CN102242645A - 涡轮增压器整体式可变喷嘴环 - Google Patents

Abstract

一种整体式可变喷嘴环，它包括一个驱动环、三个支撑轮、三个支撑轮轴、复数个从动摇臂、复数个叶片、一个叶片座、三个台阶销钉、一个后盖和三个间隔销钉。支撑轮通过支撑轮轴安装在叶片座上，支撑轮和支撑轮轴之间采用过盈配合，支撑轮轴和叶片座之间采用过盈配合。装配时，将三个支撑轮中的两个支撑轮分别设置在任意两个从动摇臂之间，一个支撑轮设置在限制从动摇臂活动的最大位置，另一个支撑轮设置在限制从动摇臂活动的最小位置。叶片和从动摇臂通过焊接固定安装在叶片座上，叶片和叶片座之间采用间隙配合。驱动环装配在三个支撑轮的卡槽中。台阶销钉安装在叶片座上。后盖与叶片座通过三个均匀分布的间隔销钉铆合连接成一整体。

Description

涡轮增压器整体式可变喷嘴环

技术领域

本发明涉及涡轮增压器技术领域，特别是一种用于涡轮增压器上的整体式可变喷嘴环。

背景技术

增压技术是提高发动机动力性能的主要措施之一，而应用最广泛的是采用涡轮增压技术。涡轮增压器是利用发动机排出废气的能量，通过涡轮变为机械功，带动涡轮叶轮转动，与涡轮叶轮同轴的压气机叶轮也以同样的速度高速运转，将新鲜空气压缩后，送入发动机气缸，提高发动机气缸的空气密度和充气量，从而提高了发动机的功率，改善了燃油的燃烧条件，使燃油充分燃烧，因而降低了燃油消耗，减少了排入大气的废气中有毒物的比例，进而最终实现环保节能，提高发动机功率的作用。

然而车用涡轮增压器应有较宽广的工作范围，因为在发动机低速运转时,由于废气提供的能量很少，涡轮增压器的转速太低，难以提供适合的增压压力和充足的进气量，也就难以产生较大的转矩；再是发动机在高速运转时，由于排气温度和压力很高，可能会造成增压器超速。另外，由于增压器响应的滞后，使得在过渡过程中油量供给的响应比进气量供给的响应快，并因此而导致发动机的瞬态响应性能差和冒烟加速。为了解决这些问题，人们采用了减小增压器转动惯量、安装废气放气阀、辅助空气喷射、调节喷嘴环开度等诸多方法。调节喷嘴环开度的方法因其发动机性能改善的优势明显而得到了广泛的认可。采用可变喷嘴环涡轮增压器与采用普通增压器相比，发动机的低速转矩、烟度和油耗都得到了改善。

现有的可变喷嘴环如附图1、附图2和附图3所示，它包括一个驱动环1、三个支撑轮2、三个支撑轮轴3、十一个从动摇臂4、十一个叶片5、一个叶片座6、三个台阶销钉7和一个喷嘴座8。支撑轮2通过支撑轮轴3安装在叶片座6上，支撑轮2和支撑轮轴3之间采用间隙配合，支撑轮轴3和叶片座6之间采用间隙配合。叶片5和从动摇臂4通过焊接固定安装在叶片座6上，叶片5和叶片座6之间采用间隙配合。驱动环1装配在3个支撑轮2的卡槽中。台阶销钉7安装在叶片座6上的销钉孔内，台阶销钉7和叶片座6上的销钉孔采用间隙配合。在喷嘴座8上设有三个用来将喷嘴座8安装在涡轮增压器轴承体上的螺钉安孔。

附图4为现有的可变喷嘴环安装在涡轮增压器上的示意图，叶片座6通过台阶销钉7安装在涡轮增压器轴承体12上，台阶销钉7和涡轮增压器轴承体12上的销钉孔采用间隙配合。喷嘴座8通过螺钉11安装在涡轮增压器轴承体12上。

现有的可变喷嘴环存在以下不足：一是大部分零部件都是分离件，零部件装配繁琐，效率低；二是在涡轮增压器上安装可变喷嘴环时，不但喷嘴座8要通过螺钉安装在涡轮增压器轴承体上，而且在涡轮增压器轴承体上要装配限位销，这样就增加了轴承体加工工序和装配工序，同时增加了零件数量。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种整体式可变喷嘴环。

本发明的技术方案是：一种整体式可变喷嘴环，它包括一个驱动环、三个支撑轮、三个支撑轮轴、复数个从动摇臂、复数个叶片、一个叶片座、三个台阶销钉、一个后盖和三个间隔销钉。支撑轮通过支撑轮轴安装在叶片座上，支撑轮和支撑轮轴之间采用过盈配合，支撑轮轴和叶片座之间采用过盈配合。装配时，将三个支撑轮中的两个支撑轮分别设置在任意两个从动摇臂之间，一个支撑轮设置在限制从动摇臂活动的最大位置，另一个支撑轮设置在限制从动摇臂活动的最小位置。叶片和从动摇臂均匀分布在叶片座的两侧，一个叶片对应一个从动摇臂，叶片和从动摇臂之间通过焊接固定安装在叶片座上，叶片和叶片座之间采用间隙配合。驱动环装配在三个支撑轮的卡槽中。台阶销钉安装在叶片座上的销钉孔内，台阶销钉和叶片座上的销钉孔采用间隙配合。后盖与叶片座通过三个均匀分布的间隔销钉铆合连接成一整体，这样就相当于将驱动环、支撑轮、支撑轮轴、从动摇臂、叶片、叶片座、后盖、间隔销钉装配成一整体。

所述的从动摇臂为九～十三个，所述的叶片为九～十三个。

使用时，整体式可变喷嘴环通过叶片座上的台阶销钉安装在涡轮增压器轴承体上，台阶销钉和涡轮增压器轴承体上的销钉孔采用间隙配合。工作时，喷嘴环上的叶片可以绕着各自的轴心共同旋转，随着喷嘴环上叶片角度的改变，涡轮机最小流通截面积以及排气进入涡轮的角度和速度都将发生变化，从而改变了涡轮机的转速和压气机出口端的增压压力。发动机低速运转时，喷嘴环上的叶片逆时针旋转，喷嘴环截面积减小，涡轮转速上升，增压压力增加，保证了低转速时的增压压力和进气量；发动机高速运转时，喷嘴环上的叶片顺时针旋转，喷嘴环截面积增大，涡轮转速下降，防止增压器超速。发动机加速时，为了提高增压器的响应速度，可减小喷嘴环截面积，提高增压器转速，从而提高增压压力和进气量，满足瞬态工作时的进气要求。

本发明与现有技术相比具有如下特点：

1、本发明提供的整体式可变喷嘴环在现有的可变喷嘴环基础上取消了喷嘴座，通过间隔销钉将后盖和与叶片座铆合连接成一整体，使整个可变喷嘴环形成一个整体。

2、采用本发明提供的整体式可变喷嘴环装配工艺简单，生产效率高。

3、安装到涡轮增压器上减少了零部件的投入，降低了生产成本。

以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。

附图说明

附图1为现有的可变喷嘴环结构示意图；

附图2为附图1中的A-A剖视图；

附图3为附图1中的B-B剖视图；

附图4为现有的可变喷嘴环安装在涡轮增压器上的示意图；

附图5为本发明提供的整体式可变喷嘴环结构示意图；

附图6为附图5中的C-C剖视图；

附图7为附图6中的D-D剖视图；

附图8为本发明提供的整体式可变喷嘴环安装在涡轮增压器上的示意图。

具体实施方式

一种整体式可变喷嘴环，它包括一个驱动环1、三个支撑轮2、三个支撑轮轴3、十一个从动摇臂4、十一个叶片5、一个叶片座6、三个台阶销钉7、一个后盖9和三个间隔销钉10。支撑轮2通过支撑轮轴3安装在叶片座6上，支撑轮2和支撑轮轴3之间采用过盈配合，支撑轮轴3和叶片座6之间采用过盈配合。装配时，将三个支撑轮2中的两个支撑轮分别设置在任意两个从动摇臂4之间，一个支撑轮设置在限制从动摇臂4活动的最大位置，另一个支撑轮设置在限制从动摇臂4活动的最小位置。叶片5和从动摇臂4均匀分布在叶片座6的两侧，一个叶片5对应一个从动摇臂4，叶片5和从动摇臂4之间通过焊接固定安装在叶片座6上，叶片5和叶片座6之间采用间隙配合。驱动环1装配在3个支撑轮2的卡槽中。台阶销钉7安装在叶片座6上的销钉孔内，台阶销钉7和叶片座6上的销钉孔采用间隙配合。后盖9与叶片座6通过三个均匀分布的间隔销钉10铆合连接成一整体，这样就相当于将驱动环1、支撑轮2、支撑轮轴3、从动摇臂4、叶片5、叶片座6、后盖9、间隔销钉10装配成一整体。

Claims (2)

1.一种整体式可变喷嘴环，其特征是：它包括一个驱动环、三个支撑轮、三个支撑轮轴、复数个从动摇臂、复数个叶片、一个叶片座、三个台阶销钉、一个后盖和三个间隔销钉；支撑轮通过支撑轮轴安装在叶片座上，支撑轮和支撑轮轴之间采用过盈配合，支撑轮轴和叶片座之间采用过盈配合；装配时，将三个支撑轮中的两个支撑轮分别设置在任意两个从动摇臂之间，一个支撑轮设置在限制从动摇臂活动的最大位置，另一个支撑轮设置在限制从动摇臂活动的最小位置；叶片和从动摇臂均匀分布在叶片座的两侧，一个叶片对应一个从动摇臂，叶片和从动摇臂之间通过焊接固定安装在叶片座上，叶片和叶片座之间采用间隙配合；驱动环装配在三个支撑轮的卡槽中；台阶销钉安装在叶片座上的销钉孔内，台阶销钉和叶片座上的销钉孔采用间隙配合；后盖与叶片座通过三个均匀分布的间隔销钉铆合连接成一整体。

2.根据权利要求1所述的一种整体式可变喷嘴环，其特征是：安装在叶片座上的从动摇臂为九～十三个，叶片为九～十三个。

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