專利名稱：帶有齒條制動可變幾何控制裝置的渦輪增壓器渦輪箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及渦輪增壓器技術(shù)領(lǐng)域，特別是渦輪增壓器上的渦輪箱。
背景技術(shù)：
普通渦輪增壓器由于其流通截面不能改變，在發(fā)動機(jī)低速工況時(shí)不能提供足夠的增壓比，并且由于響應(yīng)特性差造成發(fā)動機(jī)加速煙度高。為了改善發(fā)動機(jī)渦輪增壓器的響應(yīng)特性和低工況的增壓比，在增壓器中采用了可變幾何增壓方式，通過對渦輪流通面積進(jìn)行調(diào)節(jié)以提高渦輪增壓器的響應(yīng)特性和低工況時(shí)的增壓比，使發(fā)動機(jī)低速扭矩特性和加速響應(yīng)特性得到改善?？勺儙缀谓孛鏈u輪箱增壓器是可變幾何渦輪增壓器的一種，通過控制傳動機(jī)構(gòu)，改變渦輪葉片間流道的喉口面積，從而起到控制進(jìn)入渦輪的廢氣流量的作用?，F(xiàn)有的可變幾何渦輪增壓器如附圖10所示，它包括渦輪箱8、渦輪轉(zhuǎn)子9、噴嘴組件10、軸承體11、背盤12、壓氣機(jī)葉輪13、壓氣機(jī)蝸殼14，在渦輪箱8和軸承體11之間裝有隔熱套，渦輪轉(zhuǎn)子9位于渦輪箱8的出口處，渦輪箱8通過軸承體11與壓氣機(jī)蝸殼14連接，壓氣機(jī)葉13輪位于壓氣機(jī)蝸殼14的出口處。在發(fā)動機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，傳動機(jī)構(gòu)帶動噴嘴組件10運(yùn)動，減少渦輪噴嘴流通截面積，使得排氣背壓和流速增大。在發(fā)動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，傳動機(jī)構(gòu)帶動噴嘴組件10運(yùn)動，增大渦輪噴嘴流通截面積，降低排氣背壓和流速，減少進(jìn)氣流量?，F(xiàn)有的可變幾何截面渦輪增壓器，實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)在性能匹配方面還存在一些不足，現(xiàn)代發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速越來越高，需要匹配的范圍也越來越廣，現(xiàn)在所使用的可變幾何截面增壓器很難在整個(gè)運(yùn)行工況都保持高的效率，也很難保證大范圍內(nèi)都具備良好的效果和高的渦輪效率。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種新型的渦輪增壓器可變幾何渦輪箱，它是在渦輪箱上設(shè)計(jì)一個(gè)齒條制動可變幾何控制裝置，通過齒條制動可變幾何控制裝置來控制渦輪箱氣體流道的流通截面，提高渦輪增壓器響應(yīng)特性和增壓比，使渦輪增壓器與發(fā)動機(jī)全工況高效匹配。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種帶有齒條制動可變幾何控制裝置的渦輪增壓器渦輪箱，它包括渦輪箱本體和齒條制動可變幾何控制裝置。在渦輪箱本體上設(shè)有一個(gè)螺旋齒桿孔、六個(gè)連接內(nèi)圈的螺紋孔。齒條制動可變幾何控制裝置由內(nèi)圈、閉氣環(huán)、螺旋齒桿、電動機(jī)、電機(jī)支架組成。在內(nèi)圈的一端上設(shè)有閉氣環(huán)導(dǎo)向套，內(nèi)圈的端面板上設(shè)有六個(gè)沉頭螺釘孔。在閉氣環(huán)一端的外圓上設(shè)有一個(gè)環(huán)形齒條。在電機(jī)支架上設(shè)有兩個(gè)螺紋孔和兩個(gè)螺釘孔。閉氣環(huán)安裝在內(nèi)圈的閉氣環(huán)導(dǎo)向套上，內(nèi)圈通過螺釘固定在渦輪箱的進(jìn)氣口端。電機(jī)支架通過螺釘固定在渦輪箱上，電機(jī)通過螺釘安裝在電機(jī)支架上，螺旋齒桿安裝在電機(jī)的輸出軸上，并穿過渦輪箱上的螺旋齒桿孔伸入渦輪箱內(nèi)，與閉氣環(huán)上的環(huán)形齒條嚙合。使用時(shí)，將帶有齒條制動可變幾何控制裝置的渦輪箱安裝在增壓器上，采用電子式控制方式與E⑶相連，通過on/off閥控制排氣通道的開與閉。本實(shí)用新型提供的齒條制動可變幾何控制裝置工作原理如下一、當(dāng)發(fā)動機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，齒條制動可變幾何控制裝置采集發(fā)動機(jī)ECU發(fā)來的目標(biāo)值信號，及時(shí)發(fā)出電信號給電機(jī)，電機(jī)帶動螺旋齒桿正轉(zhuǎn)，螺旋齒桿旋轉(zhuǎn)帶動安裝在內(nèi)圈閉氣環(huán)導(dǎo)向套上的閉氣環(huán)向前移動，閉氣環(huán)在移動過程中逐步關(guān)閉渦輪箱的氣體流道，逐步減少渦輪箱氣體流道的流通截面積，使得排氣背壓和流速增大，可用排氣能量提高，從而提高增壓器的轉(zhuǎn)速，增加進(jìn)氣流量。二、當(dāng)發(fā)動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，齒條制動可變幾何控制裝置采集發(fā)動機(jī)ECU發(fā)來的目標(biāo)值信號，及時(shí)發(fā)出電信號給電機(jī)，電機(jī)帶動螺旋齒桿反轉(zhuǎn)，螺旋齒桿旋轉(zhuǎn)帶動安裝在內(nèi)圈閉氣環(huán)導(dǎo)向套上的閉氣環(huán)向后移動，閉氣環(huán)在移動過程中逐步打開渦輪箱的氣體流道，逐步增大渦輪箱氣體流道的流通截面積，降低排氣背壓和流速，減少進(jìn)氣流量。三、在發(fā)動機(jī)其他轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，齒條式可變幾何控制裝置根據(jù)發(fā)動機(jī)ECU發(fā)來的角度信號改變渦輪箱氣體流道的流通截面積，從而獲得不同的增壓壓力和進(jìn)氣流量。本實(shí)用新型的渦輪增壓器與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下特點(diǎn)1、齒條制動可變幾何控制裝置采集發(fā)動機(jī)ECU發(fā)來的角度目標(biāo)值信號，通過電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)控制渦輪箱閉氣環(huán)的開度。在發(fā)動機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)減少渦輪噴嘴流通截面積，使得排氣背壓和流速增大，可用排氣能量提高，從而提高增壓器的轉(zhuǎn)速，增加進(jìn)氣流量；在發(fā)動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)增大渦輪噴嘴流通截面積，降低排氣背壓和流速，減少進(jìn)氣流量；在發(fā)動機(jī)其他轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，可變幾何控制裝置也根據(jù)發(fā)動機(jī)ECU發(fā)來的角度信號改變渦輪噴嘴的流通截面積，從而獲得不同的增壓壓力和進(jìn)氣流量，實(shí)現(xiàn)全工況范圍內(nèi)發(fā)動機(jī)與增壓器的最佳匹配，使功率范圍擴(kuò)大，而且高負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行范圍也擴(kuò)大，從而達(dá)到發(fā)動機(jī)經(jīng)濟(jì)性能的全面優(yōu)化。2、通過齒條制動可變幾何控制裝置改變渦輪箱閉氣環(huán)打開的位置來控制渦輪增壓器轉(zhuǎn)速，在發(fā)動機(jī)低速工作時(shí)，通過關(guān)小閉氣環(huán)減少渦輪流通截面積，使增壓壓力提高， 在一定程度上提高增壓器轉(zhuǎn)速和增壓壓比，從而改善發(fā)動機(jī)的低速轉(zhuǎn)矩；在發(fā)動機(jī)高速工作時(shí)，閉氣環(huán)逐漸打開，渦輪流通截面積增大，使增壓壓力相對減少，解決增壓過量問題。3、一個(gè)品種的可變幾何截面渦輪箱可在多個(gè)品種的渦輪增壓器上使用，覆蓋多個(gè)發(fā)動機(jī)機(jī)型，結(jié)構(gòu)簡單、控制可靠。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型的詳細(xì)結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步描述。
附圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為附圖1中的A-A剖視圖，附圖中的渦輪箱氣體流道為關(guān)閉狀態(tài)；附圖3同樣為附圖1中的A-A剖視圖，附圖中的渦輪箱氣體流道為打開狀態(tài)；附圖4為閉氣環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖5為附圖4中的B-B剖視圖；附圖6為內(nèi)圈的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖7為附圖6中的C-C剖視圖；附圖8為電機(jī)支架的結(jié)構(gòu)示意圖；[0026]附圖9為附圖8中的左視圖；附圖10為現(xiàn)有的可變幾何渦輪增壓器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
一種帶有齒條制動可變幾何控制裝置的渦輪增壓器渦輪箱，它包括渦輪箱本體1 和齒條式可變幾何控制裝置。在渦輪箱本體1上設(shè)有一個(gè)螺旋齒桿孔1-1、六個(gè)連接內(nèi)圈的螺紋孔1-2。齒條式可變幾何控制裝置由內(nèi)圈4、閉氣環(huán)2、螺旋齒桿3、電機(jī)6、電機(jī)支架 7組成。在內(nèi)圈4的一端上設(shè)有閉氣環(huán)導(dǎo)向套4-1，內(nèi)圈4的端面板上設(shè)有六個(gè)沉頭螺釘孔 4-2。在閉氣環(huán)2—端的外圓上設(shè)有環(huán)形齒條2-1。在電機(jī)支架7上設(shè)有兩個(gè)螺紋孔7-1和兩個(gè)螺釘孔7-1。閉氣環(huán)2安裝在內(nèi)圈4的閉氣環(huán)導(dǎo)向套4-1上，內(nèi)圈4通過螺釘固定在渦輪箱的進(jìn)氣口端。電機(jī)支架7通過螺釘固定在渦輪箱上，電機(jī)6通過螺釘安裝在電機(jī)支架 7上，螺旋齒桿3安裝在電機(jī)6的輸出軸上，并穿過渦輪箱1上的螺旋齒桿孔1-1伸入渦輪箱1內(nèi)，與閉氣環(huán)2上的環(huán)形齒條2-1嚙合。
權(quán)利要求1. 一種帶有齒條制動可變幾何控制裝置的渦輪增壓器渦輪箱，其特征是它包括渦輪箱本體和齒條式可變幾何控制裝置；在渦輪箱本體上設(shè)有一個(gè)螺旋齒桿孔、六個(gè)連接內(nèi)圈的螺紋孔；齒條制動可變幾何控制裝置由內(nèi)圈、閉氣環(huán)、螺旋齒桿、電機(jī)、電機(jī)支架組成；在內(nèi)圈的一端上設(shè)有閉氣環(huán)導(dǎo)向套，內(nèi)圈的端面板上設(shè)有六個(gè)沉頭螺釘孔；在閉氣環(huán)一端的外圓上設(shè)有一個(gè)環(huán)形齒條；在電機(jī)支架上設(shè)有兩個(gè)螺紋孔和兩個(gè)螺釘孔；閉氣環(huán)安裝在內(nèi)圈的閉氣環(huán)導(dǎo)向套上，內(nèi)圈通過螺釘固定在渦輪箱的進(jìn)氣口端；電機(jī)支架通過螺釘固定在渦輪箱上，電機(jī)通過螺釘安裝在電機(jī)支架上，螺旋齒桿安裝在電機(jī)的輸出軸上，并穿過渦輪箱上的螺旋齒桿孔伸入渦輪箱內(nèi)，與閉氣環(huán)上的環(huán)形齒條嚙合。
專利摘要一種帶有齒條制動可變幾何控制裝置的渦輪增壓器渦輪箱，它包括渦輪箱本體和齒條式可變幾何控制裝置。在渦輪箱本體上設(shè)有一個(gè)螺旋齒桿孔、六個(gè)連接內(nèi)圈的螺紋孔。齒條制動可變幾何控制裝置由內(nèi)圈、閉氣環(huán)、螺旋齒桿、電動機(jī)、電機(jī)支架組成。在內(nèi)圈的一端上設(shè)有閉氣環(huán)導(dǎo)向套，內(nèi)圈的端面板上設(shè)有六個(gè)沉頭螺釘孔。在閉氣環(huán)一端的外圓上設(shè)有一個(gè)環(huán)形齒條。在電機(jī)支架上設(shè)有兩個(gè)螺紋孔和兩個(gè)螺釘孔。閉氣環(huán)安裝在內(nèi)圈的閉氣環(huán)導(dǎo)向套上，內(nèi)圈通過螺釘固定在渦輪箱的進(jìn)氣口端。電機(jī)支架通過螺釘固定在渦輪箱上，電機(jī)通過螺釘安裝在電機(jī)支架上，螺旋齒桿安裝在電機(jī)的輸出軸上，并穿過渦輪箱上的螺旋齒桿孔伸入渦輪箱內(nèi)，與閉氣環(huán)上的環(huán)形齒條嚙合。
文檔編號F02C6/12GK202031701SQ201120087370
公開日2011年11月9日 申請日期2011年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月29日
發(fā)明者凌泓, 劉石源, 張愛明, 胡遼平 申請人:湖南天雁機(jī)械有限責(zé)任公司