專利名稱：一種多層可變幾何蝸殼裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種多層可變幾何蝸殼裝置，具體地說是涉及一種通過不同流道單獨工作和共同工作來滿足發動機各工況性能要求的多層可變幾何蝸殼裝置，屬于內燃機領域。
背景技術：
近年來，隨著排放法規的日益嚴格，渦輪增壓技術受到越來越多的重視。渦輪增壓技術在基本不消耗發動機有效功的前提下，利用發動機排出的廢氣能量推動渦輪做功，并通過壓氣機對發動機進氣進行增壓；另外，渦輪機具有降低發動機排放噪音的作用。因此，渦輪增壓技術已成為應對能源危機和滿足排放標準的技術手段之一。傳統的帶廢氣旁通閥的渦輪增壓器(WGT)，盡管一定程度上克服了低速工況的進氣不足、增壓不夠的現象，高工況時通過打開廢氣旁通閥而降低增壓器的轉速，避免增壓過度。但在大部分工況下，廢氣旁通閥式蝸殼并沒有實現與發動機的有效匹配。可變截面渦輪增壓器(VGT)因能有效控制發動機的排氣壓力，可使增壓器和發動機在各個工況下實現良好的性能匹配，成為了研發的重點。現已設計研發了多種可變截面渦輪增壓器結構，主要有可變噴嘴環增壓器、可變喉口增壓器、舌形擋板增壓器等。但在實際應用中存在的問題是，發動機的進排氣負壓差很高，泵氣損失過高，導致發動機低速工況油耗量偏高。目前，雙流道渦輪增壓器(DLP)結構得到了很大發展，專利CN101694166A和CN101949326A分別公開了一種雙層流道變截面渦輪機控制裝置，該結構包括渦輪殼，渦輪殼內設有內外兩個進氣流道，發動機中高工況下，該裝置通過閥門控制機構調節閥門的開度來調節進入蝸殼進氣外流道的進氣量，實現了變截面的功能。但該結構在發動機中高速工況下，在蝸殼外流道進氣流道內存在氣流混流現象，并且在蝸殼內流道進氣區域角度最大處氣流存中向蝸殼外流道的回流現象，由此影響了發動機中高工況下的性能。因此，希望設計一種可靠性高的多層可變幾何蝸殼裝置(MLP)，主要改善發動機中速工況下的性能，并能提高發動機低速工況的進氣量和效率，提升發動機高工況下的增壓t匕，滿足發動機各個工況下的性能要求。
實用新型內容本實用新型要解決的問題是針對帶廢氣旁通閥的渦輪增壓器、可變截面渦輪增壓器和現公開的雙流道渦輪增壓器結構的上述不足，提供一種主要改善發動機中速工況下的性能，并能提高發動機低速工況的進氣量和效率，提升發動機高工況下的增壓比，有效滿足發動機全工況范圍內的增壓要求的多層可變幾何蝸殼裝置。為了解決上述問題，本實用新型采用以下技術方案一種多層可變幾何蝸殼裝置，包括渦輪蝸殼，所述渦輪蝸殼內設有蝸殼進氣流道和無葉噴嘴，所述渦輪蝸殼上設有與蝸殼進氣流道相連通的蝸殼進氣口 ；[0010]所述蝸殼進氣流道內設有第一氣動隔板，所述第一氣動隔板將蝸殼進氣流道間隔為蝸殼進氣內流道和蝸殼進氣外流道； 在所述蝸殼進氣外流道內設有第二氣動隔板，所述第二氣動隔板將蝸殼進氣外流道間隔為第一分支流道和第二分支流道；所述蝸殼進氣內流道為常開進氣流道；蝸殼進氣流道內靠近蝸殼進氣口處設有控制第一分支流道和第二分支流道打開或關閉的進氣調節閥門。所述進氣調節閥門在打開或關閉的同時可以給流入蝸殼進氣內流道氣流進行導流。以下是本實用新型對上述方案的進一步改進所述進氣調節閥門一體連接有進氣調節閥門軸，進氣調節閥門軸與渦輪蝸殼轉動連接。進一步改進所述進氣調節閥門的截面形狀為扇形結構，所述進氣調節閥門軸設置在進氣調節閥門靠近蝸殼進氣口一端端部。進一步改進蝸殼進氣流道內具有蝸殼內壁，蝸殼內壁上與進氣調節閥門相對應的位置設有可容納進氣調節閥門的沉槽，所述進氣調節閥門上設有與第一氣動隔板相配合的配合面。進一步改進所述進氣調節閥門與第二氣動隔板之間具有移動的間隙，該間隙控制在0. 3-1. 5mm之間。進一步改進所述第一分支流道的截面積與第二分支流道的截面積的比值范圍為1/4 1/2。進一步改進所述蝸殼進氣內流道進氣區域角度為120 210度之間的任意之角度，所對應的蝸殼進氣外流道的進氣區域角度為150 240度之間的任意之角度，所述蝸殼進氣內流道和蝸殼進氣外流道的進氣區域角度之和為360度。進一步改進所述第一分支流道的進氣區域角度和第二分支流道的進氣區域角度之比的范圍為I :2 I :6。進一步改進在所述第一分支流道內靠近無葉噴嘴的進氣區域內均勻設有1-2個導流葉片。進一步改進所述第二分支流道內靠近無葉噴嘴的進氣區域內設有I個導流葉片。另一種改進所述進氣調節閥門的截面形狀為矩形結構，所述進氣調節閥門軸設置在第二氣動隔板上靠近進氣口的一端的端部位置；所述進氣調節閥門軸的中心到進氣調節閥門靠近第一氣動隔板一端的距離與進氣調節閥門軸的中心到進氣調節閥門靠近蝸殼內壁的距離比值范圍為1/4 1/2。進一步改進所述進氣調節閥門的兩端分別為斜面結構，所述蝸殼內壁上和第一氣動隔板上分別設有與進氣調節閥門的兩端相配合的配合面。另一種改進所述進氣調節閥門的截面形狀為矩形結構，所述進氣調節閥軸設置在進氣調節閥門靠近第一氣動隔板的一端端部。[0030]進一步改進所述進氣調節閥門遠離進氣調節閥門軸的一端為斜面結構，所述蝸殼內壁上和第二氣動隔板上分別設有與進氣調節閥門相配合的配合面。進一步改進所述第一分支流道進氣區域角度和第二分支流道的進氣區域角度之比的范圍為6 :1 2 :1。進一步改進第二分支流道的截面積與第一分支流道的截面積之比范圍為1/4 1/2。進一步改進所述第一分支流道內靠近無葉噴嘴的進氣區域內均勻設有2-3個導流葉片。進一步改進所述進氣調節閥門上與第二氣動隔板的相對應的位置設有一個與第二氣動隔板相配合的凹槽，所述凹槽內設有與第二氣動隔板相配合的配合面。 當發動機處于中速工況范圍時，進氣調節閥門上所設計的凹槽可以有效密封進入第二分支流道的氣流進入第一分支流道中。本實用新型采用上述三種設計方案的工作原理相同，但由于進氣調節閥門結構及進氣調節閥門軸位置的不同，第一分支流道和第二分支流道的流道截面積及進氣區域角度值的不同，由此三種設計方案的工作過程不相同。在發動機低速工況范圍時，三種設計結構的工作過程都是相同的。此時，進氣調節閥門軸在進氣調節控制機構的帶動下，帶動與之一體連接的進氣調節閥門轉動，從而將第一分支流道和第二分支流道關閉，由發動機排出的廢氣僅流經蝸殼進氣內流道從而帶動渦輪做功，由于蝸殼進氣內流道截面積比較小，可以有效提高渦輪的進氣流速，提升低速工況的增壓壓力，減少增壓遲滯的影響。發動機處于中速工況范圍時，進氣調節閥門截面結構為扇形的方案的工作過程為，進氣調節閥門軸在進氣調節控制機構的帶動下，帶動與之一體連接的進氣調節閥門轉動，從而將第一分支流道打開，第二分支流道關閉。此時，經發動機排出的廢氣流經蝸殼進氣內流道和第一分支流道從而帶動渦輪做功。由于在第一分支流道的無葉噴嘴處設有一個或兩個固定的導流葉片，且第一分支流道的截面積小于第二分支流道的截面積，因此蝸殼進氣流道截面積變大，但并非最大進氣流截面積，此結構及截面積大小設計可有效滿足發動機中等轉速下進入渦輪的進氣量，提高發動機排出廢氣能量利用率，滿足發動機中等轉速的增壓要求，有效改善發動機中等轉速下的工作性能。發動機處于中速工況范圍時，進氣調節閥門截面結構為矩形，且閥門軸位于中置的方案及進氣調節閥門與第二氣動隔板的接觸面上設計凹槽的工作過程為，進氣調節閥門軸在進氣調節控制機構的帶動下，帶動與之一體連接的進氣調節閥門轉動，從而將第一分支流道和第二分支流道同時打開處于一個比較小的開度。此時，經發動機排出的廢氣流經蝸殼進氣內流道、第一分支流道及第二分支流道，從而帶動渦輪做功。由于在第一分支流道的無葉噴嘴處設有一個或兩個固定的導流葉片，且第一分支流道和第二分支流道并不是處于完全打開的狀態，因此蝸殼進氣流道截面積變大，但并非最大進氣流截面積，此結構及截面積大小設計可有效滿足發動機中等轉速下進入渦輪的進氣量，提高發動機排出廢氣能量利用率，滿足發動機中等轉速的增壓要求，有效改善發動機中等轉速下的工作性能。發動機處于中速工況范圍時，進氣調節閥門截面結構為矩形，且閥門軸位于第一氣動隔板的方案的工作過程為，進氣調節閥門軸在進氣調節控制機構的帶動下，帶動與之一體連接的進氣調節閥門轉動，從而將第二分支流道打開。此時，經發動機排出的廢氣流經蝸殼進氣內流道、第二分支流道，從而帶動渦輪做功。由于在第一分支流道的無葉噴嘴處設有兩個或三個固定的導流葉片，且第二分支流道截面積小于第一分支流道的截面積，因此蝸殼進氣流道截面積變大，但并非最大進氣流截面積，此結構及截面積大小設計可有效滿足發動機中等轉速下進入渦輪的進氣量，提高發動機排出廢氣能量利用率，滿足發動機中等轉速的增壓要求，有效改善發動機中等轉速下的工作性能。發動機處于高速工況范圍時，三種設計方案的進氣調節閥門軸在進氣調節控制機構的帶動下，帶動與之一體連接的進氣調節閥門轉動，從而將第一分支流道、第二分支流道打開。此時第一分支流道、第二分支流道及蝸殼進氣內流道同時處于工作狀態，由于蝸殼進氣流道工作截面積增大，又由于在第一分支流道的無葉噴嘴處設有導流葉片，可有效引導進氣流以合適的氣流角進入渦輪葉輪，提高了渦輪進氣效率，從而提高了高速工況的增壓比。綜上所述，本實用新型可有效改善發動機中等轉速工況下的性能，并能提高發動機低速工況的進氣效率，減少渦輪遲滯現象，而且還可以提升發動機高工況下的增壓比。本實用新型中的蝸殼結構繼承性好，容易快速實現工程化。設計的進氣調節裝置結構簡單， 控制方式容易實現，可靠性高。
以下結合附圖和對本實用新型做進一步說明。
附圖I是本實用新型實施例I中蝸殼進氣內流道進氣區域角度為150度時的0-180度流道截面的結構示意圖；附圖2是本實用新型實施例I中發動機低速工況時的結構示意圖；附圖3是本實用新型實施例I中發動機中速工況時的結構示意圖；附圖4是本實用新型實施例I中發動機高速工況時的結構示意圖；附圖5是本實用新型實施例2中發動機低速工況時的結構示意圖；附圖6是本實用新型實施例2中發動機中速工況時的結構示意圖；附圖7是本實用新型實施例2中發動機高速工況時的結構示意圖；附圖8是本實用新型實施例3中蝸殼進氣內流道進氣區域角度為150度時的0-180度流道截面的結構示意圖；附圖9是本實用新型實施例3中發動機低速工況時的結構示意圖；附圖10是本實用新型實施例3中發動機中速工況時的結構示意圖；附圖11是本實用新型實施例3中發動機高速工況時的結構示意圖；附圖12是本實用新型實施例4中發動機低速工況時的結構示意圖；附圖13是本實用新型實施例4中發動機中速工況時的結構示意圖；附圖14是本實用新型實施例4中發動機高速工況時的結構示意圖。圖中1-渦輪蝸殼；2-無葉噴嘴；3-蝸殼進氣口 ；4_第一氣動隔板；5-蝸殼進氣內流道；6_第二氣動隔板；7_第一分支流道；8_第二分支流道；9_進氣調節閥門；10_進氣調節閥門軸；11_導流葉片；12_蝸殼內壁；13_凹槽；14_沉槽。
具體實施方式
[0058]實施例1，如圖I、圖2所示，一種多層可變幾何蝸殼裝置，包括渦輪蝸殼1，所述渦輪蝸殼I內設有蝸殼進氣流道和無葉噴嘴2，所述渦輪蝸殼I上設有與蝸殼進氣流道相連通的蝸殼進氣口 3 ；所述蝸殼進氣流道內設有第一氣動隔板4，所述第一氣動隔板4將蝸殼進氣流道間隔為蝸殼進氣內流道5和蝸殼進氣外流道；在所述蝸殼進氣外流道內設有第二氣動隔板6，所述第二氣動隔板6將蝸殼進氣外流道間隔為第一分支流道7和第二分支流道8 ；所述蝸殼進氣內流道5為常開進氣流道；蝸殼進氣流道內靠近蝸殼進氣口 3處設有控制第一分支流道7和第二分支流道8打開或關閉的進氣調節閥門9。 所述蝸殼進氣內流道5、第一分支流道7和第二分支流道8均實現部分周向進氣。所述第一氣動隔板4和第二氣動隔板6與渦輪蝸殼I鑄造一體連接。所述進氣調節閥門9 一體連接有進氣調節閥門軸10，進氣調節閥門軸10與渦輪蝸殼I轉動連接，所述進氣調節閥門軸10在進氣調節控制機構的帶動下轉動，帶動一體連接的進氣調節閥門9轉動，從而使第一分支流道7和第二分支流道8處于打開或關閉狀態。所述進氣調節閥門9的截面形狀為扇形結構，所述進氣調節閥門軸10設置在進氣調節閥門9靠近蝸殼進氣口 3 —端端部。蝸殼進氣流道內具有蝸殼內壁12，蝸殼內壁12上與進氣調節閥門9相對應的位置設有可容納進氣調節閥門9的沉槽14，所述進氣調節閥門9上設有與第一氣動隔板4相配合的配合面。所述進氣調節閥門9與第二氣動隔板6之間具有移動的間隙h，該間隙h控制在
0.3-1. 5mm。第一分支流道7和第二分支流道8的進氣口設計原則為在保證所需的流通面積時，應盡可能的保持較寬的進氣寬度W，以確保進氣口的高度值H在受控區間內。所述第一分支流道7的截面積與第二分支流道8的截面積的比值范圍為1/4 1/2。所述蝸殼進氣內流道5進氣區域角度a為120 210度之間的任意之角度，所對應的蝸殼進氣外流道的進氣區域角度為150 240度之間的任意之角度，所述蝸殼進氣內流道5和蝸殼進氣外流道的進氣區域角度之和為360度。所對應所述第一分支流道7的進氣區域角度P和第二分支流道8的進氣區域角度Y之比的范圍為I :2 I :6，還可以根據情況進行任意調整。為改善發動機低速工況性能，所述蝸殼進氣內流道5內靠近噴嘴處設置無葉噴嘴2，在蝸殼進氣內流道5內靠近無葉噴嘴2的進氣區域內均勻設有1-2個導流葉片11。為改善發動機中速工況下的性能，在所述第一分支流道7內靠近無葉噴嘴2的進氣區域內設置1-2個安裝角度不等導流葉片11。以誘導進入第一分支流道7的進氣流以合理的進氣角度進入渦輪。所述第二分支流道8內靠近無葉噴嘴2的進氣區域內設置I個導流葉片11。如圖2所示，發動機處于低速工況范圍時，進氣調節閥門軸10在進氣調節控制機構的帶動下，帶動與之一體連接的進氣調節閥門9轉動，從而將第一分支流道7和第二分支流道8關閉，此時由發動機排出的廢氣僅流經蝸殼進氣內流道5從而帶動渦輪做功，由于蝸殼進氣內流道截面積比較小，可以有效提高渦輪的進氣流速，提升低速工況的增壓壓力，減少增壓遲滯的影響。
3所示，發動機處于中速工況范圍時，進氣調節閥門軸10在進氣調節控制機構的帶動下，帶動與之一體連接的進氣調節閥門9轉動，從而將第一分支流道7打開，第二分支流道8仍處于關閉狀態。此時，經發動機排出的廢氣流經蝸殼進氣內流道5和第一分支流道7從而帶動渦輪做功。由于在第一分支流道7的無葉噴嘴2處設有固定的導流葉片11，且第一分支流道7的截面積小于第二分支流道8的截面積，因此蝸殼進氣流道截面積變大，但并非最大進氣流截面積，此結構及截面積大小設計可有效滿足發動機中等轉速下進入渦輪的進氣量，提高發動機排出廢氣能量利用率，滿足發動機中等轉速的增壓要求，有效改善發動機中等轉速下的工作性能。如圖4所示，發動機處于高速工況范圍時，進氣調節閥門軸10在進氣調節控制機構的帶動下，帶動與之一體連接的進氣調節閥門9轉動至沉槽14內，從而將第一分支流道
7、第二分支流道8打開。此時，第一分支流道7、第二分支流道8及蝸殼進氣內流道5同時處于工作狀態，由于蝸殼進氣流道工作截面積增大，又由于在第一分支流道7的無葉噴嘴2處設有導流葉片11，可有效引導進氣流以合適的氣流角進入渦輪葉輪，提高了渦輪進氣效率，從而提高了高速工況的增壓比。實施例2，如圖5所示，實施例I中，所述進氣調節閥門9的截面形狀還可以為矩形結構，所述進氣調節閥門軸10設置在第二氣動隔板6上靠近進氣口 3的一端的端部位置。所述進氣調節閥門軸10的中心位置到進氣調節閥門9靠近第一氣動隔板4 一端的距離與進氣調節閥門軸10的中心到進氣調節閥門9靠近蝸殼內壁12的距離比值范圍為1/4 1/2。為保證進氣調節閥門9與蝸殼內壁12和第一氣動隔板4實現良好密封配合，所述進氣調節閥門9的兩端分別為斜面結構，所述蝸殼內壁12上和第一氣動隔板4上分別設有與進氣調節閥門9的兩端相配合的配合面。如圖5所示，發動機處于低速工況范圍時，進氣調節閥門軸10在進氣調節控制機構的帶動下，帶動與之一體連接的進氣調節閥門9轉動，從而將第一分支流道7和第二分支流道8關閉，此時蝸殼進氣內流道5處于打開狀態，由發動機排出的廢氣僅流經蝸殼進氣內流道5從而帶動渦輪做功，由于蝸殼進氣內流道截面積比較小，可以有效提高渦輪的進氣流速，提升低速工況的增壓壓力，減少增壓遲滯的影響。如圖6所示，發動機處于中速工況范圍時，進氣調節閥門軸10在進氣調節控制機構的帶動下，帶動與之一體連接的進氣調節閥門9轉動，從而將第一分支流道7和第二分支流道8同時打開處于一個比較小的開度。此時，經發動機排出的廢氣流經蝸殼進氣內流道
5、第一分支流道7及第二分支流道8，從而帶動渦輪做功。由于在第一分支流道7的無葉噴嘴2處設有一個或兩個固定的導流葉片11，且第一分支流道7和第二分支流道8并不是處于完全打開的狀態，因此蝸殼進氣流道截面積變大，但并非最大進氣流截面積，此結構及截面積大小設計可有效滿足發動機中等轉速下進入渦輪的進氣量，提高發動機排出廢氣能量利用率，滿足發動機中等轉速的增壓要求，有效改善發動機中等轉速下的工作性能。如圖7所示，發動機處于高速工況范圍時，進氣調節閥門軸10在進氣調節控制機構的帶動下，帶動與之一體連接的進氣調節閥門9轉動，從而將第一分支流道7、第二分支流道8打開。此時，第一分支流道7、第二分支流道8及蝸殼進氣內流道5同時處于工作狀態，由于蝸殼進氣流道工作截面積增大，又由于在第一分支流道7的無葉噴嘴2處設有導流葉片11，可有效引導進氣流以合適的氣流角進入渦輪葉輪，提高了渦輪進氣效率，從而提高了高速工況的增壓比。實施例3，如圖8、圖9所示，上述實施例2中，所述進氣調節閥軸10還可以設置在進氣調節閥門9靠近第一氣動隔板4的一端端部。所述進氣調節閥門9遠離進氣調節閥門軸10的一端為斜面結構，所述蝸殼內壁12上和第二氣動隔板6上分別設有與進氣調節閥門9相配合的配合面。根據進氣調節閥門軸的位置，所述第一分支流道7進氣區域角度0和第二分支流道8的進氣區域角度Y之比的范圍為6:1 2:1，還可以根據情況進行任意調整。第二分支流道8的截面積與第一分支流道7的截面積之比范圍為1/4 1/2。所述第一分支流道7內靠近無葉噴嘴2的進氣區域內均勻設置2-3個安裝角度不同的導流葉片U。如圖9所示，發動機處于低速工況范圍時，進氣調節閥門軸10在進氣調節控制機構的帶動下，帶動與之一體連接的進氣調節閥門9轉動，從而將第一分支流道7和第二分支流道8關閉，此時蝸殼進氣內流道5處于打開狀態，由發動機排出的廢氣僅流經蝸殼進氣內流道5從而帶動渦輪做功，由于蝸殼進氣內流道截面積比較小，可以有效提高渦輪的進氣流速，提升低速工況的增壓壓力，減少增壓遲滯的影響。如圖10所示，發動機處于中速工況范圍時，進氣調節閥門軸10在進氣調節控制機構的帶動下，帶動與之一體連接的進氣調節閥門9轉動，從而將第二分支流道8打開。此時，經發動機排出的廢氣流經蝸殼進氣內流道5和第二分支流道8，從而帶動渦輪做功。由于在第一分支流道7的無葉噴嘴2處設有兩個或三個固定的導流葉片11，且第二分支流道8處于完全打開狀態，因此蝸殼進氣流道截面積變大，但并非最大進氣流截面積，此結構及截面積大小設計可有效滿足發動機中等轉速下進入渦輪的進氣量，提高發動機排出廢氣能量利用率，滿足發動機中等轉速的增壓要求，有效改善發動機中等轉速下的工作性能。如圖11所示，發動機處于高速工況范圍時，進氣調節閥門軸10在進氣調節控制機構的帶動下，帶動與之一體連接的進氣調節閥門9轉動，從而將第一分支流道7、第二分支流道8打開。此時，第一分支流道7、第二分支流道8及蝸殼進氣內流道5同時處于工作狀態，由于蝸殼進氣流道工作截面積增大，又由于在第一分支流道的無葉噴嘴處設有導流葉片，可有效引導進氣流以合適的氣流角進入渦輪葉輪，提高了渦輪進氣效率，從而提高了高速工況的增壓比。實施例4，如圖12所示，上述實施例3中，可以在所述進氣調節閥門9上與第二氣動隔板6的相對應的位置設有一個與第二氣動隔板6相配合的凹槽13，所述凹槽13內設有與第二氣動隔板6相配合的配合面。如圖12、13及14所示，本實施例4的工作過程與實施例3的工作過程相同，不同之處是在發動機中速工況下，實施例4所設計的進氣調節閥門與第二氣動隔板的接觸面上設計了凹槽，由此可以有效密封進入第二分支流道的氣流進入第一分支流道中。本專利結構設計并不局限于在渦輪蝸殼設計第一氣動隔板和第二氣動隔板，將渦輪蝸殼分為三個進氣流道。還可以在蝸殼進氣內流道內設計不止一個氣動隔板，將蝸殼進氣內流道分為若干蝸殼進氣內流道，在蝸殼進氣外流道內設計不止一個氣動隔板，將蝸殼進氣外流道分為若干蝸殼進氣外流道。所述若干蝸殼進氣內流道的進氣角度區域之和為a，所述若干蝸殼進氣外流道的進氣角度區域之和為360- a。并且所述若干蝸殼進氣內流道為常開進氣流道，在所述若干蝸殼進氣外流道靠近蝸殼進氣口處設有進氣調節閥門，所述進氣調節閥門的開啟控制若干蝸殼進氣外流道的打開和閉合，從而實現若干蝸殼進氣外流道的工作和不工作狀態。該結構改進的工作原理與上述實施例中的工作原理相同。上述方案結構設計適應于定壓增壓發動機，通過將上述方案所設計兩個相同結構連接后的結構適應于脈沖增壓發動機。
權利要求1.一種多層可變幾何蝸殼裝置，包括渦輪蝸殼(1)，所述渦輪蝸殼(I)內設有蝸殼進氣流道和無葉噴嘴(2)，所述渦輪蝸殼(I)上設有與蝸殼進氣流道相連通的蝸殼進氣口(3)； 所述蝸殼進氣流道內設有第一氣動隔板(4)，所述第一氣動隔板(4)將蝸殼進氣流道間隔為蝸殼進氣內流道(5)和蝸殼進氣外流道； 其特征在于 在所述蝸殼進氣外流道內設有第二氣動隔板(6)，所述第二氣動隔板(6)將蝸殼進氣外流道間隔為第一分支流道(7)和第二分支流道(8)； 所述蝸殼進氣內流道(5)為常開進氣流道； 蝸殼進氣流道內靠近蝸殼進氣口(3)處設有控制第一分支流道(7)和第二分支流道 (8)打開或關閉的進氣調節閥門(9)。
2.根據權利要求I所述的一種多層可變幾何蝸殼裝置，其特征在于 所述進氣調節閥門(9) 一體連接有進氣調節閥門軸(10)，進氣調節閥門軸(10)與渦輪蝸殼(I)轉動連接。
3.根據權利要求2所述的一種多層可變幾何蝸殼裝置，其特征在于 所述進氣調節閥門(9)的截面形狀為扇形結構，所述進氣調節閥門軸(10)設置在進氣調節閥門(9 )靠近蝸殼進氣口( 3 )的一端端部。
4.根據權利要求3所述的一種多層可變幾何蝸殼裝置，其特征在于 蝸殼進氣流道內具有蝸殼內壁(12 )，蝸殼內壁(12 )上與進氣調節閥門(9 )相對應的位置設有可容納進氣調節閥門(9)的沉槽(14)。
5.根據權利要求4所述的一種多層可變幾何蝸殼裝置，其特征在于 所述進氣調節閥門(9 )與第二氣動隔板(6 )之間具有移動的間隙(h )，該間隙(h )控制在 0. 3-1. 5mm 之間。
6.根據權利要求5所述的一種多層可變幾何蝸殼裝置，其特征在于 所述第一分支流道(7)的截面積與第二分支流道(8)的截面積的比值范圍為1/4 1/2。
7.根據權利要求6所述的一種多層可變幾何蝸殼裝置，其特征在于 所述蝸殼進氣內流道(5)進氣區域角度(a )為120 210度之間的任意之角度，所對應的蝸殼進氣外流道的進氣區域角度為150 240度之間的任意之角度，所述蝸殼進氣內流道(5)和蝸殼進氣外流道的進氣區域角度之和為360度。
8.根據權利要求7所述的一種多層可變幾何蝸殼裝置，其特征在于 所述第一分支流道(7)的進氣區域角度(P )和第二分支流道(8)的進氣區域角度(Y )之比的范圍為I :2 I :6。
9.根據權利要求8所述的一種多層可變幾何蝸殼裝置，其特征在于 在所述第一分支流道(7)內靠近無葉噴嘴(2)的進氣區域內均勻設有1-2個導流葉片(Il)0
10.根據權利要求9所述的一種多層可變幾何蝸殼裝置，其特征在于 所述第二分支流道(8)內靠近無葉噴嘴(2)的進氣區域內設有I個導流葉片(11)。
11.根據權利要求2所述的一種多層可變幾何蝸殼裝置，其特征在于 所述進氣調節閥門(9)的截面形狀為矩形結構，所述進氣調節閥門軸(10)設置在第二氣動隔板(6)上靠近進氣口(3)的一端的端部位置； 所述進氣調節閥門軸(10)的中心位置到進氣調節閥門(9)靠近第一氣動隔板(4)一端的距離與進氣調節閥門軸(10)的中心到進氣調節閥門(9)靠近蝸殼內壁(12)的距離比值范圍為1/4 1/2。
12.根據權利要求11所述的一種多層可變幾何蝸殼裝置，其特征在于 所述進氣調節閥門(9)的兩端分別為斜面結構，所述蝸殼內壁(12)上和第一氣動隔板(4)上分別設有與進氣調節閥門(9)的兩端相配合的配合面。
13.根據權利要求2所述的一種多層可變幾何蝸殼裝置，其特征在于 所述進氣調節閥門(9)的截面形狀為矩形結構，所述進氣調節閥軸(10)設置在進氣調·節閥門(9)靠近第一氣動隔板(4)的一端端部。
14.根據權利要求13所述的一種多層可變幾何蝸殼裝置，其特征在于 所述第一分支流道(7)進氣區域角度(P )和第二分支流道的進氣區域角度(Y )之比的范圍為6 :1 2 :1。
15.根據權利要求14所述的一種多層可變幾何蝸殼裝置，其特征在于 第二分支流道(8)的截面積與第一分支流道(7)的截面積之比范圍為1/4 1/2。
16.根據權利要求15所述的一種多層可變幾何蝸殼裝置，其特征在于 所述第一分支流道(7)內靠近無葉噴嘴(2)的進氣區域內均勻設有2-3個導流葉片(11)。
17.根據權利要求16所述的一種多層可變幾何蝸殼裝置，其特征在于 所述進氣調節閥門(9)上與第二氣動隔板(6)的相對應的位置設有一個與第二氣動隔板(6)相配合的凹槽(13)，所述凹槽(13)內設有與第二氣動隔板(6)相配合的配合面。
專利摘要本實用新型公開了一種多層可變幾何蝸殼裝置，包括渦輪蝸殼，渦輪蝸殼內設有蝸殼進氣流道和無葉噴嘴，渦輪蝸殼上設有與蝸殼進氣流道相連通的蝸殼進氣口；蝸殼進氣流道內設有第一氣動隔板，第一氣動隔板將蝸殼進氣流道間隔為蝸殼進氣內流道和蝸殼進氣外流道；在蝸殼進氣外流道內設有第二氣動隔板，第二氣動隔板將蝸殼進氣外流道間隔為第一分支流道和第二分支流道；蝸殼進氣內流道為常開進氣流道；蝸殼進氣流道內靠近蝸殼進氣口處設有控制第一分支流道和第二分支流道打開或關閉的進氣調節閥門，進氣調節閥門在打開或關閉的同時可以給流入蝸殼進氣內流道氣流進行導流。本實用新型的進氣調節裝置結構簡單，控制方式容易實現，可靠性高。
文檔編號F02B37/18GK202500651SQ201220070830
公開日2012年10月24日 申請日期2012年2月29日 優先權日2012年2月29日
發明者劉迎鑫, 宋麗華, 朱智富, 李永泰, 王航, 王艷霞, 袁道軍 申請人:康躍科技股份有限公司