一种具有周向放气功能的涡轮增压器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有周向放气功能的涡轮增压器，包括涡轮箱和放气阀组件，涡轮箱上设置有废气出口联接法兰，涡轮箱的箱壁上设置有与涡轮箱的废气流道相连通的旁通放气孔，放气阀组件包括压力阀、连杆和联动曲柄，旁通放气孔呈长椭圆形，废气出口联接法兰的内周壁上连接有圆形可转动放气片和圆形固定放气片，圆形可转动放气片上沿周向设置有多个与旁通放气孔相连通的第一放气通孔，圆形固定放气片上沿周向设置有多个第二放气通孔，第一放气通孔与第二放气通孔的位置相对应，圆形可转动放气片与联动曲柄之间设置有驱动圆形可转动放气片转动的传动机构；通过改变第一放气通孔与第二放气通孔的重合度，实现放气量的改变，以旁通出足够的废气。
【专利说明】—种具有周向放气功能的涡轮增压器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种增压设备，尤其是涉及一种具有周向放气功能的涡轮增压器。
【背景技术】
[0002]当今的发动机的目标是要求低速大扭矩，这就要求涡轮增压器在发动机低速时，也就是发动机单位时间排气量小的时候，输出较大的能量，这就需要涡轮增压器中的涡轮箱的流通面积较小，这样才能在小流量的条件下，建立起大的膨胀比。但是，发动机高速时也有高的功率要求，过小的流通面积在发动机高速时，也就是单位时间排气量大的时候，过小的流通面积不能满足排气要求，这就需要放气阀将一部分废气直接排入排气管，而不通过涡轮箱。
[0003]然而，现有的常见的涡轮增压器如图1和图2所示，其包括中间体(轴承体)1、涡轮箱2及设置于涡轮箱2内的涡轮叶轮21、压壳3及设置于压壳3内的压气机叶轮31、转轴4和放气阀结构，涡轮箱2附着于中间体I的一端，涡轮箱2的箱壁上设置有与涡轮箱2的废气流道22连通的旁通放气孔23，压壳3附着于中间体I的另一端，转轴4可旋转地设置于容纳在中间体I内的轴承组件5内，涡轮叶轮21连接于转轴4的一端，压气机叶轮31连接于转轴4的另一端，放气阀结构包括压力阀61、连杆62、联动曲柄63和放气阀门64，压力阀61通过阀安装支架65安装于压壳3上，压力阀61通过连杆62和联动曲柄63与放气阀门64连接，放气阀门64盖于旁通放气孔23上。这种涡轮增压器工作时可通过调节压力阀61的压力改变放气阀门64的开度大小，以实现涡轮箱的废气旁通，但其存在以下问题:1)由于放气阀门的加工问题和位置问题，放气阀门只能做成圆形，因此为了能盖住旁通放气孔，旁通放气孔只能也做成圆形(如图2所示)，而受涡轮箱的废气流道位置的限制，旁通放气孔不能做的过大，最大直径只能达到废气流道的宽度，这样就限制了放气量；2)由于放气阀门在打开的时候阻碍了旁通废气的正常流动，因此废气不能顺利旁通，废气要发生明显的转折后才能旁通入排气管，这就进一步影响了放气量；3)由于放气量非常有限，因此在大排气量的时候不能按要求放出足够的废气，多余的废气还是通过了涡轮箱，而由于涡轮箱的流通面积过小，因此多余的废气通过涡轮箱时会将涡轮压力憋高，从而将导致发动机排气压力过高，最终导致发动机泵气损失过大，发动机功率下降；4)由于废气的气压为发动机的排气压力，是比较大的，所以废气作用在放气阀门上的作用力是不能忽略的，然而由于开启角度及发动机排气压力的变化，作用在放气阀门上的压力是经常变化的，这样就使旁通废气从最大到最小开度的变化中，压力阀的控制力是不稳定的。
【发明内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有周向放气功能的涡轮增压器，其结构简单，且能够旁通出足够的废气。
[0005]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种具有周向放气功能的涡轮增压器，包括涡轮箱和放气阀组件，所述的涡轮箱上设置有与发动机的排气歧管法兰连接的废气出口联接法兰，所述的涡轮箱的箱壁上设置有与所述的涡轮箱的废气流道相连通的旁通放气孔，所述的放气阀组件包括压力阀、连杆和联动曲柄，其特征在于所述的旁通放气孔呈长椭圆形，所述的废气出口联接法兰的内周壁上连接有圆形可转动放气片和圆形固定放气片，所述的圆形可转动放气片上沿周向设置有多个与所述的旁通放气孔相连通的第一放气通孔，所述的圆形固定放气片上沿周向设置有多个第二放气通孔，所述的第一放气通孔与所述的第二放气通孔的位置相对应，所述的圆形可转动放气片与所述的联动曲柄之间设置有驱动所述的圆形可转动放气片转动的传动机构。
[0006]所述的废气出口联接法兰内沿轴向一体设置有涡轮废气排出管，所述的废气出口联接法兰的内周壁与所述的涡轮废气排出管的外周壁之间的空间形成与所述的旁通放气孔相连通的废气旁通腔，所述的废气旁通腔与所述的第一放气通孔相连通，所述的圆形可转动放气片和所述的圆形固定放气片上均设置有中心孔，所述的圆形可转动放气片的中心孔与所述的圆形固定放气片的中心孔位置相对应且两个中心孔的孔壁与所述的涡轮废气排出管的外侧轴端的外周壁紧贴；在此，涡轮废气排出管不仅用于排出涡轮废气，而且用于支撑圆形可转动放气片和圆形固定放气片。
[0007]所述的传动机构包括相啮合的主动锥形齿轮和从动锥形齿轮，所述的主动锥形齿轮的轴端与所述的联动曲柄连接，所述的从动锥形齿轮的轴端与所述的圆形可转动放气片背向所述的圆形固定放气片的一侧轴端端面连接；在此，从动锥形齿轮的轴端与圆形可转动放气片背向圆形固定放气片的一侧轴端端面以焊接方式连接，采用主动锥形齿轮和从动锥形齿轮的配合来实现圆形可转动放气片转动，结构简单。
[0008]所述的圆形固定放气片面向所述的圆形可转动放气片的一侧轴端端面上沿轴向设置有带中心孔的且位置与所述的第二放气通孔相对应的凸台，所述的凸台的中心孔与所述的第二放气通孔直通，所述的凸台的另一端与所述的圆形可转动放气片面向所述的圆形固定放气片的一侧轴端端面接触；在此，通过在圆形固定放气片面向圆形可转动放气片的一侧轴端端面上沿轴向设置带中心孔的且位置与第二放气通孔相对应的凸台，且凸台的另一端与圆形可转动放气片面向圆形固定放气片的一侧轴端端面接触，因此圆形可转动放气片在转动的时候只受到与凸台的接触摩擦力，该接触摩擦力由于接触面积较小，与发动机排气压力的关系不大，因此该接触摩擦力在废气旁通的过程中基本保持不变，而且数值较小，便于压力阀连续调节。
[0009]所述的圆形可转动放气片上沿周向均匀设置有八个第一放气通孔，所述的圆形固定放气片上沿周向均匀设置有八个第二放气通孔，所述的第一放气通孔与所述的第二放气通孔的孔径一致；在此，通过实验验证将第一放气通孔和第二放气通孔的个数限制为八个是最合适的，即这种情况下涡轮增压器的综合性能最佳。
[0010]所述的圆形可转动放气片上沿周向均匀设置有八个第一放气通孔，所述的圆形固定放气片上沿周向均匀设置有八个第二放气通孔，相邻两个所述的第一放气通孔的孔径不一致，相邻两个所述的第二放气通孔的孔径不一致，且小孔径的所述的第一放气通孔与小孔径的所述的第二放气通孔的孔径一致，大孔径的所述的第一放气通孔与大孔径的所述的第二放气通孔的孔径一致；在此，当圆形可转动放气片转动时先打开大孔径的第二放气通孔，当转过一定角度时再打开小孔径的第二放气通孔，这样能够有效提高放气量的控制能力，避免造成发动机工况的突变。
[0011]与现有技术相比，本实用新型的优点在于:
[0012]I)该涡轮增压器通过在涡轮箱的废气出口联接法兰的内周壁上连接一个圆形可转动放气片和一个圆形固定放气片，利用圆形可转动放气片和圆形固定放气片替代传统的放气阀门，由于圆形可转动放气片上沿周向设置有多个与旁通放气孔相连通的第一放气通孔，圆形固定放气片上沿周向设置有多个第二放气通孔，且第一放气通孔与第二放气通孔的位置相对应，因此可通过传动机构驱动圆形可转动放气片转动来实现第一放气通孔与第二放气通孔重合度的改变，从而实现放气量的改变(当第一放气通孔与第二放气通孔完全重合时为最大废气旁通状态，当第一放气通孔与第二放气通孔不重合时为闭合状态，此时废气不旁通)，使得该涡轮增压器能够旁通出足够的废气，这样在大排气量的时候也不会降低发动机的功率。
[0013]2)该涡轮增压器利用圆形可转动放气片和圆形固定放气片的结合来实现废气旁通，第一放气通孔和第二放气通孔不会阻碍旁通废气的正常流动，废气可以顺利的没有转折的通过第一放气通孔和第二放气通孔进入发动机的排气歧管中，进一步提高了涡轮箱的废气芳通能力。
[0014]3)该涡轮增压器利用圆形可转动放气片和圆形固定放气片的结合来实现废气旁通，而圆形可转动放气片和圆形固定放气片不受通过旁通放气孔的废气的作用力的影响，解决了现有的涡轮增压器因作用在放气阀门上的压力经常变化而致使旁通废气从最大到最小开度的变化中，压力阀控制力不稳定的问题。
[0015]4)该涡轮增压器利用圆形可转动放气片和圆形固定放气片替代了传统的放气阀门，因此可将旁通放气孔设计成长椭圆形，这样在有限的空间内可将旁通放气孔的面积最大化，从而增加了放气量。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为现有的常见的涡轮增压器的剖视示意图；
[0017]图2为现有的常见的涡轮增压器的轴侧示意图；
[0018]图3为本实用新型的涡轮增压器的剖视示意图；
[0019]图4为本实用新型的涡轮增压器的轴侧示意图。
【具体实施方式】
[0020]以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
[0021 ] 本实用新型提出的一种具有周向放气功能的涡轮增压器，如图3和图4所示，其包括中间体(轴承体)1、涡轮箱2及设置于涡轮箱2内的涡轮叶轮21、压壳3及设置于压壳3内的压气机叶轮31、转轴4和放气阀组件，涡轮箱2附着于中间体I的一端，涡轮箱2上设置有与发动机的排气歧管法兰连接的废气出口联接法兰24，涡轮箱2的箱壁上设置有与涡轮箱2的废气流道22相连通且呈长椭圆形的旁通放气孔23，压壳3附着于中间体I的另一端，转轴4可旋转地设置于容纳在中间体I内的轴承组件5内，涡轮叶轮21连接于转轴4的一端，压气机叶轮31连接于转轴4的另一端，放气阀组件包括压力阀61、连杆62和联动曲柄63，压力阀61通过阀安装支架65安装于压壳3上，压力阀61通过连杆62与联动曲柄63连接；废气出口联接法兰24内沿轴向一体设置有涡轮废气排出管25，废气出口联接法兰24的内周壁与涡轮废气排出管25的外周壁之间的空间形成与旁通放气孔23相连通的废气旁通腔26，废气出口联接法兰24的内周壁上连接有圆形可转动放气片8和圆形固定放气片9，圆形可转动放气片8上沿周向设置有多个通过废气旁通腔26与旁通放气孔23相连通的第一放气通孔81，圆形固定放气片9上沿周向设置有多个第二放气通孔91，第一放气通孔81与第二放气通孔91的位置相对应，圆形可转动放气片8和圆形固定放气片9上均设置有中心孔，圆形可转动放气片8的中心孔与圆形固定放气片9的中心孔位置相对应且两个中心孔的孔壁与涡轮废气排出管25的外侧轴端的外周壁紧贴，圆形可转动放气片8与联动曲柄63之间设置有驱动圆形可转动放气片8转动的传动机构。
[0022]在本实施例中，传动机构包括相啮合的主动锥形齿轮82和从动锥形齿轮83，主动锥形齿轮82的轴端与联动曲柄63连接，从动锥形齿轮83的轴端与圆形可转动放气片8背向圆形固定放气片9的一侧轴端端面连接，当压力阀61的进口压力发生改变时，压力阀61带动联动曲柄63进而带动主动锥形齿轮82转动，与之配合的从动锥形齿轮83带动圆形可转动放气片8转动；在此，从动锥形齿轮83的轴端与圆形可转动放气片8背向圆形固定放气片9的一侧轴端端面以焊接方式连接，采用主动锥形齿轮82和从动锥形齿轮83的配合来实现圆形可转动放气片8转动,结构简单。
[0023]在本实施例中，圆形固定放气片9面向圆形可转动放气片8的一侧轴端端面上沿轴向设置有带中心孔的且位置与第二放气通孔91相对应的凸台92，凸台92的中心孔与第二放气通孔91直通，凸台92的另一端与圆形可转动放气片8面向圆形固定放气片9的一侧轴端端面接触；在此，通过在圆形固定放气片9面向圆形可转动放气片8的一侧轴端端面上沿轴向设置带中心孔的且位置与第二放气通孔91相对应的凸台92，且凸台92的另一端与圆形可转动放气片8面向圆形固定放气片9的一侧轴端端面接触，因此圆形可转动放气片8在转动的时候只受到与凸台92的接触摩擦力，该接触摩擦力由于接触面积较小，与发动机排气压力的关系不大，因此该接触摩擦力在废气旁通的过程中基本保持不变，而且数值较小，便于压力阀61连续调节。
[0024]在本实施例中，圆形可转动放气片8上沿周向均匀设置有八个第一放气通孔81，圆形固定放气片9上沿周向均匀设置有八个第二放气通孔91 ;在此，通过实验验证将第一放气通孔81和第二放气通孔91的个数限制为八个是最合适的，即这种情况下涡轮增压器的综合性能最佳。相邻两个第一放气通孔的孔径不一致，相邻两个第二放气通孔的孔径不一致，且小孔径的第一放气通孔与小孔径的第二放气通孔的孔径一致，大孔径的第一放气通孔与大孔径的第二放气通孔的孔径一致，当然也可以将所有的第一放气通孔和所有的第二放气通孔的孔径设计成一致。
【权利要求】
1.一种具有周向放气功能的涡轮增压器，包括涡轮箱和放气阀组件，所述的涡轮箱上设置有废气出口联接法兰，所述的涡轮箱的箱壁上设置有与所述的涡轮箱的废气流道相连通的旁通放气孔，所述的放气阀组件包括压力阀、连杆和联动曲柄，其特征在于所述的旁通放气孔呈长椭圆形，所述的废气出口联接法兰的内周壁上连接有圆形可转动放气片和圆形固定放气片，所述的圆形可转动放气片上沿周向设置有多个与所述的旁通放气孔相连通的第一放气通孔，所述的圆形固定放气片上沿周向设置有多个第二放气通孔，所述的第一放气通孔与所述的第二放气通孔的位置相对应，所述的圆形可转动放气片与所述的联动曲柄之间设置有驱动所述的圆形可转动放气片转动的传动机构。
2.根据权利要求1所述的一种具有周向放气功能的涡轮增压器，其特征在于所述的废气出口联接法兰内沿轴向一体设置有涡轮废气排出管，所述的废气出口联接法兰的内周壁与所述的涡轮废气排出管的外周壁之间的空间形成与所述的旁通放气孔相连通的废气旁通腔，所述的废气旁通腔与所述的第一放气通孔相连通，所述的圆形可转动放气片和所述的圆形固定放气片上均设置有中心孔，所述的圆形可转动放气片的中心孔与所述的圆形固定放气片的中心孔位置相对应且两个中心孔的孔壁与所述的涡轮废气排出管的外侧轴端的外周壁紧贴。
3.根据权利要求1或2所述的一种具有周向放气功能的涡轮增压器，其特征在于所述的传动机构包括相啮合的主动锥形齿轮和从动锥形齿轮，所述的主动锥形齿轮的轴端与所述的联动曲柄连接，所述的从动锥形齿轮的轴端与所述的圆形可转动放气片背向所述的圆形固定放气片的一侧轴端端面连接。
4.根据权利要求3所述的一种具有周向放气功能的涡轮增压器，其特征在于所述的圆形固定放气片面向所述的圆形可转动放气片的一侧轴端端面上沿轴向设置有带中心孔的且位置与所述的第二放气通孔相对应的凸台，所述的凸台的中心孔与所述的第二放气通孔直通，所述的凸台的另一端与所述的圆形可转动放气片面向所述的圆形固定放气片的一侧轴端端面接触。
5.根据权利要求4所述的一种具有周向放气功能的涡轮增压器，其特征在于所述的圆形可转动放气片上沿周向均匀设置有八个第一放气通孔，所述的圆形固定放气片上沿周向均匀设置有八个第二放气通孔，所述的第一放气通孔与所述的第二放气通孔的孔径一致。
6.根据权利要求4所述的一种具有周向放气功能的涡轮增压器，其特征在于所述的圆形可转动放气片上沿周向均匀设置有八个第一放气通孔，所述的圆形固定放气片上沿周向均匀设置有八个第二放气通孔，相邻两个所述的第一放气通孔的孔径不一致，相邻两个所述的第二放气通孔的孔径不一致，且小孔径的所述的第一放气通孔与小孔径的所述的第二放气通孔的孔径一致，大孔径的所述的第一放气通孔与大孔径的所述的第二放气通孔的孔径一致。
【文档编号】F02B37/18GK203769934SQ201420072627
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年2月20日 优先权日:2014年2月20日
【发明者】沃鸣杰, 王银凤, 罗翔亮 申请人:宁波威孚天力增压技术有限公司