帶導葉的廢氣旁通渦輪機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于渦輪增壓器上的渦輪機，尤其涉及一種帶導葉的廢氣旁通渦輪機，屬于內(nèi)燃機領域。
【背景技術】
[0002]車用發(fā)動機轉速范圍廣，渦輪增壓器受發(fā)動機及增壓器特性的限制，難以在高、低速端均獲得最佳的匹配。如果按中高速端匹配，低速端增壓壓力不足，為了不使煙度排放性能等惡化，不得不限制供油量(通過冒煙限制器)，從而犧牲了低速扭矩并影響整車低速駕駛性能。廢氣旁通渦輪增壓器正是針對解決柴油機低速動力性不足而開發(fā)的產(chǎn)品，它以低速端進行最佳匹配，低速增壓壓力高，冒煙限制器不起作用(即不減油)，因此低速扭矩大，排放污染低，并通過旁通閥來解決由此產(chǎn)生的高速端增壓壓力過高的問題，從而兼顧了高速端的性能。
[0003]廢氣旁通渦輪增壓器基本工作原理和一般的渦輪增壓器相同，但它多一個在渦輪進口處的廢氣旁通閥以及受增壓壓力控制使其開啟、關閉的執(zhí)行機構。從圖1可以看出，廢氣旁通閥門9與傳動片10整體轉動，并通過推桿6與執(zhí)行器5 (用支架4固定在增壓器殼體上)中彈簧的一端相連，執(zhí)行器5的另一端則通過膠管3與壓氣機2出口增壓壓力相通。
[0004]當發(fā)動機7處于低速、低負荷時，增壓壓力低，廢氣旁通閥門9處于關閉狀態(tài)，執(zhí)行器5中的彈簧具有一定的預緊力。當增壓壓力達到一定程度，足以克服彈簧預緊力并達到一定的力平衡時，作用力將通過推桿6、傳動銷8、傳動片10使廢氣旁通閥門9打開，將進入渦輪機1的部分廢氣經(jīng)旁通通道流入總排氣管，從而減少了流入動力渦輪12的廢氣，減少進入動力渦輪12的能量，使轉速和增壓壓力隨之下降。
[0005]傳統(tǒng)的廢氣旁通渦輪增壓器上的渦輪機結構見圖2、圖3，包括渦輪殼11、隔熱罩14、動力渦輪12、無葉噴嘴19、廢氣旁通閥門9、搖臂15、軸套13、傳動片10、傳動銷8、推桿6、執(zhí)行器5，增壓壓力通過執(zhí)行器5推動推桿6，推桿6通過傳動銷8推動傳動片10、搖臂15旋轉，搖臂15帶動廢氣旁通閥門9開啟和關閉。
[0006]渦輪殼的通流能力通過渦輪殼A/R的變化來調(diào)節(jié)，A、R的概念示意見圖4，A是渦輪殼零截面積，R為零截面質(zhì)心到渦輪殼軸心距離。
[0007]為了與不同排量、功率的發(fā)動機匹配，一個系列的渦輪增壓器都要匹配多個不同A/R的渦輪機，特別是針對雙流道脈沖渦輪機，還要在不同流道設置不同的A/R，不但在做性能試驗匹配時，受制于模具造價，不可能加工太多的渦輪殼進行精細匹配，達不到性能的最優(yōu)，而且，在后期的批產(chǎn)中，會有一系列A/R不同的渦輪殼，模具眾多，不但導致成本增加，也增加了管理難度。
[0008]再加上現(xiàn)在排放技術升級，逐漸過渡到國IV、國V排放，對增壓器的流量和壓比要求更加嚴格，傳統(tǒng)的廢氣旁通結構渦輪殼都為砂模鑄造，很難保證生產(chǎn)一致性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明要解決的技術問題是針對廢氣旁通渦輪增壓器的上述缺點，提供一種帶導葉的廢氣旁通渦輪增壓器，通過導葉的個數(shù)、大小、角度、排布來調(diào)節(jié)渦輪殼的通流能力，不但一個系列的增壓器可共用一種渦輪殼，大大減少模具成本，而且還能對通流能力進行精細調(diào)節(jié)，使匹配性能達到最優(yōu)。
[0010]為了解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術方案:
一種帶導葉的廢氣旁通渦輪機，包括渦輪殼，所述渦輪殼內(nèi)安裝有動力渦輪和進氣流道，所述渦輪殼上靠近動力渦輪尾部的位置設置有用以將動力渦輪導入的氣體導入到進氣流道的無葉噴嘴；
所述渦輪殼內(nèi)靠近無葉噴嘴的位置安裝有可通過改變導葉的個數(shù)、大小、角度、排布來調(diào)節(jié)渦輪殼的通流能力的導葉組件。
[0011]以下是本發(fā)明對上述方案的進一步優(yōu)化:
動力渦輪渦輪軸的后端靠近導葉組件的位置安裝有隔熱罩。
[0012]進一步優(yōu)化:所述渦輪殼內(nèi)靠近進氣流道口的位置設置有渦輪殼渦舌，渦輪殼渦舌將進氣流道間隔成左流道和右流道。
[0013]進一步優(yōu)化:所述導葉組件包括一環(huán)形隔板，環(huán)形隔板的一側安裝有若干片上導葉，另一側安裝有若干片下導葉，導葉組件精密鑄造成一體。
[0014]進一步優(yōu)化:所述下導葉上設有連接軸，下導葉通過連接軸與隔熱罩插接成一個整體。
[0015]進一步優(yōu)化:隔板上設有臺階，渦輪殼渦舌上設置有與臺階想配合的沉槽，確保兩流道不竄氣。
[0016]這樣，一個系列的增壓器只使用一種渦輪殼，其通流能力通過導葉的個數(shù)、大小、角度、排布來調(diào)節(jié)，不但大大減少模具成本，而且還能對通流能力進行精細調(diào)節(jié)，使匹配性能達到最優(yōu)。再加上精密鑄造的導葉生產(chǎn)一致性好，更容易滿足排放升級國IV、國V后對增壓器壓比、流量的一致性要求。
[0017]另一種優(yōu)化:導葉組件包括若干片呈環(huán)形排布的導葉，所述導葉直接與隔熱罩鑄成一體。這種結構相對簡單。
[0018]進一步優(yōu)化:所述渦舌頂端為平面，與導葉的尖端直接的距離為0.1?0.3_。
[0019]再一種優(yōu)化:
所述渦輪殼內(nèi)的進氣流道為單流道。
[0020]進一步優(yōu)化:導葉組件包括若干片呈環(huán)形排布的導葉，所述導葉直接與隔熱罩鑄成一體。
[0021]另一種優(yōu)化:所述渦輪殼上設置有旁通孔和進氣法蘭，所述旁通孔設置在進氣法蘭上。不再排布在渦輪殼的側面，能夠遠離喉口，避免氣流擾動。
[0022]另一種優(yōu)化:導葉包括長導葉和短導葉，長導葉的長度大于短導葉的長度，長導葉和短導葉間隔設置。
[0023]長導葉和短導葉的大小根據(jù)流動分析來定，但用小葉片的好處是拓寬流量，類似于壓氣機葉輪的長短葉片，減小堵塞。
[0024]另一種優(yōu)化:若干片導葉中，每間隔一個導葉，在導葉上開設有一個導流槽，導流槽的朝向與導葉一致，以增加高速點的流量。
[0025]另一種優(yōu)化:為了增加驅動能量，所述若干片導葉應用在非全周流道上并非全周均勻排布。所述若干片導葉均勻排布在小流道上。在有導葉的情況下，氣流方向集中，而且氣流通過面積也比無導葉小，所以能把較低的能量(小流道主要用于發(fā)動機的低速段，能量小)集中起來。
[0026]另一種優(yōu)化:為了增加驅動能量，所述若干片導葉應用在非全周流道上并采用不均勻排布。若干片導葉位于在小流道一側的排布密度大于位于大流道一側的排布密度。
[0027]本發(fā)明通過調(diào)整導葉的個數(shù)、大小、角度、排布來調(diào)節(jié)渦輪殼的通流能力，不但減小了成本、加快了研發(fā)速度、提升了匹配精度，更是獲得了原理上的重大突破，，不但一個系列的增壓器可共用一種渦輪殼，大大減少模具成本，而且還能對通流能力進行精細調(diào)節(jié)，使匹配性能達到最優(yōu)。
[0028]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明【背景技術】中廢氣旁通渦輪增壓器的原理圖；
圖2是本發(fā)明【背景技術】中廢氣旁通渦輪增壓器的結構示意圖；
圖3是附圖2的仰視圖；
圖4是本發(fā)明【背景技術】中渦輪殼上A、R的示意圖；
圖5是本發(fā)明實施例1的結構示意圖；
圖6是本發(fā)明實施例1中執(zhí)行器與傳動片的連接示意圖；
圖7是本發(fā)明實施例1中導葉組件的結構示意圖；
圖8是本發(fā)明實施例1中導葉的排布圖；
圖9是本發(fā)明實施例1中隔板上的凸臺與渦輪殼渦舌上的沉槽配合示意圖；
圖10本發(fā)明實施例2的結構示意圖；
圖11是本發(fā)明實施例3的結構示意圖。
[0030]圖12是本發(fā)明實施例4的結構示意圖；
圖13是本發(fā)明實施例5的結構示意圖；
圖14是本發(fā)明實施例5中導葉的排布圖；
圖15是本發(fā)明實施例6的結構示意圖；
圖16是本發(fā)明實施例7的結構示意圖；
圖17是本發(fā)明實施例7中導葉的排布示意圖。
[0031]圖18是本發(fā)明實施例8的結構示意圖。
[0032]圖中:1-渦輪機；2_壓氣機；3_膠管；4_支架；5_執(zhí)行器；6_推桿；7_發(fā)動機；8_傳動銷；9_廢氣旁通閥門；10-傳動片；11-渦輪殼；12-動力渦輪；13_軸套；14_隔熱罩；15-搖臂；16_隔板；17-下導葉；18-禍輪殼禍舌；19-無葉噴嘴；20-上導葉；21_導葉組件；22-連接軸；23_臺階；24_導葉；25-旁通孔；26-進氣法蘭；27-長導