[發明專利]廢氣渦輪增壓器渦輪機

無效

• 申請號: 86100943.6
• 申請日: 1986-02-20
• 公開（公告）號: CN1004818B
• 公開（公告）日: 1989-07-19
• 發明（設計）人: 烏爾里克·林西
• 申請（專利權）人: BBC勃朗勃威力有限公司
• 主分類號: F02C6/12
• 分類號: F02C6/12;F01D17/14
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 黃力行

本發明是關于內燃機的廢氣渦輪增壓器。該內燃機具有以下所述型式。即內燃機的廢氣渦輪增壓器中有一個帶葉片的導流裝置，它裝在渦輪轉動葉片的進氣端，由主導流環7和輔助導流環8組成。兩導流環互相分隔形成流道2和3，利用一個蝶閥4可控制流向輔助導流環8中的廢氣流。

在內燃機中，廢氣渦輪增壓器是用于提高內燃機的功率。在許多有變速發動機的應用領域（例如船舶、車輛用發動機）總希望在部分速度時升壓壓力高。為了使部分負載下比全負載下增壓壓力相對提高，人們已熟知各種解決辦法。例如采用特別狹窄流動橫截面的渦輪機，使增壓壓力高于整個操作壓力。為了確保全負載下的增壓壓力不超過容許值，或者將壓氣機后的部分增壓空氣放到大氣，或者將渦輪前的部分高能量廢氣放到大氣。這種解決辦法的缺點在于，放出高壓空氣或者廢氣，都會帶來同樣的影響，即會降低渦輪增壓器的效率，并增加燃料的消耗。

為了實現部分負載下增壓壓力有相對提高的另一種可行辦法是采用可調節的渦輪導葉。這些導葉能使渦輪在全負載下采用大的橫截面，而在部分負載下采用小的橫截面。這種解決辦法的缺點是要調節無數的導葉（如18-36片導葉），這在機械上是很復雜的。尤其是當渦輪增壓器是由以重油為燃料的柴油發動機的廢氣來驅動時其調節操作可靠性差。因為艱硬的煙塵顆粒有磨蝕可移動導葉的危險，或者不完全燃燒的燃料顆粒會存積在導葉上阻礙導葉的移動。

從聯邦德國專利DE2934041C2和DE3346472A1中，人們已熟知了各種廢氣渦輪機。這些渦輪機中的各個流道保證了氣流對各轉動葉片的載荷作用。不過，這些渦輪機全都安的是無葉片的導流裝置。

歐洲專利EP0093462A1中所介紹的渦輪機，為改變渦輪橫截面積，在渦輪分配器和渦輪導葉間裝有一個軸向可調的環形滑動裝置。但這種結構在部分負載時，廢氣流會流向轉動葉片的葉梢，即流到廢氣流產生離心作用最大的點，因而會招致小流動橫截面被粘結上煙塵粒的潛在危險。

該結構也設計有不致產生分離的環形滑動裝置的端面，當設計是根據可變廢氣流設計時，這種結構可作為非最佳設計的折衷設計。

本發明的目的是要在不損害渦輪機效率的條件下，降低一開頭就提及的廢氣渦輪增壓器在全負載下的增壓壓力。

本發明試圖對上述問題提出一種補救辦法，其特征在于：在廢氣渦輪增壓渦輪機中，

1.輔助導流環（8）布置在較之主導流環（7）小的安裝直徑上，蝶閥（4）安裝在輔助導流環（8）的進氣端;

2.主導流環（7）的內頂點輪廓線C₂基本上位于轉動葉片（6）的內頂點輪廓線C₁的引伸延長線上;

3.徑向開口寬度A是徑向開口寬度B的85%-110%，而A位于內頂點輪廓線C₂與主導流環（7）出口端面的相交處，出口寬度B位于內輪廓線C₁與主導流環（7）出口端面的相交處;

4.蝶閥（4）安裝在廢氣渦輪增壓器機殼的進氣口中。

可以看到，本發明的主要優點是內燃機在部分負載下，廢氣只經由主導流環去驅動渦輪機。只有在全負載下才開啟安裝在進氣端的蝶閥，借此使廢氣在蝶閥處分流，并使氣流經由輔助導流環流向渦輪。輔助導流環與主導流環平行連接。由于主導流環相對于輔助導流環有更大的流動橫截面，且主導流環安裝在外流道，所以絕不會有煙塵粒粘結在流動橫截面上的任何更進一步的危險。此外，在靠近導葉附近處，沒有運動部件，所以不存在調節裝置產生粘結危險的任何問題。另外，對位于進氣端的蝶閥的檢查和清潔工作比對安裝在導葉和轉動葉片區域內的調節裝置更方便易行。

本發明最佳實施例型式中，輔助導流環是這樣安裝的，即在部分負載時，封閉輔助導流環提供的流道，在渦輪機中的氣流實際上不受擾動。當主導流環的內頂點輪廓線（innermeridancontor）基本上位于渦輪轉動葉片的內頂點輪廓線的引伸延長線上時，仍可實現上述不受擾動的狀態。渦輪轉動葉片的內輪廓線也可布置得稍偏一點，這一偏移是根據廢氣渦輪增壓器渦輪機設計而定。

用圖形圖解說明本發明的實施例。

這里圖1表示有主導流環、輔助導流環和蝶閥的軸流式廢氣渦輪增壓器渦輪機，蝶閥安裝在進氣端。

圖2是與圖1類似的廢氣渦輪增壓器渦輪機，但主導流環各導葉和各轉動葉片的內頂點輪廓線C₁，C₂位于不同位置。