几何形状可变的涡轮/压缩机

摘要

本发明涉及一种几何形状可变的涡轮/压缩机（1），尤其是用于机动车的内燃机的气体涡轮增压器的涡轮/压缩机，其具有一个叶片轴承环（2）、可旋转地安装在叶片轴承环（2）上导向叶片（3）和设置在导向叶片（3）表面的盖盘（4）。本发明的重点在于，至少一个导气通道（6、6’）穿过一个导向叶片（3），该导气通道（6、6’）包括至少一个位于侧面凸起（7）区域的进气口（8、8’）和一个位于朝向盖盘（4）的表面端部（5）和/或位于朝向叶片轴承环（2）的底部（9）上的排气口（10、10’、10”），并由此产生能够减小表面端部（5）和/或底部（9）上的摩擦力的气体缓冲。由此，可以影响磁滞性能和寿命。

说明书

技术领域

本发明涉及一种几何形状可变的涡轮/压缩机，尤其是用于内燃机的废气涡 轮增压器的涡轮/压缩机。本发明还涉及一种具有所述几何形状可变的涡轮/压缩 机和导向叶片的增压装置。

背景技术

增压装置是用于增加现代化设计的汽车内燃机的功率的装置，其中，在设 计为废气涡轮增压器的增压装置中，内燃机排出的气体驱动增压装置的涡轮， 并且通过涡轮来转动压缩机轮，由此，压缩机可以供应压缩增压气体到内燃机。

在已知的通常包括有可旋转地安装在叶片轴承环上的导向叶片的几何形状 可变的涡轮/压缩机中，由于作用在导向叶片上的轴向力，而在导向叶片和叶片 轴承环之间或者在导向叶片和盖盘之间产生摩擦力。这里产生的摩擦力，不仅 导致高磁滞现象和由此产生的废气涡轮增压器的难操控性，而且还削弱了几何 形状可变的涡轮/压缩机的寿命。

EP1303683B1公开了一种普通的可变的涡轮/压缩机。

发明内容

由此，本发明要解决的问题是说明一种改进的或者至少是普通类型的几何 形状可变的涡轮/压缩机的替换实施方式，其特征在于具有改进的操控性能和延 长的寿命。

根据本发明，这个问题通过独立权利要求的主题得到解决。有利的实施例 为从属权利要求的主题。

本发明基于这样一种基本构思，设置一个气垫，即用于将导向叶片轴向安 装在叶片轴承环中的空气垫，其至少可以减小导向叶片与叶片轴承环之间和/ 或导向叶片与盖盘之间的摩擦力。在此，盖盘布置在导向叶片的表面端。根据 本发明，至少一个导气通道贯穿至少一个导向叶片，该导气通道包括至少一个 位于侧面凸起区域的进气口和一个位于朝向盖盘的表面端部或位于朝向叶片轴 承环的底部上的排气口，并由此在几何形状可变的涡轮/压缩机运行期间，即导 向叶片进气过程中，产生能够减小表面端部和/或底部上的摩擦力的气体缓冲， 特别是空气缓冲。在几何形状可变的涡轮/压缩机运行期间，导向叶片通过侧面 凸起来进气，其中，一部分进气进入至少一个进气口并通过导气通道流向相应 的排气口，由此在导向叶片和叶片轴承环或盖盘之间生成减小摩擦的空气垫。 借助本发明的导向叶片，各叶片能够以一种非常简单且有效的方式形成可移动 的安装，这导致到目前为止的现有技术中的几何形状可变的涡轮/压缩机的磁滞 性能几乎消除，并且增加几何形状可变的涡轮/压缩机的寿命。

在本发明的一个有利的进一步发展的技术方案中，至少一个导向叶片包括 两个导气通道，其中一个导向布置在表面端部的排气口，另外一个导向布置在 底部的排气口。通过这两个导气通道，导向叶片与叶片轴承环之间、导向叶片 与盖盘之间都可以形成减震，这使得导向叶片在盖盘和叶片轴承环区域处的摩 擦力减小，甚至完全消除。显而易见的，两个导气通道具有一个共同的或者两 个分离的进气口，其中，在第一个例子中，导气通道由一个共同的进气口来供 气。

实际上，至少一个导向叶片在表面和/或底部具有一个小型的、带有边缘的 凹坑，其限定了气垫。所述小凹坑提供了用于接收和收集由排气口排出的气体， 其中，借助所述边缘，气体基本不会从收集空间流出，由此，导向叶片就象气 垫船一样相对于盖盘或叶片轴承环流动，并且因此优先不与后者接触

本发明的进一步有利的改进实施方式中，通过铣削、腐蚀、激光、钻孔或 刻的方法在导向叶片上生成导气通道和/或凹坑，即使前述的生产方法的计算给 出不同的生产能力，其中不同的生产方法的选择还要根据设计、生产和经济等 因素来决定。上述提及的所有生产方法可获得非常精确且经济的凹坑或导气通 道，由此一方面可以获得质量好的导向叶片，另一方面获得成本有效的导向叶 片。

本发明的进一步有利的实施方式中，至少一个导向叶片是通过锻造、铸造、 烧结或MIM（金属注射成型）的方法形成。这里的MIM方法是粉末注射模成 型的一种，其中，设置有粘合剂的金属粉末通过注射成型法进行处理。粘合剂 随后被去除，因此，可以生产数量庞大且误差非常小的复杂形状。

本发明的其他重要特征和优点可通过权利要求、附图及相应的附图说明获 得。

应该理解，上述的特征和下面说明的特征不仅可以用于提及的组合，还可 以用于其他组合或单独使用而不脱离本发明的范围。

本发明的优选实施例示出在附图中，并在下面的说明中进行更详细地解释， 其中，相同的附图标记表示相同的、相似的或功能相同的部件。

附图说明

图1a示出了具有本发明的导向叶片的几何形状可变的涡轮/压缩机；

图1b示出了本发明的导向叶片的另外一个实施例；

图2示出了图1的其他方向的视图。

具体实施方式

参考图1和图2，发明的用于机动车的内燃机的气体涡轮增压器的几何形 状可变的涡轮/压缩机1包括一个叶片轴承环2，导向叶片3安装在叶片轴承环 2上。盖盘4设置在导向叶片3的表面，为了能够更好的显示导向叶片3朝向 盖盘4的表面端部5，附图1仅示出了盖盘4的一部分。根据本发明，至少一 个导气通道6，通常为空气导向通道，贯穿至少一个导向叶片3，该导气通道包 括至少一个位于侧面凸起7区域的进气口8、8’和一个位于朝向盖盘4的表面端 部5和/或位于朝向叶片轴承环2的底部9上的排气口10、10’、10”，并由此 产生能够减小表面端部5和/或底部9上的摩擦力的气体缓冲，特别是空气缓。

显然，如图1所示的本发明的导向叶片3也可以包括两个分离的导气通道 6、6’，其中一个导气通道6导向布置在表面端部5的排气口10，另外一个导 气通道6’导向布置在底部9的排气口10’、10”。两个分离的导气通道6、6’也 可以具有一个共同的如图1所示的进气口或两个分离的进气口8、8’，其延伸至 导向叶片3的侧面凸起7的全部宽度。尤其是，这意味着小型凹坑11、11’的边 12可以在此处截断。

从附图1a可以明显看出，导向叶片3在表面5和/或底部9具有一个小型 的、带有边缘的凹坑11、11’，其在几何形状可变的涡轮/压缩机1运行期间限 定了气垫。导向叶片3的底部9设置有两个相互分离的凹坑11、11’，其都是通 过导气通道6’来供应气体或空气。显然，在该例中，两个凹坑11、11’可以连续 地形成。小凹坑11、11’可延伸过导向叶片3的全部长度或部分长度。

附图1b示出了一个导向叶片，其中，进气口8、8’朝向表面5或底部9。 在该导向叶片3中，导气通道6、6’和排气口10、10’同时由凹坑11、11’形成。 在此例中，进气口8、8’截断凹坑11、11’的边12。在此例中，导气通道6、6’ 设计为开口通道。

导气通道6、6’和/或凹坑11、11’可通过铣削、腐蚀、激光、钻孔或刻的方 法生产，所列的这些生产方法告诉我们可以选择多么灵活的生产方法。至少一 个进气口8、8’和相应的排气口10、10’、10”可以是尖角形截面（参见附图2）、 椭圆形截面或圆形截面。导向叶片3可通过锻造、铸造、烧结或粉末注射成型， 尤其是金属注射成型（MIM）的方法形成。

通过本发明的导向叶片3，可将表面5和/或底部9流出的气体形成气垫， 其使导向叶片3相对于轴承环2和盖盘4安装在一个气垫上，并由此阻止了导 向叶片3与轴承环2或盖盘4的直接接触。该实施例中的减震减小了磁滞现象， 并显著增加了寿命。