CN207454033U - 一种喷嘴组件同步环定位结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型描述了一种喷嘴组件同步环定位结构，喷嘴环的一端面设有盖板，盖板、喷嘴环和驱动环通过贯穿三者的支撑销、以及设置于支撑销一端的导向轮进行配合连接，导向轮嵌设于驱动环的内侧壁，支撑销一端与盖板固定卡和，另一端贯穿喷嘴环后与导向轮进行装配；喷嘴环与盖板相对应的一端面设有多个叶片，喷嘴环的另一端端面设有多个与叶片一一对应设置的摇臂，驱动环上设有与摇臂相配合的凹槽。本实用新型通过将导向轮与支撑销安装在一起，使得盖板、喷嘴环和驱动环三者有效配合，简化了喷嘴环组件的结构，减少了装配孔，使得制作成本较低，同时提高了喷嘴环的结构强度。

Description

一种喷嘴组件同步环定位结构

技术领域

本实用新型涉及涡轮增压器的技术领域，尤其涉及一种喷嘴组件同步环定位结构，具体地，是一种用于涡轮增压器的带有可变喷嘴结构的同步环定位结构。

背景技术

涡轮增压器是与内燃式发动及结合使用的装置，用于通过压缩输送到发动机进气口的空气以便与燃料混合并在发动机中燃烧来增大发动机的功率输出。涡轮增压器包括安装在压缩机壳体中压缩机叶轮和安装在涡轮机壳体中的涡轮。其中，涡轮机壳体与压缩机壳体分开地形成，并且还有另一个中间壳体连接在涡轮机壳体和压缩机壳体之间，用于轴承的安装及冷却润滑。涡轮机壳体限定出包围涡轮的大致环形流道，涡轮与流道之间设有具有导流作用的喷嘴。排气从流道通过该喷嘴流到涡轮，并驱动涡轮转动，涡轮机带动同轴连接的压缩机转动。空气经过压缩机叶轮被压缩，然后从壳体出口连接到到发动机进气口。

在利用涡轮增压器来助推发动机性能方面的一个挑战是在发动机的整个工作范围内实现期望大小的发动机功率输出。已经发现，利用固定喷嘴尺寸的涡轮增压器通常不容易达到该目的，因此在对涡轮增压器提供的助推量提供更大程度的控制这一目的的驱使下，已经研发出了可变喷嘴尺寸的涡轮增压器。一种类型的可变尺寸涡轮增压器是可变喷嘴涡轮增压器（VNT），其包括涡轮机喷嘴中的一组可变叶片。这些叶片可转动地安装在喷嘴环中并连接于使得叶片角度能够改变的驱动机构。改变叶片的设定角度对改变涡轮机喷嘴中的有效流动面积具有影响，因此能够通过控制叶片相对位置来调节流向涡轮的排气流动。通过这种方式，能够调节涡轮的功率输出，这使得与利用固定喷嘴尺寸的涡轮增压器所通常能够实现的相比，能够在更大程度上控制发动机功率的输出。

一般地，可变叶片组件包括喷嘴环，该喷嘴环以可以旋转的方式支撑与喷嘴环的一个面临近的叶片。叶片具有延伸穿过喷嘴环中的安装孔的转动轴，并且叶片摇臂刚性地固定于该轴体的伸出超过喷嘴环的相反面的端部。因此，能够通过使叶片摇臂旋转而使叶片绕由所述转动轴限定的轴线旋转，从而改变叶片的设定角。同步环靠近喷嘴环的向对面布置，并且包括位于其轴向设计的与叶片数量相同的凹槽，以便接收叶片摇臂的自由端。因此，同步环围绕喷嘴环的轴线的转动造成所有叶片摇臂同步转动，从而一致地改变叶片的转动角度。

如图1所示，现有技术中，喷嘴环上设计有同步环定位销，一般是带有凹槽的滚轮式结构，带有凹槽的滚轮为同步环提供径向定位，同时凹槽的两端内壁面为同步环提供轴向定位，为了提高同步环的转动稳定性，也会设计若干不带凹槽的滚销，为同步环提供径向定位，带凹槽的滚轮数量至少是三个，不带凹槽的滚销数量一般是2~3个。不同的公司会根据自己产品的尺寸及经验，调整滚轮及滚销的数量和比例。另外也有公司采用T型销设计，由T型销的内壁面与喷嘴环形成轴向限位。但是，不管同步环定位销采用何种结构，都有一下共同缺点：

1、定位销均是通过其销轴与喷嘴环装配孔过盈压装进行装配的，在高温下存在脱落的风险；

2、带有销轴的设计，必然需要在喷嘴环上增加装配孔，从而增加喷嘴环上装配孔的数量，降低了结构强度，同时增加了工艺成本。

可变喷嘴组件因此是比较复杂的，如何将同步环支撑在喷嘴环上，并且对同步环在径向、轴向进行定位，同时不影响同步环的周向转动，对于涡轮增压器喷嘴组件的设计及装配是一个挑战。目前已经有多种设计方案，包括滚轴、滚轮等设计，但是目前滚轴、滚轮是需要一个单独的销轴来装配到喷嘴环上，从而增加了喷嘴环上所需要的装配孔的数量，同时销轴压装的滚轴、滚轮存在高温下脱落的风险。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种喷嘴组件同步环定位结构，通过对喷嘴环和同步环的结构进行调整，设置了支撑销和导向轮来使得盖板、喷嘴环和同步环配合，旨在简化了嘴环结构、降低成本，使得装配更安全可靠。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种喷嘴组件同步环定位结构，它主要包括喷嘴环和与喷嘴环相配合的同步环，其特征在于：喷嘴环的一端面设有盖板，所述的盖板、喷嘴环和同步环通过贯穿三者的支撑销、以及设置于支撑销一端的导向轮进行配合连接，所述的导向轮嵌设于同步环的内侧壁，所述的支撑销一端与盖板固定卡和，另一端贯穿喷嘴环后与导向轮进行装配；喷嘴环与盖板相对应的一端面设有多个叶片，喷嘴环的另一端端面设有多个与叶片一一对应设置的摇臂，同步环上设有与摇臂相配合的凹槽。

优选的，所述的导向轮数量与支撑销的数量一一对应，导向轮呈柱状结构，导向轮设有中孔，导向轮的上下端面设有向外凸出的导向弧面，导向轮的中部设有限位盘，所述的同步环内侧壁与限位盘相贴合，限位盘和导向弧面对同步环进行限位支撑。

进一步，所述的叶片包括转动轴和设在转动轴一端的可转动的弧形导流面，喷嘴环上设有与转动轴相配合的叶片安装通孔，转动轴的另一端穿过叶片安装通孔后与摇臂相连接；所述的摇臂一端为装配端，装配端设有装配孔，另一端为自由端，所述的装配孔尺寸与转动轴端部尺寸相配合，转动轴一端设置于装配孔中并与摇臂形成固定连接，摇臂的自由端卡设与同步环上的凹槽内。

进一步，盖板的中部设有用于涡轮废气排放的圆形通孔，盖板的周向设有盖板支撑销通孔，盖板支撑销通孔用于支撑销的装配。

更进一步，喷嘴环上设有用于装配支撑销的支撑销通孔，支撑销的中部设有向外凸起的支撑柱体，所述的支撑柱体的直径大于喷嘴环支撑销通孔和盖板支撑销通孔的直径。

相对于现有技术，本实用新型的技术方案除了整体技术方案的改进，还包括很多细节方面的改进，具体而言，具有以下有益效果：

1、本实用新型所述的改进方案，通过将导向轮与支撑销安装在一起，使得盖板、喷嘴环和同步环三者有效配合，简化了喷嘴组件的结构，减少了装配孔，使得制作成本较低，同时提高了喷嘴环的结构强度；

2、本实用新型的技术方案的喷嘴环的一个端面与叶片相配合，另一端端面与摇臂相配合，摇臂的一端与叶片的转动轴刚性连接，另一端与同步环相配合，使得同步环转动后带动摇臂转动，继而带动叶片旋转，整个设计精密、高效，不仅连接更便捷，更安全，同时降低生产成本；

3、本实用新型的导向轮是带有中孔、限位盘和导向弧面的一种新型结构，导向轮不仅取代了传统的定位销结构，并且与支撑轴相配合，更为方便、实用，同时导向轮为同步环提供限位支撑，减少了同步环转动过程中的摩擦力；

4、本实用新型的整个设计非常合理，有利于装配和日常维护，提升了产品的整体强度，使得产品更为安全、可靠，易于推广和应用。

附图说明

图1是现有技术的结构示意图。

图2是本实用新型的一实施例分散结构示意图。

图3、4是本实用新型的喷嘴环的双面结构示意图。

图5是本实用新型的盖板结构示意图。

图6、7是本实用新型的叶片结构示意图。

图8是本实用新型的摇臂结构示意图。

图9是本实用新型的同步环结构示意图。

图10是本实用新型的支撑销结构示意图。

图11是本实用新型的导向轮结构示意图。

图12是本实用新型的装配结构示意图。

图13是本实用新型的装配后的剖视图。

图14是本实用新型的局部放大剖视图。

附图标记：

1喷嘴环、2同步环、3盖板、4叶片、5支撑销、6摇臂、7导向轮；

21凹槽、31圆形通孔、41转动轴、42弧形导流面、51支撑柱体、61装配孔、71导向轮中孔、72导向弧面、73限位盘。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种喷嘴组件同步环定位结构，参考图2中，主要包括喷嘴环和与喷嘴环相配合的同步环，喷嘴环的一端面设有盖板，所述的盖板、喷嘴环和同步环通过贯穿三者的支撑销、以及设置于支撑销一端的导向轮进行配合连接，所述的导向轮嵌设于同步环的内侧壁，所述的支撑销一端与盖板固定卡和，另一端贯穿导向轮后与同步环进行装配；喷嘴环与盖板相对应的一端面设有多个叶片，喷嘴环的另一端端面设有多个与叶片一一对应设置的摇臂，同步环上设有与摇臂相配合的凹槽。

具体来说，所述的摇臂一端为装配端，装配端设有装配孔(具体参见图8)，另一端为自由端，所述的装配孔尺寸与转动轴端部尺寸相配合，转动轴一端设置于装配孔中并与摇臂形成固定连接，摇臂的自由端卡设于同步环上的凹槽内。通过摇臂与同步环的配合，当同步环转动时就会带动摇臂进行旋转，继而摇臂也会带动叶片进行转动。本实用新型的喷嘴环结构更为简单、便于加工，增强了喷嘴环的强度结构，同时装配方便。

在一个实施例中，导向轮数量与支撑销的数量一一对应，导向轮呈柱状结构,参见图11，导向轮设有中孔，导向轮的上下端面设有向外凸出的导向盘，导向轮的中部设有导向弧面，所述的同步环内侧壁与导向弧面相贴合，导向盘和导向弧面对同步环进行限位支撑。中孔的直径略大于支撑销与喷嘴环装配的轴径；导向轮的限位盘为同步环提供轴向限位支撑，导向弧面为同步环提供周向支撑，并可以减少同步环转动过程中的摩擦力,参见图12。导向轮不仅取代了传统的定位销结构，并且与支撑轴相配合，更为方便、实用。

喷嘴环是圆盘形结构（参见图3、图4），其中第一面是精加工的平面，与叶片配合；另一面是毛坯平面，与摇臂配合；喷嘴环上有两种通孔，一种是周向隔开并轴向贯通的叶片安装孔，数量与叶片数量相同，孔径略大于叶片转动轴直径，为叶片提供转动支撑；另一种也是轴向隔开并轴向贯通的喷嘴环支撑销通孔，数量与支撑销相同，孔径略大于支撑销与喷嘴环安装轴的直径，为支撑销提供装配固定。这里简化了喷嘴环的结构，减少了喷嘴环上的装配孔数量，使得成本降低，强度进一步提高。

在另一个实施例中，叶片包括转动轴和设在转动轴一端的可转动的弧形导流面，为废气提供导向作用，参见图6、图7，同时可以调整喷嘴组件的开度大小；喷嘴环上设有与转动轴相配合的叶片安装通孔，转动轴的另一端穿过叶片安装通孔后与摇臂相连接；所述的摇臂一端为装配端，装配端设有装配孔，另一端为自由端，所述的装配孔尺寸与转动轴端部尺寸相配合，转动轴一端设置于装配孔中并与摇臂形成固定连接，摇臂的自由端卡设于同步环上的凹槽内，同步环的转动会带动摇臂转动，摇臂驱动叶片转动。

可选的，同步环为基本圆环形（参见图9），同步环内侧设计与叶片摇臂数量相同的凹槽，并且凹槽的尺寸略大于摇臂自由端的尺寸，用于同步驱动所有摇臂运动。盖板的中部设有用以涡轮废气排放的圆形通孔，盖板的周向设有盖板支撑销通孔，盖板支撑销通孔用于支撑销的装配。

喷嘴环上设有用于装配支撑销的支撑销通孔，支撑销的中部设有向外凸起的支撑柱体，所述的支撑柱体的直径大于喷嘴环支撑销通孔和盖板支撑销通孔的直径。凸起的支撑柱体的长度略大于叶片的高度，这个高度差使得叶片与盖板、喷嘴环之间存在间隙，用于防止叶片高温膨胀产生卡滞。

本实用新型将导向轮与支撑销装配在一起，取消了原有导向轮所需要的额外的装配孔，简化了喷嘴组件的结构，降低了成本，同时现在导向轮与支撑销的铆接或者焊接装配更为安全、可靠，运行更平稳。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本实用新型进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。

Claims (5)

1.一种喷嘴组件同步环定位结构，它主要包括喷嘴环和与喷嘴环相配合的驱动环，其特征在于：喷嘴环的一端面设有盖板，所述的盖板、喷嘴环和驱动环通过贯穿三者的支撑销、以及设置于支撑销一端的导向轮进行配合连接，所述的导向轮嵌设于驱动环的内侧壁，所述的支撑销一端与盖板固定卡和，另一端贯穿喷嘴环后与导向轮进行装配；

喷嘴环与盖板相对应的一端面设有多个叶片，喷嘴环的另一端端面设有多个与叶片一一对应设置的摇臂，驱动环上设有与摇臂相配合的凹槽。

2.根据权利要求1所述的一种喷嘴组件同步环定位结构，其特征在于：所述的导向轮数量与支撑销的数量一一对应，导向轮呈柱状结构，导向轮设有中孔，导向轮的上下端面设有向外凸出的导向盘，导向轮的中部设有导向弧面，所述的同步环内侧壁与导向弧面相贴合，导向盘和导向弧面对同步环进行限位支撑。

3.根据权利要求1所述的一种喷嘴组件同步环定位结构，其特征在于：所述的叶片包括转动轴和设在转动轴一端的可转动的弧形导流面，喷嘴环上设有与转动轴相配合的叶片安装通孔，转动轴的另一端穿过叶片安装通孔后与摇臂相连接；

所述的摇臂一端为装配端，装配端设有装配孔，另一端为自由端，所述的装配孔尺寸与转动轴端部尺寸相配合，转动轴一端设置于装配孔中并与摇臂形成固定连接，摇臂的自由端卡设于驱动环上的凹槽内。

4.根据权利要求1所述的一种喷嘴组件同步环定位结构，其特征在于：盖板的中部设有用于涡轮废气排放的圆形通孔，盖板的周向设有均匀分布的盖板支撑销通孔，盖板支撑销通孔用于支撑销的装配。

5.根据权利要求4所述的一种喷嘴组件同步环定位结构，其特征在于：喷嘴环上设有用于装配支撑销的支撑销通孔，支撑销的中部设有向外凸起的支撑柱体，所述的支撑柱体的直径大于喷嘴环支撑销通孔和盖板支撑销通孔的直径。