[实用新型]一种旋叶式有叶扩压压气机

说明书

技术领域

本实用新型涉及可变压气机涡轮增压器，尤其涉及通过配置在涡轮增压器的压气机壳体内的若干旋转叶片调整气体增压以后进气方向的旋转叶片结构改进的一种旋叶式有叶扩压压气机，属于内燃机领域。

背景技术

涡轮增压器是利用发动机排出的废气，按照一定的路线流入涡轮增压器的涡轮壳内以驱动涡轮，并带动与涡轮同轴的压气机叶轮高速旋转，新鲜空气在压气机叶轮离心力的作用下被压缩进入发动机的汽缸。对于涡轮增压器，我们希望通过控制流入涡轮的废气流量，以改善涡轮增压器的总效率和匹配范围。随着对柴油机和汽油机经济性和排放指标需求的不断提升，可变截面涡轮增压器的结构已经逐步满足这些需求，但目前所采用的可变截面涡轮增压器主要指可变涡轮机结构增压器。影响涡轮增压器总效率的因素中除了涡轮机效率、机械效率外，还有一个非常关键的压气机效率。

目前，涡轮增压器压气机普遍采用了无叶扩压压气机结构，或者固定角度有叶扩压结构形式。无叶扩压或者固定角度有叶扩压压气机最高效率虽然能够达到74％-80％，但压气机高效区域范围非常狭窄，发动机在不同工况工作时，压气机效率损失较大，无法保证具有宽广的涡轮增压器总效率。

已知的无叶扩压压气机是目前涡轮增压器的最多采用的一种，如图1所示，涡轮增压器(3)的无叶扩压压气机部分包括压气机叶轮(7)、气体扩压通道(13)、压气机壳(9)三部分，在正常工作下压气机叶轮(7)在涡轮转子(11)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(12)处进入气体扩压通道(13)，气体动能开始转化为压力能，同时气体在气体扩压通道(13)的约束下进入压气机壳流道(10)，如图2所示，发动机(1)排出的气体经排气总管(2)进入涡轮增压器(3)，增压气体在压气机壳流道(10)中汇集后进入发动机(1)的进气管道(4)，然后经发动机(1)的进气总管(5)送入汽缸(6)参与燃烧。

无叶扩压压气机中扩压通道对增压以后的气体流动方向上没有任何调节作用，增压气体的方向完全由叶轮旋转速度和气流轴向流动速度影响。因此无叶扩压压气机适应压气机流量范围宽广，缺点是因为无法控制气体流动方向，导致压气机效率整体水平偏低。

已知的涡轮增压器固定叶片有叶扩压压气机也因为能够在个别工况下起到提升压气机效率的目的而被应用在了某些大型发电动力用增压器上，如图3所示，涡轮增压器(3)的有叶扩压压气机部分除了包括压气机叶轮(7)、气体扩压通道(13)、压气机壳(9)三部分以外，在气体扩压通道(13)增加了气体导流叶片(14)，气体导流叶片(14)与导流叶片支撑盘(15)通过焊接或者铆接方式联接到一起。导流叶片支撑盘(15)与压气机壳(9)连接成一体形成有叶扩压压气机。从压气机叶轮出口(12)进入气体扩压通道(13)中的增压气体在气流导流叶片(12)的控制下按照一定的角度进入压气机壳流道(10)汇集后进入到发动机汽缸(6)中参与燃烧。

固定叶片有叶扩压压气机在气体扩压通道(13)中增加了固定结构的气流导流叶片(14)，气流导流叶片(14)在合适的压气机叶轮(7)转速范围内起到了增压气体的导向作用，从而提高了压气机效率。但因为气流导流叶片(14)的角度不能调整，只能为某一个工况下的发动机提供高效率增压气体。

因此，希望设计一种有叶扩压压气机，能够调节发动机全工况范围内涡轮增压器增压气体的扩压导向问题。通过可以旋转的导流叶片与增压器转速的配合调节，以获得比无叶扩压压气机和固定叶片有叶扩压压气机更为宽广的压气机高效率区域。同时，解决普通旋转导流叶片在气流导流过程中存在的气体流动距离加长导致的气动损失加大等问题。

发明内容

本发明所要解决的问题是针对涡轮增压器无叶扩压压气机和固定叶片有叶扩压压气机中对增压气体流的控制的局限性，提供一种旋叶式动静叶片结构的旋叶式有叶扩压压气机，能够有效解决增压气体的扩压导向及不同工况下气流导向路线问题，全面提升压气机效率。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

旋叶式有叶扩压压气机，包括压气机叶轮、压气机壳，所述压气机壳内具有气体扩压通道，所述气体扩压通道内设有动静导流叶片支撑盘，其特征是：所述动静导流叶片支撑盘上设有若干个与动静导流叶片支撑盘固定连接的动导流叶片和与动静导流叶片支撑盘转动连接的静导流叶片，所述动导流叶片与静导流叶片相互间隔设置。

以下是本实用新型对上述方案的进一步改进：

所述动导流叶片、静导流叶片分布在压气机叶轮出口的径向周边位置。