CN105221248A - 排气涡轮增压器的控制安排 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种排气涡轮增压器(1)的控制安排(9)，该控制安排具有一个调节单元(4)，该调节单元具有一个调节杆(5)，并且具有一个引导件(6)，该引导件连接至该调节杆(5)的自由端区域(8)上，其中该自由端区域(8)通过弹簧夹(10)连接至该引导件(6)上，该弹簧夹围绕该自由端区域(8)接合并且夹紧至该引导件(6)上。

Description

排气涡轮增压器的控制安排

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的一种排气涡轮增压器的控制安排。

所谓的具有高功率重量比的“小型发动机”具有增大的振动倾向，从而使得与此类发动机结合的排气涡轮增压器的部件由于振动摩擦磨损而经受剧烈负载。所述磨损还影响此类涡轮增压器的控制安排的例如用于致动废气门阀的部件。因此，用于所提出部件的、具有各种不同的表面处理的特殊材料可能达到其极限。

因此本发明的目的是提供具有权利要求1的前序部分所指明类型的一种控制安排，借助这个控制安排能够将其部件的振动摩擦磨损至少相当大地最小化。

这一目的是通过权利要求1的特征来实现的。

详细而言，所述目的是通过排气涡轮增压器的控制安排而实现的，该控制安排具有例如处于液压控制盒形式的一个调节单元，该调节单元装备有一个调节杆。该调节杆具有连接至引导件上的一个自由端区域，该引导件例如紧固至一个外杠杆上，该外杠杆可以通过控制轴连接至一个废气门瓣上。根据本发明，该调节杆的自由端区域通过弹簧夹而连接至该引导件上。在这种情况下，该弹簧夹围绕该自由端区域接合并且夹紧至该引导件上。

首先，以此方式有利地实现了该调节杆与该引导件的简化的铰接和预加载连接。借助于该弹簧预加载，能够防止在自然频率范围内的摇振噪音。

这些从属权利要求涵盖本发明的多个有利发展。

如果该弹簧夹装配有通过连接托架而彼此连接的两个相互间隔开的弹簧环，则这产生的优点是，该弹簧夹具有未分割的形状，这样使得可以通过仅使用单一安装方式而实现该调节杆与该引导件的弹性的铰接连接。这产生了以下优点：所述构造是物流上简单的，因为需要较小数量的单独部件。

此外，获得的优点是，能够以冲孔弯折方法简单生产该弹簧夹，其中这些弹簧环的外部轮廓和形状同时是预先限定的。

如果这些弹簧环的间距等于该自由端区域的材料厚度，则这产生的优点是该调节杆的末端区域的环绕式接合的无间隙安装。

如果这些弹簧环之间的间距是根据该连接托架的设计可变化的，则这产生的优点是能够根据该自由端区域的材料厚度的容许偏差进行适配。

如果这些弹簧环各自具有沿着外环的内周安排的且固定至其上的多个弹簧舌片，则这产生的优点是这些弹簧舌片例如是比具有闭合圆形轮廓的盘式弹簧更容易变形的，这样使得在安装状态下看到的上部弹簧夹、或该第一弹簧夹可以在没有达到塑性变形阈值的情况下(即，在弹性变形范围内)被夹紧至该引导件上。与此同时，在操作过程中在轴向方向上提供了弹簧预加载来消除空隙并且消除摇振噪音。

如果这些弹簧舌片从该外环以钝角突出，则这产生的优点是提供了弹簧动作和支撑表面，这些弹簧舌片从该支撑表面径向地向内延伸。

如果这些弹簧舌片是相对于彼此以均匀间距安排的，则这产生的优点是力分布均匀。

如果这些弹簧舌片是通过凹陷彼此分开的，则这产生的优点是能够获得这些弹簧元件的可变宽度，这进而产生的优点是能够在轴向方向上对弹簧刚度进行操纵。

如果这些弹簧环各自具有相同形状，则这产生的优点是在安装状态下观察时从下到上荷载或预加载是均匀的。

如果该连接托架具有与该自由端区域的外轮廓相匹配的托架轮廓，则这产生的优点是安装是节省空间的。此外，没有锋利的物体从该自由端区域突出。

在另外的特别优选的实施例中，在安装状态下观察时的下部弹簧环、或第二弹簧环被支撑在该引导件的抵靠板上，而第一或上部弹簧环夹紧至该引导件的螺栓上。这产生的优点是，在上部弹簧环已被夹紧之后，提供了轴向预加载。

此外，任选可能的是，在该连接托架上提供多个径向接片，这产生的优点是，该引导件可以额外地在其螺栓的径向方向上被弹簧加载。

最后，根据本发明的弹簧夹的材料能够设有表面涂层(优选地处于滑动涂层的形式)以便减小该弹簧夹与该自由端区域之间的摩擦，这另外导致滞后现象减小。

该弹簧夹的材料厚度优选地在从0.1mm至0.3mm、尤其0.12mm至0.18mm的范围内。

权利要求15将根据本发明的弹簧夹定义为根据本发明的控制安排的一个独立可市售的产品。

权利要求16限定了用于将调节杆安装在引导件上的方法。

本发明的进一步的细节、优点和特征可以通过参照附图从多个示例性实施例的以下说明中得出，在附图中：

图1示出了根据本发明的一个排气涡轮增压器的透视截面图示，

图2示出了根据本发明的排气涡轮增压器的调节杆的自由端区域，其中该调节杆安装于引导件上，

图3是根据本发明的弹簧夹的透视图示，并且

图4a至图4d是根据本发明的弹簧夹紧和引导件的示意性高度简化图示，以用于解释根据本发明的安装方法。

图1示出了根据本发明的排气涡轮增压器1，该排气涡轮增压器包括一个涡轮机壳体2。在涡轮机壳体2中，安排了一个涡轮机叶轮26，该涡轮机叶轮安排在增压器轴25的一端上。增压器轴25被安装在轴承壳体24中，为此目的，所述轴承壳体通常包括径向轴承安排和轴向轴承安排。另外，轴承壳体24具有供油装置30并且连接至压缩机壳体23上，在该压缩机壳体中安排了一个压缩机叶轮22。压缩机叶轮22固定至增压器轴25的另一端上。

另外，排气涡轮增压器1具有一个调节单元4作为控制安排9的一个部件。如图1所示，在该实例中调节单元4呈气动控制盒的形式，但是也可以处于电致动器的形式。

调节单元4具有包括自由端区域8的一个调节杆5。自由端区域8连接至引导件6上。引导件6固定至一个外杠杆7上，该外杠杆连接至一个控制轴31上，该控制轴被引导在涡轮机壳体2中。控制轴31以其安排在涡轮机壳体2中的末端区域32连接内杠杆33上。内杠杆33进而在其自由端处连接至废气门瓣3上，该废气门瓣借助于调节单元4的致动而可以在闭合位置(如图1所示)与打开位置之间进行枢转。在该闭合位置中，废气门瓣3关闭一个旁通开口28，在废气门瓣3的打开位置中该旁通开口将涡轮机壳体入口27连接至涡轮机壳体出口29以便可以绕过涡轮机叶轮26。

调节杆5的自由端区域8借助于弹簧夹10连接至引导件6上，该弹簧夹围绕自由端区域8接合且被夹紧至引导件6上，下文将基于图2和图3的图示进行详细描述。

图2是调节杆5的自由端区域8的放大图示。从这个图示中，可以清楚看到弹簧夹10是如何围绕该自由端区域进行接合的。

可以从图2和图3一起看到，在这些图中所展示的特别优选的实施例中，为此目的该弹簧夹具有两个间隔开的弹簧环11和12。弹簧环11和12通过一个连接托架13而彼此相连。

弹簧环11与12之间的间距A(图3所示)对应于自由端区域的材料厚度M(图2所示)，这产生的优点是说明书中所提及的自由端区域8的无空隙安装。

所述间距A有利地是根据连接托架而可变化的，这样使得能够与自由端区域8的不同轮廓和尺寸相适配。

从图3中可以看到，弹簧环11和12各自分别具有弹簧舌片11A至11F和12A至12F。这意味着，在图3所示的特别优选的实施例中，弹簧环11和12各自具有六个弹簧舌片。

弹簧舌片11A至11F和12A至12F是对应地沿着外环14和15的对应内周IU14和IU15而安排的并且被固定至其上。

在这种情况下，弹簧舌片11A至11F和12A至12F各自对应地与相关联的外环14和15围成对应的钝角α和β，所述角度各自在图3中指示出。

在图2所示的安装状态下看到的下部弹簧环12、或第二弹簧环12另外具有一个支撑内边缘21，该支撑内边缘被划分为多个支撑边缘区域，这些支撑边缘区域被指派给弹簧舌片12A至12F，即在这个实例中该支撑内边缘包括六个支撑边缘区域，因为提供了六个弹簧舌片12A至12F。

在图3所示的特别优选的实施例中，支撑边缘21或其支撑边缘区域各自与相关联的弹簧舌片12A至12F围成角度β1。在图3所示的特别优选的实施例中，所示角度β1等于角度β，这样使得支撑边缘21或其支撑边缘区域被安排成平行于外环15。

图3的图示另外清楚示出了弹簧舌片11A至11F和12A至12F各自是相对于彼此以均匀间距安排的。

在这种情况下，在图3所示的实施例中，弹簧舌片11A至11F和12A至12F各自由多个凹陷相对于彼此分开，即，在该实例中为六个凹陷，其中在各自情况下以参考号16指示第一弹簧环11的一个凹陷并且以参考号16′指示第二弹簧环12的一个凹口以代表所有凹陷。

还如图3所示，在这个实施例中，弹簧环11和12具有相同的形状。

图2示出了弹簧夹10的安装状态，在安装状态下该弹簧夹围绕自由端区域8接合并且第一弹簧环11构成了上部弹簧环，该上部弹簧环的弹簧舌片11A至11F接合至安排在引导件6与螺栓19之间的凹槽20中，该螺栓被安排在引导件6的上端上。基于图2中所选定的弹簧环11的弹簧舌片的图示，仅弹簧舌片11E是看不见的，但是所述弹簧舌片同样以与弹簧舌片11A至11F相同的方式接合至凹槽20中，如从图2的图示中可以详细看到。

图2还示出了连接托架13具有与该自由端区域8的外轮廓相匹配的托架轮廓。

图2还示出了在安装状态下下部弹簧环的第二弹簧环12通过其支撑边缘21支撑在一个支撑板18上，该支撑板被安排在引导件6上。

此外，连接托架13可以作为任选特征而具有多个径向接片，其中接片17在图2中是由虚线指示的。可以在连接托架13的相反侧上提供对应于接片17形成的一个第二接片，但是所述第二接片基于图2中所选定的图示是看不见的。

下文中，将基于图4A至图4D讨论根据本发明的安装方法：

在例如通过弯折冲孔方法已经生产弹簧夹10之后，将弹簧夹10(处于平坦状态下)通过其弹簧环12安装到连接件6上。随后，将图4A至图4D中用虚线指示的连接托架13按照图4A至图4B中所选的图示向上进行弯折，这样如可以从图4A中看到的使得第一或上部弹簧环11安排在螺栓19的上方。在这种状态下，在上部弹簧环11上施加图4A中用箭头F1和F2表示的力，使得如图4B所示，弹簧环11被推到螺栓19上，为此目的，所述螺栓优选地具有一个滑上式斜面34以利于此安装过程。如图4C和图4D所示的放大细节X所示，所述力的作用致使上部弹簧环11通过其弹簧舌片11A至11F被推入凹槽20中，其中所述上部弹簧环仅发生弹性变形，即不是塑性变形，并且可以相应地卡扣至或弹性地接合至凹槽20中。在此，弹簧环11通过弹簧舌片11A至11F各自相对于引导件6呈现小的空隙S，这样使得弹簧舌片11A至11F仅在轴向方向上起作用。

除以上书面说明外，特此明确地参考在图1至图4D中对本发明的图形展示，用于本发明的补充。

参考符号清单

1排气涡轮增压器

2涡轮机壳体

3废气门瓣

4调节单元

5调节杆

6引导件

7外杠杆

8自由端区域

9控制安排

10弹簧夹

11第一弹簧环

12第二弹簧环

11A-11F第一弹簧环的弹簧舌片

12A-12F第二弹簧环的弹簧舌片

13连接托架

14，15外圈

16，16′凹陷

17径向托架

18支撑板

19螺栓

20凹槽

21支撑边缘

22压缩机叶轮

23压缩机壳体

24轴承壳体

25增压器轴

26涡轮机叶轮

27涡轮机壳体入口

28旁通开口

29涡轮机壳体出口

30供油装置

31控制轴

32内端

33内杠杆

34滑上式斜面

IU14，IU15内周

α，β，β1角度

F1，F2力箭头

X细节

Claims (16)

1.一种排气涡轮增压器(1)的控制安排(9)，该控制安排，

-具有一个调节单元(4)，该调节单元具有一个调节杆(5)，并且

-具有一个引导件(6)，该引导件连接至该调节杆(5)的自由端区域(8)上，其中

-该自由端区域(8)通过弹簧夹(10)连接至该引导件(6)上，该弹簧夹围绕该自由端区域(8)接合且夹紧至该引导件(6)上。

2.如权利要求1所述的控制安排，其中，该弹簧夹(10)具有通过连接托架(13)而彼此连接的两个相互间隔开的弹簧环(11，12)。

3.如权利要求2所述的控制安排，其中，这些弹簧环(11，12)之间的间距(A)对应于该自由端区域(8)的材料厚度(M)。

4.如权利要求3所述的控制安排，其中，该间距(A)是根据该连接托架(13)的设计而可变化的。

5.如权利要求2至4之一所述的控制安排，其中，这些弹簧环(11，12)各自具有多个弹簧舌片(分别为11A-11F和12A-12F)，这些弹簧舌片是沿着外环(14，15)的内周(分别为IU14和IU15)安排的且被固定至其上。

6.如权利要求5所述的控制安排，其中，这些弹簧舌片(分别为11A-11F和12A-12F)从该外环(14，15)以钝角(分别为α和β)突出。

7.如权利要求5或6所述的控制安排，其中，这些弹簧舌片(分别为11A-11F；12A-12F)是相对于彼此以均匀间距安排的。

8.如权利要求5至7之一所述的控制安排，其中，这些弹簧舌片(分别为11A-11F；2A-12F)由多个凹陷(16；16′)彼此分开。

9.如权利要求5至8之一所述的控制安排，其中，这些弹簧环(11，12)具有相同的形状。

10.如权利要求2至9之一所述的控制安排，其中，该连接托架(13)具有与该自由端区域(8)的外轮廓相匹配的托架轮廓。

11.如权利要求2至10之一所述的控制安排，其中，在安装状态下这些弹簧环(11，12)中的一者(12)支撑在该引导件(6)的支撑板(18)上并且另一个弹簧环(11)夹紧至该引导件(6)的螺栓(19)上。

12.如权利要求1至11之一所述的控制安排，其中，该弹簧夹(10)具有多个径向接片(17)。

13.如权利要求1至12之一所述的控制安排，其中，该弹簧夹(10)设有表面涂层。

14.如权利要求1至13之一所述的控制安排，其中，该弹簧夹(10)的材料厚度在从0.1mm至0.3mm、尤其在0.12mm至0.18mm的范围内。

15.一种排气涡轮增压器(1)的控制安排(9)的弹簧夹(10)，其特征为权利要求2至14之一。

16.一种用于将排气涡轮增压器(1)的控制安排(9)的调节杆(5)安装在引导件(6)上的方法，该方法具有以下方法步骤：

-将该弹簧夹(10)的一个弹簧环(12)安装到该引导件(6)上；

-将该调节杆(5)的自由端区域(8)安装到该引导件(6)上；

-将连接托架(13)进行弯折，该连接托架在一端处装备有安装到该引导件(6)上的弹簧环(12)并且在另一端处装备有另外一个弹簧环(11)；

-将该另外的弹簧环(11)定位在该引导件(6)的螺栓(19)上方；

-对安排在该螺栓(19)上方的弹簧环(11)施加压力(F1，F2)；

-在该螺栓(19)的表面上移动该弹簧环(11)并且将该弹簧环(11)接合或卡扣至该螺栓(19)与该引导件(6)之间的凹槽(20)中。