[发明专利]一种宽流量范围喘振控制的涡轮增压器压气机

说明书

技术领域

本发明属于涡轮增压器技术领域，尤其是涉及一种宽流量范围喘振控制的涡轮增压器压气机。

背景技术

为配合内燃机往复的工作过程，涡轮增压器压气机需要在宽流量范围内工作。当发动机低转速高负荷运转时，压气机流量较小，压气机压比相对高，致使压气机发生喘振，进而无法为发动机提供进气。

现有技术中，有多种方式可以拓宽压气机流量范围，机匣处理是其中的一种简单而有效的方法，如图1所示，即在压气机壳入口处制造一个通道，通道本身与进气道连通，此外还要加工一个周向的槽连通通道和叶轮。当压气机工作临近失速和喘振时，叶轮导叶边缘滞留气体和沿叶轮轮缘与压气机壳间间隙逆流的气体将通过槽与通道，进入压气机入口。这些逆流气流或者是流回叶轮入口，或者被排出，这将很大程度上改善压气机喘振。当压气机工作临近阻塞状态时，入口管道的新鲜空气会通过通道及槽，经叶轮导叶前缘直接被吸入叶轮中，这就增加了压气机阻塞流量，增加程度取决于槽相对导叶前缘于轴向位置。

为了改善压气机机匣处理的效果，可在通道中加入叶片以改变通道内气体流动方向，减少通道出流气体气流的正旋转，进一步改善失速和喘振。典型的例子是霍尼韦尔的专利“离心压气机喘振控制”EP2110557(A1)，其结构如图2所示，图中：1-压气机壳、2-压气机无叶扩压器通道、3-压气机叶轮叶片尾缘、4-压壳轮缘、5-外环、6-内环、7-现有叶片、8-C型循环通道入口、9-叶轮叶片前缘、10-再循环系统、11-C型循环通道、12-C型循环通道出口。该专利有两个缺点，一是叶片从C型通道开槽处或附近开始，二是通道的子午面形状在通道出口处成渐缩型。由于该专利中加入的叶片过于靠近叶轮，叶片入口的流速很高，所以一旦入口攻角不对，可能造成大分离，影响扩稳效果。由于不同叶轮在不同的工况下，开槽处的流动情况不同，因而叶片入口的气流攻角也不同，因此，此专利下的叶片必须针对每一个压气机进行优化，没有一个普适、通用的结构，从而影响了此专利在离心压气机的广泛应用。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种宽流量范围喘振控制的涡轮增压器压气机，以实现通用性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种宽流量范围喘振控制的涡轮增压器压气机，包括压气机壳和压气机叶轮，所述压气机壳的内侧设有与压气机叶轮同轴心的外环和内环，所述外环和内环之间形成C型循环通道，所述C型循环通道远离压气机叶轮的一端设有C型循环通道叶片，所述C型循环通道叶片位于C型循环通道的后半部分形成循环通道内的有叶扩压器，C型循环通道的前半部分形成循环通道内的无叶扩压器；所述C型循环通道叶片前缘位于C型循环通道的最高点，C型循环通道叶片后缘与C型循环通道出口平齐；所述C型循环通道的子午面形状成渐扩型。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明采用在压气机机匣空腔内嵌入一个普适通用的有叶扩压器，优化机匣处理效果，使其可以在离心压气机上广泛应用。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为常规机匣处理的结构示意图；

图2为霍尼韦尔专利结构示意图；

图3为本发明实施例C型循环通道示意图；

图4为本发明实施例C型循环通道有叶扩压气器叶片角度示意图；

图5为本发明实施例C型循环通道有叶扩压器叶片后缘倾角度平面展开示意图；

图6为本发明实施例宽流量范围喘振控制的涡轮增压器压气机的剖面结构示意图

图7为本发明实施例C型循环通道叶片与压气机叶轮结构示意图。

附图标记说明：

1-压气机壳、2-压气机无叶扩压器通道、3-压气机叶轮叶片尾缘、4-压壳轮缘、5-外环、6-内环、7-现有叶片、8-C型循环通道入口、9-叶轮叶片前缘、10-再循环系统、11-C型循环通道、12-C型循环通道出口、13-C型循环通道叶片、14-C型循环通道叶片前缘、15-C型循环通道叶片后缘、16-压气机叶轮、17-循环通道内无叶扩压器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。