防喘振的渦輪增壓器壓氣機(jī)蝸殼結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及渦輪增壓器技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種防喘振的渦輪增壓器壓氣機(jī)蝸殼結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著車用發(fā)動機(jī)的性能提升，增壓器的工作范圍也需要逐步拓寬，但是壓氣機(jī)喘振一直是伴隨著壓氣機(jī)性能發(fā)展的絆腳石，影響渦輪增壓器工作時氣流的穩(wěn)定性，如果壓氣機(jī)的有效工作范圍得不到提升，將最終影響整個發(fā)動機(jī)工作范圍的提升。導(dǎo)致壓氣機(jī)喘振的根本原因是壓氣機(jī)中氣流流場在小流量是產(chǎn)生局部畸變，即當(dāng)流量過小時，氣流最先在葉輪出口處發(fā)生壓力變化，并產(chǎn)生一個出口處的氣流擾動，該氣流擾動沿葉輪輪轂線向葉輪進(jìn)口處傳播，當(dāng)?shù)诌_(dá)主葉片前緣時，轉(zhuǎn)化為葉輪進(jìn)口外氣流的周向畸變，該周向畸變就是喘振現(xiàn)象。當(dāng)增壓器發(fā)生喘振時，壓氣機(jī)進(jìn)氣端空氣阻塞，部分空氣與壓氣機(jī)葉片之間脫離、渦流、波動而發(fā)出刺耳的嘯叫聲，其引發(fā)噪音污染的同時還造成增壓器前的進(jìn)氣管振動、轉(zhuǎn)子軸高頻軸向顫動，并使發(fā)動機(jī)的工作狀態(tài)趨于不穩(wěn)定，進(jìn)而影響發(fā)動機(jī)與渦輪增壓器的工作壽命。
[0003]目前，為防止喘振現(xiàn)象發(fā)生，通常是在壓氣機(jī)蝸殼上設(shè)置二次進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如附圖1所示，現(xiàn)有的壓氣機(jī)蝸殼2包括進(jìn)氣口 2-1和錐形導(dǎo)風(fēng)口 2-3，錐形導(dǎo)風(fēng)口 2-3的另一端為與葉輪5弧形葉片外輪廓相配的弧形，葉輪5安裝在錐形導(dǎo)風(fēng)口 2-3的弧形端，在壓氣機(jī)蝸殼2進(jìn)氣口 2-1的內(nèi)壁上設(shè)有導(dǎo)風(fēng)圈安裝槽，呈錐環(huán)形的導(dǎo)風(fēng)圈3安裝在壓氣機(jī)蝸殼2內(nèi)腔的錐形導(dǎo)風(fēng)口 2-3外圓周上，并被擋圈4壓緊在導(dǎo)風(fēng)圈安裝槽中，從而在壓氣機(jī)蝸殼2進(jìn)氣口 2-1的內(nèi)壁與錐形導(dǎo)風(fēng)口 2-3外圓周形成導(dǎo)流腔2-4，在進(jìn)氣口 2-1的弧形端設(shè)有與導(dǎo)流腔2-4相通的二次進(jìn)氣孔2-3-1，用于連通導(dǎo)流腔2-4與進(jìn)氣口 2-1。
[0004]當(dāng)氣流擾動沿葉輪5輪轂線向葉輪5進(jìn)口處傳播抵達(dá)主葉片前緣時，通過二次進(jìn)氣孔2-3-1將一半的進(jìn)氣周向畸變渦旋引入導(dǎo)流腔2-4，讓流場畸變向葉輪5本體外轉(zhuǎn)移，減小葉輪5進(jìn)口處氣流的擾動畸變，防止其進(jìn)一步向葉輪5內(nèi)傳播，通過改變?nèi)~輪5進(jìn)口處的進(jìn)氣氣流角，從而抑制氣流流場在壓氣機(jī)進(jìn)氣端處的畸變，增加壓氣機(jī)的穩(wěn)定工作范圍。
[0005]該結(jié)構(gòu)雖能抑制氣流流場在壓氣機(jī)進(jìn)氣端處的畸變，增加壓氣機(jī)的穩(wěn)定工作范圍，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零件較多，導(dǎo)致壓氣機(jī)成本升高，同時增加了裝配步驟。再就是該結(jié)構(gòu)只適合于大型發(fā)動機(jī)，無法有效應(yīng)用于乘用車發(fā)動機(jī)上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種防喘振的渦輪增壓器壓氣機(jī)蝸殼結(jié)構(gòu)，它解決了現(xiàn)有的壓氣機(jī)蝸殼上的二次進(jìn)氣結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，涉及零件多，導(dǎo)致壓氣機(jī)成本升高，裝配步驟增加的問題。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種防喘振的渦輪增壓器壓氣機(jī)蝸殼結(jié)構(gòu)，包括壓氣機(jī)蝸殼，壓氣機(jī)蝸殼進(jìn)氣通道的一端為錐形進(jìn)氣口，進(jìn)氣通道的另一端為與葉輪弧形葉片外輪廓相配的弧形端，在進(jìn)氣通道與弧形端接緣處的內(nèi)壁設(shè)有環(huán)形導(dǎo)流腔。
[0008]所述環(huán)形導(dǎo)流腔的截面呈梯形。
[0009]本發(fā)明可通過調(diào)節(jié)環(huán)形導(dǎo)流腔的寬度、深度及環(huán)形導(dǎo)流腔兩側(cè)面的斜度來滿足壓氣機(jī)不同性能要求，從而擴(kuò)寬壓氣機(jī)穩(wěn)定工作范圍，并緩解喘振。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點:
1、壓氣機(jī)蝸殼的弧形端設(shè)有環(huán)形導(dǎo)流腔，可將一半的渦旋引入環(huán)形導(dǎo)流腔中，讓流場畸變向葉輪外發(fā)展，減小葉輪進(jìn)口處氣流角的擾動畸變，防止其進(jìn)一步向葉輪本體內(nèi)傳播，有效防止壓氣機(jī)喘振現(xiàn)象的發(fā)生，增加壓氣機(jī)的穩(wěn)定工作范圍。
[0011]2、與現(xiàn)有的壓氣機(jī)蝸殼上的二次進(jìn)氣結(jié)構(gòu)相比，結(jié)構(gòu)簡單，鑄造成本低，無配合零件，減少了裝配步驟。
[0012]以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
【附圖說明】
[0013]附圖1為現(xiàn)有的壓氣機(jī)蝸殼結(jié)構(gòu)與葉輪的安裝示意圖；
附圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖3為本發(fā)明的使用狀況示意圖。
【具體實施方式】
[0014]一種防喘振的渦輪增壓器壓氣機(jī)蝸殼結(jié)構(gòu)，包括壓氣機(jī)蝸殼1，壓氣機(jī)蝸殼I進(jìn)氣通道1-1的一端為錐形進(jìn)氣口 1-1-1，進(jìn)氣通道1-1的另一端為與葉輪5弧形葉片外輪廓相配的弧形端1-1-2，在進(jìn)氣通道1-1與弧形端1-1-2接緣處的內(nèi)壁設(shè)有環(huán)形導(dǎo)流腔1-1-3，環(huán)形導(dǎo)流腔1-1-3的截面呈梯形。
[0015]使用時，葉輪5安裝在壓氣機(jī)蝸殼I的弧形端1-1-2處，葉輪5主葉片的前緣端處在環(huán)形導(dǎo)流腔1-1-3腔內(nèi)的中部。當(dāng)氣流擾動沿葉輪5輪轂線向葉輪5進(jìn)口處傳播抵達(dá)葉輪5主葉片前緣時，一部分進(jìn)氣周向畸變渦旋進(jìn)入導(dǎo)流腔1-1-3，讓流場畸變向葉輪5本體外轉(zhuǎn)移，減小葉輪5進(jìn)口處氣流的擾動畸變，防止其進(jìn)一步向葉輪5內(nèi)傳播，通過改變?nèi)~輪5進(jìn)口處的進(jìn)氣氣流角，從而抑制氣流流場在壓氣機(jī)進(jìn)氣端處的畸變，增加壓氣機(jī)的穩(wěn)定工作范圍。
【主權(quán)項】
1.一種防喘振的渦輪增壓器壓氣機(jī)蝸殼結(jié)構(gòu)，包括壓氣機(jī)蝸殼，其特征是:壓氣機(jī)蝸殼進(jìn)氣通道的一端為錐形進(jìn)氣口，進(jìn)氣通道的另一端為與葉輪弧形葉片外輪廓相配的弧形端，在進(jìn)氣通道與弧形端接緣處的內(nèi)壁設(shè)有環(huán)形導(dǎo)流腔。
2.如權(quán)利要求1所述的防喘振的渦輪增壓器壓氣機(jī)蝸殼結(jié)構(gòu)，其特征是:所述環(huán)形導(dǎo)流腔的截面呈梯形。
【專利摘要】一種防喘振的渦輪增壓器壓氣機(jī)蝸殼結(jié)構(gòu)，壓氣機(jī)蝸殼進(jìn)氣通道的一端為錐形進(jìn)氣口，進(jìn)氣通道的另一端為與葉輪弧形葉片外輪廓相配的弧形端，在進(jìn)氣通道與弧形端接緣處的內(nèi)壁設(shè)有環(huán)形導(dǎo)流腔。使用時，葉輪安裝在壓氣機(jī)蝸殼的弧形端處，葉輪主葉片的前緣端處在環(huán)形導(dǎo)流腔腔內(nèi)的中部。當(dāng)氣流擾動沿葉輪輪轂線向葉輪進(jìn)口處傳播抵達(dá)葉輪主葉片前緣時，一部分進(jìn)氣周向畸變渦旋進(jìn)入導(dǎo)流腔，讓流場畸變向葉輪本體外轉(zhuǎn)移，減小葉輪進(jìn)口處氣流的擾動畸變，防止其進(jìn)一步向葉輪內(nèi)傳播，通過改變?nèi)~輪進(jìn)口處的進(jìn)氣氣流角，從而抑制氣流流場在壓氣機(jī)進(jìn)氣端處的畸變，增加壓氣機(jī)的穩(wěn)定工作范圍。
【IPC分類】F04D29-40, F04D29-66
【公開號】CN104879320
【申請?zhí)枴緾N201510331893
【發(fā)明人】李元偉, 曹剛, 徐金
【申請人】湖南天雁機(jī)械有限責(zé)任公司
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年6月16日