[发明专利]涡轮壳滑动变截面装置

说明书

技术领域

本发明属于内燃机的涡轮增压技术领域，涉及一种用于可变截面增压器的涡轮壳滑动变截面装置。

背景技术

传统的旁通阀式涡轮增压器通过执行器来控制涡轮壳放气阀门的开启与闭合。增压器在发动机全负荷状态下高速运转时，放气阀门打开放走一部分废气防止增压器超载，在高速运转时废气能量损失较大，会造成泵气损失过高，高速时增压器性能较差的问题；在低速瞬态响应能力方面，传统旁通阀式涡轮增压器也慢慢显现出问题。

近年来随着汽车尾气排放标准的不断提高，对增压器效率的要求也提高、可适应工况范围更广，可变截面增压器不断得到发展。可变截面增压器不通过放气阀放气，而是通过改变涡轮壳的气体流通截面来调节涡轮转速，采用可变截面增压器，废气能量损失小低转速下的涡轮迟滞问题得到改善，其工况应用范围更加宽广，在所有转速范围内的效率及节油性能均高于旁通阀式的涡轮增压器。

现有的可变截面增压器分为三大类：

1）涡壳进气口变截面增压器：其采用的技术方案是在涡轮壳进气口安装一个进气口截面调节装置，通过进气口截面调节装置的开合来更改涡壳入口的废气流通截面积。

2）舌形挡板变截面增压器：其采用的技术方案是在涡轮壳气流通道内腔安装一个可调节的舌形挡板，通过废气推动舌形挡板摆动来改变涡轮壳气流通道截面积和半径的比值。

3）喷嘴环变截面增压器：又分为可变喷嘴环式和固定喷嘴环式。可变喷嘴环变截面增压器的工作原理是：采用活动的喷嘴环叶片，通过调节喷嘴环叶片的角度，改变涡轮壳内的废气流通面积以及废气流入涡轮的角度和速度，从而改变涡轮的转速。固定喷嘴环式变截面增压器的工作原理是：喷嘴环叶片固定不变，通过涡壳内腔的平移装置来改变涡轮壳内的废气流通面积，从而改变涡轮的转速。

上述第一、第二两种可变截面增压器的共同优点是结构简单，成本低廉，但由于废气流动损失和调节范围限制较大，总效率较低。第三种喷嘴环变截面增压器的调节范围广，在整个发动机的运行工况都能保持较高的效率，但现有的可变截面装置还存在着摩擦阻力大、结构复杂，可靠性低导致使用寿命难以保证、成本比较高昂这些问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种涡轮壳滑动变截面装置，能够解决传统固定式喷嘴环变截面增压技术中存在的密封性能差、易积碳、阻力高、可靠性低、成本高昂等问题。

按照本发明提供的技术方案，涡轮壳滑动变截面装置主要包括涡轮壳、滑动阀套、轴承机构和执行器传动机构，所述涡轮壳内置固定式喷嘴环，所述轴承机构包括轴承座和混合陶瓷滚珠轴承，所述混合陶瓷滚珠轴承套装在轴承座外圈上；所述滑动阀套套装在轴承座上，所述执行器传动机构由传动轴、左右衬套、Y型摇臂支架、左右滑块、左右滑槽和左右螺纹连接柱组成，所述左右衬套安装在传动轴上，传动轴套装在Y型摇臂支架上端，外端安装一个执行器摇臂部件，执行器安装在执行器摇臂部件上，所述Y型摇臂支架两端分别通过左右滑块安装在左右滑槽中，所述左右滑槽又分别安装在左右螺纹连接柱上，所述左右螺纹连接柱对称安装在滑动阀套的右侧端面上。

所述轴承机构和滑动阀套之间采用迷宫式密封结构。所述迷宫式密封结构为设在在轴承座靠近固定式喷嘴环的外圈侧面上加工出至少一个环形密封凹槽。所述轴承座和滑动阀套之间设有密封环和锁紧圈组成的复合式密封结构。所述涡轮壳涡壳内型腔上加工出若干个分压平衡槽。所述执行器传动机构安装在轴承座的环腔内，是一个独立的封闭机构。所述左右衬套两端设有挡圈。

本发明的结构实用合理，布局空间紧凑，可靠性高，成本较低，解决了传统固定喷嘴环可变截面增压器的密封性能差、寿命及可靠性低、结构复杂、成本高昂等问题，当发动机处于不同运行工况时，通过电控执行器做功于传动机构，推动滑动阀套在涡轮壳内腔做轴向平移，可改变涡轮壳内气体的流通截面积。

附图说明

附图1是本发明的整体结构示意图-右视图。

附图2是本发明的整体结构示意图-主视图。

附图3是本发明中的执行器传动机构示意图。

附图4是本发明中的轴承密封结构示意图。

附图5是本发明中的涡轮壳分压平衡槽示意图。