[實用新型]一種有效防止葉片卡滯的可變噴嘴環(huán)組件

有效

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• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN207048865U
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發(fā)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: F02B37/24
• 分類號: F02B37/24;F01D9/04;F01D17/16
• 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

本實用新型涉及一種渦輪增壓器配件，特別是一種有效防止葉片卡滯的可變噴嘴環(huán)組件。

背景技術

渦輪增壓器是一種與內燃式發(fā)動機結合使用的裝置，用于通過壓縮輸送到發(fā)動機進氣口的空氣，以便與燃料混合并在發(fā)動機中燃燒，從而增大了發(fā)動機的功率輸出。渦輪增壓器包括安裝在壓縮機殼體中的壓縮機葉輪和安裝在渦輪機殼體中的渦輪，并且還有另一個連接在渦輪機殼體和壓縮機殼體之間的中間殼體，該中間殼體用于軸承的安裝、冷卻及潤滑。其中，渦輪機殼體與壓縮機殼體是分開形成的，渦輪機殼體限定出包圍渦輪的大致環(huán)形流道，渦輪機組件包括流道通到渦輪中的噴嘴。空氣從流道通過該噴嘴流到渦輪，并驅動渦輪轉動，渦輪機從而帶動同軸連接的壓縮機轉動。最后，空氣經過壓縮機葉輪被壓縮，再從殼體出口流到發(fā)動機進氣口。

在利用渦輪增壓器來助推發(fā)動機時，其性能方面的一個挑戰(zhàn)是在發(fā)動機的整個工作范圍內實現期望大小的發(fā)動機的功率輸出。本領域技術人員發(fā)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，因此為了實現對渦輪增壓器產生的助推量進行更大程度地控制，已經研發(fā)出了可變噴嘴尺寸的渦輪增壓器。其中，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(huán)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的相對位置來調節(jié)流向渦輪的排氣流動。通過這種方式，能夠調節(jié)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通常所能實現的相比，能夠在更大程度上控制發(fā)動機功率的輸出。

一般地，可變葉片組件包括噴嘴環(huán)，該噴嘴環(huán)以可旋轉的方式支撐與噴嘴環(huán)的一個面臨近的葉片。葉片具有延伸穿過噴嘴環(huán)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(huán)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，目前定距銷設計均為兩端焊接/鉚接式設計，該設計存在的主要缺點是，間隙設計必須足夠大，以防止葉片在高溫下出現卡滯，較大的葉片間隙又會導致廢氣泄漏量較大，從而會降低渦輪做功效率降低，該影響在低速時由于總氣量比較低會尤為明顯。如果間隙設計不合理，高溫膨脹就會有導致葉片卡滯的風險，而由于現有設計的定距銷兩端均為固定式裝配，所以葉片卡滯無法自動消除，從而會進一步導致增壓器失效。

現有技術的噴嘴環(huán)組件結構，如說明書附圖圖1所示，一般在噴嘴環(huán)X3和插入件X1之間有3個定距銷X2，定距銷X2均布在葉片周圍，定距銷X2結構如說明書附圖圖2所示，定距銷兩端各有一個臺階面X4，分別與噴嘴環(huán)X3和插入件X1上的孔相配合，并且兩端進行固定，一般采用焊接或者鉚接的方式，支撐噴嘴環(huán)X3與插入件X1。兩個臺階面X4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：當葉片出現卡滯時，由于兩端均采用固定裝配，無法自動消除卡滯，從而導致增壓器失效發(fā)生；如果采用兩端固定裝配結構，為了避免葉片在使用過程中出現卡滯，設計之初會將葉片間隙設計的比較大，較大的間隙可以降低卡滯風險，但是同時也會增加漏氣量，從而降低渦輪的做功效率，在低速時尤為明顯。

實用新型內容

有鑒于以上問題，本實用新型提供一種有效防止葉片卡滯的可變噴嘴環(huán)組件，將定距銷設計為一端固定，另一端與葉片護板上的孔采用間隙配合，并在葉片護板與渦殼之間增加兩個密封彈簧。在該設計結構下，當葉片發(fā)生卡滯時，由于葉片護板與定距銷為自由裝配，所以葉片可以將葉片護板頂起來，從而自動消除葉片卡滯。另外，由于該設計具備自動消除卡滯的結構，所以葉片與兩端板之間的間隙可以設計的更小，所以該結構的噴嘴環(huán)組件工作效率更高，低速性能更好。

具有可變噴嘴環(huán)組件的渦輪增壓器的渦端包括渦殼和渦輪，所述渦輪設置在所述渦殼內，所述渦殼的環(huán)形流道接收來自發(fā)動機的廢氣，環(huán)形的可變噴嘴環(huán)組件設置在渦輪增壓器的所述渦殼的環(huán)形流道與所述渦輪之間，將所述渦殼的環(huán)形流道內的廢氣引導吹向所述渦輪；并且可以調整氣流吹向所述渦輪的角度,從而調節(jié)所述渦輪的做功效率。壓輪機包括壓殼和壓輪，所述壓輪設置在所述壓殼內。所述渦輪帶動同軸的壓輪機對發(fā)動機進氣壓縮做功，提高發(fā)動機進氣密度，從而提高發(fā)動機的升功率和升扭矩。