[實用新型]快插式雙密封可變噴嘴渦輪增壓器

有效

• 申請號: 201420786024.X
• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN204371427U
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 唐云冰;朱永廷;李夢凱
• 申請（專利權）人: 常州環能渦輪動力股份有限公司
• 主分類號: F01D11/08
• 分類號: F01D11/08;F02B39/00
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 錢鎖方

技術領域

本實用新型屬于渦輪增壓器領域，具體是一種快插式雙密封可變噴嘴渦輪增壓器。

背景技術

渦輪增壓器技術通過渦輪增壓器提高進氣密度，可以全面改善發動機的動力性、經濟性以及排放指標等綜合性能，給發動機注入強勁動力，被譽為內燃機發展史上的第二個里程碑。

為了提高渦輪增壓器的經濟性能，近年許多廠家進行了大量的研究，研究結果表明可變噴嘴環截面渦輪增壓器是最有效的方法之一。

國外，可變噴嘴截面渦輪增壓器已經逐漸成熟并逐漸在推向市場。國內，此類產品還大多處理研究階段，主要原因是其關鍵零件噴嘴環的材料、設計、加工和制造不過關。

增壓技術是提高發動機動力性能的主要措施之一，而應用最廣泛的是采用渦輪增壓技術。渦輪增壓器是利用發動機排出廢氣的能量，通過渦輪變為機械功，帶動渦輪葉輪傳動，與渦輪葉輪同軸的壓氣機葉輪也以同樣的速度高速運轉，將新鮮空氣壓縮后，送入發動機氣缸，提高發動機氣缸的空氣密度和充氣量，從而提高了發動機的功率，改善了燃油的燃燒條件，使燃油充分燃燒，因而降低了燃油消耗，減少了排入大氣的廢氣中有毒物的比例，進而最終實現環保節能，提高發動機功率的作用。

然而車用渦輪增壓器應有較寬廣的工作范圍，因為在發動機低速運轉時，由于廢氣提供的能量很少，渦輪增壓器的轉速太低，難以提供適合的增壓壓力?和充足的進氣量，也就難以產生較大的轉矩；再是發動機在高速運轉時，由于排氣溫度和壓力很高，可能會造成增壓器超速。另外，由于增壓器響應的滯后，使得在過渡過程中油量供給的響應比進氣量供給的響應快，并因此而導致發動機的瞬態響應性能差和冒煙加速。為了解決這些問題，人們采用了減小增壓器轉動慣量、安裝廢氣放氣閥、輔助空氣噴射、調節噴嘴環開度等諸多方法。調節噴嘴環開度的方法因其發動機性能改善的優勢明顯而得到了廣泛的認可。采用可變噴嘴環渦輪增壓器與采用普通增壓器相比，發動機的低速轉矩、煙度和油耗都得到了改善。

可變噴嘴增壓器(VNT)通過改變渦輪的流通截面來實現與柴油機在各個轉速工況下的最佳匹配。所有的工況點與發動機都能有良好的匹配，使發動機的性能都能達到較佳。配有一可調節的噴嘴環，它能通過調節噴嘴環上的可變舌片位置而改變渦輪的流通截面。從而使它在低速時像一快速反應的小渦輪而在高速時像一高效率的大渦輪。使發動機不僅能夠保持高速時的渦輪效率，而且可以提高低速時的渦輪效率，通過減少渦輪流通截面，能最大程度的減少渦輪滯后現象。也能在高速流動時減少廢氣的摩擦而使發動機輸出更大的功率。使用可變噴嘴增壓器，能提高發動機的低速扭矩性能及加速性能，并大幅度的降低發動機的排氣煙度?？勺儑娮鞙u輪增壓器的結構是把固定噴嘴改為可調噴嘴，通常情況下可分為軸流式和徑流式兩種。軸流式可變噴嘴渦輪增壓器主要用于大型發動機，渦輪效率高。徑流式可變噴嘴渦輪增壓器主要應用范圍是中、小型發動機。本實用新型可變噴嘴截面渦輪增壓器屬于徑流式可變噴嘴渦輪增壓器。

現有可變噴嘴截面渦輪增壓器控制導流葉面的開啟角度是需要先參考一系?列的發動機運行工況(例如氣門開啟，發動機轉速，大氣壓力和水溫等)，發動機控制單元將計算最合適的渦輪增壓器壓力，之后通過位置反饋裝置反饋給ECU，并計算目前增壓器所需要的導流葉片截面積大小，之后由真空調節器通過真空度改變增壓器內部調節桿位置，并推動噴嘴環上可變舌片傾斜或垂直的角度帶動噴嘴環，之后噴嘴環再聯動內部的導流葉片，調節其開啟/關閉的角度，從而實現可變截面技術，滿足發動機的低速扭矩性能及加速性能。

現有的渦輪增壓器可變噴嘴環如附圖1和附圖2所示，它包括一個驅動環、三個支撐輪、三個支撐輪軸、十一個從動搖臂、十一個葉片、一個葉片座、三個臺階銷釘和一個噴嘴座。支撐輪通過支撐輪軸安裝在葉片座上，支撐輪和支撐輪軸之間采用間隙配合，支撐輪軸和葉片座之間采用間隙配合。葉片和從動搖臂通過焊接固定安裝在葉片座上，葉片和葉片座之間采用間隙配合。驅動環裝配在3個支撐輪的卡槽中。臺階銷釘安裝在葉片座上的銷釘孔內，臺階銷釘和葉片座上的銷釘孔采用間隙配合。在噴嘴座上設有三個用來將噴嘴座安裝在渦輪增壓器中間體上的螺釘孔內。

附圖3為現有的可變噴嘴環安裝在渦輪增壓器上的示意圖，它包括中間體，蝸殼，放氣閥，噴嘴環，葉片座通過臺階銷釘安裝在渦輪增壓器中間體上，臺階銷釘和渦輪增壓器中間體上的銷釘孔采用間隙配合。噴嘴座通過螺釘安裝在渦輪增壓器中間體上。