CN218377036U - 一种压气机壳体及涡轮增压器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及发动机增压技术领域，公开了一种压气机壳体及涡轮增压器，包括具有进气腔的壳体本体，还包括设置于所述进气腔的消音拓宽结构，所述消音拓宽结构包括内环体和外环体，所述内环体形成主流道，所述外环体和所述内环体之间形成拓宽流道，所述拓宽流道设有进气口和出气口，所述外环体和所述进气腔的内表面之间还形成有消音腔，所述外环体设有连通所述消音腔的消音孔。本申请中，通过消音拓宽结构能够拓宽流道降低喘振的同时，抑制噪声向外传播，提高乘客的舒适性。

Description

一种压气机壳体及涡轮增压器

技术领域

本实用新型属于发动机增压技术领域，尤其涉及一种压气机壳体及增压器。

背景技术

伴随能源可持续发展日益重视，传统燃料发动机不断追求更高热效率，废气涡轮增压器发挥了越来越重要的作用。增压器在不断提升增压效率提高进气量的同时，也带来了进气噪声问题。进气噪声的问题主要由于增压器喘振现象造成的。在压气机叶轮转速一定时，当实际空气流量低于此转速下空气流量设计值的临界值，流过压气机叶轮的气流出现脱流，气流强烈震荡，机件振动并发出噪声，同时也会降低车辆舒适性。

现有技术中解决废气涡轮增压器的噪声问题，主要采用增加消音环和流量拓宽槽的方案。流量拓宽槽在低工况时，能够拓宽低进气流量区域的流量范围，通过增加进气流量，使喘振线向小流量方向移动，降低了喘振风险，而且能一定程度上降低Whoosh噪声。当发动机处于高负荷工况时，各种高频噪声，如TCN噪声、BPF噪声及Buzz-Saw噪声会沿流量拓宽槽经进气口、空滤器扩散外部。通过配合消音环的使用，虽然能够使气流流场更加顺畅稳定，降低部分气动噪声。由于流量拓宽槽的朝向压叶轮边缘进气，造成压叶轮周围空气产生气动噪声并通过流量拓宽槽逆向传递到压气机口，从而大大增加了压气机气动噪声的风险。

因此，现有技术有待进一步的改进和提高。

实用新型内容

本实用新型提供了一种压气机壳体及增压器，以解决上述技术问题的至少一个技术问题。

本实用新型所采用的技术方案为：

本实用新型提供了一种压气机壳体，包括具有进气腔的壳体本体，还包括设置于所述进气腔的消音拓宽结构，所述消音拓宽结构包括内环体和外环体，所述内环体形成主流道，所述外环体和所述内环体之间形成拓宽流道，所述拓宽流道设有进气口和出气口，所述外环体和所述进气腔的内表面之间还形成有消音腔，所述外环体设有连通所述消音腔的消音孔。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述消音拓宽结构还包括设于进气侧的消音环，所述外环体、内环体连接至所述消音环，所述消音环包括相对于所述外环体的两侧设置的用于遮挡所述消音腔的第一遮挡部和用于遮挡所述拓宽流道的第二遮挡部，所述第一遮挡部和第二遮挡部设有导流弧面，所述第二遮挡部边缘的内径与所述内环体的内径相同。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述第二遮挡部的边缘沿进气方向延伸设置有延长段，所述延长段和所述内环体之间形成所述拓宽流道的进气口。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述内环体和所述外环体之间设有连接筋，所述连接筋分隔所述拓宽流道形成多个次拓宽流道。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述消音孔朝向所述消音腔的一端连接有锥形孔，所述锥形孔的内径沿远离所述消音孔的方向逐渐增大，所述消音孔和所述锥形孔共同形成连通所述拓宽流道和所述消音腔的连通孔。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述消音腔填充有吸音材料。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述壳体本体包括形成进气腔的内环形面和端面，所述内环形面的进气侧相对于所述消音环形成有定位台阶，所述消音环和所述定位台阶之间设有密封件，所述外环体的出气端连接所述端面。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述端面设有环形限位槽，所述外环体的出气端插接于所述环形限位槽。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述消音拓宽结构可拆卸连接于所述定位台阶。

本实用新型还提供一种涡轮增压器，包括前述的压气机壳体。

由于采用了上述技术方案，本实用新型所取得的有益效果为：

1.本实用新型提供一种压气机壳体，用于涡轮增压器的压气机。压气机壳体包括壳体本体，在壳体本体的进气端设置消音拓宽结构，能够拓宽流道降低喘振的同时，抑制噪声向外传播，提高乘客的舒适性。具体的，消音拓宽结构包括内环体和外环体，内环体形成向压叶轮供气的主流道，内环体和外环体之间形成拓宽流道。在低流量进气情况下，能够增加进气量，喘振线左移有效增加增压器喘振余量，一定程度减少喘振造成的噪音问题。同时，在高速空气通过拓宽流道逆行时，噪音经过拓宽流道的消音孔针对性吸收噪声，噪声经消音孔进入外环体和进气腔内表面的空间内，在腔壁处发生多次反射、折射等，进一步起到吸收噪声的作用。

2.本实用新型提供一种压气机壳体，借助现有的消音环的设计，将消音环设置于消音拓宽结构的进气侧，起到使气流流场更加顺畅稳定的作用。同时，消音环的一部分形成封闭消音腔的遮挡部，还有一部分形成遮挡拓宽流道的遮挡部，能够避免沿噪声沿消音腔、拓宽流道向外传递。进一步地，第二遮挡部的边缘沿进气方向延伸设置延长段，延长段和第一遮挡部、第二遮挡部的导流弧面之间形成过渡，使得气流在进入主流道时更加顺畅，而且延长段能够遮挡噪音的向外传递。

3.本实用新型提供一种压气机壳体，在内环体和外环体之间径向设置连接筋，既起到对内环体的支撑作用。同时，连接筋将拓宽流道分隔形成多个次拓宽流道，噪声沿次拓宽流道反向传递时，在连接筋处发生反射、折射，能够增大进入消音孔的噪声量，进一步提高降噪效果。

4.本实用新型提供一种压气机壳体，在外环体上设置消音孔和锥形孔的组合设计，一方面能够对消音孔孔径和孔深合理设计以针对性吸收噪声，而不受外环体厚度的影响。另一方面，通过在消音孔外侧设置锥形孔，使得气流进入连通孔后能够在锥形孔处集聚反流。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的一种压气机壳体的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种壳体本体的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种消音拓宽结构的结构示意图；

图4为本实用新型实施例一种涡轮增压器的结构示意图。

其中，

1-壳体本体；11-进气腔；111-内环形面；112-端面；113-定位台阶；114-密封件；115-环形限位槽；12-消音腔；13-消音材料；14-卡簧；

2-消音拓宽结构；21-内环体；22-外环体；221-消音孔；222-锥形孔；23-主流道；24-拓宽流道；25-消音环；251-第一遮挡部；252-第二遮挡部；253-延长段；26-连接筋；

3-压气机；

4-涡轮机。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的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，而不是指示或暗示所指的装置或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实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

本实用新型提供了一种压气机壳体，用于涡轮增压器的压气机3。如图1-3所示，压气机3壳体包括具有进气腔11的壳体本体1，壳体本体1包括蜗壳壳体和外端壁，外端壁形成有进气腔11。压气机3壳体还包括设置于进气腔11的消音拓宽结构2。消音拓宽结构2包括内环体21和外环体22，内环体21和外环体22分别为涡轮同轴的环形板状体。其中，内环体21形成主流道23，优选的，内环体21的内径与叶轮进气道的内径相同。外环体22和内环体21之间形成拓宽流道24，拓宽流道24设有进气口和出气口，出气口连通叶轮进气道，进气口设于内环体21的前端。外环体22和进气腔11的内表面之间还形成有消音腔12，外环体22设有连通消音腔12的消音孔221。

本实用新型提供一种压气机3壳体，压气机3壳体包括壳体本体1，在壳体本体1的进气端设置消音拓宽结构2，能够拓宽流道24降低喘振的同时，抑制噪声向外传播，提高乘客的舒适性。具体的，消音拓宽结构2包括内环体21和外环体22，内环体21形成向压叶轮供气的主流道23，内环体21和外环体22之间的拓宽流道24在低流量进气情况下，能够增加进气量，喘振线左移有效增加增压器喘振余量，一定程度减少喘振造成的噪音问题。同时，在高速空气通过拓宽流道24逆行时，噪音经过拓宽流道24的消音孔221针对性吸收噪声，噪声经消音孔221进入外环体22和进气腔11内表面的空间内，在腔壁处发生多次反射、折射等，进一步起到吸收噪声的作用。

在一个实施方式中，如图1、图3所示，消音拓宽结构2还包括设于进气侧的消音环25，外环体22、内环体21连接至消音环25，消音环25包括相对于外环体22的两侧设置的用于遮挡消音腔12的第一遮挡部251和用于遮挡拓宽流道24的第二遮挡部252，第一遮挡部251和第二遮挡部252设有导流弧面，第二遮挡部252边缘的内径与内环体21的内径相同。

优选的，消音腔12为封闭腔室。消音腔12的进气端通过第一遮挡部251封闭，消音腔12的出气端抵接至进气腔11的腔壁或者在进气腔11的腔壁设置插接槽，消音腔12的出气端插接于插接槽内，从而形成封闭的腔室，便于提高降噪效果。

本领域技术人员可以理解的是，借助现有的消音环25的设计，将消音环25设置于消音拓宽结构2的进气侧，起到使气流流场更加顺畅稳定的作用。同时，消音环25的一部分形成封闭消音腔12的遮挡部，还有一部分形成遮挡拓宽流道24的遮挡部，能够避免沿噪声沿消音腔12、拓宽流道24向外传递。

进一步地，如图1、图3所示，第二遮挡部252的内边缘沿进气方向延伸设置有延长段253，延长段253和内环体21之间形成拓宽流道24的进气口。内环体21前端和涡轮壳体之间形成出气口。延长段253和第一遮挡部251、第二遮挡部252的导流弧面之间形成过渡，使得气流在进入主流道23时更加顺畅，而且延长段253能够遮挡噪音的向外传递。

在一个实施方式中，如图3所示，内环体21和外环体22之间设有连接筋26，连接筋26沿进气方向延伸，分隔拓宽流道24形成多个次拓宽流道24。连接筋26起到对内环体21的支撑作用，同时，连接筋26将拓宽流道24分隔形成多个次拓宽流道24，噪声沿次拓宽流道24反向传递时，在连接筋26处发生反射、折射，能够增大进入消音孔221的噪声量，进一步提高降噪效果。连接筋26的数量不做限制，可以为一条，将拓宽流道24分隔形成两个次拓宽流道24，或者，可以为两条或者两条以上。本领域技术人员可以根据支撑效果、整机重量等进行选择。

在一个实施方式中，如图1、图3所示，消音孔221朝向消音腔12的一端连接有锥形孔222，锥形孔222的内径沿远离消音孔221的方向逐渐增大，消音孔221和锥形孔222共同形成连通拓宽流道24和消音腔12的连通孔。如图所示，消音孔221的深度为t，外环体22壁厚为T，孔径为d，根据增压器具体噪音需求进行针对性设计不同穿孔率、孔径d、孔深t。由于外环体22壁厚T一般较厚，大于消音孔221的深度t，在消音孔221外侧设置锥形孔222，使得气流进入连通孔后还能够在锥形孔222处集聚反流回拓宽流道24。其中，锥形孔222的锥形角为β，90°≤β≤135°。

进一步地，如图1所示，消音腔12填充有吸音材料。消音材料13可以选择蜂窝铝、不锈钢丝网等多孔吸音材料。

在一个实施方式中，壳体本体1包括形成进气腔11的内环形面111，内环形面111的进气侧相对于消音环25形成有定位台阶113，消音环25和定位台阶113之间设有密封件14。如图1-2所示，第一遮挡部251的外侧壁和定位台阶113的环形面相贴合，第一遮挡部251的前端面112抵接至定位台阶113的台阶面。定位台阶113的环形面设有凹槽，密封件14可以为密封圈，设于该凹槽内。

壳体本体1在内环形面111朝向叶轮的一端径向设置端面112，端面112设有环形限位槽115，外环体22插接于环形限位槽115。

在一个实施方式中，消音拓宽结构2可拆卸连接于定位台阶113。第一遮挡部251可通过卡簧14、螺栓等可拆卸紧固件连接至定位台阶113。

本实用新型还提供一种涡轮增压器，如图4所示，增压器包括涡轮机4和压气机3，压气机3包括前述的压气机壳体。

本实用新型中未述及的地方采用或借鉴已有技术即可实现。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种压气机壳体，其特征在于，

包括具有进气腔的壳体本体，还包括设置于所述进气腔的消音拓宽结构，所述消音拓宽结构包括内环体和外环体，所述内环体形成主流道，所述外环体和所述内环体之间形成拓宽流道，所述拓宽流道设有进气口和出气口，所述外环体和所述进气腔的内表面之间还形成有消音腔，所述外环体设有连通所述消音腔的消音孔。

2.根据权利要求1所述的一种压气机壳体，其特征在于，

所述消音拓宽结构还包括设于进气侧的消音环，所述外环体、内环体连接至所述消音环，所述消音环包括相对于所述外环体的两侧设置的用于遮挡所述消音腔的第一遮挡部和用于遮挡所述拓宽流道的第二遮挡部，所述第一遮挡部和第二遮挡部设有导流弧面，所述第二遮挡部边缘的内径与所述内环体的内径相同。

3.根据权利要求2所述的一种压气机壳体，其特征在于，

所述第二遮挡部的边缘沿进气方向延伸设置有延长段，所述延长段和所述内环体之间形成所述进气口。

4.根据权利要求1所述的一种压气机壳体，其特征在于，

所述内环体和所述外环体之间设有连接筋，所述连接筋分隔所述拓宽流道形成多个次拓宽流道。

5.根据权利要求1所述的一种压气机壳体，其特征在于，

所述消音孔朝向所述消音腔的一端连接有锥形孔，所述锥形孔的内径沿远离所述消音孔的方向逐渐增大，所述消音孔和所述锥形孔共同形成连通所述拓宽流道和所述消音腔的连通孔。

6.根据权利要求1所述的一种压气机壳体，其特征在于，

所述消音腔填充有吸音材料。

7.根据权利要求2所述的一种压气机壳体，其特征在于，

所述壳体本体包括形成进气腔的内环形面和端面，所述内环形面的进气侧相对于所述消音环形成有定位台阶，所述消音环和所述定位台阶之间设有密封件，所述外环体的出气端连接所述端面。

8.根据权利要求7所述的一种压气机壳体，其特征在于，

所述端面设有环形限位槽，所述外环体的出气端插接于所述环形限位槽。

9.根据权利要求7所述的一种压气机壳体，其特征在于，

所述消音拓宽结构可拆卸连接于所述定位台阶。

10.一种涡轮增压器，其特征在于，

包括如权利要求1-9中任一项所述的压气机壳体。

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