一種新型的渦輪增壓器壓氣機(jī)機(jī)閘結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型的渦輪增壓器壓氣機(jī)機(jī)閘結(jié)構(gòu)，包括機(jī)殼，所述機(jī)殼的主進(jìn)氣道周側(cè)壁上開設(shè)有環(huán)形凹槽，所述環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)置有徑向環(huán)形擋板，所述主進(jìn)氣道外端部設(shè)置有軸向環(huán)形擋板，所述軸向環(huán)形擋板、徑向環(huán)形擋板與環(huán)形凹槽周側(cè)壁之間形成機(jī)閘腔體，所述徑向環(huán)形擋板內(nèi)側(cè)壁與環(huán)形凹槽周側(cè)壁之間均勻設(shè)置有多個圓弧形導(dǎo)葉片，所述多個圓弧形導(dǎo)葉片將機(jī)閘腔體分隔成多個弧形氣體通道，所述徑向環(huán)形擋板靠近葉輪的一端與主進(jìn)氣道側(cè)壁之間設(shè)置有進(jìn)氣機(jī)閘通道，所述徑向環(huán)形擋板遠(yuǎn)離葉輪的另一端與軸向環(huán)形擋板內(nèi)側(cè)壁之間形成出氣機(jī)閘通道。本發(fā)明有效延遲了喘振極限的到來，提高壓力機(jī)的工作穩(wěn)定性。
【專利說明】一種新型的渦輪增壓器壓氣機(jī)機(jī)閘結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型的渦輪增壓器壓氣機(jī)機(jī)閘結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]渦輪增壓技術(shù)作為一種利用發(fā)動機(jī)工作所產(chǎn)生的廢氣驅(qū)動壓氣機(jī)壓縮空氣，在對發(fā)動機(jī)提供相同燃油量的前提下，提高燃油的燃燒效率，使發(fā)動機(jī)具備更好的動力輸出性能，且有效地降低由燃料燃燒不充分而造成的發(fā)動機(jī)尾氣排放污染物，減小了大氣污染。渦輪增壓器被廣泛地應(yīng)用在汽車、農(nóng)業(yè)機(jī)械和輪船等領(lǐng)域的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中，其需求量日益增力口。渦輪增壓器中的壓氣機(jī)性能最終決定著渦輪增壓器整機(jī)的性能，成為渦輪增壓器研究領(lǐng)域中的重點(diǎn)。渦輪增壓器壓氣機(jī)的性能評價指標(biāo)有:效率、壓比和流量范圍等，國內(nèi)外許多學(xué)者針對各項性能指標(biāo)進(jìn)行深入的研究，主要方法包括喘振性能分析、壓比特性曲線分析、效率特性曲線分析和內(nèi)部流場分析。在渦輪增壓器壓氣機(jī)的研究中，渦輪增壓器壓氣機(jī)的穩(wěn)定工作流量范圍影響著渦輪增壓器整體工作的穩(wěn)定性，在渦輪增壓器研究領(lǐng)域具有重要的研究意義。但是，當(dāng)前對于渦輪增壓器壓氣機(jī)流量范圍的研究主要集中在對現(xiàn)有渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并沒有提出一種能夠有效地改善渦輪增壓器壓氣機(jī)喘振性能和穩(wěn)定工作的流量范圍的有效結(jié)構(gòu)，因此很難很好地滿足市場對渦輪增壓器壓氣機(jī)在復(fù)雜工況下運(yùn)行的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題做出改進(jìn)，即本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、有效延遲喘振極限到來的新型的渦輪增壓器壓氣機(jī)。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種新型的渦輪增壓器壓氣機(jī)機(jī)閘結(jié)構(gòu)，包括機(jī)殼，所述機(jī)殼的主進(jìn)氣道周側(cè)壁上開設(shè)有環(huán)形凹槽，所述環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)置有徑向環(huán)形擋板，所述主進(jìn)氣道外端部設(shè)置有軸向環(huán)形擋板，所述軸向環(huán)形擋板、徑向環(huán)形擋板與環(huán)形凹槽周側(cè)壁之間形成機(jī)閘腔體，所述徑向環(huán)形擋板內(nèi)側(cè)壁與環(huán)形凹槽周側(cè)壁之間均勻設(shè)置有多個圓弧形導(dǎo)葉片，所述多個圓弧形導(dǎo)葉片將機(jī)閘腔體分隔成多個弧形氣體通道，所述徑向環(huán)形擋板靠近葉輪的一端與主進(jìn)氣道側(cè)壁之間設(shè)置有進(jìn)氣機(jī)閘通道，所述徑向環(huán)形擋板遠(yuǎn)離葉輪的另一端與軸向環(huán)形擋板內(nèi)側(cè)壁之間形成出氣機(jī)閘通道。
[0005]進(jìn)一步的，所述導(dǎo)葉片數(shù)目為葉輪葉片數(shù)目的I?2倍。
[0006]進(jìn)一步的，所述導(dǎo)葉片形狀為1/4圓弧.進(jìn)一步的，所述導(dǎo)葉片厚度為I?2mm。
[0007]進(jìn)一步的，所述導(dǎo)葉片首末兩端連線與葉輪轉(zhuǎn)軸夾角為20°?50°，其傾斜方向與葉輪中的葉片一致。
[0008]進(jìn)一步的，所述進(jìn)氣機(jī)閘通道、出氣機(jī)閘通道的開口處于同一水平面上。
[0009]進(jìn)一步的，所述進(jìn)氣機(jī)閘通道、出氣機(jī)閘通道的寬度一致，其寬度均為3?4_。
[0010]進(jìn)一步的，所述圓弧形導(dǎo)葉片首末兩端與進(jìn)氣機(jī)閘通道、出氣機(jī)閘通道位于同一水平線上。
[0011]進(jìn)一步的，所述機(jī)閘腔體的軸向距離為葉輪軸向距離1.2?1.3倍，所述機(jī)閘腔體的徑向距離為主進(jìn)氣道徑向距離的15%?20%。
[0012]進(jìn)一步的，所述機(jī)殼、導(dǎo)葉片、徑向環(huán)形擋板為一體鑄造而成，所述軸向環(huán)形擋板焊接在機(jī)殼上。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:(1)本發(fā)明能夠有效地改善壓氣機(jī)葉輪流場中的不穩(wěn)定流動情況和出現(xiàn)的喘振現(xiàn)象，具有延遲壓氣機(jī)喘振極限到來和擴(kuò)寬穩(wěn)定工作流量范圍的功能；(2)本發(fā)明使得壓氣機(jī)喘振極限流量降低10%?25%，流量寬度擴(kuò)寬10%?30% ；(3)本發(fā)明可以有效的控制葉輪流場中存在的分離流和葉頂隙中的逆流，能夠改善壓氣機(jī)中的不穩(wěn)定流動，能夠有效地減小壓氣機(jī)因喘振而造成的疲勞受損，提高了渦輪增壓器的使用壽命和各項性能指標(biāo)；(4)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，易于鑄造、加工和安裝，很好地滿足了市場對渦輪增壓器動力性能和舒適性的要求，滿足了車用渦輪增壓器對多工況、寬流量范圍的要求。
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明實施例的使用狀態(tài)剖視圖。
[0016]圖2為本發(fā)明實施例的俯視示意圖。
[0017]圖3為本發(fā)明實施例的機(jī)閘結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0018]圖4為本發(fā)明實施例的使用狀態(tài)側(cè)視圖。
[0019]圖5為本發(fā)明實施例的機(jī)閘結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
[0020]圖6為本發(fā)明實施例的機(jī)閘結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中:1-機(jī)殼，2-主進(jìn)氣道，3-環(huán)形凹槽，4-徑向環(huán)形擋板，5-軸向環(huán)形擋板，6-機(jī)閘腔體，7-導(dǎo)葉片，8-氣體通道，9-葉輪，10-進(jìn)氣機(jī)閘通道，11-出氣機(jī)閘通道。

【具體實施方式】
[0022]如圖f 2所示，一種新型的渦輪增壓器壓氣機(jī)機(jī)閘結(jié)構(gòu)，包括機(jī)殼1，所述機(jī)殼I的主進(jìn)氣道2周側(cè)壁上開設(shè)有環(huán)形凹槽3，所述環(huán)形凹槽3內(nèi)設(shè)置有徑向環(huán)形擋板4，所述主進(jìn)氣道2外端部設(shè)置有軸向環(huán)形擋板5，所述軸向環(huán)形擋板5、徑向環(huán)形擋板4與環(huán)形凹槽3周側(cè)壁之間形成機(jī)閘腔體6，所述徑向環(huán)形擋板4內(nèi)側(cè)壁與環(huán)形凹槽3周側(cè)壁之間均勻設(shè)置有多個圓弧形導(dǎo)葉片7，所述多個圓弧形導(dǎo)葉片7將機(jī)閘腔體6分隔成多個弧形氣體通道8，所述徑向環(huán)形擋板4靠近葉輪9的一端與主進(jìn)氣道2側(cè)壁之間設(shè)置有進(jìn)氣機(jī)閘通道10，所述徑向環(huán)形擋板4遠(yuǎn)離葉輪9的另一端與軸向環(huán)形擋板5內(nèi)側(cè)壁之間形成出氣機(jī)閘通道11。
[0023]在本實施例中，所述導(dǎo)葉片7數(shù)目為葉輪9葉片數(shù)目的I?2倍；所述導(dǎo)葉片7形狀為1/4圓弧；所述導(dǎo)葉片7厚度為I?2mm ;所述導(dǎo)葉片7首末兩端連線與葉輪9轉(zhuǎn)軸夾角為20°?50°，其傾斜方向與葉輪9中的葉片一致。
[0024]在本實施例中，所述進(jìn)氣機(jī)閘通道10、出氣機(jī)閘通道11的開口處于同一水平面上；所述進(jìn)氣機(jī)閘通道10、出氣機(jī)閘通道11的寬度一致，其寬度均為3?4_。
[0025]在本實施例中，所述圓弧形導(dǎo)葉片7首末兩端與進(jìn)氣機(jī)閘通道10、出氣機(jī)閘通道11位于同一水平線上。
[0026]在本實施例中，所述機(jī)閘腔體6的軸向距離為葉輪9軸向距離1.2?1.3倍，所述機(jī)閘腔體6的徑向距離為主進(jìn)氣道2徑向距離的15%?20%。
[0027]在本實施例中，所述機(jī)殼1、導(dǎo)葉片7、徑向環(huán)形擋板4為一體鑄造而成，將軸向環(huán)形擋板5壓緊在主進(jìn)氣道2外端部。
[0028]本發(fā)明的工作過程如下:渦輪增壓器壓氣機(jī)工作，當(dāng)渦輪增壓器壓氣機(jī)工作在喘振極限附近時，葉輪9流場中的部分高速旋轉(zhuǎn)的氣體從進(jìn)氣機(jī)閘通道10進(jìn)入弧形氣體通道8由出氣機(jī)閘通道11再次進(jìn)入主進(jìn)氣道2 ;進(jìn)入機(jī)閘腔體6內(nèi)的氣體在圓弧形導(dǎo)葉片7的引導(dǎo)下合理地控制了機(jī)閘腔體6內(nèi)氣流的旋轉(zhuǎn)動能，最后從出氣機(jī)閘通道11重新回到主進(jìn)氣道2中，該過程使得壓氣機(jī)喘振極限流量降低10%?25%，流量寬度擴(kuò)寬10%?30% ;并且可以有效的控制葉輪9流場中存在的分離流和葉頂隙中的逆流，能夠改善壓氣機(jī)中的不穩(wěn)定流動，能夠有效地減小壓氣機(jī)因喘振而造成的疲勞受損，提高了渦輪增壓器的使用壽命和各項性能指標(biāo)。
[0029]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種新型的渦輪增壓器壓氣機(jī)機(jī)閘結(jié)構(gòu)，包括機(jī)殼，其特征在于:所述機(jī)殼的主進(jìn)氣道周側(cè)壁上開設(shè)有環(huán)形凹槽，所述環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)置有徑向環(huán)形擋板，所述主進(jìn)氣道外端部設(shè)置有軸向環(huán)形擋板，所述軸向環(huán)形擋板、徑向環(huán)形擋板與環(huán)形凹槽周側(cè)壁之間形成機(jī)閘腔體，所述徑向環(huán)形擋板內(nèi)側(cè)壁與環(huán)形凹槽周側(cè)壁之間均勻設(shè)置有多個圓弧形導(dǎo)葉片，所述多個圓弧形導(dǎo)葉片將機(jī)閘腔體分隔成多個弧形氣體通道，所述徑向環(huán)形擋板靠近葉輪的一端與主進(jìn)氣道側(cè)壁之間設(shè)置有進(jìn)氣機(jī)閘通道，所述徑向環(huán)形擋板遠(yuǎn)離葉輪的另一端與軸向環(huán)形擋板內(nèi)側(cè)壁之間形成出氣機(jī)閘通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的渦輪增壓器壓氣機(jī)機(jī)閘結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述導(dǎo)葉片數(shù)目為葉輪葉片數(shù)目的I?2倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種新型的渦輪增壓器壓氣機(jī)機(jī)閘結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述導(dǎo)葉片形狀為1/4圓弧。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種新型的渦輪增壓器壓氣機(jī)機(jī)閘結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述導(dǎo)葉片厚度為I?2mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種新型的渦輪增壓器壓氣機(jī)機(jī)閘結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述導(dǎo)葉片首末兩端連線與葉輪轉(zhuǎn)軸夾角為20°?50°，其傾斜方向與葉輪中的葉片一致。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的渦輪增壓器壓氣機(jī)機(jī)閘結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述進(jìn)氣機(jī)閘通道、出氣機(jī)閘通道的開口處于同一水平面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種新型的渦輪增壓器壓氣機(jī)機(jī)閘結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述進(jìn)氣機(jī)閘通道、出氣機(jī)閘通道的寬度一致，其寬度均為3?4_。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的渦輪增壓器壓氣機(jī)機(jī)閘結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述圓弧形導(dǎo)葉片首末兩端與進(jìn)氣機(jī)閘通道、出氣機(jī)閘通道位于同一水平線上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的渦輪增壓器壓氣機(jī)機(jī)閘結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述機(jī)閘腔體的軸向距離為葉輪軸向距離1.2?1.3倍，所述機(jī)閘腔體的徑向距離為主進(jìn)氣道徑向距離的15%?20%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的渦輪增壓器壓氣機(jī)機(jī)閘結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述機(jī)殼、導(dǎo)葉片、徑向環(huán)形擋板為一體鑄造而成。
【文檔編號】F04D29/40GK104265687SQ201410496685
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月25日
【發(fā)明者】朱光宇, 陳旭斌, 楊志鋒 申請人:福州大學(xué)