[实用新型]一种涡轮增压器双层流道变截面涡轮机

说明书

技术领域

本实用新型涉及高转速增压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兼顾发动机高低速增压需求，具有双层进气流道的涡轮增压器双层流道变截面涡轮机，属于内燃机领域。

背景技术

随着国家排放法规和用户需求的不断发展，发动机尤其是柴油发动机的增压技术也有了长足的进步，废气涡轮增压器的结构从传统的固定截面发展到了能够兼顾发动机低速扭矩的废气旁通结构增压器，到了国III排放法规实施以后，人们对于能够兼顾发动机高低速性能的发动机增压器的需求越来越强烈，可变截面涡轮增压器成为了国内外研发的重点，目前普遍采用了涡轮机内部增加旋转的喷嘴叶片的结构满足变截面的要求。

如图1、图2所示，旋叶式可变涡轮增压器1的涡轮机部分包括涡轮壳5、涡壳扩压通道7、动力涡轮9三部分，在正常工作下发动机排出的废气通过涡轮壳5进行收集，通过涡壳进气流道11按照规律流动，然后通过涡壳扩压通道7分布到动力涡轮9的周边，推动动力涡轮9高速旋转，在中间壳3内部浮动轴承12的支撑下，通过涡轮转子轴13带动压气机叶轮14高速旋转，实现最终压缩气体的目的，压缩后的气体通过压气机壳2收集后送入发动机参与燃烧，起到增压的目的。

为了使增压器能够起到兼顾高低速工况的目的，旋叶式可变涡轮增压器1的涡轮机内部在涡壳扩压通道7内部设置了喷嘴叶片8，喷嘴叶片8分布在动力涡轮9的周边的喷嘴环支撑盘6上，通过传动机构4调整开度a1，从而改变涡壳扩压通道7的实际通流面积，来改变动力涡轮9的旋转速度，发动机的高温气体在动力涡轮9内部做完功后，通过涡壳出气口10排到发动机排气管路中。旋叶式可变涡轮增压器1通过改变喷嘴叶片8之间的开度a1来改变流通通道，控制方便。但发动机排出的废气具有600左右的排气温度，并且有进一步提升的趋势，排气高温对于喷嘴叶片8、传动机构4、喷嘴环支撑盘以及外部的控制系统都有严格的要求，成本及使用寿命限制了该类型可变截面涡轮增压器的市场，仅仅被用在了高端发动机增压领域，市场推广压力大。

因此，希望设计一种能够改变通流截面的涡轮增压器的涡轮机，来解决目前旋转喷嘴叶片结构的可变截面增压器在可靠性、价格成本方面存在的问题。通过设计的涡轮壳流道的结构，改变涡轮机内部高温气体的流动组织形式，简单有效的实现发动机对可变截面涡轮机的需要，以满足在不同工况下发动机对增压压力的需要。

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题是针对传统可变截面涡轮增压器的局限性，提供一种涡轮增压器双层流道变截面涡轮机，能够有效解决传统增压器固定截面的使用缺陷，同时减少旋叶式可变截面涡轮增压器的复杂的调节结构。

为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种涡轮增压器双层流道变截面涡轮机，包括涡轮壳、涡壳扩压通道、动力涡轮，所述涡轮壳空腔内设有涡壳进气流道分隔壁，涡壳进气流道分隔壁将涡轮壳空腔分隔成涡壳进气外流道和与涡壳扩压通道连通的涡壳进气流道，所述涡壳进气外流道套装在涡壳进气流道的外侧。

以下是本实用新型对上述方案的进一步改进：

所述涡壳进气外流道内设有流道肋板，涡壳进气流道分隔壁通过流道肋板与涡轮壳的壳体一体连接。

进一步改进：

所述的涡壳进气外流道靠近涡壳扩压通道的出口部分设有气流内导向面和气流外导向面，所述气流内导向面和外导向面形成的出口为缩口状，气流外导向面，与涡壳进气流道外壁的气流内导向面形成合适的气流入射角。所述涡壳进气流道外壁同时为涡壳进气外流道的内壁。

所述涡壳进气外流道位于涡壳进气流道外侧，涡壳进气外流道不单独工作，与涡壳进气流道一起满足发动机中高转速下大流量功率段的增压需求。

更进一步改进：

所述涡壳进气流道为单流道，所述的涡壳进气流道位于涡轮壳最内侧，截面固定，满足发动机中低转速增压需求，确保发动机有好的加速性能。

作为另一种改进：

为保证增压器不超速，在涡轮壳上设有与涡壳进气外流道连通的涡壳进气外流道旁通孔，涡壳进气外流道旁通孔通过旁通阀门打开或关闭，在发动机排量超出涡壳进气流道和涡壳进气外流道调节能力后，通过旁通阀门进行增压器的自我保护。

气体沿涡壳进气流道周向尾缘进入动力涡轮前的定压内流道扩压宽度小于涡壳进气外流道周向尾缘进入动力涡轮前的定压外流道扩压宽度，以保证气体流动过程的动力和效率。

作为更进一步改进：

所述涡壳进气流道内设有脉冲内流道肋板，脉冲内流道肋板将涡壳进气流道间隔成左侧脉冲内流道和右侧脉冲内流道。

所述脉冲内流道肋板在涡壳进气流道内纵向设置，呈悬垂状。