[實用新型]一種可變流道的脈沖增壓渦輪機裝置

有效

• 申請號: 201120404516.4
• 申請日: 2011-10-21
• 公開（公告）號: CN202266328U
• 公開（公告）日: 2012-06-06
• 發明（設計）人: 王航;王艷霞;袁道軍;朱智富;李永泰;宋麗華;信效芬;張金明
• 申請（專利權）人: 康躍科技股份有限公司
• 主分類號: F02B37/22
• 分類號: F02B37/22;F01D25/24;F01D9/02
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 李江

技術領域

本實用新型涉及一種內燃機增壓裝置，具體地說涉及一種能夠有效兼顧發動機高低速增壓需求，流道截面積不等的用于車用渦輪增壓器的可變流道的脈沖渦輪機裝置，屬于內燃機技術領域。

背景技術

隨著國家排放法規的日益嚴格及對發動機性能需求的不斷提升，對車用渦輪增壓器的性能提出了更高的要求。人們對于能夠兼顧發動機高低速性能的發動機增壓器的需求越來越強烈，為了滿足發動機全工況范圍內的性能要求，可變幾何渦輪增壓技術受到越來越多的重視，其中可變流道渦輪技術因其結構簡單、可靠性好等優點得到了更為廣泛的應用，成為了國內外研發的重點。

為了適應發動機高低負荷排氣性能，提升渦輪機效率，在雙流道渦輪機基礎上開發了多種可變截面渦輪機結構，但傳統的可變截面渦輪機和與之相匹配的發動機排氣管往往獨立設計，匹配在一起性能勢必受到影響，傳統的可變截面渦輪機閥門設置在蝸殼內部，閥門處會造成較大的氣動損失，同時傳統的可變截面渦輪機蝸殼由于流道較少在與多缸機匹配時，合理組織發動機排氣脈沖的能力受到制約，因此，該設計沒有實現工程化和產品化。

為此，渦輪增壓行業不得不開發了昂貴，結構復雜，在中間工作區域效率較高，而在小流量以及大流量兩端工作效率較低的VNT（可變無葉噴嘴渦輪增壓器）以滿足發動機的性能要求。但是，通過多年的應用，發動機公司普遍反應VNT增壓器成本高，故障率高，增壓器低速效率不好，希望能夠解決該類型增壓器存在的問題。

專利CN2010102428627公開了一種可變流道的脈沖增壓渦輪機裝置，但是此裝置的外流道結構與進口導向管形狀變化較大，造成一定效率損失，同時由于無葉噴嘴空間狹小，使得工作效率圈只能偏向于某些設計工況點，高效工作區間受到限制，控制閥門流量特性與效率特性因閥門結構受到限制，不能完全獲得全工況高效特性。

因此，本實用新型希望從系統角度設計一種在發動機高低工況下均能有效組織排氣脈沖，充分利用發動機廢氣能量的高效、高性能可變流道的脈沖渦輪機系統，來解決傳統可變截面渦輪機結構、VNT結構及專利CN2010102428627所存在的一個或多個問題。

實用新型內容

本實用新型要解決的問題是要提供一種能夠在發動機高低工況下均能有效組織利用發動機排氣脈沖能量的可變流道的脈沖增壓渦輪機裝置。

為了解決上述問題,本實用新型采用的技術方案是：

一種可變流道的脈沖增壓渦輪機裝置，包括蝸殼，蝸殼上設有進氣口和出氣口，蝸殼內安裝有渦輪葉輪，在渦輪葉輪上安裝有渦輪軸，所述蝸殼內部設有流道，所述流道靠近渦輪葉輪的位置設有與流道連通的無葉噴嘴，在所述流道內設有中間隔板，所述中間隔板將流道分隔成左側流道和右側流道：在左側流道和右側流道內分別設有弧形的氣動隔板；所述氣動隔板的一端為固定端，與中間隔板固接，另一端為導流出氣端，設置在靠近無葉噴嘴的位置處。

以下是本實用新型對上述方案的進一步改進：

所述氣動隔板位于蝸殼內流道中的內壁面在靠近無葉噴嘴處的徑向距離為5-10mm，以誘導氣流順利進入渦輪葉輪。

進一步改進：所述中間隔板的出氣端到無葉噴嘴出口位置的距離小于氣動隔板導流出氣端到無葉噴嘴出口的距離，以使氣流順利進入無葉噴嘴段。

進一步改進：所述氣動隔板、中間隔板與蝸殼一體鑄造成型。

進一步改進：位于左側流道內的氣動隔板將左側流道分隔成蝸殼左側外流道和蝸殼左側內流道；

位于右側流道內的氣動隔板將右側流道分隔成蝸殼右側外流道和蝸殼右側內流道；

所述蝸殼左側外流道、蝸殼左側內流道、蝸殼右側內流道和蝸殼右側外流道分別與無葉噴嘴連通。

所述氣動隔板的設計符合空氣動力學的特殊要求，氣動隔板與蝸殼內壁一樣在流向方向上呈漸縮型。氣動隔板截面的內壁弧線和外壁弧線均與蝸殼截面的內壁弧線形狀相近。

進一步改進：

所述蝸殼左側外流道、蝸殼左側內流道、蝸殼右側內流道及蝸殼右側外流道是并排布置在蝸殼內。

進一步改進：

所述蝸殼左側內流道的截面積小于蝸殼左側外流道的截面積；

所述蝸殼右側內流道的截面積小于蝸殼右側外流道的截面積；

蝸殼左側內流道和蝸殼右側內流道截面積之和與蝸殼左側外流道、蝸殼左側內流道、蝸殼右側內流道、蝸殼右側外流道的總截面積之比為1/4-1/2。

進一步改進：