具有由液压和机械弹力致动的可变涡轮喷嘴的涡轮增压器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101899997A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101899997A(43)申请公布日2010.12.01(21)申请号200910258471.1(22)申请日2009.11.23(30)优先权数据12/2767012008.11.24US(71)申请人霍尼韦尔国际公司地址美国新泽西州(72)发明人L·李C·李(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001代理人温大鹏曹若(51)Int.Cl.F01D17/16(2006.01)F02B37/22(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图6页(54)发明名称具有由液压和机械弹力致动的可变涡轮喷嘴的涡轮增压器(57)摘要本发明涉及具有由液压和机械弹力致动的可变涡轮喷嘴的涡轮增压器，其包括叶片阵列，叶片的安装角可通过连接到使叶片枢转的调和环的曲轴的转动来调节。曲轴通过致动系统转动，该致动系统由容纳在形成在中心壳体中的孔中的活塞、以及用于有选择地在活塞一侧或相对侧向孔供给加压的液压流体使得活塞在一个方向或另一方向移动的液压系统组成。活塞通过将活塞的往复运动转换为曲轴的转动运动的机械连杆连接到曲轴。弹簧布置在活塞与孔的表面之间并且在活塞上连续地向活塞的完全打开位置施加弹力。CN10897ACN101899997A权利要求书1/2页1.一种涡轮增压器，包括：连接到轴的一端并且布置在压缩机壳体中的压缩机叶轮；连接到轴的相对端并且布置在涡轮壳体中的涡轮叶轮，涡轮壳体具有用于接收来自发动机的废气的腔，以及从腔通向涡轮叶轮的喷嘴；连接在压缩机壳体和涡轮壳体之间的中心壳体；布置在喷嘴中的叶片阵列，每个叶片都能绕叶片的枢轴线枢转，叶片连接到可转动的调和环从而调和环的转动使得叶片的安装角被调整；连接到调和环的可转动的曲轴，从而曲轴的转动运动使得调和环转动；和连接到曲轴并且可操作从而转动曲轴并且因此转动用于调整叶片的安装角的调和环的致动系统，该致动系统包括：容纳在形成在中心壳体中的孔中并且在孔中在完全闭合位置、完全打开位置、以及完全闭合位置和完全打开位置间的中间位置之间往复可移动的活塞，活塞包括活塞杆；包括连接到孔的液压流体通道的液压系统，用于有选择地在活塞的一侧或相对侧向孔供给加压的液压流体，分别使得活塞向完全打开位置或向完全闭合位置移动，活塞向完全打开位置的运动对应于叶片在预定方向的枢转；将活塞杆连接到曲轴并且可操作以将活塞的往复运动转换为曲轴的转动运动的机械连杆；以及布置在活塞以及孔的表面之间的弹簧，弹簧被构造并且布置为连续地在活塞上向活塞的完全打开位置施加弹力。2.如权利要求1所述的涡轮增压器，其中弹簧的弹簧常数和结构被选择为在发动机起动期间当液压流体实质上未加压从而作用在活塞上的液压流体力实质上为零时确保弹力足够将活塞保持在与叶片的预定位置相对应的预定位置。3.如权利要求2所述的涡轮增压器，其中活塞的预定位置在完全打开和完全关闭位置的中间，在预定位置的弹力实质上与必须克服以便从预定位置进一步向完全打开位置移动活塞的总传动机构力大小相等方向相反。4.如权利要求1所述的涡轮增压器，其中机械连杆包括布置在活塞杆上的齿条以及紧固到曲轴的小齿轮，小齿轮与齿条啮合从而将活塞的往复运动转换为小齿轮的转动运动并且因此转换为曲轴的转动运动。5.如权利要求4所述的涡轮增压器，还包括用于指示叶片位置的叶片位置传感器，叶片位置传感器包括固定到曲轴的凸轮以及布置为与凸轮接合的凸轮随动件，从而曲轴的转动使得凸轮转动，继而当凸轮随动件跟随凸轮的凸轮轮廓时使得凸轮随动件改变位置，从而凸轮随动件的位置根据凸轮和曲轴的转动位置而定并且因此是叶片位置的指示，凸轮随动件通过对凸轮随动件施加随动弹簧力的随动弹簧压靠凸轮，其中由随动弹簧力引起的分力通过凸轮、小齿轮、和齿条传递至活塞。6.如权利要求5所述的涡轮增压器，其中凸轮是小齿轮的整体部分。7.如权利要求5所述的涡轮增压器，其中构造和布置了用于活塞的弹簧使得活塞上的弹力和由随动弹簧力引起的活塞上的分力在完全打开和完全闭合位置之间的活塞的中间位置处实质上彼此相抵消。8.如权利要求7所述的涡轮增压器，其中中间位置是从完全打开位置至完全闭合位置2CN101899997A权利要求书2/2页的距离的大约百分之四十至五十。9.如权利要求7所述的涡轮增压器，其中构造和布置了凸轮、凸轮随动件、以及随动弹簧从而活塞从完全闭合位置向完全打开位置的运动使得由随动弹簧力作用在活塞上的分力增加，而使得活塞上的弹力减小。3CN101899997A说明书1/5页具有由液压和机械弹力致动的可变涡轮喷嘴的涡轮增压器技术领域[0001]本发明涉及一种具有可变涡轮喷嘴的废气驱动的涡轮增压器，该可变涡轮喷嘴包括通过与叶片相连的调和环的转动而可调节安