[go: up one dir, main page]

CN113614344B - 可变容量型增压器 - Google Patents

可变容量型增压器 Download PDF

Info

Publication number
CN113614344B
CN113614344B CN201980094440.9A CN201980094440A CN113614344B CN 113614344 B CN113614344 B CN 113614344B CN 201980094440 A CN201980094440 A CN 201980094440A CN 113614344 B CN113614344 B CN 113614344B
Authority
CN
China
Prior art keywords
nozzle
flow path
reference line
wall surface
peripheral side
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.)
Active
Application number
CN201980094440.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113614344A (zh
Inventor
濑川健一
半田耕一
崎坂亮太
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Publication of CN113614344A publication Critical patent/CN113614344A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113614344B publication Critical patent/CN113614344B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/22Control of the pumps by varying cross-section of exhaust passages or air passages, e.g. by throttling turbine inlets or outlets or by varying effective number of guide conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/24Control of the pumps by using pumps or turbines with adjustable guide vanes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators
    • F01D17/12Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/243Flange connections; Bolting arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/04Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
    • F02C6/10Gas-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
    • F02C6/12Turbochargers, i.e. plants for augmenting mechanical power output of internal-combustion piston engines by increase of charge pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators
    • F01D17/12Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • F01D17/165Final 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00Application
    • F05D2220/40Application in turbochargers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00Components
    • F05D2240/10Stators
    • F05D2240/12Fluid guiding means, e.g. vanes
    • F05D2240/128Nozzles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/30Arrangement of components
    • F05D2250/31Arrangement of components according to the direction of their main axis or their axis of rotation
    • F05D2250/314Arrangement of components according to the direction of their main axis or their axis of rotation the axes being inclined in relation to each other
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving 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

本发明涉及可变容量型增压器,增压器的喷嘴流路的流路壁面具有:将第一基准线作为开始位置的内周侧的内周侧壁面、将第二基准线作为开始位置的外周侧的外周侧壁面、以及从第一基准线延伸到第二基准线的中间壁面。内周侧壁面为倾斜面,外周侧壁面和中间壁面是与和转动轴线正交的平面平行的平面。第一基准线位于比线Q3靠径向外侧。第二基准线位于比线Q2靠径向内侧、比线Q5靠径向外侧且比线Q1靠径向内侧的位置。

Description

可变容量型增压器
技术领域
本公开涉及可变容量型增压器。
背景技术
以往,作为这样的领域的技术已知有下述专利文献1记载的可变容量型增压器。在这种增压器中,喷嘴叶片一边在涡轮的喷嘴流路的壁面滑动、一边转动。在专利文献1中公开了在与喷嘴叶片的外周部以及内周部分别对应的位置,使喷嘴流路的壁面成为从喷嘴叶片离开的锥形状。还提出有代替锥形状,而使喷嘴流路的壁面成为从喷嘴叶片离开的台阶形状的方案。提出了这样借助喷嘴流路壁面的形状来确保喷嘴叶片滑动的可靠性,并确保喷嘴叶片顺畅的转动的方案。
专利文献1:日本实开昭61-37404号公报
专利文献2:日本特开2009-243375号公报
专利文献3:日本特开2008-184971号公报
然而,如上述那样在使喷嘴流路的壁面成为台阶形状的情况下,在喷嘴流路流动的气体的流动容易在台阶部处剥离,可成为涡轮的性能下降的原因。另一方面,在使喷嘴流路壁面成为锥形状的情况下,与台阶形状的情况相比,虽然难以产生气体流动的剥离,但将连结流路壁面彼此的连结销以与流路壁面正交的方式设置是很困难的。即,在制造增压器时,需要对锥形状的流路壁面的一部分进行加工来形成连结销的设置座面。因此不能说制造时的作业性好,也能够妨碍制造成本降低。
发明内容
因此,在本公开中说明在确保喷嘴叶片顺畅的转动的构造中,兼顾抑制涡轮的性能下降和抑制制造时的作业增加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:
喷嘴流路,其使从涡旋流路朝向涡轮叶轮的气体通过;
连结销,其将形成所述喷嘴流路的流路壁面彼此连结;以及
多个喷嘴叶片,它们沿所述涡轮叶轮的旋转周向排列,并在所述喷嘴流路内转动来调整所述喷嘴流路的开度,
所述流路壁面中的至少一方具有:
内周侧壁面,其将沿所述旋转周向延伸的第一基准线作为开始位置而向径向内侧延伸,并以越趋向径向内侧越在所述涡轮叶轮的旋转轴方向上从所述喷嘴叶片离开的方式倾斜;
外周侧壁面,其是将在比所述第一基准线靠径向外侧沿所述旋转周向延伸的第二基准线作为开始位置而向径向外侧延伸并与和所述喷嘴叶片的转动轴线正交的平面平行的平面,并且位于与所述内周侧壁面在所述第一基准线上的缘部相比较在所述旋转轴方向上从所述喷嘴叶片离开的位置;以及
中间壁面,其是从所述第一基准线延伸到所述第二基准线并与和所述喷嘴叶片的转动轴线正交的平面平行的平面,在所述第一基准线上与所述内周侧壁面交叉,
所述第一基准线位于比所述喷嘴叶片在所述喷嘴流路的最大开度时的内切圆靠径向外侧的位置,
所述第二基准线位于比所述喷嘴叶片在所述喷嘴流路的最大开度时的外切圆靠径向内侧的位置、且位于比所述喷嘴叶片在所述喷嘴流路的最小开度时的内切圆靠径向外侧的位置、并且位于比所述连结销的设置座面的内切圆靠径向内侧的位置。
根据本公开的可变容量型增压器,能够在确保喷嘴叶片顺畅的转动的构造中,兼顾抑制涡轮性能下降和抑制制造时的作业增加。
附图说明
图1是截取了实施方式的可变容量型增压器的包括旋转轴线的截面的剖视图。
图2是表示以轴向的视线从压缩机的吸入口侧观察的喷嘴叶片和CC板的图。
图3是截取了喷嘴叶片的包括旋转轴线的截面的喷嘴叶片附近的剖视图。
图4是示意地表示喷嘴叶片、连结销以及CC板的位置关系的图。
图5的(a)~(c)是其他实施方式的喷嘴叶片附近的剖视图。
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:
喷嘴流路,其使从涡旋流路朝向涡轮叶轮的气体通过;
连结销,其将形成所述喷嘴流路的流路壁面彼此连结;以及
多个喷嘴叶片,它们沿所述涡轮叶轮的旋转周向排列,并在所述喷嘴流路内转动来调整所述喷嘴流路的开度,
所述流路壁面中的至少一方具有:
内周侧壁面,其将沿所述旋转周向延伸的第一基准线作为开始位置而向径向内侧延伸,并以越趋向径向内侧越在所述涡轮叶轮的旋转轴方向上从所述喷嘴叶片离开的方式倾斜;
外周侧壁面,其是将在比所述第一基准线靠径向外侧沿所述旋转周向延伸的第二基准线作为开始位置而向径向外侧延伸并与和所述喷嘴叶片的转动轴线正交的平面平行的平面,并且位于与所述内周侧壁面在所述第一基准线上的缘部相比较在所述旋转轴方向上从所述喷嘴叶片离开的位置;以及
中间壁面,其是从所述第一基准线延伸到所述第二基准线并与和所述喷嘴叶片的转动轴线正交的平面平行的平面,在所述第一基准线上与所述内周侧壁面交叉,
所述第一基准线位于比所述喷嘴叶片在所述喷嘴流路的最大开度时的内切圆靠径向外侧的位置,
所述第二基准线位于比所述喷嘴叶片在所述喷嘴流路的最大开度时的外切圆靠径向内侧的位置、且位于比所述喷嘴叶片在所述喷嘴流路的最小开度时的内切圆靠径向外侧的位置、并且位于比所述连结销的设置座面的内切圆靠径向内侧的位置。
也可以是所述第一基准线位于比通过所述喷嘴叶片的所述转动轴线的圆靠径向内侧的位置,
所述第二基准线位于比所述喷嘴叶片的转动轴的外切圆靠径向外侧的位置。
也可以是所述第一基准线位于比所述喷嘴叶片在所述喷嘴流路的最小开度时的内切圆靠径向内侧的位置,
所述第二基准线位于比所述喷嘴叶片在所述喷嘴流路的最小开度时的外切圆靠径向外侧的位置。
本公开的一个方式的可变容量型增压器,具备:
喷嘴流路,其使从涡旋流路朝向涡轮叶轮的气体通过;
连结销,其将形成所述喷嘴流路的流路壁面彼此连结;以及
多个喷嘴叶片,它们沿所述涡轮叶轮的旋转周向排列,并在所述喷嘴流路内转动来调整所述喷嘴流路的开度,
所述流路壁面中的至少一方具有:
内周侧壁面,其将沿所述旋转周向延伸的第一基准线作为开始位置而向径向内侧延伸,并以越趋向径向内侧越在所述涡轮叶轮的旋转轴方向上从所述喷嘴叶片离开的方式倾斜;和
外周侧壁面,其是将所述第一基准线作为开始位置而向径向外侧延伸并与和所述喷嘴叶片的转动轴线正交的平面平行的平面,并且位于与所述内周侧壁面在所述第一基准线上的缘部相比较在所述旋转轴方向上从所述喷嘴叶片离开的位置,
所述第一基准线位于比所述喷嘴叶片在所述喷嘴流路的最大开度时的外切圆靠径向内侧的位置、且位于比所述喷嘴叶片在所述喷嘴流路的最小开度时的内切圆靠径向外侧的位置、并且位于比所述连结销的设置座面的内切圆靠径向内侧的位置。
以下,参照附图对本公开的实施方式进行详细地说明。图1是截取了可变容量型增压器1的包括旋转轴线H的截面的剖视图。增压器1例如应用于船舶、车辆的内燃机。
如图1所示,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具有在涡轮叶轮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具有在压缩机叶轮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的一端,压缩机叶轮7设置于旋转轴14的另一端。在涡轮壳体4与压缩机壳体5之间设置有轴承壳体13。涡轮壳体4和压缩机壳体5例如用螺钉等相对于轴承壳体13紧固。旋转轴14经由轴承15而被轴承壳体13支承为能够旋转,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绕旋转轴线H旋转。
在涡轮壳体4设置有排出气体流入口(未图示)以及排出气体流出口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流入涡轮叶轮6而使涡轮叶轮6旋转。之后,排出气体通过排出气体流出口10向涡轮壳体4外流出。
在压缩机壳体5设置有吸入口9以及排出口(未图示)。如上述那样若涡轮叶轮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。该空气通过压缩机叶轮7以及涡旋流路17而被压缩并从排出口排出。从排出口排出的压缩空气向上述的内燃机供给。
对增压器1的涡轮2进行进一步说明。在以下的说明中,在仅称为“轴向”、“径向”、“周向”时,分别意味着涡轮叶轮6的旋转轴方向(旋转轴线H方向)、旋转径向以及旋转周向。
在增压器1的涡轮2中,在将涡旋流路16与涡轮叶轮6连接的喷嘴流路19设置有可动的喷嘴叶片21。如在图2中也示出的那样,多个喷嘴叶片21在以旋转轴线H为中心的圆周上以等间隔配置。各个喷嘴叶片21同步地绕与旋转轴线H平行的转动轴线J转动。通过多个喷嘴叶片21如上述那样转动,从而相邻的喷嘴叶片21彼此的间隙进行扩缩来调整喷嘴流路19的开度。
为了如上述那样驱动喷嘴叶片21,涡轮2具备可变喷嘴机构部20。可变喷嘴机构部20嵌入涡轮壳体4的内侧,并被涡轮壳体4与轴承壳体13夹住而固定。
可变喷嘴机构部20具有:上述的多个喷嘴叶片21、喷嘴环23以及间隙控制板27(以下称为“CC板27”)。喷嘴叶片21被喷嘴环23和CC板27沿轴线方向夹持。喷嘴环23和CC板27分别形成以旋转轴线H为中心的环状,并配置为沿周向包围涡轮叶轮6。喷嘴环23从喷嘴叶片21观察时位于压缩机3侧。CC板27从喷嘴叶片21观察时位于与压缩机3相反的一侧。
被喷嘴环23和CC板27在轴向上夹着的区域构成上述的喷嘴流路19。即,由喷嘴环23的一个表面形成有喷嘴流路19的一个流路壁面24。而且,由与流路壁面24相面对的CC板27的一个表面形成有喷嘴流路19的另一流路壁面28。
如图2及图3所示,喷嘴叶片21具有:向喷嘴环23侧延伸的叶片转动轴21a、和与CC板27的流路壁面28相面对的叶片端面22。叶片端面22形成与叶片转动轴21a的延伸方向正交的平面。如图3所示,在喷嘴环23设置有与喷嘴叶片21相同数量的轴承孔23a。各喷嘴叶片21的叶片转动轴21a能够旋转地插通于轴承孔23a,喷嘴环23将各喷嘴叶片21悬臂地进行轴支承。各叶片转动轴21a贯通于喷嘴环23。而且,各叶片转动轴21a的端部在喷嘴环23的背面侧与驱动机构连接。来自致动器(未图示)的驱动力经由该驱动机构而向各叶片转动轴21a传递。借助上述驱动力,各喷嘴叶片21以叶片转动轴21a为中心绕转动轴线J转动。
喷嘴环23与CC板27通过沿轴向延伸的多个连结销29连结。在连结销29设置有与该连结销29的轴正交的两个凸缘部31、33。凸缘部31抵接于流路壁面24,凸缘部33抵接于流路壁面28,由此喷嘴环23与CC板27分别被定位。凸缘部31、33之间的尺寸被高精度地制作,从而确保喷嘴流路19的轴线方向的尺寸精度。连结销29设置于不干涉喷嘴叶片21的转动的位置。
CC板27的流路壁面28以第一基准线41和第二基准线42为分界线而分为在径向上被分割的三个区域。第一基准线41与第二基准线42一起形成以旋转轴线H为中心的圆。而且,第二基准线42位于比第一基准线41靠径向外侧的位置。
从内周侧依次将上述三个区域称为内周区域37、中间区域38、外周区域39。内周区域37是从第一基准线41到CC板27的内周缘27a的圆环状的区域。中间区域38是从第一基准线41到第二基准线42的圆环状的区域。外周区域39是从第二基准线42到CC板27的外周缘27b的圆环状的区域。将流路壁面28中的内周区域37的部分称为内周侧壁面47,将中间区域38的部分称为中间壁面48,将外周区域39的部分称为外周侧壁面49。
内周侧壁面47将第一基准线41作为开始位置而向径向内侧延伸。而且,内周侧壁面47形成以越趋向径向内侧越在轴向上从喷嘴叶片21的叶片端面22离开的方式倾斜的倾斜面。在图3所示的截面上,内周侧壁面47成为直线。
外周侧壁面49将第二基准线42作为开始位置而向径向外侧延伸。而且,外周侧壁面49是与和喷嘴叶片21的转动轴线J正交的平面平行的平面。外周侧壁面49位于与内周侧壁面47在第一基准线41上的缘部47b相比较在轴向上从叶片端面22离开的位置。
中间壁面48是与和转动轴线J正交的平面平行的平面,并在第一基准线41上与内周侧壁面47交叉。中间壁面48位于与内周侧壁面47的第一基准线41上的缘部47b相比较以相同距离在轴向上从叶片端面22离开的位置。与中间壁面48相比较,外周侧壁面49在轴向上从叶片端面22离开。因此,在第二基准线42上存在外周侧壁面49与中间壁面48之间的台阶部51。
一边参照图4、一边对第一基准线41和第二基准线42的径向位置进行说明。图4是示意地表示喷嘴叶片21、连结销29以及CC板27的位置关系的图。图4所示的第一基准线41和第二基准线42是一个例子,第一基准线41和第二基准线42的径向位置并不限于图4的位置。
图4中的喷嘴叶片21S表示喷嘴流路19为最小开度时的喷嘴叶片21。图4中的喷嘴叶片21T表示喷嘴流路19为最大开度时的喷嘴叶片21。在喷嘴流路19为最小开度时,喷嘴叶片21的长度方向相对于周向所成的角度最小,相邻的喷嘴叶片21彼此的最小间隙(喷嘴喉部)最窄。在喷嘴流路19为最大开度时,喷嘴叶片21的长度方向相对于周向所成的角度最大,相邻的喷嘴叶片21彼此的最小间隙(喷嘴喉部)最宽。图4中的29’表示所存在的多个连结销29中的设置在最靠径向内侧的连结销29的设置座面。连结销29的凸缘部33抵接于该设置座面29’。
图4中的线Q1表示设置座面29’的内切圆。即线Q1表示以旋转轴线H为中心与设置座面29’内切的内切圆。
图4中的线Q2表示喷嘴叶片21T的外切圆。即线Q2表示与所有的喷嘴叶片21T外切的外切圆。
图4中的线Q3表示喷嘴叶片21T的内切圆。即线Q3表示与所有的喷嘴叶片21T内切的内切圆。
图4中的线Q4表示喷嘴叶片21S的外切圆。即线Q4表示与所有的喷嘴叶片21S外切的外切圆。
图4中的线Q5表示喷嘴叶片21S的内切圆。即线Q5表示与所有的喷嘴叶片21S内切的内切圆。
图4中的线Q6表示叶片转动轴21a的外切圆。即线Q6表示与所有的叶片转动轴21a外切的外切圆。
图4中的线Q7表示通过所有的喷嘴叶片21的转动轴线J的圆。
另外,在图4的例子中,线Q1位于比线Q2靠径向外侧的位置,但也可以存在线Q1位于比线Q2靠径向内侧的情况。线Q1~线Q7为以旋转轴线H为中心的同心圆。另外,线Q1~线Q7全部在与该旋转轴线H正交的平面内延伸。
在本实施方式的增压器1中,以全部满足以下条件C1~C4的方式,设定第一基准线41和第二基准线42的径向位置。
条件C1:第一基准线41位于比线Q3靠径向外侧的位置。
条件C2:第二基准线42位于比线Q2靠径向内侧的位置。
条件C3:第二基准线42位于比线Q5靠径向外侧的位置。
条件C4:第二基准线42位于比线Q1靠径向内侧的位置。
对以上说明的增压器1的作用效果进行说明。
通过满足条件C1,由此当喷嘴流路19为最大开度时,如图3所例示的那样,叶片端面22的径向内侧的端部22a处于与内周侧壁面47相面对的位置。而且,即使在叶片端面22与中间壁面48抵接的情况下,由于内周侧壁面47为倾斜面,因此也在端部22a与内周侧壁面47之间形成轴向的间隙。
同样地,通过满足条件C2,由此在喷嘴流路19为最大开度时,如图3所例示的那样,叶片端面22的径向外侧的端部22b处于与外周侧壁面49相面对的位置。而且,外周侧壁面49位于与缘部47b相比较在轴向上从叶片端面22离开的位置,因此即使在叶片端面22与中间壁面48抵接的情况下,也在端部22b与外周侧壁面49之间形成轴向的间隙。
如以上那样,通过满足条件C1、C2,从而在喷嘴流路19为最大开度时,能够在叶片端面22的端部22a、22b与流路壁面28之间稍微形成轴向的间隙。因此,减少因叶片端面22的端部22a、22b与流路壁面28的摩擦而阻碍喷嘴叶片21转动的不良情况的可能性,确保喷嘴叶片21的顺畅的动作。
另外,假设在不满足条件C3的情况下,在喷嘴流路19为最小开度时,导致叶片端面22的端部22a比台阶部51向径向外侧移动。这样,叶片端面22的端部22a钩挂于台阶部51,导致失去喷嘴叶片21的顺畅转动的功能。因此,通过满足条件C3,由此避免上述那样的问题。
另外,通过满足条件C4,由此连结销29的凸缘部33设置在外周侧壁面49上。假设外周侧壁面49为与内周侧壁面47同样的倾斜面,则为了设置与连结销29的轴正交的凸缘部33,需要通过外周侧壁面49的沉孔加工等形成连结销29的设置座面。与此相对,由于外周侧壁面49是与和转动轴线J正交的平面平行的,因而能够不进行上述那样的加工而在外周侧壁面49上设置凸缘部33。因此抑制在制造增压器1时的作业增加,进而抑制制造成本的增加。
另外,内周侧壁面47与中间壁面48在第一基准线41上无台阶地相连。因此,若与在内周侧壁面47与中间壁面48之间存在台阶的情况相比较,降低从中间壁面48朝向内周侧壁面47的气体的流动剥离的可能性。另一方面,由于在外周侧壁面49与中间壁面48之间存在台阶部51,因此产生气体的流动的剥离的可能性比较高。然而,外周侧壁面49与内周侧壁面47相比为气体的上游侧,气体的流速较慢,因此即使产生了剥离,涡轮2的性能下降也比较小。
如以上那样,根据增压器1,在确保喷嘴叶片21顺畅的转动的构造中,能够兼顾抑制涡轮2的性能下降和抑制制造时的作业增加。
另外,作为可得到与上述同样的作用效果的方式,例如图5的(a)~图5的(c)所示,也可以是第一基准线41与第二基准线42一致,不存在中间区域38和中间壁面48。在图5的(a)~图5的(c)的方式中,条件C1~C4全部满足。若在第一基准线41与第二基准线42一致的条件下整理条件C1~C4,则一致的第一基准线41和第二基准线42位于比线Q2靠径向内侧的位置、且位于比线Q5靠径向外侧的位置、并且位于比线Q1靠径向内侧的位置。
图5的(a)是第一基准线41与第二基准线42在比叶片转动轴21a靠径向内侧的位置一致的方式。在该情况下,不存在中间区域38和中间壁面48,在内周侧壁面47与外周侧壁面49之间存在台阶部52。如图5的(b)所示,第一基准线41与第二基准线42也可以在比叶片转动轴21a靠径向外侧的位置一致。另外,如图5的(c)所示,第一基准线41与第二基准线42也可以在叶片转动轴21a上的位置一致。在图5的(a)~图5的(c)那样的方式中,也可得到与上述同样的作用效果。
在本实施方式的增压器1中,也可以进一步满足以下的条件C5和条件C6。
条件C5:第一基准线41位于比线Q7靠径向内侧的位置。
条件C6:第二基准线42位于比线Q6靠径向外侧的位置。
对进一步满足条件C5和条件C6的情况的作用效果进行说明。在满足条件C5和条件C6的情况下,叶片端面22中的至少与叶片转动轴21a对应的部位的一部分与中间壁面48相面对。在与中间壁面48相面对的部分中,叶片端面22与流路壁面28的间隙较小,从而降低从该间隙泄露的气体,因此抑制涡轮2的性能降低。
另外,作为可变喷嘴机构部20的组装顺序的一个例子,能够采用以下的顺序。将各喷嘴叶片21的叶片转动轴21a插入喷嘴环23的各轴承孔23a,并将喷嘴环23与CC板27用连结销29连结。之后,在喷嘴环23的背面侧使驱动机构的一部分通过铆接与各叶片转动轴21a的端部接合。此时,若满足条件C5和条件C6,则叶片端面22中的至少与叶片转动轴21a对应的部位的一部分与中间壁面48相面对。于是,通过使该部位与中间壁面48抵接,能够在使喷嘴叶片21稳定的状态下执行上述铆接处理,作业性较好。这样,在采用可变喷嘴机构部20的上述那样的组装顺序的情况下,通过满足条件C5和条件C6,由此作业性变好。
在本实施方式的增压器1中,也可以进一步满足以下的条件C7和条件C8。
条件C7:第一基准线41位于比线Q5靠径向内侧的位置。
条件C8:第二基准线42位于比线Q4靠径向外侧的位置。
在满足条件C7和条件C8的情况下,在喷嘴流路19为最小开度时,叶片端面22的整体与中间壁面48相面对。于是,喷嘴叶片21与流路壁面28之间的间隙较小,从而从该间隙泄露的气体减少。其结果,抑制涡轮2在喷嘴流路19的最小开度时的性能下降。在喷嘴流路19为最小开度的情况下,气体的流速较快,因此从喷嘴叶片21与流路壁面28之间的间隙泄露的气体对涡轮2的性能带来的影响较大。因此,在喷嘴流路19为最小开度的情况下,减小喷嘴叶片21与流路壁面28之间的间隙是特别有效的。
另外,在上述的条件C1~C8全部满足的情况下,如图4所例示的那样,第一基准线41位于线Q3与线Q5之间,且第二基准线42位于线Q1、线Q2中的更靠径向内侧的一方与线Q4之间。
本公开能够以上述的实施方式为代表,基于本领域技术人员的知识进行了各种变更、改进的各种方式来实施。另外,也能够利用上述的实施方式所记载的技术事项构成变形例。也可以将各实施方式的结构适当地组合来使用。
在实施方式中,虽然采用由喷嘴环23悬臂地支承的喷嘴叶片21,但在采用由喷嘴环23和CC板27双支承的喷嘴叶片的情况下,也能够应用本公开。
在实施方式中,上述那样的内周侧壁面47、中间壁面48以及外周侧壁面49形成于流路壁面28,但内周侧壁面47、中间壁面48以及外周侧壁面49也可以形成于流路壁面24。另外,内周侧壁面47、中间壁面48以及外周侧壁面49也可以形成于流路壁面24和流路壁面28双方。
另外,在这种增压器1中,存在由于喷嘴流路19与喷嘴环23的背面侧的压力平衡,由此喷嘴叶片21被朝向流路壁面28侧按压的情况。在这样的压力平衡的情况下,由于叶片端面22被流路壁面28按压,因此叶片端面22与流路壁面28之间的摩擦容易成为问题。因此,在上述那样的压力平衡的情况下,优选内周侧壁面47、中间壁面48以及外周侧壁面49存在于流路壁面28。与此相对,在喷嘴叶片21朝向流路壁面24被按压那样的压力平衡的情况下,根据同样的理由,优选上述的内周侧壁面47、中间壁面48以及外周侧壁面49存在于流路壁面24。
另外,在实施方式中将喷嘴叶片21沿周向以等间隔(等间距)配置,但也可以将喷嘴叶片21以不等间距配置。另外,实施方式的连结销29具有凸缘部31、33,但也可以省略凸缘部。在该情况下连结销29具有:在流路壁面24、28彼此之间沿轴向延伸的大径的圆柱部分、和从该大径的圆柱部分的两端面分别沿轴向延伸的小径的圆柱部分。而且,上述的小径的圆柱部分分别插通于喷嘴环23与CC板27。而且,连结销29的大径的圆柱部分的端面的周缘部与流路壁面28的设置座面29’抵接。
附图标记说明
1…可变容量型增压器;2…涡轮;6…涡轮叶轮;16…涡旋流路;19…喷嘴流路;21…喷嘴叶片;21S…喷嘴叶片(喷嘴流路的最小开度时的喷嘴叶片);21T…喷嘴叶片(喷嘴流路的最大开度时的喷嘴叶片);24…流路壁面;28…流路壁面;29…连结销;29’…设置座面;41…第一基准线;42…第二基准线;47…内周侧壁面;47b…缘部;48…中间壁面;49…外周侧壁面;J…转动轴线;Q1…线(连结销的设置座面的内切圆);Q2…线(喷嘴叶片在喷嘴流路的最大开度时的外切圆);Q3…线(喷嘴叶片在喷嘴流路的最大开度时的内切圆);Q4…线(喷嘴叶片在喷嘴流路的最小开度时的外切圆);Q5…线(喷嘴叶片在喷嘴流路的最小开度时的内切圆);Q6…线(叶片转动轴的外切圆);Q7…线(通过喷嘴叶片的转动轴线的圆)。

Claims (12)

1.一种可变容量型增压器,其特征在于,具备:
喷嘴流路,其使从涡旋流路朝向涡轮叶轮的气体通过;
连结销,其将形成所述喷嘴流路的流路壁面彼此连结;以及
多个喷嘴叶片,它们沿所述涡轮叶轮的旋转周向排列,并在所述喷嘴流路内转动来调整所述喷嘴流路的开度,
所述流路壁面中的至少一方具有:
内周侧壁面,其将沿所述旋转周向延伸的第一基准线作为开始位置而向径向内侧延伸,并以越趋向径向内侧越在所述涡轮叶轮的旋转轴方向上从所述喷嘴叶片离开的方式倾斜;
外周侧壁面,其是将在比所述第一基准线靠径向外侧沿所述旋转周向延伸的第二基准线作为开始位置而向径向外侧延伸并与和所述喷嘴叶片的转动轴线正交的平面平行的平面,并且位于与所述内周侧壁面在所述第一基准线上的缘部相比较在所述旋转轴方向上从所述喷嘴叶片离开的位置;以及
中间壁面,其是从所述第一基准线延伸到所述第二基准线并与和所述喷嘴叶片的转动轴线正交的平面平行的平面,在所述第一基准线上与所述内周侧壁面交叉,
所述第一基准线位于比所述喷嘴叶片在所述喷嘴流路的最大开度时的内切圆靠径向外侧的位置,
所述第二基准线位于比所述喷嘴叶片在所述喷嘴流路的最大开度时的外切圆靠径向内侧的位置、且位于比所述喷嘴叶片在所述喷嘴流路的最小开度时的内切圆靠径向外侧的位置、并且位于比所述连结销的设置座面的内切圆靠径向内侧的位置。
2.根据权利要求1所述的可变容量型增压器,其特征在于,
所述第一基准线位于比通过所述喷嘴叶片的所述转动轴线的圆靠径向内侧的位置,
所述第二基准线位于比所述喷嘴叶片的转动轴的外切圆靠径向外侧的位置。
3.根据权利要求2所述的可变容量型增压器,其特征在于,
所述第一基准线位于比所述喷嘴叶片在所述喷嘴流路的最小开度时的内切圆靠径向内侧的位置,
所述第二基准线位于比所述喷嘴叶片在所述喷嘴流路的最小开度时的外切圆靠径向外侧的位置。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的可变容量型增压器,其特征在于,
所述连结销具有以相对于所述外周侧壁面为平行的方式延伸的凸缘部。
5.根据权利要求4所述的可变容量型增压器,其特征在于,
所述凸缘部与所述外周侧壁面接触。
6.根据权利要求1至3中的任一项所述的可变容量型增压器,其特征在于,
位于所述外周侧壁面与所述中间壁面之间的台阶部,位于所述第二基准线上。
7.根据权利要求1至3中的任一项所述的可变容量型增压器,其特征在于,
所述中间壁面在所述旋转轴方向上位于比所述外周侧壁面靠近所述喷嘴叶片的位置。
8.一种可变容量型增压器,其特征在于,具备:
喷嘴流路,其使从涡旋流路朝向涡轮叶轮的气体通过;
连结销,其将形成所述喷嘴流路的流路壁面彼此连结;以及
多个喷嘴叶片,它们沿所述涡轮叶轮的旋转周向排列,并在所述喷嘴流路内转动来调整所述喷嘴流路的开度,
所述流路壁面中的至少一方具有:
内周侧壁面,其将沿所述旋转周向延伸的第一基准线作为开始位置而向径向内侧延伸,并以越趋向径向内侧越在所述涡轮叶轮的旋转轴方向上从所述喷嘴叶片离开的方式倾斜;和
外周侧壁面,其是将所述第一基准线作为开始位置而向径向外侧延伸并与和所述喷嘴叶片的转动轴线正交的平面平行的平面,并且位于与所述内周侧壁面在所述第一基准线上的缘部相比较在所述旋转轴方向上从所述喷嘴叶片离开的位置,
所述第一基准线位于比所述喷嘴叶片在所述喷嘴流路的最大开度时的外切圆靠径向内侧的位置、且位于比所述喷嘴叶片在所述喷嘴流路的最小开度时的内切圆靠径向外侧的位置、并且位于比所述连结销的设置座面的内切圆靠径向内侧的位置。
9.根据权利要求8所述的可变容量型增压器,其特征在于,
所述第一基准线位于比所述喷嘴叶片的转动轴靠径向内侧的位置。
10.根据权利要求8所述的可变容量型增压器,其特征在于,
所述第一基准线位于比所述喷嘴叶片的转动轴靠径向外侧的位置。
11.根据权利要求8至10中的任一项所述的可变容量型增压器,其特征在于,
所述连结销具有以相对于所述外周侧壁面为平行的方式延伸的凸缘部。
12.根据权利要求11所述的可变容量型增压器,其特征在于,
所述凸缘部与所述外周侧壁面接触。
CN201980094440.9A 2019-04-01 2019-10-23 可变容量型增压器 Active CN113614344B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019070097 2019-04-01
JP2019-070097 2019-04-01
PCT/JP2019/041573 WO2020202613A1 (ja) 2019-04-01 2019-10-23 可変容量型過給機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113614344A CN113614344A (zh) 2021-11-05
CN113614344B true CN113614344B (zh) 2023-06-06

Family

ID=72668540

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980094440.9A Active CN113614344B (zh) 2019-04-01 2019-10-23 可变容量型增压器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11686244B2 (zh)
JP (1) JP7107433B2 (zh)
CN (1) CN113614344B (zh)
DE (1) DE112019007145T5 (zh)
WO (1) WO2020202613A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD944361S1 (en) * 2018-12-13 2022-02-22 Berlin Packaging, Llc Sprayer head
WO2024075370A1 (ja) * 2022-10-05 2024-04-11 株式会社Ihi 過給機
WO2025024797A1 (en) * 2023-07-27 2025-01-30 Borgwarner Inc. Entryway system including turbocharger and vane pack

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05214949A (ja) * 1992-01-31 1993-08-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 可変容量過給機
JP2007309140A (ja) * 2006-05-16 2007-11-29 Toyota Motor Corp ターボチャージャ
JP2008248867A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Ihi Corp ラジアルタービン装置および過給機
JP2016017408A (ja) * 2014-07-04 2016-02-01 株式会社Ihi 可変ノズルユニット及び可変容量型過給機
WO2016035329A1 (ja) * 2014-09-04 2016-03-10 株式会社デンソー ターボチャージャの排気タービン

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3321539A1 (de) 1983-06-15 1984-12-20 Diehl GmbH & Co, 8500 Nürnberg Schaltscheibe einer zeitschaltuhr
JPS6012630U (ja) * 1983-07-05 1985-01-28 三菱自動車工業株式会社 可変ノズルベ−ン付タ−ボ過給機
JPS6137404A (ja) 1984-07-31 1986-02-22 Nissei Ee S B Kikai Kk 多層有底パリソンの射出成形方法
JPS6137404U (ja) * 1984-08-09 1986-03-08 トヨタ自動車株式会社 可変ベ−ン付排気過給機
JP2003278556A (ja) * 2002-03-20 2003-10-02 Komatsu Ltd 可変ターボ過給機
GB0407978D0 (en) * 2004-04-08 2004-05-12 Holset Engineering Co Variable geometry turbine
JP4807271B2 (ja) 2007-01-30 2011-11-02 株式会社Ihi 可変容量型過給機
JP4983693B2 (ja) 2008-03-31 2012-07-25 株式会社Ihi 過給機
FR2976018B1 (fr) * 2011-06-01 2014-12-05 Turbomeca Distributeur de turbine radiale a calage variable, en particulier de turbine de source de puissance auxiliaire
ES2666457T3 (es) 2011-12-22 2018-05-04 Bridgestone Corporation Neumático para cargas pesadas
JP5964081B2 (ja) * 2012-02-29 2016-08-03 三菱重工業株式会社 可変容量ターボチャージャ
RU2632549C1 (ru) 2014-03-05 2017-10-05 Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн Соединительная конструкция элементов каркаса
EP3147464B1 (en) * 2014-08-28 2019-07-24 Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. Expansion turbine and turbocharger
JP6413980B2 (ja) 2014-09-04 2018-10-31 株式会社デンソー ターボチャージャの排気タービン
US10087774B2 (en) * 2014-09-29 2018-10-02 Honeywell International Inc. Turbocharger variable-vane cartridge with nozzle ring and pipe secured by two-piece self-centering spacers
US10190420B2 (en) * 2015-02-10 2019-01-29 United Technologies Corporation Flared crossovers for airfoils

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05214949A (ja) * 1992-01-31 1993-08-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 可変容量過給機
JP2007309140A (ja) * 2006-05-16 2007-11-29 Toyota Motor Corp ターボチャージャ
JP2008248867A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Ihi Corp ラジアルタービン装置および過給機
JP2016017408A (ja) * 2014-07-04 2016-02-01 株式会社Ihi 可変ノズルユニット及び可変容量型過給機
WO2016035329A1 (ja) * 2014-09-04 2016-03-10 株式会社デンソー ターボチャージャの排気タービン

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020202613A1 (ja) 2020-10-08
JPWO2020202613A1 (zh) 2020-10-08
CN113614344A (zh) 2021-11-05
DE112019007145T5 (de) 2021-12-16
US11686244B2 (en) 2023-06-27
US20220010722A1 (en) 2022-01-13
JP7107433B2 (ja) 2022-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11460047B2 (en) Throttle mechanism for centrifugal compressor and turbocharger
US11686244B2 (en) Variable-capacity turbocharger
JP4807271B2 (ja) 可変容量型過給機
US9903379B2 (en) Variable nozzle unit and variable geometry system turbocharger
US11047256B2 (en) Variable nozzle unit and turbocharger
US11913373B2 (en) Variable capacity turbocharger
US11821340B2 (en) Double scroll turbine flow path
US11326514B2 (en) Variable capacity turbocharger
US20240117752A1 (en) Turbine with nozzle vanes
JP2011043119A (ja) ノズルベーン及びターボチャージャ
US20190107052A1 (en) Turbocharger
US11261746B2 (en) Turbine and turbocharger
US11378096B2 (en) Centrifugal compressor
JP2013155640A (ja) ターボ機械の可変静翼機構
US20210010387A1 (en) Turbocharger
WO2019225163A1 (ja) 遠心圧縮機
JP7302738B2 (ja) 可変容量型過給機
US11835057B2 (en) Impeller of centrifugal compressor, centrifugal compressor, and turbocharger
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