防喘振的渦輪增壓器壓氣機蝸殼結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及渦輪增壓器技術領域，特別是一種防喘振的渦輪增壓器壓氣機蝸殼結構。
【背景技術】
[0002]伴隨著車用發動機的性能提升，增壓器的工作范圍也需要逐步拓寬，但是壓氣機喘振一直是伴隨著壓氣機性能發展的姅腳石，影響渦輪增壓器工作時氣流的穩定性，如果壓氣機的有效工作范圍得不到提升，將最終影響整個發動機工作范圍的提升。導致壓氣機喘振的根本原因是壓氣機中氣流流場在小流量是產生局部畸變，即當流量過小時，氣流最先在葉輪出口處發生壓力變化，并產生一個出口處的氣流擾動，該氣流擾動沿葉輪輪轂線向葉輪進口處傳播，當抵達主葉片前緣時，轉化為葉輪進口外氣流的周向畸變，該周向畸變就是喘振現象。當增壓器發生喘振時，壓氣機進氣端空氣阻塞，部分空氣與壓氣機葉片之間脫離、渦流、波動而發出刺耳的嘯叫聲，其引發噪音污染的同時還造成增壓器前的進氣管振動、轉子軸高頻軸向顫動，并使發動機的工作狀態趨于不穩定，進而影響發動機與渦輪增壓器的工作壽命。
[0003]目前，為防止喘振現象發生，通常是在壓氣機蝸殼上設置二次進氣結構，其結構如附圖1所示，現有的壓氣機蝸殼2包括進氣口 2-1和錐形導風口 2-3，錐形導風口 2-3的另一端為與葉輪5弧形葉片外輪廓相配的弧形，葉輪5安裝在錐形導風口 2-3的弧形端，在壓氣機蝸殼2進氣口 2-1的內壁上設有導風圈安裝槽，呈錐環形的導風圈3安裝在壓氣機蝸殼2內腔的錐形導風口 2-3外圓周上，并被擋圈4壓緊在導風圈安裝槽中，從而在壓氣機蝸殼2進氣口 2-1的內壁與錐形導風口 2-3外圓周形成導流腔2-4，在進氣口 2-1的弧形端設有與導流腔2-4相通的二次進氣孔2-3-1，用于連通導流腔2-4與進氣口 2-1。
[0004]當氣流擾動沿葉輪5輪轂線向葉輪5進口處傳播抵達主葉片前緣時，通過二次進氣孔2-3-1將一半的進氣周向畸變渦旋引入導流腔2-4，讓流場畸變向葉輪5本體外轉移，減小葉輪5進口處氣流的擾動畸變，防止其進一步向葉輪5內傳播，通過改變葉輪5進口處的進氣氣流角，從而抑制氣流流場在壓氣機進氣端處的畸變，增加壓氣機的穩定工作范圍。
[0005]該結構雖能抑制氣流流場在壓氣機進氣端處的畸變，增加壓氣機的穩定工作范圍，但其結構復雜，零件較多，導致壓氣機成本升高，同時增加了裝配步驟。再就是該結構只適合于大型發動機，無法有效應用于乘用車發動機上。
【發明內容】
[0006]本實用新型的目的是克服現有技術的不足，而提供一種防喘振的渦輪增壓器壓氣機蝸殼結構，它解決了現有的壓氣機蝸殼上的二次進氣結構較復雜，涉及零件多，導致壓氣機成本升高，裝配步驟增加的問題。
[0007]本實用新型的技術方案是:一種防喘振的渦輪增壓器壓氣機蝸殼結構，包括壓氣機蝸殼，壓氣機蝸殼進氣通道的一端為錐形進氣口，進氣通道的另一端為與葉輪弧形葉片外輪廓相配的弧形端，在進氣通道與弧形端接緣處的內壁設有環形導流腔。
[0008]所述環形導流腔的截面呈梯形。
[0009]本實用新型可通過調節環形導流腔的寬度、深度及環形導流腔兩側面的斜度來滿足壓氣機不同性能要求，從而擴寬壓氣機穩定工作范圍，并緩解喘振。
[0010]本實用新型與現有技術相比具有如下優點:
[0011]1、壓氣機蝸殼的弧形端設有環形導流腔，可將一半的渦旋引入環形導流腔中，讓流場畸變向葉輪外發展，減小葉輪進口處氣流角的擾動畸變，防止其進一步向葉輪本體內傳播，有效防止壓氣機喘振現象的發生，增加壓氣機的穩定工作范圍。
[0012]2、與現有的壓氣機蝸殼上的二次進氣結構相比，結構簡單，鑄造成本低，無配合零件，減少了裝配步驟。
[0013]以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述。
【附圖說明】
[0014]附圖1為現有的壓氣機蝸殼結構與葉輪的安裝示意圖；
[0015]附圖2為本實用新型的結構示意圖；
[0016]附圖3為本實用新型的使用狀況示意圖。
【具體實施方式】
[0017]一種防喘振的渦輪增壓器壓氣機蝸殼結構，包括壓氣機蝸殼1，壓氣機蝸殼I進氣通道1-1的一端為錐形進氣口 1-1-1，進氣通道1-1的另一端為與葉輪5弧形葉片外輪廓相配的弧形端1-1-2，在進氣通道1-1與弧形端1-1-2接緣處的內壁設有環形導流腔1-1-3，環形導流腔1-1-3的截面呈梯形。
[0018]使用時，葉輪5安裝在壓氣機蝸殼I的弧形端1-1-2處，葉輪5主葉片的前緣端處在環形導流腔1-1-3腔內的中部。當氣流擾動沿葉輪5輪轂線向葉輪5進口處傳播抵達葉輪5主葉片前緣時，一部分進氣周向畸變渦旋進入導流腔1-1-3，讓流場畸變向葉輪5本體外轉移，減小葉輪5進口處氣流的擾動畸變，防止其進一步向葉輪5內傳播，通過改變葉輪5進口處的進氣氣流角，從而抑制氣流流場在壓氣機進氣端處的畸變，增加壓氣機的穩定工作范圍。
【主權項】
1.一種防喘振的渦輪增壓器壓氣機蝸殼結構，包括壓氣機蝸殼，其特征是:壓氣機蝸殼進氣通道的一端為錐形進氣口，進氣通道的另一端為與葉輪弧形葉片外輪廓相配的弧形端，在進氣通道與弧形端接緣處的內壁設有環形導流腔。2.如權利要求1所述的防喘振的渦輪增壓器壓氣機蝸殼結構，其特征是:所述環形導流腔的截面呈梯形。
【專利摘要】一種防喘振的渦輪增壓器壓氣機蝸殼結構，壓氣機蝸殼進氣通道的一端為錐形進氣口，進氣通道的另一端為與葉輪弧形葉片外輪廓相配的弧形端，在進氣通道與弧形端接緣處的內壁設有環形導流腔。使用時，葉輪安裝在壓氣機蝸殼的弧形端處，葉輪主葉片的前緣端處在環形導流腔腔內的中部。當氣流擾動沿葉輪輪轂線向葉輪進口處傳播抵達葉輪主葉片前緣時，一部分進氣周向畸變渦旋進入導流腔，讓流場畸變向葉輪本體外轉移，減小葉輪進口處氣流的擾動畸變，防止其進一步向葉輪內傳播，通過改變葉輪進口處的進氣氣流角，從而抑制氣流流場在壓氣機進氣端處的畸變，增加壓氣機的穩定工作范圍。
【IPC分類】F04D29/40, F04D29/66
【公開號】CN204851773
【申請號】CN201520414310
【發明人】李元偉, 曹剛, 徐金
【申請人】湖南天雁機械有限責任公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年6月16日