[实用新型]可变截面喷嘴环、涡轮增压器及发动机

说明书

技术领域

本实用新型涉及增压器技术领域，特别涉及一种可变截面喷嘴环、涡轮增压器及发动机。

背景技术

随着汽车行业的深层次发展，对于油耗和排放的要求越来越受到企业界的重视，而增压器对于排放和油耗的优势也随着使用范围的扩大而逐渐被人们所认知，各主机厂也都在开发自己的增压发动机。

最理想的涡轮增压器和发动机的匹配是：发动机低速时，减小增压器的涡轮流通截面积而使增压压力提高，从而改善发动机的低速特性；在发动机高速时，逐渐增大涡轮流通截面积，减小增压压力，使增压器不至于超速，造成增压器的损坏。为了达到上述要求，现有技术中使用了VGT(Variable Geometry Turbocharger，可变截面涡轮增压器)，能够改变相邻喷嘴环叶片之间的流通截面积，从而调节涡端的流通能力，提升废气的利用效率，同时提升发动机的低速扭矩和高速性能，进而提高整车的性能。

现有技术中至少存在如下问题：涡轮增压器的流道以一定比例关系从涡壳进口到喉口位置周向逐渐减小，涡壳流道内的气体的压力、温度、流速在不同位置并不相同，而VGT的喷嘴环并不能根据不同位置的气体的压力、温度、流速变化进行相应调整，导致VGT对废气的利用效率低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种可变截面喷嘴环、涡轮增压器及发动机，以解决VGT对废气的利用效率低的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种可变截面喷嘴环，包括动环、定环、至少一个摇臂和至少一个喷嘴环叶片，所述摇臂的一端与所述动环连接、另一端通过转轴与所述喷嘴环叶片连接，所述转轴穿过所述定环以使所述喷嘴环叶片位于所述定环之上，沿所述定环的周向设置有多个所述喷嘴环叶片，将其中一个喷嘴环叶片定义为第一叶片，以所述第一叶片为起点，沿所述定环的周向设置的喷嘴环叶片的废气进口端的长度依次增加，其中，所述喷嘴环叶片的废气进口端的长度为喷嘴环叶片的旋转中心与尾端中心之间的距离；或者，以所述第一叶片为起点，沿所述定环的周向设置的喷嘴环叶片的废气进口端的凸起部分的角度依次减小，其中，喷嘴环叶片的旋转中心与叶形转折点之间的连线为第一连线，喷嘴环叶片的叶形转折点与尾端中心之间的连线为第二连线，所述喷嘴环叶片的废气进口端的凸起部分的角度为所述第一连线与所述第二连线之间的夹角。

优选的，以所述第一叶片为起点，沿所述定环的周向设置的喷嘴环叶片的第一连线的长度依次增加。

优选的，以所述第一叶片为起点，沿所述定环的周向设置的喷嘴环叶片的第二连线的长度依次增加。

相对于现有技术，本实用新型所述的可变截面喷嘴环具有以下优势：

本实用新型提供的可变截面喷嘴环的定环上设置的喷嘴环叶片的废气进口端的长度沿定环的周向依次增加，当流道内的废气进入喷嘴环时，废气正对第一叶片流入，此时由于第一叶片的废气进口端的长度较短，而沿定环逆周向方向与第一叶片相邻的喷嘴环叶片的废气进口端的长度较长，这样一部分废气由于喷嘴环叶片的遮挡就会更容易流入这两个叶片中间的流道，同时由于第一叶片的废气进口端的长度较短，另一部分不能进入上述流道的废气可以更容易向定环上其他喷嘴环叶片之间的流道流动，随着喷嘴环叶片的废气进口端长度的逐渐增大，可以使废气更容易被引导到喷嘴环叶片之间的流道中，进而提高废气的利用效率；

此外，还可以将沿定环的周向设置的喷嘴环叶片的废气进口端的凸起部分 的角度依次减小，角度越小则喷嘴环叶片废气进口端在竖直方向的高度约大，即第一叶片的废气进口端的高度较小，而沿定环逆周向方向与第一叶片相邻的喷嘴环叶片的废气进口端的高度较大，这样一部分废气由于喷嘴环叶片的遮挡就会更容易流入这两个喷嘴环叶片中间的流道，同时由于第一叶片的废气进口端的高度较小，另一部分不能进入上述流道的废气可以更容易向定环上其他喷嘴环叶片之间的流道流动，随着其他喷嘴环叶片的废气进口端高度的逐渐增大，可以使废气更容易被引导到喷嘴环叶片之间的流道中，进而提高废气的利用效率。

本实用新型的另一目的在于提出一种涡轮增压器，包括涡壳和涡轮，如上所述的可变截面喷嘴环套设在所述涡轮上。

优选的，所述可变截面喷嘴环的喷嘴环叶片开度最大时，所述涡轮的中心、所述涡壳的喉口中心以及所述第二叶片的尾端中心位于同一直线，其中所述第二叶片为与所述第一叶片相邻的废气进口端的长度最长的喷嘴环叶片。

本实用新型的另一目的在于提出一种发动机，设置有如上所述的涡轮增压器。