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一种双涡管 涡轮 增压器

阅读：58发布：2020-05-20

专利汇可以提供一种双涡管涡轮增压器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种双涡管涡轮增压器，该涡轮增压器包括依次相连的压气机、中间体及涡轮壳体，该涡轮壳体上开设有废气进口及排气出口，内部设有涡轮室，该涡轮室内设有涡轮，涡轮壳体内并列设有第一涡管流道、第二涡管流道，该第二涡管流道位于中间体与第一涡管流道之间，第一涡管流道内沿周向均匀布设有多个与涡轮相适配的导流叶片。与现有技术相比，本发明采用双涡管结构，第一涡管流道内的导流叶片保证了涡轮的高效率，第二涡管流道的无叶喷嘴结构保证了涡轮有足够的通流能力，而混流涡轮的采用既有利于双流道的布置，又能够提升涡轮的通流能力，减轻涡轮迟滞现象，且结构简单，可靠性好。，下面是一种双涡管涡轮增压器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种双涡管涡轮增压器，该涡轮增压器包括依次相连的压气机(1)、中间体(2)及涡轮壳体(3)，该涡轮壳体(3)上开设有废气进口(10)及排气出口(11)，内部设有分别与废气进口(10)、排气出口(11)相连通的涡轮室(14)，该涡轮室(14)内设有涡轮(12)，其特征在于，所述的涡轮壳体(3)内并列设有第一涡管流道(4)、第二涡管流道(5)，该第二涡管流道(5)位于中间体(2)与第一涡管流道(4)之间，所述的废气进口(10)分别经第一涡管流道(4)、第二涡管流道(5)与涡轮室(14)相连通，所述的第一涡管流道(4)内沿周向均匀布设有多个与涡轮(12)相适配的导流叶片(7)。
2.根据权利要求1所述的一种双涡管涡轮增压器，其特征在于，所述的导流叶片(7)与涡轮壳体(3)固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种双涡管涡轮增压器，其特征在于，多个导流叶片(7)共圆，并且所述的导流叶片(7)与相对应的圆弧切线之间的夹角为25-75°。
4.根据权利要求1所述的一种双涡管涡轮增压器，其特征在于，所述的第一涡管流道(4)与第二涡管流道(5)之间设有中间隔板(6)，该中间隔板(6)与涡轮壳体(3)的中轴线之间的夹角为30-90°。
5.根据权利要求1所述的一种双涡管涡轮增压器，其特征在于，所述的涡轮(12)为混流涡轮。
6.根据权利要求5所述的一种双涡管涡轮增压器，其特征在于，所述的涡轮(12)包括涡轮轴(15)以及多个沿周向均匀布设在涡轮轴(15)上的涡轮叶片(16)，所述的涡轮叶片(16)的内端与涡轮轴(15)固定连接，外端分别与第一涡管流道(4)、第二涡管流道(5)相适配。
7.根据权利要求6所述的一种双涡管涡轮增压器，其特征在于，所述的涡轮叶片(16)的外端包括与第一涡管流道(4)相适配的涡轮叶片小倾角部(8)以及与第二涡管流道(5)相适配的涡轮叶片大倾角部(9)，所述的涡轮叶片小倾角部(8)与涡轮轴(15)的中轴线之间的夹角小于涡轮叶片大倾角部(9)与涡轮轴(15)的中轴线之间的夹角。
8.根据权利要7所述的一种双涡管涡轮增压器，其特征在于，所述的涡轮叶片小倾角部(8)与涡轮轴(15)的中轴线之间的夹角为0-30°，所述的涡轮叶片大倾角部(9)与涡轮轴(15)的中轴线之间的夹角为0-90°。
9.根据权利要求1所述的一种双涡管涡轮增压器，其特征在于，所述的中间体(2)及涡轮壳体(3)之间设有隔热罩(13)。
10.根据权利要求9所述的一种双涡管涡轮增压器，其特征在于，所述的隔热罩(13)上设有与第二涡管流道(5)及涡轮(12)相适配的隔热罩过渡部(1301)。

说明书全文

一种双涡管涡轮 增压器

技术领域

[0001] 本发明属于发动机涡轮增压技术领域，涉及一种双涡管涡轮增压器。

背景技术

[0002] 涡轮增压是一种利用内燃机运转产生的废气驱动空气压缩机的技术。在发动机上安装涡轮增压器之后，其最大功率与未安装涡轮增压器时相比，可增加40％以上。因此，现在越来越多的发动机配备涡轮增压器。利用涡轮增压技术能够使发动机的动力性和燃油经济性得到大幅改善，现有的中重型柴油机已是“无机不增压”，而增压型汽油机的比例也在不断上升。然而，对于工况不断变化的汽车发动机而言，涡轮增压器普遍存在涡轮迟滞问题，导致汽车低速扭矩小、加速滞后。汽车发动机在低速低负荷和加速工况时，涡轮增压器的涡轮迟滞会导致压气机压力降低、发动机进气不足，进而出现发动机燃烧恶化，无法满足发动机的扭矩要求。

[0003] 为了解决涡轮迟滞问题，市场上出现了可变喷嘴环增压器，此类增压器虽然能够在一定程度上缓解涡轮迟滞问题，但又会导致可靠性降低、制造成本升高及维护复杂等问题，限制了其进一步推广应用。

发明内容

[0004] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单且可靠性好的双涡管涡轮增压器。

[0005] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

[0006] 一种双涡管涡轮增压器，该涡轮增压器包括依次相连的压气机、中间体及涡轮壳体，该涡轮壳体上开设有废气进口及排气出口，内部设有分别与废气进口、排气出口相连通的涡轮室，该涡轮室内设有涡轮，所述的涡轮壳体内并列设有第一涡管流道、第二涡管流道，该第二涡管流道位于中间体与第一涡管流道之间，所述的废气进口分别经第一涡管流道、第二涡管流道与涡轮室相连通，所述的第一涡管流道内沿周向均匀布设有多个与涡轮相适配的导流叶片。

[0007] 作为优选的技术方案，所述的导流叶片位于第一涡管流道的喷嘴出口处。第一涡管流道内的废气在多个导流叶片的导流作用下，分别沿相应的导流叶片进入涡轮内，并推动涡轮转动，有效保证了涡轮的受力均匀性，提高了涡轮的响应速度和工作效率，减轻了涡轮迟滞现象。

[0008] 所述的导流叶片与涡轮壳体固定连接。采用固定式导流叶片，简化了导流叶片的加工及装配过程，进而简化了涡轮增压器的整体结构，可靠性好，降低了维护成本。

[0009] 多个导流叶片共圆，并且所述的导流叶片与相对应的圆弧切线之间的夹角为25-75°。通过对导流叶片的安装角度进行控制，能够使导入涡轮处的废气更容易推动涡轮转动，从而有效减轻涡轮迟滞现象，改善发动机低转速时的响应时间和加速能力，实现良好的增压效果。

[0010] 所述的第一涡管流道与第二涡管流道之间设有中间隔板，该中间隔板与涡轮壳体的中轴线之间的夹角为30-90°。中间隔板将涡轮增压器的涡管流道分隔为第一涡管流道及第二涡管流道。中间隔板的外端与涡轮壳体固定连接，内端向排气出口方向倾斜，有利于废气的顺畅流动。

[0011] 所述的涡轮为混流涡轮。混流涡轮既有利于双涡管流道的布置，又能够提升涡轮的通流能力。

[0012] 所述的涡轮包括涡轮轴以及多个沿周向均匀布设在涡轮轴上的涡轮叶片，所述的涡轮叶片的内端与涡轮轴固定连接，外端分别与第一涡管流道、第二涡管流道相适配。

[0013] 所述的涡轮叶片的外端包括与第一涡管流道相适配的涡轮叶片小倾角部以及与第二涡管流道相适配的涡轮叶片大倾角部，所述的涡轮叶片小倾角部与涡轮轴的中轴线之间的夹角小于涡轮叶片大倾角部与涡轮轴的中轴线之间的夹角。

[0014] 所述的涡轮叶片小倾角部与涡轮轴的中轴线之间的夹角为0-30°，所述的涡轮叶片大倾角部与涡轮轴的中轴线之间的夹角为0-90°。

[0015] 所述的中间体及涡轮壳体之间设有隔热罩。

[0016] 所述的隔热罩上设有与第二涡管流道及涡轮相适配的隔热罩过渡部。隔热罩过渡部能够使隔热罩在保证隔热的情况下，又避免了对废气流动的干扰。第二涡管流道的内壁、隔热罩过渡部及涡轮轴外壁平滑相连，保证第二涡管流道内的废气顺畅地进入涡轮室内。

[0017] 作为优选的技术方案，所述的第一涡管流道的进口处设有废气旁通结构。废气旁通结构能够避免第一涡管流道的涡前压力过高。

[0018] 作为优选的技术方案，所述的第一涡管流道的径向截面积≤第二涡管流道的径向截面积。第一涡管流道的径向截面积较小，当发动机转速较低、排气压力较小时，能够增大涡轮处的压强，从而可以更容易地推动涡轮转动，有效减轻涡轮迟滞现象，改善发动机低转速时的响应能力和加速能力；第二涡管流道的径向截面积较大，当发动机转速较高、排气压力较大时，能够保证涡轮有足够的通流能力。

[0019] 本发明在实际应用时，内燃机运转产生的废气经废气进口分别进入第一涡管流道、第二涡管流道内，第一涡管流道内的废气在导流叶片的导流作用下，分别沿相应的导流叶片进入涡轮内，并与经第二涡管流道进入涡轮室内的废气一起推动涡轮转动，之后由排气出口排出。

[0020] 与现有技术相比，本发明具有以下特点：

[0021] 1)采用双涡管结构，第一涡管流道内的导流叶片保证了涡轮的高效率，第二涡管流道的无叶喷嘴结构保证了涡轮有足够的通流能力，而混流涡轮的采用既有利于双流道的布置，又能够提升涡轮的通流能力，减轻涡轮迟滞现象；

[0022] 2)第一涡管流道内的导流叶片喷嘴和第二涡管流道内无叶喷嘴的联合工作，使涡轮产生两个不同的涡轮进气冲角，在不同工况下均可以有效改善涡轮迟滞问题，提高涡轮增压器的效率和通流能力，满足发动机的进气需求，与设有可变叶片喷嘴结构的涡轮增压器相比，本发明结构简单，可靠性好。附图说明

[0023] 图1为实施例1中涡轮增压器的剖面结构示意图；

[0024] 图2为实施例1中第一涡管流道的剖面结构示意图；

[0025] 图3为实施例1中涡轮壳体的剖面结构示意图；

[0026] 图4为实施例1中涡轮的剖面结构示意图；

[0027] 图5为实施例1中隔热罩的剖面结构示意图；

[0028] 图中标记说明：

[0029] 1—压气机、2—中间体、3—涡轮壳体、4—第一涡管流道、5—第二涡管流道、6—中间隔板、7—导流叶片、8—涡轮叶片小倾角部、9—涡轮叶片大倾角部、10—废气进口、11—排气出口、12—涡轮、13—隔热罩、1301—隔热罩过渡部、14—涡轮室、15—涡轮轴、16—涡轮叶片、α—涡轮叶片小倾角部与涡轮轴的中轴线之间的夹角、β—涡轮叶片大倾角部与涡轮轴的中轴线之间的夹角、γ—导流叶片与相对应的圆弧切线之间的夹角、θ—中间隔板与涡轮壳体的中轴线之间的夹角。

具体实施方式

[0030] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

[0031] 实施例1：

[0032] 如图1所示的一种双涡管涡轮增压器，该涡轮增压器包括依次相连的压气机1、中间体2及涡轮壳体3，该涡轮壳体3上开设有废气进口10及排气出口11，内部设有分别与废气进口10、排气出口11相连通的涡轮室14，该涡轮室14内设有涡轮12，涡轮壳体3内并列设有第一涡管流道4、第二涡管流道5，该第二涡管流道5位于中间体2与第一涡管流道4之间，废气进口10分别经第一涡管流道4、第二涡管流道5与涡轮室14相连通。

[0033] 如图2所示，第一涡管流道4内沿周向均匀布设有多个与涡轮12相适配的导流叶片7。导流叶片7与涡轮壳体3固定连接。多个导流叶片7共圆，并且导流叶片7与相对应的圆弧切线之间的夹角γ＝50°。

[0034] 如图3所示，第一涡管流道4与第二涡管流道5之间设有中间隔板6，该中间隔板6与涡轮壳体3的中轴线之间的夹角θ＝70°。

[0035] 如图4所示，涡轮12为混流涡轮，涡轮12包括涡轮轴15以及多个沿周向均匀布设在涡轮轴15上的涡轮叶片16，涡轮叶片16的内端与涡轮轴15固定连接，外端分别与第一涡管流道4、第二涡管流道5相适配。涡轮叶片16的外端包括与第一涡管流道4相适配的涡轮叶片小倾角部8以及与第二涡管流道5相适配的涡轮叶片大倾角部9，涡轮叶片小倾角部8与涡轮轴15的中轴线之间的夹角小于涡轮叶片大倾角部9与涡轮轴15的中轴线之间的夹角。涡轮叶片小倾角部8与涡轮轴15的中轴线之间的夹角α＝5°，涡轮叶片大倾角部9与涡轮轴15的中轴线之间的夹角β＝75°。

[0036] 中间体2及涡轮壳体3之间设有隔热罩13。如图5所示，隔热罩13上设有与第二涡管流道5及涡轮12相适配的隔热罩过渡部1301。

[0037] 在实际应用时，内燃机运转产生的废气经废气进口10分别进入第一涡管流道4、第二涡管流道5内，第一涡管流道4内的废气在导流叶片7的导流作用下，分别沿相应的导流叶片7进入涡轮12内，并与经第二涡管流道5进入涡轮室14内的废气一起推动涡轮12转动，之后由排气出口11排出。

[0038] 实施例2：

[0039] 本实施例中，导流叶片7与相对应的圆弧切线之间的夹角γ＝25°，中间隔板6与涡轮壳体3的中轴线之间的夹角θ＝90°，涡轮叶片小倾角部8与涡轮轴15的中轴线之间的夹角α＝0°，涡轮叶片大倾角部9与涡轮轴15的中轴线之间的夹角β＝1°，其余同实施例1。

[0040] 实施例3：

[0041] 本实施例中，导流叶片7与相对应的圆弧切线之间的夹角γ＝75°，中间隔板6与涡轮壳体3的中轴线之间的夹角θ＝30°，涡轮叶片小倾角部8与涡轮轴15的中轴线之间的夹角α＝30°，涡轮叶片大倾角部9与涡轮轴15的中轴线之间的夹角β＝90°，其余同实施例1。

[0042] 上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

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