[實(shí)用新型]一種具有消音功能的渦輪增壓器壓氣機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820019755.6
• 申請(qǐng)日: 2008-04-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201196170Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王航;李延昭;郭錫祿;李永泰;郭倫海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 壽光市康躍增壓器有限公司
• 主分類號(hào): F04D29/66
• 分類號(hào): F04D29/66;F04D17/10;F15B3/00
• 代理公司: 濟(jì)南舜源專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 李江

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及高轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)采用的一種廢氣渦輪增壓器，具體的說(shuō)涉及一種能夠有效調(diào)整增壓后氣體的流速和流向，降低氣流速度和氣體噪音的一種具有消音功能的渦輪增壓器壓氣機(jī)，屬于內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著國(guó)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和排放法規(guī)的日益嚴(yán)格，發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓技術(shù)得到了迅速普及。近年來(lái)，發(fā)動(dòng)機(jī)尤其是柴油機(jī)增壓率大幅度提高。但受渦輪增壓器結(jié)構(gòu)和匹配特性的制約，在高轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)增壓方面遇到了一些新的行業(yè)難題，其中增壓以后氣體的氣動(dòng)噪音已經(jīng)成為用戶比較關(guān)注和急需解決的問(wèn)題。尤其是車用渦輪增壓器在工況變化范圍較大的情況下，增壓氣體的壓力波動(dòng)大，導(dǎo)致某些工況下增壓器產(chǎn)生氣動(dòng)噪音。

如圖1所示，渦輪增壓器(3)的壓氣機(jī)部分包括壓氣機(jī)葉輪(9)、氣體擴(kuò)壓通道(11)、壓氣機(jī)殼(10)三部分，在正常工作下壓氣機(jī)葉輪(9)在渦輪轉(zhuǎn)子(13)的帶動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)從壓氣機(jī)進(jìn)口(8)吸入潔凈的空氣進(jìn)行離心壓縮，壓縮后的高速增壓氣體從壓氣機(jī)葉輪出口(7)處進(jìn)入氣體擴(kuò)壓通道(11)，動(dòng)能開(kāi)始轉(zhuǎn)化為壓力能，同時(shí)氣體在氣體擴(kuò)壓通道(11)的約束下進(jìn)入壓氣機(jī)殼流道(12)，如圖2、圖3所示，增壓氣體在壓氣機(jī)殼流道(12)中匯集后通過(guò)壓氣機(jī)殼出口(14)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管道(4)，然后經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的進(jìn)氣總管(5)送入汽缸(6)參與燃燒。

渦輪增壓器增壓以后氣體流速很高，有時(shí)能夠達(dá)到超音速水平。已知的渦輪增壓器壓氣機(jī)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)和布局等原因，從氣體擴(kuò)壓通道(11)中進(jìn)入壓氣機(jī)殼流道(12)的壓縮氣體流速仍然很高，氣體在流動(dòng)過(guò)程中在壓氣機(jī)殼流道(12)以及發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管道(4)中仍然具有很高的流速和膨脹做功能力，導(dǎo)致增壓氣體損失增大，溫度上升。更嚴(yán)重的是高速增壓氣體在流動(dòng)過(guò)程中容易發(fā)生氣體擾流現(xiàn)象，產(chǎn)生明顯的氣動(dòng)噪音。這種現(xiàn)象在許多高轉(zhuǎn)速增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，如高檔乘用車柴油機(jī)、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中尤為明顯。

在目前階段，對(duì)于一些升功率較高的增壓非中冷發(fā)動(dòng)機(jī)，因?yàn)閴簹鈾C(jī)出氣管(14)后的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管道(4)長(zhǎng)度較短，氣體擾流導(dǎo)致的氣動(dòng)噪音尤為明顯。主要因?yàn)闇u輪增壓器壓氣機(jī)出氣管(14)后的氣體流速高，增壓壓力不穩(wěn)定，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的各個(gè)汽缸(6)的進(jìn)、排氣門(mén)的開(kāi)閉動(dòng)作影響到壓氣機(jī)后的氣體流動(dòng)，產(chǎn)生倒排氣現(xiàn)象，發(fā)動(dòng)機(jī)噪音加大。

因此，希望設(shè)計(jì)一種能夠起到氣動(dòng)消音效果的壓氣機(jī)，來(lái)解決高轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)以及高升功率發(fā)動(dòng)機(jī)增壓以后氣體的氣動(dòng)噪音問(wèn)題。通過(guò)壓氣機(jī)對(duì)增壓氣體的流動(dòng)導(dǎo)向，充分實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)氣體擴(kuò)壓、降低流速的目的。從而降低與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配過(guò)程中產(chǎn)生的氣動(dòng)噪音。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的問(wèn)題是針對(duì)渦輪增壓器壓氣機(jī)結(jié)構(gòu)中對(duì)增壓氣體流動(dòng)控制的局限性，提供一種具有消音功能的渦輪增壓器壓氣機(jī)，能夠有效解決增壓氣體氣動(dòng)噪音問(wèn)題和改善與高速發(fā)動(dòng)機(jī)尤其是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)匹配中增壓氣體擴(kuò)壓效率問(wèn)題。

為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種具有消音功能的渦輪增壓器壓氣機(jī)，包括壓氣機(jī)葉輪、氣體擴(kuò)壓通道、壓氣機(jī)殼，所述壓氣機(jī)殼上設(shè)有出氣管，其特征是：所述出氣管上設(shè)有壓氣機(jī)消音器。

以下是本實(shí)用新型對(duì)上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

所述壓氣機(jī)消音器包括與出氣管一體連接的壓氣機(jī)出口殼體和安裝在壓氣機(jī)出口殼體內(nèi)的氣流調(diào)節(jié)裝置。

所述氣流調(diào)節(jié)裝置包括與出氣管連通的壓氣機(jī)出氣接管，壓氣機(jī)出氣接管內(nèi)具有氣流主通道，壓氣機(jī)出氣接管的外圓周上設(shè)有環(huán)形的消音隔壁，所述消音隔壁與壓氣機(jī)出口殼體之間形成密封的消音腔，所述壓氣機(jī)出氣接管的管壁上設(shè)有連通消音腔和氣流主通道的消音腔氣流通道。

所述的增壓以后的氣體通過(guò)氣流主通道時(shí)通過(guò)分布在流道周邊的消音腔氣流通道進(jìn)行氣體消音。

所述消音隔壁包括第一消音隔壁、第二消音隔壁，所述第一消音隔壁與壓氣機(jī)出口殼體之間形成密封的第一消音腔，所述第二消音隔壁與壓氣機(jī)出口殼體之間形成密封的第二消音腔。

根據(jù)消音需要，消音腔內(nèi)可以填充消音材料以提高氣體消音效果，氣流調(diào)節(jié)裝置根據(jù)消音需要在軸向位置設(shè)立多級(jí)消音腔，但考慮到壓力損失問(wèn)題，建議中低壓渦輪增壓器消音級(jí)數(shù)不大于三級(jí)。氣流調(diào)節(jié)裝置在氣體流動(dòng)方向上有氣體主流動(dòng)通道，在徑向上與壓氣機(jī)出口空腔組單級(jí)或多級(jí)消音腔實(shí)現(xiàn)增壓氣體的消音功能。

為減少氣體損失，所述連通第一消音腔的消音腔氣流通道的截面積小于連通第二消音腔的消音腔氣流通道的截面積。

為方便加工，所述消音腔氣體通道的截面為圓形或矩形。