[发明专利]一种可变截面蜗轮增压器

说明书

技术领域

本发明涉及的是汽车发动机增压器，具体的是一种可变截面蜗轮增压器。

背景技术

科学技术的迅猛发展，极大地促进了汽车技术和汽车工业的高速发展，就发动机进气增压技术而言已经成为国内外内燃机发展的重要方向之一。然而，目前柴油发动机增压器的技术较为成熟，而汽油发动机因其转速较快，在增压器的实施上具有一定的难定及现实应用中存在有一些具体的问题，举例来说：轴流式增压器的效率随着结构尺寸的缩小而迅速下降，若提高压气机的压比就必须提高增压器的转速，这在实施要相应解决一系列的技术关键、相关的部件和材料问题，另外，因为车速快，发动机进气质量流量的范围也较宽，这就要求增压器需有较宽的流量范围，这是目前使用的增压器须待解决的大问题，而现在应用的增压器在高低转速下呈现不等同的效率，换句话就在低转速时效率偏低，使发动机扭拒加大而使汽车不具备良好的加速性能，增压器的可靠性能差。

发明内容

本发明的目的是针对目前使用的增压器存在的效率低，进气流量范围窄，可靠性差等一些问题和缺欠而提供性能可靠，效率高进气流量范围可调的一种可变截面蜗轮增压器。

采用的技术方案是：

一种可变截面蜗轮增压器，包括进气涡壳、喷嘴环、涡轮、出气道，所述进气涡壳的进气道设置成可变截面的圆形弯曲进气道，进气涡壳内装设一喷嘴环，进气涡壳的中心设置一中心孔，喷嘴环位于进气涡壳和涡轮之间，涡轮通过中心轴装设在轴承上，轴承装设在进气涡壳中心孔。

上述的进气涡壳设置至少一个进气口。

上述的喷嘴环是在环状底板上固定连接喷嘴环叶片，在叶片之间形成均匀收缩通道。

上述涡轮叶片与轮骨采用精密铸造的方法连接成一体。

上述出气道设置在进气涡壳的一侧。

可变截面涡轮增压器工作原理：

可变截面涡轮增压器主要由进气涡壳、喷嘴环、涡轮及出气道组成，见图1所示，进气涡壳的作用之一是把发动机与可变截面涡轮增压器连接起来，可变截面涡轮增压器通过进气涡壳的法兰把整个增压器固定在发动机排气管上；进气涡壳的作用之二是涡轮壳的进口与发动机排气管相连，把发动机排出的废气通过进气涡轮壳的可变截面进气道导入喷嘴环，从而更好地利用废气能量。此外，进气涡轮壳还起支承轴承的作用。

因进气涡轮壳与高温废气接触，一般用合金铸铁铸造，要求内表面光洁。废气经过涡轮后轴向排出。

在进气涡壳与涡轮间装有喷嘴环，喷嘴环又叫导向器，废气是经喷嘴环进入叶轮的。喷嘴环是由许多喷嘴叶片和环状底板组成的环形叶栅，叶片之间形成一个均匀的收缩通道，如图2所示。喷嘴环的作用之一是导向作用，喷嘴环叶片均匀分布在喷嘴环上，由于叶片在喷嘴环出口有一定的安装角，这就使废气流经喷嘴环后按一定的方向均匀地流入涡轮；另一作用是将废气的势能有效地转换为动能，由于喷嘴环通道面积是渐缩的，并具有一定的出口面积，这使从发动机排气管排出的具有一定压力的高温废气在喷嘴环通道间膨胀，压力和温度下降，而速度迅速增大，并使气流在喷嘴出口具有一定的方向和较均匀的速度，即以最小的损失进入工作轮。

喷嘴环是将喷嘴环叶片与底板精铸或焊接成一体。

涡轮的作用是把从喷嘴环出口来的高速废气的动能和压力势能转变为机械功。涡轮是在高温、高速及腐蚀性强的废气冲击下高速旋转的零件，是受热、受力、受振动、受腐蚀最为严重的零件。

涡轮的工作原理如图5-6所示，当来自喷嘴环的高速废气冲向涡轮时，废气便被迫沿着涡轮叶片弯曲的通道改变流动方向，这时在离心力的作用下使涡轮旋转做功。涡轮叶片和轮骨用精铸方法铸成一体，涡轮的形状采用抛物线形或二次曲线形。

本发明构思巧妙、设计合理，整体结构紧凑、性能稳定、可靠，制作、安装方便，提高整体效率，操作简单，具有极强的实用性，可适宜汽车使用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的纵向剖视示意图。

图3是本发明喷嘴环示意图。

图4是图3的剖视示意图。

图5是本发明涡轮结构示意图。

图6是图5的剖视示意图。

具体实施方式

一种可变截面蜗轮增压器，包括进气涡壳1、喷嘴环2、涡轮3、出气道4，进气涡壳1的进气道6设置成可变截面的圆形弯曲进气道6，进气涡壳1设置一个进气口5，进气涡壳1内装设一喷嘴环2，喷嘴环2是在环状底板8上固定连接喷嘴环叶片9，在喷嘴环叶片9之间形成均匀收缩通道12。喷嘴环2位于进气涡壳1和涡轮3之间，进气涡壳1的中心设置一中心孔7，涡轮3通过中心轴装设在轴承上，轴承装设在进气涡壳1的中心孔7，涡轮3的叶片11与轮骨10精铸连接成一体。出气道4设置在进气涡壳1的一侧。