CN103527264A - 滑动式喷嘴 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种滑动式喷嘴，上喷嘴环上同轴设有一可旋转式同步环，与上喷嘴环装配连接的同步环内圈的径向上为间断式结构，所述第一滑块装置包括导流叶片以及与所述导流叶片的轴端连接的开口拨叉，所述导流叶片的轴端有两个平行侧平面，所述开口拨叉一端与两个侧平面配合连接；第二滑块装置包括一主拨叉组件，主拨叉组件一端与所述执行器连接，另一端通过一同步销与同步环连接。通过上述方式，本发明有效地解决了线面摩擦副在实际使用中快速磨损带来的精度损失；有效提高了传动精度和耐磨性；采用了内圈为间断式的同步环的结构，减小了同步环与上喷嘴环的配合面积，有效地预防了热变形导致的同步环与喷嘴环卡死的现象。

Description

滑动式喷嘴
技术领域
本发明涉及涡轮增压器领域，特别是涉及一种滑动式喷嘴。
背景技术
涡轮增压器主要分为固定截面增压器和变截面增压器两大类。
固定截面增压器的涡轮机的涡壳废气流经通道是固定不变的，而发动机的排气量随着转速的不同是变化的，因此固定截面涡轮增压器只能在设计工况点高效工作，这类涡轮增压器无法同时兼顾高低速性能，要么低速性能较差，要么通过在高速阶段，放弃一部分废气能量，以提高低速性能。
变截面涡轮增压器可以有效兼顾高低速性能，但结构复杂，对零部件加工精度与工艺精度要求都很高；其结构有很多种，主流的结构是可变喷嘴环式，它通过一组设置在涡轮前缘的可动导流叶片，来改变流向涡轮的气体的方向和截面面积，从而使得变截面涡轮增压器时刻工作在高效率区，兼顾了低速高扭矩，高速高功率的要求。
传统的可变喷嘴环式变截面涡轮增压器，如图1所示，喷嘴环101固定，摇臂103和导流叶片104被焊接在一起并分布在喷嘴环101上，它们可绕导流叶片轴转动，摇臂103一端被卡在同步环102的U型卡槽内，同时同步环102被三个定位套105固定在喷嘴环101上，并能在一定幅度内绕涡轮中心摆动，这样，通过一组摇臂连杆机构（未在图中显示）控制同步环摆动即可控制进入涡轮106的气体方向和流通截面面积。
这种机构的缺点是，1）摇臂与同步环之间的摩擦副为线面接触，频繁运动，极易导致同步环U型卡槽的磨损。试验表明，仅仅50个小时的连续运行，卡槽宽度就会增加0.2—0.4mm，这相当于导流叶片转动1°—2°，这不仅会导致控制精度降低，也容易造成相邻导流叶片直接的间距变小，导致在高温情况下发生粘连，最终导致增压器发生严重的失效，这会使产品的有效寿命大大降低；2）导流叶片与摇臂被焊接在一起，这一焊接工艺过程的装配精度较低，还容易造成焊接变形，且一旦焊接失败，则整个喷嘴环组件报废，生产成本很高；3）同步环由三个定位套定位的方式，定位误差很大，进一步降低了机构整体的控制精度。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种滑动式喷嘴，能够有效提高了传动精度和耐磨性，减少零件个数，结构简单，可靠性高。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种滑动式喷嘴，包括：固定于蜗壳上的上喷嘴环和下喷嘴环，所述上喷嘴环上同轴装配有一可旋转式同步环，与上喷嘴环装配连接的同步环内圈的径向上为间断式结构，所述同步环与上喷嘴环之间设有第一滑块装置，所述同步环与一执行器之间设有第二滑块装置；
所述第一滑块装置包括设于上喷嘴环与下喷嘴环之间的导流叶片以及与所述导流叶片的轴端连接的开口拨叉，所述导流叶片的轴端有两个平行侧平面，所述开口拨叉一端与两个侧平面配合连接，开口拨叉另一端设有一轴体，所述轴体一端插设于同步环上的孔体内；
第二滑块装置包括一主拨叉组件，所述主拨叉组件固定在一中间体上，主拨叉组件一端与所述执行器连接，另一端通过一同步销与同步环连接，所述同步销上设有两个平行的侧平面，所述主拨叉组件与两个侧平面配合连接。
在本发明一个较佳实施例中，所述导流叶片两两相间的设于所述上喷嘴环上。
在本发明一个较佳实施例中，所述同步环设置在上喷嘴环的一台阶上。
在本发明一个较佳实施例中，所述主拨叉组件包括主拨叉、连接主轴以及执行连杆，主拨叉一端与同步销的两个侧平面配合连接，另一端与所述连接主轴一端连接，连接主轴另一端通过所述执行连杆与所述执行器连接。
在本发明一个较佳实施例中，所述执行器为可往复运动的执行器。
在本发明一个较佳实施例中，所述连接主轴上套设有轴套，通过所述轴套与中间体固定连接。
在本发明一个较佳实施例中，所述中间体上设有一环形凸起，通过所述凸起将开口拨叉与同步环轴向定位。
在本发明一个较佳实施例中，所述中间体一端与涡轮连接，另一端与压叶轮连接。
在本发明一个较佳实施例中，所述上喷嘴环与蜗壳之间设有密封环。
在本发明一个较佳实施例中，所述上喷嘴环和下喷嘴环通过螺钉固定在蜗壳上，且上喷嘴环与下喷嘴环之间通过带有台阶的间隔块进行分隔。
本发明的有益效果是：本发明滑动式喷嘴用面面接触代替现有技术中的线面接触，有效地解决了线面摩擦副在实际使用中快速磨损带来的精度损失；本发明为一种组装式喷嘴，消除了焊接工艺过程带来的材料变形与工艺精度损失，有效提高了传动精度和耐磨性；采用了内圈为间断式的同步环的结构，减小了同步环与上喷嘴环的配合面积，有效地预防了热变形导致的同步环与喷嘴环卡死的现象，还减少了运动副的数量和配合精度，大大提高了机构的控制精度、减小了磨损，提高了机构的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是现有技术的可变喷嘴环式变截面增压器的结构示意图；
图2本发明滑动式喷嘴一较佳实施例的结构示意图；
图3是图2所示滑动式喷嘴的局部结构立体图；
图4是图2所示滑动式喷嘴中同步环驱动导流叶片的结构示意图；
图5是图4所示的局部立体图；
图6是图2所示滑动式喷嘴中执行器驱动导流叶片的结构示意图；
图7是图2所示滑动式喷嘴中上喷嘴环与蜗壳之间密封环的结构示意图；
附图中各部件的标记如下：101、喷嘴环；102、同步环；103、摇臂；104a、导流叶片；104b、导流叶片；105、同步环定位套；106、涡轮；1、涡壳；2、中间体；3、执行器；4、涡轮；5、压叶轮；11-、下喷嘴环；12、上喷嘴环；13、导流叶片；14、开口拨叉；15、同步环；16、同步销；17、主拨叉；18、连杆主轴；19、执行连杆；20、轴套；22、螺钉；23、间隔块；24、密封环，25、凸起。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图2-图6，本发明实施例包括：
一种滑动式喷嘴，包括：通过螺钉22固定于蜗壳上的上喷嘴环12和下喷嘴环11，所述上喷嘴环12上同轴设有一可旋转式同步环15，所述同步环15设置在上喷嘴环12的一台阶上，上喷嘴环12可绕台阶面旋转，可以带动两个滑块装置运动。
本发明利用同步环15结构减少了运动副的数量和配合精度，大大提高了机构的控制精度、减小了磨损。
此外，同步环15内圈与上喷嘴环12之间的配合在径向上设计成间断式的，可以有效地预防了热变形导致同步环15与喷嘴环卡死的失效后果；由于喷嘴环直接与高温气体接触，与同步环15之间较小的接触面积，也有效地减小了热传递对同步环15、开口拨叉14的影响，提高了机构的可靠性。
所述同步环15与上喷嘴环12之间设有第一滑块装置，所述同步环15与一执行器3之间设有第二滑块装置。
所述第一滑块装置包括设于上喷嘴环12与下喷嘴环11之间的导流叶片13以及与所述导流叶片13的轴端连接的开口拨叉14，所述导流叶片13的轴端有两个平行侧平面，所述开口拨叉14一端与两个侧平面配合连接，形成一个面面接触的第一滑块装置，开口拨叉14另一端设有一轴体，所述轴体一端插设于同步环15上的孔体内。
所述中间体2上设有一很窄环形凸起25，通过所述凸起25将开口拨叉14与同步环15轴向定位，确保整个机构可靠运行。
这不仅有效地解决了线面摩擦副在实际使用中快速磨损带来的精度损失，而且消除了焊接工艺过程带来的材料变形与工艺精度损失。窄的环形凸起25，作用维持运动部件，开口拨叉14与固定部件，保持与中间体2之间的最小接触面积，减小了摩损与热传导，提高了产品可靠性。
其中，所述导流叶片13两两相间的设于所述上喷嘴环12上，形成一组可变通流截面，完成可变气流导向功能。
所述上喷嘴环12和下喷嘴环11通过螺钉22固定在蜗壳上，且上喷嘴环12与下喷嘴环11之间通过带有台阶的间隔块23进行分隔。该结构确保导流叶片13有合理的转动空间。上、下喷嘴环11被螺钉22有效固定在涡壳1上，同时间隔块23上的台阶使得其在装配过程中被有效约束在上下喷嘴环11之间，提高了装配效率。
第二滑块装置包括一主拨叉组件，所述主拨叉组件固定在一中间体2上，所述中间体2一端与涡轮4连接，另一端与压叶轮5连接。
主拨叉组件一端与可往复直线运动的执行器3连接，另一端通过一同步销16与同步环15连接，所述同步销16上设有两个平行的侧平面，所述主拨叉组件与两个侧平面配合连接。同步销16与主拨叉17组成的面面接触第二滑块装置，进一步提高了机构的传动精度。
所述主拨叉组件包括主拨叉17、连杆主轴18以及执行连杆19，主拨叉17一端与同步销16的两个侧平面配合连接，另一端与所述连杆主轴18一端连接，连杆主轴18另一端通过所述执行连杆19与所述执行器3连接。
执行器3驱动第二滑块装置，其中所述连杆主轴18上套设有轴套20，通过所述轴套20与中间体2固定连接，还通过同步销16与同步环15连接，即将驱动力通过第二滑块装置传递到同步环15上，由同步环15带动第一滑块装置中的导流叶片13运动。
如图7所示，所述上喷嘴环12与蜗壳之间设有密封环24，使得废气通道与喷嘴环调节机构的密闭空间有效隔离，避免运行日久之后喷嘴环调节机构内部严重的积碳，以及废气中未燃烧的燃油颗粒的腐蚀，影响到喷嘴环调节机构的可靠性与调节精度。
本发明滑动式喷嘴用面面接触代替现有技术中的线面接触，有效地解决了线面摩擦副在实际使用中快速磨损带来的精度损失；本发明为一种组装式喷嘴，消除了焊接工艺过程带来的材料变形与工艺精度损失，有效提高了传动精度和耐磨性；采用了内圈为间断式的同步环的结构，减小了同步环与上喷嘴环的配合面积，有效地预防了热变形导致的同步环与喷嘴环卡死的现象，减少了运动副的数量和配合精度，大大提高了机构的控制精度、减小了磨损，提高了机构的可靠性。
上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间断运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种滑动式喷嘴，其特征在于，包括：固定于蜗壳上的上喷嘴环和下喷嘴环，所述上喷嘴环上同轴装配有一可旋转式同步环，与上喷嘴环装配连接的同步环内圈的径向上为间断式结构，所述同步环与上喷嘴环之间设有第一滑块装置，所述同步环与一执行器之间设有第二滑块装置；
所述第一滑块装置包括设于上喷嘴环与下喷嘴环之间的导流叶片以及与所述导流叶片的轴端连接的开口拨叉，所述导流叶片的轴端有两个平行侧平面，所述开口拨叉一端与两个侧平面配合连接，开口拨叉另一端设有一轴体，所述轴体一端插设于同步环上的孔体内；
第二滑块装置包括一主拨叉组件，所述主拨叉组件固定在一中间体上，主拨叉组件一端与所述执行器连接，另一端通过一同步销与同步环连接，所述同步销上设有两个平行的侧平面，所述主拨叉组件与两个侧平面配合连接。
2.根据权利要求1所述的滑动式喷嘴，其特征在于，所述导流叶片两两相间的设于所述上喷嘴环上。
3.根据权利要求1所述的滑动式喷嘴，其特征在于，所述同步环设置在上喷嘴环的一台阶上。
4.根据权利要求1所述的滑动式喷嘴，其特征在于，所述主拨叉组件包括主拨叉、连接主轴以及执行连杆，主拨叉一端与同步销的两个侧平面配合连接，另一端与所述连接主轴一端连接，连接主轴另一端通过所述执行连杆与所述执行器连接。
5.根据权利要求4所述的滑动式喷嘴，其特征在于，所述执行器为可往复运动的执行器。
6.根据权利要求4所述的滑动式喷嘴，其特征在于，所述连接主轴上套设有轴套，通过所述轴套与中间体固定连接。
7.根据权利要求6所述的滑动式喷嘴，其特征在于，所述中间体上设有一环形凸起，通过所述凸起将开口拨叉与同步环轴向定位。
8.根据权利要求1所述的滑动式喷嘴，其特征在于，所述中间体一端与涡轮连接，另一端与压叶轮连接。
9.根据权利要求1所述的滑动式喷嘴，其特征在于，所述上喷嘴环与蜗壳之间设有密封环。
10.根据权利要求1所述的滑动式喷嘴，其特征在于，所述上喷嘴环和下喷嘴环通过螺钉固定在蜗壳上，且上喷嘴环与下喷嘴环之间通过带有台阶的间隔块进行分隔。
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