CN105089711B - 涡轮增压器及其喷嘴环 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涡轮增压器的喷嘴环，包括呈圆环形的底座和多个安装在所述底座上的叶片，各个所述叶片设置在所述底座的一侧且与所述底座固定连接，所述叶片的材料为冷作模具钢。本发明的喷嘴环中的叶片采用的材料是冷作模具钢，冷作模具钢的机械性能非常优越，冷作模具钢具有非常强的耐高温性、耐腐蚀性、耐磨损性，且耐热变形性好。因此具有很长的使用寿命。且冷作模具钢的硬度非常高，即使在废气的高气压作用下也不会因为承受应力过大而产生变形。所以该采用冷作模具钢的叶片不易变形，可以保证喷嘴环的工作效率。本发明还公开了一种包括上述喷嘴环的涡轮增压器。

Description

涡轮增压器及其喷嘴环

技术领域

本发明涉及增压器技术领域，更具体地说，涉及一种涡轮增压器的喷嘴环，还涉及一种包括上述喷嘴环的涡轮增压器。

背景技术

空气在进入发动机气缸之前应当预先压缩，以提高空气密度和增加进气量。现有技术中常常使用一种涡轮增压器来实现，涡轮增压器是利用发动机排气中的剩余能量来工作的空气泵，废气驱动涡轮增压器一端的涡轮叶轮，涡轮叶轮通过主轴带动处于涡轮增压器另一端的压气机叶轮，进而使压气机能够将空气压缩进发动机。

现有技术中，常常在涡轮叶轮外侧还套有一个喷嘴环，废气通过喷嘴环进入到涡轮叶轮内，进而向涡轮叶轮传输动力。喷嘴环的作用是控制进入到涡轮叶轮中的废气量以控制涡轮增压器的转速。但是经过发明人长期研究发现，现有技术中，由于喷嘴环的材料一般为热铸造不锈钢，这种材料的硬度比较低，而废气的压力较大，所以导致喷嘴环上的叶片极易变形，进而大大影响了喷嘴环的工作效率。

综上所述，如何有效地解决喷嘴环的叶片易变形的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种涡轮增压器的喷嘴环，该喷嘴环可以有效地解决喷嘴环的叶片易变形的问题，本发明的第二个目的是提供一种包括上述喷嘴环的涡轮增压器。

为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种涡轮增压器的喷嘴环，包括呈圆环形的底座和多个安装在所述底座上的叶片，各个所述叶片设置所述底座的一侧且与所述底座固定连接，所述叶片的材料为冷作模具钢。

优选地，所述底座的材料为冷作模具钢，所述底座与所述叶片焊接。

优选地，所述叶片远离所述底座的一端设置有端盖，所述端盖与所述叶片焊接。

优选地，所述叶片的材料为Cr12MoV。

优选地，所述叶片是由冷作模具钢在退火状态下铣削而成。

优选地，所述叶片外侧涂敷有一层用于提高所述叶片的表面硬度的涂层。

本发明提供的喷嘴环，包括底座和多个叶片，其中底座呈圆环形，各个叶片均安装在底座上，且各个叶片均设置在底座的一侧且与底座固定连接，其中叶片的材料为冷作模具钢，此处需要说明的是，一般一个叶片是一体成型件，所以叶片的材料为冷作模具钢指的叶片的整体材料为冷作模具钢。

根据上述的技术方案，可以知道，本发明的喷嘴环中的叶片采用的材料是冷作模具钢，冷作模具钢的机械性能非常优越，冷作模具钢具有非常强的耐高温性、耐腐蚀性、耐磨损性，且耐热变形性好。因此具有很长的使用寿命。且冷作模具钢的硬度非常高，即使废气的高气压作用下也不会因承受压力过大而产生变形。所以采用冷作模具钢的叶片不易变形，可以保证喷嘴环的工作效率。

为了达到上述第二个目的，本发明还提供了一种涡轮增压器，该涡轮增压器包括上述任一种喷嘴环，喷嘴环套在涡轮增压器的涡轮叶轮的外侧。由于上述的喷嘴环具有上述技术效果，具有该喷嘴环的涡轮增压器也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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他的附图。

图1为本发明实施例提供的喷嘴环的结构示意图；

图2为图1中喷嘴环的A向剖面结构示意图。

附图中标记如下：

底座1、叶片2、端盖3。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种涡轮增压器的喷嘴环，以有效地解决喷嘴环的叶片易变形的问题。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图2，图1为本发明实施例提供的喷嘴环的结构示意图；图2为图1中喷嘴环的A向结构示意图。

在一种具体实施例中，本实施例提供了一种喷嘴环，该喷嘴环包括圆环形的底座1和多个安装在底座上的叶片2，此处需要说明的是，一般各个叶片2呈环形的安装在底座1的一侧。对于开式喷嘴环，叶片2远离底座1的一端与涡轮壳相贴近；对于闭式喷嘴环，还包括一个端盖3，叶片2上远离底座1的一端与端盖3固定连接，端盖3整体呈环形。其中叶片2与底座1之间也是固定连接，固定连接方式一般是螺栓连接，当然也可以是焊接等其它固定连接方式。其中叶片1的材料采用冷作模具钢，冷作模具钢的机械性能非常优越，冷作模具钢具有非常强的耐高温性、耐腐蚀性、耐磨损性，且耐热变形性好，因此其能够使叶片1在长期使用过程中具有很强的耐磨性和抗变形能力，因此叶片1具有很长的使用寿命。且冷作模具钢的硬度非常高，即使在废气的高气压作用下也不会因为承受应力过大而变形。因此采用冷作模具钢的叶片1能够保证其在长期使用中不易变形，继而能够保证喷嘴环的工作效率。冷作模具钢最好采用Cr12MoV，即叶片2的材料为Cr12MoV，由于Cr12MoV中加入了钼和钒，所以具有非常好的冲击韧性。

由于叶片2采用的材料是冷作模具钢，同时考虑到冷作模具钢的焊接性能特别好，所以为了使叶片2与底座1之间具有更好的连接关系，避免叶片2因脱落底座1而砸到涡轮上，进而造成巨大的经济损失。所以最好也使底座1的材料为冷作模具钢，然后将底座1与叶片2焊接在一起。基于此，进一步地，为了使闭式喷嘴环制造工艺简单和降低闭式喷嘴环的制造成本，可以直接在开式喷嘴环的叶片2的外端即叶片2远离底座1的一端连接有端盖3，且端盖3与叶片2之间也采用焊接，这样不仅降低了闭式喷嘴环的制造成本，而且因为直接通过改进开式喷嘴环得到闭式喷嘴环能够有利于节省有限资源。

为了使叶片2具有更好的工作性能，最好使叶片2铣削制成，铣削而成的叶片2具有更好的叶形形状和尺寸公差。但现有技术中的冷作模具钢一般使用时都是在进行淬火和回火处理之后，而此时的冷作模具钢的硬度在55HRC至62HRC之间，此时的叶片2的硬度不利于铣削成型。基于此，可以使冷作模具钢的使用状态在退火状态下，即叶片2是由冷作模具钢在退火状态下铣削而成。退火状态下的冷作模具钢的硬度有32HRC，32HRC硬度的冷作模具钢已经足够保证叶片2的工作能力。为进一步的提高退火状态下的叶片2的硬度，可以进一步的对叶片2进行表面处理，使叶片2的表面硬度提高，一般比较简单的办法是在叶片2的外侧即外表面涂敷涂层，这里的涂层一般指的是用于提高叶片2的表面硬度的涂层，且当涂层被磨损时，可以再次重新涂上涂层，通过多次涂覆涂层可以大大的提高叶片2的使用寿命，进而降低了涡轮增压器的使用成本。

基于上述实施例中提供的一种涡轮增压器的喷嘴环，本发明还提供了一种涡轮增压器，该涡轮增压器包括上述实施例中任意一种喷嘴环，喷嘴环套在涡轮增压器的涡轮叶轮的外侧。由于涡轮增压器采用了上述实施例中的喷嘴环，所以该涡轮增压器的有益效果请参考上述实施例。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种涡轮增压器的喷嘴环，其特征在于，包括呈圆环形的底座(1)和多个安装在所述底座(1)上的叶片(2)，各个所述叶片(2)均设置在所述底座(1)的一侧且与所述底座(1)固定连接，所述叶片(2)的材料为冷作模具钢；所述叶片(2)是由冷作模具钢在退火状态下铣削而成。

2.根据权利要求1所述的喷嘴环，其特征在于，所述底座(1)的材料为冷作模具钢，所述底座(1)与所述叶片(2)焊接。

3.根据权利要求2所述的喷嘴环，其特征在于，所述叶片(2)远离所述底座(1)的一端设置有端盖(3)，所述端盖(3)与所述叶片(2)焊接。

4.根据权利要求3所述的喷嘴环，其特征在于，所述叶片(2)的材料为Cr12MoV。

5.根据权利要求1所述的喷嘴环，其特征在于，所述叶片(2)的外侧涂敷有一层用于提高所述叶片(2)的表面硬度的涂层。

6.一种涡轮增压器，包括涡轮叶轮，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的喷嘴环，所述喷嘴环套在所述涡轮叶轮的外侧。