可變截面噴嘴環(huán)、渦輪增壓器及發(fā)動機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及增壓器技術領域，特別涉及一種可變截面噴嘴環(huán)、渦輪增壓器及發(fā)動機。
【背景技術】
[0002]隨著汽車行業(yè)的深層次發(fā)展，對于油耗和排放的要求越來越受到企業(yè)界的重視，而增壓器對于排放和油耗的優(yōu)勢也隨著使用范圍的擴大而逐漸被人們所認知，各主機廠也都在開發(fā)自己的增壓發(fā)動機。
[0003]最理想的渦輪增壓器和發(fā)動機的匹配是:發(fā)動機低速時，減小增壓器的渦輪流通截面積而使增壓壓力提高，從而改善發(fā)動機的低速特性；在發(fā)動機高速時，逐漸增大渦輪流通截面積，減小增壓壓力，使增壓器不至于超速，造成增壓器的損壞。為了達到上述要求，現有技術中使用了 VGT (Variable Geometry Turbocharger，可變截面禍輪增壓器)，能夠改變相鄰噴嘴環(huán)葉片之間的流通截面積，從而調節(jié)渦端的流通能力，提升廢氣的利用效率，同時提升發(fā)動機的低速扭矩和尚速性能，進而提尚整車的性能。
[0004]現有技術中至少存在如下問題:渦輪增壓器的流道以一定比例關系從渦殼進口到喉口位置周向逐漸減小，渦殼流道內的氣體的壓力、溫度、流速在不同位置并不相同，而VGT的噴嘴環(huán)并不能根據不同位置的氣體的壓力、溫度、流速變化進行相應調整，導致VGT對廢氣的利用效率低。
【實用新型內容】
[0005]有鑒于此，本實用新型旨在提出一種可變截面噴嘴環(huán)、渦輪增壓器及發(fā)動機，以解決VGT對廢氣的利用效率低的問題。
[0006]為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現的:
[0007]一種可變截面噴嘴環(huán)，包括動環(huán)、定環(huán)、至少一個搖臂和至少一個噴嘴環(huán)葉片，所述搖臂的一端與所述動環(huán)連接、另一端通過轉軸與所述噴嘴環(huán)葉片連接，所述轉軸穿過所述定環(huán)以使所述噴嘴環(huán)葉片位于所述定環(huán)之上，沿所述定環(huán)的周向設置有多個所述噴嘴環(huán)葉片，將其中一個噴嘴環(huán)葉片定義為第一葉片，以所述第一葉片為起點，沿所述定環(huán)的周向設置的噴嘴環(huán)葉片的廢氣進口端的長度依次增加，其中，所述噴嘴環(huán)葉片的廢氣進口端的長度為噴嘴環(huán)葉片的旋轉中心與尾端中心之間的距離；或者，以所述第一葉片為起點，沿所述定環(huán)的周向設置的噴嘴環(huán)葉片的廢氣進口端的凸起部分的角度依次減小，其中，噴嘴環(huán)葉片的旋轉中心與葉形轉折點之間的連線為第一連線，噴嘴環(huán)葉片的葉形轉折點與尾端中心之間的連線為第二連線，所述噴嘴環(huán)葉片的廢氣進口端的凸起部分的角度為所述第一連線與所述第二連線之間的夾角。
[0008]優(yōu)選的，以所述第一葉片為起點，沿所述定環(huán)的周向設置的噴嘴環(huán)葉片的第一連線的長度依次增加。
[0009]優(yōu)選的，以所述第一葉片為起點，沿所述定環(huán)的周向設置的噴嘴環(huán)葉片的第二連線的長度依次增加。
[0010]相對于現有技術，本實用新型所述的可變截面噴嘴環(huán)具有以下優(yōu)勢:
[0011]本實用新型提供的可變截面噴嘴環(huán)的定環(huán)上設置的噴嘴環(huán)葉片的廢氣進口端的長度沿定環(huán)的周向依次增加，當流道內的廢氣進入噴嘴環(huán)時，廢氣正對第一葉片流入，此時由于第一葉片的廢氣進口端的長度較短，而沿定環(huán)逆周向方向與第一葉片相鄰的噴嘴環(huán)葉片的廢氣進口端的長度較長，這樣一部分廢氣由于噴嘴環(huán)葉片的遮擋就會更容易流入這兩個葉片中間的流道，同時由于第一葉片的廢氣進口端的長度較短，另一部分不能進入上述流道的廢氣可以更容易向定環(huán)上其他噴嘴環(huán)葉片之間的流道流動，隨著噴嘴環(huán)葉片的廢氣進口端長度的逐漸增大，可以使廢氣更容易被引導到噴嘴環(huán)葉片之間的流道中，進而提高廢氣的利用效率；
[0012]此外，還可以將沿定環(huán)的周向設置的噴嘴環(huán)葉片的廢氣進口端的凸起部分的角度依次減小，角度越小則噴嘴環(huán)葉片廢氣進口端在豎直方向的高度約大，即第一葉片的廢氣進口端的高度較小，而沿定環(huán)逆周向方向與第一葉片相鄰的噴嘴環(huán)葉片的廢氣進口端的高度較大，這樣一部分廢氣由于噴嘴環(huán)葉片的遮擋就會更容易流入這兩個噴嘴環(huán)葉片中間的流道，同時由于第一葉片的廢氣進口端的高度較小，另一部分不能進入上述流道的廢氣可以更容易向定環(huán)上其他噴嘴環(huán)葉片之間的流道流動，隨著其他噴嘴環(huán)葉片的廢氣進口端高度的逐漸增大，可以使廢氣更容易被引導到噴嘴環(huán)葉片之間的流道中，進而提高廢氣的利用效率。
[0013]本實用新型的另一目的在于提出一種渦輪增壓器，包括渦殼和渦輪，如上所述的可變截面噴嘴環(huán)套設在所述渦輪上。
[0014]優(yōu)選的，所述可變截面噴嘴環(huán)的噴嘴環(huán)葉片開度最大時，所述渦輪的中心、所述渦殼的喉口中心以及所述第二葉片的尾端中心位于同一直線，其中所述第二葉片為與所述第一葉片相鄰的廢氣進口端的長度最長的噴嘴環(huán)葉片。
[0015]本實用新型的另一目的在于提出一種發(fā)動機，設置有如上所述的渦輪增壓器。
[0016]所述渦輪增壓器和所述發(fā)動機與上述可變截面噴嘴環(huán)相對于現有技術所具有的優(yōu)勢相同，在此不再贅述。
【附圖說明】
[0017]構成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0018]圖1a為本實用新型實施例所述的可變截面噴嘴環(huán)的主視圖；
[0019]圖1b為本實用新型實施例所述的可變截面噴嘴環(huán)的俯視圖；
[0020]圖2為本實用新型實施例所述的可變截面噴嘴環(huán)的仰視圖；
[0021]圖3為本實用新型實施例所述的可變截面噴嘴環(huán)的俯視圖；
[0022]圖4為本實用新型實施例所述的噴嘴環(huán)葉片和搖臂組件圖；
[0023]圖5為本實用新型實施例所述的噴嘴環(huán)葉片的結構示意圖；
[0024]圖6為本實用新型實施例所述的渦輪增壓器的正面結構示意圖；
[0025]圖7為本實用新型實施例所述的渦輪增壓器的背面結構示意圖。
[0026]附圖標記說明:
[0027]1-動環(huán)，2-定環(huán)，3-搖臂，4-噴嘴環(huán)葉片，41-第一葉片，42-第二葉片，5-轉軸，6-旋轉中心，7-尾端中心，8-凸起部分，9-葉形轉折點，10-渦殼，11-渦輪，12-喉口中心，
13-廢氣出口，14-渦殼銷孔。
【具體實施方式】
[0028]需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0029]下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。
[0030]本實用新型的實施例提供一種可變截面噴嘴環(huán)，參見圖la、圖lb、以及圖2-圖4所示，包括動環(huán)1、定環(huán)2、至少一個搖臂3和至少一個噴嘴環(huán)葉片4，搖臂3的一端與動環(huán)I連接、另一端通過轉軸5與噴嘴環(huán)葉片4連接，轉軸5穿過定環(huán)2以使噴嘴環(huán)葉片4位于定環(huán)2之上，沿定環(huán)2的周向設置有多個噴嘴環(huán)葉片4，將其中一個噴嘴環(huán)葉片4定義為第一噴嘴環(huán)葉片41，以第一噴嘴環(huán)葉片41為起點，沿定環(huán)2的周向設置的噴嘴環(huán)葉片4的廢氣進口端的長度依次增加，其中，噴嘴環(huán)葉片4的廢氣進口端的長度為噴嘴環(huán)葉片4的旋轉中心6與尾端中心7之間的距離；或者，以第一噴嘴環(huán)葉片41為起點，沿定環(huán)2的周向設置的噴嘴環(huán)葉片4的廢氣進口端的凸起部分8的角度依次減小，其中，噴嘴環(huán)葉片4的旋轉中心6與葉形轉折點9之間的連線為第一連線，噴嘴環(huán)葉片4的葉形轉折點9與尾端中心7之間的連線為第二連線，噴嘴環(huán)葉片4的廢氣進口端的凸起部分的角度為第一連線與第二連線之間的夾角。
[0031]本實用新型提供的可變截面噴嘴環(huán)的定環(huán)2上設置的噴嘴環(huán)葉片4的廢氣進口端的長度沿定環(huán)2的周向依次增加，當流道內的廢氣進入噴嘴環(huán)時，廢氣正對第一噴嘴環(huán)葉片41流入，此時由于第一噴嘴環(huán)葉片41的廢氣進口端的長度較短，而沿定環(huán)2逆周向方向與第一噴嘴環(huán)葉片41相鄰的噴嘴環(huán)葉片4的廢氣進口端的長度較長，這樣一部分廢氣由于噴嘴環(huán)葉片4的遮擋就會更容易流入這兩個噴嘴環(huán)葉片4中間的流道，同時由于第一噴嘴環(huán)葉片41的廢氣進口端的長度較短，另一部分不能進入上述流道的廢氣可以更容易向定環(huán)2上其他噴嘴環(huán)葉片4之間的流道流動，隨著噴嘴環(huán)葉片4的廢氣進口端長度的逐漸增大，可以使廢氣更容易被引導到噴嘴環(huán)葉片4之間的流道中，進而提高廢氣的利用效率；
[0032]此外，還可以將沿定環(huán)2的周向設置的噴嘴環(huán)葉片4的廢氣進口端的凸起部分8的角度依次減小，角度越小則噴嘴環(huán)葉片4廢氣進口端在豎直方向的高度約大，即第一噴嘴環(huán)葉片41的廢氣進口端的高度較小，而沿定環(huán)2逆周向方向與第一噴嘴環(huán)葉片41相鄰的噴嘴環(huán)葉片4的廢氣進口端的高度較大，這樣一部分廢氣由于噴嘴環(huán)葉片4的遮擋就會更容易流入這兩個噴嘴環(huán)葉片4中間的流道，同時由于第一噴嘴環(huán)葉片41的廢氣進口端的高度較小，另一部分不能進入上述流道的廢氣可以更容易向定環(huán)2上其他噴嘴環(huán)葉片4之間的流道流動，隨著其他噴嘴環(huán)葉片4的廢氣進口端高度的逐漸增大，可以使廢氣更容易被引導到噴嘴環(huán)葉片4之間的流道中，進而提高廢氣的利用效率。
[0033]進一步的，參見圖2和圖4所示，噴嘴環(huán)葉片4和搖臂3通過轉軸5焊接在一起，搖臂3的一端固定在動環(huán)I上，動環(huán)I可按一定角度旋轉，進而帶動搖臂3轉動，搖臂3通過轉軸5帶動噴嘴環(huán)葉片4轉動，進而實現對流經兩個噴嘴環(huán)葉片4之間的廢氣的流向以及流速的控制。
[0034]優(yōu)選的，參見圖la、圖1b和圖5所示，以所述第一噴嘴環(huán)葉片41為起點，沿所述定環(huán)2的周向設置的噴嘴環(huán)葉片4的第一連線的長度依次增加，第一連線