专利名称：可变容量排气涡轮增压器的制作方法
技术领域：
本发明涉及内燃机的可变容量排气涡轮增压器的制造方法，所述涡轮 增压器具有喷口面积变化机构，所述喷口面积变化机构用于改变由涡轮壳
体中的部件可旋转地支撑的多个喷口翼片的叶片角，以及用于制造喷口面 积变化机构(此后称为可变喷口机构)的构成部件的制造方法。
背景技术：
在用于车辆的内燃机的可变容量排气涡轮增压器中，必须减小可变喷 口机构的连杆部件的滑动表面的磨损，该部件在高温和非润滑条件下操作 很长的周期，并且其需要采用比传统的用于滑动部件的材料具有更高耐磨 性的材料或者对滑动部分进行表面处理以增加耐磨性。
通常，例如鸨基、镍基或者钴基合金或者陶瓷等的在高温下具有较高 硬度的材料被用作高耐磨性材料。
另一方面，固定所述滑动部件的部件通常由不锈钢所制造，用于减除 诸如压力加工的塑料成形。但是，所述用于滑动部件的耐磨材料较硬和较 脆，这样诸如堵缝(caulking)的塑性变形不能如传统上所做的那样应用， 以通过堵缝将滑动部件固定到将固定所述滑动部件的部件上。
通常，压入或者收縮配合(shrinkage fit)被采用作为两个部件的牢固 连接。但是，可变喷口机构的构成部件的温度到达600'C或者之上，这样 当驱动销的热膨胀系数小于驱动环的热膨胀系数时，在这样的高温的条件 下，在压入部分上不能维持充分的过盈(interference),驱动销滑落。为了
防止这种情况，传统上采用如图7、 8所示的驱动销的固定。图7表示现有 技术中驱动环与驱动销的连接，(A)是主视图，(B)是在图7 (A)中的 箭头Z-Z的方向上的截面视图。图8是详细显示了通过图7 (B)中的圆圈V 所围绕的部分的横截面视图。在图7、 8中，由耐磨材料所形成的驱动销032 插入到由诸如不锈钢的钢材料所制造的驱动环3的通孔31中，然后其端部 032c被焊接以固定到驱动环3 。附图标记032是与图中未示出的杠杆板 (leverplate)配合的一部分。
此外，通过堵缝而将驱动销牢固地固定到驱动环在日本专利公开出版 物No.9-112511 (此后称为专利文献l)中公开。
根据此公开，多个切口槽设置在通孔的内周上，并且插入到通孔中的 轴的端部通过堵缝而塑性变形，这样外周的变形部分侵入切口槽(notched groove)中以用作锁定爪，防止轴旋转。
在用作车辆用的内燃机的小排气涡轮增压器的领域中，排气涡轮增压 器在日本专利公开出版物No.59-78983 (此后称为专利文献2)中公开，其 被构造这样在高温下操作的由陶瓷材料所制造的排气涡轮转子和在低温 下操作的由金属制造的压縮机通过铜焊连接。
在此排气涡轮增压器中，陶瓷涡轮转子的轴部分的端部被锥化，并且 锥形孔设置在金属压縮机叶轮中以与涡轮转子的所述锥形部分紧密接合， 由此凹陷部分设置在锥形轴部和锥形孔之一或者二者的表面上，这样锥形 轴部分通过填充凹陷部分的悍料介质而与锥形孔连接。通过这样，在陶瓷 材料和金属材料之间实现极高精确的连接，陶瓷涡轮转子和金属压缩机叶 轮之间的连接刚度通过焊料的媒介作用增加。
在排气涡轮增压器的领域中，特别是用于车辆的内燃机的较小的类型 排气涡轮增压器中，设有可变喷口涡轮的可变容量排气涡轮增压器近年来 得到广泛发展，用所述可变喷口涡轮，通过涡轮壳体的巻轴(scroll)进入 涡轮转子的排放气体的流速可以根据发动机的操作条件而变化，这样排放 气体流与涡轮增压器的最佳操作条件相匹配。
在这种可变喷口涡轮增压器中，在用于改变多个喷口翼片(nozzle vane)的叶片角度的可变喷口机构的构成部件之中，将与杠杆板接合的驱
动销固定到驱动环，每个杠杆板通过各喷口轴的介质连接到喷口翼片，如
图7、 8中所述，或者如专利文献l中所公开。
如图7、 8中的现有技术所示，发生的问题是当极高的耐磨金属材料被 用作驱动销032时，当焊接时所述材料对裂纹比较敏感，产益率减小。因 此，当诸如驱动销032焊接到由诸如奥氏体类型的不锈钢的钢材料所制造 的驱动环时，不能够获得包括固定驱动销的驱动环的部件的稳定质量和可 靠性，并且由于将驱动销固定到驱动环的过程的较低的产益率，制造成本 增加。
当驱动销由耐磨金属材料所制造时，不能应用专利文献l中所公开的方法。
尽管如前所述专利文件2中提出了将陶瓷涡轮转子通过铜焊连接到由 金属制造的压縮机叶轮的方法作为连接排气涡轮增压器的构成部件的方 法，但是，此连接方法包括如下所述的问题，这样其不能应用到连接可变 喷口面积机构的构成部件。
在专利文献2中提出的通过铜焊连接的方法被应用于将压縮机叶轮连 接到涡轮转子，高扭矩在高温下加载到所述涡轮转子，并且凹部设置在涡 轮转子轴的锥形部分的表面上和压縮机叶轮的锥形孔的表面上以在其中 填充焊料。在焊料没有充分地填充到凹部中的情况下，在此部分上可能发 生断裂。
因此，在将涡轮转子连接到压縮机叶轮的方法中，在凹部的范围中的 铜焊必须是均匀和可靠的，这需要较多的处理工时以将涡轮转子通过铜焊 连接到压縮机叶轮。
此外，在将涡轮转子连接到压縮机叶轮的方法中，确认焊料朝向压缩 轮中的孔的底部渗透和扩散到凹部的较远侧范围比较困难。这样，难于检 测连接中的缺陷，并不能保证获得涡轮增压器的稳定的质量。
因此，通过专利文献2的铜焊连接的方法不可应用到可变喷口机构的 连接构成部件中。
此外，提出了让驱动销032的芯部用钢或者烧结材料所形成，并且将 滑动部分的表面通过等离子喷射等涂敷耐磨材料，但是，在诸如驱动销032
的较小部分的情况下，90%的磨损材料散幵以及所述材料的飞离损耗较 大。
发明内容
本发明有鉴于上述的问题而提出，目的是提供一种设有可变喷口机构 的可变容量排气涡轮增压器，所述可变喷口机构的构成部件的连接可以用 较小的工时和较低的成本实现，并且在严酷的操作条件下保持构成部件的 牢固连接而质量稳定。
为了实现上述目的，本发明提出了 一种用于制造可变容量排气涡轮增 压器的用于改变由涡轮壳体中的部件可旋转地支撑的多个喷口翼片的叶 片角度的可变喷口面积机构的构成部件的方法，其中，为了制造将插入和 固定到在所述可变喷口面积机构的构成部件之中具有通孔的部件中的通 孔中的轴部件，耐磨材料焊接到钢板的上表面以形成特定厚度的覆层，所 述材料比钢板更硬，然后粗制轴部件从复合板切除。
通过应用本发明的方法，提供一种设有用于改变由涡轮壳体中的部件 所可旋转地支撑的多个喷口翼片的叶片角度的可变喷口面积机构的可变 容量排气涡轮增压器，其中在驱动销挤压到所述可变喷口面积机构的构成 部件之中的驱动环中的通孔的牢固连接通过堵缝所执行，由此所述驱动销 被形成以通过将焊料在轴向上包覆到所述连接轴的部分的一端上来形成 所述耐磨轴部分而由较硬材料的耐磨轴部分层和硬度小于所述耐磨材料 的材料的连接轴部分层的两个层所构成，所述连接轴部分挤压到通孔中并 在端部上被堵缝用于牢固连接，并且所述耐磨轴部分用作将与匹配部件接 合的滑动部分，所述匹配部件可滑动地连接到驱动销。
在本发明中，优选地，所述耐磨轴部分由Co—Mo合金所制造，所述 连接轴部分由包括不锈钢和碳钢的钢所制造。
适于可变喷口机构的较硬和耐磨材料(优选的例如Co—Mo合金)对 于牢固固定到另外的部件比较难于堵缝。
根据本发明，通过将耐磨材料焊接到硬度小于所述耐磨材料的钢板的 上表面上以在其上形成特定厚度的覆层并优选地通过放电加工切割粗制 轴部件，诸如所述包括优选地为Co-Mo合金的耐磨材料的轴状层的两层的 诸如所述驱动销的轴部件可以被获得，所述轴状层被形成以从诸如不锈钢 或者碳钢的钢的轴状层轴向地延伸。
因此，具有适于驱动销的诸如Co-Mo的耐磨层的轴部件作为其滑动部 分可以通过将钢的轴状层插入到通孔中并堵缝其端部而牢固地固定到具 有通孔的部件，诸如驱动环。
此外，根据本发明，诸如驱动销的轴部件可以通过堵缝牢固地固定到 具有孔的部件，诸如驱动销，而不用如现有技术中通过焊接固定驱动销的 情况那样对诸如驱动销和驱动环的部件局部地加热，结果，由于局部施加 热所导致的变形可以被避免。
此外，通过堵缝执行将轴部件牢固地连接到具有孔的部件，就没有必 要采取措施来减小由于局部加热对诸如驱动环的的具有孔的部件的变形 的影响，这样诸如驱动环的具有孔的部件的厚度可以减小。
此外，根据本发明，通过利用与具有孔的部件相同的材料用于轴部件 的连接轴部分，热膨胀系数没有区别于连接部分，这样，即使可变喷口机 构的构成部件在较高的温度条件下操作时，即便只有压入连接也可以维持 牢固连接。
同样，根据本发明，诸如驱动销的轴部件牢固连接到诸如驱动环的带 孔部件可以通过相同的方法通过将诸如驱动销的轴部件组成作为两层结 构来执行，而不管耐磨轴部分的材料。
此外，当诸如驱动销的轴部件被构造这样诸如Co-Mo合金的昂贵材料 只用于必须耐磨的部分而更便宜的钢材料被用作将与具有孔的部件相连 接的部分，昂贵耐磨材料的使用量可以被减小，用于制造可变喷口机构的 成本的增加可以被抑制。
此外，当轴部件通过将耐磨材料焊接到钢板的上表面上并且通过放电 加工而切割原始轴材料从包覆或者填料至特定的厚度所获得的原始轴材 料所获得，与通过等离子喷射焊接而涂敷耐磨材料相比，昂贵耐磨材料的 每单位量所获得的驱动销的数目增加并且耐磨材料被节省使用。
此外，本发明提出了一种用于制造可变容量排气涡轮增压器的用于改
变由涡轮壳体中的部件可旋转地支撑的多个喷口翼片的叶片角度的可变 喷口面积机构的构成部件的方法，其中，为了制造将插入和固定到在所述 可变喷口面积机构的构成部件之中具有通孔的部件中的通孔中的轴部件， 连接轴的端侧压入到由烧结材料所形成的中空圆柱体的中空中以获得由 耐磨层和连接轴层的两层所构成的轴部件，连接轴硬度小于所述烧结材料 的圆柱体，然后所述轴部件的连接轴部分挤压到通孔中并被堵缝在其端部 上用于牢固连接。
通过应用本发明的方法，提供一种设有用于改变由涡轮壳体中的部件 所可旋转地支撑的多个喷口翼片的叶片角度的可变喷口面积机构的可变 容量排气涡轮增压器，其中在驱动销挤压到所述可变喷口面积机构的构成 部件之中的驱动环中的通孔的牢固连接通过堵缝所执行，由此所述驱动销 通过将连接轴的部分挤压到由较硬材料所形成的中空圆柱体的中空中而 被形成以由较硬材料的耐磨层以及硬度小于所述耐磨材料的连接轴层的 两层所构成，所述连接轴挤压到驱动环的通孔中并在其端部上被堵缝用于 牢固连接，以及所述耐磨层用作与可滑动地连接到驱动销的匹配部件相接 合的滑动部分。
在本发明中，优选地，所述耐磨层由烧结材料所形成并且所述连接轴 部件由包括不锈钢和碳钢的钢或者烧结材料任一所形成。
根据本发明，与诸如驱动销的轴部件的轮廓相关的自由度可以增加，
材料的产益率可以通过减小填料(pads)或者减小多余的材料来增加，并 且实现容易加工。此外，通过使用用于连接轴部件的诸如不锈钢的钢材料， 昂贵耐磨材料的使用量可以减小。
通过使用形成为中空圆柱体的烧结材料用于驱动销32的耐磨部分，适 当厚度的耐磨部分可以围绕钢的中心轴形成，诸如驱动销的轴部件可以被 构造以提供对操作条件的匹配。
通过使用烧结材料用于诸如驱动销的轴部件的滑动部分，其轮廓的自 由度较高，材料的产益率增加，并且制造成本减小。
此外，可以确定由烧结材料所制造的耐磨部分的厚度，这样根据施加 到可变喷口机构的载荷，厚度是适当的，并且诸如驱动销的轴部件的材料 成本可以被抑制得较低。
此外，本发明提出了一种用于制造可变容量排气涡轮增压器的用于改 变由涡轮壳体中的部件可旋转地支撑的多个喷口翼片的叶片角度的可变 喷口面积机构的构成部件的方法，其中，为了制造将插入和固定到在所述 可变喷口面积机构的构成部件之中具有通孔的部件中的通孔中的轴部件， 由较硬材料所形成的耐磨轴以及连接轴通过摩擦焊接或者扩散压力焊接 的任一在各轴的端部上结合在一起，以获得由耐磨轴层和连接轴层的两层 所构成的轴部件，然后所述轴部件的连接轴部分压入到通孔中并在端部上 被堵缝，用于牢固连接。
通过应用本发明的方法，提供一种设有用于改变由涡轮壳体中的部件 可旋转地支撑的多个喷口翼片的叶片角度的可变喷口面积机构的可变容 量排气涡轮增压器，其中在驱动销挤压到所述可变喷口面积机构的构成部 件之中的驱动环中的通孔的牢固连接通过堵缝所执行，由此所述驱动销在 各轴的一端上通过将由较硬材料所制造的耐磨轴压力焊接到连接轴通过 将由较硬材料的耐磨轴层和硬度小于所述耐磨材料的材料的连接轴层的 两层所构成，连接轴部分挤压到驱动环的通孔中并在其端部上被堵缝用于 牢固连接，以及所述耐磨轴部分用作滑动部分以与可滑动地连接到驱动销 的匹配部件接合。
根据本发明，由于由较硬材料所制造的耐磨轴和连接轴通过摩擦焊接 或者扩散压力焊接的任一在各轴的端部上结合在一起以形成为轴向延伸 的两层的轴部件，难于堵缝的耐磨部件通过可以很容易堵缝的低碳钢材料 所制造的连接轴部分的介质牢固地连接到具有孔的部件，诸如由碳材料所 形成的驱动环。
根据本发明，由镍基或者钴基合金所制造的耐磨轴可以通过目前可行 的实施焊接方法的摩擦焊接或者扩散压力焊接而牢固地结合在一起。
通过摩擦焊接或者扩散压力焊接，难于应用到包覆焊接或者烧结的材 料可以与很容易塑性变形的奥氏体类型不锈钢材料牢固地结合在一起。
两种不同类型的材料、即耐磨轴和连接钢轴可以通过摩擦焊接或者扩 散压力焊接牢固地结合在一起，这样可变喷口机构的构成部件可以通过流
行实施的处理来制造而不需要使用特别的技术处理，诸如包覆焊接或者粉 末冶金。
根据本发明，通过插入包括耐磨材料部分的层和由诸如不锈钢或者碳 钢的钢材料所形成的连接轴部分的层的两层的轴部件的连接轴部分并堵 缝连接轴部分的端部，具有硬度较高、耐磨性较高并适于驱动销的诸如
Co-Mo合金的耐磨部分的轴部分可以通过堵缝牢固地固定到诸如驱动环
的具有孔的部件。
这样，可变喷口机构的构成部件的牢固连接可以用较小数目的工时和 较低的成本来实现，以及设有可变喷口机构的排气涡轮增压器可以被设 置，其在严酷的操作条件下保持构成部件的牢固连接而质量稳定。
图l是根据本发明的设有可变喷口机构可变容量排气涡轮增压器的相 关部分的纵向截面图。
图2是本发明的第一实施例的表示，(A)是驱动环的主视图，并且(B) 是如图2 (A)中沿着线C一C所取的横截面视图。
图3(A)是本发明的第一实施例的具有驱动环的驱动销的连接部分(对 应通过图2 (B)中的箭头Y所表示的部分)的详细的放大横截面视图，并 且图3 (B)是显示了驱动销如何被制造的透视图。
图4是包括两层的第一实施例的驱动销的侧视图。
图5是本发明的第二实施例的具有驱动销的驱动环的连接部分的细节 的放大横截面视图。
图6是本发明的第三实施例的具有驱动销的驱动环的连接部分的细节 的放大横截面视图。
图7表示现有技术中驱动环与驱动销连接，(A)是主视图，(B)是图 7 (A)中的箭头Z—Z方向的横截面视图。
图8是通过图7 (B)中的圆圈V所围绕的部分的细节的横截面视图。
具体实施例方式
将参照附图来说明本发明的优选实施例。但是，除非特别限定，实施 例中的构成部分的尺寸、材料、相对位置等应当只解释为说明的目的而不 是为了限制本发明的范围。
图l是根据本发明的设有可变喷口机构可变容量排气涡轮增压器的相 关部分的纵向截面图。
参照图l，附图标记10是涡轮壳体，11是形成在涡轮壳体10之内的巻 轴室。附图标记12是径向流动类型的涡轮转子，所述涡轮转子同轴地连接 到未示出的压缩机叶轮，涡轮轴12a被支撑用于通过轴承13a被轴承箱13旋 转。附图标记100a显示了排气涡轮增压器的旋转中心。
附图标记2是喷口翼片，多个喷口翼片在环形流动通道中周向均匀地 分开安置，用于排放在巻轴室ll的内侧中形成的排放气体，并且各喷口翼 片的喷口轴02通过固定到涡轮壳体10的喷口座4可旋转地支撑，这样喷口 翼片2的叶片角度可以通过可变喷口面积机构变化。
附图标记3是形成为环形板并可旋转地支撑在喷口座4的周围部分上 的驱动环。多个驱动销32被周向均匀分开地固定到驱动环3。附图标记l是 杠杆板，每个杠杆板与驱动销32配合，设置在输入侧中的槽(外侧端部分) 与驱动销32接合并且喷口轴02固定到输出侧(中心侧端部分)。
附图标记8是连接到驱动喷口翼片2的未示出的执行器的曲柄机构，5 是连接到曲柄机构8的杠杆，并且6是控制套筒，所述控制套筒被固定到杠 杆5并与驱动环3接合以旋转驱动环3。
在具有可变喷口面积机构的可变容量排气涡轮增压器中，进入巻轴室 ll的未示出的内燃机的排放气体然后进入环形流动通道同时随着巻轴室 ll的回旋而发生涡流。排放气体流经喷口翼片之间的空间以从外周进入涡 轮转子12，从而在径向方向上朝向中心流动并在轴向上流出同时将膨胀功 施加在涡轮转子12上。然后，从涡轮转子流出的排放气体流经涡轮壳体的 出口通道10b并排放到外侧。
当控制排放气体流经排放涡轮，喷口翼片2的叶片角度通过未示出的 叶片角度控制装置所确定，这样流经喷口翼片之间的空间的排放气体的流
速是所需流速。未示出的执行器旋转驱动环3以旋转喷口翼片2至通过曲柄 机构8、杠杆5和控制套筒6由叶片角度控制装置所确定的角度。
当驱动环3被旋转时，通过固定到周向均匀分开的驱动环3的各驱动销 32，各杠杆板1围绕各喷口轴02的中心轴晃动，其可旋转地支撑在喷口座4 中。通过晃动各杠杆板l，固定到各杠杆板的各喷口轴02被旋转，并且与 各喷口轴02—体的各喷口翼片2被旋转，这样喷口翼片的叶片角度被变化。
本发明涉及将轴部件连接到具有通孔或者孔的部件的改良，诸如将驱 动销连接到驱动环以及将控制套筒连接到设有如上所述的可变喷口面积 机构的可变容量排气涡轮增压器中的杠杆。
图2是本发明的第一实施例的表示，(A)是驱动环的主视图，(B)是 如图2 (A)中沿着线C—C所取的横截面视图。图3 (A)是本发明的第一 实施例的具有驱动环的驱动销的连接部分(对应通过图2 (B)中的箭头Y 所表示的部分)的详细的放大横截面视图，图3 (B)是显示了驱动销如何 被制造的透视图。图4是包括两层的第一实施例的驱动销的侧视图。
参照图2—4，附图标记3是可变喷口面积机构100的驱动环(具有孔的 部件)(参看图l)， 31是设置在驱动环3中周向均匀地分开的通孔，驱动销 (轴部件)32被压入到所述通孔中，其端部被堵缝，如图3 (A)中由附图 标记32c所表示。
在第一实施例中，驱动销32被压入驱动环3的通孔31中，二者都是可 变喷口面积机构100的构成部件，并在如图2 (B)所示的端部上堵缝，由 此驱动销32包括两层，即，耐磨轴部分32b和连接轴部分32a，耐磨轴部分 32b是Co-Mo合金(60wtX的Co和20wt^的Mo合金是适当的)并通过在由 不锈钢所制造的连接轴部分32a上沿轴向通过焊接由填料或者包覆所形 成，并且驱动销32的连接轴部分32a被压入通孔31中并在其自由端侧被堵 缝以稳定牢固地固定到驱动环3，如图3 (A)和图4中所示。在图4中，附 图标记32d是耐磨轴部分32b和连接轴部分32a的接头，32c是堵缝部分。
图3 (B)是用于说明驱动销如何被制造的透视图。当制造驱动销32 时，特定厚度的Co-Mo合金层032b通过焊接在不锈钢板032a的上表面上覆 层，然后用于驱动销32的特定直径的粗制轴从具有所述合金的所述板覆层 通过放电加工切除。各粗制轴被加工以获得包括两层、即耐磨部分层32b 和连接部分层的驱动销32。
诸如Co-Mo合金的钴基合金的耐磨材料通常用作焊接材料并且其可 以是通过焊接以很高的可靠性形成覆层。
高耐磨金属较硬但是另一方面又较脆，并且难于对其塑性变形以通过 堵缝将其牢固地固定。在本发明的第一实施例中，可以很容易塑性变形的 不锈钢被用作驱动销32的连接轴部分，这样驱动销可以通过堵缝牢固地固 定。这样，可以获得具有较高耐磨滑动轴部分32b和不锈钢连接轴部分32a、 能够通过堵缝牢固地固定在驱动环3的通孔31中驱动销32，这样可以实现 较高可靠地将驱动销固定到驱动环3。
此外，当由奥氏体类型的不锈钢所制造的驱动环的热膨胀系数大于诸 如Co-Mo合金的钴基或者镍基耐磨合金的热膨胀系数时，如果由这样的合 金所制造的驱动销通过将其压入到驱动环3的通孔31中而固定到奥氏体类 型的不锈钢的驱动环3，在通常的温度下通孔和轴之间的所提供的过盈减 小，在高温下不能维持牢固连接。根据本发明，当将压入驱动销32的连接 轴部分32a由几乎与驱动环3相同的热膨胀系数的不锈钢所制造时，可以维 持驱动销对驱动环的连接力，即使驱动销只是压入。
通常3 — 13个驱动销32连接到驱动环3。在需要强耐磨性的部分中必须 使用诸如Co-Mo合金的钴基或者镍基耐磨材料并且普通耐热材料被用在 条件不是很恶劣的部分中的情况下，连接方法必须根据驱动销被连接的部 分而不同，这使得连接过程流变得复杂。
根据第一实施例，通过使用与驱动销将与其连接的部件相似的驱动销 材料的滑动部分32a，即使耐磨材料用作耐磨轴部分32b，所有的驱动销可 以通过相同的方法由能够连接到驱动环3的所有的通孔而制造。
此外，诸如Co-Mo合金的钴基或者镍基耐磨合金比较昂贵。在第一实 施例中，这样的昂贵的材料只用于耐磨轴部分32b，其它部分、诸如连接 轴部分32a可以由便宜的材料所制造，这样材料成本的增加可以被抑制。
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根据第一实施例，包括耐磨轴部分32b和连接轴部分32a的两层的驱动 销32可以通过在不锈钢板的上表面上焊接Co-Mo合金耐磨材料包覆或者 填料到特定的厚度、通过放电加工切割出用于驱动销的粗制轴并对原材料 进行抛光来获得，所述Co-Mo合金是用于可变喷口机构100的驱动销的适 当材料，用于其较高的硬度和较高的耐磨属性，但是不能被堵缝。
因此，通过将包括Co-Mo合金的耐磨轴部分层32b和不锈钢的连接轴 部分层32a的两层的驱动销32 (轴部件)的连接轴部分32a插入驱动销3的 通孔31中并在连接轴部分32a的自由端侧被堵缝，具有Co-Mo合金的耐磨轴 部分的驱动销32可以通过堵缝在驱动环3的通孔31中牢固地固定。
根据第一实施例，驱动销32可以通过堵缝而不对连接部件局部加热而 牢固地固定到驱动环3，局部加热是现有技术通过焊接固定驱动销中所进 行的，结果由于局部施加热的缘故而产生的变形可以被避免。
此外，通过堵缝将驱动销32牢固地连接到驱动环3，就没有必要采取 措施来减小由于局部加热对驱动环3的变形的影响，这样驱动环3的厚度可 以减小，导致重量减小，驱动销3的尺寸减小。
此外，根据第一实施例，通过利用与用于驱动销32的连接轴部分的驱 动销3相似的不锈钢，热膨胀系数在连接部分上没有不同，这样，即使可 变喷口机构100的构成部件在较高的温度条件下操作，仅通过压入连接也 可以维持牢固连接。
同样根据第一实施例，通过将驱动销32由两层结构所构成，将驱动销 32牢固连接到驱动环3可以通过相同的方法来执行，而不管耐磨轴部分32b 的材料。
此外，当驱动销32被构造以使诸如Co-Mo合金的昂贵的材料被只用作 必须耐磨的部分，诸如不锈钢的更便宜的材料被用于将连接到驱动环3的 部分，可以减小昂贵的耐磨材料的使用量，并且制造可变喷口机构的成本 的增加可以被抑制。
此外，由于驱动销32通过在不锈钢板032b的上表面上焊接Co-Mo合金 的耐磨材料032b，并且通过放电加工切割粗制轴而通过包覆或者堵缝所获 得的粗制轴来制造，昂贵耐磨材料每单位量所获得的驱动销的数目增加，
并且耐磨材料与通过等离子喷射焊接涂敷耐磨材料相比节俭使用。 [第二实施例]
图5是本发明的第二实施例的具有驱动销的驱动环的连接部分的细节 的放大横截面视图。
在第二实施例中，驱动销32包括通过压入由诸如不锈钢或者碳钢的材 料所制造的中心轴322的端侧至由较硬的烧结材料所制造的耐磨部件321 中并形成为中空圆柱体而由两层所形成，驱动销32的中心轴322的另外的 端侧被压入驱动环3的通孔31并在端部上被堵缝，如附图标记32c所表示。
这样，驱动销32被构造以使中心轴322的连接轴部分被压入到驱动环3 的通孔31中并如图32c所示堵缝，用于牢固连接，并且耐磨部件321用作与 杠杆板l配合的滑动部分(参看图l)。
除了不锈钢和碳钢之外，烧结材料可以用于中心轴322。
尽管中心轴322的连接轴部分插入到图5中的通孔31的端部中，中心轴 322的连接轴部分没有到达通孔31的端部是允许的。
当根据第二实施例制造可变喷口机构100的驱动环3和驱动销32的集 成部件时，直径小于作为连接轴部分的另外端侧的直径的中心轴322的端 侧被压入到耐磨部件321的中空中，所述耐磨部件321由烧结材料形成并形 成为中空圆柱体，以固定到中空中而获得包括耐磨部分321和中心轴322的 连接轴部分的两层的驱动销32 (轴部件)。'然后，驱动销32的中心轴322的 连接轴部分被压入到通孔31中并且中心轴322的连接轴部分的端部在堵缝 点32c上被堵缝，用于牢固固定。
金属注射成形可以被应用以形成耐磨部件321 。
根据第二实施例，可以增加与驱动销32的轮廓相关的自由度，通过减
小填料或者多余的材料可以增加产益率，并实现容易加工。此外，通过使 用用于驱动销32的中心轴322的诸如不锈钢的钢材料，昂贵耐磨材料的使
用量可以减小。
通过使用形成为用于驱动销32的耐磨部分用的中空圆柱体的烧结材
料，适当厚度的耐磨部分可以围绕由钢所制造的中心轴而形成，并且驱动
销32可以被构造以提供与操作条件相匹配。
此外，可以确定由烧结材料所制造的耐磨部分321的厚度，这样所述 厚度根据施加到可变喷口机构100的载荷是适当的，并且驱动销32的材料 成本可以被抑制得较低。
图6是本发明的第三实施例的具有驱动销的驱动环的连接部分的细节 的放大横截面视图。
根据第三实施例，驱动销32通过压力焊接由诸如Co-Mo合金的较硬材 料所制造的耐磨轴323的端部至由钢材料所制造的连接轴324所构造，焊接 的端部表面通过附图标记32e所表示。这样，获得在轴向包括两层的驱动 销32。
连接轴324侧被压入到驱动环3的通孔31并且在通过附图标记32c所表 示的端部上被堵缝。
这样，驱动销32被构造，这样连接轴324被挤压到驱动环3的通孔31并 通过32c所表示堵缝用于牢固连接，并且耐磨轴323用作与杠杆板1接合的 滑动部分(参看图l)。
当制造根据第三实施例的可变喷口机构100的驱动环3和驱动销32的 一体部件时，由诸如Co-Mo合金的硬金属制造的耐磨轴323的耐磨轴的端 部摩擦焊接或者扩散压力焊接到连接轴324的端部，以获得包括耐磨轴层 323和连接轴层324的两个轴向层的驱动销(轴部件)。驱动销32的连接轴 324被压入到驱动环3的通孔31中并且连接轴323的端部在堵缝点32c上被 堵缝，用于牢固固定。
根据第三实施例，由于由硬材料制造的耐磨轴和连接轴324通过摩擦 焊接或者扩散压力焊接结合在一起用于形成为轴向延伸的两层的驱动销 32，难于堵缝的耐磨轴323通过由可以很容易堵缝的低碳钢材料所制造的 连接轴324的媒介而牢固地连接到由钢材料所制造的驱动环3。
由诸如Co-Mo合金的镍基或者钴基合金所制造的耐磨轴323以及由诸 如不锈钢的钢所制造的连接轴324可以通过摩擦焊接或者扩散压力焊接牢 固地结合在一起，所述摩擦焊接或者扩散压力焊接是常用的焊接方法。
根据第三实施例，难于施加包覆焊接或者烧结的材料可以连接到很容 易塑性变形的奥氏体类型不锈钢。
两种不同的材料、耐磨轴323和连接轴324可以通过摩擦焊接或者扩散 压力焊接而牢固地结合在一起，这样可变喷口机构100的构造部件可以通 过流行实施的加工来制造而不需要使用特殊的技术处理，诸如包覆焊接或 者粉末冶金。
尽管驱动销32与驱动环3连接在上述的实施例中进行了说明，本发明 不限于这些实施例，其可以应用到可变喷口机构100的构成部件中具有通 孔或者多个孔的部件与被插入到通孔或者多个孔中的轴部件。
根据本发明，可变喷口机构的构成部件的连接可以用较小的工时数和 较低的成本来实现，并且设有可变喷口机构的排气涡轮增压器可以被提 供，其在严酷的操作条件下保持构成部件的牢固连接而质量稳定。
权利要求
1.一种用于制造可变容量排气涡轮增压器的用于改变由涡轮壳体中的部件可旋转地支撑的多个喷口翼片的叶片角度的可变喷口面积机构的构成部件的方法，其中，为了制造将插入和固定到在所述可变喷口面积机构的构成部件之中具有通孔的部件中的通孔中的轴部件，连接轴的端侧被压入到由烧结材料形成的中空圆柱体的中空中以获得由耐磨层和连接轴层的两层所构成的轴部件，连接轴的硬度小于所述烧结材料的圆柱体的硬度，然后所述轴部件的连接轴部分被挤压到通孔中并在其端部上被堵缝，用于牢固连接。
2. —种可变容量排气涡轮增压器，设有用于改变由涡轮壳体中的部 件可旋转地支撑的多个喷口翼片的叶片角度的可变喷口面积机构，其中被 压入所述可变喷口面积机构的构成部件之中的驱动环中的通孔中的驱动 销的牢固连接通过堵缝执行，由此，所述驱动销通过将连接轴的一部分压 入由烧结材料所形成的中空圆柱体的中空中，而由较硬材料的耐磨层和硬 度小于所述耐磨材料的材料的连接轴层的两层所构成，所述连接轴部件被 压入到驱动环的通孔中并在其端部上被堵缝用于牢固连接，并且所述耐磨 层用作滑动部分以与可滑动地连接到驱动销的匹配部件接合。
全文摘要
本发明提供一种设有可变喷口机构的可变容量排气涡轮增压器，所述可变喷口机构的构成部件的连接用较小的工时和较低的成本实现并且在严酷的操作条件下保持构成部件的牢固连接而质量稳定。为了制造将插入和固定到在所述可变喷口面积机构的构成部件之中具有通孔的部件中的通孔中的轴部件，连接轴的端侧被压入到由烧结材料形成的中空圆柱体的中空中以获得由耐磨层和连接轴层的两层所构成的轴部件，连接轴的硬度小于所述烧结材料的圆柱体的硬度，然后所述轴部件的连接轴部分被挤压到通孔中并在其端部上被堵缝，用于牢固连接。
文档编号F01D17/16GK101173615SQ200710193648
公开日2008年5月7日 申请日期2006年2月10日 优先权日2005年2月10日
发明者中川大志, 稻村勇, 阵内靖明 申请人:三菱重工业株式会社