CN207728402U - 一种可变几何截面喷嘴环叶片开度控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于废气涡轮增压技术领域，具体涉及一种可变几何截面喷嘴环叶片开度控制装置，包括安装盘和拨盘，所述安装盘通过拨盘支撑轮与拨盘联接，所述安装盘上设有喷嘴环叶片，所述拨盘上设有拨盘限位凸台，所述安装盘上设有喷嘴环叶片开度限位块，所述喷嘴环叶片开度限位块上设有喷嘴环叶片极小开度限位凸台和喷嘴环叶片极大开度限位凸台，所述拨盘限位凸台位于喷嘴环叶片极小开度限位凸台和喷嘴环叶片极大开度限位凸台之间。通过优化设计喷嘴环叶片开度限位块和拨盘达到精确控制可变几何截面喷嘴环叶片开度的目的，结构上简单易行，便于加工制造。

Description

一种可变几何截面喷嘴环叶片开度控制装置

技术领域

本实用新型属于废气涡轮增压技术领域，具体涉及一种可变几何截面喷嘴环叶片开度控制装置。

背景技术

涡轮增压器是现代发动机提高功率、节油降耗和改善排放必不可少的零部件。不断升级的排放标准迫使发动机在不降低其性能的前提下必须达到排放标准要求的指标。对于传统废气涡轮增压器而言，很难既满足发动机的性能指标又能满足排放标准，带有可变几何截面喷嘴环的废气涡轮增压器能够很好的解决这一问题。随着可变几何截面喷嘴环技术的应用推广，涡轮增压器可以满足发动机不同工况下对增压空气变化的需求，通过改变可变几何截面喷嘴环叶片的开度而调整涡轮增压器转速，从而改变发动机的进气量，继而做到能够同时满足发动机的性能指标和排放标准。如何精确控制发动机的进气量，进一步要求精确控制涡轮增压器的转速，从而要求精确控制可变几何截面喷嘴环叶片的开度，为此，本实用新型通过优化可变几何截面喷嘴环的结构来提高可变几何截面喷嘴环叶片的控制精度，并提出了一种控制结构的设计方法，以达到精确控制可变几何截面喷嘴环叶片开度的目的。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供一种制造轻巧、集成度高、喷嘴叶片控制精度高的可变几何截面喷嘴环，可以提高可变几何截面喷嘴环叶片开度的控制精度。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种可变几何截面喷嘴环叶片开度控制装置，包括安装盘和拨盘，所述安装盘通过拨盘支撑轮与拨盘联接，所述安装盘上设有喷嘴环叶片，所述拨盘上设有拨盘限位凸台，所述安装盘上设有喷嘴环叶片开度限位块，所述喷嘴环叶片开度限位块上设有喷嘴环叶片极小开度限位凸台和喷嘴环叶片极大开度限位凸台，所述拨盘限位凸台位于喷嘴环叶片极小开度限位凸台和喷嘴环叶片极大开度限位凸台之间。

喷嘴环叶片极小开度限位凸台与喷嘴环叶片极大开度限位凸台之间的间距等于

式中[α]_vane为喷嘴环叶片所能调节的范围对应的旋转角度(单位：度)，b为拨盘限位凸台的宽度(单位mm)，R_d为喷嘴环叶片开度限位块限位槽距喷嘴环旋转中心O点的半径长度(单位mm)，R为拨盘的最大直径(单位mm)，L为与喷嘴叶片相连接的从动拨叉的长度(单位mm)。

所述喷嘴环叶片为单轴喷嘴环叶片。

本实用新型与现有技术相比，具有的有益效果是：

1)通过优化设计喷嘴环叶片开度限位块和拨盘达到精确控制可变几何截面喷嘴环叶片开度的目的，结构上简单易行，便于加工制造；

2)整体式可变几何截面喷嘴环为高精度喷嘴环叶片开度限位块和拨盘提供了安装基础，有效的提高了喷嘴环叶片开度的控制精度。

3)本实用新型所涉及的喷嘴环叶片开度的定位限位方法广泛适用于可变几何截面喷嘴环叶片的开度控制策略。

附图说明

图1是本实用新型的侧视图；

图2是本实用新型的主视图；

图3是本实用新型喷嘴环叶片最小开度示意图；

图4是本实用新型喷嘴环叶片最大开度示意图；

图5是本实用新型参数设计图；

其中：1为从动拨叉，2为喷嘴环叶片，3为安装盘，4为拨盘支撑轮，5为拨盘，6为喷嘴环后盖限位定距销，7为喷嘴环后盖，8为喷嘴环叶片开度限位块，51为拨盘限位凸台，81为喷嘴环叶片极小开度限位凸台，82为喷嘴环叶片极大开度限位凸台。

具体实施方式

下面对本实用新型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。

如图1、2所示，本实用新型可变几何截面喷嘴环组件主要由以下部件组成，包括安装盘3、喷嘴环后盖7、拨盘5、喷嘴环叶片2、从动拨叉1、拨盘支撑轮4、喷嘴环后盖限位定距销6、喷嘴环叶片开度限位块8。

本实用新型所涉及的可变几何截面喷嘴环叶片开度控制方法如下所述：为了精确控制可变几何截面喷嘴环叶片的开度，需要构建一个整体式的可变几何截面喷嘴环，保证可变几何截面喷嘴环在装配涡轮增压器的过程中不会出现变形、错位等装配失误；另外，喷嘴环叶片开度限位块8及拨盘5是控制可变几何截面喷嘴环叶片开度精度的关键结构所在。

如图3、4所示，当拨盘5处于可变几何截面喷嘴环叶片最小开度位置时，拨盘限位凸台51与喷嘴环叶片极小开度限位凸台81相接触，受此结构的影响，此时的位置是可变几何截面喷嘴环叶片开度的最小开度位置；当拨盘5处于可变几何截面喷嘴环叶片最大开度位置时，拨盘限位凸台51与喷嘴环叶片极大开度限位凸台82相接触，受此结构的影响，此时的位置是可变几何截面喷嘴环叶片开度的最大开度位置。因此，如何设计喷嘴环叶片极小开度限位凸台81、喷嘴环叶片极大开度限位凸台82及拨盘限位凸台51成为控制几何截面喷嘴环叶片开度精度的重点。

喷嘴环叶片开度限位块8主要由两个参数决定了可变几何截面喷嘴环叶片开度大小的控制，即喷嘴环叶片开度限位块8距喷嘴环旋转中心O点的半径长度R_d和喷嘴环叶片开度限位块8的开口宽度h。喷嘴环叶片极小开度限位凸台81和喷嘴环叶片极大开度限位凸台82的距离构成了喷嘴环叶片开度限位块8的开口宽度h。可变几何截面喷嘴环叶片开度限位块参数设计如图5所示。

喷嘴环叶片2的旋转角度为α，拨盘5的旋转角度为β，则拨盘5转动过的距离和从动拨叉1与拨盘5接触位置的位移距离是相等的，即有公式(1)所示：

α·L＝β·R (1)

式中：R为拨盘5的最大直径(单位mm)，L为与喷嘴叶片2相连接的从动拨叉1的长度(单位mm)。

假设某个工况下喷嘴环叶片开度限位块8的开口宽度为h_x(单位mm)，则该值可由公式(2)表示如下：

式中：R_d为喷嘴环叶片开度限位块8限位槽距喷嘴环旋转中心O点的半径长度(单位mm)。将公式(1)带入公式(2)中得到公式(3)：

喷嘴环叶片2所能调节的范围对应的旋转角度为[α]_vane(单位：度)，则喷嘴环叶片开度限位块8的开口宽度h(单位mm)由旋转角度[α]_vane和拨盘限位凸台51的宽度b(单位mm)共同组成，即如公式(4)所示：

因此，喷嘴环叶片2所能调节的范围对应的旋转角度为[α]_vane是影响可变几何截面喷嘴环叶片开度精确控制的重要参数，通过精确控制喷嘴环叶片开度限位块8的开口宽度h和拨盘限位凸台51的宽度b即可达到精确控制喷嘴环叶片2所能调节的范围对应的旋转角度[α]_vane，即达到精确控制可变几何截面喷嘴环叶片开度的目的。

具体步骤如下：

1)将喷嘴环叶片2装配到安装盘3上，根据喷嘴环叶片2的叶型排布旋向，将拨盘支撑轮4布置到安装盘3上之后装配拨盘5，使用氩弧焊接将从动拨叉1和喷嘴环叶片2焊接成一体，此时装配完成可变几何截面喷嘴环的喷嘴环叶片2的调节机构；将喷嘴环后盖限位定距销6装配到安装盘3上，将喷嘴环后盖7穿过喷嘴环后盖限位定距销6，此时使用高度调整块(专用装配工装)校正喷嘴环叶片2最终的实际有效高度，使用氩弧焊接将喷嘴环后盖限位定距销6与喷嘴环后盖7焊接成一体；

2)装配喷嘴环叶片开度限位块8，使得拨盘限位凸台51处于喷嘴环叶片极小开度限位凸台81和喷嘴环叶片极大开度限位凸台82的范围内。喷嘴环叶片极小开度限位凸台81和喷嘴环叶片极大开度限位凸台82的距离构成了喷嘴环叶片开度限位块8的开口宽度h。h的设计需要满足以下公式：

式中[α]_vane为喷嘴环叶片2所能调节的范围对应的旋转角度(单位：度)，b为拨盘限位凸台51的宽度(单位mm)，R_d为喷嘴环叶片开度限位块8限位槽距喷嘴环旋转中心O点的半径长度(单位mm)，R为拨盘5的最大直径(单位mm)，L为与喷嘴叶片2相连接的从动拨叉1的长度(单位mm)。

上面仅对本实用新型的较佳实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种可变几何截面喷嘴环叶片开度控制装置，包括安装盘和拨盘，所述安装盘通过拨盘支撑轮与拨盘联接，所述安装盘上设有喷嘴环叶片，其特征在于：所述拨盘上设有拨盘限位凸台，所述安装盘上设有喷嘴环叶片开度限位块，所述喷嘴环叶片开度限位块上设有喷嘴环叶片极小开度限位凸台和喷嘴环叶片极大开度限位凸台，所述拨盘限位凸台位于喷嘴环叶片极小开度限位凸台和喷嘴环叶片极大开度限位凸台之间。

2.根据权利要求1所述的可变几何截面喷嘴环叶片开度控制装置，其特征在于：喷嘴环叶片极小开度限位凸台与喷嘴环叶片极大开度限位凸台之间的间距等于

式中[α]_vane为喷嘴环叶片所能调节的范围对应的旋转角度(单位：度)，b为拨盘限位凸台的宽度(单位mm)，R_d为喷嘴环叶片开度限位块限位槽距喷嘴环旋转中心O点的半径长度(单位mm)，R为拨盘的最大直径(单位mm)，L为与喷嘴叶片相连接的从动拨叉的长度(单位mm)。

3.根据权利要求1所述的可变几何截面喷嘴环叶片开度控制装置，其特征在于：所述喷嘴环叶片为单轴喷嘴环叶片。