CN202202900U - 可变截面增压器 - Google Patents

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唐云冰
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Abstract

本实用新型属于增压器领域，尤其是一种可变截面增压器。它包括设于压壳内的压气轮以及设于涡壳内的涡轮，压气轮与涡轮之间设有喷嘴组件，喷喷嘴组件通过连接机构与空气阀连接，喷嘴组件包括若干叶片、安装盘、调节杆以及导向环，调节杆固定在安装盘的一侧端面，若干叶片与安装盘切向成相同角度环绕固定在安装盘的另一侧的端面，叶片插入导向环内，叶片包括低速叶片与高速叶片，低速叶片至高速叶片通过过渡段进行宽度沉降后形成。本实用新型的优点是发动机低速扭矩提高20％左右；发动机全程功率提高20％～30％；耗油率降低11％；使汽车排放烟度降低，达到城市环保要求。

Description

可变截面增压器
技术领域
本实用新型属于增压器领域，尤其是一种可变截面增压器。
背景技术
传统的涡轮增压器，一般根据最大转矩的工况来选配喷嘴环。因此，增压器高速运行时，往往需采用打开放气阀，放走一部分废气以防止增压器超速，其缺点是高速时浪费了一部分废气能量，导致增压器的效率降低。
发明内容
本实用新型针对上述技术中存在的由于增压器喷嘴的截面固定造成增压器的效率损失不足之处，提出一种可变截面增压器，它具有能连续无极调节增压器喷嘴的有效截面积来大大提高涡轮增压器本身的效率，从而最大限度地满足与发动机的匹配。。
实现本实用新型目的的技术方案如下：
可变截面增压器，它包括设于压壳内的压气轮以及设于涡壳内的涡轮，压气轮与涡轮之间设有喷嘴组件，喷喷嘴组件通过连接机构与空气阀连接，喷嘴组件包括若干叶片、安装盘、调节杆以及导向环，调节杆固定在安装盘的一侧端面，若干叶片与安装盘切向成相同角度环绕固定在安装盘的另一侧的端面，叶片插入导向环内，叶片包括低速叶片与高速叶片，低速叶片至高速叶片通过过渡段进行宽度沉降后形成，低速叶片的宽度D大于高速叶片的宽度d，叶片通过低速叶片部分固定在安装盘的端面上。
所述的安装盘与叶片一体成型。
所述的高速叶片与低速叶片一体成型。
低速叶片的宽度D为叶片总宽L的51％，高速叶片的宽度d为叶片总宽L的30％，过渡段的宽度h为叶片总宽L的18％。
所述的调节杆包括两个。
所述的叶片的数量为16片。
所述的低速叶片以过渡段沉降与高速叶片之间形成的夹角a的角度为102
所述的连接机构包括拨叉以及连杆，拨叉设在调节杆之间通过连杆与空气阀的阀杆连接。
以上技术方案中，可实现连续无极地调节增压器喷嘴的有效截面积，提高了增压器的效率；由于可调机构只做轴向平移，因此结构和布局简单，活动件少，系统可靠性高；喷嘴的叶片采用整体式设计，满足气动设计要求；同时叶片在中部又被有效地分成两段，形成高速叶片和低速叶片，这种设计能够同时满足涡轮增压器高速和低速的要求；采用气动放气阀作为执行机构：技术成熟、结构简单、可靠性高；喷嘴组件的材料采用310S耐高温不锈钢，能保证系统在高温下，也具有较高的强度和蠕变强度；安装盘和叶片采用精密铸造，可以满足大规模生产的需要，并可有效降低生产成本。
与现有技术相比，本实用新型的优点是采用可变喷嘴涡轮增压器的目的在于既保证发动机在低速时，有较高的增压压力，从而有较高的转矩；又能保证发动机在额定点附近增压压力不致过高，以避免发动机过高的机械负荷和涡轮增压器的超速；通过涡轮增压器的调节可改善增压器与发动机的匹配，从而达到改善发动机转矩特性的目的；不仅如此，采用可变截面涡轮增压器还可以改善发动机部分负荷性能，以及满足高原地区发动机功率的最佳匹配问题，从而达到发动机性能的全面优化；研究表明：变几何涡轮增压器产品与普通涡轮增压器比较，有以下进步(1)发动机低速扭矩提高20％左右；(2)发动机全程功率提高20％～30％；(3)耗油率降低11％；(4)使汽车排放烟度降低，达到城市环保要求。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2喷嘴组件的结构示意图；
图3为导向环的结果示意图；
图4为叶片的结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2、图3、图4所示，可变截面增压器，它包括设于压壳内的压气轮1以及设于涡壳内的涡轮2，压气轮1与涡轮2之间设有喷嘴组件，喷喷嘴组件通过连接机构与空气阀3连接，喷嘴组件包括若干叶片4、安装盘5、调节杆6以及导向环7，本实施方式中叶片4的数量为16片，调节杆6固定在安装盘5的一侧端面，16片叶片4与安装盘5切向成相同角度环绕固定在安装盘5的另一侧的端面，叶片4通过导向环7的导向孔7a插入导向环7内，叶片4包括低速叶片4a与高速叶片4b，低速叶片4a至高速叶片4b通过过渡段4c进行宽度沉降后形成，低速叶片4a的宽度D大于高速叶片4b的宽度d，叶片4通过低速叶片4a部分固定在安装盘5的端面上。
上述实施方式中，安装盘5与叶片4一体成型。
上述实施方式中，高速叶片4b与低速叶片4a以及过渡段4c一体成型。
上述实施方式中，低速叶片4a的宽度D为叶片总宽L的51％，高速叶片4b的宽度d为叶片总宽L的30％，过渡段4c的宽度h为叶片总宽L的18％。
上述实施方式中，调节杆6包括两个。
上述实施方式中，低速叶片4a以过渡段沉降与高速叶片4b之间形成的夹角a的角度为102°。
上述实施方式中，连接机构包括拨叉8以及连杆9，拨叉8设在调节杆6之间通过连杆9与空气阀3的阀杆连接。
通过放气阀3连杆驱动喷嘴的调节杆6，让喷嘴叶片前后移动，使得喷嘴和导向环之间形成的有效面积也随之改变，可实现连续无极地调节喷嘴截面面积。当喷嘴环在最左边时，喷嘴叶片和导向环之间形成的有效截面积最大；当喷嘴在最右边时，喷嘴叶片和导向环之间形成的有效截面积最小。
当喷嘴叶片逐渐向右移动时，喷嘴流通面积减小，膨胀比加大，增加了涡前压力；当喷嘴环逐渐向左移动时，喷嘴环流通截面积增大，涡前压力减小，膨胀比减小。实际工作中，柴油机减速运行时，喷嘴会移动到靠近右边的位置，即涡轮喷嘴的流通面积减小，膨胀比将增大，能增加涡轮的输出功率，从而增加增压压力，改善涡轮对废气能量的利用。当柴油机加速运行时，喷嘴会逐渐移动到靠近左边的位置，使喷嘴有效面积增大，避免涡轮超速或增压压力过高。该喷嘴组件采用了气动装置来实现传动控制。即在增压器压气机出口处连接一个放气阀执行器，再经过传动系统来完成对喷嘴环叶片行程的控制。

Claims (8)

1.可变截面增压器，它包括设于压壳内的压气轮以及设于涡壳内的涡轮，压气轮与涡轮之间设有喷嘴组件，喷喷嘴组件通过连接机构与空气阀连接，喷嘴组件包括若干叶片、安装盘、调节杆以及导向环，调节杆固定在安装盘的一侧端面，若干叶片与安装盘切向成相同角度环绕固定在安装盘的另一侧的端面，叶片插入导向环内，叶片包括低速叶片与高速叶片，低速叶片至高速叶片通过过渡段进行宽度沉降后形成，低速叶片的宽度D大于高速叶片的宽度d，叶片通过低速叶片部分固定在安装盘的端面上。
2.根据权利要求1所述的可变截面增压器，其特征在于：所述的安装盘与叶片一体成型。
3.根据权利要求1所述的可变截面增压器，其特征在于：所述的高速叶片与低速叶片一体成型。
4.根据权利要求1所述的可变截面增压器，其特征在于：低速叶片的宽度D为叶片总宽L的51％，高速叶片的宽度d为叶片总宽L的30％，过渡段的宽度h为叶片总宽L的18％。
5.根据权利要求1所述的可变截面增压器，其特征在于：所述的调节杆包括两个。
6.根据权利要求1至5任一项所述的可变截面增压器，其特征在于：所述的叶片的数量为16片。
7.根据权利要求1至5任一项所述的可变截面增压器，其特征在于：所述的低速叶片以过渡段沉降与高速叶片之间形成的夹角a的角度为102°。
8.根据权利要求1所述的可变截面增压器，其特征在于：所述的连接机构包括拨叉以及连杆，拨叉设在调节杆之间通过连杆与空气阀的阀杆连接。
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