通过这样的结构,碟形弹簧17也作为将轴承壳体1的对置前面与可动部件11的背面之间密封的密封部件发挥功能,防止来自涡轮涡管8的排气(流体)通过可动部件11的背面向轴承壳体1侧漏出。
[0065] 另外,关于由碟形弹簧17(推压机构16)对可动部件11的背面的推压位置,如上述那样优选的是叶片体14的重心位置,但难以没有误差地匹配于该重心位置。所以,实际上优选的是使碟形弹簧17(推压机构16)的推压位置为上述范围R内的比径向的中心靠内侧。
[0066] 在此情况下,也通过碟形弹簧17的推压部分(外周缘17a)是“线”状,在固定叶片15上虽然较小但作用有力矩,叶片体14以稍稍倾斜的状态对涡轮壳体4的对置前面压接,在涡轮壳体4的对置前面与叶片体14之间形成稍稍的间隙S。但是,通过由碟形弹簧17推压比径向的中心靠内侧,间隙S如图4B所示那样形成在径向的外侧。于是,在通路9的径向外侧,与径向内侧相比流体(排气)的速度变慢,所以从间隙S的流体的漏出量变少,因而能够将涡轮效率的下降抑制在最小限度。
[0067] 此外,作为推压机构16,除了碟形弹簧17以外,可以使用防松垫圈螺旋弹簧等。在使用防松垫圈或螺旋弹簧等的情况下,也可以设置用来防止排气通过可动部件11的背面向轴承壳体1侧漏出的O形环或C形环等密封件。但是,在此情况下,也关于用这些推压机构推压可动部件11的背面的部位而当然设为上述范围R内。
[0068] 特别是,在作为推压机构16而使用碟形弹簧17等在前后方向上具有弹性的部件的情况下,通过调节其弹性,能够任意地设定推压机构16将可动部件11推压的力。进而,由于推压机构16不受从涡轮涡管向涡轮叶轮送入的排气的流速等的影响,所以不论来自涡轮涡管的排气的流速如何,推压机构16都能够以一定的力推压可动部件11。
[0069] 此外,有在轴承壳体1内设置冷却用的水冷套管W(参照图1)的情况。在这样的情况下,例如如图1所示,优选的是使碟形弹簧17的内周缘17b与轴承壳体1的对置前面在比水冷套管W的形成部位靠轴承壳体1的径向内方抵接。通过使碟形弹簧17的内周缘17b与轴承壳体1的对置前面在比水冷套管W的形成部位靠轴承壳体1的径向内方抵接,容易通过水冷套管W的作用将碟形弹簧17冷却,能够防止因热造成的碟形弹簧17的功能下降(所谓的“弹力减弱”等)。
[0070] 接着,说明由这样的结构构成的固定叶片式涡轮增压器的作用。
[0071] 为了将固定叶片式涡轮增压器组装,首先,如图1所示那样在轴承壳体1的凸部1a上将碟形弹簧17从外侧嵌合而固定在其上,使其外周缘17a朝向外侧、即涡轮壳体4的对置前面侧。并且,在此状态下,使可动部件11的环状突部12嵌合到轴承壳体1的对置前面上具备的嵌合槽10中,由此使碟形弹簧17的外周缘17a抵接在可动部件11的背面上。此时,通过预先作为碟形弹簧17而选择使用其尺寸(大小)较适当者,能够使碟形弹簧17的外周缘17a在上述范围R内抵接在可动部件11的背面上。
[0072] 此外,此时,以形成在环状突部12上的凹部13与定位销5一致的方式配置可动部件11,进行周向(旋转方向)的定位。
[0073] 进而,在以形成在涡轮壳体4的对置前面上的定位台阶部4a与定位销5一致的方式配置涡轮壳体4而进行周向的定位后将设在外周上的连结环6用连结螺栓7拧紧,由此将轴承壳体1与涡轮壳体4组装为一体。
[0074] 通过该组装,配置在可动部件11的背面上的碟形弹簧17弹性变形(压缩变形),由此固定叶片15被夹持在轴承壳体1与涡轮壳体4之间。
[0075] 此时,由于碟形弹簧17发挥从弹性变形的状态弹性复原的弹性复原力,所以可动部件11(固定叶片15)总是被碟形弹簧17向涡轮壳体4侧推压。因而,固定叶片15的叶片体14的前端总是被压接在涡轮壳体4的对置前面上,由此叶片体14的侧空隙为零。
[0076] 由此,在本实施方式的固定叶片式涡轮增压器中,能够防止排气(流体)从侧空隙漏出,由此能够大幅提高涡轮效率。
[0077] 此外,通过将推压机构16用碟形弹簧17构成,能够同时防止如上述那样排气向可动部件11的背面侧漏出。
[0078] 进而,通过可动部件11兼作为遮热板,通过该可动部件11能够抑制热从涡轮壳体4侧向轴承壳体1侧传递。
[0079] 另外,在本实施方式的固定叶片式涡轮增压器中,对在轴承壳体1的对置前面上固定叶片体14的基端而作为固定叶片15的情况进行了说明,但也可以在涡轮壳体4侧设置固定叶片、使该叶片体的前端压接在轴承壳体1的对置前面上。即,也可以在涡轮壳体4的对置前面上固定叶片体14,通过将可动部件11向前方推压的推压机构16的作用,使叶片体14的前端压接在设在轴承壳体1的对置前面上的可动部件11的前面上。此外,固定在轴承壳体1的对置前面上的叶片体14和固定在涡轮壳体4的对置前面上的叶片体14也可以在同一个涡轮增压器中混合存在。
[0080] 图5是表示本发明的固定叶片式涡轮增压器的其他的实施方式的图,是在压缩机侧的通路中具备固定叶片的固定叶片式涡轮增压器的主要部的侧剖视图。
[0081] 该固定叶片式涡轮增压器具有支承在轴承壳体1上而与涡轮叶轮3一体旋转的压缩机叶轮25、包围压缩机叶轮25而形成的压缩机壳体26、和设在压缩机壳体26上的压缩机涡管27,在上述轴承壳体1(第1部件)与压缩机壳体26(第2部件)的相互对置的前面(以下,有简称作“对置前面”的情况)间形成有通路28,在该通路28的轴承壳体1(第1部件)侧具备固定叶片29。
[0082] 即,在本实施方式中,在轴承壳体1(第1部件)的对置前面上的与压缩机壳体26出口的通路28对应的位置上形成环状的槽部30,将在通路28侧的前面上具备叶片体32的环状(圆环状)的可动部件31可前后移动地嵌合到槽部30中,构成固定叶片29。
[0083] 在可动部件31的背面(图5的左侧面)与槽部30的底面之间配设有碟形弹簧17(推压机构16)。碟形弹簧17将可动部件31的背面推压,使叶片体32的前端压接在压缩机壳体26的对置前面上。并且,在本实施方式中,也使碟形弹簧17的外周缘17a抵接在可动部件31的背面上,使碟形弹簧17的内周缘17b抵接在轴承壳体1的槽部30的底面(对置前面)上。
[0084] 进而,在本实施方式中,碟形弹簧17(推压机构16)的外周缘17a抵接在可动部件31的背面上的部位、即推压可动部件31的部位也与图2及图4A所示的情况同样,为配置有叶片体32的径向的范围R内。
[0085] 另外,碟形弹簧17配设在形成于轴承壳体1的对置前面上的槽部30内。因此,例如通过碟形弹簧17的内周缘17b侧或外周缘17a侧卡合到槽部30的内壁面或外壁面上,进行碟形弹簧17的定位。
[0086] 因而,在该固定叶片式涡轮增压器中,也能够使叶片体32与压缩机壳体26的对置前面之间的侧空隙为零,由此,能够防止空气(流体)从侧空隙漏出而大幅提高涡轮效率。
[0087] 此外,通过将推压机构16用碟形弹簧17构成,能够同时防止如上述那样排气向可动部件31的背面侧漏出。
[0088] 另外,在本实施方式的固定叶片式涡轮增压器中,对于在轴承壳体1的对置前面上设有固定叶片29的情况进行了说明,但也可以在压缩机壳体26侧设置固定叶片、使其叶片体的前端压接在轴承壳体1的对置前面上。即,也可以在压缩机壳体26的对置前面上固定叶片体32,通过将可动部件31向后方推压的推压机构16的作用,使叶片体32的前端压接在设在轴承壳体1的对置前面上的可动部件11的前面上。此外,固定在轴承壳体1的对置前面上的叶片体32和固定在压缩机壳体26的对置前面上的叶片体32也可以在相同的涡轮增压器中混合存在。
[0089] 以上,参照附图对有关本发明的优选的实施方式进行了说明,但本发明并不限定于上述实施方式,在不脱离本发明的主旨的范围中能够基于设计要求等进行各种变更。
[0090] 例如,在上述实施方式中,通过从外侧嵌合到轴承壳体的凸部1a上、或收容到槽部30内来进行碟形弹簧17的定位。但是,例如也可以使用适当的导引部件,使用该导引部件进行碟形弹簧17的定位及固定,使碟形弹簧17对可动部件11、31的推压位置为可动部件11、31的背面的上述范围R内。
[0091] 产业上的可利用性
[0092] 如以上说明那样,根据本发明,能够提供一种能够通过简单的结构更可靠地使叶片体的侧空隙为零的固定叶片式涡轮增压器。
[0093] 附图标记说明
[0094] 1 轴承壳体(第1部件),4 涡轮壳体(第2部件),9 通路,11 可动部件,14 叶片体,15 固定叶片,16 推压机构,17 碟形弹簧(推压机构),17a 外周缘,17b 内周缘,26 压缩机壳体(第2部件),28 通路,29 固定叶片,31 可动部件,32 叶片体。
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈