[發(fā)明專利]帶出氣約束結(jié)構(gòu)的集成式高效渦輪機(jī)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810334390.4
• 申請(qǐng)日: 2018-04-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108561188A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李延昭;張金明;李偉;邵同林;信效芬;劉永芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 康躍科技股份有限公司
• 主分類號(hào): F01D9/00
• 分類號(hào): F01D9/00;F01D25/24
• 代理公司: 濟(jì)南舜源專利事務(wù)所有限公司 37205
• 代理人: 李艷

本發(fā)明公開(kāi)了一種帶出氣約束結(jié)構(gòu)的集成式高效渦輪機(jī)，包括渦輪殼，渦輪殼內(nèi)設(shè)置有渦輪和出氣導(dǎo)流槽,出氣導(dǎo)流槽位于渦輪殼的出氣端,出氣導(dǎo)流槽能夠提高渦后壓力和增加渦后氣流的穩(wěn)定性；出氣導(dǎo)流槽的起始端靠近渦輪，終端向渦輪殼的出氣端延伸；且出氣導(dǎo)流槽的外徑由起始端向尾端逐漸變大。本發(fā)明的帶出氣約束結(jié)構(gòu)的集成式高效渦輪機(jī)，具有渦前壓力大，有助EGR的實(shí)現(xiàn)，渦后氣流穩(wěn)定，渦輪機(jī)效率高等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于渦輪增壓器上的渦輪機(jī)，尤其涉及一種帶出氣約束結(jié)構(gòu)的集成式高效渦輪機(jī)，并可應(yīng)用到固定截面、可變截面渦輪機(jī)，屬于內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

車用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍廣，渦輪增壓器受發(fā)動(dòng)機(jī)及增壓器特性的限制，難以在高、低速端均獲得最佳的匹配。如果按中高速端匹配，低速端增壓壓力不足，為了不使煙度排放性能等惡化，不得不限制供油量，從而犧牲了低速扭矩并影響整車低速駕駛性能。廢氣旁通渦輪增壓器正是針對(duì)解決柴油機(jī)低速動(dòng)力性不足而開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，它以低速端進(jìn)行最佳匹配，低速增壓壓力高，因此低速扭矩大，排放污染低，并通過(guò)旁通閥來(lái)解決由此產(chǎn)生的高速端增壓壓力過(guò)高的問(wèn)題，從而兼顧了高速端的性能。

廢氣旁通渦輪增壓器基本工作原理和一般的渦輪增壓器相同，但它多一個(gè)在渦輪進(jìn)口處的廢氣旁通閥以及受增壓壓力控制使其開(kāi)啟、關(guān)閉的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。從圖1可以看出，廢氣旁通閥門(mén)9與傳動(dòng)片10整體轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)推桿6與執(zhí)行器5（用支架4固定在增壓器殼體上）中彈簧的一端相連，執(zhí)行器5的另一端則通過(guò)膠管3與壓氣機(jī)2出口增壓壓力相通。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)7處于低速、低負(fù)荷時(shí)，增壓壓力低，廢氣旁通閥門(mén)9處于關(guān)閉狀態(tài)，執(zhí)行器5中的彈簧具有一定的預(yù)緊力。當(dāng)增壓壓力達(dá)到一定程度，足以克服彈簧預(yù)緊力并達(dá)到一定的力平衡時(shí)，作用力將通過(guò)推桿6、傳動(dòng)銷8、傳動(dòng)片10使廢氣旁通閥門(mén)9打開(kāi)，將進(jìn)入渦輪機(jī)1的部分廢氣經(jīng)旁通通道流入總排氣管，從而減少了流入動(dòng)力渦輪12的廢氣，減少進(jìn)入動(dòng)力渦輪12的能量，使轉(zhuǎn)速和增壓壓力隨之下降。

傳統(tǒng)的廢氣旁通渦輪增壓器上的渦輪機(jī)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2、圖3，包括渦輪殼11、隔熱罩14、動(dòng)力渦輪12、廢氣旁通閥門(mén)9、搖臂15、軸套13、傳動(dòng)片10、傳動(dòng)銷8、推桿6、執(zhí)行器5，增壓壓力通過(guò)執(zhí)行器5推動(dòng)推桿6，推桿6通過(guò)傳動(dòng)銷8推動(dòng)傳動(dòng)片10、搖臂15旋轉(zhuǎn)，搖臂15帶動(dòng)廢氣旁通閥門(mén)9開(kāi)啟和關(guān)閉。

為了與不同排量、功率的發(fā)動(dòng)機(jī)匹配，一個(gè)系列的渦輪增壓器都要匹配多個(gè)不同的渦輪機(jī)，特別是針對(duì)道路國(guó)5、國(guó)6及非道路國(guó)3、國(guó)4排放水平的發(fā)動(dòng)機(jī)，后處理系統(tǒng)阻力差異較大，需要匹配不同流通特性的渦輪機(jī)，在做性能試驗(yàn)匹配時(shí)，受制于模具造價(jià)，不可能加工太多的渦輪殼進(jìn)行精細(xì)匹配，達(dá)不到性能的最優(yōu)。另外，隨著現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)排放要求的提高，逐漸過(guò)渡到道路國(guó)6、非道路國(guó)4排放，經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)（比油耗）不斷降低，對(duì)增壓器的流量和壓比要求更加嚴(yán)格，要求渦輪機(jī)效率更高。如何提高渦輪殼模具通用性、改善渦輪機(jī)效率成為亟需解決的增壓器匹配難題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種帶出氣約束結(jié)構(gòu)的集成式高效渦輪機(jī)，具有渦前壓力大，有助EGR的實(shí)現(xiàn)，渦后氣流穩(wěn)定，渦輪機(jī)效率高等優(yōu)點(diǎn)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

帶出氣約束結(jié)構(gòu)的集成式高效渦輪機(jī)，包括渦輪殼，所述渦輪殼內(nèi)設(shè)置有渦輪和出氣導(dǎo)流槽, 所述出氣導(dǎo)流槽位于所述渦輪殼的出氣端, 出氣導(dǎo)流槽能夠提高渦后壓力和增加渦后氣流的穩(wěn)定性。

作為一種改進(jìn)，所述出氣導(dǎo)流槽的起始端靠近渦輪，終端向渦輪殼的出氣端延伸；且出氣導(dǎo)流槽的外徑由起始端向尾端逐漸變大。

作為一種改進(jìn)，所述出氣導(dǎo)流槽的外輪廓線由一曲線回轉(zhuǎn)而成，所述曲線包括位于起始端的豎直的第一直線和位于終端的水平的第二直線，所述第一直線和第二直線間通過(guò)一端橢圓弧連接；所述第一直線和橢圓弧間通過(guò)第一圓弧光滑過(guò)渡，所述第二直線和橢圓弧間通過(guò)第二圓弧光滑過(guò)渡。