CN104612983B - 单轴串联式两级压气机 - Google Patents

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Abstract

单轴串联式两级压气机，包括第一级压气机壳体、锁紧螺母、回流器壳体、第二级压气机叶轮、第二级压气机蜗壳、带密封圈的背盘、带密封圈的密封套及轴,第一级压气机壳体与回流器壳体的一端通过螺栓连接，回流器壳体的另一端通过螺栓与第二级压气机蜗壳的一端连接，带密封圈的背盘通过螺栓固定在第二级压气机蜗壳的一端。流道式第一级压气机叶轮与第二级压气机叶轮及带密封圈的密封套通过锁紧螺母锁紧安装在轴上，流道式第一级压气机叶轮、第二级压气机叶轮及带密封圈的密封套安装在第一级压气机壳体和第二级压气机蜗壳内，流道式第一级压气机叶轮的轮背的外端面与回流器壳体的内壁之间形成渐扩式回流道。

Description

单轴串联式两级压气机
技术领域
本发明涉及一种涡轮增压技术领域，特别是一种单轴串联式两级压气机。
背景技术
涡轮增压技术是通过增压装置，预先压缩进入气缸的空气，以提高充气密度，从而大幅提高发动机的平均有效压力，提升发动机升功率。该技术不仅可以提高发动机的动力性、改善发动机的燃油经济性，还能够减少发动机排放废气中的有害成分，具有节能、环保功效。所以，增压技术已经成为发动机的发展趋势。
离心式压气机是涡轮增压装置必不可少的重要组成部分，在涡轮增压、机械增压和复合增压中都必须使用。随着增压器向高压比和超高压比方向发展，两级增压的设计优化变的尤为重要，但其空间尺寸以及设计安装的复杂程度制约了其进一步的发展与应用。
单轴串联式两级压气机可以为发动机提供超高密度的空气，同时其在径向方向的尺寸与单级压气机无异，在增压装置中得到了广泛的应用，是未来主要的增压方式之一。现有的单轴串联式两级压气机如附图1所示，包括第一级压气机壳体1、锁紧螺母2、第一级压气机叶轮3、回流器4、回流器壳体5、第二级压气机叶轮6、第二级压气机蜗壳7、带密封圈的背盘8、带密封圈的密封套9、轴10及轴套11。第一级压气机壳体1与回流器壳体5的一端通过螺栓连接，回流器壳体5的另一端通过螺栓与第二级压气机蜗壳7的一端连接，回流器壳体5的内壁设有均匀布置的回流叶片5-1，回流叶片5-1数为11～23片，带密封圈的背盘8通过螺栓固定在第二级压气机蜗壳7的一端，带密封圈的密封套9、第二级压气机叶轮6、轴套11及第一级压气机叶轮3依次套装在轴10上，并通过锁紧螺母2锁紧安装在轴10上，带密封圈的密封套9、第二级压气机叶轮6、轴套11及第一级压气机叶轮3安装在第一级压气机壳体1和第二级压气机蜗壳7内，回流器4安装在第一级压气机叶轮3与第二级压气机叶轮6之间，回流器4的外侧与回流器壳体5的内壁之间形成回流道12。
所述的第一级压气机叶轮3如附图2所示，包括轮毂3-1、复数片叶轮叶片3-2及轮背3-3，叶轮叶片3-2均匀分布在轮毂3-1上，叶轮叶片3-2气流出口顶部的外径与轮背3-3的外径同为D1。
增压器在工作过程中要求有尽可能高的压比，由此来提高发动机的性能，现有的单轴串联式两级压气机能够达到较大的压比需求，但现有的单轴串联式两级压气机需在两级压气机之间安装回流器，内部构造复杂，成本较高，装配费时费力，容易出现故障，同时回流器的定位也比较困难。以上问题限制了单轴串联式两级压气机的进一步的发展。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种改进的单轴串联式两级压气机，取消了原单轴串联式两级压气机中的回流器和轴套，将原第一级压气机叶轮的轮背设计成流道的一部分，在第一级压气机叶轮轮背的外端面与回流器壳体的内壁之间形成渐扩式回流道。
本发明的技术方案是：一种单轴串联式两级压气机，包括第一级压气机壳体、锁紧螺母、回流器壳体、第二级压气机叶轮、第二级压气机蜗壳、带密封圈的背盘、带密封圈的密封套及轴。第一级压气机壳体与回流器壳体的一端通过螺栓连接，回流器壳体的另一端通过螺栓与第二级压气机蜗壳的一端连接，回流器壳体的内壁设有均匀布置的回流叶片，回流叶片数为11～23片，带密封圈的背盘通过螺栓固定在第二级压气机蜗壳的一端，带密封圈的密封套、第二级压气机叶轮依次套装在轴上，在轴上还套装有流道式第一级压气机叶轮，流道式第一级压气机叶轮与第二级压气机叶轮及带密封圈的密封套通过锁紧螺母锁紧安装在轴上，流道式第一级压气机叶轮、第二级压气机叶轮及带密封圈的密封套安装在第一级压气机壳体和第二级压气机蜗壳内，流道式第一级压气机叶轮的轮背的外端面与回流器壳体的内壁之间形成渐扩式回流道。
所述的流道式第一级压气机叶轮包括轮毂、复数片叶轮叶片及轮背，叶轮叶片均匀分布在轮毂上，轮背的外径D2大于叶片气流出口顶部的外径D1，D1与D2的比例为1:1.2～1.45，轮背的外端面为渐扩式流道面。
单轴串联式两级压气机工作时，气流从流道式第一级压气机叶轮13的气流出口进入渐扩式的回流道14，然后进入第二级压气机叶轮6，在一定程度上提高了压气机的压比，扩宽了压气机的流量范围。
本发明与现有技术相比具有如下特点：
1、本发明提供的单轴串联式两级压气机取消了原单轴串联式两级压气机中的回流器和轴套，将原第一级压气机叶轮的轮背设计成流道的一部分，在第一级压气机叶轮轮背的外端面与回流器壳体的内壁之间形成渐扩式回流道，这样即解决了原回流器定位难的问题，同时，渐扩式的回流器流道还有助于提高压气机压比，增加稳定工作范围。
2、整机中各零部件定位简单，装配简易，从而降低了生产成本。
以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。
附图说明
附图1为现有的单轴串联式两级压气机结构示意图；
附图2为现有的第一级压气机叶轮结构示意图
附图3为本发明提供的单轴串联式两级压气机结构示意图；
附图4为本发明提供的流道式第一级压气机叶轮结构示意图。
具体实施方式
一种单轴串联式两级压气机，包括第一级压气机壳体1、锁紧螺母2、回流器壳体5、第二级压气机叶轮6、第二级压气机蜗壳7、带密封圈的背盘8、带密封圈的密封套9及轴10。第一级压气机壳体1与回流器壳体5的一端通过螺栓连接，回流器壳体5的另一端通过螺栓与第二级压气机蜗壳7的一端连接，回流器壳体5的内壁设有均匀布置的回流叶片5-1，回流叶片数为11～23片，带密封圈的背盘8通过螺栓固定在第二级压气机蜗壳7的一端，带密封圈的密封套9、第二级压气机叶轮6依次套装在轴10上，在轴10上还套装有流道式第一级压气机叶轮13，流道式第一级压气机叶轮13与第二级压气机叶轮6及带密封圈的密封套9通过锁紧螺母2锁紧安装在轴10上，流道式第一级压气机叶轮13、第二级压气机叶轮6及带密封圈的密封套9安装在第一级压气机壳体1和第二级压气机蜗壳7内，流道式第一级压气机叶轮13的轮背13-3的外端面13-3-1与回流器壳体5的内壁之间形成渐扩式回流道14。
所述的流道式第一级压气机叶轮13包括轮毂13-1、复数片叶轮叶片13-2及轮背13-3，叶轮叶片13-2均匀分布在轮毂13-1上，轮背13-3的外径D2大于叶轮叶片13-2气流出口顶部的外径D1，D1与D2的比例为1:1.2～1.45，轮背13-3的外端面13-3-1为渐扩式流道面。
单轴串联式两级压气机工作时，气流从流道式第一级压气机叶轮13的气流出口进入渐扩式的回流道14，然后进入第二级压气机叶轮6，在一定程度上提高了压气机的压比，扩宽了压气机的流量范围。

Claims (2)

1.一种单轴串联式两级压气机，包括第一级压气机壳体、锁紧螺母、回流器壳体、第二级压气机叶轮、第二级压气机蜗壳、带密封圈的背盘、带密封圈的密封套及轴,第一级压气机壳体与回流器壳体的一端通过螺栓连接，回流器壳体的另一端通过螺栓与第二级压气机蜗壳的一端连接，回流器壳体的内壁设有均匀布置的回流叶片，回流叶片数为11～23片，带密封圈的背盘通过螺栓固定在第二级压气机蜗壳的一端，带密封圈的密封套、第二级压气机叶轮依次套装在轴上；其特征是：在轴上还套装有流道式第一级压气机叶轮，流道式第一级压气机叶轮与第二级压气机叶轮及带密封圈的密封套通过锁紧螺母锁紧安装在轴上，流道式第一级压气机叶轮、第二级压气机叶轮及带密封圈的密封套安装在第一级压气机壳体和第二级压气机蜗壳内，流道式第一级压气机叶轮的轮背的外端面与回流器壳体的内壁之间形成渐扩式回流道。
2.根据权利要求1所述的一种单轴串联式两级压气机，其特征是：所述的流道式第一级压气机叶轮包括轮毂、复数片叶轮叶片及轮背，叶轮叶片均匀分布在轮毂上，轮背的外径D2大于叶轮叶片气流出口顶部的外径D1，D1与D2的比例为1:1.2～1.45，轮背的外端面为渐扩式流道面。
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