CN102852626A - 一种渐变气道增效型涡轮增压器 - Google Patents

一种渐变气道增效型涡轮增压器 Download PDF

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汤俊
韩青
曹红艳
胡兵
陆仁杰
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Abstract

一种渐变气道增效型涡轮增压器，涡轮壳中的下气道隔板将下渐变气道分隔成左进气间隙和右进气间隙，上气道分隔板将上渐变气道分隔成左排气间隙和右排气间隙，左排气间隙的宽度大于左进气间隙的宽度；右排气间隙的宽度大于右进气间隙的宽度；在压气机中，上出风口的宽度小于下进风口的宽度。由于对涡轮壳上渐变气道通向涡轮的进出气间隙进行重新设计，使起始端的进气间隙小于终点端的排气间隙，增大涡轮壳进气起始端推动压力，减少终点端的排气压力，提高涡轮机的输出功率。通过改变压壳上的渐变气道的进气间隙和终点端的出气间隙的大小，使起始端的进气间隙大于终点端的出气间隙，提高输出压缩空气中的氧气密度，提高涡轮增压器的增压增氧性能。

Description

一种渐变气道增效型涡轮增压器
【技术领域】
本发明涉及一种涡轮增压器，尤其涉及排气式涡轮增压器。
【背景技术】
排气式涡轮增压器是利用内燃机排出的压力高温废气作为动力源，内燃机排出的高温压力废气引入涡轮增压器中的涡轮机，利用废气所含有的能量推动涡轮机中的涡轮旋转，从而带动涡轮旋转，同时带动与之同轴的压气机叶轮转动，由压气机将吸入空气进行缩压升压后输送柴油机的进气系统，向内燃机气缸内充入高密度空气，可以提高每次燃油喷射量，既可以提高同型号内燃机的输出功率，也能显著改善内燃机的经济性，促使燃油充分燃烧，提高内燃机的热效率，降低燃油消耗率，减少有害气体排放，降低噪声，因此，车用和船用内燃机都需要匹配涡轮增压器，增压供氧是内燃机的发展方向。
目前使用最普遍的排气式涡轮增器结构如图1所示，包括涡轮壳1、涡轮2、涡轮轴3、滑动轴承4、中间体5、扩压板6、增压叶轮7和压壳8，涡轮2和增压叶轮7分别安装在涡轮轴3的两端，涡轮2位于涡轮壳1中，增压叶轮7位于压壳8中，涡轮轴3通过二只滑动轴承4安装在中间体5上，涡轮壳1固定安装在中间体5的左侧，二者之间设有挡热板9，扩压板6的左侧与中间体5密封地连接成一体，扩压板6的右侧与压壳8密封连接成一体，中间体5上的润滑油路与两只滑动轴承4相通连，两只滑动轴承4由带压润滑油进行润滑和冷却。在滑动轴承4的周向均匀地设有进油孔，便于润滑油能进入涡轮轴3与滑动轴承4的接触面，满足充分润滑和冷却要求。
在现有的排气式涡轮增压器中，涡轮机中涡轮壳1和压气机中的压壳8的结构并不合理，在涡轮壳1的渐变气道中，直接通向涡轮的出气间隙均设计成同等间隙，这种结构既不能增大涡轮壳进气端进气压力，也没有减小涡轮机的排气压力，涡轮机的进气端与排气端压力差没有实现最大化，在相同进气条件下，影响了涡轮机输出功率的进一步提高，出气间隙结构设计直接影响到涡轮机的输出功率。同样，在压气机中增压叶轮与压壳之间的配合间隙结构也直接影响到压气机输出压缩空气密度，从而影响涡轮增压器增压效果的提高。
【发明内容】
为了进一步提高涡轮增压器的增压效果，本发明的目的是提供一种渐变气道增效型涡轮增压器，在同等条件下它能进一步提高涡轮机的输出功率，提高压气机的输出的压缩空气密度，从而提高涡轮增压器增压效果。
本发明采取的技术方案是：
一种渐变气道增效型涡轮增压器，包括涡轮壳、涡轮、涡轮轴、滑动轴承、中间体、扩压板、增压叶轮和压壳，涡轮和增压叶轮分别安装在涡轮轴的两端，涡轮位于涡轮壳中，增压叶轮位于压壳中，涡轮轴通过二只滑动轴承安装在中间体上，涡轮壳固定安装在中间体的左侧，二者之间设有挡热板，扩压板的左侧与中间体密封地连接成一体，扩压板的右侧与压壳密封连接成一体，中间体上的润滑油路与两只滑动轴承相通连，其特征是：所述涡轮壳包括进气口、下渐变气道、下气道隔板、上渐变气道和上气道分隔板，下气道隔板将下渐变气道分隔成左进气间隙和右进气间隙，上气道分隔板将上渐变气道分隔成左排气间隙和右排气间隙，左排气间隙的宽度大于左进气间隙的宽度；右排气间隙的宽度大于右进气间隙的宽度；在压气机中，由扩压板与压壳组成压气机的风道壳体，它由空气入口、下渐变气道、下进风口、上渐变气道和上出风口组成，上出风口的宽度小于下进风口的宽度。
由于对涡轮壳上的渐变气道通向涡轮的进气间隙进行重新设计，通过改变渐变气道的截面形状改变起始端的进气间隙和终点端的排气间隙的大小，使起始端的进气间隙小于终点端的排气间隙，这样就增大涡轮壳进气起始端推动压力，减少终点端的排气压力，从而增加起始端和终点端之间的压力差，在相相条件下，能提高涡轮机的输出功率。与涡轮机相反，通过改变压壳上的渐变气道的截面形状来改变起始端的进气间隙和终点端的出气间隙的大小，使起始端的进气间隙大于终点端的出气间隙，这样就增大了压壳压缩空气输出端的压力，减小压壳进气起始端的进气阻力，更利提高压气机空气压缩比，提高了输出压缩空气中的氧气密度，提高了涡轮增压器的增压增氧性能。
【附图说明】
图1为现有涡轮增压器的结构示图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为本发明中涡轮壳的结构示意图；
图4为本发明中压气机的结构示意图。
图中，1-涡轮壳；2-涡轮；3-涡轮轴；4-滑动轴承；5-中间体；6-扩压板；7-增压叶轮；8-压壳；9-挡热板；11-进气口；12-下渐变气道；13-下气道隔板；14-上渐变气道；15-上气道分隔板；16-左进气间隙；17-右进气间隙；18-左排气间隙；19-右排气间隙；20-排气口；81-空气入口；82-下渐变气道；83-下进风口；84-上渐变气道；85-上出风口。
【具体实施方式】
下面结合附图说明本发明的具体实施方式：
实施例1：一种渐变气道增效型涡轮增压器，如图2所示，包括涡轮壳1、涡轮2、涡轮轴3、滑动轴承4、中间体5、扩压板6、增压叶轮7和压壳8，涡轮2和增压叶轮7分别安装在涡轮轴3的两端，涡轮2位于涡轮壳1中，增压叶轮7位于压壳8中，涡轮轴3通过二只滑动轴承4安装在中间体5上，涡轮壳1固定安装在中间体5的左侧，二者之间设有挡热板9，扩压板6的左侧与中间体5密封地连接成一体，扩压板6的右侧与压壳8密封连接成一体，中间体5上的润滑油路与两只滑动轴承4相通连，所述涡轮壳1如图3所示，它包括进气口11、下渐变气道12、下气道隔板13、上渐变气道14、上气道分隔板15和排气口20，下气道隔板13将下渐变气道12分隔成左进气间隙16和右进气间隙17，上渐变气道14将上气道分隔板15分隔成左排气间隙18和右排气间隙19，左排气间隙18的宽度大于左进气间隙16的宽度；右排气间隙19的宽度大于右进气间隙17的宽度；在压气机中，由扩压板6与压壳8组成压气机的风道壳体，它由空气入口81、下渐变气道82、下进风口83、上渐变气道84和上出风口85组成，上出风口85的宽度小于下进风口83的宽度，如图4所示。

Claims (1)

1.一种渐变气道增效型涡轮增压器，包括涡轮壳（1）、涡轮（2）、涡轮轴（3）、滑动轴承（4）、中间体（5）、扩压板（6）、增压叶轮（7）和压壳（8），涡轮（2）和增压叶轮（7）分别安装在涡轮轴（3）的两端，涡轮（2）位于涡轮壳（1）中，增压叶轮（7）位于压壳（8）中，涡轮轴（3）通过二只滑动轴承（4）安装在中间体（5）上，涡轮壳（1）固定安装在中间体（5）的左侧，二者之间设有挡热板（9），扩压板（6）的左侧与中间体（5）密封地连接成一体，扩压板（6）的右侧与压壳（8）密封连接成一体，中间体（5）上的润滑油路与两只滑动轴承（4）相通连，其特征是：所述涡轮壳（1）包括进气口（11）、下渐变气道（12）、下气道隔板（13）、上渐变气道（14）和上气道分隔板（15），下气道隔板（13）将下渐变气道（12）分隔成左进气间隙（16）和右进气间隙（17），上气道分隔板（15）将上渐变气道（14）分隔成左排气间隙（18）和右排气间隙（19），左排气间隙（18）的宽度大于左进气间隙（16）的宽度；右排气间隙（19）的宽度大于右进气间隙（17）的宽度；在压气机中，由扩压板（6）与压壳（8）组成压气机的风道壳体，它由空气入口（81）、下渐变气道（82）、下进风口（83）、上渐变气道（84）和上出风口（85）组成，上出风口（85）的宽度小于下进风口（83）的宽度。
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CN105508033A (zh) * 2016-01-21 2016-04-20 常州环能涡轮动力股份有限公司 一种涡轮增压器中间体
CN110100084A (zh) * 2016-10-21 2019-08-06 康明斯有限公司 设计涡轮机的方法

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PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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