一种可变几何形状涡轮增压器包括具有由一对叶片环约束的多个可旋转叶片的一个叶片组，这对叶片环通过多个销来固持在一起。每个销的一个第一末端都可以配置有一个头部。每个销都被接纳在这些叶片环中的一对对准的孔口中，使得每个销的头部都接合这些叶片环中的一个叶片环。使每个销的一个第二末端变形(例如通过轨道铆接)以使得该第二末端接合另一个叶片环。由此，一个夹紧载荷被施加到该这些叶片环上，该夹紧载荷可以控制这些叶片环之间的平行度和距离，使得这些叶片能够以最小间隙运转而不会堵塞。而且，这些销可以使这些叶片环中的叶片轴孔口相对彼此维持在正确的角位置中。这样一种叶片组构形可以减少加工时间和成本。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于叶片环组件的保持系统和方法专利
实施例总体上涉及涡轮增压器，并且更具体地讲涉及用于可变涡轮几何形状涡轮增压器的叶片组。专利技术背景涡轮增压器是一种强制进气系统。它们将空气以与在正常吸气构型中的可能情况相比更大的密度传送到发动机进气中，从而允许燃烧更多的燃料，因此在没有明显增加发动机重量的情况下提升了发动机的马力。一个更小的涡轮增压发动机取代一个更大物理尺寸的正常吸气的发动机，这将减小质量并且可以减小车辆的空气动力学的前端面积。图1示出了一种典型的可变几何形状涡轮增压器(10)。通常，涡轮增压器(10)利用来自发动机排气歧管的排气流来驱动一个涡轮机叶轮(12)，该涡轮机叶轮被定位在一个涡轮机壳体(14)中以形成一个涡轮机级(16)。由涡轮机叶轮(12)提取的能量被转换成旋转运动，该旋转运动然后驱动一个压缩机叶轮(18)，该压缩机叶轮被定位在一个压缩机盖件(20)中以形成一个压缩机级(22)。压缩机叶轮(18)抽取空气进入涡轮增压器(10)、压缩这些空气并且将该空气输送到该发动机的进气侧。可变几何形状涡轮增压器典型地使用多个可旋转叶片(24)来控制撞击涡轮机叶轮(12)的排气的质量流并且控制涡轮机级(16)的功率。这些叶片(24)因此还控制由压缩机级(22)产生的压力比。在通过使用高压排气再循环(HPEGR)技术来控制NOx的产生的发动机中，该叶片组在可变几何形状涡轮增压器中的功能还提供了一种用于控制和产生排气背压的措施。多个叶片(24)被提供在一个总体上环形的上部叶片环(UVR)(28)与一个总体上环形的下部叶片环(LVR)(30)之间。由该多个叶片(24)和这两个叶片环(28，30)构成的组件典型地被称作叶片组(26)。每个叶片(24)在从该叶片(24)的相反侧上伸出的一对相反的轴(32)上旋转，这些轴(32)在相同的中心线上。对于每个叶片(24)而言，这些轴(32)中的一个轴披定位在LVR(30)中的一个孔口(34)中，并且另一个轴(32)被定位在UVR(28)中的一个孔口(36)中。UVR(28)的角取向被设定成使得这些叶片环(28，30)中的互补孔口(34，36)与叶片(24)的这些轴(32)同心。叶片(24)围绕这两个轴(32)的中心线自由旋转，该中心线与这两个孔口(34，36)的现在建立的中心线同心。在叶片(24)的UVR侧上的每个轴(32)伸出通过UVR(28)并且被附接到一个对应的叶片臂(38)上，该叶片臂控制该叶片(24)相对于这些叶片环(28，30)的旋转位置。典型地，存在协调地控制所有这些叶片臂(38)的一个分开的协调环。这个协调环是由一个致动器来控制的，该致动器典型地接受发动机电子控制单元(ECU)的命令。这些可旋转叶片(24)、更确切地讲这些叶片(24)的颊部(40)与该上部叶片环(28)和下部叶片环(30)的内表面(29，31)之间的间隙是在控制允许撞击涡轮机叶轮(14)的排气和产生该涡轮机叶轮(14)的上游侧的背压的两个过程中效率损失的主要贡献者。希望的是使这些叶片颊部(40)与这些叶片环(28，30)的互补内表面(29，31)之间的间隙最小化，并且因此提高该叶片组(26)的效率。不幸的是，由于在涡轮机壳体(14)的热变形被传递到叶片组(26)，由这些侧间隙而导致的效率增大与叶片组(26)的磨损、卡滞、或完全堵塞的倾向成反比。所以需要按一种使热致畸变传递最小化的方式来将该叶片组(26)准确地放置和约束在涡轮机壳体(14)内。而对于叶片组(26)的内部，这些值得注意的间隙需要使得它们使效率最大化而同时使潜在的卡滞、堵塞和磨损最小化。在一些VTG中，如图2中所描述的，由多个螺栓(42)来约束LVR(30)抵靠涡轮机壳体(14)。通过用于在这些叶片环(28，30)以及放置在这些叶片环(28，30)之间的多个间隔件(46)上施加夹紧载荷的多个柱头螺栓或螺栓(44)来将UVR30和下部叶片环LVR(20)固持在一起，使得该间隔件(46)的长度确定UVR(28)与LVR(30)之间的距离、并且由此确定这些叶片(24)的颊部(40)与这些叶片环(28，30)的内表面(29，31)之间的间隙。这些螺栓或柱头螺栓(4)还用于这些叶片的轴(32)被约束于其中的孔口(34，36)的角取向。然而，这类柱头螺栓是难以紧固的，这样使得它们在经受振动、尤其是在它们处于高温(从740℃至1050℃)的情形中时不能旋松。类似地，在该温度可以从低于凝固点变化至高的燃烧状温度(从740℃至1050℃)的情形中，通过一个螺母(48)难以维持夹紧载荷，这样使得由于在夹紧载荷组中的部件的材料之间的热膨胀系数的差异而导致该螺母(48)不能变松。因此，可能会出现的情况是，一个简单的夹紧装置(即，螺母和螺栓)实际上是一个复杂的工程学问题，这通常需要这些部件使用外国的且昂贵的材料才能使得该夹紧载荷维持在上述温度范围内。代替螺栓或柱头螺栓，还已知通过多个销(未示出)来将UVR30和下部叶片环LVR(20)固持在一起，这些销在两个末端处被轨道铆接以在这些叶片环(28，30)以及放置于这些叶片环(28，30)之间的多个间隔件(46)上施加夹紧载荷。然而，轨道铆接(orbitalriveting)这些销的两个末端增加了制造时间，并且在运行过程中和高温下其保持叶片组(26)的能力是不确定的。在叶片组(26)的组装过程中，许多努力花费在确保使用了正确的部件以及施加了正确的夹紧载荷。因此，需要一种成本有效且相对快速的方式来对叶片组施加期望的夹紧载荷。专利技术概述在此，多个实施例通过使用在一个末端具有头部的多个销可以使以上问题最小化。每个销的另一个末端可以通过任何适合的工艺来使其变形，例如轨道铆接。因为这样一种安排，夹紧载荷可以被施加到这些叶片环和间隔件上。因此，可以控制叶片环轴向间距。进一步地，可以维持这些叶片环之间的角取向，这样使得这些叶片上的轴可以与它们旋转于其中的孔口同心。附图的简要说明实施例是通过举例而非限制的方式展示在这些附图中，其中类似的参考数字表示相似的部分，并且在这些附图中：图1示出了一种典型的可变几何形状涡轮增压器；图2是一种典型的叶片组的一个截面视图和一个进一步放大的视图；图3是一种叶片组的一个实例的一个截面视图；图4是该叶片组的一个视图；图5是一个用于叶片组的销的一个变形后的第二末端的实例的一个截面视图；并且图6是一个用于叶片组的销的一个变形后的第二末端的实例的一个截面视图。专利技术详细说明在此描述的安排涉及一种用于叶片环组件的保持系统和方法。在此披露了多个详细的实施例；然而，应当理解的是，这些披露的实施例仅旨在作为示例。因此，在此披露的特定结构性和功能性细节不应被解释为限制，而仅仅是作为权利要求书的基础和作为传授本领域技术人员在几乎任何适当详细的结构中以不同方式采用本文中的这些方面的代表性基础。此外，在此所用的术语和短语并不旨在限制、而是提供对可能实施方式的可理解描述。图3至图6示出了多个安排，但这些实施例并不限于所展示出的结构或应用。参见图3，在此示出了根据本专利技术配置的一个叶片组(50)的一个实例的截面视图。叶片组(50)包括一个下部叶片环(LVR)(52)和一个上部叶片环(UVR)(54)。LVR(5本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于可变几何形状涡轮增压器的叶片组(50)，该叶片组包括：一个第一叶片环(52或54)，该第一叶片环具有一个内表面(58或62)和一个外表面(56或60)，多个孔口(62或64)被提供在该第一叶片环(52或54)中；一个第二叶片环(52或54)，该第二叶片环具有一个内表面(58或62)和一个外表面(56或60)，多个孔口(62或64)被提供在该第二叶片环(52或54)中，该第一叶片环(52或54)中的该多个孔口(62或64)中的每一个孔口都基本上对准该第二叶片环(52或54)中的该多个孔口(62或64)中对应的一个孔口；多个间隔件(78)，该多个间隔件位于该第一叶片环和第二叶片环(52，54)之间以用于使它们之间维持一个距离；以及多个销(70)，每个销(70)都具有一个第一末端(72)和一个第二末端(74)，每个销(70)的第一末端(72)都具有一个头部(76)，每个销(70)都被接纳在该第一叶片环和第二叶片环(52，54)中对应的一对对准的孔口(64，66)中，使得每个销(70)的头部(76)都接合该第一叶片环(52或54)，使每个销(70)的第二末端(74)变形以使得该第二末端接合该第二叶片环(52或54)，由此一个夹紧载荷被施加到该第一叶片环和第二叶片环(52，54)以及该多个间隔件(78)上。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.03 US 61/6196241.一种用于可变几何形状涡轮增压器的叶片组(50)，该叶片组包括：一个第一叶片环(52，54)，该第一叶片环具有一个内表面(58，62)和一个外表面(56，60)，多个孔口(64，66)被提供在该第一叶片环(52，54)中；一个第二叶片环(52，54)，该第二叶片环具有一个内表面(58，62)和一个外表面(56，60)，多个孔口(64，66)被提供在该第二叶片环(52，54)中，该第一叶片环(52，54)中的该多个孔口(64，66)中的每一个孔口都基本上对准该第二叶片环(52，54)中的该多个孔口(64，66)中对应的一个孔口；多个间隔件(78)，该多个间隔件位于该第一叶片环和第二叶片环(52，54)之间以用于使它们之间维持一个距离；以及多个销(70)，每个销(70)都具有一个第一末端(72)和一个第二末端(74)，每个销(70)的第一末端(72)都具有一个头部(76)，每个销(70)都被接纳在该第一叶片环和第二叶片环(52，54)中对应的一对对准的孔口(64，66)中，使得每个销(70)的头部(76)都接合该第一叶片环(52，54)，使每个销(70)的第二末端(74)变形以使得该第二末端接合该第二叶片环(52，54)，由此一个夹紧载荷被施加到该第一叶片环和第二叶片环(52，54)以及该多个间隔件(78)上，以便降低涡轮增压器运行过程中和高温下在该叶片组上维持夹紧力的不确定性。2.根据权利要求1所述的叶片组，其中通过轨道铆接来使这些销(70)的第二末端(74)变形。3.根据权利要求1所述的叶片组，其中每个销(70)都穿过这些间隔件(78)中对应的一个间隔件。4.根据权利要求3所述的叶片组，其中这些间隔件(78)与这些销(70)是分开的。5.根据权利要求1所述的叶片组，其中该第一叶片环是一个下部叶片环(52)，并且第二叶片环是一个上部叶片环(54)。6.根据权利要求1所述的叶片组，其中该销(70)的头部(76)是与该第一叶片环(52，54)的外表面(56，60)基本上平齐或者从该外表面凹陷。7.根据权利要求6所述的叶片组，其中该第一叶片环(52，54)包括一个沉孔(68)，并且其中该销(70)的头部(76)被接纳在该沉孔(68)中以使得该销(70)的头部(76)是与该第一叶片环(5...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·瓦米拉，
申请(专利权)人：博格华纳公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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