CN112789400A - 可变容量型增压器 - Google Patents
可变容量型增压器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112789400A CN112789400A CN201980064786.4A CN201980064786A CN112789400A CN 112789400 A CN112789400 A CN 112789400A CN 201980064786 A CN201980064786 A CN 201980064786A CN 112789400 A CN112789400 A CN 112789400A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cover member
- cylindrical portion
- plate
- turbine housing
- flow path
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 60
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 7
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
- F01D17/10—Final actuators
- F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
- F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
- F01D17/16—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
- F01D17/165—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes for radial flow, i.e. the vanes turning around axes which are essentially parallel to the rotor centre line
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
- F02C6/04—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
- F02C6/10—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output supplying working fluid to a user, e.g. a chemical process, which returns working fluid to a turbine of the plant
- F02C6/12—Turbochargers, i.e. plants for augmenting mechanical power output of internal-combustion piston engines by increase of charge pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/24—Control of the pumps by using pumps or turbines with adjustable guide vanes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2220/00—Application
- F05D2220/40—Application in turbochargers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/10—Stators
- F05D2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
- F05D2240/128—Nozzles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2250/00—Geometry
- F05D2250/90—Variable geometry
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Supercharger (AREA)
Abstract
可变容量型增压器具备:涡轮壳体,其包括涡旋流路、具有与涡轮叶轮的叶片相对的护罩面的圆筒部、以及排出气体流出流路;可变容量机构,其安装于涡轮壳体,并且包括相互相对的第一板和第二板和配置于第一板与第二板之间的多个可变喷嘴翼;以及罩部件,其配置于圆筒部的径向外侧并在轴向上与第二板相对,形成涡旋流路的一部分。罩部件以在罩部件与第二板之间形成有间隙的方式安装于涡轮壳体。
Description
技术领域
本公开涉及可变容量型增压器。
背景技术
作为可变容量型增压器,公知有专利文献1~4中记载的技术。例如,专利文献1中记载的增压器的涡轮具备可变喷嘴单元(可变容量机构)。在将涡旋流路与涡轮叶轮连接的气体流路设置有多个可动的喷嘴叶片(可变喷嘴翼)。通过这些多个喷嘴叶片转动来调整气体流路的截面积。可变喷嘴单元具有第一喷嘴环和第二喷嘴环。在这些第一喷嘴环与第二喷嘴环之间配置有多个喷嘴叶片。第二喷嘴环面对涡旋流路,第二喷嘴环形成涡旋流路的内壁的一部分。
在专利文献2记载的增压器中,在可变喷嘴机构的第二喷嘴板与涡旋室之间配置有遮挡板。遮挡板的外周部与第二喷嘴板的凸缘部的台阶部相接。在专利文献3记载的增压器中,在涡轮外壳的内周部安装有构成涡旋的内表面的一部分的嵌入护罩。可变喷嘴机构的喷嘴板支承于该嵌入护罩的内部。在专利文献4记载的增压器中,喷嘴机构的喷嘴板主体设置在第一中间板与第二中间板之间。在喷嘴板主体与第一中间板之间形成有第一喷嘴空间,在喷嘴板主体与第二中间板之间形成有第二喷嘴空间。
专利文献1:国际公开第2016/199600号
专利文献2:日本特开2017-145770号公报
专利文献3:日本特开2008-215083号公报
专利文献4:日本特开2017-180093号公报
在专利文献1记载的增压器中,能够将覆盖面对涡旋流路的第二喷嘴环的侧面的壁部认为是具有涡轮壳体的构造。在该构造中,作为涡轮壳体的一部分的壁部与第二喷嘴环在轴向上相对。该壁部在涡旋流路内在径向上突出而形成涡旋流路的内壁的一部分。用于成型那样的涡轮壳体(涡旋流路)的模心具有用于该壁部的复杂的形状。因此在制造该模心时,需要底切或者放置模心(placed core)。这会导致制造成本的增大。
发明内容
本公开说明能够将用于成型涡轮壳体的模心的形状简化的可变容量型增压器。
本公开的一个方式的可变容量型增压器具备:涡轮叶轮,其包括多个叶片;涡轮壳体,其收纳涡轮叶轮,并且包括:涡旋流路、具有与涡轮叶轮的叶片相对的护罩面的圆筒部、以及排出气体流出流路;可变容量机构,其安装于涡轮壳体,并且包括:相互相对的第一板和第二板、和配置于第一板与第二板之间的多个可变喷嘴翼,第二板配置于比第一板靠近排出气体流出流路的位置;以及罩部件,其配置于圆筒部的径向外侧并在轴向上与第二板相对而形成涡旋流路的一部分,并且包括:沿着涡轮壳体的圆筒部配置的内周端、和配置于涡旋流路内的外周端,罩部件以在罩部件与第二板之间形成有间隙的方式安装于涡轮壳体。
根据本公开的一个方式,将用于成型涡轮壳体的模心的形状简化。涡轮壳体的一部分置换为罩部件的该构造抑制制造成本的增大。进而,确保罩部件的轴向两侧的压力平衡(压力均衡)。
附图说明
图1是本公开的一个实施方式的可变容量型增压器的剖视图。
图2是图1的局部放大图。
图3是将图1的可变容量型增压器的涡轮与轴线垂直地截断后的剖视图,并且是示意地表示涡旋流路的形状的图。
图4是从基底面(第一端面)侧观察并示出罩部件的立体图。
图5是从第二端面侧观察并示出罩部件的立体图。
图6是罩部件的主视图。
图7是沿着图6的VII-VII线的剖视图。
具体实施方式
本公开的一个方式的可变容量型增压器具备:涡轮叶轮,其包括多个叶片;涡轮壳体,其收纳涡轮叶轮,并且包括:涡旋流路、具有与涡轮叶轮的叶片相对的护罩面的圆筒部、以及排出气体流出流路;可变容量机构,其安装于涡轮壳体,并且包括:相互相对的第一板和第二板、和配置于第一板与第二板之间的多个可变喷嘴翼,第二板配置于比第一板靠近排出气体流出流路的位置;以及罩部件,其配置于圆筒部的径向外侧并在轴向上与第二板相对而形成涡旋流路的一部分,并且包括:沿着涡轮壳体的圆筒部配置的内周端、和配置于涡旋流路内的外周端,罩部件以在罩部件与第二板之间形成有间隙的方式安装于涡轮壳体。
根据该可变容量型增压器,安装于涡轮壳体的罩部件在轴向上与第二板相对。该罩部件形成涡旋流路的一部分。涡旋流路的一部分由与涡轮壳体分体的部件形成,因此简化涡轮壳体的形状。特别是具有护罩面的圆筒部不向径向的外侧伸出,不具有专利文献1记载的涡轮壳体那样的壁部。因此,将用于成型涡轮壳体(涡旋流路)的模心的形状简化。在制造该模心时,不需要底切或者放置模心。涡轮壳体的一部分(具有复杂的形状的部分)置换为罩部件的该构造能够抑制制造成本的增大。另外,在罩部件与第二板之间形成有间隙。该构造使间隙与涡旋流路连通。因此对于罩部件而言,并非仅对涡旋流路侧施加较高的压力,而是对第二板侧也施加一些压力。其结果,确保罩部件的轴向两侧的压力平衡(压力均衡)。
在几个方式中,罩部件的外周端的直径与第二板的直径相等或者大于第二板的直径。在该情况下,罩部件能够完全覆盖第二板。
在几个方式中,涡轮壳体包括筒状部,该筒状部以与圆筒部在轴向上连续的方式形成,在外周侧形成涡旋流路的另外的一部分并且在内周侧形成涡轮叶轮的下游侧的排出气体流出流路,筒状部包括以与第二板相对的方式形成的环状的阶梯面,罩部件包括环状的基底面,该环状的基底面在内周端与外周端之间延伸而形成轴向的第一端面,并且与筒状部的阶梯面抵接的。在该情况下,在罩部件的轴向的第一端面形成基底面,基底面与涡轮壳体的阶梯面抵接。基底面被作为就位面而提供,罩部件的安装状态(姿势)稳定。
在几个方式中,罩部件的第二端面朝向第二板开放,该第二端面位于与基底面在轴向的相反侧。在该情况下,罩部件实现轻型化。即,内部为中空,并且第二端面开放的杯形状的罩部件有助于增压器整体的轻型化。
在几个方式中,罩部件包括:具有比罩部件的外周端的直径小的外径的基底面、和形成于外周端与基底面之间且面对涡旋流路的斜面部。在该情况下,罩部件包括作为就位面的基底面和面对涡旋流路的斜面部,因此能够任意地调整涡旋流路的形状。
在几个方式中,罩部件的基底面的外径,在周向上恒定,并且至少在周向的一部分与涡轮壳体的筒状部的阶梯面的外周相等,斜面部在周向的至少一部分处,与形成涡旋流路的另外的一部分的筒状部的第一外周面平滑地连续。在该情况下,罩部件具有对称的形状,因此罩部件的制造容易。另外在周向的一部分处,在涡轮壳体与罩部件之间没有阶梯差,因此气体顺畅地流动。
在几个方式中,罩部件的基底面的外径,在周向上变化,并且在周向的大致整个区域内与涡轮壳体的筒状部的阶梯面的外周相等,斜面部在周向的大致整个区域内与形成涡旋流路的另外的一部分的筒状部的外周面平滑地连续。在该情况下,在周向的大致整个区域内,在涡轮壳体与罩部件之间没有阶梯差,因此气体顺畅地流动。
在几个方式中,罩部件包括沿着涡轮壳体的圆筒部形成且具有内周端的内筒部,内筒部嵌入圆筒部的第二外周面,从而安装于涡轮壳体。在该情况下,罩部件的安装状态(姿势)进一步稳定。
以下,一边参照附图、一边对本公开的实施方式进行说明。另外,在附图的说明中对相同要素标注相同附图标记,并省略重复的说明。
图1表示的可变容量型增压器1例如应用于船舶、车辆的内燃机中。如图1所示,可变容量型增压器1具备涡轮2和压缩机3。涡轮2具备:涡轮壳体4和收纳于涡轮壳体4的涡轮叶轮6。涡轮壳体4包括在涡轮叶轮6的周围沿周向延伸的涡旋流路16。压缩机3具备压缩机壳体5和收纳于压缩机壳体5的压缩机叶轮7。压缩机壳体5包括在压缩机叶轮7的周围沿周向延伸的涡旋流路17。
涡轮叶轮6设置于旋转轴14的第一端,压缩机叶轮7设置于旋转轴14的第二端。在涡轮壳体4与压缩机壳体5之间设置有轴承壳体13。旋转轴14经由轴承15以能够旋转的方式支承于轴承壳体13,旋转轴14、涡轮叶轮6以及压缩机叶轮7作为一体的旋转体12而绕旋转轴线H旋转。
在涡轮壳体4设置有排出气体流入口8(参照图3)和排出气体流出流路10。从内燃机(未图示)排出的排出气体通过排出气体流入口而流入涡轮壳体4内,并通过涡旋流路16而流入涡轮叶轮6,使涡轮叶轮6旋转。之后,排出气体通过排出气体流出流路10向涡轮壳体4外流出。
在压缩机壳体5设置有吸入口9和排出口(未图示)。若如上述那样涡轮叶轮6旋转,则压缩机叶轮7经由旋转轴14进行旋转。旋转的压缩机叶轮7通过吸入口9将外部的空气吸入、进行压缩,并通过涡旋流路17从排出口排出。从排出口排出的压缩空气向上述内燃机供给。
接着,对涡轮2进行更详细地说明。涡轮2是可变容量型涡轮,在将涡旋流路16与涡轮叶轮6连接的气体流入路21设置有多个可变喷嘴翼23。多个可变喷嘴翼23配置于以旋转轴线H为中心的圆周上,各个可变喷嘴翼23绕与旋转轴线H平行的转动轴线转动。气体流入路21使从涡旋流路16流入涡轮叶轮6的气体通过。如上述的那样,可变喷嘴翼23转动,从而根据导入涡轮2的排出气体的流量,将气体流路的截面积(喷口面积)调整为最佳。
如上述的那样,作为用于使可变喷嘴翼23转动的驱动机构,涡轮2具备可变喷嘴单元(可变容量机构)25。可变喷嘴单元25配置在涡轮壳体4和与涡轮壳体4接合的轴承壳体13之间。可变喷嘴单元25安装于涡轮壳体4。可变喷嘴单元25例如被涡轮壳体4与轴承壳体13夹入而被固定。
以下,对可变喷嘴单元25进行说明。在以下的说明中,在仅说“轴向”或者“轴线方向”、“径向”、“周向”等时,分别是指涡轮叶轮6的旋转轴线H方向、以旋转轴线H为基准的径向以及周向。另外,存在在旋转轴线H方向上,将接近涡轮2的一侧简称为“涡轮侧”,将接近压缩机3的一侧简称为“压缩机侧”的情况。
可变喷嘴单元25具有:相互相对的第一喷嘴环(第一板)31和第二喷嘴环(第二板)32、配置在第一喷嘴环31与第二喷嘴环32之间的多个可变喷嘴翼23。第一喷嘴环31和第二喷嘴环32分别呈以旋转轴线H为中心的圆环状,且配置为包围涡轮叶轮6。即,第一喷嘴环31和第二喷嘴环32绕旋转轴线H配置。被第一喷嘴环31和第二喷嘴环32夹着的区域构成上述的气体流入路21。第二喷嘴环32配置于比第一喷嘴环31靠近排出气体流出流路10的位置。换言之,第二喷嘴环32配置于比第一喷嘴环31远离轴承壳体13的一侧。各可变喷嘴翼23的转动轴23a以能够旋转的方式插通于第一喷嘴环31的轴承孔。第一喷嘴环31例如悬臂地轴支承各可变喷嘴翼23。
在第一喷嘴环31的压缩机侧(与可变喷嘴单元25相反的一侧)固定有圆环板状的支撑环41,此外在支撑环41的压缩机侧固定有呈环状的驱动环支撑部件(未图示)。在第一喷嘴环31、第二喷嘴环32、支撑环41以及驱动环支撑部件43分别各设置有多个(例如三个)销孔。这些销孔排列为一列,在这些销孔中插通有连结销35,因此第一喷嘴环31、第二喷嘴环32、支撑环41以及驱动环支撑部件43相互连结。
支撑环41和驱动环支撑部件43通过连结销35的压缩机侧的部分而相对于第一喷嘴环31双铆接。另外,在连结销35的涡轮侧的部分设置有用于分别对第一喷嘴环31和第二喷嘴环32定位的两个凸缘部,两个凸缘部之间的尺寸被高精度地制成,从而确保气体流入路21的轴线方向的尺寸精度。在驱动环支撑部件43安装有驱动环28,从而将驱动环28以能够绕旋转轴线H转动的方式支承。
驱动环28是传递从外部输入的可变喷嘴翼23的驱动力的部件,例如由金属材料以一个部件形成。驱动环28呈在以旋转轴线H为中心的圆周上延伸的环状,且接受来自外部的驱动力而绕旋转轴线H转动。杆部件29分别安装于各可变喷嘴翼23的转动轴23a,且在驱动环28的内侧在圆周上以等间隔配置。
这样的可变喷嘴单元25中由第一喷嘴环31、第二喷嘴环32、支撑环41以及连结销35构成的部分,固定于涡轮壳体4,并将多个可变喷嘴翼23轴支承为能够转动。
以下,参照图1和图2对可变喷嘴单元25、涡轮壳体4以及它们周边的构造进行说明。如图2所示,涡轮叶轮6包括安装于旋转轴14的第一端的毂6a、和以从毂6a上突出的方式形成的多个叶片6b。多个叶片6b例如具有相同的形状和大小并且沿周向以等间隔配置。
如图1和图2所示,涡轮壳体4包括:具有与涡轮叶轮6的多个叶片6b相对的护罩面46a的圆筒部46、和以与圆筒部46在轴向上连续的方式形成的筒状部44。筒状部44形成于圆筒部46的与可变喷嘴单元25相反的一侧(与压缩机3相反的一侧)。即,圆筒部46配置于比筒状部44靠近第一喷嘴环31的位置。
筒状部44在内周侧形成涡轮叶轮6的下游侧的排出气体流出流路10。筒状部44在外周侧包括第一外周面44b。该第一外周面44b形成涡旋流路16的一部分(由涡轮壳体4形成的另外的一部分)。圆筒部46在内周侧包括护罩面46a,在外周侧包括第二外周面46b。第二外周面46b相对于罩部件50的内筒部52和第二喷嘴环32的内周面在径向上相对。筒状部44的径向的厚度在周向的大部分大于圆筒部46的径向的厚度。
在本实施方式中,圆筒部46不具有沿径向突出的部分。圆筒部46的第二外周面46b例如是具有恒定的直径的圆筒面。或者,圆筒部46的第二外周面46b的直径也可以随着朝向其前端(即靠近压缩机3)而稍稍缩小。
可变容量型增压器1具备配置于圆筒部46的径向外侧且形成涡旋流路16的一部分的圆板状的罩部件50。该罩部件50与涡轮壳体4分体设置。罩部件50例如为金属制。罩部件50例如为不锈钢制(例如SUS316等)。罩部件50例如也可以对排出气体的温度(作为一个例子为850~980℃)具备耐热性。罩部件50例如也可以对排出气体的成分具备耐腐蚀性。罩部件50由与涡轮壳体4不同的材料构成。罩部件50例如通过公知的钣金加工来成型。罩部件50例如通过冲压加工或者拉深加工等来成型。
罩部件50在轴向上与第二喷嘴环32相对。罩部件50覆盖第二喷嘴环32的侧面(位于与同第一喷嘴环31相对的侧面相反处的侧面)。罩部件50的直径与第二喷嘴环32的直径大致相等。更详细而言,环状的罩部件50包括沿着涡轮壳体4的圆筒部46配置的内周端54、和配置于涡旋流路16内的外周端56。例如,罩部件50的外周端56的直径是恒定的。罩部件50的外周端56的直径与第二喷嘴环32的直径相等。
罩部件50在轴向上包括第一端面P1和第二端面P2(参照图7)。第一端面P1与涡轮壳体4的筒状部44相对,第二端面P2与第二喷嘴环32相对。罩部件50包括在内周端54与外周端56之间延伸且形成第一端面P1的基底面51。基底面51例如呈具有与旋转轴线H正交的平坦的表面的圆环状。罩部件50的基底面51具有比外周端56的直径小的外径。如图2、图4~图7所示,罩部件50包括在外周端56与基底面51之间形成且面对涡旋流路16的斜面部53。罩部件50还包括沿着涡轮壳体4的圆筒部46形成且具有上述内周端54的内筒部52。内筒部52呈具有恒定的内径的圆筒状。而且,对于罩部件50而言,其内筒部52嵌入涡轮壳体4的圆筒部46的第二外周面46b,从而安装于涡轮壳体4。罩部件50例如通过压入而安装于涡轮壳体4。
另一方面,涡轮壳体4的筒状部44包括以与第二喷嘴环32相对的方式形成的环状的阶梯面44a。该阶梯面44a例如呈与旋转轴线H正交的平坦的圆环状。罩部件50的基底面51与该筒状部44的阶梯面44a抵接。平坦的基底面51例如相对于阶梯面44a以平面状抵接。由此,罩部件50的位置也可以被决定。
如图2、图5以及图7所示,罩部件50的位于与基底面51在轴向的相反侧的第二端面P2,朝向第二喷嘴环32开放。换言之,罩部件50呈朝向第二喷嘴环32开放的杯形状。这样的罩部件50形成涡旋流路16的一部分,并且有助于涡轮壳体4的轻型化。也能够实现罩部件50的轻型化,因此罩部件50有助于可变容量型增压器1整体的轻型化。
罩部件50与可变喷嘴单元25的第二喷嘴环32不相接。换言之,罩部件50在轴向上与可变喷嘴单元25隔离。更具体而言,如图2所示,罩部件50以在罩部件50与第二喷嘴环32之间形成间隙S的方式安装于涡轮壳体4。在罩部件50的开放的第二端面P2与在轴向上和第二端面P2相对的第二喷嘴环32之间形成有例如在轴向上具有恒定的厚度的间隙S即空间。这样,罩部件50允许在涡旋流路16流动的排出气体流入间隙S内(但是间隙S并非排出气体的流路)。
此外更详细而言,如图2、图4以及图7所示,罩部件50的基底面51的外径(外周缘51a的位置)在周向上恒定,与涡轮壳体4的筒状部44的阶梯面44a的外周至少在周向的一部分处相等。斜面部53在周向的该一部分处与形成涡旋流路16的一部分(由涡轮壳体4形成的另外的一部分)的筒状部44的第一外周面44b以没有阶梯差的方式平滑地连续。该位置关系和形状,例如由图2中表示的上下一对外周缘51a和斜面部53中的、比旋转轴线H靠上的外周缘51a和斜面部53来表示。例如,如图3所示,关于旋转轴线H在与形成有舌部22的位置相反侧的一部分A1处,基底面51的外周缘51a的位置相对于筒状部44的第一外周面44b对齐(aligned)。另外,也可以在形成有舌部22的位置处,基底面51的外周缘51a的位置相对于筒状部44的第一外周面44b对齐。也可以在与这些位置不同的周向的其他一个或多个位置处,基底面51的外周缘51a的位置相对于筒状部44的第一外周面44b对齐。另外,基底面51的外周缘51a也可以以沿着图3中用假想线表示的非圆形(非对称的形状)L的方式形成。
如图7所示,斜面部53包括与基底面51的外周缘51a连接的凹部53a、和与斜面部53的外周连接的凸部53c。斜面部53在凹部53a与凸部53c之间具有拐点53b。斜面部53的端面53d也可以以比内筒部52的端面52a靠近第二喷嘴环32的方式突出。换言之,内筒部52的端面52a也可以比斜面部53的端面53d向罩部件50的内侧缩进。斜面部53的圆环状的端面53d也可以以位于一个假想平面上的方式形成。该假想平面相当于上述的第二端面P2,例如与第二喷嘴环32的侧面(位于与和第一喷嘴环31相对的侧面相反处的侧面)平行。
如图2所示,在第二喷嘴环32的内周面与圆筒部46的第二外周面46b之间安装有例如C字状的密封部件60。该密封部件60也可以具有沿轴向朝向间隙S开放的形状。密封部件60相对于圆筒部46和第二喷嘴环32施加径向的作用力。
在组装可变容量型增压器1时,首先对涡轮壳体4安装罩部件50。对一体化的涡轮壳体4和罩部件50安装嵌入有密封部件60的可变喷嘴单元25。
根据该可变容量型增压器1,安装于涡轮壳体4的罩部件50与第二喷嘴环32在轴向上相对。该罩部件50形成涡旋流路16的一部分。涡旋流路16的一部分由与涡轮壳体4分体的部件形成,因此简化涡轮壳体4的形状。特别是具有护罩面46a的圆筒部46不向径向的外侧伸出,不具有上述专利文献1记载的涡轮壳体那样的壁部。因此将用于成型涡轮壳体4(涡旋流路16)的模心的形状简化。在制造该模心时,不需要底切或者放置模心。对于涡轮壳体4的一部分(具有复杂的形状的部分)而言,置换为罩部件50的该构造,抑制制造成本的增大。另外,在罩部件50与第二喷嘴环32之间形成有间隙S。该构造使间隙S与涡旋流路16连通。由此,针对罩部件50而言,并非仅对涡旋流路16侧施加较高的压力,而是对第二喷嘴环32侧也施加一些压力。其结果,确保罩部件50的轴向两侧的压力平衡(压力均衡)。另外,无需配合第二喷嘴环32的每个外径而专门设计涡轮壳体4。无需准备多个材料模具,而仅调整罩部件50的形状即可。
罩部件50的外周端56的直径与第二喷嘴环32的直径相等,因此罩部件50能够完全覆盖第二喷嘴环32。第二喷嘴环32优选用钣金(冲压)来制作。但是冲压中存在形状的自由度减少的趋势。另一方面在流体性能上,形状的自由度越高越能设计损失较少的形状。因此利用与厚板压机相比形状的自由度高的薄板罩来覆盖第二喷嘴环32的整个面,由此能够设计损失较少的涡旋流路。
在罩部件30的轴向的第一端面P1形成有基底面51,基底面51与涡轮壳体4的阶梯面44a抵接。基底面51被作为就位面而提供,罩部件50的安装状态(姿势)稳定。
第二端面P2朝向第二喷嘴环32开放的罩部件50实现轻型化。即,内部为中空的杯形状的罩部件50有助于增压器整体的轻型化。
罩部件50包括:作为就位面的基底面51、和面对涡旋流路16的斜面部53,因此能够通过变更斜面部53的形状,从而任意地调整涡旋流路16的形状。
罩部件50具有对称的形状,因此罩部件50的制造容易。另外在周向的一部分处在涡轮壳体4与罩部件50之间没有阶梯差,因此气体顺畅地流动。
罩部件50的内筒部52嵌入圆筒部46的第二外周面46b,因此罩部件50的安装状态(姿势)进一步稳定。
以上,对本公开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。例如,罩部件50的基底面51的外径(外周缘51a的位置)也可以在周向上变化。即,基底面51也可以不是对称的形状。在该情况下,罩部件50的基底面51的外径也可以在周向的大致整个区域内与涡轮壳体4的筒状部44的第一外周面44b相等。罩部件50的斜面部53也可以在周向的大致整个区域内与形成涡旋流路16的一部分(由涡轮壳体4形成的另外的一部分)的筒状部44的第一外周面44b以没有阶梯差的方式平滑地连续。在该情况下,在周向的大致整个区域内,在涡轮壳体4与罩部件50之间没有阶梯差,因此气体顺畅地流动。
罩部件50的基底面51的外径(外周缘51a的位置)也可以在周向的大致整个区域内与涡轮壳体4的筒状部44的第一外周面44b不相等。即,在周向的大致整个域区内,基底面51的外周缘51a也可以比第一外周面44b向径向外侧突出、或比第一外周面44b向径向内侧缩进。
在罩部件50的基底面51或者斜面部53也可以形成有一个或多个孔部。对于罩部件50而言,流体密封不是目的。例如在罩部件50也可以形成具有2~3mm左右直径的多个孔部。该情况下的孔部的大小,例如是板厚的2倍以上,并且也可以是斜面部53的径向长度的三分之一以下。
另外,对于罩部件50而言,其内筒部52也可以不压入圆筒部46。对于罩部件50而言,其内筒部52等也可以通过搭扣配合安装于圆筒部46。罩部件50的内筒部52或基底面51的一部分也可以相对于涡轮壳体4焊接。罩部件50也可以通过作为公知的技术的电磁成型而安装于涡轮壳体4。用于将罩部件50安装于涡轮壳体4的构造,也可以是其他构造。在罩部件50也可以不形成内筒部52。
罩部件50的斜面部53也可以具有与上述实施方式的斜面部53不同的结构。斜面部53也可以是相当于圆锥面的一部分的斜面。在该情况下,在相当于图1、图2、图7的各截面中,斜面部53不弯曲而是直线状。在罩部件50也可以不形成斜面部53。
罩部件50的第二端面P2也可以不开放。在罩部件50的第二端面P2也可以设置壁部。另外,也可以不形成基底面51,并且罩部件50的第一端面P1开放。罩部件50也可以由单一的平板(环状的圆板)构成。在罩部件50的第二端面P2与第二喷嘴环32之间形成的间隙S的轴向厚度也可以(并非恒定)在周向上变化。
罩部件50的基底面51也可以不与筒状部44的阶梯面44a抵接。罩部件50的外周端56的直径可以大于第二喷嘴环32的直径,也可以小于第二喷嘴环32的直径。即便在罩部件50的外周端56的直径大于第二喷嘴环32的直径的情况下,罩部件50的外周端56也在轴向上相对于第二喷嘴环32的侧面(位于与和第一喷嘴环31相对的侧面相反处的侧面)分离。罩部件50的外周端56不延伸至在径向上与第二喷嘴环32的外周部相对的位置。罩部件50与圆筒部46(第二外周面46b)之间的密封部件60也可以不是C字状而呈其他形状。密封部件也可以省略。在省略密封部件的情况下,在第二喷嘴环32的内周面与圆筒部46的第二外周面46b之间形成间隙。
在上述实施方式中,对罩部件50是板金形状的情况进行了说明,但并不限定于此。罩部件50例如也可以是机械加工件。
罩部件50与涡轮壳体4的边界面也可以比上述实施方式向排出气体流出流路10侧(即与压缩机3相反的一侧)移动。在该情况下,罩部件50占有的容积进一步增大,涡轮壳体4的区域变小。例如,该边界面也可以在轴向上位于比涡轮叶轮6的叶片6b的后缘靠出口侧的位置。换言之,涡旋流路16的内周侧的壁面形状的大部分(一半以上)也可以由罩部件50形成。通过使罩部件50相对于涡轮壳体4形成至更深的位置,由此能够实现进一步的轻型化。
根据本公开的几个方式,能够将用于成型涡轮壳体的模心的形状简化。涡轮壳体的一部分置换为罩部件的该构造,能够抑制制造成本的增大。此外确保罩部件的轴向两侧的压力平衡(压力均衡)。
附图标记说明
1…可变容量型增压器;2…涡轮;3…压缩机;4…涡轮壳体;6…涡轮叶轮;6b…叶片;7…压缩机叶轮;10…排出气体流出流路;13…轴承壳体;14…旋转轴;16…涡旋流路;21…气体流入路;23…可变喷嘴翼;25…可变喷嘴单元(可变容量机构);31…第一喷嘴环(第一板);32…第二喷嘴环(第二板);44…筒状部;44a…阶梯面;44b…第一外周面;46…圆筒部;46a…护罩面;46b…第二外周面;50…罩部件;51…基底面;51a…外周缘;52…内筒部;53…斜面部;54…内周端;56…外周端;H…旋转轴线;P1…第一端面;P2…第二端面;S…间隙。
Claims (8)
1.一种可变容量型增压器,其特征在于,具备:
涡轮叶轮,其包括多个叶片;
涡轮壳体,其收纳所述涡轮叶轮,并且包括:涡旋流路、具有与所述涡轮叶轮的所述叶片相对的护罩面的圆筒部、以及排出气体流出流路;
可变容量机构,其安装于所述涡轮壳体,并且包括:相互相对的第一板和第二板、和配置于所述第一板与所述第二板之间的多个可变喷嘴翼,所述第二板配置于比所述第一板靠近所述排出气体流出流路的位置;以及
罩部件,其配置于所述圆筒部的径向外侧并在轴向上与所述第二板相对而形成所述涡旋流路的一部分,并且包括:沿着所述涡轮壳体的所述圆筒部配置的内周端、和配置于所述涡旋流路内的外周端,
所述罩部件以在所述罩部件与所述第二板之间形成有间隙的方式安装于所述涡轮壳体。
2.根据权利要求1所述的可变容量型增压器,其特征在于,
所述罩部件的所述外周端的直径与所述第二板的直径相等或者大于所述第二板的直径。
3.根据权利要求1或2所述的可变容量型增压器,其特征在于,
所述涡轮壳体包括筒状部,该筒状部以与所述圆筒部在所述轴向上连续的方式形成,在外周侧形成所述涡旋流路的另外的一部分并且在内周侧形成所述涡轮叶轮的下游侧的所述排出气体流出流路,所述筒状部包括以与所述第二板相对的方式形成的环状的阶梯面,
所述罩部件包括环状的基底面,该环状的基底面在所述内周端与所述外周端之间延伸而形成所述轴向的第一端面,并且与所述筒状部的所述阶梯面抵接。
4.根据权利要求3所述的可变容量型增压器,其特征在于,
所述罩部件的第二端面朝向所述第二板开放,该第二端面位于与所述基底面在所述轴向的相反侧。
5.根据权利要求3或4所述的可变容量型增压器,其特征在于,
所述罩部件包括:具有比所述罩部件的所述外周端的直径小的外径的所述基底面、和形成于所述外周端与所述基底面之间且面对所述涡旋流路的斜面部。
6.根据权利要求5所述的可变容量型增压器,其特征在于,
所述罩部件的所述基底面的所述外径,在周向上恒定,并且至少在所述周向的一部分与所述涡轮壳体的所述筒状部的所述阶梯面的外周相等,
所述斜面部在所述周向的至少所述一部分处,与形成所述涡旋流路的所述另外的一部分的所述筒状部的第一外周面平滑地连续。
7.根据权利要求5所述的可变容量型增压器,其特征在于,
所述罩部件的所述基底面的所述外径,在周向上变化,并且在所述周向的大致整个区域内与所述涡轮壳体的所述筒状部的所述阶梯面的外周相等,
所述斜面部在所述周向的大致整个区域内与形成所述涡旋流路的所述另外的一部分的所述筒状部的外周面平滑地连续。
8.根据权利要求1~7中的任一项所述的可变容量型增压器,其特征在于,
所述罩部件包括沿着所述涡轮壳体的所述圆筒部形成且具有所述内周端的内筒部,所述内筒部嵌入所述圆筒部的第二外周面,从而安装于所述涡轮壳体。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018-196723 | 2018-10-18 | ||
JP2018196723 | 2018-10-18 | ||
PCT/JP2019/034273 WO2020079969A1 (ja) | 2018-10-18 | 2019-08-30 | 可変容量型過給機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112789400A true CN112789400A (zh) | 2021-05-11 |
CN112789400B CN112789400B (zh) | 2022-10-18 |
Family
ID=70283397
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201980064786.4A Active CN112789400B (zh) | 2018-10-18 | 2019-08-30 | 可变容量型增压器 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11459907B2 (zh) |
JP (1) | JP6992910B2 (zh) |
CN (1) | CN112789400B (zh) |
DE (1) | DE112019005210T5 (zh) |
WO (1) | WO2020079969A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7001161B2 (ja) * | 2018-07-11 | 2022-01-19 | 株式会社Ihi | 過給機 |
JP2023182873A (ja) * | 2020-11-13 | 2023-12-27 | 株式会社Ihi | 過給機 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101946069A (zh) * | 2008-02-20 | 2011-01-12 | 株式会社Ihi | 涡轮增压器 |
CN102713198A (zh) * | 2010-01-29 | 2012-10-03 | 株式会社Ihi | 涡轮增压器的密封装置 |
CN102762838A (zh) * | 2010-02-25 | 2012-10-31 | 株式会社Ihi | 可变容量式涡轮增压器 |
JP2013002293A (ja) * | 2011-06-13 | 2013-01-07 | Ihi Corp | 可変ノズルユニット及び可変容量型過給機 |
JP2013194546A (ja) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Ihi Corp | 可変ノズルユニット及び可変容量型過給機 |
WO2016052231A1 (ja) * | 2014-10-02 | 2016-04-07 | 株式会社Ihi | 可変ノズルユニット及び可変容量型過給機 |
CN107208546A (zh) * | 2015-03-31 | 2017-09-26 | 株式会社Ihi | 可变容量型增压器 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5994127A (ja) | 1982-11-19 | 1984-05-30 | Nec Corp | バツフア制御装置 |
JPS5994127U (ja) * | 1982-12-17 | 1984-06-26 | 三菱自動車工業株式会社 | 可変ノズルを備えたタ−ボ過給機 |
JP4275081B2 (ja) * | 2005-02-10 | 2009-06-10 | 三菱重工業株式会社 | 可変容量型排気ターボ過給機のスクロール構造及びその製造方法 |
JP2008215083A (ja) | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 可変容量型排気ターボ過給機における可変ノズル機構部取付構造 |
JP5045304B2 (ja) * | 2007-08-16 | 2012-10-10 | 株式会社Ihi | ターボチャージャ |
JP5176879B2 (ja) | 2008-11-04 | 2013-04-03 | 株式会社Ihi | ターボチャージャのシール装置 |
CN107532504B (zh) * | 2015-06-09 | 2019-07-26 | 株式会社Ihi | 可变容量型增压器 |
JP6504075B2 (ja) * | 2016-02-18 | 2019-04-24 | 株式会社豊田自動織機 | 車両用ターボチャージャ |
JP2017180093A (ja) * | 2016-03-28 | 2017-10-05 | 株式会社豊田自動織機 | 車両用ターボチャージャ |
JP6638594B2 (ja) | 2016-08-09 | 2020-01-29 | 株式会社豊田自動織機 | 過給機 |
DE112018004729B4 (de) * | 2017-08-28 | 2024-10-02 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Turbolader |
US11255255B2 (en) * | 2020-04-10 | 2022-02-22 | Borgwarner Inc. | Turbocharger including a wastegate assembly |
-
2019
- 2019-08-30 DE DE112019005210.1T patent/DE112019005210T5/de active Pending
- 2019-08-30 CN CN201980064786.4A patent/CN112789400B/zh active Active
- 2019-08-30 WO PCT/JP2019/034273 patent/WO2020079969A1/ja active Application Filing
- 2019-08-30 JP JP2020552574A patent/JP6992910B2/ja active Active
-
2021
- 2021-04-14 US US17/229,865 patent/US11459907B2/en active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101946069A (zh) * | 2008-02-20 | 2011-01-12 | 株式会社Ihi | 涡轮增压器 |
CN102713198A (zh) * | 2010-01-29 | 2012-10-03 | 株式会社Ihi | 涡轮增压器的密封装置 |
CN102762838A (zh) * | 2010-02-25 | 2012-10-31 | 株式会社Ihi | 可变容量式涡轮增压器 |
US20130149129A1 (en) * | 2010-02-25 | 2013-06-13 | Ihi Corporation | Variable geometry turbocharger |
JP2013002293A (ja) * | 2011-06-13 | 2013-01-07 | Ihi Corp | 可変ノズルユニット及び可変容量型過給機 |
JP2013194546A (ja) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Ihi Corp | 可変ノズルユニット及び可変容量型過給機 |
WO2016052231A1 (ja) * | 2014-10-02 | 2016-04-07 | 株式会社Ihi | 可変ノズルユニット及び可変容量型過給機 |
CN106715863A (zh) * | 2014-10-02 | 2017-05-24 | 株式会社Ihi | 可变喷嘴单元以及可变容量型增压器 |
CN107208546A (zh) * | 2015-03-31 | 2017-09-26 | 株式会社Ihi | 可变容量型增压器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2020079969A1 (ja) | 2021-04-30 |
JP6992910B2 (ja) | 2022-01-13 |
WO2020079969A1 (ja) | 2020-04-23 |
US11459907B2 (en) | 2022-10-04 |
CN112789400B (zh) | 2022-10-18 |
US20210231028A1 (en) | 2021-07-29 |
DE112019005210T5 (de) | 2021-07-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100754257B1 (ko) | 가변용량형 배기 터보 과급기의 스크롤 구조 및 그제조방법 | |
CN110081069B (zh) | 推力轴承的排油装置及包括其的涡轮增压器 | |
CN112789400B (zh) | 可变容量型增压器 | |
KR20160147014A (ko) | 가변 구조 터빈 조립체 | |
US11913373B2 (en) | Variable capacity turbocharger | |
EP1910686B1 (en) | Variabale geometry nozzle device | |
JP4885180B2 (ja) | 可変容量排気ガスタービン | |
CN109804148B (zh) | 可变喷嘴单元以及增压器 | |
EP3705698B1 (en) | Turbine and turbocharger | |
CN115485467A (zh) | 增压器 | |
CN108026831B (zh) | 可变喷嘴单元以及可变容量型增压器 | |
US11326514B2 (en) | Variable capacity turbocharger | |
CN111699307B (zh) | 增压器 | |
CN112074665B (zh) | 离心压缩机 | |
US11892006B2 (en) | Baffle element, diffuser plate, and seal system incorporating a baffle element and a diffuser plate | |
CN110291281B (zh) | 可变喷嘴单元的密封构造以及可变容量型增压机 | |
CN114667385A (zh) | 用于涡轮增压器护罩的防旋转销构件 | |
CN115066560A (zh) | 离心压缩机 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |