[实用新型]一种具有消音功能的涡轮增压器压气机

说明书

技术领域

本实用新型涉及高转速发动机采用的一种废气涡轮增压器，具体的说涉及一种能够有效调整增压后气体的流速和流向，降低气流速度和气体噪音的一种具有消音功能的涡轮增压器压气机，属于内燃机领域。

背景技术

随着国内发动机技术的快速发展和排放法规的日益严格，发动机涡轮增压技术得到了迅速普及。近年来，发动机尤其是柴油机增压率大幅度提高。但受涡轮增压器结构和匹配特性的制约，在高转速发动机增压方面遇到了一些新的行业难题，其中增压以后气体的气动噪音已经成为用户比较关注和急需解决的问题。尤其是车用涡轮增压器在工况变化范围较大的情况下，增压气体的压力波动大，导致某些工况下增压器产生气动噪音。

如图1所示，涡轮增压器(3)的压气机部分包括压气机叶轮(9)、气体扩压通道(11)、压气机壳(10)三部分，在正常工作下压气机叶轮(9)在涡轮转子(13)的带动下高速旋转从压气机进口(8)吸入洁净的空气进行离心压缩，压缩后的高速增压气体从压气机叶轮出口(7)处进入气体扩压通道(11)，动能开始转化为压力能，同时气体在气体扩压通道(11)的约束下进入压气机壳流道(12)，如图2、图3所示，增压气体在压气机壳流道(12)中汇集后通过压气机壳出口(14)进入发动机进气管道(4)，然后经发动机(1)的进气总管(5)送入汽缸(6)参与燃烧。

涡轮增压器增压以后气体流速很高，有时能够达到超音速水平。已知的涡轮增压器压气机因为结构和布局等原因，从气体扩压通道(11)中进入压气机壳流道(12)的压缩气体流速仍然很高，气体在流动过程中在压气机壳流道(12)以及发动机进气管道(4)中仍然具有很高的流速和膨胀做功能力，导致增压气体损失增大，温度上升。更严重的是高速增压气体在流动过程中容易发生气体扰流现象，产生明显的气动噪音。这种现象在许多高转速增压发动机，如高档乘用车柴油机、汽油发动机中尤为明显。

在目前阶段，对于一些升功率较高的增压非中冷发动机，因为压气机出气管(14)后的发动机进气管道(4)长度较短，气体扰流导致的气动噪音尤为明显。主要因为涡轮增压器压气机出气管(14)后的气体流速高，增压压力不稳定，发动机(1)的各个汽缸(6)的进、排气门的开闭动作影响到压气机后的气体流动，产生倒排气现象，发动机噪音加大。

因此，希望设计一种能够起到气动消音效果的压气机，来解决高转速发动机以及高升功率发动机增压以后气体的气动噪音问题。通过压气机对增压气体的流动导向，充分实现调节气体扩压、降低流速的目的。从而降低与发动机匹配过程中产生的气动噪音。

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题是针对涡轮增压器压气机结构中对增压气体流动控制的局限性，提供一种具有消音功能的涡轮增压器压气机，能够有效解决增压气体气动噪音问题和改善与高速发动机尤其是汽油发动机匹配中增压气体扩压效率问题。

为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种具有消音功能的涡轮增压器压气机，包括压气机叶轮、气体扩压通道、压气机壳，所述压气机壳上设有出气管，其特征是：所述出气管上设有压气机消音器。

以下是本实用新型对上述方案的进一步改进：

所述压气机消音器包括与出气管一体连接的压气机出口壳体和安装在压气机出口壳体内的气流调节装置。

所述气流调节装置包括与出气管连通的压气机出气接管，压气机出气接管内具有气流主通道，压气机出气接管的外圆周上设有环形的消音隔壁，所述消音隔壁与压气机出口壳体之间形成密封的消音腔，所述压气机出气接管的管壁上设有连通消音腔和气流主通道的消音腔气流通道。

所述的增压以后的气体通过气流主通道时通过分布在流道周边的消音腔气流通道进行气体消音。

所述消音隔壁包括第一消音隔壁、第二消音隔壁，所述第一消音隔壁与压气机出口壳体之间形成密封的第一消音腔，所述第二消音隔壁与压气机出口壳体之间形成密封的第二消音腔。

根据消音需要，消音腔内可以填充消音材料以提高气体消音效果，气流调节装置根据消音需要在轴向位置设立多级消音腔，但考虑到压力损失问题，建议中低压涡轮增压器消音级数不大于三级。气流调节装置在气体流动方向上有气体主流动通道，在径向上与压气机出口空腔组单级或多级消音腔实现增压气体的消音功能。

为减少气体损失，所述连通第一消音腔的消音腔气流通道的截面积小于连通第二消音腔的消音腔气流通道的截面积。

为方便加工，所述消音腔气体通道的截面为圆形或矩形。