CN100419221C - 由金属板制成的可变喷嘴装置 - Google Patents

由金属板制成的可变喷嘴装置 Download PDF

Info

Publication number
CN100419221C
CN100419221C CNB038271575A CN03827157A CN100419221C CN 100419221 C CN100419221 C CN 100419221C CN B038271575 A CNB038271575 A CN B038271575A CN 03827157 A CN03827157 A CN 03827157A CN 100419221 C CN100419221 C CN 100419221C
Authority
CN
China
Prior art keywords
nozzle device
variable nozzle
axle
blade
metal sheet
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB038271575A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1860286A (zh
Inventor
G·费古拉
D·蒂斯朗
G·瓦宾斯基
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.)
Honeywell International Inc
Original Assignee
Honeywell International Inc
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 Honeywell International Inc filed Critical Honeywell International Inc
Publication of CN1860286A publication Critical patent/CN1860286A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100419221C publication Critical patent/CN100419221C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/02—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass turbine or like blades from one piece
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/147—Construction, i.e. structural features, e.g. of weight-saving hollow blades

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

一种可变喷嘴装置，其包括由两个相对壁部件(1，3)之间的间隙形成的环形喷嘴通道(5)，以及至少一个伸入所述喷嘴通道(5)中并被可旋转地支撑的叶片(7)。所述叶片(7)由金属板轮廓形成，并与轴(9)连接。

Description

由金属板制成的可变喷嘴装置
技术领域
本发明涉及一种可应用于涡轮增压器、特别是涡轮增压器的涡轮机上的可变喷嘴装置。
尤其是用于内燃机的涡轮增压器通常用来减少油耗，以及增大内燃机的输出功率。
背景技术
由于内燃机常经受运转状态、例如转速和负荷状态的大范围变化，因此涡轮增压器同样会经历变化的状态，例如废气流量、工作温度或类似状态。此外，从涡轮增压器压缩机排出的高压进气的吸入条件会响应于内燃机操作条件的变化而改变。
因此，已经研制出可适应涡轮增压器涡轮一侧的流体操作条件的涡轮增压器。对涡轮一侧的操作条件的适应例如包括涡轮进气通道几何形状的变化。
美国专利4643640提出了一种用于传递流体、例如废气的喷嘴，该喷嘴包括多个通过对流体施加旋涡效应而引导流体并调节喷嘴通道面积的叶片。在现有技术的这种结构中，叶片在通道中被可旋转地支撑。通过叶片的合适旋转，旋涡效应和/或通道面积可以依照操作需求来设定。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种可变喷嘴装置，其尤其可应用于具有改进叶片结构的涡轮增压器废气涡轮机上的可变喷嘴装置，其中叶片结构可以以低成本制造。
本发明的目的通过一种可变喷嘴装置来实现，该可变喷嘴装置包括：由两个相对壁部件之间的间隙所形成的环形喷嘴通道；和至少一个叶片，伸入到所述喷嘴通道中并且被与之相连的一个轴可旋转地支撑，其特征在于，通过卷绕一金属板条形成金属板轮廓使所述轮廓形成为一个环从而形成所述叶片，其中，所述轴的至少一部分凸伸超过所述金属板轮廓一预定的量，使得形成可接触所述相对壁部件中的一个的台阶部分，从而将所述金属板轮廓从所述相对壁部件中的所述一个分开。
金属板造叶片可以通过低成本的简单工艺来制造。此外，间隙之间的距离随涡轮增压器的不同设计而不同。通过对金属板轮廓轴向长度的简单适应，这种间隙的不同是可以被吸收的。
优选的是，所述叶片通过卷绕所述金属板条而成形，以便形成环状的所述轮廓。
形成环状并将环状金属板条卷绕在轴上是一种制造叶片的简单方法，因为只有叶片的外轮廓对于将在喷嘴中使用的叶片的流动特性才是重要的。
优选的是，所述叶片的下游尖端通过将所述金属板的所述条的两端连接起来而形成。也就是说，叶片只包括一个金属板条，该金属板条被弯曲从而形成在下游端提供尖端的闭合环。优选的是，所述金属板的所述条的所述两端通过点焊而连接起来，这就提供了制造叶片的简单方法。
优选的是，所述轴伸入所述金属板轮廓中，其中所述金属板轮廓与所述轴至少在其外周边部分而连接。因此，金属板可以环绕该轴而卷绕，以便在轴和金属板轮廓的内表面之间形成接触部分。
优选的是，所述金属板轮廓与所述轴通过在所述轴的两个互相径向相对的边缘部分而点焊连接起来。这种结构实现了叶片在轴上的稳定支撑以及用于调节叶片旋转位置的充分扭矩传递。
优选的是，所述轴的至少一部分伸出到所述金属板轮廓的边缘之外达预定的量，从而形成了可与其中一个所述相对壁部件相接触的台阶部分，因此使所述其中一个所述相对壁部件与所述金属板轮廓分开。通过提供超出金属板轮廓边缘的突出轴部分，就在所述边缘与所述壁的面对所述叶片边缘的表面之间形成了间隙。因此，就可以限定粘接现象并减小摩擦损耗。
根据本发明的第二方面，废气涡轮机包括根据第一方面的可变喷嘴装置以及可由流经所述可变喷嘴装置的环形喷嘴通道的废气来驱动的涡轮机叶轮。
根据本发明的第三方面，涡轮增压器包括根据第二方面的废气涡轮机。
根据本发明，还提供了一种废气涡轮机，其包括根据上述本发明的可变喷嘴装置，以及可由流经所述可变喷嘴装置的环形喷嘴通道的废气来驱动的涡轮机叶轮。
根据本发明，还提供了一种涡轮增压器，其包括根据上述本发明的废气涡轮机。
附图说明
本发明的优选实施例将参考附图进行更详细的描述。
图1显示了根据本发明第一实施例的可变喷嘴装置的侧视图。
图2显示了图1所示叶片的沿图1中线A-A的剖视图。
图3显示了根据本发明第二实施例的可变喷嘴装置的侧视图。
图4显示了根据本发明第一实施例的可变喷嘴装置的一种改型的侧视图。
具体实施方式
第一实施例
在下文中，将基于图1和图2来介绍本发明第一实施例的可变喷嘴装置。
图1显示了喷嘴的局部视图，该喷嘴包括第一壁1和第二壁3，这两个壁相互隔开，从而在第一壁1和第二壁3之间形成了通道5。尽管在图中未显示，但是，通道5形成了适合于围绕涡轮机叶轮(未示出)设置的环形形状。将输送到涡轮机叶轮的流体流、例如废气从叶片的上游端运动至其下游端。流体流的方向在图中用箭头F表示。
叶片7设置在第一壁1和第二壁3之间的通道5内。如图2所示，叶片7在图1中的沿线A-A的剖视图中具有翼形形状。
叶片7由折弯后获得翼形外形的金属板条制造而成。也就是说，叶片7是中空体，并且其轴向面是敞开的。叶片7的尖端25是通过在折弯后使金属板的两端接触并通过点焊相连接而形成的，其中点焊在图中用W1表示。
轴9的末端部分伸入叶片7的中空内部中并对其进行支撑。如图1所示，金属板与轴9的延长部11在叶片7的中空内部内侧接触。为了将金属板与延长部11相连起来，与延长部的外周相接触的那些金属板部分通过点焊焊接，点焊在图中用W2表示。
除了延长部11之外，轴9还包括支承部分13，其直径比延长部11的直径大。轴9的支承部分13配合在支承孔15中，因此可以旋转。支承部分13包括两个环形凹槽17，这些凹槽用于润滑支承孔15内的支承部分13和/或用于固定轴9相对于第二壁3的轴向位置。在延长部11和支承部分13的过渡处形成了台阶23。
此外，轴包括促动部分19，其直径比支承部分13的直径小，但比延长部11的直径大。
通过本实施例的可变喷嘴装置，固定在轴9上的叶片7就可以通过转动轴9而绕轴9的轴向方向而旋转，其中叶片7的旋转方向在图2中用箭头R表示。具体而言，促动部分19可以被调节机构驱动旋转，这样可同时地驱动多个叶片旋转。因此，就可以调节叶片在第一壁1和第二壁3之间的旋转位置，以便适应喷嘴的流动特性。
根据本实施例，在轴9的延长部11和支承部分13之间的过渡形成为带有略呈锥形的形状，以便减轻由于切口效应而导致的应力集中。由于这种锥形过渡，叶片7就固定在轴9的延长部11上，使得叶片7面向第二壁3的边缘与支承部分13稍微分开。因此，金属板与延长部11仅仅在其圆柱部分上接触。
第二实施例
在下文中，将基于图3来介绍根据本发明第二实施例的可变喷嘴装置。根据第二实施例的可变喷嘴装置的结构与第一实施例的类似。因此，类似的元件采用相同的标号，下面只讨论不同的部分。
根据本实施例，轴9的延长部11伸出至稍微超出叶片7的面向第一壁1的边缘。具体而言，延长部11的面向第一壁1的轴向端面21与第一壁1形成滑动接触。因此，叶片7的边缘、特别是形成所述叶片7的金属板与第一壁1的表面分开。也就是说，只在轴9的轴向端部21上施加了滑动接触，而叶片7的边缘不与第一壁1相接触。
在本实施例中，延长部11超出叶片7的面向第一壁的边缘的超出量设定为0.05mm。
改型
图4显示了第一实施例的改型。如图4所示，可变喷嘴装置的结构由金属板折弯成翼形形成，用于形成固定在轴9的延长部11上的叶片7。
在根据第一实施例一种改型的可变喷嘴装置中，在轴的延长部11和支承部分13之间的过渡形成为使得所述过渡部位的锥形部分被取消。在图3中可以看到，该过渡是通过延长部11圆周上的环形凹槽来形成的。
由于这种结构，叶片7设置并固定在延长部11上，使得叶片7的面向第二壁3的边缘与延长部11和支承部分之间的轴向台阶形成紧密接触。
尽管在实施例的上述描述全文中陈述了可变喷嘴装置可应用于废气涡轮机，然而，所述可变喷嘴装置液可适用于涡轮增压器的压缩机。

Claims (7)

1. 一种可变喷嘴装置，包括：
由两个相对壁部件(1，3)之间的间隙所形成的环形喷嘴通道(5)；和
至少一个叶片(7)，伸入到所述喷嘴通道(5)中并且被与之相连的一个轴(9)可旋转地支撑，
其特征在于，通过卷绕一金属板条形成金属板轮廓使所述轮廓形成为一个环从而形成所述叶片(7)，
其中，所述轴(9)的至少一部分凸伸超过所述金属板轮廓一预定的量，使得形成可接触所述相对壁部件(1，3)中的一个的台阶部分(21)，从而将所述金属板轮廓从所述相对壁部件(1，3)中的所述一个分开。
2. 根据权利要求1所述的可变喷嘴装置，其特征在于，所述叶片(7)的下游尖端(25)是通过将所述条金属板的两端连接起来形成的。
3. 根据权利要求2所述的可变喷嘴装置，其特征在于，所述条金属板的所述两端是通过点焊连接起来的。
4. 根据权利要求1至3中之一所述的可变喷嘴装置，其特征在于，所述轴(9)伸入所述金属板轮廓中，所述金属板轮廓至少与所述轴(9)的外周部分相连。
5. 根据权利要求4所述的可变喷嘴装置，其特征在于，所述金属板轮廓通过在所述轴(9)的两个互相径向相对的外周部分处的点焊而与所述轴(9)相连接。
6. 一种废气涡轮机，其包括根据权利要求1至7中任一权利要求所述的可变喷嘴装置，以及可由流经所述可变喷嘴装置的环形喷嘴通道的废气来驱动的涡轮机叶轮。
7. 一种涡轮增压器，其包括根据权利要求6所述的废气涡轮机。
CNB038271575A 2003-08-12 2003-08-12 由金属板制成的可变喷嘴装置 Expired - Fee Related CN100419221C (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2003/008936 WO2005014980A1 (en) 2003-08-12 2003-08-12 Variable nozzle device made from sheet metal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1860286A CN1860286A (zh) 2006-11-08
CN100419221C true CN100419221C (zh) 2008-09-17

Family

ID=34129904

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB038271575A Expired - Fee Related CN100419221C (zh) 2003-08-12 2003-08-12 由金属板制成的可变喷嘴装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20070041832A1 (zh)
EP (1) EP1700006B1 (zh)
CN (1) CN100419221C (zh)
AU (1) AU2003255421A1 (zh)
WO (1) WO2005014980A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8414253B2 (en) * 2008-10-23 2013-04-09 Honeywell International, Inc. Turbocharger vane
US20110081238A1 (en) * 2009-10-01 2011-04-07 Eric Durocher Gas turbine engine sheet metal vane
CN114961884B (zh) * 2022-04-27 2024-04-05 萍乡德博科技股份有限公司 一种汽油机涡轮增压可变截面喷嘴环的叶片组件、喷嘴环

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH162526A (de) * 1932-06-06 1933-06-30 Escher Wyss Maschf Ag Hohle Schaufel für Kreiselmaschinen, insbesondere Wasserturbinen.
GB545587A (en) * 1941-02-04 1942-06-03 Michael Thaddius Adamtchik Improvements in and relating to apparatus applicable to screw propellors for obtaining maximum efficiency under all conditions
DE1033966B (de) * 1956-11-21 1958-07-10 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Einspritzbrennkraftmaschine
US3038698A (en) * 1956-08-30 1962-06-12 Schwitzer Corp Mechanism for controlling gaseous flow in turbo-machinery
DE1428171A1 (de) * 1963-07-10 1969-01-23 Gutehoffnungshuette Sterkrade Verstellschaufel,insbesondere in Turbomaschinen
US5380152A (en) * 1992-11-03 1995-01-10 Mtu Motoren-Und Turbinen-Union Muenchen Gmbh Adjustable guide vane for turbines, compressors, or the like
JPH11336504A (ja) * 1998-05-28 1999-12-07 Hitachi Ltd 中空ノズル翼及びその製造方法
DE19955510C1 (de) * 1999-11-18 2000-09-21 Daimler Chrysler Ag Abgasturbolader

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2787049A (en) * 1952-05-23 1957-04-02 Stalkcr Dev Company Process of fabricating blades for turbines, compressors and the like
FR2023239A1 (zh) * 1968-11-14 1970-08-07 Mtu Muenchen Gmbh
US4643640A (en) 1984-04-20 1987-02-17 The Garrett Corporation Gas seal vanes of variable nozzle turbine
US4726744A (en) * 1985-10-24 1988-02-23 Household Manufacturing, Inc. Tubocharger with variable vane
US6269642B1 (en) * 1998-10-05 2001-08-07 Alliedsignal Inc. Variable geometry turbocharger
DE19905637C1 (de) * 1999-02-11 2000-08-31 Daimler Chrysler Ag Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine
US6129257A (en) * 1999-12-01 2000-10-10 Allison Engine Company, Inc. High temperature brazing fixture
EP1234950B1 (en) * 2001-02-26 2006-01-18 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Vane adjustment mechanism for a turbine and assembling method therefor

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH162526A (de) * 1932-06-06 1933-06-30 Escher Wyss Maschf Ag Hohle Schaufel für Kreiselmaschinen, insbesondere Wasserturbinen.
GB545587A (en) * 1941-02-04 1942-06-03 Michael Thaddius Adamtchik Improvements in and relating to apparatus applicable to screw propellors for obtaining maximum efficiency under all conditions
US3038698A (en) * 1956-08-30 1962-06-12 Schwitzer Corp Mechanism for controlling gaseous flow in turbo-machinery
DE1033966B (de) * 1956-11-21 1958-07-10 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Einspritzbrennkraftmaschine
DE1428171A1 (de) * 1963-07-10 1969-01-23 Gutehoffnungshuette Sterkrade Verstellschaufel,insbesondere in Turbomaschinen
US5380152A (en) * 1992-11-03 1995-01-10 Mtu Motoren-Und Turbinen-Union Muenchen Gmbh Adjustable guide vane for turbines, compressors, or the like
JPH11336504A (ja) * 1998-05-28 1999-12-07 Hitachi Ltd 中空ノズル翼及びその製造方法
DE19955510C1 (de) * 1999-11-18 2000-09-21 Daimler Chrysler Ag Abgasturbolader

Also Published As

Publication number Publication date
WO2005014980A1 (en) 2005-02-17
US20070041832A1 (en) 2007-02-22
EP1700006B1 (en) 2013-03-27
EP1700006A1 (en) 2006-09-13
CN1860286A (zh) 2006-11-08
AU2003255421A1 (en) 2005-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4991765B2 (ja) 調整可能なガイド装置
CN1740522B (zh) 折转角和安装角都可变的翼面和方法
JP4237712B2 (ja) 高いバイパス比を有するスリースプールバイパスターボジェット
JP3859643B2 (ja) 軸受ジャーナル
US8157543B2 (en) High-speed rotating shaft of supercharger
US8414253B2 (en) Turbocharger vane
US20010053325A1 (en) Variable-capacity turbine
US20100260591A1 (en) Spanwise split variable guide vane and related method
CN102052096B (zh) 可变几何涡轮增压器的喷嘴组件
EP2855893B1 (en) Geared architecture carrier torque frame assembly
US11015518B2 (en) Variable nozzle device and variable-geometry type exhaust turbocharger
CA3011866C (en) Gear assembly damper arrangement
US20230304573A1 (en) Power gearbox gear arrangement
CN100419221C (zh) 由金属板制成的可变喷嘴装置
EP3036420B1 (en) Load balanced journal bearing pin
JP2004138006A (ja) 可変容量型過給機の表面処理構造及び表面処理方法
CN210799132U (zh) 具有废气流量调节机构的涡轮增压器
WO2020171057A1 (ja) ジャーナル軸受構造およびそれを備えた過給機
CN111608941B (zh) 一种防止风叶弯曲的轴流风机
CN2467801Y (zh) 可旋喷嘴环涡轮增压器
CN217206793U (zh) 一种压缩机曲轴组件及压缩机
EP4269755A1 (en) Variable guide vane control system
CN2451777Y (zh) 花瓣式调节门
US10145264B2 (en) Variable vane actuation system
TH88394A (th) เพลาเพื่อการหมุนด้วยความเร็วสูงของเครื่องเพิ่มการอัดความดัน

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080917

Termination date: 20170812