CN208803877U - 一种非对称式带固定导叶的废气旁通涡轮机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种非对称式带固定导叶的废气旁通涡轮机，包括涡轮壳和动力涡轮，涡轮壳内设有可拆卸安装的非对称固定导叶，还包括依次设置在非对称固定导叶右侧的导叶压块和压板，压板通过螺栓与涡轮壳固定连接。更换不同规格的非对称固定导叶能实现流通面积的变化；非对称固定导叶为环状结构，包括多个第一导叶和设置在第一导叶右侧的多个第二导叶；非对称固定导叶的两个端部均设有叶片壁面，涡轮壳与叶片壁面间设有定位销。本实用新型的一种非对称式带固定导叶的废气旁通涡轮机，利用非对称固定导叶结构将废气通道设置成不同大小的通流截面，小截面通道对应带EGR排气管，能够满足EGR发动机的需求，成本大大降低、可靠性大大提升。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于涡轮增压器上的涡轮机，尤其涉及一种非对称结构带固定导叶的废气旁通涡轮机，属于内燃机技术领域。
背景技术
随着排放法规的日益严格，EGR越来越多的应用在发动机上，EGR全称为ExhaustGas Recirculation，中文译为废气再循环，是将发动机产生废气的一小部分再送回气缸参与燃烧，作用是减少NOx的排放量。
NOx是一种对人体危害极大的气体，主要是在高温富氧的条件下生成，燃烧温度和氧浓度越高，持续时间越长，NOx的生成物也越多。在发动机工作过程中，如果适时、适量地将部分废气再次引入气缸内，因废气中的主要成份CO2比热容较大，所以废气可将燃烧产生的部分热量吸收并带出气缸，并对进气有一定的稀释作用，因此降低了发动机燃烧的最高温度和氧含量，从而减少了NOx化合物的生成。
在增压中冷柴油机上，实现废气再循环的主要方式是将涡轮前的废气引入中冷器之后，称为高压废气再循环，为了确保不同工况的EGR率，最好的方式是采用可变截面涡轮增压器，通过增压器的截面变化来调节涡轮前PT与中冷后PK的压差，驱动EGR阀。
目前采用最多的可变截面涡轮增压器是在涡轮机内部增加旋转喷嘴叶片，通过改变喷嘴叶片的开度来改变涡轮机的流通通道，控制比较方便。但由于发动机排出的废气具有700摄氏度左右的排气高温，并且有进一步提升的趋势，排气高温对喷嘴叶片、传动机构、喷嘴环支撑盘及外部的控制系统都有严格的要求，发动机排出的高温废气中的杂质对复杂的运动部件造成了可靠性隐患。
而且，该类产品由于昂贵的价格因素，仅被用于高端发动机增压领域，该类型可变截面涡轮增压器从成本和可靠性两方面限制了市场推广。除了上述主要因素外，也存在一些其他技术问题：
问题1，当流量减小时，需关小喷嘴叶片开度，涡轮进气周向速度加大，涡轮变为冲动式叶轮，不利于废气能量的充分利用，涡轮效率偏低，且造成发动机排气背压过高。
问题2，小叶片开度时，涡轮进气流动路径增加，沿程流动损失加大；喷嘴叶片距离涡轮过远，气流混合损失上升。
问题3，叶片两端必须留有间隙，以便于叶片旋转，但此间隙会造成漏气损失，降低涡轮机效率。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是针对传统可变截面涡轮增压器的上述缺点，提供一种满足EGR循环需要的非对称式固定导叶的废气旁通涡轮机，将传统的废气旁通涡轮机添加非对称固定导叶结构，将废气通道设置成左右不同大小通流截面，小截面通道对应带EGR排气管，能够满足EGR发动机的需求，性能、EGR率控制都达至最优，同时不需要设置复杂的旋叶式气动调节机构，成本大大降低、可靠性大大提升。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
一种非对称式带固定导叶的废气旁通涡轮机，包括涡轮壳和动力涡轮，所述涡轮壳内设有可拆卸安装的非对称固定导叶；气体沿涡轮壳内的通道通过非对称固定导叶进入动力涡轮；更换不同规格的非对称固定导叶能实现流通面积的变化。
作为一种改进，所述非对称固定导叶为环状结构，包括多个第一导叶和设置在第一导叶右侧的多个第二导叶。
作为一种改进，所述非对称式带固定导叶的废气旁通涡轮机还包括依次设置在所述非对称固定导叶右侧的导叶压块和压板，所述压板通过紧固件与所述涡轮壳固定连接。
作为一种改进，所述非对称固定导叶的两个端部均设有叶片壁面。
作为一种改进，所述非对称固定导叶位一体成型结构。
作为一种改进，所述涡轮壳与所述叶片壁面间设有定位销。
作为一种改进，所述导叶压块的外表面加工有凹槽。
采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
本实用新型通过在涡轮机上设计配合左右两个通道的非对称固定导叶，将废气通道设置成左右不同大小的通流截面，小截面通道对应带EGR排气管，满足了带EGR发动机对增压器的需求，同时提升了增压器的可靠性及降低了整机成本。
附图说明
图1是本实用新型一种带有非对称式固定导叶的废气旁通涡轮机的实施例1中的结构简图；
图2是图1的立体图示意图；
图3是图1的右视图；
图4是本实用新型的实施例2中的结构简图；
图5是本实用新型的实施例2中非对称固定导叶的结构示意图；
图6是本实用新型的实施例3中的结构简图；
图7是本实用新型的实施例4中的结构简图；
图中：11-涡轮壳，12-动力涡轮，16-隔板，17-非对称固定导叶，18-导叶压块，19-螺栓，20-压板，21-定位销，22-凹槽，23-第一导叶，24-第二导叶，25-叶片壁面，26-左进气流道，27-右进气流道。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1
如图1、图2和图3共同所示，一种非对称式带固定导叶的废气旁通涡轮机，包括涡轮壳11和动力涡轮12。所述涡轮壳11上设有并列设置的左进气流道26和右进气流道27，左进气流道26和右进气流道27间设有隔板16，左进气流道26和右进气流道27分别单独引导气流，两者不直接贯通。
涡轮壳11内设有可拆卸安装的非对称固定导叶17。气体沿涡轮壳11内的左进气流道26或右进气流道27后，通过非对称固定导叶17进入动力涡轮12。更换不同规格的非对称固定导叶17能实现流通面积的变化。非对称固定导叶17为环状结构，包括多个第一导叶23和设置在第一导叶23右侧的多个第二导叶24。左进气流道26的出口对准第一导叶23；右进气流道27的出口对准第二导叶24。
非对称式带固定导叶的废气旁通涡轮机还包括依次设置在非对称固定导叶17右侧的导叶压块18和压板20，压板20通过螺栓19与涡轮壳11固定连接。
涡轮壳11内有左进气流道26和右进气流道27，气体进入涡轮壳11后经左进气流道26和右进气流道27后进入非对称固定导叶17，非对称固定导叶17的左右流通面积不同，小流通面积的对应带EGR阀排气管。通过该设计，一个系列的增压器只使用几种涡轮壳11即可。其通流能力通CFD分析调整非对称固定导叶17的叶片数量及叶型，通过优化能够适应不同发动机的需求。利用非对称固定导叶17的个数、大小、角度、排布等参数调节其通流能力，不但大大减少模具成本，而且还能对通流能力进行精细调节，使匹配性能达到最优。再加上精密铸造的非对称固定导叶17其生产一致性好，更容易满足发动机对增压器压比、流量的一致性要求。
实施例2
如图4和图5共同所示，一种非对称式带固定导叶的废气旁通涡轮机，包括涡轮壳11和动力涡轮12。所述涡轮壳11上设有并列设置的左进气流道26和右进气流道27，左进气流道26和右进气流道27间设有隔板16，左进气流道26和右进气流道27分别单独引导气流，两者不直接贯通。
涡轮壳11内设有可拆卸安装的非对称固定导叶17。气体沿涡轮壳11内的左进气流道26或右进气流道27后，通过非对称固定导叶17进入动力涡轮12。更换不同规格的非对称固定导叶17能实现流通面积的变化。非对称固定导叶17为环状结构，包括多个第一导叶23和设置在第一导叶23右侧的多个第二导叶24。左进气流道26的出口对准第一导叶23；右进气流道27的出口对准第二导叶24。
非对称式带固定导叶的废气旁通涡轮机还包括依次设置在非对称固定导叶17右侧的导叶压块18和压板20，压板20通过螺栓19与涡轮壳11固定连接。非对称固定导叶17的两个端部均设有叶片壁面25，能方便涡轮壳11和非对称固定导叶17之间、非对称固定导叶17和导叶压块18之间的安装和配合；并降低对非对称固定导叶17的加工精度的要求，节约加工成本；提高了加工效率和装配效率，产品的一致性和稳定性更佳。非对称固定导叶17为一体成型结构，减少叶片同壁面配合处的损失，提升涡轮机效率，非对称导叶由导叶压块18及压板20、螺栓19固定在涡轮壳11上，防止在增压器运行过程中沿周向转动，造成气流不稳。
涡轮壳11内有左进气流道26和右进气流道27，气体进入涡轮壳11后经左进气流道26和右进气流道27后进入非对称固定导叶17，非对称固定导叶17的左右流通面积不同，小流通面积的对应带EGR阀排气管。通过该设计，一个系列的增压器只使用几种涡轮壳11即可。其通流能力通CFD分析调整非对称固定导叶17的叶片数量及叶型，通过优化能够适应不同发动机的需求。利用非对称固定导叶17的个数、大小、角度、排布等参数调节其通流能力，不但大大减少模具成本，而且还能对通流能力进行精细调节，使匹配性能达到最优。再加上精密铸造的非对称固定导叶17其生产一致性好，更容易满足发动机对增压器压比、流量的一致性要求。
实施例3
如图6所示，一种非对称式带固定导叶的废气旁通涡轮机，包括涡轮壳11和动力涡轮12。所述涡轮壳11上设有并列设置的左进气流道26和右进气流道27，左进气流道26和右进气流道27间设有隔板16，左进气流道26和右进气流道27分别单独引导气流，两者不直接贯通。
涡轮壳11内设有可拆卸安装的非对称固定导叶17。气体沿涡轮壳11内的左进气流道26或右进气流道27后，通过非对称固定导叶17进入动力涡轮12。更换不同规格的非对称固定导叶17能实现流通面积的变化。非对称固定导叶17为环状结构，包括多个第一导叶23和设置在第一导叶23右侧的多个第二导叶24。左进气流道26的出口对准第一导叶23；右进气流道27的出口对准第二导叶24。
非对称式带固定导叶的废气旁通涡轮机还包括依次设置在非对称固定导叶17右侧的导叶压块18和压板20，压板20通过螺栓19与涡轮壳11固定连接。非对称固定导叶17的两个端部均设有叶片壁面25，能方便涡轮壳11和非对称固定导叶17之间、非对称固定导叶17和导叶压块18之间的安装和配合；并降低对非对称固定导叶17的加工精度的要求，节约加工成本；提高了加工效率和装配效率，产品的一致性和稳定性更佳。非对称固定导叶17为一体成型结构，减少叶片同壁面配合处的损失，提升涡轮机效率，非对称导叶由导叶压块18及压板20、螺栓19固定在涡轮壳11上，防止在增压器运行过程中沿周向转动，造成气流不稳。
涡轮壳11与叶片壁面25间设有定位销21。定位销21能控制叶片同涡轮壳11的相对角度，提升配机性能的准确性，同时保证产品的一致性。
涡轮壳11内有左进气流道26和右进气流道27，气体进入涡轮壳11后经左进气流道26和右进气流道27后进入非对称固定导叶17，非对称固定导叶17的左右流通面积不同，小流通面积的对应带EGR阀排气管。通过该设计，一个系列的增压器只使用几种涡轮壳11即可。其通流能力通CFD分析调整非对称固定导叶17的叶片数量及叶型，通过优化能够适应不同发动机的需求。利用非对称固定导叶17的个数、大小、角度、排布等参数调节其通流能力，不但大大减少模具成本，而且还能对通流能力进行精细调节，使匹配性能达到最优。再加上精密铸造的非对称固定导叶17其生产一致性好，更容易满足发动机对增压器压比、流量的一致性要求。
实施例4
如图7所示，一种非对称式带固定导叶的废气旁通涡轮机，包括涡轮壳11和动力涡轮12。所述涡轮壳11上设有并列设置的左进气流道26和右进气流道27，左进气流道26和右进气流道27间设有隔板16，左进气流道26和右进气流道27分别单独引导气流，两者不直接贯通。
涡轮壳11内设有可拆卸安装的非对称固定导叶17。气体沿涡轮壳11内的左进气流道26或右进气流道27后，通过非对称固定导叶17进入动力涡轮12。更换不同规格的非对称固定导叶17能实现流通面积的变化。非对称固定导叶17为环状结构，包括多个第一导叶23和设置在第一导叶23右侧的多个第二导叶24。左进气流道26的出口对准第一导叶23；右进气流道27的出口对准第二导叶24。
非对称式带固定导叶的废气旁通涡轮机还包括依次设置在非对称固定导叶17右侧的导叶压块18和压板20，压板20通过螺栓19与涡轮壳11固定连接。非对称固定导叶17的两个端部均设有叶片壁面25，能方便涡轮壳11和非对称固定导叶17之间、非对称固定导叶17和导叶压块18之间的安装和配合；并降低对非对称固定导叶17的加工精度的要求，节约加工成本；提高了加工效率和装配效率，产品的一致性和稳定性更佳。非对称固定导叶17为一体成型结构，减少叶片同壁面配合处的损失，提升涡轮机效率，非对称导叶由导叶压块18及压板20、螺栓19固定在涡轮壳11上，防止在增压器运行过程中沿周向转动，造成气流不稳。
涡轮壳11与叶片壁面25间设有定位销21。定位销21能控制叶片同涡轮壳11的相对角度，提升配机性能的准确性，同时保证产品的一致性。所述导叶压块18的外表面加工有凹槽22。在配机过程中压块18能够在高温变形时保持韧性，可以承受叶片移动的热变形，能够减少各构件的损坏和延长使用寿命；同时达到隔热的目的。
涡轮壳11内有左进气流道26和右进气流道27，气体进入涡轮壳11后经左进气流道26和右进气流道27后进入非对称固定导叶17，非对称固定导叶17的左右流通面积不同，小流通面积的对应带EGR阀排气管。通过该设计，一个系列的增压器只使用几种涡轮壳11即可。其通流能力通CFD分析调整非对称固定导叶17的叶片数量及叶型，通过优化能够适应不同发动机的需求。利用非对称固定导叶17的个数、大小、角度、排布等参数调节其通流能力，不但大大减少模具成本，而且还能对通流能力进行精细调节，使匹配性能达到最优。再加上精密铸造的非对称固定导叶17其生产一致性好，更容易满足发动机对增压器压比、流量的一致性要求。
综上所述，本实用新型的一种非对称式带固定导叶的废气旁通涡轮机，将传统的废气旁通涡轮机添加非对称固定导叶结构，将废气通道设置成左右不同大小通流截面，小截面通道对应带EGR排气管，能够满足EGR发动机的需求，性能、EGR率控制都达至最优，同时不需要设置复杂的旋叶式气动调节机构，具有生产装配方便，制造成本低，涡轮机制造成本低、可靠性大大提升。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种非对称式带固定导叶的废气旁通涡轮机，包括涡轮壳(11)和动力涡轮(12)，其特征在于：所述涡轮壳(11)内设有可拆卸安装的非对称固定导叶(17)；
气体沿涡轮壳(11)内的通道通过非对称固定导叶(17)进入动力涡轮(12)；更换不同规格的非对称固定导叶(17)能实现流通面积的变化；
所述非对称固定导叶(17)的两个端部均设有叶片壁面(25)。
2.根据权利要求1所述的非对称式带固定导叶的废气旁通涡轮机，其特征在于：所述非对称固定导叶(17)为环状结构，包括多个第一导叶(23)和设置在第一导叶(23)右侧的多个第二导叶(24)。
3.根据权利要求1所述的非对称式带固定导叶的废气旁通涡轮机，其特征在于：所述非对称式带固定导叶的废气旁通涡轮机还包括依次设置在所述非对称固定导叶(17)右侧的导叶压块(18)和压板(20)，所述压板(20)通过紧固件与所述涡轮壳(11)固定连接。
4.根据权利要求1所述的非对称式带固定导叶的废气旁通涡轮机，其特征在于：所述非对称固定导叶(17)位一体成型结构。
5.根据权利要求1所述的非对称式带固定导叶的废气旁通涡轮机，其特征在于：所述涡轮壳(11)与所述叶片壁面(25)间设有定位销(21)。
6.根据权利要求3所述的非对称式带固定导叶的废气旁通涡轮机，其特征在于：所述导叶压块(18)的外表面加工有凹槽(22)。
Priority Applications (1)
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| CN201820794217.8U CN208803877U (zh) | 2018-05-25 | 2018-05-25 | 一种非对称式带固定导叶的废气旁通涡轮机 |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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| CN201820794217.8U Active CN208803877U (zh) | 2018-05-25 | 2018-05-25 | 一种非对称式带固定导叶的废气旁通涡轮机 |
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