[发明专利]可变喷嘴单元以及可变容量型增压器

说明书

技术领域

本发明涉及对可变容量型增压器内的向涡轮机叶轮侧供给的排出气体的流路面积（流量）进行调整的可变喷嘴单元、以及装备该可变喷嘴单元且利用来自发动机的排出气体的能量来对朝发动机侧供给的空气进行增压的可变容量型增压器。

背景技术

近几年，对于可变容量型增压器的通过涡轮机壳体与轴承壳体的夹持（紧固）而配设在涡轮机壳体内的可变喷嘴单元，进行了各种开发。日本特开2009-243431号（专利文献1）以及日本特开2009-243300号（专利文献2）中公开的可变喷嘴单元的主要结构如下。

涡轮机壳体能够旋转地容纳有涡轮机叶轮。涡轮机壳体具有向涡轮机叶轮供给排出气体的涡轮机涡旋流路（turbine scroll passage）。在涡轮机涡旋流路与涡轮机叶轮之间，与涡轮机叶轮同心状地配设有第一基环。第二基环设置在沿涡轮机叶轮的轴向而与第一基环分离的位置。第二基环通过连结销而与第一基环一体设置。

在第一基环的对置面与第二基环的对置面之间，设有多个可变喷嘴。多个可变喷嘴以包围涡轮机叶轮的方式沿圆周方向等间隔地配设。各可变喷嘴设为能够绕与涡轮机叶轮的轴心平行的轴心向正方向或者反方向（打开方向或者关闭方向）旋转。另外，在第一基环的对置面的相反面侧，配设有连杆机构。连杆机构使多个可变喷嘴向正方向或者反方向同步旋转。若多个可变喷嘴向正方向（打开方向）同步旋转，则增大向涡轮机叶轮侧供给的排出气体的流路面积（流量）。另一方面，若多个可变喷嘴向反方向（关闭方向）同步旋转，则缩小该流路面积。

在第一基环的对置面的相反面，一体地设有支撑部件。支撑部件具有容纳连杆机构的圆筒部。在该圆筒部的上述轴向（涡轮机叶轮的轴向）的一侧，一 体形成有向径向外侧突出的外缘部（外凸缘）。在支撑部件的圆筒部的上述轴向的另一侧，一体形成有向径向内侧突出的内缘部（内凸缘）。支撑部件的内缘部一体地接合于第一基环。支撑部件的外缘部被涡轮机壳体的上述轴向的一侧部和轴承壳体的上述轴向的另一侧部夹持。通过该夹持，来在涡轮机壳体内配设可变喷嘴单元。

可变容量型增压器的运转中，向支撑部件的内缘部（内凸缘）流入来自喷嘴环的热，从支撑部件的外缘部（外凸缘）通过轴承壳体来吸收热。因此，支撑部件的内缘部温度相对较高，支撑部件的外缘部（外凸缘）温度相对较低。

以往的支撑部件具有容纳连杆机构的圆筒部，以保护连杆机构不会受到涡轮机涡旋流路内的排出气体的热，而充分确保可变容量型增压器的耐久性。其结果，有支撑部件的形状复杂化的趋势。若支撑部件的形状复杂化，且可变容量型增压器的运转中的支撑部件的温度分布变得复杂，则此时的支撑部件的热变形变大。例如，支撑部件以从内缘部侧扩展的方式产生热变形。该情况下，第一基环的变形变大，而第一基环的对置面和第二基环的对置面的平行度降低，从而第一基环的对置面与第二基环的对置面的间隔局部变窄。

因此，为了抑制多个可变喷嘴的不顺畅等动作不良，而充分确保可变喷嘴单元（换言之，可变容量型增压器）的动作的可靠性，通常将喷嘴侧部间隙设定为较大，而使可变容量型增压器的运转中的第一基环的对置面与第二基环的对置面的最小间隔比可变喷嘴的宽度（上述轴向的长度）大。另一方面，若将喷嘴侧部间隙设定为较大，则来自喷嘴侧部间隙的泄漏流动增大，而可变容量型增压器的涡轮机效率降低。此外，喷嘴侧部间隙指的是，第一基环的对置面与可变喷嘴的上述轴向的一侧的侧面之间的间隙、或者第二基环的对置面与可变喷嘴的上述轴向的另一侧的侧面之间的间隙。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供能够确保可变容量型增压器的耐久性以及可靠性、且能够提高可变容量型增压器的涡轮机效率的可变喷嘴单元以及可变容量型增压器。