CN116066189B - 一种vnt增压器 - Google Patents

Abstract

一种VNT增压器，包括涡轮机组件、压气机组件，及设置于涡轮机组件和压气机组件之间的中央壳体；所述涡轮机组件和中央壳体之间设有喷嘴环组件，所述喷嘴环组件由驱动组件驱动；所述喷嘴环组件包括安装盘，所述安装盘的一侧设有叶片，另一侧设有拨动盘组件；所述涡轮机组件包括涡轮和涡轮壳体，所述安装盘朝向所述涡轮壳体一侧设有至少一个间隔件，所述间隔件的外端与涡轮壳体或涡轮壳体上的结构件接触或有间隙；所述涡轮壳体的内壁为与所述涡轮的外轮廓相匹配的R弧内壁。本发明通过对涡轮壳体的结构改进，取消了喷嘴环后盖，有效减少了喷嘴环组件的质量，提高了整体的稳定性，降低了隔热罩的弹力需求，同时拨动盘与安装盘之间的摩擦小。

Description

一种VNT增压器

技术领域

本发明属于涡轮增压器技术领域，具体涉及一种VNT增压器。

背景技术

涡轮增压技术在汽车中应用广泛，其中，涡轮增压器利用发动机工作时排出的废气中的热能、动能、压力能等能量来推动涡轮箱内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮组成转子总成，叶轮压缩由空气滤清器管道送来的空气，使之增压后进入发动机燃烧室。涡轮增压器一般由涡轮机、机芯部件、压气机等零部件组成，作为应用于汽车上的重要装置，涡轮增压器的可靠性、运行稳定性等需要被重点关注。

传统的VNT增压器中，轴系组件安装在中央壳体中，轴系组件的一端设有涡轮组件及涡轮壳体，其中还设有喷嘴环组件。现有技术中，喷嘴环组件上设有定距销，用于连接安装盘和后盖，整体质量较大；后盖悬空安装，当承受径向振动加速度时，后盖相对安装盘的径向惯性力全部集中在定距销上，定距销连接处断裂脱落问题比较突出，同时，喷嘴环组件作为一个整体安装在隔热罩上，重量大，当承受振动加速度时，隔热罩固定喷嘴环的弹力需求高，对隔热罩的材料、寿命等均有较高要求。

此外，传统的喷嘴环组件中，还存在拨动盘与安装盘之间的摩擦比较大的问题，也需要做进一步的改进。因此，本申请对现有技术中的VNT增压器做了进一步的设计和改进。

发明内容

针对以上现有技术中的不足，本发明提供了一种VNT增压器，通过对涡轮壳体的结构改进，取消了喷嘴环后盖，有效减少了喷嘴环组件的质量，提高了整体的稳定性，降低了隔热罩的弹力需求，同时拨动盘与安装盘之间的摩擦小，提高了整体增压器的使用寿命。

本发明通过下述技术方案得以解决。

一种VNT增压器，包括涡轮机组件、压气机组件，及设置于涡轮机组件和压气机组件之间的中央壳体；所述涡轮机组件和中央壳体之间设有喷嘴环组件，所述喷嘴环组件由驱动组件驱动；所述喷嘴环组件包括安装盘，所述安装盘的一侧设有叶片，另一侧设有拨动盘组件；所述涡轮机组件包括涡轮和涡轮壳体，所述安装盘朝向所述涡轮壳体一侧设有至少一个间隔件，所述间隔件的外端与涡轮壳体或涡轮壳体上的结构件接触或有间隙；所述涡轮壳体的内壁为与所述涡轮的外轮廓相匹配的R弧内壁；所述涡轮壳体装配在中央壳体上，且所述安装盘的径向外表面与涡轮壳体的径向内表面之间具有间隙或部分间隙。

传统的VNT涡轮增压器中，喷嘴环组件中设有后盖，安装盘与后盖通过定距销连接在一起，然后安装在涡轮壳体和中央壳体之间，整体质量较大，后盖悬空安装，定距销受力大，容易断裂脱落。考虑到这种情况，本申请中的结构中，取消了后盖，减少了整体质量，同时通过间隔件来限定安装盘与涡轮壳体之间的间距，保证叶片的正常转动。

此外，传统的VNT涡轮增压器中，涡轮壳体上设有后盖，R弧结构设计在后盖上，后盖通过定距销连接在安装盘，安装盘固定在中央壳体上，配合的累计公差较多，若设计正常公差，涡轮壳体和涡轮之间间隙的分布带将加大，效率一致性差，间隙太大影响效率，间隙太小则涡轮壳体和转子涡轮之间的擦壳失效风险大，均存在弊端。本申请中，采用了独特的设计，取消了后盖之后，将R弧内壁直接设计在涡轮壳体上，直接通过涡轮壳体安装可以实现装配，可以有效控制涡轮和涡轮壳体间隙的一致性，当高温热变形时，R弧内壁不受喷嘴环作为一个不均匀装配组件变形影响，可以有效降低涡轮擦壳风险，整体结构效率更高，使用寿命长。

一种优选的实施方式中，所述涡轮壳体上设有安装槽位，该安装槽位上设有定位盘，所述间隔件的外端与该定位盘接触或有间隙，来限定间距，保证叶片的正常转动。

一种优选的实施方式中，所述安装盘通过其径向内表面a定位安装在中央壳体上，所述安装盘的内侧向内伸出有挡环，所述挡环与中央壳体之间设有间隙，该间隙中设有隔热罩。

隔热罩需要对喷嘴环组件进行弹性支撑或定位，本申请中的结构取消后盖后整个喷嘴环组件的重量减轻，使得隔热罩支撑或定位安装盘的弹力需求降低。传统的结构中，虽然在常温下弹力可以通过增加隔热罩变形提高，但是由于隔热罩布置在高温端，热衰减明显，也即在高温下和高温使用弹力都会降低，其负载力会降低，对材料的要求高。而本申请中，喷嘴环组件的设计通过减轻质量，从而降低弹力，最终降低对隔热罩材料等级的需求，降低了成本。

一种优选的实施方式中，所述隔热罩包括第一隔热罩和第二隔热罩，所述第一隔热罩和第二隔热罩的内端抵在中央壳体上的台阶上或台阶的侧壁上，所述第一隔热罩和第二隔热罩的外端叠在一起并抵在挡环的内表面b上。装配结构稳定，隔热效果好。

一种优选的实施方式中，所述第二隔热罩为弹性件；所述第一隔热罩和第二隔热罩的内端分别抵在中央壳体上的两个台阶上或对应台阶的侧壁上。装配结构稳定，弹性支撑效果好。

一种优选的实施方式中，所述拨动盘组件包括拨动盘、拨叉、驱动柄，所述安装盘上设有下沉槽，所述拨动盘设于该下沉槽中，进行定位，定位准确，当拨动盘圆周运动时相对安装盘中心偏移少，从而使得安装盘上每个槽控制从动拨叉转动的角度相同，每个叶片的转动角度相同，使得涡轮圆周方向上每个叶片进入涡轮的气流角度相同，使得涡轮效率提高。

一种优选的实施方式中，所述拨动盘的径向内表面具有凹凸起伏结构，该凹凸起伏结构的凸出位置与下沉槽的径向外表面接触，可以减少二者之间的摩擦面积，有效降低摩擦力。

一种优选的实施方式中，所述拨动盘的轴向表面与所述下沉槽的轴向表面之间通过减少接触面积的凹凸结构实现接触，也可以减少二者之间的摩擦面积，有效降低摩擦力，最终提升喷嘴环叶片的可控性，提升发动机响应性。

一种优选的实施方式中，所述R弧内壁由涡轮壳体本体的内壁形成，或者由附着在涡轮壳体本体上的结构件形成。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：提供了一种VNT增压器，通过对涡轮壳体的结构改进，取消了喷嘴环后盖，有效减少了喷嘴环组件的质量，提高了整体的稳定性，降低了隔热罩的弹力需求，同时拨动盘与安装盘之间的摩擦小，提高了整体增压器的使用寿命。

附图说明

图1为本发明中的VNT增压器的示意图。

图2为本发明中的VNT增压器的剖视图。

图3为图2中A区域的放大图。

图4为图3中A1区域的放大图。

图5为本发明中的VNT增压器中的轴系组件及喷嘴环组件的示意图一。

图6为本发明中的VNT增压器中的轴系组件及喷嘴环组件的示意图二。

图7为本发明中的拨动盘的立体图。

附图标记：1-压气机组件；2-涡轮壳体；3-驱动组件；4-中央壳体；5-安装盘；6-转轴；7-驱动柄；21-R弧内壁；51-间隙；52-叶片；53-定位盘；54-拨动盘；55-拨叉；541-下沉槽；58-挡环；5a-径向内表面；5b-内表面；531-间隔件；549-凸出位置；61-涡轮；62-第一隔热罩；63-第二隔热罩；77-衬套。

实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

以下实施方式中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的原件或具有相同或类似功能的原件，以下通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明的描述中，需要理解的是，术语：中心、纵向、横向、长度、宽度、厚度、上、下、前、后、左、右、竖直、水平、顶、底、内、外、顺时针、逆时针等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语：第一、第二等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所示技术特征的数量。本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语：安装、相连、连接等应做广义理解，本领域的普通技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本实用性中的具体含义。

参见图1至图7，本申请中的一种VNT增压器，包括涡轮机组件、压气机组件1，及设置于涡轮机组件和压气机组件之间的中央壳体4，中央壳体4中设有可转动的转轴6；所述涡轮机组件和中央壳体4之间设有喷嘴环组件，所述喷嘴环组件由驱动组件3驱动；所述喷嘴环组件包括安装盘5，所述安装盘5的一侧设有叶片52，另一侧设有拨动盘组件；所述涡轮机组件包括涡轮61和涡轮壳体2，所述安装盘5朝向所述涡轮壳体2一侧设有至少一个间隔件531，所述间隔件531的外端与涡轮壳体2或涡轮壳体2上的结构件接触或有间隙。

以上结构可以看出，本申请中的VNT增压器中，取消了后盖和定距销，减少了整体质量，避免了定距销断裂的风险，同时通过间隔件531来限定安装盘5与涡轮壳体2之间的间距，保证叶片的正常转动。

此外，传统的VNT涡轮增压器中，涡轮壳体上设有后盖，R弧结构设计在后盖上。本申请中，取消了后盖之后，所述涡轮壳体2的内壁为与所述涡轮61的外轮廓相匹配的R弧内壁21，具体的，所述R弧内壁21由涡轮壳体2本体的内壁形成，或者由附着在涡轮壳体2本体上的结构件形成；所述涡轮壳体2装配在中央壳体4上，且所述安装盘5的径向外表面与涡轮壳体2的径向内表面之间具有间隙51或部分间隙，利于内部的腔体与涡轮壳体2内的腔体连通，减轻涡前压力对隔热罩的影响。该结构可以有效控制涡轮61和涡轮壳体2间隙的一致性，当高温热变形时，R弧内壁21不受喷嘴环作为一个不均匀装配组件变形影响，可以有效降低涡轮擦壳风险，整体结构效率更高，使用寿命长。

本申请的一种实施方式中，所述涡轮壳体2上设有安装槽位，该安装槽位上设有定位盘53，所述间隔件531的外端与该定位盘53接触或有间隙，来限定间距，保证叶片的正常转动。

此外，本申请中，所述安装盘5通过其径向内表面5a定位安装在中央壳体4上，所述安装盘5的内侧向内伸出有挡环58，所述挡环58与中央壳体4之间设有间隙，该间隙中设有隔热罩。隔热罩需要对喷嘴环组件进行弹性支撑或定位，本申请中的结构取消后盖后整个喷嘴环组件的重量减轻，使得隔热罩支撑或定位安装盘5的弹力需求降低。传统的结构中，虽然在常温下弹力可以通过增加隔热罩变形提高，但是由于隔热罩布置在高温端，热衰减明显，也即在高温下和高温使用弹力都会降低，其负载力会降低，对材料的要求高。而本申请中，喷嘴环组件的设计通过减轻质量，从而降低弹力，最终降低对隔热罩材料等级的需求，降低了成本。

进一步的，所述隔热罩包括第一隔热罩62和第二隔热罩63，所述第一隔热罩62和第二隔热罩63的内端抵在中央壳体4上的台阶上或台阶的侧壁上，所述第一隔热罩62和第二隔热罩63的外端叠在一起并抵在挡环58上的内表面5b上。装配结构稳定，隔热效果好。一种实施例中，所述第二隔热罩63为弹性件；所述第一隔热罩62和第二隔热罩63的内端分别抵在中央壳体4上的两个台阶上或对应台阶的侧壁上。装配结构稳定，弹性支撑效果好，能够有效压紧喷嘴环。

此外，本申请中，所述拨动盘组件包括拨动盘54、拨叉55、驱动柄7，所述安装盘5上设有下沉槽541，所述拨动盘54设于该下沉槽541中，进行定位，定位准确，当拨动盘圆周运动时相对安装盘中心偏移少，从而使得安装盘上每个槽控制从动拨叉转动的角度相同，每个叶片的转动角度相同，使得涡轮圆周方向上每个叶片进入涡轮的气流角度相同，使得涡轮效率提高。

进一步的，所述拨动盘54的径向内表面具有凹凸起伏结构，该凹凸起伏结构的凸出位置549与下沉槽541的径向外表面接触，可以减少二者之间的摩擦面积，有效降低摩擦力。一种实施例中，所述拨动盘54的轴向表面与所述下沉槽541的轴向表面之间也通过减少接触面积的凹凸结构实现接触，也可以减少二者之间的摩擦面积，有效降低摩擦力，最终提升喷嘴环叶片的可控性，提升发动机响应性。

此外，本申请的一种实施方式中，喷嘴环组件的径向定位通过定位销来实现，喷嘴环的径向内表面和中央壳体4之间不接触，而是通过隔热罩来进行定位，可以有效减少装配对中央壳体4的传热，降低高温对中央壳体4润滑油的粘度的影响，防止机油结焦，提升转子运行稳定性。当然，也可以通过喷嘴环和中央壳体4之间的一个短的圆柱来进行接触定位，其径向定位更准确，但是尽量减小圆柱高度以便减少热传递。

本申请中，隔热罩可以弹性变形，能够很好的吸收发动机振动和废气高温引起的变形；并且，拨动盘组件中，从动拨叉和从动拨叉轴为两个零件，可以独立实现对从动拨叉的连接需求，和对从动拨叉轴的抗摩擦磨损需求；主动拨叉和主动拨叉轴为两个零件，可以独立实现对主动拨叉的连接需求，和对主动拨叉轴的抗摩擦磨损需求。

此外，控制拨动盘54转动的台阶轴穿过中央壳体4，中央壳体4上安装有衬套77，若不使用衬套77，台阶轴和中央壳体4的孔之间的磨损将严重，通过提升衬套材料等级，可以保证中央壳体4材料不变的情况下，降低台阶轴运动的磨损。同时衬套77通过过盈安装在中央壳体4上，衬套77材料的选择需满足高温下变形的情况需和中央壳体4同步，防止衬套松脱。衬套77的内孔可以增加密封环，涡轮壳体2和中央壳体4之间增加C型密封环，用于减少废气泄漏至大气中，提高涡端效率，减少环境污染。

以上描述可以看出，本发明提供了一种VNT增压器，通过对涡轮壳体的结构改进，取消了喷嘴环后盖，有效减少了喷嘴环组件的质量，提高了整体的稳定性，降低了隔热罩的弹力需求，同时拨动盘与安装盘之间的摩擦小，提高了整体增压器的使用寿命。

本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种VNT增压器，包括涡轮机组件、压气机组件（1），及设置于涡轮机组件和压气机组件之间的中央壳体（4）；所述涡轮机组件和中央壳体（4）之间设有喷嘴环组件，所述喷嘴环组件由驱动组件（3）驱动；

其特征在于：

所述喷嘴环组件包括安装盘（5），所述安装盘（5）的一侧设有叶片（52），另一侧设有拨动盘组件；

所述涡轮机组件包括涡轮（61）和涡轮壳体（2），所述安装盘（5）朝向所述涡轮壳体（2）一侧设有至少一个间隔件（531），所述间隔件（531）的外端与涡轮壳体（2）或涡轮壳体（2）上的结构件接触或有间隙；

所述涡轮壳体（2）的内壁为与所述涡轮（61）的外轮廓相匹配的R弧内壁（21）；

所述涡轮壳体（2）装配在中央壳体（4）上，且所述安装盘（5）的径向外表面与涡轮壳体（2）的径向内表面之间具有间隙（51）或部分间隙；

所述涡轮壳体（2）上设有安装槽位，该安装槽位上设有定位盘（53），所述间隔件（531）的外端与该定位盘（53）接触或有间隙；

所述安装盘（5）通过其径向内表面（5a）定位安装在中央壳体（4）上，所述安装盘（5）的内侧向内伸出有挡环（58），所述挡环（58）与中央壳体（4）之间设有间隙，该间隙中设有隔热罩；

所述拨动盘组件包括拨动盘（54）、拨叉（55）、驱动柄（7），所述安装盘（5）上设有下沉槽（541），所述拨动盘（54）设于该下沉槽（541）中；

所述拨动盘（54）的径向内表面具有凹凸起伏结构，该凹凸起伏结构的凸出位置（549）与下沉槽（541）的径向外表面接触；

所述拨动盘（54）的轴向表面与所述下沉槽（541）的轴向表面之间通过减少接触面积的凹凸结构实现接触；

所述R弧内壁（21）由涡轮壳体（2）本体的内壁形成，或者由附着在涡轮壳体（2）本体上的结构件形成。

2.根据权利要求1所述的一种VNT增压器，其特征在于，所述隔热罩包括第一隔热罩（62）和第二隔热罩（63），所述第一隔热罩（62）和第二隔热罩（63）的内端抵在中央壳体（4）上的台阶上或台阶的侧壁上，所述第一隔热罩（62）和第二隔热罩（63）的外端叠在一起并抵在挡环（58）的内表面（5b）上。

3.根据权利要求1所述的一种VNT增压器，其特征在于，所述第二隔热罩（63）为弹性件；所述第一隔热罩（62）和第二隔热罩（63）的内端分别抵在中央壳体（4）上的两个台阶上或对应台阶的侧壁上。

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