CN108730025A - 一种具有无端隙可调喷嘴环叶片组件的涡轮增压器 - Google Patents

一种具有无端隙可调喷嘴环叶片组件的涡轮增压器 Download PDF

Info

Publication number
CN108730025A
CN108730025A CN201810252687.6A CN201810252687A CN108730025A CN 108730025 A CN108730025 A CN 108730025A CN 201810252687 A CN201810252687 A CN 201810252687A CN 108730025 A CN108730025 A CN 108730025A
Authority
CN
China
Prior art keywords
disk
support plate
adjustable nozzle
groove
blades
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.)
Granted
Application number
CN201810252687.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108730025B (zh
Inventor
祁明旭
马朝臣
王鹏霄
籍力
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.)
Beijing Institute of Technology BIT
Original Assignee
Beijing Institute of Technology BIT
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 Beijing Institute of Technology BIT filed Critical Beijing Institute of Technology BIT
Priority to CN201810252687.6A priority Critical patent/CN108730025B/zh
Publication of CN108730025A publication Critical patent/CN108730025A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108730025B publication Critical patent/CN108730025B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/24Control of the pumps by using pumps or turbines with adjustable guide vanes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators
    • F01D17/12Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • F01D17/165Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes for radial flow, i.e. the vanes turning around axes which are essentially parallel to the rotor centre line
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

本发明涉及一种具有无端隙可调喷嘴环叶片组件的涡轮增压器,包括涡轮、压气机、中间体及可调喷嘴环叶片组件;其中可调喷嘴环叶片组件包括:支撑盘一、多个可调喷嘴叶片、支撑盘二和至少两个定位销;可调喷嘴叶片的第一圆盘与支撑盘一上对应的第一凹槽相适配,将传统可调喷嘴叶片对应端面与支撑盘一间的间隙转移到可调喷嘴叶片的第一圆盘与支撑盘一上对应的第一凹槽的底面间的间隙,与传统喷嘴叶片该端面引起的气体泄漏相比较,可调喷嘴叶片的第一圆盘与支撑盘一上对应的第一凹槽的底面间的间隙引起的气体泄漏量极度降低;本发明的可调喷嘴叶片引起的气体泄漏远低于传统可调喷嘴叶片引起的气体泄漏,从而减少了可调喷嘴叶片端隙泄漏带来的效率损失。

Description

一种具有无端隙可调喷嘴环叶片组件的涡轮增压器
技术领域
本发明涉及动力机械部件技术领域,涉及一种涡轮增压器,特别是涉及一种具有无端隙可调喷嘴环叶片组件的涡轮增压器。
背景技术
可变喷嘴涡轮增压器由于其涡轮截面可调的特点能够与处于变工况的车用发动机形成良好匹配,从而比其它涡轮增压器更有效地提升发动机的加速性、动力性等性能,因而它越来越多地应用在车用发动机上。可变喷嘴涡轮增压器的流通截面可调的特点是通过调节可变喷嘴机构而实现的,以此其性能的优劣直接影响涡轮增压器的整体性能。
为保证喷嘴叶片的自由转动,以及防止喷嘴叶片及其周边部件受燃烧气体加热而发生变形影响其转动,通常喷嘴叶片两端面与其各自相对的壁面间设计为较大的间隙。已知喷嘴叶片两侧面压力不同,而两端面与其各自相对的壁面间的间隙造成气体由压力较高一侧向压力较低一侧泄漏,该泄漏会引起涡轮机效率的损失。尤其地,在喷嘴叶片开度较小时,涡轮机的效率损失主要来自于喷嘴叶片两端面间隙引起的气流泄漏。因此,如何最大限度地避免气流泄漏,减少涡轮机效率的损失,是同行业人员亟待解决的问题。
发明内容
鉴于上述问题,本发明提供一种具有无端隙可调喷嘴环叶片组件的涡轮增压器,其引起的气体泄漏远低于传统可调喷嘴叶片引起的气体泄漏,从而减少了传统可调喷嘴涡轮增压器由于可调喷嘴叶片两端泄漏带来的效率损失。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种具有无端隙可调喷嘴环叶片组件的涡轮增压器,包括:涡轮、压气机、中间体及可调喷嘴环叶片组件,所述压气机与所述涡轮通过中间体连接,所述涡轮包括涡轮外壳及位于涡轮外壳内的叶轮;
所述可调喷嘴环叶片组件包括:支撑盘一、多个可调喷嘴叶片、支撑盘二和至少两个定位销;所述支撑盘一和支撑盘二均呈圆环形,所述支撑盘一和支撑盘二的中心孔为叶轮安装孔;多个所述叶片组件呈环形分布安装于所述支撑盘一和支撑盘二之间,所述叶轮套设在两个叶轮安装孔内;至少两个所述定位销穿设于所述支撑盘一和所述支撑盘二并与其固定连接;
所述支撑盘一上设有呈环形均匀分布同轴心的多个第一凹槽及位于第一凹槽槽底的通孔;所述可调喷嘴叶片、第一凹槽和通孔的数量一致;
所述可调喷嘴叶片包括:喷嘴叶片、第一圆盘和第一转轴;所述第一转轴设置于所述第一圆盘中间,所述第一圆盘位于所述喷嘴叶片的一端,所述第一圆盘、所述第一转轴和所述喷嘴叶片形成一体式叶片;所述第一圆盘与所述第一凹槽相对应,所述第一转轴穿过所述通孔与其转动连接;
在所述可调喷嘴叶片转动过程中,相邻的所述第一圆盘互相啮合;相邻的喷嘴叶片之间形成喷嘴,一系列喷嘴形成喷嘴环。
进一步地,所述支撑盘二上设有呈环形均匀分布的多个圆槽;所述圆槽与所述可调喷嘴叶片、第一凹槽和通孔的数量一致;
所述可调喷嘴叶片还包括:位于所述喷嘴叶片另一端的所述第二圆盘和第二转轴,所述第二转轴设置于所述第二圆盘中间;
所述第一圆盘、所述第一转轴、所述喷嘴叶片、所述第二圆盘和所述第二转轴形成一体式叶片;所述第二转轴穿入所述圆槽与其转动连接;在所述可调喷嘴叶片转动过程中,相邻的所述第一圆盘互相啮合,相邻的所述第二圆盘互相啮合。
进一步地,所述支撑盘二上设有呈环形均匀分布的与所述圆槽相同数量的第二凹槽,每一个圆槽位于每一个第二凹槽中心,且所述第二凹槽与所述圆槽的圆心同轴心;
所述第二圆盘与所述第二凹槽相对应。
进一步地,所述第二圆盘与所述第二凹槽之间间隙为0.05~0.15mm。
进一步地,所述第一圆盘和所述第二圆盘相同,且均为不完整的圆,其外轮廓线由四段圆弧组成;
所述四段圆弧的分别对应的圆心角和半径表达式如下:
设涡轮半径为R1,第一圆盘或第二圆盘半径为R2,涡轮夹角为θ1,所述第一圆盘或第二圆盘转动角度为±θ2,相邻的所述第一圆盘或第二圆盘之间的间隙为ε:
弧一:
弧二:
弧三:
弧四:上式中,θ角为所述四段圆弧所对应的极限角度,ρ为所述四段圆弧所对应的极限半径。
进一步地,所述第一转轴与所述第一圆盘之间设有第一轴承,所述第一轴承具有第一轴肩,所述第一轴肩的直径大于所述通孔的直径。
进一步地,所述第二转轴与所述第二圆盘之间设有第二轴承,所述第二轴承具有第二轴肩,所述第二轴肩的直径大于所述圆槽的直径。
进一步地,所述第一转轴与所述通孔之间间隙为0.05~0.15mm。
进一步地,所述第二转轴所述圆槽之间间隙为0.05~0.15mm。
进一步地,所述第一圆盘与所述第一凹槽之间间隙为0.05~0.15mm。
本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括:
本发明实施例提供的一种具有无端隙可调喷嘴环叶片组件的涡轮增压器,包括涡轮、压气机、中间体及可调喷嘴环叶片组件;其中所述可调喷嘴环叶片组件包括:支撑盘一、多个可调喷嘴叶片、支撑盘二和至少两个定位销;所述支撑盘一和支撑盘二均呈圆环形,所述支撑盘一和支撑盘二的中心孔为叶轮安装孔;多个所述可调喷嘴叶片呈环形分布安装于所述支撑盘一和支撑盘二之间,所述叶轮套设在两个叶轮安装孔内;至少两个所述定位销穿设于所述支撑盘一和所述支撑盘二并与其固定连接;支撑盘一上有呈环形均匀分布同轴心的多个第一凹槽及位于第一凹槽槽底的通孔;可调喷嘴叶片、第一凹槽和通孔的数量一致;可调喷嘴叶片的第一圆盘与支持盘一上同心的第一凹槽相适配,可调喷嘴叶片的第一转轴与支持盘一上的通孔相适配;多个可调喷嘴叶片呈环形均匀分布在支持盘一和支撑盘二上,相邻两个喷嘴叶片之间形成喷嘴,一系列喷嘴形成喷嘴环,通过转动可调喷嘴叶片来调节各喷嘴的流通面积,从而达到调节喷嘴环流通面积的目的;销起周向定位作用。
可调喷嘴叶片的第一圆盘与支撑盘一上对应的第一凹槽相对应,将传统可调喷嘴叶片的一个端面与支撑盘一间的间隙转移到可调喷嘴叶片的第一圆盘与支撑盘一上对应的第一凹槽的槽底面间的间隙;与传统喷嘴叶片两端面与支撑盘一间的间隙引起的气体泄漏相比较,可调喷嘴叶片的第一圆盘与支撑盘一上对应的第一凹槽的槽底面间的间隙引起的气体泄漏量极度降低;因此,本发明的具有无端隙可调喷嘴环叶片组件的涡轮增压器,其可调喷嘴叶片引起的气体泄漏远低于传统可调喷嘴叶片引起的气体泄漏,从而减少了可调喷嘴叶片两端泄漏带来的效率损失。
进一步地,支撑盘二上设有呈环形均匀分布的多个圆槽;可调喷嘴叶片还包括:位于喷嘴叶片另一端的第二圆盘和第二转轴;第二转轴穿入圆槽与其转动连接,进一步减少效率损失;
更进一步地,在支撑盘二上设有呈环形均匀分布的第二凹槽,第二凹槽的数量与圆槽的数量一致,每一个圆槽位于每一个第二凹槽中心,且第二凹槽与圆槽的圆心同轴心;可调喷嘴叶片的第二圆盘与支撑盘二上的第二凹槽相适配,可调喷嘴叶片的第二转轴和支撑盘二上的圆槽相适配。
可调喷嘴叶片的第二圆盘与支撑盘二上对应的凹槽相对应,将传统可调喷嘴叶片两端面与支撑盘一和支撑盘二间的间隙转移到可调喷嘴叶片两端的圆盘与支撑盘一和支撑盘二上对应的凹槽的槽底面间的间隙,与传统喷嘴叶片两端面与支撑盘一和支撑盘二间的间隙引起的气体泄漏相比较,可调喷嘴叶片两端的圆盘与支撑盘一和支撑盘二上对应的凹槽的槽底面间的间隙引起的气体泄漏量极度降低;从而,与传统可调喷嘴叶片两端面间隙引起的气体泄漏相比,可调喷嘴叶片两端圆盘间隙引起的气体泄漏可忽略不计;因此,本发明的具有无端隙可调喷嘴环叶片组件的涡轮增压器,其可调喷嘴叶片引起的气体泄漏远低于传统可调喷嘴叶片引起的气体泄漏,从而消除了可调喷嘴叶片两端泄漏带来的效率损失。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为本发明实施例提供的一种具有无端隙可调喷嘴环叶片组件的涡轮增压器的剖面结构示意图;
图2为本发明实施例提供的可调喷嘴环叶片组件的立体结构示意图;
图3为本发明实施例提供的可调喷嘴环叶片组件的立体结构爆炸示意图;
图4为本发明实施例提供的支撑盘一的结构示意图;
图5为本发明实施例提供的可调喷嘴叶片的结构示意图;
图6为本发明实施例提供的支撑盘二的结构示意图;
图7为本发明实施例提供的第一圆盘或第二圆盘的平面示意图;
图8为本发明实施例提供的可调喷嘴叶片位于支撑盘一或二上的示意图;
图9为本发明实施例提供的可调喷嘴叶片的安装局部剖视图;
图10为本发明实施例提供的喷嘴环示意图;
其中:1-支撑盘一,11-支撑盘一本体,12-通孔,13-第一凹槽,14-涡轮,15-压气机,16-中间体,17-可调喷嘴环叶片组件,121-通孔的内侧面,131-第一凹槽的底面,132-第一凹槽的内侧面;2-可调喷嘴叶片,21-第一转轴,22-第一轴肩,23-第一圆盘,24-喷嘴叶片,25-第二圆盘,26-第二轴肩,27-第二转轴;211-第一转轴的外侧面,221-第一轴肩的底面,231-第一圆盘的表面,232-第一圆盘的外侧面,241-第一表面,242-第二表面;251-第二圆盘的表面,252-第二圆盘的外侧面,261-第二轴肩的底面,271-第二转轴的外侧面,272-第二转轴的底面;3-支撑盘二,31-第二凹槽,32-圆槽,33-支撑盘二本体,311-第二凹槽的底面,312-第二凹槽的内侧面,321-圆槽的内侧面,322-圆槽的底面;4-定位销。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
本发明实施例提供了一种具有无端隙可调喷嘴环叶片组件的涡轮增压器,参照图1所示,包括涡轮14、压气机15、中间体16及可调喷嘴环叶片组件17,压气机15与涡轮14通过中间体16连接;涡轮14包括涡轮外壳及位于涡轮外壳内的叶轮;
其中参照图2-3所示,可调喷嘴环叶片组件包括:支撑盘一1、多个可调喷嘴叶片2、支撑盘二3和至少两个定位销4。
上述支撑盘一1和支撑盘二3均呈圆环形,支撑盘一1和支撑盘二3的中心孔为叶轮安装孔,支撑盘一1和支撑盘二3的中心孔直径大小一致;多个可调喷嘴叶片2呈环形分布安装于支撑盘一1和支撑盘二3之间;
上述叶轮套设在两个叶轮安装孔内,多个定位销贯穿于支撑盘一1和支撑盘二3;如图3所示数量为3个,3个定位销之间的连线可构成不规则的三角形,安装后其安装位置唯一,不会发生变化,便于后期检修,本发明对定位销的位置不做限定。
参照图3-4所示,支撑盘一1包括:第一凹槽13、通孔12和支持盘本体11;其中第一凹槽13与通孔12的圆心同轴心,第一凹槽13和通孔12在支持盘本体11上呈环形均匀分布,即:支撑盘一1上设有呈环形均匀分布的同轴心的第一凹槽13和通孔12。
其中可调喷嘴叶片2、第一凹槽13和通孔12的数量均一致;
可调喷嘴叶片2参照图5所示,包括:喷嘴叶片24、第一圆盘23和第一转轴21;第一转轴21设置于第一圆盘23中间,第一圆盘23位于喷嘴叶片24的一端,第一圆盘23、第一转轴21和喷嘴叶片24形成一体式叶片;第一圆盘23和第一转轴21与支撑盘一1上的同轴心的第一凹槽13和通孔12相适配,即:第一圆盘23与第一凹槽13相对应,第一转轴21穿过通孔12并与其转动连接。在可调喷嘴叶片2转动过程中,是由其外部控制机构来控制的,相邻的第一圆盘23之间互相啮合,从而可实现限制可调喷嘴叶片2的转角范围;即:该最大转角不是由圆盘的啮合直接控制的,而是由外部控制机构来控制的。圆盘之间啮合的范围由可调喷嘴叶片最大开度和最小开度决定的;相邻的喷嘴叶片24之间形成喷嘴,一系列喷嘴形成喷嘴环。
本实施例中,无端隙可调喷嘴环叶片组件的涡轮增压器包括的可调喷嘴叶片的第一圆盘与支撑盘一上对应的第一凹槽相对应,将传统可调喷嘴叶片的其中一个端面与支撑盘一间的间隙转移到可调喷嘴叶片的第一圆盘与支撑盘一上对应的第一凹槽的槽底面间的间隙,与传统喷嘴叶片两端面与支撑盘一间的间隙引起的气体泄漏相比较,可调喷嘴叶片的第一圆盘与对应的第一凹槽的槽底面间的间隙引起的气体泄漏量极度降低;因此,本发明的具有无端隙可调喷嘴环叶片组件的涡轮增压器,其可调喷嘴叶片引起的气体泄漏远低于传统可调喷嘴叶片引起的气体泄漏,从而减少了可调喷嘴叶片两端泄漏带来的效率损失。
为了进一步地消除传统可调喷嘴涡轮增压器由于可调喷嘴叶片两端泄漏带来的效率损失,参照图5所示,支撑盘二3上设有呈环形均匀分布的多个圆槽32,其中圆槽32的数量与可调喷嘴叶片2、第一凹槽13和通孔12的数量均一致;
上述可调喷嘴叶片还包括位于在其另一端的第二圆盘25和第二转轴27;第二转轴27设置于第二圆盘25中间,第一圆盘23、第一转轴21、喷嘴叶片24、第二圆盘25和第二转轴27形成一体式叶片;第二圆盘25与第二凹槽31相对应,第二转轴27穿入圆槽32与其转动连接;在可调喷嘴叶片2在其转角范围内转动过程中,相邻的第二圆盘25互相啮合。
在一个实施例中,参照图6所示,可将支撑盘二3设计成具有与支撑盘一1上相同的凹槽,在支撑盘二3上设有呈环形均匀分布的第二凹槽31,第二凹槽31的数量与圆槽32的数量一致,每一个圆槽32位于每一个第二凹槽31中心,且第二凹槽31与圆槽32的圆心同轴心;第二圆盘25和第二转轴27分别与支撑盘二3上的同轴心的第二凹槽31和圆槽32相适配,即:第二圆盘25与第二凹槽31相对应,第二转轴27穿入圆槽32与其转动连接。
实现了可调喷嘴叶片两端的圆盘分别与支撑盘一和支撑盘二上对应的凹槽相适配,将传统可调喷嘴叶片两端面与支撑盘一和支撑盘二间的间隙完全转移到可调喷嘴叶片两端的圆盘与支撑盘一和支撑盘二上对应的凹槽的槽底面间的间隙,与传统喷嘴叶片两端面与支撑盘一和支撑盘二间的间隙引起的气体泄漏相比较,可调喷嘴叶片两端的圆盘与支撑盘一和支撑盘二上对应的凹槽的槽底面间的间隙引起的气体泄漏量极度降低;从而消除了可调喷嘴叶片两端泄漏带来的效率损失。
进一步地,上述第一圆盘23和上述第二圆盘25相同,且均为不完整的圆,其外轮廓线可由四段圆弧组成,参照图7-8所示,上述四段圆弧分别对应的圆心角和半径表达式如下:
设涡轮半径为R1,即:支撑盘一1的圆心到第一圆盘23的圆心之间的水平距离,也是支撑盘二3的圆心到第二圆盘25的圆心之间的水平距离;第一圆盘23和第二圆盘25半径为R2,涡轮夹角为θ1,上述第一圆盘23和第二圆盘25转动角度为±θ2,相邻的第一圆盘23之间间隙为ε,相邻的第二圆盘25之间的间隙也为ε:
弧一:
弧二:
弧三:
弧四:
上式中,θ角为上述四段圆弧所对应的极限角度,ρ为上述四段圆弧所对应的极限半径。
进一步地,参照图5所示,第一转轴21与上述第一圆盘23之间设有第一轴承,该第一轴承上具有起轴向定位作用的第一轴肩22,上述第一轴肩22的直径大于通孔12的直径。为了避免第一轴承上零件(即:第一圆盘23)运转时与第一凹槽13的底面产生较大的摩擦,可以采用第一轴肩22作为挡肩来轴向定位。
同样地,参照图5所示,第二转轴27与上述第二圆盘25之间设有第二轴承,该第二轴承也具有起轴向定位作用的第二轴肩26,上述第二轴肩26的直径大于圆槽32的直径。为了避免第二轴承上零件(即:第二圆盘25)运转时与第二凹槽31的底面产生较大的摩擦,可以采用第二轴肩26作为挡肩来轴向定位。
参照图9所示,可调喷嘴叶片2的转轴的第一转轴21安装在支撑盘一1的通孔12中,通孔的内侧面121与第一转轴的外侧面211相对应,之间的间隙为0.05-0.15mm,以保证在可调喷嘴叶片2和支撑盘一1及其周围部件在受热等工作条件下变形时第一转轴21能够在通孔12中正常转动,且第一转轴21的长度超出通孔12的深度,第一转轴21可通过类似于拨叉的零件与通常的可调喷嘴叶片驱动机构相连接,受控于外部执行器,从而实现对可变喷嘴涡轮增压器的流通截面进行调节。
可调喷嘴叶片2的第一轴肩的底面221与支撑盘一1的第一凹槽的底面131相接触,且第一轴肩22的直径大于支撑盘一1的通孔12的直径,第一轴肩22凸出于第一圆盘23,可实现第一圆盘的表面231不会与第一凹槽的底面131接触,故可以减小摩擦;可调喷嘴叶片2的第一圆盘23安装在支撑盘一1的第一凹槽13中,第一圆盘的表面231与第一凹槽的底面131相对应,第一圆盘的外侧面232与第一凹槽的内侧面132相对应,相对应的面之间具有足够的间隙,间隙为0.05-0.15mm,以保证在可调喷嘴叶片2和支撑盘一1及其周围部件在受热等工作条件下变形时第一圆盘23能够在第一凹槽13中正常转动。
可调喷嘴叶片2的第二圆盘25安装在支撑盘二3的第二凹槽31中,第二圆盘的表面251与第二凹槽的底面311相对应,第二圆盘的外侧面252与第二凹槽的内侧面312相对应,相对应的面之间具有足够的间隙,间隙为0.05-0.15mm,以保证在可调喷嘴叶片2和支撑盘二3及其周围部件在受热等工作条件下变形时第二圆盘25能够在第二凹槽31中正常转动;可调喷嘴叶片2的第二轴肩的底面261与支撑盘二3的第二凹槽的底面311相接触,且第二轴肩26的直径大于支撑盘二3的圆槽32的直径,第二轴肩26凸出于第二圆盘25,可实现第二圆盘的表面251不会与第二凹槽的底面311接触,故可以减小摩擦;可调喷嘴叶片2的第二转轴27安装在支撑盘二3的圆槽32中,圆槽的内侧面321与第二转轴的外侧面271相对应,圆槽的底面322与第二转轴的底面272相对应,对应面之间具有足够的间隙,间隙为0.05-0.15mm,以保证在可调喷嘴叶片2和支撑盘二3及其周围部件在受热等工作条件下变形时第二转轴27能够在圆槽32中正常转动。
支撑盘一1的第一凹槽13、通孔12和支撑盘二3的第二凹槽31、圆槽32与可调喷嘴叶片2同轴心,且第一凹槽的底面131与第二凹槽的底面311间有足够的距离,以保证支撑盘一1、可调喷嘴叶片2和支撑盘二3及其周围部件在受热等工作条件下变形时可调喷嘴叶片2可正常转动。
参照图10所示为喷嘴环局部示意图,可调喷嘴叶片2的喷嘴叶片24的第一表面241与相邻喷嘴叶片24的第二表面242间形成喷嘴,这一系列喷嘴沿支撑盘一1呈环形均匀分布,形成喷嘴环;通过调节一系列可调喷嘴叶片2的转动,可调节各喷嘴的流通面积大小,从而达到调节喷嘴环的目的。
为了增加可调喷嘴环叶片组件的强度、牢固性和使用寿命,在支撑盘一和支撑盘二之间设置两个以上的定位销4;定位销4沿支撑盘一和支撑盘二非均匀布置,安装后其安装位置唯一,不会发生变化,便于后期检修,本发明对定位销的位置不做限定。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种具有无端隙可调喷嘴环叶片组件的涡轮增压器,其特征在于,包括:涡轮(14)、压气机(15)、中间体(16)及可调喷嘴环叶片组件(17),所述压气机(15)与所述涡轮(14)通过中间体(16)连接,所述涡轮(14)包括涡轮外壳及位于涡轮外壳内的叶轮;
所述可调喷嘴环叶片组件(17)包括:支撑盘一(1)、多个可调喷嘴叶片(2)、支撑盘二(3)和至少两个定位销(4);所述支撑盘一(1)和支撑盘二(3)均呈圆环形,所述支撑盘一(1)和支撑盘二(3)的中心孔为叶轮安装孔;多个所述可调喷嘴叶片(2)呈环形分布安装于所述支撑盘一(1)和支撑盘二(3)之间,所述叶轮套设在两个叶轮安装孔内;至少两个所述定位销(4)穿设于所述支撑盘一(1)和所述支撑盘二(3)并与其固定连接;
所述支撑盘一(1)上设有呈环形均匀分布同轴心的多个第一凹槽(13)及位于第一凹槽(13)槽底的通孔(12);所述可调喷嘴叶片(2)、第一凹槽(13)和通孔(12)的数量一致;
所述可调喷嘴叶片(2)包括:喷嘴叶片(24)、第一圆盘(23)和第一转轴(21);所述第一转轴(21)设置于所述第一圆盘(23)中间,所述第一圆盘(23)位于所述喷嘴叶片(24)的一端,所述第一圆盘(23)、所述第一转轴(21)和所述喷嘴叶片(24)形成一体式叶片;所述第一圆盘(23)与所述第一凹槽(13)相对应,所述第一转轴(21)穿过所述通孔(12)与其转动连接;
在所述可调喷嘴叶片(2)转动过程中,相邻的所述第一圆盘(23)互相啮合;相邻的喷嘴叶片(24)之间形成喷嘴,一系列喷嘴形成喷嘴环。
2.根据权利要求1所述的一种具有无端隙可调喷嘴环叶片组件的涡轮增压器,其特征在于,所述支撑盘二(3)上设有呈环形均匀分布的多个圆槽(32);所述圆槽(32)与所述可调喷嘴叶片(2)、第一凹槽(13)和通孔(12)的数量一致;
所述可调喷嘴叶片(2)还包括:位于所述喷嘴叶片(24)另一端的所述第二圆盘(25)和第二转轴(27),所述第二转轴(27)设置于所述第二圆盘(25)中间;
所述第一圆盘(23)、所述第一转轴(21)、所述喷嘴叶片(24)、所述第二圆盘(25)和所述第二转轴(27)形成一体式叶片;所述第二转轴(27)穿入所述圆槽(32)与其转动连接;在所述可调喷嘴叶片(2)转动过程中,相邻的所述第一圆盘(23)互相啮合,相邻的所述第二圆盘(25)互相啮合。
3.根据权利要求2所述的一种具有无端隙可调喷嘴环叶片组件的涡轮增压器,其特征在于,所述支撑盘二(3)上设有呈环形均匀分布的与所述圆槽(32)相同数量的第二凹槽(31),每一个圆槽(32)位于每一个第二凹槽(31)中心,且所述第二凹槽(31)与所述圆槽(32)的圆心同轴心;
所述第二圆盘(25)与所述第二凹槽(31)相对应。
4.根据权利要求3所述的一种具有无端隙可调喷嘴环叶片组件的涡轮增压器,其特征在于,所述第二圆盘(25)与所述第二凹槽(31)之间间隙为0.05~0.15mm。
5.根据权利要求2所述的一种具有无端隙可调喷嘴环叶片组件的涡轮增压器,其特征在于,所述第一圆盘(23)和所述第二圆盘(25)相同,且均为不完整的圆,其外轮廓线由四段圆弧组成;
所述四段圆弧分别对应的圆心角和半径表达式如下:
设涡轮半径为R1,第一圆盘(23)和第二圆盘(25)半径为R2,涡轮夹角为θ1,所述第一圆盘(23)和第二圆盘(25)转动角度为±θ2,相邻的所述第一圆盘(23)之间和相邻的第二圆盘(25)之间的间隙均为ε:
弧一:
弧二:
弧三:
弧四:上式中,θ角为所述四段圆弧所对应的极限角度,ρ为所述四段圆弧所对应的极限半径。
6.根据权利要求1所述的一种具有无端隙可调喷嘴环叶片组件的涡轮增压器,其特征在于,所述第一转轴(21)与所述第一圆盘(23)之间设有第一轴承,所述第一轴承具有第一轴肩(22),所述第一轴肩(22)的直径大于所述通孔(12)的直径。
7.根据权利要求2所述的一种具有无端隙可调喷嘴环叶片组件的涡轮增压器,其特征在于,所述第二转轴(27)与所述第二圆盘(25)之间设有第二轴承,所述第二轴承具有第二轴肩(26),所述第二轴肩(26)的直径大于所述圆槽(32)的直径。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种具有无端隙可调喷嘴环叶片组件的涡轮增压器,其特征在于,所述第一转轴(21)与所述通孔(12)之间间隙为0.05~0.15mm。
9.根据权利要求1-7任一项所述的一种具有无端隙可调喷嘴环叶片组件的涡轮增压器,其特征在于,所述第二转轴(27)与所述圆槽(32)之间间隙为0.05~0.15mm。
10.根据权利要求1-7任一项所述的一种具有无端隙可调喷嘴环叶片组件的涡轮增压器,其特征在于,所述第一圆盘(23)与所述第一凹槽(13)之间间隙为0.05~0.15mm。
CN201810252687.6A 2018-03-26 2018-03-26 一种具有无端隙可调喷嘴环叶片组件的涡轮增压器 Active CN108730025B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810252687.6A CN108730025B (zh) 2018-03-26 2018-03-26 一种具有无端隙可调喷嘴环叶片组件的涡轮增压器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810252687.6A CN108730025B (zh) 2018-03-26 2018-03-26 一种具有无端隙可调喷嘴环叶片组件的涡轮增压器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108730025A true CN108730025A (zh) 2018-11-02
CN108730025B CN108730025B (zh) 2019-08-06

Family

ID=63940583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810252687.6A Active CN108730025B (zh) 2018-03-26 2018-03-26 一种具有无端隙可调喷嘴环叶片组件的涡轮增压器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108730025B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202021004007U1 (de) * 2020-10-21 2022-05-02 3BE Berliner Beratungs- und Beteiligungs-Gesellschaft mbH Radialgasturbine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19838928C1 (de) * 1998-08-27 1999-04-22 Daimler Chrysler Ag Variabel einstellbares Leitschaufelgitter
DE19959017C1 (de) * 1999-12-08 2000-12-21 Daimler Chrysler Ag Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine
CN101896704A (zh) * 2007-12-12 2010-11-24 株式会社Ihi 涡轮增压器
CN106121737A (zh) * 2015-05-06 2016-11-16 霍尼韦尔国际公司 带有一体式旁通机构的可变叶片涡轮机喷嘴的涡轮增压器
US20170009645A1 (en) * 2015-07-10 2017-01-12 Kangyue Technology Co., Ltd Balanced vanes and integrated actuation system for a variable geometry turbocharger

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19838928C1 (de) * 1998-08-27 1999-04-22 Daimler Chrysler Ag Variabel einstellbares Leitschaufelgitter
DE19959017C1 (de) * 1999-12-08 2000-12-21 Daimler Chrysler Ag Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine
CN101896704A (zh) * 2007-12-12 2010-11-24 株式会社Ihi 涡轮增压器
CN106121737A (zh) * 2015-05-06 2016-11-16 霍尼韦尔国际公司 带有一体式旁通机构的可变叶片涡轮机喷嘴的涡轮增压器
US20170009645A1 (en) * 2015-07-10 2017-01-12 Kangyue Technology Co., Ltd Balanced vanes and integrated actuation system for a variable geometry turbocharger

Also Published As

Publication number Publication date
CN108730025B (zh) 2019-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4920198B2 (ja) ガスタービンエンジンを組立てるための方法及び装置
EP1009918B1 (en) Pressure balanced dual axle variable nozzle turbocharger
US8152484B2 (en) Engine cooling fan assembly
CN110822478B (zh) 一种旋流角可调的变几何旋流器
CN104196572B (zh) 一种具有盘腔导流肋板的双辐板涡轮盘
KR20070095749A (ko) 개선된 팁 간극 원심 압축기 임펠러
JP6354904B2 (ja) 可変容量型過給機
WO2012043125A1 (ja) 可変容量タービン
CN108730025B (zh) 一种具有无端隙可调喷嘴环叶片组件的涡轮增压器
WO2020030198A1 (zh) 一种进气道与叶轮同心度的调节结构
JPH0270903A (ja) タービン
KR102119006B1 (ko) 펌프의 가변형 임펠러
CN108343639B (zh) 一体式无端隙离心压气机可调扩压器叶片组件
JP2023541760A (ja) 圧縮機
JP6175491B2 (ja) 排気ガスターボチャージャ
US10066498B2 (en) Exhaust gas turbocharger with turbine
KR102507069B1 (ko) 스러스트 포일 공기 베어링을 포함하는 베어링 조립체
CN108729957A (zh) 一种动静间隔式无端隙涡轮喷嘴环叶片组件
CN108678998B (zh) 一种离心压气机可调扩压器叶片结构
CN113982995A (zh) 导叶调节装置
JP2011169192A (ja) 過給機用遠心圧縮機の可変ディフューザ
CN207454033U (zh) 一种喷嘴组件同步环定位结构
CN220203977U (zh) 分体式喷嘴环及涡轮增压器
CN211230561U (zh) 一种叶片可控性高的喷嘴环
CN220227503U (zh) 径向可调可倾瓦轴承结构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant