[發明專利]噴嘴環

有效

• 申請號: 201310574838.7
• 申請日: 2013-11-18
• 公開（公告）號: CN103821568A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: M.里奇納;J.貝蒂格
• 申請（專利權）人: ABB渦輪系統有限公司
• 主分類號: F01D9/04
• 分類號: F01D9/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 陳浩然;嚴志軍

技術領域

本發明涉及流動機械的領域，諸如用于增壓的內燃機的廢氣渦輪增壓器。

其涉及一種用于這樣的流動機械、例如用于廢氣渦輪增壓器的渦輪的噴嘴環。

背景技術

渦輪增壓器被用于往復活塞式發動機的功率提升。為了能夠盡可能有效地來運行渦輪，使廢氣在渦輪之前在導引裝置(也稱噴嘴環)的導葉排中偏轉。在帶有徑向渦輪的廢氣渦輪增壓器中，噴嘴環包括兩個固定環(其在兩側上限制流動通道)和多個導葉(其根據應用相對于流動處在一定的角度中且還具有不同的長度)。

如果借助于砂鑄或精鑄方法一件式地來制造噴嘴環，流動引導雖然通常相當良好，為此必須對每個葉片角度位置來制造自己的鑄模。此外，對于附加的角位置或者導葉間距的靈活性受限制，因為在每次改變時必須制造新的鑄模，這不僅昂貴而且導致相當長的采購時間。

此外存在一種方法，在其中導葉被焊接或釬焊到單獨的環中。在該方法中流動引導雖然是最佳的，但是對于每個角位置必須提供新的環，為此成本略小于精鑄方法。

在成本最有利的廣泛應用的制造變體中代替棱柱形的輪廓將板焊接或釬焊到固定環之間。成形的導葉布置在固定環中的成形部(Ausformung)中且焊接或釬焊在其中。在這樣的噴嘴環中流動引導由于板輪廓而比在這兩個首先提及的變體中明顯更差。此外在這樣的噴嘴環中壁極其薄且因此易被廢氣顆粒腐蝕。

因此必須在制造噴嘴環時實現在噴嘴環的成本與效率之間的折衷。迄今不存在比精鑄方法明顯成本更有利而還是實現可比的良好的流動引導的制造方法。

一可能性在于噴嘴環由兩個固定環和大量結構相同的葉片組裝而成，由此明顯改善生產中的靈活性。為了拼接的噴嘴環可覆蓋葉片位置和葉片長度(兩個固定環的間距)的主要功能，但是也包含附加功能如全部噴嘴環在渦輪中的固定或者對泄漏流動的密封，經常使用不同地或者至少不同地再加工的原始構件(Ausgangsbauteil)。

發明內容

本發明的目的在于提供一種帶有以精鑄方法制造的噴嘴環的流動引導的拼接的噴嘴環，其對于不同的葉片位置和葉片長度可模塊化地由各個單件組裝而成。

根據本發明這利用一噴嘴環來實現，在其中導葉在一端側上具有銷，其容納在第一固定環中的為此所設置的孔中。葉片的角位置在另一端處通過在固定環中的相應的輪廓凹口(Profilausnehmung)(其與端側的整面或者但是還僅與在端側上的凸起的輪廓相應)在第二固定環中來調節且通過葉片的裝配耐久地來固定。

在第一端側上的銷具有該優點，即第一固定環僅簡需要簡單的孔來容納葉片。該固定環由此也可具有更復雜的形狀，而不由于輪廓截段使該環的制造困難。對于所有葉片角位置可使用在葉片的旋轉點中始終帶有相同的孔的僅僅一個環。

通道寬度和因此有效的、在流動通道中起作用的葉片長度通過截切輪廓的第二固定環來調節。該調節可以經由在導葉處的一個或多個凸肩或者但是借助于保持間距的工具在接觸部位拼接期間實現。

各個導葉的旋轉點可根據實施形式改變，因此銷可根據實施形式在不同的地點處沿著導葉的端側布置。

噴嘴環的導葉可以以可變的輪廓(形狀、橫截面或者角位置)在精鑄、粉末冶金或者精鍛方法中來制造。

為了將導葉固定在固定環處，可將它們材料配合地相互連接，例如通過焊接或者釬焊。在任何情況中將它們相互連接成使得導葉和固定環在拼接之后彼此間不可移動。可選地，導葉也可形狀或力配合地固定在固定環處，例如通過咬合裝置或者壓合連接(Pressfügung)。

如果以精鑄方法來制造各個葉片，其可具有任意的幾何結構，由此在組裝完成的噴嘴環中得到最佳的流動引導，其相應于以精鑄方法一件式地制造的噴嘴環的流動引導。

有利地可將導葉鑄造為空心輪廓，由此噴嘴環的總重量可減少。這由此變輕且因此可更簡單地來裝配和拆卸。還通過導葉的空心輪廓正面地來影響在帶有熱的空氣流動的運行中的瞬時應力。

根據本發明的、由單件組裝而成的噴嘴環能夠比可比的、以精鑄方法制造的一件式的噴嘴環明顯成本更有利地來制造。成本優點由多重簡化的鑄造或鍛造工作得到。通過帶有用于容納銷的孔的第一固定環可被用于帶有不同角位置的噴嘴環的多個實施形式，通過噴嘴環的準備和預制進一步減少額外耗費。