[發明專利]一種固定葉片和可調葉片組合的噴嘴環組件

在審

• 申請號: 201710227066.8
• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN107100677A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 顧茸蕾;劉偉;朱明明
• 申請（專利權）人: 奕森科技(上海)有限公司
• 主分類號: F01D9/04
• 分類號: F01D9/04
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司31220
• 代理人: 鄭立

技術領域

本發明涉及一種渦輪增壓器配件，特別是一種固定葉片和可調葉片組合的噴嘴環組件。

背景技術

渦輪增壓器是與內燃式發動機結合使用的裝置，用于通過壓縮輸送到發動機進氣口的空氣以便與燃料混合并在發動機中燃燒來增大發動機的功率輸出。渦輪增壓器包括安裝在壓縮機殼體中壓縮機葉輪和安裝在渦輪機殼體中的渦輪。其中，渦輪機殼體與壓縮機殼體分開地形成，并且還有另一個中間殼體連接在渦輪機殼體和壓縮機殼體之間，用于軸承的安裝及冷卻潤滑。渦輪機殼體限定出包圍渦輪的大致環形流道，渦輪機組件包括流道通到渦輪中的噴嘴。排氣從流道通過該噴嘴流到渦輪，并驅動渦輪轉動，渦輪機帶動同軸連接的壓縮機轉動。空氣經過壓縮機葉輪被壓縮，然后從殼體出口連接到發動機進氣口。

在利用渦輪增壓器來助推發動機性能方面的一個挑戰是在發動機的整個工作范圍內實現期望大小的發動機功率輸出。已經發現，利用固定噴嘴尺寸的渦輪增壓器通常不容易達到該目的，因此在獲得對渦輪增壓器提供的助推量更大程度的控制這一目的的驅使下，已經研發出了可變噴嘴尺寸的渦輪增壓器。一種類型的可變尺寸渦輪增壓器是可變噴嘴渦輪增壓器(VNT)，其包括渦輪機噴嘴中的一組可變葉片。這些葉片可轉動地安裝在噴嘴環中并連接于使得葉片角度能夠改變的驅動機構。改變葉片的設定角度對改變渦輪機噴嘴中的有效流動面積具有影響，因此能夠通過控制葉片相對位置來調節流向渦輪的排氣流動。通過這種方式，能夠調節渦輪的功率輸出，這使得與利用固定噴嘴尺寸的渦輪增壓器所通常能夠實現的相比，能夠在更大程度上控制發動機功率的輸出。

一般地，可變葉片組件包括噴嘴環，該噴嘴環以能夠旋轉的方式支撐與噴嘴環的一個面鄰近的葉片。葉片具有延伸穿過噴嘴環中的安裝孔的轉動軸，并且葉片搖臂剛性地固定于該軸體的伸出超過噴嘴環的相反面的端部。因此，能夠通過使葉片搖臂旋轉而使葉片繞由轉動軸限定的軸線旋轉，從而改變葉片的設定角。

為了保證低速性能，需要控制葉片上下兩端的間隙，該間隙目前主要通過定距銷進行控制，定距銷同時起到軸向支撐作用。但是，定距銷的存在對可變噴嘴環組件的進氣產生了阻力，從而會一定程度上降低噴嘴環組件的效率。

現有技術的噴嘴環組件結構，如說明書附圖1所示，一般在噴嘴環X3和插入件X1之間設置有3個定距銷，定距銷X2均布在葉片周圍，定距銷X2結構如說明書附圖2所示，定距銷兩端各有一個臺階面X4，分別與噴嘴環X3和插入件X1上的孔相配合，支撐噴嘴環X3與插入件X1。兩個臺階面之間的距離減去葉片的高度就是葉片間隙，該結構設計主要缺點是：定距銷的存在必然會對其位置的進氣產生阻力，降低噴嘴環組件的效率；噴嘴葉片會對渦輪產生氣流激波，陣列式噴嘴葉片會使這種激波的能量進行疊加，該激波會使渦輪產生高周疲勞，失效風險增加；定距銷設計也增加了噴嘴環組件的零部件數量，不利于結構穩定性。

發明內容

有鑒于以上問題，本發明提供一種固定葉片和可調葉片組合的噴嘴環組件，該噴嘴環組件能夠減小進氣阻力，提高噴嘴環效率；將葉片分為可調葉片和固定葉片，削弱了現有完全相同的陣列式葉片產生的激波，提高了渦輪強度；取消了定距銷，減少了噴嘴環組件的零部件數量，有利于結構穩定性。

渦輪增壓器的渦端包括渦輪和渦殼13，所述渦輪14設置在渦殼13內，所述渦殼13的環形流道接收來自發動機的廢氣，噴嘴環組件設置在渦輪增壓器的所述渦殼13的環形流道與所述渦輪14之間，將所述渦殼13的環形流道內的廢氣引導吹向所述渦輪14；通過調節氣流吹向渦輪14的角度來調節渦輪14的做功效率，所述渦輪14帶動同軸的壓輪機對發動機進氣壓縮做功，所述壓輪機包括壓殼11和壓輪12，所述壓輪12設置在所述壓殼11中。

本發明提供了一種固定葉片和可調葉片組合的噴嘴環組件，包括插入件21，可調葉片22，同步環23，裝配銷24，調節搖臂25，噴嘴環26，固定葉片27，所述插入件21、所述可調葉片22和所述固定葉片27、所述噴嘴環26、所述調節搖臂25、所述同步環23依次設置，配合使用，其中所述可調葉片22活動地設置在所述插入件21與所述噴嘴環26之間，所述固定葉片27固定設置在所述插入件21與所述噴嘴環26之間；所述可調葉片22穿過所述噴嘴環26與所述調節搖臂25配合，所述同步環23通過所述裝配銷24與所述噴嘴環26配合。