[實用新型]一種可變幾何蝸殼裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220124305.X
• 申請日: 2012-03-29
• 公開（公告）號: CN202500622U
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發(fā)明（設計）人: 王航;王艷霞;范厚傳;袁道軍;宋麗華;曹懷瑞
• 申請（專利權(quán)）人: 康躍科技股份有限公司
• 主分類號: F01D25/24
• 分類號: F01D25/24;F02B37/16
• 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(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種蝸殼裝置，具體地說是涉及一種根據(jù)發(fā)動機不同工況而調(diào)節(jié)蝸殼臨界面積，以滿足發(fā)動機各工況性能要求，主要用于改善發(fā)動機中等轉(zhuǎn)速下的性能要求的可變幾何蝸殼裝置，屬于內(nèi)燃機增壓領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，隨著排放法規(guī)的日益嚴格，渦輪增壓技術(shù)受到越來越多的重視。渦輪增壓技術(shù)在基本不消耗發(fā)動機有效功的前提下，利用發(fā)動機排出的廢氣能量推動渦輪做功，并通過壓氣機對發(fā)動機進氣進行增壓；另外，渦輪機具有降低發(fā)動機排放噪音的作用。因此，渦輪增壓技術(shù)已成為應對能源危機和滿足排放標準的技術(shù)手段之一。

傳統(tǒng)的帶廢氣旁通閥的渦輪增壓器（WGT），當發(fā)動機處于高工況時通過打開廢氣旁通閥使高溫廢氣排出，即一種外部放氣措施，實現(xiàn)增壓器的轉(zhuǎn)速降低，避免增壓過度。但在大部分工況下，廢氣旁通閥式蝸殼并沒有實現(xiàn)與發(fā)動機的有效匹配。

目前，雙流道渦輪增壓器（DLP）結(jié)構(gòu)得到了很大發(fā)展，專利CN101949326A公開了一種可變截面雙流道進氣渦輪結(jié)構(gòu)，如圖1所示，該結(jié)構(gòu)包括渦輪蝸殼1，渦輪蝸殼1內(nèi)設有蝸殼進氣流道2，蝸殼進氣流道2內(nèi)設有中間壁3，所述中間壁3將蝸殼進氣流道2分隔成蝸殼進氣小流道4和蝸殼進氣大流道5，所述中間壁3上靠近蝸殼進氣流道2的進口的位置設有旁通口6，在旁通口6上安裝有進氣調(diào)節(jié)閥門7，所述進氣調(diào)節(jié)閥門7與進氣調(diào)節(jié)控制機構(gòu)8傳動連接。發(fā)動機中、高速工況下，進氣調(diào)節(jié)閥門7處于開啟狀態(tài)（進氣調(diào)節(jié)閥門位置如圖1虛線所示），此時蝸殼進氣小流道4和蝸殼進氣大流道5一起工作；發(fā)動機低速工況下，進氣調(diào)節(jié)閥門7處于關(guān)閉狀態(tài)（進氣調(diào)節(jié)閥門位置如圖1實線所示），此時僅蝸殼進氣小流道4處于工作狀態(tài)。此結(jié)構(gòu)特點是在發(fā)動機任何工況下，渦輪蝸殼喉口處的臨界面I是固定不變的，即是通過一種內(nèi)部放氣方式實現(xiàn)變截面的功能。

因此，希望設計一種在渦輪蝸殼喉口處的臨界面是可變的，從而實現(xiàn)特征截面可變功能的可變幾何蝸殼裝置，主要用于改善發(fā)動機中等轉(zhuǎn)速下的性能要求,提高發(fā)動機低速工況的進氣量和效率,提升發(fā)動機高工況下的增壓比，滿足發(fā)動機各個工況下的性能要求。

實用新型內(nèi)容

本實用新型要解決的問題是針對傳統(tǒng)的帶廢氣旁通閥的渦輪增壓器（WGT）及目前雙流道渦輪增壓器（DLP）所設計的渦輪蝸殼喉口處臨界面不變的特點，提供一種渦輪蝸殼喉口處臨界面可變的可變幾何蝸殼裝置。

為了解決上述問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案：

一種可變幾何蝸殼裝置，包括渦輪蝸殼，所述渦輪蝸殼內(nèi)設有蝸殼進氣流道，所述渦輪蝸殼上設有與蝸殼進氣流道相連通的蝸殼進氣口；

所述蝸殼進氣流道內(nèi)設有第一氣動隔板，所述第一氣動隔板將蝸殼進氣流道間隔為蝸殼進氣內(nèi)流道和蝸殼進氣外流道；

在所述蝸殼進氣外流道內(nèi)設有第二氣動隔板，所述第二氣動隔板將蝸殼進氣外流道間隔為第一分支流道和第二分支流道，所述第二分支流道位于所述第一分支流道的周向外側(cè)；

所述蝸殼進氣內(nèi)流道為常開進氣流道；

蝸殼進氣流道內(nèi)靠近蝸殼進氣口處設有控制第一分支流道和第二分支流道打開或關(guān)閉的進氣調(diào)節(jié)閥門；?

當發(fā)動機處于低速工況范圍時，進氣調(diào)節(jié)閥門關(guān)閉，將蝸殼進氣外流道關(guān)閉，蝸殼進氣內(nèi)流道處于單獨工作狀態(tài)，此時渦輪蝸殼喉口處的臨界面積為第一臨界面積；

當發(fā)動機處于中速工況范圍時，進氣調(diào)節(jié)閥門打開，所述進氣調(diào)節(jié)閥門的打開角度的范圍值為3～45度，此時將第一分支流道完全打開，蝸殼進氣內(nèi)流道和第一分支流道處于工作狀態(tài)，此時渦輪蝸殼喉口處的臨界面積為第二臨界面積；

當發(fā)動機處于高速工況范圍時，進氣調(diào)節(jié)閥門完全打開，將蝸殼進氣外流道完全打開，蝸殼進氣內(nèi)流道和蝸殼進氣外流道同時處于工作狀態(tài)，此時渦輪蝸殼喉口處的臨界面積為第三臨界面積；

第一臨界面積、第二臨界面積和第三臨界面積互不相等。

以下是本實用新型對上述方案的進一步改進：

所述蝸殼進氣外流道位于所述蝸殼進氣內(nèi)流道的周向外側(cè)，所述蝸殼進氣外流道的截面積大于所述蝸殼進氣內(nèi)流道的截面積。

進一步改進：所述第一分支流道的長寬比的比值范圍為0.5～10；所述第二分支流道的長寬比的比值范圍為0.5～10。

進一步改進：過渦輪蝸殼的中心平行于蝸殼進氣口平面且靠近蝸殼進氣口的截面為0度截面；

過渦輪蝸殼的中心垂直于0度截面且位于0度截面左側(cè)的截面為90度截面；

過渦輪蝸殼的中心平行于蝸殼進氣口平面且遠離蝸殼進氣口的截面為180度截面；