[发明专利]一种基于压气机蜗壳非对称性的叶片式机匣处理装置

说明书

本发明提供了一种基于压气机蜗壳非对称性的叶片式机匣处理装置，包括压气机蜗壳、带有弯曲叶片的机匣导叶、机匣套筒和机匣外壁。所述机匣导叶布置在压气机蜗壳进口处，固定安装在机匣套筒内侧，所述机匣导叶包括一个圆环体和其外侧面上布置的若干叶片；所述机匣外壁、机匣套筒和压气机蜗壳依次连接在一起。本发明具有以下优势：使用机匣导叶的叶片式机匣处理可对机匣槽通道内的气体流动加以控制，实现压气机特性的优化调节，更好地降低压气机的喘振流量，有效拓宽其流量范围；同时机匣导叶在蜗壳喉口周向对应位置的叶片分布较圆周其他区域稠度更低，基于蜗壳的非对称性，进一步有助于拓宽压气机的稳定工作范围。

技术领域

本发明属于废气涡轮增压技术领域，具体涉及一种基于压气机蜗壳非对称性的叶片式机匣处理装置。

背景技术

车用发动机功率的不断提高，排量不断缩小，再加上高原环境功率恢复这一特殊需求，使得涡轮增压器压气机压比不断提高。增压压比提高以后，离心压气机内部流动变为复杂的跨音速流动，稳定工作范围急剧变窄。为满足增压器与车用发动机的良好匹配，以及高原环境对高压比增压的需求，离心压气机必须具备更加宽广的稳定工作范围，特别是在高压比时。

对于拓宽离心压气机稳定工作范围的研究，现有的扩稳方法主要为自循环机匣处理：在近喘振工况，叶轮通道靠近机匣壁面的气体在压差的作用下经由机匣处理槽导入压气机进口通道，以推迟喘振的发生；在近堵塞工况，在压差作用下压气机进口通道的空气经由机匣处理槽导入压气机叶轮通道，达到补充进气的目的。

现有技术中，压气机扩稳的机匣处理方法对机匣处理槽内的气体流动进行优化控制的研究较少，即使使用导叶对槽内流动进行控制也只是聚焦于喘振或堵塞单方向，且在使用导叶式机匣处理时也未考虑压气机蜗壳的非对称性。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种基于压气机蜗壳非对称性的叶片式机匣处理装置，以优化传统机匣处理方法的性能,进一步改善压气机的流量范围。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于压气机蜗壳非对称性的叶片式机匣处理装置，包括离心式压气机蜗壳、带有弯曲叶片的机匣导叶、机匣套筒和机匣外壁；所述机匣导叶布置在压气机蜗壳进口处，固定安装在机匣套筒内侧，所述机匣导叶包括一个圆环体和其外侧面上布置的若干弯曲叶片；所述机匣外壁、机匣套筒和压气机蜗壳依次连接在一起。

进一步的，所述机匣导叶通过螺钉固定安装在机匣套筒的内侧，两者同轴心。

进一步的，所述机匣套筒和机匣外壁均是由两端开口的筒体和一端的连接缘组成，螺栓依次穿过所述机匣外壁连接缘、机匣套筒连接缘与压气机蜗壳的端部进行连接；所述机匣套筒和机匣外壁的内径相同，且同轴心；所述机匣套筒的筒体处于压气机蜗壳内侧。

进一步的，所述机匣导叶上的叶片在周向方向非均匀分布，在θ＝0°处布置第1个叶片，按0°-90°-180°-270°方向先以间隔30°夹角均匀布置2个叶片，然后以间隔20°夹角均匀布置14个叶片，所述机匣导叶上共有17个叶片。

进一步的，所述机匣导叶上的叶片夹角α规定范围为45°～80°，叶片夹角β的规定范围为0°～30°。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

(1)与普通机匣处理相比，使用机匣导叶的叶片式机匣处理可对机匣槽内的气体流动加以控制，实现压气机特性的优化调节，更好地降低压气机的喘振流量，增大堵塞流量，有效拓宽其流量范围；

(2)机匣导叶在蜗壳喉口周向对应位置的叶片分布较圆周其他区域稠度更低，基于蜗壳的非对称性，优化了压气机叶轮及蜗壳内的流动特性，进一步有助于拓宽压气机的稳定工作范围。

附图说明