喷嘴组件同步环定位固构的制作方法

本实用新型涉及涡轮增压机的技术领域，尤其涉及一种喷嘴组件同步环定位固构，具体地，是一种用于涡轮增压器的带有可变喷嘴结构的同步环定位结构。

背景技术：

涡轮增压器是与内燃式发动及结合使用的装置，用于通过压缩输送到发动机进气口的空气以便与燃料混合并在发动机中燃烧来增大发动机的功率输出。涡轮增压器包括安装在压缩机壳体中压缩机叶轮和安装在涡轮机壳体中的涡轮。其中，涡轮机壳体与压缩机壳体分开地形成，并且还有另一个中间壳体连接在涡轮机壳体和压缩机壳体之间，用于轴承的安装及冷却润滑。涡轮机壳体限定出包围涡轮的大致环形流道，涡轮机组件包括流道通到涡轮中的喷嘴。排气从流道通过该喷嘴流到涡轮，并驱动涡轮转动，涡轮机带动同轴连接的压缩机转动。空气经过压缩机叶轮被压缩，然后从壳体出口连接到到发动机进气口。

在利用涡轮增压器来助推发动机性能方面的一个挑战是在发动机的整个工作范围内实现期望大小的发动机功率输出。已经发现，利用固定喷嘴尺寸的涡轮增压器通常不容易达到该目的，因此在对涡轮增压器提供的助推量提供更大程度的控制这一目的的驱使下，已经研发出了可变喷嘴尺寸的涡轮增压器。一种类型的可变尺寸涡轮增压器是可变喷嘴涡轮增压器（VNT），其包括涡轮机喷嘴中的一组可变叶片。这些叶片可转动地安装在喷嘴环中并连接于使得叶片角度能够改变的驱动机构。改变叶片的设定角度对改变涡轮机喷嘴中的有效流动面积具有影响，因此能够通过控制叶片相对位置来调节流向涡轮的排气流动。通过这种方式，能够调节涡轮的功率输出，这使得与利用固定喷嘴尺寸的涡轮增压器所通常能够实现的相比，能够在更大程度上控制发动机功率的输出。

一般地，可变叶片组件包括喷嘴环，该喷嘴环以可以旋转的方式支撑与喷嘴环的一个面临近的叶片。叶片具有延伸穿过喷嘴环中的安装孔的转动轴，并且叶片摇臂刚性地固定于该轴体的伸出超过喷嘴环的相反面的端部。因此，能够通过使叶片摇臂旋转而使叶片绕由所述转动轴限定的轴线旋转，从而改变叶片的设定角。同步环靠近喷嘴环的向对面布置，并且包括位于其轴向设计的与叶片数量相同的凹槽，以便接收叶片摇臂的自由端。因此，同步环围绕喷嘴环的轴线的转动造成所有叶片摇臂同步转动，从而一致地改变叶片的转动角度。

如图1所示，现有技术中，喷嘴环上设计有同步环定位销，一般是带有凹槽的滚轮式结构，带有凹槽的滚轮为同步环提供径向定位，同时凹槽的两端内壁面为同步环提供轴向定位，为了提高同步环的转动稳定性，也会设计若干不带凹槽的滚销，为同步环提供径向定位，带凹槽的滚轮数量至少是三个，不带凹槽的滚销数量一般是2~3个。不同的公司会根据自己产品的尺寸及经验，调整滚轮及滚销的数量和比例。另外也有公司采用T型销设计，由T型销的内壁面与喷嘴环形成轴向限位。但是，不管同步环定位销采用何种结构，都有一下共同缺点：

1、定位销均是通过其销轴与喷嘴环装配孔过盈压装进行装配的，在高温下存在脱落的风险；

2、带有销轴的设计，必然需要在喷嘴环上增加装配孔，从而增加喷嘴环上装配孔的数量，降低了结构强度，同时增加了工艺成本；

由此可见，可变喷嘴组件是比较复杂的，如何将同步环支撑固定在喷嘴环上，并且对同步环在径向、轴向进行定位，同时不影响同步环的轴向转动，对于涡轮增压器喷嘴组件的设计及装配是一个挑战。目前已经有多种设计方案，包括滚轴、滚轮等设计，但是目前滚轴、滚轮是需要一个单独的销轴来装配到喷嘴环上，从而增加了喷嘴环上所需要的装配孔的数量，同时销轴压装的滚轴、滚轮存在高温下脱落的风险。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供喷嘴组件同步环定位固构，通过对喷嘴环和同步环的结构进行调整，设置了支撑销和定位垫片来使得盖板、喷嘴环和同步环配合，旨在降低喷嘴环结构的复杂性，提升强度，使得装配更安全可靠。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：喷嘴组件同步环定位固构，它主要包括喷嘴环和与喷嘴环相配合的同步环，其特征在于：喷嘴环的一端面设有盖板，所述的盖板、喷嘴环和同步环通过贯穿三者的支撑销、以及设置于支撑销一端的定位垫片进行配合连接，所述的定位垫片设置于同步环的内侧壁，所述的支撑销一端与盖板固定卡和，另一端贯穿喷嘴环后与定位垫片进行装配；喷嘴环与盖板相对应的一端面为平面，该平面上装配有多个叶片，喷嘴环的另一端面为台阶面，该台阶面为同步环提供支撑和定位，台阶面上设有多个与叶片一一对应设置的摇臂，同步环上设有与摇臂相配合的外侧凹槽。

优选的，所述的定位垫片数量与支撑销的数量一一对应，定位垫片设有贯穿整个垫片的中孔，定位垫片的一侧端面设有向下凸起的台阶，定位垫片的另一侧端面与同步环的底面相配合，定位垫片为同步环提供轴向限位。

进一步，所述的叶片包括转动轴和设在转动轴一端的可转动的弧形导流面，喷嘴环上设有与转动轴相配合的叶片安装通孔，转动轴的另一端穿过叶片安装通孔后与摇臂相连接；所述的摇臂一端为装配端，装配端设有装配孔，另一端为自由端，所述的装配孔尺寸与转动轴端部尺寸相配合，转动轴的端部设置于装配孔中并与摇臂形成固定连接，摇臂的自由端卡设于同步环的外侧凹槽内。

进一步，喷嘴环上设有沿环体周向间隔设置的叶片安装孔和支撑销安装孔；喷嘴环的台阶面包括向上凸起的环形台阶，所述的叶片安装孔和支撑销安装孔均贯穿该环形台阶，该环形台阶的外侧设有一环形凸条，该环形凸条与同步环相配合。

进一步，盖板的中部设有用以涡轮废气排放的圆形通孔，盖板的周向设有均匀分布的盖板支撑销通孔，盖板支撑销通孔用于支撑销的装配。

更进一步，喷嘴环上设有沿环体周向间隔设置的支撑销安装孔，支撑销的中部设有向外凸起的支撑柱体，所述的支撑柱体的直径大于喷嘴环支撑销通孔和盖板支撑销通孔的直径。

相对于现有技术，本实用新型的技术方案除了整体技术方案的改进，还包括很多细节方面的改进，具体而言，具有以下有益效果：

1、本实用新型所述的改进方案，通过将定位垫片与支撑销安装在一起，使得盖板、喷嘴环和同步环三者有效配合，简化了喷嘴环的结构，减少了装配孔，使得制作成本较低，同时提高了喷嘴环的抗冲击性和整体性能强度；

2、本实用新型的喷嘴环一面是平面结构，另一面与同步环相配合的端面采用台阶面，台阶面为同步环提供周向转动支撑，台阶面外侧的环形凸条为同步环提供周向定位，减少喷嘴环与同步环的接触面积，减少转动摩擦；

3、本实用新型的技术方案的喷嘴环的一个端面与叶片相配合，另一端面与摇臂相配合，摇臂的一端与叶片的转动轴刚性连接，另一端与同步环相配合，使得同步环转动后带动摇臂转动，继而带动叶片旋转，整个设计精密、高效，不仅连接更便捷，更安全，同时降低生产成本；

4、本实用新型的定位垫片是带有中孔的简单结构，定位垫片不仅取代了传统的定位销结构，并且与支撑销末端通过铆接装配，同时定位垫片为同步环提供轴向限位支撑，减少了同步环转动过程中的摩擦力；

5、本实用新型的整个设计非常合理，有利于装配,提升了产品的整体强度，使得产品更为安全、可靠，易于推广和应用。

附图说明

图1是现有技术的结构示意图。

图2是本实用新型的一实施例分散结构示意图。

图3、4是本实用新型的喷嘴环的双面结构示意图。

图5是本实用新型的盖板结构示意图。

图6是本实用新型的叶片结构示意图。

图7是本实用新型的摇臂结构示意图。

图8是本实用新型的同步环结构示意图。

图9是本实用新型的支撑销结构示意图。

图10是本实用新型的定位垫片结构示意图。

图11是本实用新型的装配结构示意图。

图12是本实用新型的局部剖视图。

图13是本实用新型的又一局部放大剖视图。

附图标记：

1喷嘴环、2同步环、3盖板、4叶片、5支撑销、6摇臂、7定位垫片；

11环形台阶、12环状凸条、21外侧凹槽、22内侧弧形凹槽；

31圆形通孔、41转动轴、42弧形导流面、51支撑柱体、61卡块、62装配孔、71垫片的中孔、72凸起的台阶。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型描述的是一种喷嘴组件同步环定位固构，参考图2中，它主要包括喷嘴环和与喷嘴环相配合的同步环，具体而言，喷嘴环的一端面设有盖板，所述的盖板、喷嘴环和同步环依次叠加设置后，通过贯穿三者的支撑销、以及设置于支撑销一端的定位垫片进行装配，所述的定位垫片设置于同步环的内侧壁，所述的支撑销一端与盖板固定卡和，另一端贯穿喷嘴环后与定位垫片进行装配，可以采用铆接也可以焊接装配；喷嘴环与盖板相对应的一端面为平面，该平面上装配有多个叶片，喷嘴环的另一端面为台阶面，该台阶面为同步环提供支撑和定位，台阶面上设有多个与叶片一一对应设置的摇臂，同步环上设有与摇臂相配合的外侧凹槽。摇臂一端为装配端，装配端设有装配孔，另一端为自由端，自由端设有凸起的卡块，所述的装配孔尺寸与转动轴端部尺寸相配合，转动轴一端设置于装配孔中并与摇臂形成固定连接，摇臂的自由端的卡块卡设于同步环上的外侧凹槽内。使用时，同步环转动后带动摇臂转动，继而带动叶片进行旋转。

在实施中，参见图10,定位垫片数量与支撑销的数量一一对应，定位垫片设有贯穿整个垫片的中孔，定位垫片包括底盘，底盘的下端面设有向下凸起的台阶，定位垫片的一侧端面与同步环的底面相配合，定位垫片为同步环提供轴向限位。中孔的直径略大于支撑销与喷嘴环装配的轴径，其中定位垫片凸起的台阶面朝向喷嘴环一侧，台阶的高度用于控制底盘与同步环的间隙，底盘的主要作用是为同步环提供轴向限位，也就是说定位垫片所形成的最大外径，要大于同步环的最小内径，从而保证定位垫片的底盘与同步环有重叠的部分，这样就能对同步环进行有效限位。

具体来说，参见图3、4，喷嘴环上设有沿环体周向间隔设置的支撑销安装孔，支撑销的中部设有向外凸起的支撑柱体，所述的支撑柱体的直径大于喷嘴环支撑销通孔和盖板支撑销通孔的直径。支撑销除了设有向外凸起的支撑柱体外，一端还设有与喷嘴环预设的安装配孔相装配的第一销轴端，该段销轴的长度大于喷嘴环的厚度，即该第一销轴端会贯穿喷嘴环并伸出一定的长度，伸出的长度部分用于定位垫片的装配；另一端设有与盖板预设的盖板支撑销通孔相配合的第二销轴端，中间向外凸起的支撑柱体长度略大于叶片高度，高度差形成的叶片间隙主要用于防止叶片高温膨胀产生卡滞。

在一个实施例中，叶片包括转动轴和设在转动轴一端的可转动的弧形导流面，具体参见图6，该弧形导流面为废气提供导向作用，同时可以调整喷嘴组件的开度大小；喷嘴环上设有与转动轴相配合的叶片安装通孔，转动轴的另一端穿过叶片安装通孔后与摇臂相连接；所述的摇臂一端为装配端，装配端设有装配孔，另一端为自由端，所述的装配孔尺寸与转动轴端部尺寸相配合，转动轴端部设置于装配孔中并与摇臂形成固定连接，摇臂的自由端卡设于同步环上的外侧凹槽内。

同步环为基本圆环形（参见图8），同步环外侧设计有与叶片摇臂数量一一对应的外侧凹槽，并且外侧凹槽的尺寸略大于摇臂自由端的尺寸，用于同步驱动所有摇臂运动，同时，同步环内侧设计若干均匀分布的弧形凹槽，弧形凹槽与外侧凹槽错开设置，保证同步环的强度，该弧形凹槽的目的是减小同步环与喷嘴环的接触面积，从而降低摩擦力。

在另一个实施例中，喷嘴环上设有沿环体周向间隔设置的叶片安装孔和支撑销安装孔，这里叶片安装孔和支撑销安装孔均为通孔，叶片安装孔和支撑销安装孔都均匀分布于喷嘴环的环体周向上；喷嘴环的台阶面包括向上凸起的环形台阶（参见图4、图13），所述的叶片安装孔和支撑销安装孔均设置于该环形台阶上，该环形台阶的外侧设有一环形凸条，该环形凸条与同步环相抵触。

其中，叶片安装孔的数量与叶片数量相同，叶片安装孔的孔径略大于叶片转动轴直径，为叶片转动提供支撑；支撑销安装孔的数量与支撑销数量相同，支撑销安装孔的孔径略大于支撑销与喷嘴环安装轴的直径，为支撑销提供装配固定。

本实用新型的盖板的中部设有用以涡轮废气排放的圆形通孔，盖板的周向设有均匀分布的盖板支撑销通孔，盖板支撑销通孔用于支撑销的装配。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本实用新型进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。