[其他]廢氣渦輪增壓器渦輪機

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86100943
• 申請日: 1986-02-20
• 公開（公告）號: CN86100943A
• 公開（公告）日: 1986-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 烏爾里克·林西
• 申請（專利權(quán)）人: 布朗-波維里公司
• 主分類號: F02C6/12
• 分類號: F02C6/12;F01D17/14;F02B41/10;F02B37/02
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 曹永來,章社杲

本發(fā)明是關(guān)于內(nèi)燃機的廢氣渦輪增壓器。該內(nèi)燃機具有以下所述型式。即內(nèi)燃機的廢氣渦輪增壓器中有一個帶葉片的導(dǎo)流裝置，它裝在渦輪轉(zhuǎn)動葉片的進氣端，由主導(dǎo)流環(huán)7和輔助導(dǎo)流環(huán)8組成。兩導(dǎo)流環(huán)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(dǎo)流環(huán)8中的廢氣流。

在內(nèi)燃機中，廢氣渦輪增壓器是用于提高內(nèi)燃機的功率。在許多有變速發(fā)動機的應(yīng)用領(lǐng)域（例如船舶、車輛用發(fā)動機）總希望在部分速度時升壓壓力高。為了使部分負(fù)載下比全負(fù)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(fù)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(xiàn)部分負(fù)載下增壓壓力有相對提高的另一種可行辦法是采用可調(diào)節(jié)的渦輪導(dǎo)葉。這些導(dǎo)葉能使渦輪在全負(fù)載下采用大的橫截面，而在部分負(fù)載下采用小的橫截面。這種解決辦法的缺點是要調(diào)節(jié)無數(shù)的導(dǎo)葉（如18-36片導(dǎo)葉），這在機械上是很復(fù)雜的。尤其是當(dāng)渦輪增壓器是由以重油為燃料的柴油發(fā)動機的廢氣來驅(qū)動時其調(diào)節(jié)操作可靠性差。因為艱硬的煙塵顆粒有磨蝕可移動導(dǎo)葉的危險，或者不完全燃燒的燃料顆粒會存積在導(dǎo)葉上阻礙導(dǎo)葉的移動。

從聯(lián)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(zhuǎn)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(dǎo)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(dǎo)葉間裝有一個軸向可調(diào)的環(huán)形滑動裝置。但這種結(jié)構(gòu)在部分負(fù)載時，廢氣流會流向轉(zhuǎn)動葉片的葉梢，即流到廢氣流產(chǎn)生離心作用最大的點，因而會招致小流動橫截面被粘結(jié)上煙塵粒的潛在危險。

該結(jié)構(gòu)也設(shè)計有不致產(chǎn)生分離的環(huán)形滑動裝置的端面，當(dāng)設(shè)計是根據(jù)可變廢氣流設(shè)計時，這種結(jié)構(gòu)可作為非最佳設(shè)計的折衷設(shè)計。

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

2.主導(dǎo)流環(huán)（7）的內(nèi)頂點輪廓線C₂基本上位于轉(zhuǎn)動葉片（6）的內(nèi)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(nèi)頂點輪廓線C₂與主導(dǎo)流環(huán)（7）出口端面的相交處，出口寬度B位于內(nèi)輪廓線C₁與主導(dǎo)流環(huán)（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。

本發(fā)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(fù)載下的增壓壓力。

可以看到，本發(fā)明的主要優(yōu)點是內(nèi)燃機在部分負(fù)載下，廢氣只經(jīng)由主導(dǎo)流環(huán)去驅(qū)動渦輪機。只有在全負(fù)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(jīng)由輔助導(dǎo)流環(huán)流向渦輪。輔助導(dǎo)流環(huán)與主導(dǎo)流環(huán)平行連接。由于主導(dǎo)流環(huán)相對于輔助導(dǎo)流環(huán)有更大的流動橫截面，且主導(dǎo)流環(huán)安裝在外流道，所以絕不會有煙塵粒粘結(jié)在流動橫截面上的任何更進一步的危險。此外，在靠近導(dǎo)葉附近處，沒有運動部件，所以不存在調(diào)節(jié)裝置產(chǎn)生粘結(jié)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(dǎo)葉和轉(zhuǎn)動葉片區(qū)域內(nèi)的調(diào)節(jié)裝置更方便易行。

本發(fā)明最佳實施例型式中，輔助導(dǎo)流環(huán)是這樣安裝的，即在部分負(fù)載時，封閉輔助導(dǎo)流環(huán)提供的流道，在渦輪機中的氣流實際上不受擾動。當(dāng)主導(dǎo)流環(huán)的內(nèi)頂點輪廓線（inner????meridian????Contor）基本上位于渦輪轉(zhuǎn)動葉片的內(nèi)頂點輪廓線的引伸延長線上時，仍可實現(xiàn)上述不受擾動的狀態(tài)。渦輪轉(zhuǎn)動葉片的內(nèi)輪廓線也可布置得稍偏一點，這一偏移是根據(jù)廢氣渦輪增壓器渦輪機設(shè)計而定。

用圖形圖解說明本發(fā)明的實施例。

這里圖1表示有主導(dǎo)流環(huán)、輔助導(dǎo)流環(huán)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(dǎo)流環(huán)各導(dǎo)葉和各轉(zhuǎn)動葉片的內(nèi)頂點輪廓線C₁，C₂位于不同位置。

為了盡快搞清楚本發(fā)明，不必要的各零件都予略去。箭頭表示廢氣流動方向。上兩圖中，同一零件用相同的件號表示。