[實用新型]可變截面渦輪增壓器

有效

• 申請號: 202020658570.0
• 申請日: 2020-04-27
• 公開（公告）號: CN212454618U
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 李文軍;楊國旗;劉麟;劉玉峰;周崢
• 申請（專利權）人: 湖南天雁機械有限責任公司
• 主分類號: F02B37/22
• 分類號: F02B37/22;F01D17/16
• 代理公司: 衡陽市科航專利事務所 43101
• 代理人: 劉政旺

可變截面渦輪增壓器，包括渦輪箱、中間體、噴嘴環機構、軸向移動控制機構及葉片角度控制機構；噴嘴環機構包括外環片、內環片、葉片軸、連桿及葉片；軸向移動控制機構包括輸入軸A和撥叉；撥叉繞輸入軸A轉動時，通過撥軸與導向槽的配合帶動噴嘴環機構在中間體的套裝段上移動；葉片角度控制機構包括輸入軸B和撥片。本實用新型實現了葉片在渦輪機噴嘴腔位置從少到多的變化過程，進而在發動機小負荷時不會增加排氣阻力，具有良好的燃油經濟性，還實現了葉片在工作過程中開度從小到大變化，保證了渦輪增壓器始終在高效區工作。

技術領域

本實用新型涉及發動機渦輪增壓技術領域，特別是一種可變截面渦輪增壓器。

背景技術

采用渦輪增壓技術的發動機通常會伴有渦輪增壓遲滯現象，渦輪增壓遲滯就是我們在踩下油門到渦輪增壓壓力達到最大之間的時間差，也就是渦輪建立正壓增壓壓力的過程，這個過程所需的時間越長，渦輪遲滯越明顯，增壓遲滯越明顯，這個過程所需時間越長，而直觀的表現，就是在踩下油門之后動力輸出延遲爆發。

對于傳統的渦輪增壓器來說，一方面，為了解決渦輪增壓遲滯現象，通常會盡可能選用小尺寸的渦輪，但小尺寸渦輪存在以下缺點：由于小渦輪排氣截面面積較小，會使排氣阻力增加，產生排氣背壓，進而限制了發動機的最大功率和最大扭矩。另一方面，為了使發動機獲得更強勁的動力表現，通常會盡可能選用大尺寸的渦輪，但大尺寸渦輪在低速工況下相比小尺寸渦輪更難以被驅動，渦輪增壓遲滯現象更明顯。也就是說，傳統的渦輪增壓器很難兼顧發動機的動力性和易駕駛性。

為了解決上述矛盾，可變截面渦輪增壓器技術應運而生，其核心結構就是可調排氣截面的導流葉片。現有的可變截面渦輪增壓器技術分為兩種結構形式：第一種結構，葉片角度不可調節，通過控制導流葉片沿軸向伸入或遠離渦輪箱噴嘴環位置來調節排氣截面；第二種結構，導流葉片在渦輪箱內的位置是不可調節的，但可通過旋轉調整葉片角度來調節排氣截面。

第一種結構雖然能實現導流葉片在渦輪箱噴嘴環位置從少到多的變化過程，在發動機小負荷時不會增加排氣阻力，具有良好的燃油經濟性，但是因為葉片角度不能調節，在發動機復雜的全工作范圍內，部分工作點并不能很好的氣流入角，渦輪增壓器的工作峰值效率范圍有限。第二種結構雖然在導流葉片的工作過程中可實現開度從小到大變化，在全工作范圍內都能很好的氣流入角，渦輪增壓器工作峰值效率較高，但是因為導流葉片固定在渦輪箱噴嘴環位置，在發動機小負荷時會增加排氣阻力，惡化了發動機燃油經濟性。

實用新型內容

本實用新型的目的是克服現有技術的不足，而提供一種可變截面渦輪增壓器，它解決了現有的可變截面渦輪增壓器技術無法兼顧低速和高速全工況下最佳燃油經濟性的問題。

本實用新型的技術方案是：可變截面渦輪增壓器，包括渦輪箱、中間體、噴嘴環機構、軸向移動控制機構及葉片角度控制機構；

渦輪箱內設有中心通道、環繞在中心通道外側并與中心通道直接連通的渦輪機噴嘴腔、環繞在中心通道外側并與中心通道和渦輪機噴嘴腔直接連通的噴嘴環安置腔；

中間體一端設有用于安裝噴嘴環機構的套裝段，中間體固定安裝在渦輪箱的一端，其套裝段伸入渦輪箱的中心通道內；

噴嘴環機構包括外環片、內環片、葉片軸、連桿及葉片；外環片活動安裝在內環片的外側，其與內環片同圓心且邊緣吻合，并相對于內環片可轉動，外環片的內側邊緣處環形分布有多個連桿嵌入口，外環片的內側邊緣處還設有撥片嵌入口，內環片上環形分布有多個貫穿內環片前后端面并與連桿嵌入口一一對應的葉片軸孔，內環片的前端面上還固接有對接柱，對接柱上設有導向槽；葉片軸活動安裝在內環片的葉片軸孔內；連桿和葉片分別分布在內環片的前后端面上，連桿一端伸入連桿嵌入口內，另一端與對應的葉片軸孔內的葉片軸一端固接，葉片與葉片軸另一端固接；噴嘴環機構通過內環片的中心孔活動套裝在中間體的套裝段上，并位于渦輪箱的噴嘴環安置腔內；