專利名稱：旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁式可調(diào)壓氣機(jī)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)增壓裝置，具體地說(shuō)涉及一種用于渦輪增壓器的高 效旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁可調(diào)壓氣機(jī)裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，發(fā)動(dòng)機(jī)升功率大幅度提高，渦輪增壓器的增壓壓縮比也在不斷提 升，但受渦輪增壓器結(jié)構(gòu)的制約，在增壓器壓氣機(jī)增壓效率方面遇到了一些新 的行業(yè)難題，高壓比工況下增壓器壓氣機(jī)端的流動(dòng)摩擦損失以及壓氣機(jī)葉片在 旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的配合間隙損失越來(lái)越多的制約了增壓器效率的提升。隨著增壓器 轉(zhuǎn)速的不斷升高，壓氣機(jī)葉輪前緣進(jìn)氣的相對(duì)速度和角度不斷加大，導(dǎo)致增壓 器流量受到結(jié)構(gòu)上的限制，增壓器與發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配難度增加。
如圖1所示，渦輪增壓器的壓氣機(jī)部分包括壓氣機(jī)殼l、壓氣機(jī)葉輪2、氣 體擴(kuò)壓通道9三個(gè)部分，在正常工作下壓氣機(jī)葉輪2在渦輪軸13的帶動(dòng)下高速 旋轉(zhuǎn)從壓氣機(jī)進(jìn)口 4吸入潔凈的空氣進(jìn)行離心壓縮，壓縮后的高速增壓氣體從 壓氣機(jī)葉輪出口 11處進(jìn)入氣體擴(kuò)壓通道9，動(dòng)能開(kāi)始轉(zhuǎn)化為壓力能，同時(shí)氣體 在氣體擴(kuò)壓通道9的約束下進(jìn)入壓氣機(jī)殼集氣流道14，然后通過(guò)與壓氣機(jī)殼1 的出氣端連接的管路送入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)部參與燃燒，增壓氣流在氣體擴(kuò)壓通 道9中流動(dòng)時(shí)，靠擴(kuò)壓通道擴(kuò)壓壁8和連接盤擴(kuò)壓壁10進(jìn)行徑向約束，同時(shí)在 擴(kuò)壓通道9中與擴(kuò)壓通道擴(kuò)壓壁8和連接盤擴(kuò)壓壁10產(chǎn)生摩擦阻力，降低了壓 氣機(jī)效率。
渦輪增壓器增壓為了滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的加速性、響應(yīng)性要求，需要以每分鐘幾 萬(wàn)轉(zhuǎn)、十幾萬(wàn)轉(zhuǎn)甚至更高的速度旋轉(zhuǎn)，已知的渦輪增壓器壓氣機(jī)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)和布 局等原因，壓氣機(jī)葉輪2的葉輪外輪廓面6與壓氣機(jī)殼1的壓殼進(jìn)氣內(nèi)輪廓面7必須保留一定的葉輪旋轉(zhuǎn)間隙al，確保壓氣機(jī)葉輪2在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)出現(xiàn)壓氣 機(jī)葉輪2的葉輪前緣外輪廓5與壓氣機(jī)殼1的壓殼進(jìn)氣內(nèi)輪廓面7發(fā)生摩擦， 避免增壓器磨損失效。為保證可靠運(yùn)轉(zhuǎn)，葉輪旋轉(zhuǎn)間隙al—般在0.4-0.8mm左 右，約占葉輪進(jìn)氣前緣3高度的4%-8%，從葉輪進(jìn)氣前緣3吸入壓氣機(jī)葉輪2中 的氣體，沿葉輪輪轂輪廓線12和壓殼進(jìn)氣內(nèi)輪廓7進(jìn)行離心壓縮流動(dòng)，在壓縮 過(guò)程中，從壓殼進(jìn)氣內(nèi)輪廓面7和葉輪外輪廓面6間形成的葉輪旋轉(zhuǎn)間隙al中 出現(xiàn)氣流的紊流過(guò)程，導(dǎo)致壓氣機(jī)效率快速下降。因此，希望葉輪旋轉(zhuǎn)間隙al 越小越好，直至形成高效率壓縮的零間隙狀態(tài)。
增壓器為了拓寬壓氣機(jī)的流量，采用了雙進(jìn)氣通道的壓氣機(jī)結(jié)構(gòu)，如圖2 所示，壓氣機(jī)殼1的進(jìn)氣端包括壓氣機(jī)進(jìn)口 4和壓氣機(jī)外流道進(jìn)口 16兩個(gè)通道， 壓氣機(jī)外流道進(jìn)口 16的端部通過(guò)補(bǔ)充進(jìn)氣槽15連通，當(dāng)壓氣機(jī)葉輪2在渦輪 軸13帶動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，從葉輪進(jìn)氣前緣3進(jìn)入氣體受限制后，從補(bǔ)充進(jìn)氣槽15 進(jìn)入一部分氣體，從而起到了拓寬流量的作用，在低速工況下，對(duì)增壓器的喘 振起到了一定的作用，但雙進(jìn)氣通道的壓氣機(jī)結(jié)構(gòu)是一種簡(jiǎn)單的進(jìn)氣調(diào)節(jié)，改 善程度有限，同時(shí)因?yàn)檠a(bǔ)充進(jìn)氣槽15的存在產(chǎn)生了額外的間隙損失和氣動(dòng)噪音。
因此，希望設(shè)計(jì)一種先進(jìn)的壓氣機(jī)裝置，來(lái)解決增壓器的增壓效率問(wèn)題， 解決增壓器磨損后出現(xiàn)的劃殼故障，延長(zhǎng)增壓器的使用壽命。同時(shí)能夠進(jìn)一步 的拓寬壓氣機(jī)流量和增壓比，通過(guò)增壓器擴(kuò)壓機(jī)構(gòu)和進(jìn)氣氣流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 開(kāi)發(fā)，充分實(shí)現(xiàn)提升壓氣機(jī)效率、拓寬流量的目的，從而滿足增壓發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)高 效壓氣機(jī)的迫切需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是提供一種旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁式可調(diào)壓氣機(jī)裝置，以有效 解決增壓氣體壓縮效率低和無(wú)法拓寬渦輪增壓器壓氣機(jī)的流量的問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁式可調(diào)壓氣機(jī) 裝置，包括壓氣機(jī)殼，壓氣機(jī)殼內(nèi)安裝有壓氣機(jī)葉輪，其特征在于所述壓氣 機(jī)殼的內(nèi)壁與壓氣機(jī)葉輪之間設(shè)有與壓氣機(jī)葉輪同向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁和用來(lái) 支撐旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁旋轉(zhuǎn)的支撐裝置。
作為一種具體技術(shù)方案
所述支撐裝置包括支撐盤和安裝在支撐盤外側(cè)的擋圈，支撐盤的中心設(shè)有 支撐盤輪轂，支撐盤輪轂兩端各設(shè)有一個(gè)支撐盤內(nèi)槽，所述支撐盤內(nèi)槽中裝有 軸承，支撐盤輪轂內(nèi)設(shè)有連接軸。
作為一種具體技術(shù)方案
所述旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁為壓殼旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁，壓殼旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁呈圓筒狀，壓殼旋轉(zhuǎn) 擴(kuò)壓壁的一個(gè)端面沿徑向延伸形成擴(kuò)壓壁外徑圓周面，另一個(gè)端面沿軸向延伸 形成擴(kuò)壓壁引導(dǎo)外徑圓周面和擴(kuò)壓壁配合內(nèi)徑圓周面，擴(kuò)壓壁引導(dǎo)外徑圓周面 的端部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)有擴(kuò)壓壁支撐肋板，擴(kuò)壓壁支撐肋板內(nèi)側(cè)連接有擴(kuò)壓壁輪轂，擴(kuò) 壓壁輪轂中心設(shè)有擴(kuò)壓壁輪轂內(nèi)孔，擴(kuò)壓壁輪轂通過(guò)擴(kuò)壓壁輪轂內(nèi)孔與連接軸 連接。
所述擴(kuò)壓壁外徑圓周面直徑為壓氣機(jī)葉輪直徑的1. 05-1. 5倍。 作為一種具體技術(shù)方案
所述旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁為導(dǎo)葉旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁，導(dǎo)葉旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁呈圓筒狀，導(dǎo)葉旋轉(zhuǎn) 擴(kuò)壓壁的一個(gè)端面沿徑向延伸形成導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁外徑圓周面，另一個(gè)端面沿軸向 延伸形成導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁引導(dǎo)外徑圓周面和導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁配合內(nèi)徑圓周面，導(dǎo)葉擴(kuò)壓 壁引導(dǎo)外徑圓周面的端部設(shè)有導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁輪轂，導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁輪轂中心設(shè)有導(dǎo)葉 擴(kuò)壓壁輪轂內(nèi)孔，導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁輪轂設(shè)有進(jìn)氣氣流調(diào)節(jié)裝置，導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁輪轂通過(guò)導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁輪轂內(nèi)孔與連接軸連接。
所述導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁外徑圓周面直徑為壓氣機(jī)葉輪直徑的1. 4-2倍。 作為一種具體技術(shù)方案
所述進(jìn)氣氣流調(diào)節(jié)裝置為傾斜安裝在導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁輪轂上的多個(gè)擴(kuò)壓壁導(dǎo)葉。
所述擴(kuò)壓壁導(dǎo)葉呈條形狀，擴(kuò)壓壁導(dǎo)葉包括導(dǎo)葉葉片前緣和導(dǎo)葉葉片尾緣， 所述導(dǎo)葉葉片尾緣的面向里，導(dǎo)葉葉片前緣的面向外。
作為一種具體技術(shù)方案
所述進(jìn)氣氣流調(diào)節(jié)裝置為安裝在導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁輪轂上的多個(gè)動(dòng)導(dǎo)向葉片和安 裝在支撐盤上的多個(gè)靜導(dǎo)向葉片，動(dòng)導(dǎo)向葉片與靜導(dǎo)向葉片間隔排列。
所述動(dòng)導(dǎo)向葉片包括動(dòng)導(dǎo)葉進(jìn)氣前緣和動(dòng)導(dǎo)葉出氣尾緣，動(dòng)導(dǎo)葉出氣尾緣 水平設(shè)置，動(dòng)導(dǎo)葉進(jìn)氣前緣沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向彎折設(shè)置；所述靜導(dǎo)向葉片包括靜導(dǎo)葉 進(jìn)氣前緣和靜導(dǎo)葉出氣尾緣，靜導(dǎo)葉進(jìn)氣前緣水平設(shè)置，靜導(dǎo)葉出氣尾緣沿轉(zhuǎn) 動(dòng)方向彎折設(shè)置。
由于采用上述技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明通過(guò)對(duì)可調(diào)旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁的可調(diào)壓氣機(jī)裝置的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，有效的解決 了目前渦輪增壓器結(jié)構(gòu)中葉輪壓縮效率低及壓氣機(jī)配合間隙大的問(wèn)題。本發(fā)明 采用了壓殼旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁代替常規(guī)的固定擴(kuò)壓壁，來(lái)減少氣體摩擦損失，通過(guò)在 壓殼旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁前端的增壓導(dǎo)葉來(lái)提升旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁的響應(yīng)速度和拓寬進(jìn)氣流
該發(fā)明中的旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁針對(duì)目前渦輪增壓器的壓氣機(jī)結(jié)構(gòu)，通過(guò)采用分體 的擴(kuò)壓壁實(shí)現(xiàn)了進(jìn)氣氣流的有效利用，同時(shí)，解決了壓氣機(jī)中葉輪與壓殼配合間隙問(wèn)題，進(jìn)一步提升了壓氣機(jī)效率。
綜上，采用具有旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁的可調(diào)壓氣機(jī)裝置可以有效改善增壓器的壓氣 機(jī)氣動(dòng)性能，通過(guò)使擴(kuò)壓壁旋轉(zhuǎn)實(shí)來(lái)現(xiàn)提升壓氣機(jī)效率和拓展壓氣機(jī)流量的目 的。同時(shí)，有效解決由于壓氣機(jī)葉輪與壓殼配合間隙過(guò)大導(dǎo)致的壓氣機(jī)效率降 低和可靠性下降的問(wèn)題，滿足未來(lái)對(duì)高效壓氣機(jī)的需求。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步描述。


附圖1是背景技術(shù)中渦輪增壓器壓氣機(jī)的結(jié)構(gòu)示意附圖2是背景技術(shù)中雙進(jìn)口通道渦輪增壓器壓氣機(jī)的結(jié)構(gòu)示意附圖3是本發(fā)明實(shí)施例1中壓殼旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁式可調(diào)壓氣機(jī)的結(jié)構(gòu)示意附圖4是附圖3中壓殼旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁與壓氣機(jī)葉輪的局部放大附圖5是附圖3中壓殼旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁的結(jié)構(gòu)示意附圖6是本發(fā)明實(shí)施例2中導(dǎo)葉旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁式可調(diào)壓氣機(jī)的結(jié)構(gòu)示意附圖7是附圖6中導(dǎo)葉旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁的結(jié)構(gòu)示意附圖8是附圖7中導(dǎo)葉旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁的M向結(jié)構(gòu)示意附圖9是本發(fā)明實(shí)施例3中動(dòng)、靜導(dǎo)葉的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1-壓氣機(jī)殼、2-壓氣機(jī)葉輪、3-葉輪進(jìn)氣前緣、4-壓氣機(jī)進(jìn)口、 5-葉輪前緣外輪廓、6-葉輪外輪廓面、7-壓殼進(jìn)氣內(nèi)輪廓面、8-擴(kuò)壓通道擴(kuò)壓壁、 9-氣體擴(kuò)壓通道、10-連接盤擴(kuò)壓壁、11-壓氣機(jī)葉輪出口、 12-葉輪輪轂輪廓線、 13-渦輪軸、14-壓氣機(jī)殼集氣流道、15-補(bǔ)充進(jìn)氣槽、16-壓氣機(jī)外流道進(jìn)口、 17-擋圈、18-鎖緊螺母、19-支撐盤內(nèi)槽、20-軸承、21-支撐盤輪轂、22-連接 軸、23-擴(kuò)壓壁輪轂、24-壓殼旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁、25-擴(kuò)壓壁密封外徑圓周面、26-密 封環(huán)、27-擴(kuò)壓壁配合內(nèi)徑圓周面、28-擴(kuò)壓壁外徑圓周面、29-壓殼擴(kuò)壓壁內(nèi)圓周面、30-支撐盤、31-擴(kuò)壓壁密封槽、32-擴(kuò)壓壁引導(dǎo)外徑圓周面、33-擴(kuò)壓壁 支撐肋板、34-擴(kuò)壓壁輪轂內(nèi)孔、35-擴(kuò)壓壁導(dǎo)葉、36-擴(kuò)壓壁擴(kuò)壓面、37-導(dǎo)葉 擴(kuò)壓壁外徑圓周面、38-導(dǎo)葉旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁、39-導(dǎo)向葉片前緣、40-導(dǎo)向葉片尾緣、 41-靜導(dǎo)向葉片、42-靜導(dǎo)葉進(jìn)氣前緣、43-靜導(dǎo)葉出氣尾緣、44-動(dòng)導(dǎo)葉出氣尾 緣、45-動(dòng)導(dǎo)向葉片、46-動(dòng)導(dǎo)葉進(jìn)氣前緣、47-導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁引導(dǎo)外徑圓周面、48-導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁配合內(nèi)徑圓周面、49-導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁輪轂、50-導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁輪轂內(nèi)孔、 al-傳統(tǒng)葉輪與壓殼配合間隙、bl-發(fā)明中葉輪與壓殼配合間隙、T1-導(dǎo)葉旋轉(zhuǎn)擴(kuò) 壓壁轉(zhuǎn)動(dòng)方向、Xl-靜導(dǎo)葉進(jìn)氣方向、X2-動(dòng)導(dǎo)葉出氣方向。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l:如圖3和圖5所示， 一種旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁式可調(diào)壓氣機(jī)裝置，包括壓 氣機(jī)殼1，壓氣機(jī)殼1內(nèi)安裝有壓氣機(jī)葉輪2，所述壓氣機(jī)殼1內(nèi)壁與壓氣機(jī)葉 輪2之間設(shè)有與壓氣機(jī)葉輪2同向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁和用來(lái)支撐旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁旋 轉(zhuǎn)的支撐裝置。
為了保證壓殼旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁24能夠圍繞增壓器中心旋轉(zhuǎn)，支撐裝置包括支撐 盤30和安裝在支撐盤30外側(cè)的擋圈17，支撐盤30安裝在壓氣機(jī)殼1的壓氣機(jī) 進(jìn)口 4處，支撐盤30的中心設(shè)有支撐盤輪轂21，支撐盤輪轂21兩端各設(shè)有一 個(gè)支撐盤內(nèi)槽19，所述支撐盤內(nèi)槽19中裝有軸承20，軸承20為滾珠軸承，支 撐盤輪轂21內(nèi)設(shè)有連接軸22。
旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁為壓殼旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁24，壓殼旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁24呈圓筒狀，壓殼旋轉(zhuǎn) 擴(kuò)壓壁24的一個(gè)端面沿徑向延伸形成擴(kuò)壓壁外徑圓周面28，另一個(gè)端面沿軸向 延伸形成擴(kuò)壓壁引導(dǎo)外徑圓周面32和擴(kuò)壓壁配合內(nèi)徑圓周面27，擴(kuò)壓壁引導(dǎo)外 徑圓周面32的端部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)有擴(kuò)壓壁支撐肋板33，擴(kuò)壓壁支撐肋板33內(nèi)側(cè)連接 有擴(kuò)壓壁輪轂23，擴(kuò)壓壁輪轂23中心設(shè)有擴(kuò)壓壁輪轂內(nèi)孔34，擴(kuò)壓壁輪轂23通過(guò)擴(kuò)壓壁輪轂內(nèi)孔34與連接軸22連接。連接軸22通過(guò)擴(kuò)壓壁輪轂內(nèi)孔34 將支撐盤輪轂21和擴(kuò)壓壁輪轂23連接在一起，對(duì)旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁進(jìn)行支撐，連接 軸22的外端部設(shè)有鎖緊螺母18。
考慮到氣流在壓縮傳動(dòng)過(guò)程中的流動(dòng)損失，減少增壓氣體通過(guò)壓殼旋轉(zhuǎn)擴(kuò) 壓壁24和壓殼進(jìn)氣內(nèi)輪廓7之間的間隙回流，在壓殼旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁24的擴(kuò)壓壁 密封外徑圓周面25上設(shè)有擴(kuò)壓壁密封槽31，所述擴(kuò)壓壁密封槽31中裝有密封 環(huán)26，以實(shí)現(xiàn)壓殼旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁24和壓殼進(jìn)氣內(nèi)輪廓面7之間的密封。
為了改善裝配工藝，在擴(kuò)壓壁密封外徑圓周面25的前端設(shè)有擴(kuò)壓壁引導(dǎo)外 徑圓周面32，所述擴(kuò)壓壁引導(dǎo)外徑圓周面32直徑略小于擴(kuò)壓壁密封外徑圓周面 25的直徑。壓氣機(jī)葉輪2在工作過(guò)程中通過(guò)渦輪軸13帶動(dòng)高速旋轉(zhuǎn)，潔凈的空 氣從壓氣機(jī)殼1的壓氣機(jī)進(jìn)口 4進(jìn)入壓殼旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁24的內(nèi)部，然后進(jìn)入壓氣 機(jī)葉輪2后壓縮，壓縮后的氣體通過(guò)壓氣機(jī)葉輪出口 11進(jìn)入氣體擴(kuò)壓通道9， 然后在壓殼擴(kuò)壓壁8的約束下進(jìn)入壓氣機(jī)殼集氣流道14，然后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)參與 燃燒。
如圖4所示，為了提高壓殼旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁24的響應(yīng)性，擴(kuò)壓壁外徑圓周面28 的直徑為壓氣機(jī)葉輪2直徑的1.3倍。當(dāng)然，二者的倍數(shù)值可以在1.05-1. 5的 范圍之間進(jìn)行選擇，即擴(kuò)壓壁外徑圓周面28的直徑可調(diào)。
壓殼旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁24由工程塑料制造而成，可以承受15(TC的溫度，同時(shí)擴(kuò) 壓壁外徑圓周面28位于與之配合的壓殼擴(kuò)壓壁內(nèi)端面29中，以減少流動(dòng)損失。 壓氣機(jī)葉輪2的葉輪外輪廓6與擴(kuò)壓壁配合內(nèi)徑圓周面27之間的配合間隙小于 0. 4mm，所述壓氣機(jī)葉輪2的葉輪外輪廓6和擴(kuò)壓壁配合內(nèi)徑圓周面27配合形 成了本實(shí)施例中壓氣機(jī)葉輪2與壓氣機(jī)殼1的配合間隙bl，因?yàn)閴簹ばD(zhuǎn)擴(kuò)壓壁 24的存在，所以bl間隙小于現(xiàn)有技術(shù)中壓氣機(jī)葉輪2與壓氣機(jī)殼1的配合間隙al， bl越小越好，甚至可以為零。本實(shí)施例針對(duì)渦輪增壓器提升壓氣機(jī)效率、解決增壓器磨損失效的需求， 完成了由壓殼旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁24組成的高效可調(diào)壓氣機(jī)的開(kāi)發(fā)，有效的減小了傳統(tǒng) 壓氣機(jī)殼1和壓氣機(jī)葉輪2存在的安全間隙尺寸，降低了氣體在壓縮過(guò)程中高 速旋轉(zhuǎn)的壓氣機(jī)葉輪2和壓氣機(jī)殼1配合壁面的相對(duì)速度，大大降低了摩擦損 失。該類型可調(diào)旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁壓氣機(jī)工藝簡(jiǎn)單，可以采用同類材料和現(xiàn)有的鑄造 及加工技術(shù)完成。實(shí)施例2:如圖6和圖7所示，調(diào)旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁式可調(diào)壓氣機(jī)裝置，包括壓氣 機(jī)殼1、壓氣機(jī)葉輪2和導(dǎo)葉旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁38。為了保證導(dǎo)葉旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁38能夠圍繞增壓器中心旋轉(zhuǎn)，支撐裝置包括支撐 盤30和安裝在支撐盤30外側(cè)的擋圈17，支撐盤30安裝在壓氣機(jī)殼1的壓氣機(jī) 進(jìn)口4處，支撐盤30的中心設(shè)有支撐盤輪轂21，支撐盤輪轂21兩端各設(shè)有一 個(gè)支撐盤內(nèi)槽19，所述支撐盤內(nèi)槽19中裝有軸承20，軸承20為滾珠軸承，支 撐盤輪轂21內(nèi)設(shè)有連接軸22。旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁為導(dǎo)葉旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁38，導(dǎo)葉旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁38呈圓筒狀，導(dǎo)葉旋轉(zhuǎn) 擴(kuò)壓壁38的一個(gè)端面沿徑向延伸形成導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁外徑圓周面37，另一個(gè)端面沿 軸向延伸形成導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁引導(dǎo)外徑圓周面47和導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁配合內(nèi)徑圓周面48， 導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁引導(dǎo)外徑圓周面47的端部設(shè)有導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁輪轂49，導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁輪轂 49中心設(shè)有導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁輪轂內(nèi)孔50，導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁輪轂49設(shè)有進(jìn)氣氣流調(diào)節(jié)裝 置，導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁輪轂49通過(guò)導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁輪轂內(nèi)孔50與連接軸22連接。所述導(dǎo)葉旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁38前面通過(guò)支撐盤30與壓氣機(jī)殼1實(shí)現(xiàn)連接，然后 通過(guò)放在擴(kuò)壓壁密封槽31中的密封環(huán)26實(shí)現(xiàn)增壓氣體的回流，密封潔凈的空氣從壓氣機(jī)殼1的壓氣機(jī)進(jìn)口 4進(jìn)入導(dǎo)葉旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁38的內(nèi)部，沿?cái)U(kuò)壓壁配合 內(nèi)徑27流動(dòng)，然后進(jìn)入由渦輪軸13帶動(dòng)的高速旋轉(zhuǎn)的壓氣機(jī)葉輪2后壓縮， 壓縮后的氣體通過(guò)壓氣機(jī)葉輪出口 11進(jìn)入氣體擴(kuò)壓通道9，然后進(jìn)入壓氣機(jī)殼 集氣流道14,增壓以后的氣體進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)參與燃燒。為了進(jìn)一步減少增壓氣體在氣體擴(kuò)壓通道9中的流動(dòng)損失，導(dǎo)葉旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓 壁38在壓氣機(jī)葉輪出口 11 一端設(shè)有擴(kuò)壓壁擴(kuò)壓面36，所述擴(kuò)壓壁擴(kuò)壓面36整 體替代傳統(tǒng)的壓氣機(jī)擴(kuò)壓壁，而擴(kuò)壓壁外徑圓周面28的直徑為壓氣機(jī)葉輪2出 口直徑的1.7倍，倍數(shù)可在范圍1.4-2內(nèi)根據(jù)需要選擇，即擴(kuò)壓壁外徑圓周面 28的直徑可調(diào)。如圖8所示，進(jìn)氣氣流調(diào)節(jié)裝置為傾斜安裝在導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁輪轂49上的多個(gè) 擴(kuò)壓壁導(dǎo)葉35，擴(kuò)壓壁導(dǎo)葉35呈條形狀，擴(kuò)壓壁導(dǎo)葉35包括導(dǎo)葉葉片前緣39 和導(dǎo)葉葉片尾緣40，所述導(dǎo)葉葉片尾緣40的面向里，導(dǎo)葉葉片前緣39的面向 外。這樣可以提高導(dǎo)葉旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁的響應(yīng)速度，實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣氣流對(duì)導(dǎo)葉旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓 壁的加速功能。導(dǎo)葉旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁38由工程塑料制造而成，可承受15(TC的溫度，本實(shí)施例 針對(duì)渦輪增壓器提升壓氣機(jī)效率、解決增壓器磨損失效的需求，完成了由導(dǎo)葉 旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁組成的高效可調(diào)壓氣機(jī)的開(kāi)發(fā)，通過(guò)設(shè)計(jì)加快了導(dǎo)葉速度，有效的 降低了氣體在壓縮過(guò)程中高速旋轉(zhuǎn)的壓氣機(jī)葉輪和壓氣機(jī)配合壁面的相對(duì)速 度，大大降低了摩擦損失。該類型可調(diào)旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁壓氣機(jī)工藝簡(jiǎn)單，可以采用 同類材料和現(xiàn)有的鑄造及加工技術(shù)完成。實(shí)施例3:如圖6和圖9所示，本實(shí)施例與實(shí)施例2不同之處在于進(jìn)氣氣流 調(diào)節(jié)裝置為安裝在擴(kuò)壓壁輪轂23上的多個(gè)動(dòng)導(dǎo)向葉片45和安裝在支撐盤30上 的多個(gè)靜導(dǎo)向葉片41，其余部分相同。進(jìn)氣氣流調(diào)節(jié)裝置為安裝在導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁輪轂49上的多個(gè)動(dòng)導(dǎo)向葉片45和 安裝在支撐盤30上的多個(gè)靜導(dǎo)向葉片41，動(dòng)導(dǎo)向葉片45與靜導(dǎo)向葉片41間隔 排列。動(dòng)導(dǎo)向葉片45包括動(dòng)導(dǎo)葉進(jìn)氣前緣46和動(dòng)導(dǎo)葉出氣尾緣44，動(dòng)導(dǎo)葉出氣 尾緣44水平設(shè)置，動(dòng)導(dǎo)葉進(jìn)氣前緣46沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向彎折設(shè)置。動(dòng)導(dǎo)葉進(jìn)氣前緣 46沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向成上仰結(jié)構(gòu)，動(dòng)導(dǎo)葉出氣尾緣44成水平出氣結(jié)構(gòu)，形成水平的動(dòng) 導(dǎo)葉出氣方向X2，可以有效拓展進(jìn)氣流量。為了進(jìn)一步改善進(jìn)氣效果，在支撐盤30上設(shè)置多個(gè)靜導(dǎo)向葉片41，靜導(dǎo)向 葉片41包括靜導(dǎo)葉進(jìn)氣前緣42和靜導(dǎo)葉出氣尾緣43，靜導(dǎo)葉進(jìn)氣前緣42水平 設(shè)置，形成水平的靜導(dǎo)葉進(jìn)氣方向XI，靜導(dǎo)葉出氣尾緣43沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向彎折設(shè)置， 形成下彎結(jié)構(gòu)，與動(dòng)導(dǎo)葉進(jìn)氣前緣46的上仰結(jié)構(gòu)配合，形成合理的氣流方向， 實(shí)現(xiàn)拓展流量的目的。本實(shí)施例針對(duì)渦輪增壓器提升壓氣機(jī)效率、拓展壓氣機(jī)流量的需求，完成 了由動(dòng)、靜導(dǎo)葉引導(dǎo)進(jìn)氣的導(dǎo)葉旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁組成的高效可調(diào)壓氣機(jī)的開(kāi)發(fā)，通 過(guò)動(dòng)、靜導(dǎo)葉的設(shè)計(jì)，有效的拓展了高速旋轉(zhuǎn)的壓氣機(jī)的進(jìn)氣流量，大大降低 了摩擦損失。該類型旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁可調(diào)壓氣機(jī)工藝簡(jiǎn)單，可以采用同類材料和現(xiàn) 有的鑄造及加工技術(shù)完成。
權(quán)利要求
1、旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁式可調(diào)壓氣機(jī)裝置，包括壓氣機(jī)殼(1)，壓氣機(jī)殼(1)內(nèi)安裝有壓氣機(jī)葉輪(2)，其特征在于所述壓氣機(jī)殼(1)的內(nèi)壁與壓氣機(jī)葉輪(2)之間設(shè)有與壓氣機(jī)葉輪(2)同向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁和用來(lái)支撐旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁旋轉(zhuǎn)的支撐裝置。
2、 如權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁式可調(diào)壓氣機(jī)裝置，其特征在于所述支撐裝置包括支撐盤(30)和安裝在支撐盤(30)外側(cè)的擋圈(17)，支撐盤(30) 的中心處設(shè)有支撐盤輪轂(21)，支撐盤輪轂(21)兩端各設(shè)有一個(gè)支撐盤內(nèi)槽 (19)，所述支撐盤內(nèi)槽(19)中裝有軸承(20)，支撐盤輪轂(21)內(nèi)設(shè)有連 接軸(22)。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁式可調(diào)壓氣機(jī)裝置，其特征在于-所述旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁為壓殼旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁(24)，壓殼旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁(24)呈圓筒狀，壓 殼旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁(24)的一個(gè)端面沿徑向延伸形成擴(kuò)壓壁外徑圓周面(28)，另一 個(gè)端面沿軸向延伸形成擴(kuò)壓壁引導(dǎo)外徑圓周面(32)和擴(kuò)壓壁配合內(nèi)徑圓周面(27)，擴(kuò)壓壁引導(dǎo)外徑圓周面(32)的端部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)有擴(kuò)壓壁支撐肋板(33)， 擴(kuò)壓壁支撐肋板(33)內(nèi)側(cè)連接有擴(kuò)壓壁輪轂(23)，擴(kuò)壓壁輪轂(23)中心處 設(shè)有擴(kuò)壓壁輪轂內(nèi)孔(34)，擴(kuò)壓壁輪轂(23)通過(guò)擴(kuò)壓壁輪轂內(nèi)孔(34)與連 接軸(22)連接。
4、 如權(quán)利要求1或3所述的旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁式可調(diào)壓氣機(jī)裝置，其特征在于 所述擴(kuò)壓壁外徑圓周面(28)的直徑為壓氣機(jī)葉輪(2)直徑的1.05-1. 5倍。
5、 如權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁式可調(diào)壓氣機(jī)裝置，其特征在于 所述旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁為導(dǎo)葉旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁(38)，導(dǎo)葉旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁(38)呈圓筒狀，導(dǎo) 葉旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁(38)的一個(gè)端面沿徑向延伸形成導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁外徑圓周面(37)， 另一個(gè)端面沿軸向延伸形成導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁引導(dǎo)外徑圓周面(47)和導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁配合內(nèi)徑圓周面(48),導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁引導(dǎo)外徑圓周面(47)的端部設(shè)有導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁 輪轂(49)，導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁輪轂(49)中心處設(shè)有導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁輪轂內(nèi)孔(50)，導(dǎo) 葉擴(kuò)壓壁輪轂(49)設(shè)有進(jìn)氣氣流調(diào)節(jié)裝置，導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁輪轂(49)通過(guò)導(dǎo)葉 擴(kuò)壓壁輪轂內(nèi)孔(50)與連接軸(22)連接。
6、 如權(quán)利要求5所述的旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁式可調(diào)壓氣機(jī)裝置，其特征在于所述 導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁外徑圓周面(37)直徑為壓氣機(jī)葉輪(2)直徑的1.4-2倍。
7、 如權(quán)利要求5所述的旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁式可調(diào)壓氣機(jī)裝置，其特征在于所述 進(jìn)氣氣流調(diào)節(jié)裝置為傾斜安裝在導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁輪轂(49)上的多個(gè)擴(kuò)壓壁導(dǎo)葉(35)。
8、 如權(quán)利要求7所述的旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁式可調(diào)壓氣機(jī)裝置，其特征在于所述 擴(kuò)壓壁導(dǎo)葉(35)呈條形狀，擴(kuò)壓壁導(dǎo)葉(35)包括導(dǎo)葉葉片前緣(39)和導(dǎo) 葉葉片尾緣(40),所述導(dǎo)葉葉片尾緣(40)的面向里，導(dǎo)葉葉片前緣(39)的 面向夕卜。
9、 如權(quán)利要求5所述的旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁式可調(diào)壓氣機(jī)裝置，其特征在于所述 進(jìn)氣氣流調(diào)節(jié)裝置為安裝在導(dǎo)葉擴(kuò)壓壁輪轂(49)上的多個(gè)動(dòng)導(dǎo)向葉片(45) 和安裝在支撐盤(30)上的多個(gè)靜導(dǎo)向葉片(41)，動(dòng)導(dǎo)向葉片(45)與靜導(dǎo)向 葉片(41)間隔排列。
10、 如權(quán)利要求9所述的旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁式可調(diào)壓氣機(jī)裝置，其特征在于所 述動(dòng)導(dǎo)向葉片(45)包括動(dòng)導(dǎo)葉進(jìn)氣前緣(46)和動(dòng)導(dǎo)葉出氣尾緣(44)，動(dòng)導(dǎo) 葉出氣尾緣(44)水平設(shè)置，動(dòng)導(dǎo)葉進(jìn)氣前緣(46)沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向彎折設(shè)置；所 述靜導(dǎo)向葉片(41)包括靜導(dǎo)葉進(jìn)氣前緣(42)和靜導(dǎo)葉出氣尾緣(43)，靜導(dǎo) 葉進(jìn)氣前緣(42)水平設(shè)置，靜導(dǎo)葉出氣尾緣(43)沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向彎折設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁式可調(diào)壓氣機(jī)裝置，它包括壓氣機(jī)殼，壓氣機(jī)殼內(nèi)安裝有壓氣機(jī)葉輪，所述壓氣機(jī)殼的內(nèi)壁與壓氣機(jī)葉輪之間設(shè)有與壓氣機(jī)葉輪同向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁和用來(lái)支撐旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁旋轉(zhuǎn)的支撐裝置，本發(fā)明通過(guò)對(duì)可調(diào)旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁的可調(diào)壓氣機(jī)裝置的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，有效的解決了目前渦輪增壓器結(jié)構(gòu)中葉輪壓縮效率低及壓氣機(jī)配合間隙大的問(wèn)題；采用了壓殼旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁代替常規(guī)的固定擴(kuò)壓壁，來(lái)減少氣體摩擦損失，通過(guò)在壓殼旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁前端的增壓導(dǎo)葉來(lái)提升旋轉(zhuǎn)擴(kuò)壓壁的響應(yīng)速度和拓寬進(jìn)氣流量。
文檔編號(hào)F04D17/08GK101634305SQ200910017618
公開(kāi)日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2009年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月13日
發(fā)明者朱智富, 李延昭, 楊恒星, 楊金玉, 航 王, 郭曉偉, 郭錫祿 申請(qǐng)人:壽光市康躍增壓器有限公司