CN202181948U - 双叶片喷嘴***的涡轮增压器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供双叶片喷嘴***的涡轮增压器，包括涡轮机壳、固定喷嘴环、直线移动喷嘴盘、中壳、齿条、摇臂杆、齿轮，固定喷嘴环前端面有机翼形固定叶片，固定叶片之间开有叶片型孔，固定喷嘴环套装在中壳外圈，并通过螺钉固定在中壳上，固定喷嘴环后端安装有直线移动喷嘴盘，直线移动喷嘴盘前端面有一组移动叶片，移动叶片活动地***在叶片型孔中，直线移动喷嘴盘后端面与两个摇臂杆固定连接，摇臂杆***中壳中，并通过齿轮与一齿条相啮合。本实用新型双叶片喷嘴***的涡轮增压器沿喷嘴流道内设置新的叶片，既能减少通道截面积，又把原喷嘴分隔成两个气道，以减少气流横向流动损失。同时气流仍按原设计的最佳气流角流动，能保持涡轮在高效区工作。

Description

双叶片喷嘴***的涡轮增压器
技术领域
本实用新型涉及双叶片喷嘴***的涡轮增压器，属于汽车装置领域。
背景技术
由发动机排出的废气，为增压器中的涡轮作功，只能处在一个狭小高效区内工作。即使把车用增压器设计点放在50-70%范围内，则发动机满负荷时，必造成增压器超速。为此人们把排气旁通阀机构加在增压器上，以提高它的可靠性，同时也浪费了部分可用燃气的能量。
采用可调喷嘴结构是提高涡轮气动性能的有效方法，也是世界各增压器制造厂商公认并付之实施，目前有三种不同方案：
由美国霍尼韦尔国际公司已申请专利号200710152744.5《可变喷嘴涡轮增压器的叶片组件及叶片组件的组装方法》就是采用转动叶片角度的可变喷嘴方法。其优点是喷嘴截面积随叶片转角的减少而减少，喷嘴面积减少率可达50%以上；缺点是喷嘴角α过大（起步状态），气流 C″r撞击涡轮叶凸面；喷角α过小（满负状态），气流 C′r撞击叶凹面 （见图11），使增压器在低高工况工作时热效率下降。
由法国霍尼韦尔加勒特有限公司申请专利号00819834.9《带有滑动活塞的可变形状涡轮增压器》的可变截面结构简单，喷嘴一半由固定叶片，另一半由无叶气道组成。可调节的面积只有无叶气道这一半，当然可调面积50%已是足够了，但它的气动性能不好。当无叶通道打开时，气流将从叶片通道和无叶通道同时流过，因为两个通道的气流角不相同，将造成喷嘴后的气流紊乱，增大气流流动损失，降低涡轮热效率。
由英国霍尔塞特动力工程有限公司提出来的可变喷嘴结构，在固定喷嘴叶片上装一个屏闭圈，移动屏闭圈即可遮闭部分喷嘴流道，达到可调喷嘴截面的目的。其缺点如同第二方案，遮闭部分喷嘴流道必造成从涡壳至喷嘴进口处的气流紊乱，同样会降低涡轮热效率。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了双叶片喷嘴***的涡轮增压器。沿喷嘴流道内设置新的叶片,既能减少通道截面积，又把原喷嘴分隔成两个气道，以减少气流横向流动损失。同时气流仍按原设计的最佳气流角流动，能保持涡轮在高效区工作。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：
双叶片喷嘴***的涡轮增压器，包括涡轮机壳，固定喷嘴环、直线移动喷嘴盘、中壳、齿条、摇臂杆、齿轮，所述固定喷嘴环前端面有一组固定叶片，其形状为机翼形，固定叶片之间开有叶片型孔，固定喷嘴环中间有中心孔，套装在中壳外圈，并通过螺钉固定在中壳上，固定喷嘴环后端安装有直线移动喷嘴盘，直线移动喷嘴盘前端面有一组移动叶片，移动叶片的形状与叶片型孔的形状一致，移动叶片活动地***在叶片型孔中，直线移动喷嘴盘中间有中心孔，套装在中壳外圈，直线移动喷嘴盘后端面与两个摇臂杆固定连接，摇臂杆***中壳中，摇臂杆末端有齿，通过齿轮与一齿条相啮合，齿条与驱动装置连接。
进一步地，所述叶片的进气角范围为18-24°。
进一步地，固定叶片数量为4-11个，移动叶片数量为4-11个。
进一步地，连接齿条的驱动装置为气包执行器或电磁阀。
本实用新型双叶片喷嘴***的涡轮增压器沿喷嘴流道内设置新的叶片,既能减少通道截面积，又把原喷嘴分隔成两个气道，以减少气流横向流动损失。同时气流仍按原设计的最佳气流角流动，能保持涡轮在高效区工作。移动叶片与固定叶片是同方向顺着气流，可以避免像第二方案和第三方案那样引起气流紊乱，减少流阻损失。通过调整叶片数量的增加或减少，达到调控喷嘴出口面积的目的。当移动叶片全部进入固定叶片内，其流道截面积减少率可用机翼厚度来调整，能满足发动机变工况的需要。不同的涡轮增压器其叶片厚度不同，以适应实际需要。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1是本实用新型双叶片喷嘴***的涡轮增压器的结构示意图；
图2是本实用新型的直线移动喷嘴盘结构示意图，
图3是本实用新型的固定喷嘴环的结构示意图；
图4是本实用新型的固定喷嘴环的侧视示意图；
图5是本实用新型的直线移动喷嘴盘与摇臂杆的装配示意图；
图6是本实用新型的摇臂杆的结构示意图；
图7是本实用新型的齿条的结构示意图；
图8是本实用新型的齿轮的侧视结构示意图；
图9是本实用新型的齿轮的主视结构示意图；
图10是本实用新型的直线移动喷嘴盘、固定喷嘴环及摇臂杆的装配示意图，
图11是背景技术中第一方案的技术分析示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例一
取固定叶片8的数量为8个，移动叶片7的数量为8个，叶片进气角即安装角为21°。
如图1、4、10所示，固定喷嘴环1前端面有一组固定叶片8，其形状为机翼形，固定叶片8之间开有叶片型孔9，固定喷嘴环1中间有中心孔，套装在中壳5外圈，并通过螺钉固定在中壳5上，固定喷嘴环1后端安装有直线移动喷嘴盘2。
如图2、10所示，直线移动喷嘴盘2前端面有一组移动叶片7，移动叶片7的形状与叶片型孔9的形状一致，移动叶片7活动地***在叶片型孔9中。
如图1、5、6、10所示，将两根摇臂杆3通过螺钉固定在直线移动喷嘴盘2后端面，将直线移动喷嘴盘2前端面的移动叶片7穿入固定喷嘴环1的叶片型孔9内，将固定喷嘴环1和直线移动喷嘴盘2套装在中壳5外圈，并将两摇臂杆3***中壳5的孔内，中壳5的孔开在中壳5回油腔边缘的水平位置，与中壳5内的回油无干涉。摇臂杆3末端的有齿，与齿条4通过齿轮6啮合。
如图1、3所示，固定喷嘴环1中部的四个圆孔对准中壳5上的螺孔，并用螺钉拧紧与中壳5固定连接。通过调试，要求移动叶片7能在固定喷嘴环1的叶片型孔9内轻松滑动。
移动叶片7的活动限位的范围，最长位：与固定叶片8前端齐平；最短位：与固定喷嘴环1的后端面齐平。
如图6、7、8、9所示，齿条4两端有齿，摇臂杆3的末端有齿，气包执行器推动齿条4上下运动，由于齿条4与齿轮6啮合，从而带动齿轮6转动，又因齿轮6与摇臂杆3末端的齿啮合，从而带动摇臂杆3左右运动，摇臂杆3与直线移动喷嘴盘2通过螺钉固定连接，进而带动直线移动喷嘴盘2左右移动，实现移动叶片7***叶片型孔9内或从叶片型孔9内退出的动作。
根据发动机工况变化需要，移动直线移动喷嘴盘2，使得移动叶片7逐渐进入固定喷嘴环1内，直至全部进入，则喷嘴叶片数量增加；或者使得移动叶片7逐渐退出固定喷嘴环1，直至移动叶片7的前端面移至固定喷嘴环1的后端面，则喷嘴叶片数量减少。通过调整叶片数量的增加或减少，达到调控喷嘴出口面积的目的。
本实用新型双叶片喷嘴***的涡轮增压器沿喷嘴流道内设置新的叶片,既能减少通道截面积，又把原喷嘴分隔成两个气道，以减少气流横向流动损失。同时气流仍按原设计的最佳气流角流动，能保持涡轮在高效区工作。移动叶片与固定叶片是同方向顺着气流，可以避免像第二方案和第三方案那样引起气流紊乱，减少流阻损失。通过调整叶片数量的增加或减少，达到调控喷嘴出口面积的目的。当移动叶片全部进入固定叶片内，其流道截面积减少率可用机翼厚度来调整，能满足发动机变工况的需要。不同的涡轮增压器其叶片厚度不同，以适应实际需要。
实施例二
本实施例与实施例一的区别在于：推动齿条上下运动的驱动装置为电磁阀。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.双叶片喷嘴***的涡轮增压器，包括涡轮机壳，其特征在于：包括固定喷嘴环、直线移动喷嘴盘、中壳、齿条、摇臂杆、齿轮，
所述固定喷嘴环前端面有一组固定叶片，其形状为机翼形，固定叶片之间开有叶片型孔，固定喷嘴环中间有中心孔，套装在中壳外圈，并通过螺钉固定在中壳上，
固定喷嘴环后端安装有直线移动喷嘴盘，直线移动喷嘴盘前端面有一组移动叶片，移动叶片的形状与叶片型孔的形状一致，移动叶片活动地***在叶片型孔中，直线移动喷嘴盘中间有中心孔，套装在中壳外圈，直线移动喷嘴盘后端面与两个摇臂杆固定连接，摇臂杆***中壳中，摇臂杆末端有齿，通过齿轮与一齿条相啮合，齿条与驱动装置连接。
2.根据权利要求1所述的双叶片喷嘴***的涡轮增压器，其特征在于：所述叶片的进气角范围为18-24°。
3.根据权利要求1所述的双叶片喷嘴***的涡轮增压器，其特征在于：固定叶片数量为4-11个，移动叶片数量为4-11个。
4.根据权利要求1所述的双叶片喷嘴***的涡轮增压器，其特征在于：连接齿条的驱动装置为气包执行器或电磁阀。
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