[实用新型]短叶型扩压器

说明书

本实用新型涉及一种用于离心式压缩机的短叶型扩压器，尤其是用于可变几何涡轮压缩机(简称VGC)的扩压器。

近年来，可变几何涡轮增压技术(简称VGT)之所以受到高度重视并取得飞速的发展，其重要原因之一，就是这种技术可以改善涡轮增压器对于车辆发动机变工况特性的适应能力，从而显著地提高发动机的动力性、经济性和降低废气排放。一般VGT研究，主要集中在涡轮机、压缩机的叶轮和进口导叶以及无叶扩压器方面。比如，英国HOLSET公司率先生产出的VGT样机，就是使用无叶扩压器，然而，无叶扩压器虽然有较宽阔的工作域，但是不能达到更高的效率和增压比。如果，使用一般的有叶扩压器，虽然可以改善峰值效率和增压比，但是由于其工作区域过分狭窄而显得得不偿失，因而很少在VGT中使用。

美国US-4850795专利，提出了一种可变几何有叶扩压器，其是将扩压器分成两个区域，在扩压器的前壁面设置双列叶栅，叶栅稠度在进口区域为低栅稠度，而出口区域为高栅稠度。该项专利的叶片纵截面为楔型，叶片表面为对数螺旋线型，加工工艺复杂，对数螺旋线型只能对某一流量效果好，而对流量变化的适应性差，其虽然缓解了后部阻塞，但损失了效率，尤其是出口区域栅稠度高，限制了工作区域的扩大，不能全面适应车辆发动机多变工况的需要。美国专利US-3756739，也提出了一种可变几何有叶扩压器的技术解决方案，其是采用高栅稠度较长叶片，由于高栅稠度叶片具有确定的喉部，工作域狭窄，作为可变几何装置只能用于小流量时引入导叶的场合，而在大流量时，要通过设置在叶片端部的由辅助装置控制的小叶片打开喉部，因此结构及控制机构都比较复杂。

本实用新型的目的是提供一种结构简单，制作方便，既具有较宽的工作域，又具有较高工作效率和增压比的短叶型扩压器。

为实现上述目的，本实用新型采取以下设计：一种短叶型扩压器，它包括前壁面、后壁面和短叶片，所述扩压器沿径向平均分成进口段和出口段，其特征在于：所述短叶片的形状为全高等厚圆弧形，所述短叶片的排列为低栅稠度，所述短叶片设置在所述前壁面与后壁面之一的出口段。

所述短叶片设置在所述前壁面的出口段。

所述短叶片设置在所述后壁面的出口段。

所述短叶片既设置在所述前壁面的出口段，又设置在所述后壁面的进口段。

所述短叶片既设置在所述后壁面的出口段，又设置在所述前壁面的进口段。

本实用新型由于采取以上设计，其具有以下优点：1、本实用新型由于采用低栅稠度短叶片，且仅将该短叶片设置在前壁面或后壁面的出口段，与无叶的后壁面或前壁面组合成出口短叶型扩压器，因此可以在结构十分简单的情况下，同时达到较宽广的工作域和较高的工作效率及增压比。2、本实用新型由于在前壁面或后壁面的出口段设置低栅稠度短叶片的同时，又在前壁面或后壁面的进口段设置低栅稠度短叶片，因此，可以在同轴旋转前壁面或后壁面的过程中，通过进口段与出口段叶片相对位置的变化，很容易地实现了几何通流道的变化，达到适应各种不同流量工况需要的目的。3、本实用新型由于采取等厚圆弧形短叶片，因此结构简单，加工和安装方便，同时，本实用新型由于采用全高短叶片，因此比半高短叶片具有更好的参数值。4、本实用新型不但结构和控制方式十分简单，而且集中了有叶扩压器和无叶扩压器的优点，其具有与无叶扩压器同样宽广的工作区域，而效率却有较大幅度的提高，增压比更是几乎与有叶扩压器相同。本实用新型有助于促进涡流增压器的广泛应用，尤其是在车辆发动机上的应用，可以达到在提高发动机性能的同时，降低废气排放的作用。

下面结合附图对本实用新型进行详细的描述。

图1是本实用新型结构示意图

图2是本实用新型进口段具有短叶片示意图

图3是本实用新型出口段具有短叶片示意图

图4是本实用双列叶栅状态示意图

图5是本实用新型长叶状态示意图

图6是本实用新型长叶-双列叶栅扩压器与无叶扩压器性能对比曲线

图7是本实用新型出口低栅稠度和高栅稠度扩压器与无叶扩压器性能对比曲线