CN117823465A - 一种离心压气机可调扩压器叶片开槽结构及调控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离心压气机可调扩压器叶片开槽结构及调控方法，涉及离心压气机技术领域，包括由上至下依次设置的上补充叶片盘、扩压器机匣、扩压器背盘以及下补充叶片盘，当扩压器需要处于未开槽状态时，上补充叶片盘能够向下移动，以带动上补充叶片穿过上补充叶片槽嵌入扩压器叶片的叶顶处的叶片槽口中，下补充叶片盘能够向上移动，以带动下补充叶片穿过下补充叶片槽嵌入扩压器叶片的叶根处的叶片槽口中；当扩压器需要处于开槽状态时，上补充叶片盘能够向上移动，以带动上补充叶片嵌入上补充叶片槽内并打开扩压器叶片的叶顶处的叶片槽口，下补充叶片盘能够向下移动，以带动下补充叶片嵌入下补充叶片槽内并打开扩压器叶片的叶根处的叶片槽口。

Description

一种离心压气机可调扩压器叶片开槽结构及调控方法

技术领域

本发明涉及离心压气机技术领域，特别是涉及一种离心压气机可调扩压器叶片开槽结构及调控方法。

背景技术

涡轮增压器是发动机常用的配套设备，离心压气机是其中实现压缩气体、输送气体的重要部件，通常包括进气管、叶轮、扩压器和蜗壳等部件，其中的扩压器是连接叶轮和蜗壳的部位，它可以将前者旋转压缩的空气进行导向、整流并二次压缩输送到后者。

扩压器包括无叶扩压器和叶片扩压器，叶片扩压器在扩压器的机匣和背盘中分布一圈或多圈叶片。叶片扩压器在静压恢复系数、流场设计、总压比和绝热效率方面要优于无叶扩压器，但是，由于气流和叶片之间发生附面层分离，会导致提早发生失速现象，产生较大噪音。

在现有技术中，如公告号为CN219035131U的中国专利文件，公开了一种轴向移动式可调开槽叶片扩压器及其离心压气机，离心压气机包括离心叶轮、进气罩、叶轮罩、叶片扩压器、蜗壳、滚珠、卡环，叶片扩压器由扩压器机匣、扩压器背盘与扩压器叶片体组成，扩压器叶片体上设有多个扩压器叶片，扩压器叶片穿过扩压器机匣和扩压器背盘，扩压器叶片上设有扩压器槽口，通过扩压器叶片体带着扩压器叶片垂直于扩压器端面进行轴向往复移动，实现扩压器槽口的开闭。

上述方案虽然通过移动扩压器叶片来控制扩压器叶片开槽与否，尽可能地减少离心压气机的气动性能损失，但是，该方案仅能够进行单侧开槽，并且，其所要解决的仅是关于离心压气机的气动性能问题，而无法解决离心压气机的噪声问题。

可见，如何通过扩压器叶片开槽来进行降噪的同时，减少对离心压气机的压比和效率的影响，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种离心压气机可调扩压器叶片开槽结构及调控方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够在降噪的同时，减少离心压气机的气动性能损失。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种离心压气机可调扩压器叶片开槽结构，包括由上至下依次设置的上补充叶片盘、扩压器机匣、扩压器背盘以及下补充叶片盘，且所述扩压器机匣与所述扩压器背盘之间形成流体流道，所述扩压器背盘上设置有扩压器叶片，所述扩压器叶片上设置有叶片槽口，所述叶片槽口至少设置有两个，两个所述叶片槽口分别设置于所述扩压器叶片的叶顶处以及叶根处，所述上补充叶片盘的底部设置有上补充叶片，所述扩压器机匣上设置有上补充叶片槽，所述下补充叶片盘的顶部设置有下补充叶片，所述扩压器背盘上设置有下补充叶片槽，所述扩压器叶片设置有多个，所述上补充叶片、所述上补充叶片槽、所述下补充叶片以及所述下补充叶片槽均与所述扩压器叶片一一对应设置；当扩压器需要处于未开槽状态时，所述上补充叶片盘能够向下移动，以带动所述上补充叶片穿过所述上补充叶片槽嵌入所述扩压器叶片的叶顶处的所述叶片槽口中，且所述下补充叶片盘能够向上移动，以带动所述下补充叶片穿过所述下补充叶片槽嵌入所述扩压器叶片的叶根处的所述叶片槽口中；当扩压器需要处于开槽状态时，所述上补充叶片盘能够向上移动，以带动所述上补充叶片嵌入所述上补充叶片槽内并打开所述扩压器叶片的叶顶处的所述叶片槽口，且所述下补充叶片盘能够向下移动，以带动所述下补充叶片嵌入所述下补充叶片槽内并打开所述扩压器叶片的叶根处的所述叶片槽口。

优选的，全部所述扩压器叶片沿周向均匀布设于所述扩压器背盘上。

优选的，所述扩压器叶片的形状为翼形、弧形或者三角形。

优选的，所述叶片槽口为单槽口或者多槽口。

优选的，所述叶片槽口设置于所述扩压器叶片的前缘、中段或者尾缘。

优选的，所述叶片槽口的切向形状为弧形或者长方形。

优选的，所述叶片槽口的轴向形状为直槽、弧槽或者斜槽。

本发明还提供一种应用上述的离心压气机可调扩压器叶片开槽结构的调控方法，包括以下步骤：

步骤一，通过所述上补充叶片盘调节所述扩压器叶片的叶顶处的所述叶片槽口的开闭；

步骤二，通过所述下补充叶片盘调节所述扩压器叶片的叶根处的所述叶片槽口的开闭。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供的离心压气机可调扩压器叶片开槽结构，包括由上至下依次设置的上补充叶片盘、扩压器机匣、扩压器背盘以及下补充叶片盘，扩压器背盘上设置有扩压器叶片，扩压器叶片的叶顶处以及叶根处各设置有一叶片槽口，上补充叶片盘的底部设置有上补充叶片，下补充叶片盘的顶部设置有下补充叶片；当扩压器需要处于未开槽状态时，上补充叶片盘能够向下移动，以带动上补充叶片穿过上补充叶片槽嵌入扩压器叶片的叶顶处的叶片槽口中，且下补充叶片盘能够向上移动，以带动下补充叶片穿过下补充叶片槽嵌入扩压器叶片的叶根处的叶片槽口中；当扩压器需要处于开槽状态时，上补充叶片盘能够向上移动，以带动上补充叶片嵌入上补充叶片槽内并打开扩压器叶片的叶顶处的叶片槽口，且下补充叶片盘能够向下移动，以带动下补充叶片嵌入下补充叶片槽内并打开扩压器叶片的叶根处的叶片槽口。本发明在扩压器叶片的双侧设置开槽，在扩压器机匣的上方设置上补充叶片盘，在扩压器背盘的下方设置下补充叶片盘，通过上补充叶片盘以及下补充叶片盘的轴向移动，实现了根据不同的工况、不同的需求，控制扩压器叶片是否开槽，从而调节扩压器叶片之间气体流动的压力场、速度场等，在降噪的同时，减少了离心压气机的气动性能损失。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的离心压气机可调扩压器叶片开槽结构的示意图。

图中：1-上补充叶片盘、2-扩压器机匣、3-扩压器背盘、4-下补充叶片盘、5-扩压器叶片、6-上补充叶片、7-上补充叶片槽、8-下补充叶片、9-下补充叶片槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种离心压气机可调扩压器叶片开槽结构及调控方法，以解决现有技术存在的问题，能够在降噪的同时，减少离心压气机的气动性能损失。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种离心压气机可调扩压器叶片开槽结构，包括由上至下依次设置的上补充叶片盘1、扩压器机匣2、扩压器背盘3以及下补充叶片盘4，且扩压器机匣2与扩压器背盘3之间形成流体流道，扩压器机匣2的内端面与扩压器背盘3的内端面形成扩压器流道的轴向边界，扩压器背盘3上设置有扩压器叶片5，扩压器叶片5上设置有叶片槽口，叶片槽口至少设置有两个，两个叶片槽口分别设置于扩压器叶片5的叶顶处以及叶根处，上补充叶片盘1的底部设置有上补充叶片6，扩压器机匣2上设置有上补充叶片槽7，下补充叶片盘4的顶部设置有下补充叶片8，扩压器背盘3上设置有下补充叶片槽9，扩压器叶片5设置有多个，上补充叶片6、上补充叶片槽7、下补充叶片8以及下补充叶片槽9均与扩压器叶片5一一对应设置；当扩压器需要处于未开槽状态时，上补充叶片盘1能够向下移动，以带动上补充叶片6穿过上补充叶片槽7嵌入扩压器叶片5的叶顶处的叶片槽口中，且下补充叶片盘4能够向上移动，以带动下补充叶片8穿过下补充叶片槽9嵌入扩压器叶片5的叶根处的叶片槽口中；当扩压器需要处于开槽状态时，上补充叶片盘1能够向上移动，以带动上补充叶片6嵌入上补充叶片槽7内并打开扩压器叶片5的叶顶处的叶片槽口，且下补充叶片盘4能够向下移动，以带动下补充叶片8嵌入下补充叶片槽9内并打开扩压器叶片5的叶根处的叶片槽口。本实施例在扩压器叶片5的双侧设置开槽，在扩压器机匣2的上方设置上补充叶片盘1，在扩压器背盘3的下方设置下补充叶片盘4，通过上补充叶片盘1以及下补充叶片盘4的轴向移动，实现了根据不同的工况、不同的需求，控制扩压器叶片5是否开槽，从而调节扩压器叶片5之间气体流动的压力场、速度场等，在降噪的同时，减少了离心压气机的气动性能损失。

需要说明的是，对于上补充叶片盘1以及下补充叶片盘4的驱动方式，本领域技术人员可以根据实际需要选用如以电机作为动力机构，以齿轮齿条作为传动机构等常规设置驱动上补充叶片盘1以及下补充叶片盘4进行上下移动。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的设备或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本实施例中，全部扩压器叶片5沿周向均匀布设于扩压器背盘3上；相应地，上补充叶片盘1的底部沿周向均匀布设有多个上补充叶片6，扩压器机匣2上沿周向均匀布设有多个上补充叶片槽7，各上补充叶片6与各上补充叶片槽7一一对应设置，且上补充叶片6与对应的上补充叶片槽7的形状相同、大小一致、位置对应，以使上补充叶片6能够完全嵌入上补充叶片槽7内，同理，下补充叶片槽9的顶部沿周向均匀布设有多个下补充叶片8，扩压器背盘3上沿周向均匀布设有多个下补充叶片槽9，各下补充叶片8与各下补充叶片槽9一一对应设置，且下补充叶片8与对应的下补充叶片槽9的形状相同、大小一致、位置对应，以使下补充叶片8能够完全嵌入下补充叶片槽9内。

在本实施例中，扩压器叶片5的形状为翼形、弧形或者三角形，本领域技术人员也可以根据实际需要选择其他形状。

在本实施例中，叶片槽口为单槽口或者多槽口。

在本实施例中，叶片槽口设置于扩压器叶片5的前缘、中段或者尾缘，本领域技术人员也可以根据实际需要选择在扩压器叶片5的其他位置开槽或者同时多处开槽。

在本实施例中，叶片槽口的切向形状为弧形或者长方形，本领域技术人员也可以根据实际需要选择其他形状。

在本实施例中，叶片槽口的轴向形状为直槽、弧槽或者斜槽。

本实施例提供的离心压气机可调扩压器叶片开槽结构的工作原理如下：

当没有到达失速流量工况时，上补充叶片6和下补充叶片8分别置于扩压器叶片5的叶顶处的叶片槽口以及扩压器叶片5的叶根处的叶片槽口，此时，扩压器处于未开槽状态，以获得较好的气动性能；当接近失速流量工况时，离心压气机噪声较大，通过移动上补充叶片盘1和下补充叶片盘4，将上补充叶片6和下补充叶片8分别抽到扩压器机匣2的上补充叶片槽7内以及扩压器背盘3的下补充叶片槽9内，此时，扩压器处于开槽状态，由于开槽结构处的泄漏流动，气流从压力面流到吸力面，使得本应在吸力面形成的附面层在一定程度上消失或者推后，减少了回流，均匀了流道的流动情况，起到了一定的降噪效果，同时，还拓宽了离心压气机的工作裕度；当再次远离失速流量工况时，将上补充叶片6和下补充叶片8分别置回扩压器叶片5的叶顶处的叶片槽口以及扩压器叶片5的叶根处的叶片槽口，扩压器流道没有开槽产生的泄漏流动，减少了流体的泄漏损失、掺混损失，从而减少了离心压气机的气动性能损失。

实施例二

本实施例提供一种应用实施例一的离心压气机可调扩压器叶片开槽结构的调控方法，包括以下步骤：

步骤一，通过上补充叶片盘1调节扩压器叶片5的叶顶处的叶片槽口的开闭；

步骤二，通过下补充叶片盘4调节扩压器叶片5的叶根处的叶片槽口的开闭。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种离心压气机可调扩压器叶片开槽结构，其特征在于：包括由上至下依次设置的上补充叶片盘、扩压器机匣、扩压器背盘以及下补充叶片盘，且所述扩压器机匣与所述扩压器背盘之间形成流体流道，所述扩压器背盘上设置有扩压器叶片，所述扩压器叶片上设置有叶片槽口，所述叶片槽口至少设置有两个，两个所述叶片槽口分别设置于所述扩压器叶片的叶顶处以及叶根处，所述上补充叶片盘的底部设置有上补充叶片，所述扩压器机匣上设置有上补充叶片槽，所述下补充叶片盘的顶部设置有下补充叶片，所述扩压器背盘上设置有下补充叶片槽，所述扩压器叶片设置有多个，所述上补充叶片、所述上补充叶片槽、所述下补充叶片以及所述下补充叶片槽均与所述扩压器叶片一一对应设置；当扩压器需要处于未开槽状态时，所述上补充叶片盘能够向下移动，以带动所述上补充叶片穿过所述上补充叶片槽嵌入所述扩压器叶片的叶顶处的所述叶片槽口中，且所述下补充叶片盘能够向上移动，以带动所述下补充叶片穿过所述下补充叶片槽嵌入所述扩压器叶片的叶根处的所述叶片槽口中；当扩压器需要处于开槽状态时，所述上补充叶片盘能够向上移动，以带动所述上补充叶片嵌入所述上补充叶片槽内并打开所述扩压器叶片的叶顶处的所述叶片槽口，且所述下补充叶片盘能够向下移动，以带动所述下补充叶片嵌入所述下补充叶片槽内并打开所述扩压器叶片的叶根处的所述叶片槽口。

2.根据权利要求1所述的离心压气机可调扩压器叶片开槽结构，其特征在于：全部所述扩压器叶片沿周向均匀布设于所述扩压器背盘上。

3.根据权利要求1所述的离心压气机可调扩压器叶片开槽结构，其特征在于：所述扩压器叶片的形状为翼形、弧形或者三角形。

4.根据权利要求1所述的离心压气机可调扩压器叶片开槽结构，其特征在于：所述叶片槽口为单槽口或者多槽口。

5.根据权利要求1所述的离心压气机可调扩压器叶片开槽结构，其特征在于：所述叶片槽口设置于所述扩压器叶片的前缘、中段或者尾缘。

6.根据权利要求1所述的离心压气机可调扩压器叶片开槽结构，其特征在于：所述叶片槽口的切向形状为弧形或者长方形。

7.根据权利要求1所述的离心压气机可调扩压器叶片开槽结构，其特征在于：所述叶片槽口的轴向形状为直槽、弧槽或者斜槽。

8.一种应用权利要求1-7中任意一项所述的离心压气机可调扩压器叶片开槽结构的调控方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一，通过所述上补充叶片盘调节所述扩压器叶片的叶顶处的所述叶片槽口的开闭；

步骤二，通过所述下补充叶片盘调节所述扩压器叶片的叶根处的所述叶片槽口的开闭。