CN103266949A - 带杠杆制动可变流道的涡轮增压器 - Google Patents

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Abstract

一种带杠杆制动可变流道的涡轮增压器，它包括压气机壳、转子总成、轴承体支承机构、涡轮箱、后盖。后盖通过螺杆固定在涡轮箱上，在后盖内端面的圆柱形导轨上设有一个涡轮箱流道调节块，涡轮箱的内壁与涡轮箱流道调节块上的流道槽以及后盖内端面的圆柱形导轨之间形成流道腔。在涡轮箱上设有一个杠杆执行机构，所述的杠杆执行机构由杠杆机构、执行器套管、执行器支架和电控执行器组成，通过杠杆执行机构带动涡轮箱流道调节块在后盖内端面的圆柱形导轨上移动来改变涡轮箱的整个流道截面大小，从而控制进入涡轮的废气流量。在发动机负荷变化时，通过涡轮箱流道截面的无级调节，使涡轮始终依然保持有足够的膨胀比和较高的工作效率。

Description

带杠杆制动可变流道的涡轮增压器
技术领域
本发明涉及发动机涡轮增压器技术领域，特别是一种通过杠杆制动来改变流道的涡轮增压器。
背景技术
涡轮增压器有提高发动机工作效率、节能、环保、高原补偿等等优点，目前被广泛地应用在各种车辆、船舶发动机上。但涡轮增压也有个最大的问题，就是启动迟滞现象。而且随着社会的发展，国家对汽车尾气排放要求是越来越严格，先后出台了相关法规，普通增压器已无法满足国Ⅳ以上的排放要求，同时用户对发动机的功率、经济性也是要求越来越高。
在这种情况下，在增压器中采取可变几何增压方式，采用涡轮调节技术，通过调节喷嘴环叶片的位置，来改变涡轮的流通截面，使发动机低速响应特性和加速响应特性得到改善，并在整个发动机流量范围内都能进行很好的匹配，成为解决上述问题的一种有效手段。常见的可变几何技术有VNT即旋转叶片式和VGT即移动喷嘴式。以上这两种结构方式各有特点，但都是通过调节涡端喷嘴环上的可变舌片位置来改变涡轮的流通截面。上述可变几何截面涡轮增压器存在以下一些问题：一是对整个结构的精密度要求高，工艺复杂，因此可靠性降差；二是在性能匹配方面还存在一些不足，难以在发动机整个流量范围内都保持高效率，机械损失较大。
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带杠杆制动可变流道的涡轮增压器，它是通过杠杆控制装置控制涡轮箱流道调节块来改变涡轮箱的整个流道截面大小，从而控制进入涡轮的废气流量，使发动机整个流量范围内都能有高效率的匹配。
本发明的技术方案是：一种带杠杆制动可变流道的涡轮增压器，它包括压气机壳、转子总成、轴承体支承机构、涡轮箱、后盖。
在涡轮箱上设有第一轴套安装孔和第二轴套安装孔，第一轴套安装孔和第二轴套安装孔与涡轮箱的内腔相通并处在同一轴线上，在第一轴套安装孔和第二轴套安装孔内分别设有第一轴套和第二轴套，第一轴套与第一轴套安装孔之间采用过盈配合，第二轴套与第二轴套安装孔之间采用过盈配合。后盖的内端面设有圆柱形导轨，后盖通过螺杆固定在涡轮箱上。
在后盖内端面的圆柱形导轨上设有一个涡轮箱流道调节块，涡轮箱流道调节块与后盖内端面的圆柱形导轨之间采用动配合，涡轮箱流道调节块能够在后盖内端面的圆柱形导轨上来回移动；所述涡轮箱流道调节块的外表面形状与涡轮箱的内壁形状相同，涡轮箱流道调节块的外表面与涡轮箱的内壁之间采用动配合，涡轮箱流道调节块的一个端面上设有两个导柱，涡轮箱流道调节块的另一个端面上设有截面呈圆弧形的流道槽。涡轮箱流道调节块安装到后盖内端面的圆柱形导轨上后，涡轮箱的内壁与涡轮箱流道调节块上的流道槽以及后盖内端面的圆柱形导轨之间形成流道腔。
在涡轮箱上设有一个杠杆执行机构，所述的杠杆执行机构由杠杆机构、执行器套管、执行器支架和电控执行器组成。
所述的杠杆机构由传动销、摇臂、传动轴、拨叉及紧固螺杆组成，传动轴安装在涡轮箱上的第一轴套安装孔和第二轴套安装孔内，拨叉安装在涡轮箱的内腔，拨叉上的开口孔套装在传动轴上，并通过紧固螺杆将拨叉固定在传动轴上，拨叉上的两个拨杆分别定位在涡轮箱流道调节块上的两个导柱的开口槽内，通过拨叉带动涡轮箱流道调节块在后盖内端面的圆柱形导轨上移动来改变涡轮箱的整个流道截面大小，从而控制进入涡轮的废气流量；传动轴的上端伸出涡轮箱外，其伸出端与摇臂的一端相互焊接在一起，传动销焊接在摇臂的另一端。
执行器支架固定在涡轮箱上，电控执行器固定在执行器支架上，执行器套管的一端与电控执行器的推杆螺纹连接，其长度通过螺纹调节，长度距离调节好后通过拧紧电控执行器推杆上的调节螺母固定，执行器套管的另一端与杠杆机构上的传动销连接。
本发明提供的带杠杆制动可变流道的涡轮增压器的工作原理如下：
电控执行器由发动机ECU控制，在发动机低速运转时，增压器压气机的流量、压力较低，电控执行器动作，电控执行器的推杆通过执行器套管带动传动销运动，再由摇臂带动传动轴转动，传动轴的转动带动拨叉摆动，最后由拨叉的摆动带动涡轮箱流道调节块来减少涡轮箱整个流道的截面积，使得废气流速增大，涡轮的输出功率就增加，增压器的进气流量、增压比提高；在发动机大负荷运转时，增压器压气机的流量、压力较高，电控执行器反向动作，增大涡轮箱整个流道截面积，使得废气流速相对降低；在发动机其它工况内，杠杆执行机构也根据发动机不同流量和压力要求，改变涡轮箱的整个流道截面积，从而获得不同的增压压力和进气流量，以保持发动机整个工况范围内都保持高效率。
本发明与现有技术相比具有如下特点：
可变流道涡轮增压器可以在发动机负荷变化时，通过涡轮箱流道截面的无级调节，使涡轮始终依然保持有足够的膨胀比和较高的工作效率。对发动机在不同工况工作时的流量变化具有非常强的适应能力，极大地改善了压发动机的低速和部分负荷贫气的问题，同时也能在发动机高速时减少废气的摩擦而使发动机输出更大的功率。
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为本发明的结构示意图，此时发动机处于低速运转状况，涡轮箱整个流道截面积减少；
附图2为右视图；
附图3为本发明的结构示意图，此时发动机处于大负荷运转状况，涡轮箱整个流道截面积增大；
附图4为涡轮箱流道调节块的结构示意图；
附图5为附图4中的A-A剖视图；
附图6为附图4中的后视图；
附图7为杠杆机构的结构示意图。
具体实施方式
一种带杠杆制动可变流道的涡轮增压器，它包括压气机壳1、转子总成2、轴承体支承机构3、涡轮箱4、后盖5。
在涡轮箱4上设有第一轴套安装孔4-1和第二轴套安装孔4-2，第一轴套安装孔4-1和第二轴套安装孔4-2与涡轮箱4的内腔相通并处在同一轴线上，在第一轴套安装孔4-1和第二轴套安装孔4-2内分别设有第一轴套11-1和第二轴套11-2，第一轴套11-1与第一轴套安装孔4-1之间采用过盈配合，第二轴套11-2与第二轴套安装孔4-2之间采用过盈配合。后盖5的内端面设有圆柱形导轨5-1，后盖5通过螺杆固定在涡轮箱4上。
在后盖5内端面的圆柱形导轨5-1上设有一个涡轮箱流道调节块6，涡轮箱流道调节块6与后盖5内端面的圆柱形导轨5-1之间采用动配合，涡轮箱流道调节块6能够在后盖5内端面的圆柱形导轨5-1上来回移动；所述涡轮箱流道调节块6的外表面形状与涡轮箱4的内壁形状相同，涡轮箱流道调节块6的外表面与涡轮箱4的内壁之间采用动配合，涡轮箱流道调节块6的一个端面上设有两个导柱6-1，涡轮箱流道调节块6的另一个端面上设有截面呈圆弧形的流道槽6-2。涡轮箱流道调节块6安装到后盖5内端面的圆柱形导轨5-1上后，涡轮箱4的内壁与涡轮箱流道调节块6上的流道槽6-2以及后盖内端面的圆柱形导轨5-1之间形成流道腔12。
在涡轮箱4上设有一个杠杆执行机构，所述的杠杆执行机构由杠杆机构7、执行器套管8、执行器支架和电控执行器10组成。
所述的杠杆机构7由传动销7-1、摇臂7-2、传动轴7-3、拨叉7-4及紧固螺杆7-5组成，传动轴7-3安装在涡轮箱4上的第一轴套安装孔4-1和第二轴套安装孔4-2内，拨叉7-4安装在涡轮箱4的内腔，拨叉7-4上的开口孔套装在传动轴7-3上，并通过紧固螺杆7-5将拨叉7-4固定在传动轴7-3上，拨叉7-4上的两个拨杆分别定位在涡轮箱流道调节块6上的两个导柱6-1的开口槽内，通过拨叉7-4带动涡轮箱流道调节块6在后盖5内端面的圆柱形导轨5-1上移动来改变涡轮箱的整个流道截面大小，从而控制进入涡轮的废气流量；传动轴7-3的上端伸出涡轮箱4外，其伸出端与摇臂7-2的一端相互焊接在一起，传动销7-1焊接在摇臂7-2的另一端。
执行器支架9固定在涡轮箱4上，电控执行器10固定在执行器支架9上，执行器套管8的一端与电控执行器10的推杆螺纹连接，其长度通过螺纹调节，长度距离调节好后通过拧紧电控执行器10推杆上的调节螺母固定，执行器套管8的另一端与杠杆机构7上的传动销7-1连接。
本实施例提供的带杠杆制动可变流道的涡轮增压器的工作原理如下：
电控执行器10由发动机ECU控制，在发动机低速运转时，增压器压气机的流量、压力较低，电控执行器10动作，电控执行器10的推杆通过执行器套管8带动传动销7-1运动，再由摇臂7-2带动传动轴7-3转动，传动轴7-3的转动带动拨叉7-4摆动，最后由拨叉7-4的摆动带动涡轮箱流道调节块6来减少涡轮箱4整个流道的截面积，使得废气流速增大，涡轮的输出功率就增加，增压器的进气流量、增压比提高；在发动机大负荷运转时，增压器压气机的流量、压力较高，电控执行器10反向动作，增大涡轮箱4整个流道截面积，使得废气流速相对降低；在发动机其它工况内，杠杆执行机构也根据发动机不同流量和压力要求，改变涡轮箱4的整个流道截面积，从而获得不同的增压压力和进气流量，以保持发动机整个工况范围内都保持高效率。

Claims (1)

1.一种带杠杆制动可变流道的涡轮增压器，它包括压气机壳、转子总成、轴承体支承机构、涡轮箱、后盖，其特征是：在涡轮箱上设有第一轴套安装孔和第二轴套安装孔，第一轴套安装孔和第二轴套安装孔与涡轮箱的内腔相通并处在同一轴线上，在第一轴套安装孔和第二轴套安装孔内分别设有第一轴套和第二轴套，第一轴套与第一轴套安装孔之间采用过盈配合，第二轴套与第二轴套安装孔之间采用过盈配合；后盖的内端面设有圆柱形导轨，后盖通过螺杆固定在涡轮箱上；
在后盖内端面的圆柱形导轨上设有一个涡轮箱流道调节块，涡轮箱流道调节块与后盖内端面的圆柱形导轨之间采用动配合，涡轮箱流道调节块能够在后盖内端面的圆柱形导轨上来回移动；所述涡轮箱流道调节块的外表面形状与涡轮箱的内壁形状相同，涡轮箱流道调节块的外表面与涡轮箱的内壁之间采用动配合，涡轮箱流道调节块的一个端面上设有两个导柱，涡轮箱流道调节块的另一个端面上设有截面呈圆弧形的流道槽，涡轮箱流道调节块安装到后盖内端面的圆柱形导轨上后，涡轮箱的内壁与涡轮箱流道调节块上的流道槽以及后盖内端面的圆柱形导轨之间形成流道腔；
在涡轮箱上设有一个杠杆执行机构，所述的杠杆执行机构由杠杆机构、执行器套管、执行器支架和电控执行器组成；
所述的杠杆机构由传动销、摇臂、传动轴、拨叉及紧固螺杆组成，传动轴安装在涡轮箱上的第一轴套安装孔和第二轴套安装孔内，拨叉安装在涡轮箱的内腔，拨叉上的开口孔套装在传动轴上，并通过紧固螺杆将拨叉固定在传动轴上，拨叉上的两个拨杆分别定位在涡轮箱流道调节块上的两个导柱的开口槽内，通过拨叉带动涡轮箱流道调节块在后盖内端面的圆柱形导轨上移动来改变涡轮箱的整个流道截面大小，从而控制进入涡轮的废气流量；传动轴的上端伸出涡轮箱外，其伸出端与摇臂的一端相互焊接在一起，传动销焊接在摇臂的另一端；
执行器支架固定在涡轮箱上，电控执行器固定在执行器支架上，执行器套管的一端与电控执行器的推杆螺纹连接，其长度通过螺纹调节，长度距离调节好后通过拧紧电控执行器推杆上的调节螺母固定，执行器套管的另一端与杠杆机构上的传动销连接。
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