专利名称：电控变几何涡轮增压器的制作方法
技术领域：
本发明涉及发动机零部件领域，尤其涉及一种电控变几何涡轮增压器。
背景技术：
涡轮增压技术是实现内燃机节能减排、满足日益严格排放法规要求的关键技术， 目前涡轮增压技术正在从传统的废气旁通涡轮增压技术向变几何涡轮增压技术跨越。增压技术利用内燃机尾气中的余热余压能驱动压气机，提高发动机的进气密度，从而大幅度提高发动机的功率密度，降低燃油消耗，并显著降低污染物的排放，废气旁通涡轮增压器对发动机低速性能和瞬态性能方面有所改善，但在发动机高工况时，由于放气阀分流部分高压燃气，损失了部分可回收的能量，从而影响了发动机的高速性能，同时也不能完全解决变工况响应速度慢和降低排放的问题，因此，目前的废气旁通涡轮增压器只能满足国2和国3排放法规，无法满足国4及以上的排放法规要求，变几何涡轮增压器在发动机低速时关小喷嘴流通截面积，增加发动机的做功能力，提高低速时的供气量，从而明显改善发动机低速扭矩特性和提高发动机加速性能，在发动机高速时放大喷嘴流通截面积，避免增压器超速及气缸爆发压力超压。变几何涡轮增压技术的发展路线是液压、气动、电控，本发明提供一种电控变几何涡轮增压器，能很好的解决带放气阀的固定式涡轮增压器变工况响应慢、油耗高、低速扭矩特性差、低速排放烟度大等缺陷，具有调节精度高、响应快等优点，是变几何涡轮增压技术的高端，满足国4及以上排放法规的要求。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种电控变几何涡轮增压器，解决了流量范围窄，低速时响应性差，高速时易发生故障的问题。本发明所解决的技术问题的技术方案是一种电控变几何涡轮增压器，包括连接在一起的涡轮壳、中间体和压气机壳，中间体内转动安装有涡轮轴，涡轮轴的一端固定有涡轮，涡轮设置于涡轮壳内，涡轮轴的另一端固定有压气机叶轮，压气机叶轮设置于压气机壳内，涡轮壳内固定安装有涡轮套，涡轮壳与涡轮套之间形成促使涡轮旋转的进气腔，进气腔与涡轮之间固定安装有若干个喷嘴环叶片，中间体与涡轮套之间设有用于调整喷嘴环叶片角度的调节装置。作为优选的技术方案，调节装置包括安装盘，安装盘上同轴安装有驱动盘，喷嘴环叶片安装在安装盘上，驱动盘上安装有曲柄，曲柄的另一端连接喷嘴环叶片，驱动盘通过连杆机构连接用于驱动驱动盘的电控执行器，电控执行器安装在压气机壳上。作为优选的技术方案，连杆机构包括第一驱动连杆和第二驱动连杆，第一驱动连杆与第二驱动连杆铰接，第一驱动连杆连接电控执行器，第二驱动连杆连接驱动盘。作为优选的技术方案，电控执行器包括电动机和控制电动机的电控单元，电动机和电控单元安装于执行器壳体内，电动机通过涡轮蜗杆机构驱动第一驱动连杆。
作为优选的技术方案，涡轮套上固定有引导气流方向的肋。由于采用了上述技术方案的电控变几何涡轮增压器，涡轮增压器的进气腔中的废气促使涡轮旋转，采用电控执行器控制调节装置调整喷嘴环叶片的角度，这样利用电控执行器可以做到变几何涡轮增压器在发动机低速时关小喷嘴流通截面积，增加发动机的做功能力，提高低速时的供气量，从而明显改善发动机低速扭矩特性和提高发动机加速性能， 在发动机高速时放大喷嘴流通截面积，避免增压器超速及气缸爆发压力超压，从而解决了流量范围窄的问题。 由于采用了电控执行器来控制调节装置，根据发动机反馈的电子信号控制调节装置，进而改变喷嘴环叶片的旋转角度，使调节喷嘴环叶片的角度更加准确，便于精细化控制，在低速与高速时能根据工况及时调整喷嘴环叶片的旋转角度，从而控制喷嘴出口面积， 达到控制增压器流量和转速的目的。由于采用了固定于涡轮壳内的涡轮套上设有引导气流方向的肋，可以引导废气的气流方向，减小气流损失。此发明结构简单，具有流量范围宽、流量控制精准、低速响应性好，增压不过量等优点。
图1是本发明电控变几何涡轮增压器的结构示意图； 图2是图1的侧视结构示意图3是本发明电控变几何涡轮增压器的喷嘴环叶片的调节装置的结构示意图； 图4是本发明电控变几何涡轮增压器的电控执行器结构示意图； 图5是本发明电控变几何涡轮增压器的涡轮套结构风向导向示意图； 图中1.涡轮壳，2.中间体，3.压气机壳，4.涡轮轴，5.涡轮，6.压气机叶轮，7.涡轮套，8.进气腔，9.喷嘴环叶片，10.电控执行器，101.电控单元，102.电动机，103.涡轮蜗杆输出机构，104.执行器壳体，11.调节装置，111.安装盘，112.驱动盘，113.曲柄，12.连杆机构，121.第一驱动连杆，122.第二驱动连杆，13.肋。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。如图1所示，一种电控变几何涡轮增压器，包括连接在一起的涡轮壳1、中间体2 和压气机壳3，中间体2内转动安装有涡轮轴4，涡轮轴4的一端固定有涡轮5，涡轮5设置于涡轮壳1内，涡轮轴4的另一端固定有压气机叶轮6，压气机叶轮6设置于压气机壳3内， 涡轮壳1内固定安装有涡轮套7，涡轮壳1与涡轮套7之间形成促使涡轮5旋转的进气腔 8，进气腔8与涡轮5之间固定安装有若干个喷嘴环叶片9，中间体2与涡轮套1之间设有用于调整喷嘴环叶片9角度的调节装置11。如图1、图2、图3所示，调节装置11包括安装盘111，安装盘111上同轴安装有驱动盘112，喷嘴环叶片9安装在安装盘111上，驱动盘112上安装有曲柄113，曲柄113的另一端连接喷嘴环叶片9，驱动盘112通过连杆机构12连接用于驱动驱动盘112的电控执行器10，电控执行器10安装在压气机壳3上。如图1、图2、图3所示，连杆机构12包括第一驱动连杆121和第二驱动连杆122， 第一驱动连杆121与第二驱动连杆122铰接，第一驱动连杆121连接电控执行器10，第二驱动连杆122连接驱动盘112。如图1、图2、图4所示，电控执行器10包括电动机102和控制电动机102的电控单元101，电动机102和电控单元101安装于执行器壳体104内，电动机102通过涡轮蜗杆机构103驱动第一驱动连杆121。如图1、图5所示，涡轮套7上固定有引导气流方向的肋13。进气腔8是由涡轮壳1与涡轮套7配合形成的供废气流动的废气进气腔，涡轮5 利用废气的能量作旋转运动，电控单元101发出的信号驱动的电动机102转动，电动机102 的转动驱使涡轮蜗杆机构103的转动驱使第一驱动连杆121的运动，因第一驱动连杆121 与第二驱动连杆122胶接，则第二驱动连杆122拨动驱动盘112转动，通过曲柄113进而调节喷嘴环叶片9的角度，涡轮套2能够压紧安装盘111，防止转动。电控变几何涡轮增压器工作时，电控执行器10接收发动机的状态信号，进行处理，采用信号自适应高的可靠性电控执行器10，电控变几何涡轮增压器的角度测量采用非接触式差动电容式角度传感器，能有效避免机械损坏，接口电路可以与任何发动机信号自适应匹配通信，避免了电控变几何涡轮增压器与发动机存在信号不匹配的可能，然后控制电动机102的旋转，通过涡轮蜗杆机构103驱动第一驱动连杆121运动，涡轮蜗杆机构103 采用具有自锁功能的涡轮蜗杆传动设计，有效减少电机负载，提高使用寿命，第二驱动连杆 122带动驱动盘112旋转，根据发动机控制单元所需喷嘴角度为信号源对电控执行器10发出指令，电控执行器10的电控单元101采用当前角度与拟转动到的角度之差为信号源驱动传动部件，从而实现嘴环叶片9角度可调，实现了控制喷嘴环叶片9的旋转，改变废气的气流流通面积和气流出口角，当发动机低速时，减小喷嘴环出口面积，使得废气流速提高，增压器转速上升，供气量加大，当发动机高速时，反向改变，降低增压器转速，减小供气量。由于采用了上述技术方案的电控变几何涡轮增压器，固定于涡轮壳1内的涡轮套 7上设有引导气流方向的肋13，可以引导废气的气流方向，减小气流损失，在涡轮壳1内的涡轮5的圆周侧面设有进气腔8，促使涡轮5旋转，进气腔8与涡轮5间设有环绕涡轮5沿圆周均布的若干喷嘴环叶片9和控制喷嘴环叶片9旋转角度的调节装置11，调节装置11通过连杆机构12连接到置于增压器支架上的电控执行器10上，使用时通过电控执行器10，根据发动机反馈的电子信号控制调节装置11，进而改变喷嘴环叶片9的旋转角度，从而控制喷嘴出口面积，达到控制增压器流量和转速的目的。此发明结构简单，具有流量范围宽、流量控制精准、低速响应性好，增压不过量等优点。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
一切从本发明的构思出发，不经过创造性劳动所作出的结构变换均落在本发明保护范围之内。
权利要求
1.一种电控变几何涡轮增压器，包括连接在一起的涡轮壳、中间体和压气机壳，所述中间体内转动安装有涡轮轴，所述涡轮轴的一端固定有涡轮，所述涡轮设置于所述涡轮壳内， 所述涡轮轴的另一端固定有压气机叶轮，所述压气机叶轮设置于所述压气机壳内，其特征在于所述涡轮壳内固定安装有涡轮套，所述涡轮壳与所述涡轮套之间形成促使所述涡轮旋转的进气腔，所述进气腔与所述涡轮之间固定安装有若干个喷嘴环叶片，所述中间体与涡轮套之间设有用于调整所述喷嘴环叶片角度的调节装置。
2.根据权利要求1所述的电控变几何涡轮增压器，其特征在于所述调节装置包括安装盘，所述安装盘上同轴安装有驱动盘，所述喷嘴环叶片安装在所述安装盘上，所述驱动盘上安装有曲柄，所述曲柄的另一端连接所述喷嘴环叶片，所述驱动盘通过连杆机构连接用于驱动所述驱动盘的电控执行器，所述电控执行器安装在所述压气机壳上。
3.根据权利要求2所述的电控变几何涡轮增压器，其特征在于所述连杆机构包括第一驱动连杆和第二驱动连杆，所述第一驱动连杆与第二驱动连杆铰接，所述第一驱动连杆连接所述电控执行器，所述第二驱动连杆连接所述驱动盘。
4.根据权利要求3所述的电控变几何涡轮增压器，其特征在于所述电控执行器包括电动机和控制所述电动机的电控单元，电动机和电控单元安装于执行器壳体内，所述电动机通过涡轮蜗杆机构驱动所述第一驱动连杆。
5.根据权利要求1所述的电控变几何涡轮增压器，其特征在于所述涡轮套上固定有引导气流方向的肋。
全文摘要
本发明公开了一种电控变几何涡轮增压器，包括连接在一起的涡轮壳、中间体和压气机壳，中间体内转动安装有涡轮轴，涡轮轴的一端固定有涡轮，涡轮设于涡轮壳内，涡轮轴的另一端固定有压气机叶轮，压气机叶轮设于压气机壳内，涡轮壳内固定安装有涡轮套，涡轮壳与涡轮套之间形成促使涡轮旋转的进气腔，进气腔与涡轮之间固定有若干个喷嘴环叶片，中间体与涡轮套之间设有用于调整喷嘴环叶片角度的调节装置，调节装置包括安装盘与驱动盘，喷嘴环叶片安装在安装盘上，驱动盘通过连杆机构连接用于驱动驱动盘的电控执行器，涡轮套上固定有引导气流方向的肋。此发明结构简单，具有流量范围宽、流量控制精准、低速响应性好，增压不过量等优点。
文档编号F02B37/24GK102536439SQ20121001593
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月18日 优先权日2012年1月18日
发明者付冠军, 刘恩来, 刘风虎, 宫建民, 徐作森, 李毅, 王新江, 王星, 许中铭, 邓海明, 马爱民 申请人:潍坊富源增压器有限公司