[實用新型]一種復合動力軸徑流壓氣機

有效

• 申請號: 201720525151.8
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN207048858U
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 馬超;李季;王航;王焱;李永泰;王澄宇;李成;袁道軍
• 申請（專利權）人: 大連依勒斯渦輪增壓技術有限公司
• 主分類號: F02B37/04
• 分類號: F02B37/04;F02B37/24;F04D25/16;F04D29/54;F04D29/56;F04D29/66
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 羅滿

技術領域

本實用新型涉及葉輪機和內燃機技術領域，特別涉及一種復合動力軸徑流壓氣機。

背景技術

內燃機屬于往復式動力機械，運行范圍較為寬廣，而與內燃機匹配的渦輪增壓器離心壓氣機屬于旋轉機械，其高效運行范圍較窄。當增壓器與發動機匹配在低工況時，發動機處于高工況則增壓器離心壓氣機葉輪超速。當渦輪增壓器與發動機匹配在中高工況時，發動機低工況則增壓能力不足，發動機運行經濟性差，扭矩不足，瞬態響應性差，這是渦輪增壓發動機一直以來的缺點。

因而，許多新型增壓技術應運而生，其中一種較好的方案為采用軸徑流渦輪增壓技術。傳統的軸徑流渦輪增壓器是由航空渦軸發動機技術衍變而來的，其中包括軸徑流壓氣機，即在徑流式壓氣機前加一級軸流壓氣機，把高壓比合理的分配到兩級壓氣機上去，可以在低輪周速度下達到預期高壓比，以滿足低速扭矩和高工況高壓比的要求。然而，由于該增壓器的渦輪特性沒有變，壓氣機端通過一根渦輪轉軸帶動軸流壓氣機和徑流壓氣機，低工況瞬態響應性較差。

因此，如何滿足增壓器低工況的低速大扭矩、快速響應性、高增壓壓力的要求，同時保證高工況高壓比，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種復合動力軸徑流壓氣機，能夠滿足增壓器的低速大扭矩、快速響應性的要求，同時能夠保證高工況高壓比，且具有緊湊性和控制靈活等特點。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種復合動力軸徑流壓氣機，包括一級由電動機驅動的軸流壓氣機和一級由渦輪增壓器驅動的徑流壓氣機，所述軸流壓氣機與所述徑流壓氣機沿軸向依次設置，所述軸流壓氣機連接于電動機，所述徑流壓氣機連接于所述渦輪增壓器的增壓器主軸。

優選地，所述軸流壓氣機中沿軸向且朝向所述徑流壓氣機的方向依次包括可調IGV預旋導葉、一級軸流動葉柵和一級軸流靜葉柵，所述可調IGV預旋導葉、所述一級軸流動葉柵和所述一級軸流靜葉柵依次連接，且所述軸流動葉柵連接于所述電動機。

優選地，所述徑流壓氣機包括徑流葉輪、葉輪罩、擴壓器和壓氣機蝸殼，所述徑流葉輪、所述擴壓器、所述壓氣機蝸殼沿徑向由內向外依次套設，所述葉輪罩罩設于所述徑流葉輪的外側且連接于所述壓氣機蝸殼，所述徑流葉輪連接于所述增壓器主軸。

優選地，所述可調IGV預旋導葉的外殼、所述軸流靜葉柵的外殼以及所述葉輪罩沿軸向依次設置，所述可調IGV預旋導葉的外殼與所述軸流靜葉柵的外殼之間在軸向上密封連接，所述軸流靜葉柵的外殼與所述葉輪罩之間設有用于氣體通過的通氣間隙。

優選地，還包括流量擴大環，所述流量擴大環包括用于套設于所述可調 IGV預旋導葉的外殼外側的環狀的連接壁和繞周向設于所述連接壁內側的葉片，所述葉輪罩包括沿徑向由內向外依次設置的內環壁和外環壁，且所述內環壁和所述外環壁相連，所述內環壁與所述軸流靜葉柵的外殼之間形成所述通氣間隙，所述外環壁與所述連接壁密封連接，所述葉片、所述可調IGV預旋導葉的外殼、所述軸流靜葉柵的外殼、所述內環壁、所述外環壁、所述連接壁之間形成機匣防喘結構。

優選地，所述流量擴大環還包括套設于所述連接壁外側的環狀的支撐壁，所述支撐壁與所述壓氣機蝸殼固定連接，且所述支撐壁、所述壓氣機蝸殼、所述外環壁、所述連接壁之間形成用于散熱的空腔。

本實用新型提供的復合動力軸徑流壓氣機中，軸流壓氣機由電動機單獨帶動，徑流壓氣機由增壓器主軸帶動。軸流壓氣機與徑流壓氣機之間的氣流匹配可以通過電動機的轉速靈活調節。

發動機低工況時，渦輪增壓器動力不足，轉速降低，增壓能力較弱。此時，通過電動機直接驅動軸流壓氣機實現增壓，增壓壓力主要來源于軸流壓氣機，以滿足發動機低工況增壓壓力的需求，同時，電動機驅動軸流壓氣機不受發動機工況影響，可以提高發動機快速響應性。發動機高工況時，軸流壓氣機通過電動機驅動實現一級增壓，此時，渦輪增壓器轉速較高，通過增壓器主軸帶動徑流壓氣機實現二級增壓，以滿足發動機高工況的高增壓需求。

可見，此種復合動力軸徑流壓氣機中，軸流壓氣機與徑流壓氣機依次由電動機和增壓器主軸分別驅動做功，能夠滿足增壓器滿足發動機的低速大扭矩、高增壓壓力和快速響應性需求，電動機驅動的軸流壓氣機控制更為靈活，可以使轉速提高，增大進入徑流壓氣機中的氣流，同時，在高工況時可以實現二級增壓，提高發動機高工況時所需的高增壓壓力，且具有緊湊性的優勢，從而保證配備該復合動力軸徑流壓氣機的增壓器滿足柴油機全工況的匹配需求。

附圖說明