CN209990540U - 一种可调流量的涡轮增压器 - Google Patents

Abstract

一种可调流量的涡轮增压器，包括涡轮箱，所述涡轮箱上设有进气通道和排气通道，所述排气通道中设有叶轮，所述涡轮箱中设有放气阀门，该放气阀门的开闭通过执行机构控制；所述放气阀门的一侧为与进气通道相通的进气支管，另一侧为流道，该流道与排气通道相通，废气从流道经排气通道排出时对叶轮做功。本申请中，在涡轮箱中设置了流道，当排气压力过大时，放气阀门开启，将部分废气排入流道中再经由排气通道排出，该过程中这部分废气时对叶轮做功，保证了涡轮输出功率。同时本申请中，通过执行机构对放气阀门实施控制，通过放气阀门开启的大小，可以实现涡轮级流通特性的调节，结构简单，可靠性高。

Description

一种可调流量的涡轮增压器

技术领域

本实用新型属于涡轮增压器领域，具体涉及一种可调流量的涡轮增压器。

背景技术

为了降低汽车的油耗，提升汽车的动力性，通常采用蜗轮增压器来提升发动机的动力，如，传统的小排量发动机通过采用涡轮增压技术达到大排量自然进气发动机的动力性，涡轮增压技术利用发动机燃烧后的排气能量做功来推动涡轮高速旋转从而压缩新鲜空气，以实现增大进气量，提高发动机动力性。

目前，国内的满足国六排发的柴油发动机不仅面临性能的要求更有排放法规带来的挑战。其特点是对于NOx排放目前主流的方案是高压EGR技术，原理是发动机排气引入发动机进气，以达到降低NOx的目的，应用该技术的关键是发动机排气压力高于发动机进气压力，并有足够的压差使EGR流量达到发动机的要求，这就需要涡轮增压器的涡轮级有较小的流通特性，以满足建立发动机排气压力的要求。

传统的放气阀式涡轮级流通特性不可调节，过小的流通特性使发动机在高速运行时排气阻力过大，造成发动机性能恶化，通过放气阀将多余的发动机排气直接旁通排入排气尾管能降低发动机排气压力，但这部分排气没有做功，导致涡轮功率输出不够，压气机无法输出足够的压力，也会造成发动机性能恶化。而可调叶片式增压器具有流通可调的特性，但其结构繁杂，可靠性较低，并且成本较高，目前在国内应用较少。

基于上的问题，本申请对涡轮增压器的结构进行了进一步的设计和改进。

实用新型内容

针对以上现有技术中的不足，本实用新型提供了一种可调流量的涡轮增压器，通过执行机构实现了涡轮级流通特性的调节，并且结构较简单，可靠性高。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决。

一种可调流量的涡轮增压器，包括涡轮箱，所述涡轮箱上设有进气通道和排气通道，所述排气通道中设有叶轮，所述涡轮箱中设有放气阀门，该放气阀门的开闭通过执行机构控制；所述放气阀门的一侧为与进气通道相通的进气支管，另一侧为流道，该流道与排气通道相通，废气从流道经排气通道排出时对叶轮做功。

现有技术中的涡轮增压器结构中，当排气压力过大时，放气阀会开启直接将废气通过排气通道排出，此时这部分排气没有做功，导致涡轮功率输出不够，压气机无法输出足够的压力。本申请中，在涡轮箱中设置了流道，当排气压力过大时，放气阀门开启，将部分废气排入流道中再经由排气通道排出，该过程中这部分废气时对叶轮做功，保证了涡轮输出功率。同时本申请中，通过执行机构对放气阀门实施控制，通过放气阀门开启的大小，可以实现涡轮级流通特性的调节，结构简单，可靠性高。

一种优选的实施方式中，所述流道包括外流道，所述外流道通过连接通道与内流道相通，所述内流道与排气通道相通。该结构中，放气阀门开启后，部分废气通过进气支管进入到外流道中，再通过连接通道进入到内流道中，接着对叶轮做功后从排气通道排出。

一种优选的实施方式中，所述连接通道从进气通道的喉口截面位置处弧形延伸布置，所述连接通道的弧形角度为90°～110°。该结构中，连接通道的设计需要考虑能通过设计流量，并且在放气阀门关闭时对于内流道流场的影响较小，因此连接通道的布置角度需要离喉口90°～110°之间。

一种优选的实施方式中，所述连接通道的弧形角度为95°，在保持废气通过的同时，对内流道的影响小。

一种优选的实施方式中，所述涡轮箱的出口位置上固定有后盖，所述后盖与外端面之间通过密封环实现密封，所述后盖与内端面之间为端面密封，阻断涡轮排气通道与外流道之间的漏气。

一种优选的实施方式中，所述执行机构上设有伸缩杆，所述伸缩杆的端部连接在传动件上并带动该传动件运动，所述传动件与放气阀门连接并带动放气阀门运动。该结构中，通过执行机构可以控制放气阀门的开启和关闭，且开启大小可控制。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：提供了一种可调流量的涡轮增压器，通过放气阀门、进气支管与流道的设置，避免了排气阻力过大对发动机性能的影响，同时使过量排放的废气也能参与涡轮做功，提高增压器输出功率；此外，本申请中，通过执行机构实现了涡轮级流通特性的调节，结构较简单，可靠性高。

附图说明

图1为本实用新型中的涡轮增压器的部分剖视状态的内部结构示意图。

图2为本实用新型中涡轮箱中的流道结构的空间示意图一。

图3为本实用新型中涡轮箱中的流道结构的空间示意图二。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

以下实施方式中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的原件或具有相同或类似功能的原件，以下通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型的描述中，需要理解的是，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、逆时针等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语：第一、第二等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所示技术特征的数量。本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语：安装、相连、连接等应做广义理解，本领域的普通技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本实用性中的具体含义。

参照图1至图3，本实用新型涉及的一种可调流量的涡轮增压器，包括涡轮箱2，所述涡轮箱2上设有进气通道5和排气通道23，所述排气通道23中设有叶轮4，所述涡轮箱2中设有放气阀门13，该放气阀门13的开闭通过执行机构1控制；所述放气阀门13的一侧为与进气通道5相通的进气支管29，另一侧为流道，该流道与排气通道23相通，废气从流道经排气通道23排出时对叶轮4做功。

具体的，本实用新型中，所述流道包括外流道26，所述外流道26通过连接通道27与内流道28相通，所述内流道28与排气通道23相通。该结构中，放气阀门开启后，部分废气通过进气支管29进入到外流道26中，再通过连接通道27进入到内流道28中，接着对叶轮4做功后从排气通道23排出。

本申请中，如图3所示，所述连接通道27从进气通道5的喉口截面51位置处弧形延伸布置，所述连接通道27的弧形角度为90°～110°。该结构中，连接通道的设计需要考虑能通过设计流量，并且在放气阀门关闭时对于内流道流场的影响较小，因此连接通道的布置角度需要离喉口90°～110°之间，优选为95°。

本实施方式中，如图1所示，所述涡轮箱2的出口位置上通过螺丝固定有后盖21，所述后盖21与外端面25之间通过密封环22实现密封，所述后盖21与内端面24之间为端面密封，阻断涡轮排气通道与外流道之间的漏气。所述执行机构1上设有伸缩杆11，所述伸缩杆11的端部连接在传动件12(如曲柄)上并带动该传动件12运动，所述传动件12与放气阀门13连接并带动放气阀门13运动。该结构中，通过执行机构1可以控制放气阀门的开启和关闭，且开启大小可控制。

本发明在原放气阀式涡轮级基础上进行改进，设计另外一条流道，与排气通道23相联，放气阀门关闭时，发动机排气只经过涡轮流道后进入涡轮做功后通过涡轮排气通道排出，当放气阀门打开时，根据放气阀门打开的角度，部分废气通过放气通过外流道后再通过连接通道直接进入内流道，不通过涡轮箱喉口截面，涡轮箱喉口截面对流量不起到截流的作用。

当发动机排气达到一定量后，由于涡轮流道截面的限制，涡轮流量无法增加，发动机排气发生堵塞，本发明通过流道将无法通过流道截面的气流不直接排入发动机尾管而是经过流道后进入涡轮通道，全部的废气参与了涡轮的做功，增加了涡轮级的输出功率，并减少了发动机的泵气损失。通过执行机构对于放气阀门开度的调节，达到调节进入流道截面和进气支管的气流的比例，用于实现涡轮级流通特性的可调节。

工作时，废气通过进气通道5进入到涡轮箱2中，正常状态下，废气经由进气通道5进入到排气通道23中，并带动叶轮4转动做功；当废气量大时，执行机构1工作，使放气阀门13开启，部分废气通过进气支管29进入到外流道26中，再通过连接通道27进入到内流道28中，接着对叶轮4做功后从排气通道23排出，充分利用废气动能。

现有技术中的涡轮增压器结构中，当排气压力过大时，放气阀会开启直接将废气通过排气通道排出，此时这部分排气没有做功，导致涡轮功率输出不够，压气机无法输出足够的压力。本申请中，在涡轮箱2中设置了流道，当排气压力过大时，放气阀门开启，将部分废气排入流道中再经由排气通道23排出，该过程中这部分废气时对叶轮4做功，保证了涡轮输出功率。同时本申请中，通过执行机构对放气阀门13实施控制，通过放气阀门13开启的大小，可以实现涡轮级流通特性的调节，结构简单，可靠性高。

以上所述，本实用新型提供了一种可调流量的涡轮增压器，通过放气阀门、进气支管与流道的设置，避免了排气阻力过大对发动机性能的影响，同时使过量排放的废气也能参与涡轮做功，提高增压器输出功率；此外，本申请中，通过执行机构实现了涡轮级流通特性的调节，结构较简单，可靠性高。

本实用新型的保护范围包括但不限于以上实施方式，本实用新型的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种可调流量的涡轮增压器，包括涡轮箱(2)，所述涡轮箱(2)上设有进气通道(5)和排气通道(23)，所述排气通道(23)中设有叶轮(4)，其特征在于，所述涡轮箱(2)中设有放气阀门(13)，该放气阀门(13)的开闭通过执行机构(1)控制；所述放气阀门(13)的一侧为与进气通道(5)相通的进气支管(29)，另一侧为流道，该流道与排气通道(23)相通，废气从流道经排气通道(23)排出时对叶轮(4)做功。

2.根据权利要求1所述的一种可调流量的涡轮增压器，其特征在于，所述流道包括外流道(26)，所述外流道(26)通过连接通道(27)与内流道(28)相通，所述内流道(28)与排气通道(23)相通。

3.根据权利要求2所述的一种可调流量的涡轮增压器，其特征在于，所述连接通道(27)从进气通道(5)的喉口截面(51)位置处弧形延伸布置，所述连接通道(27)的弧形角度为90°～110°。

4.根据权利要求3所述的一种可调流量的涡轮增压器，其特征在于，所述连接通道(27)的弧形角度为95°。

5.根据权利要求1所述的一种可调流量的涡轮增压器，其特征在于，所述涡轮箱(2)的出口位置上固定有后盖(21)，所述后盖(21)与外端面(25)之间通过密封环(22)实现密封，所述后盖(21)与内端面(24)之间为端面密封。

6.根据权利要求1所述的一种可调流量的涡轮增压器，其特征在于，所述执行机构(1)上设有伸缩杆(11)，所述伸缩杆(11)的端部连接在传动件(12)上并带动该传动件(12)运动，所述传动件(12)与放气阀门(13)连接并带动放气阀门(13)运动。

Images