CN110094238A - 一种废气涡轮增压器涡壳组件 - Google Patents

一种废气涡轮增压器涡壳组件 Download PDF

Info

Publication number
CN110094238A
CN110094238A CN201910486580.2A CN201910486580A CN110094238A CN 110094238 A CN110094238 A CN 110094238A CN 201910486580 A CN201910486580 A CN 201910486580A CN 110094238 A CN110094238 A CN 110094238A
Authority
CN
China
Prior art keywords
exhaust
charger
volute
groove
nozzle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910486580.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110094238B (zh
Inventor
谷爱国
邹佳君
邹强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuxi Cummins Turbo Technologies Co Ltd
Original Assignee
Wuxi Cummins Turbo Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuxi Cummins Turbo Technologies Co Ltd filed Critical Wuxi Cummins Turbo Technologies Co Ltd
Priority to CN201910486580.2A priority Critical patent/CN110094238B/zh
Publication of CN110094238A publication Critical patent/CN110094238A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110094238B publication Critical patent/CN110094238B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • F01D25/04—Antivibration arrangements
    • F01D25/06—Antivibration arrangements for preventing blade vibration
    • 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
    • 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
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/10—Stators
    • F05B2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
    • F05B2240/123—Nozzles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

本发明属于涡轮增压器设备技术领域，涉及一种废气涡轮增压器涡壳组件，包括涡壳，涡壳上设置涡壳流道，涡壳流道的环状部分配合设置有喷嘴，涡壳流道内侧与喷嘴接触处设置涡舌，喷嘴的侧面设置环状的涡壳型线，喷嘴靠近涡舌的位置设置凹槽，凹槽径向内端延伸至涡壳型线处。本发明产品结构简单、紧凑合理，能有效提高增压器涡轮的高周疲劳可靠性，且涡壳加工制造简单。

Description

一种废气涡轮增压器涡壳组件
技术领域
本发明属于涡轮增压器设备技术领域，涉及一种废气涡轮增压器涡壳组件。
背景技术
众所周知，废气涡轮增压器是用于将大气压力增压供给内燃机进气入口的设备。普通增压器基本上包含涡轮机涡壳及安装在涡壳内的涡轮，所述涡壳在发动机排气歧管的下游。涡轮的旋转使安装在同轴的另一端的压叶轮旋转将空气压缩并通过压气机壳收集输送到发动机进气总管。涡轮轴通常由连接涡轮机和压气机的中间壳内的浮动轴承及推力轴承支撑。
涡轮增压器工作期间，涡轮壳体通过涡轮内部的螺旋结构，调整废气运动轨迹，从而使废气在推动涡轮转动时能够产生并输出最大的功率，因此涡轮流道形状对废气压力场的分布起到了非常重要的作用，而增压器涡轮由于受到压力场的影响，特别是由于涡轮流道的涡舌处压力激波的冲击，涡轮叶片会在其共振谐次转速时产生了非常大振动应力，从而导致了涡轮叶片的高周疲劳失效，目前的涡轮内流道设计，由于不仅要考虑安装的需求而且要考虑性能的需求，因此在涡舌处不可避免的会产生很大的压力激波。
对于固定喷嘴或者可变喷嘴的涡轮来说，业界更多关注的是涡轮叶片在固有频率下的激振力，在涡轮叶片入口处的压力波动是涡轮叶片振动的激励源，不同的喷嘴形状，产生的不同谐波的激励力是有很大差异的，通过设计来降低某谐波下的激励力是涡壳喷嘴设计中考虑重点。涡轮在转动过程中，每次经过涡舌都会产生一个压力波动，因此对于涡轮叶片来说都是一次激励压力，而对于固定截面增压器来说，涡轮转一圈时压力波动最大的位置。
通过优化的喷嘴可以在基础涡壳的喷嘴设计上大大降低涡轮的谐波激励力。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种废气涡轮增压器涡壳组件，该涡壳组件结构简单、巧妙合理。
按照本发明的技术方案：一种废气涡轮增压器涡壳组件，其特征在于：包括涡壳，涡壳上设置涡壳流道，涡壳流道的环状部分配合设置有喷嘴，涡壳流道内侧与喷嘴接触处设置涡舌，喷嘴的侧面设置环状的涡壳型线，喷嘴靠近涡舌的位置设置凹槽，凹槽径向内端延伸至涡壳型线处。
作为本发明的进一步改进，所述凹槽的宽度大于喷嘴的宽度，凹槽的径向半径尺寸大于涡舌的半径尺寸。
作为本发明的进一步改进，所述凹槽延伸至涡壳型线的深度尺寸范围为1mm到10mm。
作为本发明的进一步改进，所述凹槽设置于喷嘴一侧靠近涡舌处，凹槽的宽度大于喷嘴的宽度。
作为本发明的进一步改进，所述凹槽呈任意角度设置于喷嘴上靠近涡舌位置。
作为本发明的进一步改进，所述凹槽的正面呈圆形。
作为本发明的进一步改进，所述凹槽的正面呈方形。
作为本发明的进一步改进，所述凹槽的正面三角形。
本发明的技术效果在于：本发明产品结构简单、紧凑合理，能有效提高增压器涡轮的高周疲劳可靠性，且涡壳加工制造简单。
附图说明
图1为本发明涡壳的结构横剖面示意图。
图2为本发明涡壳的结构纵剖面示意图。
图3为本发明涡壳的流道示意图。
图4 为本发明涡壳的喷嘴示意图。
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中，包括涡壳1、涡壳流道2、涡舌3、喷嘴4、凹槽5、涡壳型线6、等。
如图1~4所示，本发明是一种废气涡轮增压器涡壳组件，包括涡壳1，涡壳1上设置涡壳流道2，涡壳流道2的环状部分配合设置有喷嘴4，涡壳流道2内侧与喷嘴4接触处设置涡舌3，喷嘴4的侧面设置环状的涡壳型线6，喷嘴4靠近涡舌3的位置设置凹槽5，凹槽5径向内端延伸至涡壳型线6处。
凹槽5的宽度大于喷嘴4的宽度，凹槽5的径向半径尺寸大于涡舌3的半径尺寸。
凹槽5延伸至涡壳型线6的深度尺寸范围为1mm到10mm。
凹槽5设置于喷嘴4一侧靠近涡舌3处，凹槽5的宽度大于喷嘴4的宽度。
凹槽5呈任意角度设置于喷嘴4上靠近涡舌3位置。
凹槽5的正面呈圆形或方形或三角形。
如图1~4所示，本发明中的涡壳1的作用是通过涡壳流道2改变发动机废气流动方向，涡壳流道2的结构示意图如图3所示，涡壳流道2通过螺旋型的通道结构使气流改变方向成为旋转的气流，该旋转的发动机废气通过涡舌3后逐渐的进入喷嘴4，喷嘴4是一个如图4所示的圆环通道，该圆环通道是一个由机加工方式形成的光滑圆环通道，在喷嘴4的圆环通道两侧有机加工的圆形凹槽5，该凹槽5靠近涡舌3的附近，而且该凹槽5不仅加工到了喷嘴4的两侧，而且加工到了涡舌3，并延伸到了涡壳型线6上，形成了独立的结构特征，该结构特征可以有效降低涡舌3产生的压力激波，从而有效降低了涡轮叶片的高周疲劳风险，从而提高了增压器的可靠性寿命，凹槽5的加工面设置呈半圆形。
本发明新的设计利用了涡舌3压力激波的形成特点，通过改善压力分布的形式，在喷嘴4的位置增加凹槽5，凹槽5的正面形状可以为圆形、方形或三角形，开槽后，涡舌3的压力激波得到了有效的降低，从基础涡壳流道的压力分布，可以看出在涡舌处有很明显的压力激波，该压力激波可以使涡轮在其共振转速时产生很大的叶片振动，从而产生涡轮叶片的高周疲劳失效。而本发明的涡壳流道压力分布中，涡舌处的压力激波被开槽特征改变了，从而有效降低了涡轮的输入激励，从而提高了涡轮叶片高周疲劳的可靠性。
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。
本发明结构简单、紧凑合理，能有效提高增压器涡轮的高周疲劳的可靠性，且涡壳加工制造简单。

Claims (8)

1.一种废气涡轮增压器涡壳组件，其特征在于：包括涡壳（1），涡壳（1）上设置涡壳流道（2），涡壳流道（2）的环状部分配合设置有喷嘴（4），涡壳流道（2）内侧与喷嘴（4）接触处设置涡舌（3），喷嘴（4）的侧面设置环状的涡壳型线（6），喷嘴（4）靠近涡舌（3）的位置设置凹槽（5），凹槽（5）径向内端延伸至涡壳型线（6）处。
2.如权利要求1所述的废气涡轮增压器涡壳组件，其特征在于：所述凹槽（5）的宽度大于喷嘴（4）的宽度，凹槽（5）的径向半径尺寸大于涡舌（3）的半径尺寸。
3.如权利要求1所述的废气涡轮增压器涡壳组件，其特征在于：所述凹槽（5）延伸至涡壳型线（6）的深度尺寸范围为1mm到10mm。
4.如权利要求1所述的废气涡轮增压器涡壳组件，其特征在于：所述凹槽（5）设置于喷嘴（4）一侧靠近涡舌（3）处，凹槽（5）的宽度大于喷嘴（4）的宽度。
5.如权利要求1所述的废气涡轮增压器涡壳组件，其特征在于：所述凹槽（5）呈任意角度设置于喷嘴（4）上靠近涡舌（3）位置。
6.如权利要求1所述的废气涡轮增压器涡壳组件，其特征在于：所述凹槽（5）的正面呈圆形。
7.如权利要求1所述的废气涡轮增压器涡壳组件，其特征在于：所述凹槽（5）的正面呈方形。
8.如权利要求1所述的废气涡轮增压器涡壳组件，其特征在于：所述凹槽（5）的正面三角形。
CN201910486580.2A 2019-06-05 2019-06-05 一种废气涡轮增压器涡壳组件 Active CN110094238B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910486580.2A CN110094238B (zh) 2019-06-05 2019-06-05 一种废气涡轮增压器涡壳组件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910486580.2A CN110094238B (zh) 2019-06-05 2019-06-05 一种废气涡轮增压器涡壳组件

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110094238A true CN110094238A (zh) 2019-08-06
CN110094238B CN110094238B (zh) 2024-07-26

Family

ID=67450370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910486580.2A Active CN110094238B (zh) 2019-06-05 2019-06-05 一种废气涡轮增压器涡壳组件

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110094238B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112443362A (zh) * 2019-08-29 2021-03-05 湖南天雁机械有限责任公司 减少涡舌激振力的涡轮箱结构
CN112627918A (zh) * 2020-12-30 2021-04-09 康跃科技(山东)有限公司 一种涡轮壳喉舌结构

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5104288A (en) * 1990-12-10 1992-04-14 Westinghouse Electric Corp. Dual plane bolted joint for separately-supported segmental stationary turbine blade assemblies
JP2000154728A (ja) * 1998-11-19 2000-06-06 Toyota Motor Corp 可変容量型ターボチャージャ
CN104145102A (zh) * 2012-03-09 2014-11-12 株式会社Ihi 涡轮壳体以及增压器
CN104389643A (zh) * 2014-11-20 2015-03-04 康跃科技股份有限公司 带导叶的废气旁通涡轮机
CN204312138U (zh) * 2014-11-20 2015-05-06 康跃科技股份有限公司 一种带导叶的废气旁通涡轮机
CN104675452A (zh) * 2015-02-25 2015-06-03 康跃科技股份有限公司 满足egr循环需要的可变截面废气旁通涡轮机
US20170114668A1 (en) * 2015-10-22 2017-04-27 GM Global Technology Operations LLC Radial turbine casing
US20180340462A1 (en) * 2017-05-23 2018-11-29 Honda Motor Co., Ltd Flange joining structure
CN210152737U (zh) * 2019-06-05 2020-03-17 无锡康明斯涡轮增压技术有限公司 一种废气涡轮增压器涡壳组件

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5104288A (en) * 1990-12-10 1992-04-14 Westinghouse Electric Corp. Dual plane bolted joint for separately-supported segmental stationary turbine blade assemblies
JP2000154728A (ja) * 1998-11-19 2000-06-06 Toyota Motor Corp 可変容量型ターボチャージャ
CN104145102A (zh) * 2012-03-09 2014-11-12 株式会社Ihi 涡轮壳体以及增压器
CN104389643A (zh) * 2014-11-20 2015-03-04 康跃科技股份有限公司 带导叶的废气旁通涡轮机
CN204312138U (zh) * 2014-11-20 2015-05-06 康跃科技股份有限公司 一种带导叶的废气旁通涡轮机
CN104675452A (zh) * 2015-02-25 2015-06-03 康跃科技股份有限公司 满足egr循环需要的可变截面废气旁通涡轮机
US20170114668A1 (en) * 2015-10-22 2017-04-27 GM Global Technology Operations LLC Radial turbine casing
US20180340462A1 (en) * 2017-05-23 2018-11-29 Honda Motor Co., Ltd Flange joining structure
CN210152737U (zh) * 2019-06-05 2020-03-17 无锡康明斯涡轮增压技术有限公司 一种废气涡轮增压器涡壳组件

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王航, 黄若, 胡昌元, 施新, 张虹, 马朝臣: "JK80VNT增压器的开发研究", 内燃机工程, no. 03, pages 33 - 36 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112443362A (zh) * 2019-08-29 2021-03-05 湖南天雁机械有限责任公司 减少涡舌激振力的涡轮箱结构
CN112627918A (zh) * 2020-12-30 2021-04-09 康跃科技(山东)有限公司 一种涡轮壳喉舌结构

Also Published As

Publication number Publication date
CN110094238B (zh) 2024-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10458432B2 (en) Turbocharger compressor assembly with vaned divider
WO2014030248A1 (ja) 遠心圧縮機
US10267214B2 (en) Compressor inlet recirculation system for a turbocharger
CN102852857A (zh) 一种高负荷超、跨音速轴流压气机气动设计方法
CN101985897A (zh) 可变截面复合涡轮装置
CN101021179A (zh) 一种涡轮增压器轴径流压气机结构
CN110094238A (zh) 一种废气涡轮增压器涡壳组件
CN111042869B (zh) 一种使用直导流叶片的轴向进气方式的小型向心涡轮
US20100104424A1 (en) Variable turbine geometry turbocharger
CN201582210U (zh) 无叶扩压管涡轮增压器压气机蜗壳
CN104421201B (zh) 结构非对称的双侧涡轮增压器叶轮
CN203404126U (zh) 涡轮增压器压气机叶轮
CN110107364A (zh) 废气涡轮增压器涡壳组件
Dehner et al. Case study: An experimental noise reduction study of an extended flow range automotive turbocharger centrifugal compressor
CN210152737U (zh) 一种废气涡轮增压器涡壳组件
CN201582215U (zh) 涡轮增压器无叶扩压管宽度调节机构
US11125235B2 (en) Centrifugal compressor with diffuser with throat
CN211422718U (zh) 一种涡轮增压器涡壳
CN210152736U (zh) 废气涡轮增压器涡壳组件
CN104481673A (zh) 废气涡轮增压器涡壳旁通装置
CN114704336A (zh) 一种涡轮增压器及发动机
CN108999664B (zh) 一种变径向间隙双入口涡轮箱
CN114151195A (zh) 一种能够提升气动性能的新型排气扩压器结构
JP2023023915A (ja) タービンおよび過給機
CN111655987B (zh) 径流式涡轮机以及涡轮增压器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant