[实用新型]混流涡轮增压器

说明书

要一实用新型涉及内燃机气缸增压技术领域中的一种涡轮增压器。

内燃机(柴油机、汽油机、煤气机)气缸排气管排出的具有一定压力的高温废气流入涡轮增压器在涡轮中膨胀作功，带动与涡轮同轴的离心压气机叶轮高速旋转，使内燃机气缸的空气压缩做功。现用的涡轮增压器其离心压气机是采用后弯叶轮的叶片在出口部分附近直径范围内的结构形状沿轴向的分布与子午面重合的直叶片形状：或者与子午面倾斜成一角度并倒向叶轮旋转方向一侧的叶片形状；涡轮是采用径流式的，使用中存在体积大，效率不高，直接影响内燃机的输出功率的提高。

本实用新型的离心压气机设计采用新叶片结构形状的半开式后弯叶轮和混流式涡轮；混流式涡轮级的无叶蜗壳采用出口侧壁呈倾斜状的双流道360°全周进气梨形截面结构。其目的是为了克服现用的径流涡轮增压器体积大，总效率不高的缺陷。

本实用新型的技术方案由单级混流式涡轮、单级新叶片结构形状的半开式后弯离心压气机叶轮和装有浮动轴承的中间壳三大部分组成。涡轮增压器的转子组由单级离心压气机后弯叶轮、密封套、间距圈、承推片和由转轴与单级混流涡轮叶轮焊接成的涡轮轴组成。其技术特征在于：离心压气机后弯叶轮出口部分附近叶片的轴向分布形状为曲线状并倒向与叶轮转向相反的一侧，其园柱剖面叶型呈弯曲型，叶片的吸力面与叶轮盘面的交接处形成(5°～90°)夹角δ的凹槽。混流式涡轮级和无叶蜗壳采用出口侧壁呈倾斜状的双流道360°全周进气梨形截面结构，蜗壳出口侧壁和蜗壳出口侧壁流道几何中心面与半径方向倾斜成(5°～45°)的夹角，即蜗壳出口侧壁流道几何中心面与混流涡轮叶轮流道几何中心面的方向一致。

本实用新型与现用的涡轮增压器相比，具有如下特点：首先在涡轮增压器的离心压气机采用新叶片结构形状的半开式后弯叶轮，叶片吸力面与叶轮盘间的凹槽结构有利于控制、约束流道内尾迹区的扩张与发展，降低叶轮出口流场的不匀度，提高叶轮与整个压气机级的效率，扩大高效区与稳定工况区的流量范围。采用通流能力大的混流式涡轮叶轮和与其匹配的蜗壳出口侧壁倾斜的双流道360°全周进气双流道梨形截同无叶蜗壳。它比径流涡轮增压器具有更高的总效率，更小的尺寸与重量，更优质的加速性和变工况性能。

以下，通过实施例与结合附图对本实用新型技术内容进一步的描述。

图1是本实用新型结构视图。

图2是本实用新型后弯叶轮叶片吸力面与盘面夹角视图。

本实用新型由单级混流式涡轮、单级后弯离心压气机叶轮3和装有浮动轴承12的中间壳15三大部分组成，涡轮叶轮和离心压气机叶轮3悬臂安置在转轴20两端。涡轮增压器的转子组由单级离心压气机后弯叶轮3、密封套6、间距圈4、承推片10和由转轴20与单级混流涡轮叶轮经摩擦焊结合而成的涡轮轴21组成。离心压气机后弯叶轮的叶片27在出口部分附近的直径范围内轴向分布形状为曲线状并例向与叶轮转向相反的一侧，在叶轮出口部分附近园柱剖面叶型呈弯曲形。叶片27的吸力面26与叶轮盘面25交接处形一个(5°～90°)夹角的凹槽。混流式涡轮的涡轮级的无叶蜗壳23采用出口侧壁17呈倾斜状的双流通360°全周进气梨形截面蜗壳，蜗壳出口侧壁17的结构为蜗壳出口侧壁17流道几何中心面16与半径方向倾斜成(5°～45°)的夹角，即蜗壳出口侧壁17流道几何中心面16与混流涡轮叶轮流道几何中心面18的方向一致。压气机端螺母5将压气机叶轮3固定在转轴20上，同时也将密封6、间距圈4和承推征10压紧。中间壳15上端有一个进油孔，润滑油通过进油螺钉14，径向进入中间壳体后分成两路，一路润滑涡轮端浮动轴承12，一路润滑压气机端浮动轴承12和承推轴承11。在靠近压气机叶轮端置有密封套6其上有一条环槽，槽内装有两个密封环19和靠近涡轮端有两道环槽，槽内各装一个密封环19，防止漏油与窜气。在承推轴承11的外侧有挡油罩9，挡住甩出的滑油并使其流向回油孔24。中间壳15的中孔两端各压入一个钢制轴承镶套13，浮动轴承12装在镶套13中，两端以挡圈挡住。压气机壳8的集气道呈蜗牛状，变园截面形状流道。机翼型叶片扩压器1或元叶扩压器1热装在压气机壳8上，其上有三个定位销2起到扩压器1轴向定位作用。转子组高速旋转的轴向推力通过轴上的承推片10作用在固定于中间壳体8上的承推轴承11上，选配合适尺寸的承推轴承11和间距圈4就能达到转子组的轴向游动间隙的设计要求。

SUN型混流涡轮增压器的典型结构如上所述，选择合理的叶轮尺寸分档，即可构成一个混流涡轮增压系列，其涡轮叶轮的轮径范围为φ30～φ300。