CN106401671A - 带芯涡端出口结构 - Google Patents

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高同军
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings

Abstract

本发明属于发动机涡轮增压技术领域，涉及一种带芯涡端出口结构，包括涡轮壳，所述涡轮壳内腔中设有可绕涡轮壳轴线旋转的涡轮，涡轮壳的壳体上设有涡轮壳出口，涡轮壳出口的中心位置布置有芯，涡轮上集成有涡轮轴，芯与涡轮轴之间留有间隙，芯集成于过渡接头或涡轮壳上。本发明产品结构简单合理，生产制造成本低，通过在涡端出口中心位置增加一个芯，能够提高涡端整体效率。

Description

带芯涡端出口结构
技术领域
本发明属于发动机涡轮增压技术领域，涉及一种带芯涡端出口结构。
背景技术
涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮壳内的涡轮，涡轮又带动同轴的压叶轮，压叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增大，废气排出速度与涡轮转速也同步增加，压叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率。
涡轮增压器一般由涡端、压端和中间体三部分组成，其中涡端包括涡轮壳和涡轮，涡轮安装在涡轮壳内，在废气的的推动下，能够绕涡轮增压器轴线高速旋转。为了保证涡端做功能力，涡轮壳型线和涡轮型线之间保持一个很小的间隙，通常为1mm。
涡端做功能力一般用涡端效率来表征。膨胀比是指涡轮壳入口气体的绝对总压比上涡轮壳出口气体的绝对静压，所述效率是指气体通过涡端时对涡轮实际做的功相对于气体在涡端按压比等熵膨胀对外所做的功中“总压”到“静压”的那部分能量的比值。
在现有技术中，为了降低涡端出口静压，通常将涡轮壳出口设计成扩压型，即出口与涡轮壳轴线成一定角度，从而提高涡端的效率。但是，由于扩压的存在，涡轮出口中心位置的尾迹区域也被扩大，造成整个涡端效率没有提高，甚至下降。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种带芯涡端出口结构，该出口结构可以取消涡轮出口中心位置的尾迹，从而提高涡端效率。
按照本发明的技术方案：一种带芯涡端出口结构，其特征在于：包括涡轮壳，所述涡轮壳内腔中设有可绕涡轮壳轴线旋转的涡轮，涡轮壳的壳体上设有涡轮壳出口，涡轮壳出口的中心位置布置有芯，涡轮上集成有涡轮轴，芯与涡轮轴之间留有间隙，芯集成于过渡接头或涡轮壳上。
作为本发明的进一步改进，所述芯布置于涡轮增压器涡端出口的中心位置。
作为本发明的进一步改进，所述芯为圆柱形。
作为本发明的进一步改进，所述芯为圆锥形，芯靠近涡轮轴一端直径小于远离涡轮轴一端的直径。
作为本发明的进一步改进，所述芯包括一体连接的圆锥部与圆柱部，其中所述圆锥部靠近涡轮轴一端，且圆锥部靠近涡轮轴一端的直径小于远离涡轮轴一端的直径。
作为本发明的进一步改进，所述芯的外径壁面轮廓与涡轮壳出口内径壁面轮廓在通过涡轮壳轴线的平面上形成的夹角为锐角。
本发明的技术效果在于：本发明产品结构简单合理，生产制造成本低，通过在涡端出口中心位置增加一个芯，能够提高涡端整体效率。
附图说明
图1为本发明的涡轮壳组件主视图。
图2为本发明的涡轮壳组件剖视图。
图3为本发明的芯外径壁面轮廓与涡轮壳出口内径壁面轮廓在通过涡轮壳轴线平面上形成的夹角示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
图1~3中，包涡轮1、涡轮壳2、芯3、过渡接头4、涡轮轴5、涡轮壳出口6、芯外径壁面轮廓与涡轮壳出口内径壁面轮廓在通过涡轮壳轴线平面上形成的夹角a等。
如图1~3所示，本发明是一种带芯涡端出口结构，包括涡轮壳2，所述涡轮壳2内腔中设有可绕涡轮壳轴线旋转的涡轮1，涡轮壳2的壳体上设有涡轮壳出口6，涡轮壳出口6的中心位置布置有芯3，涡轮1上集成有涡轮轴5，芯3与涡轮轴5之间留有间隙，芯3集成于过渡接头4或涡轮壳2上。
芯3布置于涡轮增压器涡端出口的中心位置。
本发明产品中的芯3可以有多种结构形式，在实践中一般采用如下几种：一、芯3为圆柱形。二、芯3为圆锥形，芯3靠近涡轮轴5一端直径小于远离涡轮轴5一端的直径。三、芯3包括一体连接的圆锥部与圆柱部，其中所述圆锥部靠近涡轮轴5一端，且圆锥部靠近涡轮轴5一端的直径小于远离涡轮轴5一端的直径。
如图3所示，芯3的外径壁面轮廓与涡轮壳出口6内径壁面轮廓在通过涡轮壳轴线的平面上形成的夹角a为锐角。
本发明的工作原理是：在涡轮壳出口的中心位置通过增加芯，取消涡轮轴背面的尾迹区域，从而减少涡端出口位置的紊流区域，进而提高涡端整体效率。
以上描述是对本发明的解释,不是对发明的限定,本发明所限定的范围参见权利要求,在本发明的保护范围之内,可以作任何形式的修改。

Claims (6)

1.一种带芯涡端出口结构，其特征在于：包括涡轮壳（2），所述涡轮壳（2）内腔中设有可绕涡轮壳轴线旋转的涡轮（1），涡轮壳（2）的壳体上设有涡轮壳出口（6），涡轮壳出口（6）的中心位置布置有芯（3），涡轮（1）上集成有涡轮轴（5），芯（3）与涡轮轴（5）之间留有间隙，芯（3）集成于过渡接头（4）或涡轮壳（2）上。
2.如权利要求1所述的带芯涡端出口结构，其特征在于：所述芯（3）布置于涡轮增压器涡端出口的中心位置。
3.如权利要求1所述的带芯涡端出口结构，其特征在于：所述芯（3）为圆柱形。
4.如权利要求1所述的带芯涡端出口结构，其特征在于：所述芯（3）为圆锥形，芯（3）靠近涡轮轴（5）一端直径小于远离涡轮轴（5）一端的直径。
5.如权利要求1所述的带芯涡端出口结构，其特征在于：所述芯（3）包括一体连接的圆锥部与圆柱部，其中所述圆锥部靠近涡轮轴（5）一端，且圆锥部靠近涡轮轴（5）一端的直径小于远离涡轮轴（5）一端的直径。
6.如权利要求1所述的带芯涡端出口结构，其特征在于：所述芯（3）的外径壁面轮廓与涡轮壳出口（6）内径壁面轮廓形成的夹角为锐角。
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