CN202500650U - 可变流道蜗壳的气动隔板支撑装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可变流道蜗壳的气动隔板支撑装置，包括涡轮蜗壳，所述涡轮蜗壳内设有蜗壳流道，所述涡轮蜗壳设有与蜗壳流道连通的蜗壳进气口和蜗壳出气口，涡轮蜗壳内安装有涡轮叶轮，蜗壳流道靠近涡轮叶轮的位置设有无叶喷嘴；所述涡轮蜗壳内设有气动隔板，所述气动隔板的其中一端与涡轮蜗壳固接，另一端为导流出气端，设置在靠近无叶喷嘴的位置处，所述气动隔板位于导流出气端的位置设有若干个用来支撑气动隔板的支撑部件，本实用新型采用上述方案继续发挥了气动隔板结构的优势，又可有效避免其所带来的“冷隔”现象和强度不够等问题。

Description

可变流道蜗壳的气动隔板支撑装置

技术领域

本实用新型涉及一种气动隔板支撑装置，具体地说是一种通过将气动隔板的导流出气端和蜗壳的内壁固接在一起以消除铸造中的“冷隔”现象和加强气动隔板结构强度的可变流道蜗壳的支撑装置，属于内燃机技术领域。

背景技术

新型结构的涡轮增压器不断出现，这是能源日益紧缺和环保法规对发动机行业的要求，也是追求高效低成本的趋势。新型结构的涡轮增压器一定程度上克服了传统涡轮增压器所固有的缺点，成为涡轮增压技术前进的方向。

在涡轮增压器的新型结构中，可变流道结构的涡轮壳得到了很好的发展，并已投入到批量生产中。采用可变流道结构涡轮壳的增压器可以有效地改善发动机在低工况的进气不足等现象，兼顾了发动机全工况的性能。带气动隔板结构的涡轮蜗壳因其内部的气动隔板的存在，可将涡轮蜗壳流道分割成截面积相等或不等的全周出气的流道，流道沿涡轮蜗壳轴向并排分布；气动隔板只有一端与涡轮蜗壳的径向外侧固接，另一端布置于无叶喷嘴的附近。这种布置使得所有流道共用一个蜗壳喷嘴，气流以全周形式流进涡轮叶轮中，使得增压器运转更平稳、更高效。

但是，在实际生产中，这种带气动隔板的可变流道蜗壳结构存在一系列问题。主要问题是：在现有的铸造条件下，在涡轮蜗壳的气动隔板的导流出气端部位由于厚度很小，铸造时往往存在“冷隔”现象；也就是浇注时，模具里的金属液还没流到气动隔板的导流出气端部位时就已经冷却凝固了，造成浇注中断，造成了气动隔板导流出气端存在缺陷，不能满足所希望的设计尺寸，影响了蜗壳的性能。另外，由于气动隔板只有一端与蜗壳径向外侧固接，而另一端悬置在喷嘴环附近，结构强度不高，在较高温度条件下容易变形，从而影响蜗壳的性能和使用寿命。

本实用新型希望通过设计一种新型的结构简单、在现有铸造工艺条件下能实现的支撑装置来克服铸造中的“冷隔”现象和气动隔板的强度问题。在采用本实用新型的支撑装置后，既可以发挥气动隔板结构的优势，又可有效避免气动隔板结构所带来的“冷隔”现象和强度不够等问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是针对目前带气动隔板的可变流道蜗壳存在的“冷隔”现象和强度不够的缺陷，提供一种既可以发挥气动隔板结构的优势，又可有效避免其所带来的“冷隔”现象和强度不够等局限的可变流道蜗壳的气动隔板支撑装置。

为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种可变流道蜗壳的气动隔板支撑装置，包括涡轮蜗壳，所述涡轮蜗壳内设有蜗壳流道，所述涡轮蜗壳设有与蜗壳流道连通的蜗壳进气口和蜗壳出气口，涡轮蜗壳内安装有涡轮叶轮，蜗壳流道靠近涡轮叶轮的位置设有无叶喷嘴；所述涡轮蜗壳内设有气动隔板，所述气动隔板的其中一端与涡轮蜗壳固接，另一端为导流出气端，设置在靠近无叶喷嘴的位置处，所述气动隔板位于导流出气端的位置设有若干个用来支撑气动隔板的支撑部件。

以下是本实用新型对上述方案的进一步改进：

若干个用来支撑气动隔板的支撑部件呈环形均匀设置。

进一步改进：所述支撑部件的截面形状为圆柱形状。

另一种改进：所述支撑部件的截面形状为肋片形状。

进一步改进：所述气动隔板的数量为一个，所述气动隔板将蜗壳流道分割成两个流道；所述两个流道沿涡轮蜗壳的轴向并排分布，每个流道的出气口均为全周形式的，且两个流道的出气口在接近无叶喷嘴的部分汇合而共用一个无叶喷嘴。 

进一步改进：涡轮蜗壳具有蜗壳内壁，支撑部件的其中一端与蜗壳内壁固接，另一端与气动隔板的导流出气端固接。

进一步改进：所述支撑部件与涡轮蜗壳的轴向成一定角度倾斜地安装在流道的出气口处。

另一种改进：支撑部件在靠近蜗壳内壁一端的横截面的面积大于靠近流出气端的横截面的面积。

进一步改进：所述气动隔板的厚度从与涡轮蜗壳固接的一端向导流出气端逐渐减小。

另一种改进：所述气动隔板的数量为两个，所述气动隔板将蜗壳流道分割成三个流道。

进一步改进：位于外侧的两个流道靠近无叶喷嘴处的位置分别设有支撑部件，所述支撑部件的其中一端与气动隔板的导流出气端连接，另一端与涡轮蜗壳的内壁固接。

另一种改进：所述气动隔板的数量为三个，所述气动隔板将蜗壳流道分割成四个流道。

进一步改进：位于外侧的两个流道靠近无叶喷嘴处的位置分别设有若干个支撑部件，每个支撑部件的其中一端与气动隔板的导流出气端连接，另一端与涡轮蜗壳的内壁固接。

进一步改进：位于内侧的两个流道靠近无叶喷嘴处的位置分别设若干个有支撑部件，每个支撑部件的两端分别与相邻的气动隔板固接。

进一步改进：位于外侧两个流道内的若干个支撑部件与位于内侧两个流道内的若干个支撑部件之间交错设置，且错开蜗壳周向角度为0～360/2n度，n为一个流道内所设置的支撑部件的个数。

本实用新型采用上述方案继续发挥了气动隔板结构的优势，又可有效避免其所带来的“冷隔”现象和强度不够等问题。

所述气动隔板支撑部件的安装角度根据蜗壳内气流流向来定，这样尽可能地减小所述气动隔板支撑部件所带来的对气流的阻力。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中可变流道蜗壳的气动隔板支撑装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1中可变流道蜗壳的气动隔板支撑装置的径向剖面结构示意图；

图3为本实用新型实施例1中可变流道蜗壳的气动隔板支撑结构的安装角度位置；

图4为本实用新型实施例1中可变流道蜗壳的气动隔板支撑结构的结构示意图； 

图5为附图4的侧面剖视图；

图6为本实用新型实施例2中可变流道蜗壳的气动隔板支撑装置的结构示意图；

图7为本实用新型实施例3中可变流道蜗壳的气动隔板支撑装置的结构示意图；

图8为本实用新型实施例4中可变流道蜗壳的气动隔板支撑装置的结构示意图； 

图9为本实用新型实施例4中可变流道蜗壳的气动隔板支撑装置的径向剖面结构示意图。

图中：1-涡轮蜗壳；2-涡轮叶轮；3-蜗壳出气口；4-支撑部件；5-无叶喷嘴；6-气动隔板；7-流道；8-导流出气端；9-蜗壳内壁；10-蜗壳进气口。 

具体实施方式

实施例1，如图1、图2所示，一种可变流道蜗壳的气动隔板支撑装置，包括涡轮蜗壳1，所述涡轮蜗壳1内设有蜗壳流道，所述涡轮蜗壳1设有与蜗壳流道连通的蜗壳进气口10和蜗壳出气口3，涡轮蜗壳1内安装有涡轮叶轮2，蜗壳流道靠近涡轮叶轮2的位置设有无叶喷嘴5；所述涡轮蜗壳1内设有一个气动隔板6，所述气动隔板6将蜗壳流道分割成两个流道7；所述两个流道7沿涡轮蜗壳1的轴向并排分布，每个流道的出气口均为全周形式的，且两个流道7的出气口在接近无叶喷嘴5的部分汇合而共用一个无叶喷嘴5。 

所述气动隔板6的其中一端与涡轮蜗壳1固接，另一端为导流出气端8，设置在靠近无叶喷嘴5的位置处，所述气动隔板6位于导流出气端8的位置设有若干个用来支撑气动隔板6的支撑部件4。

若干个用来支撑气动隔板6的支撑部件4呈环形均匀设置，所述支撑部件4的截面形状为圆柱形状或肋片形状等易于铸造成型的形状。

涡轮蜗壳1具有蜗壳内壁9，支撑部件4的其中一端与蜗壳内壁9固接，另一端与气动隔板6的导流出气端8固接。

如图3所示，所述支撑部件4与涡轮蜗壳1的轴向成一定角度倾斜地安装在流道的出气口处；

所述支撑部件4若为非圆柱形状，则所述支撑部件4的中间面与涡轮蜗壳的径向圆周的切线之间的角度α为18～36度，以保证气流流过所述支撑结构时减小阻力及让所述支撑结构起到一定的导流作用。

如图4、图5所示，支撑部件4为肋片形状时，支撑部件4靠近蜗壳内壁9一端的横截面的面积大于靠近流出气端8的横截面的面积。

所述流道的其中一个开闭状态由设置在涡轮蜗壳1的蜗壳进气口10或流道上游处的进气控制调节装置根据发动机工况进行控制。

所述涡轮蜗壳1、气动隔板6、支撑部件4及支撑结构11一体铸造成型。

所述气动隔板6的厚度从与涡轮蜗壳1固接的一端向导流出气端8逐渐减小。

实施例2，如图6所示，上述实施例1中，所述气动隔板6的数量还可以设置为两个，所述气动隔板6将蜗壳流道分割成三个流道7。

位于外侧的两个流道7内靠近无叶喷嘴5处的位置分别设有支撑部件4，所述支撑部件4的其中一端与气动隔板的导流出气端8连接，另一端与涡轮蜗壳1的内壁固接。

此实施例三个流道设定为对称的，也可以为非对称的。

中间流道的出气口处没有布置支撑部件。这样，左右气动隔板的导流出气端8通过支撑部件4与蜗壳内壁9连通。

此实施例通过以上所述的方案，同时避免全部的气动隔板6的铸造“冷隔”现象和加强结构强度，又可保证中间的两个流道气流顺畅，简化了蜗壳结构。

实施例3，如图7所示，上述实施例1中，所述气动隔板6的数量还可以设置为三个，所述气动隔板6将蜗壳流道分割成四个流道7。

位于外侧的两个流道7靠近无叶喷嘴5处的位置分别设有若干个支撑部件4，所述支撑部件4的其中一端与气动隔板的导流出气端8连接，另一端与涡轮蜗壳1的内壁9固接。

此实施例四个流道设定为对称的，也可以为非对称的。

中间两个流道的出气口处没有布置支撑部件。这样，左右气动隔板的导流出气端8通过支撑部件4与涡轮蜗壳1的内壁连通。

中间的气动隔板可以通过厚度的增大和将其中间面设为平面的办法来避免铸造“冷隔”现象，同时也加强其结构强度。

实施例4，在采用实施例3中所述的方案后有可能会出现气动隔板的导流出气端的依然有“冷隔”现象，铸造达不到要求。

针对这种问题，如图8和图9所示，在实施例3的基础上，还可以在位于内侧的两个流道7靠近无叶喷嘴5处的位置设置若干个支撑部件4，所述每个支撑部件4的两端分别与相邻的气动隔板6固接。

位于外侧两个流道7内的若干个支撑部件4与位于内侧两个流道7内的若干个支撑部件4之间交错设置，且错开蜗壳周向角度β为0～360/2n度，n为一个流道内所设置的支撑部件4的个数。使得从中间气动隔板流入的金属液正好流入到左右气动隔板的导流出气端的最易产生“冷隔”现象的位置，加强了涡轮蜗壳的强度，从而有效地提高铸造质量。

通过中间的气动隔板与两边的气动隔板的连通，使得浇铸时金属液也可通过中间气动隔板流入到左右气动隔板的导流出气端，在相同的浇注时间内流入更多的金属液。

以上是具体的实施例，在此，要特别说明的是，具体应用不止征对两流道和四流道，还可应用到三流道等其他带气动隔板结构的多流道涡轮蜗壳。

现在我们已经按照相关的国家专利法对实用新型进行了详细的说明，对于本领域技术人员会识别本文所公开的具体实施例的改进或代替。这些修改是在本实用新型的精神和范围内的。

Claims (15)

1.一种可变流道蜗壳的气动隔板支撑装置，包括涡轮蜗壳（1），所述涡轮蜗壳（1）内设有蜗壳流道，所述涡轮蜗壳（1）设有与蜗壳流道连通的蜗壳进气口（10）和蜗壳出气口（3），涡轮蜗壳（1）内安装有涡轮叶轮（2），蜗壳流道靠近涡轮叶轮（2）的位置设有无叶喷嘴（5）；

其特征在于：所述涡轮蜗壳（1）内设有气动隔板（6），所述气动隔板（6）的其中一端与涡轮蜗壳（1）固接，另一端为导流出气端（8），设置在靠近无叶喷嘴（5）的位置处，所述气动隔板（6）位于导流出气端（8）的位置设有若干个用来支撑气动隔板（6）的支撑部件（4）。

2.根据权利要求1所述的可变流道蜗壳的气动隔板支撑装置，其特征在于：若干个用来支撑气动隔板（6）的支撑部件（4）呈环形均匀设置。

3.根据权利要求2所述的可变流道蜗壳的气动隔板支撑装置，其特征在于：所述支撑部件（4）的截面形状为圆柱形状。

4.根据权利要求2所述的可变流道蜗壳的气动隔板支撑装置，其特征在于：所述支撑部件（4）的截面形状为肋片形状。

5.根据权利要求3或4所述的可变流道蜗壳的气动隔板支撑装置，其特征在于：所述气动隔板（6）的数量为一个，所述气动隔板（6）将蜗壳流道分割成两个流道（7）；所述两个流道（7）沿涡轮蜗壳（1）的轴向并排分布，每个流道的出气口均为全周形式的，且两个流道（7）的出气口在接近无叶喷嘴（5）的部分汇合而共用一个无叶喷嘴（5）。

6. 根据权利要求5所述的可变流道蜗壳的气动隔板支撑装置，其特征在于：涡轮蜗壳（1）具有蜗壳内壁（9），支撑部件（4）的其中一端与蜗壳内壁（9）固接，另一端与气动隔板（6）的导流出气端（8）固接。

7.根据权利要求6所述的可变流道蜗壳的气动隔板支撑装置，其特征在于：所述支撑部件（4）与涡轮蜗壳（1）的轴向成一定角度倾斜地安装在流道（7）的出气口处。

8.根据权利要求4所述的可变流道蜗壳的气动隔板支撑装置，其特征在于：支撑部件（4）靠近蜗壳内壁（9）一端的横截面的面积大于靠近流出气端（8）的横截面的面积。

9.根据权利要求3或4所述的可变流道蜗壳的气动隔板支撑装置，其特征在于：所述气动隔板（6）的厚度从与涡轮蜗壳（1）固接的一端向导流出气端（8）逐渐减小。

10.根据权利要求3或4所述的可变流道蜗壳的气动隔板支撑装置，其特征在于：所述气动隔板（6）的数量为两个，所述气动隔板（6）将蜗壳流道分割成三个流道（7）。

11.根据权利要求10所述的可变流道蜗壳的气动隔板支撑装置，其特征在于：

位于外侧的两个流道（7）靠近无叶喷嘴（5）处的位置分别设有支撑部件（4），所述支撑部件（4）的其中一端与气动隔板的导流出气端（8）连接，另一端与涡轮蜗壳（1）的内壁固接。

12.根据权利要求3或4所述的可变流道蜗壳的气动隔板支撑装置，其特征在于：所述气动隔板（6）的数量为三个，所述气动隔板（6）将蜗壳流道分割成四个流道（7）。

13.根据权利要求12所述的可变流道蜗壳的气动隔板支撑装置，其特征在于：

位于外侧的两个流道（7）靠近无叶喷嘴（5）处的位置分别设有若干个支撑部件（4），每个支撑部件（4）的其中一端与气动隔板的导流出气端（8）连接，另一端与涡轮蜗壳（1）的内壁固接。

14.根据权利要求13所述的可变流道蜗壳的气动隔板支撑装置，其特征在于：位于内侧的两个流道（7）靠近无叶喷嘴（5）处的位置分别设若干个有支撑部件（4），每个支撑部件（4）的两端分别与相邻的气动隔板（6）固接。

15.根据权利要求14所述的可变流道蜗壳的气动隔板支撑装置，其特征在于：位于外侧两个流道（7）内的若干个支撑部件（4）与位于内侧两个流道（7）内的若干个支撑部件（4）之间交错设置，且错开蜗壳周向角度（β）为0～360/2n度，n为一个流道内所设置的支撑部件（4）的个数。

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