[实用新型]一种带导叶的废气旁通涡轮机

说明书

技术领域

    本实用新型涉及一种用于涡轮增压器上的涡轮机，尤其涉及一种带导叶的废气旁通涡轮机，属于内燃机领域。

背景技术

车用发动机转速范围广，涡轮增压器受发动机及增压器特性的限制，难以在高、低速端均获得最佳的匹配。如果按中高速端匹配，低速端增压压力不足，为了不使烟度排放性能等恶化，不得不限制供油量（通过冒烟限制器），从而牺牲了低速扭矩并影响整车低速驾驶性能。废气旁通涡轮增压器正是针对解决柴油机低速动力性不足而开发的产品，它以低速端进行最佳匹配，低速增压压力高，冒烟限制器不起作用（即不减油），因此低速扭矩大，排放污染低，并通过旁通阀来解决由此产生的高速端增压压力过高的问题，从而兼顾了高速端的性能。

废气旁通涡轮增压器基本工作原理和一般的涡轮增压器相同，但它多一个在涡轮进口处的废气旁通阀以及受增压压力控制使其开启、关闭的执行机构。从图1可以看出，废气旁通阀门9与传动片10整体转动，并通过推杆6与执行器5（用支架4固定在增压器壳体上）中弹簧的一端相连，执行器5的另一端则通过胶管3与压气机2出口增压压力相通。

当发动机7处于低速、低负荷时，增压压力低，废气旁通阀门9处于关闭状态，执行器5中的弹簧具有一定的预紧力。当增压压力达到一定程度，足以克服弹簧预紧力并达到一定的力平衡时，作用力将通过推杆6、传动销8、传动片10使废气旁通阀门9打开，将进入涡轮机1的部分废气经旁通通道流入总排气管，从而减少了流入动力涡轮12的废气，减少进入动力涡轮12的能量，使转速和增压压力随之下降。

传统的废气旁通涡轮增压器上的涡轮机结构见图2、图3，包括涡轮壳11、隔热罩14、动力涡轮12、无叶喷嘴19、废气旁通阀门9、摇臂15、轴套13、传动片10、传动销8、推杆6、执行器5，增压压力通过执行器5推动推杆6，推杆6通过传动销8推动传动片10、摇臂15旋转，摇臂15带动废气旁通阀门9开启和关闭。

涡轮壳的通流能力通过涡轮壳A/R的变化来调节，A、R的概念示意见图4，A是涡轮壳零截面积，R为零截面质心到涡轮壳轴心距离。

为了与不同排量、功率的发动机匹配，一个系列的涡轮增压器都要匹配多个不同A/R的涡轮机，特别是针对双流道脉冲涡轮机，还要在不同流道设置不同的A/R，不但在做性能试验匹配时，受制于模具造价，不可能加工太多的涡轮壳进行精细匹配，达不到性能的最优，而且，在后期的批产中，会有一系列A/R不同的涡轮壳，模具众多，不但导致成本增加，也增加了管理难度。

再加上现在排放技术升级，逐渐过渡到国Ⅳ、国Ⅴ排放，对增压器的流量和压比要求更加严格，传统的废气旁通结构涡轮壳都为砂模铸造，很难保证生产一致性。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对废气旁通涡轮增压器的上述缺点，提供一种带导叶的废气旁通涡轮增压器，通过导叶的个数、大小、角度、排布来调节涡轮壳的通流能力，不但一个系列的增压器可共用一种涡轮壳，大大减少模具成本，而且还能对通流能力进行精细调节，使匹配性能达到最优。

为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种带导叶的废气旁通涡轮机，包括涡轮壳，所述涡轮壳内安装有动力涡轮和进气流道，所述涡轮壳上靠近动力涡轮尾部的位置设置有用以将动力涡轮导入的气体导入到进气流道的无叶喷嘴；

所述涡轮壳内靠近无叶喷嘴的位置安装有可通过改变导叶的个数、大小、角度、排布来调节涡轮壳的通流能力的导叶组件。

以下是本实用新型对上述方案的进一步优化：

动力涡轮涡轮轴的后端靠近导叶组件的位置安装有隔热罩。

进一步优化：所述涡轮壳内靠近进气流道口的位置设置有涡轮壳涡舌，涡轮壳涡舌将进气流道间隔成左流道和右流道。

进一步优化：所述导叶组件包括一环形隔板，环形隔板的一侧安装有若干片上导叶，另一侧安装有若干片下导叶，导叶组件精密铸造成一体。

进一步优化：所述下导叶上设有连接轴，下导叶通过连接轴与隔热罩插接成一个整体。

进一步优化：隔板上设有台阶，涡轮壳涡舌上设置有与台阶想配合的沉槽，确保两流道不窜气。

这样，一个系列的增压器只使用一种涡轮壳，其通流能力通过导叶的个数、大小、角度、排布来调节，不但大大减少模具成本，而且还能对通流能力进行精细调节，使匹配性能达到最优。再加上精密铸造的导叶生产一致性好，更容易满足排放升级国Ⅳ、国Ⅴ后对增压器压比、流量的一致性要求。

另一种优化：导叶组件包括若干片呈环形排布的导叶，所述导叶直接与隔热罩铸成一体。这种结构相对简单。