[发明专利]双层流道变截面涡轮机控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种变截面废气涡轮增压器涡轮机控制装置，具体的说涉及一 种双层流道变截面涡轮机控制装置，属于内燃机领域。

背景技术

在中国，随着国III排放法规的实施，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以及轴向改变 扩压通道结构来满足变截面的要求。旋叶式和轴向可调式可变截面涡轮增压器 是通过改变喷嘴叶片之间的开度或者改变扩压宽度来改变涡轮机的流通通道， 控制方便。但发动机排出的废气具有700摄氏度左右的排气温度，并且有进一 步提升的趋势，排气高温对于旋转的喷嘴叶片、传动机构、轴向运动部件等都 提出了更加严格的要求，发动机排出的高温废气中的杂质对复杂的运动部件形 成了可靠性隐患，成本及可靠性限制了该类型可变截面涡轮增压器的市场。该 产品因为昂贵的价格因素，仅仅被用在了高端发动机增压领域，市场推广压力 大，可靠性指标差。

因此，希望设计一种变截面涡轮涡轮机装置，在满足发动机对变截面增压 器性能需求的基础上，提高产品的可靠性，解决价格成本方面存在的问题。通 过设计的涡轮壳流道的结构，用简单、可靠、低成本的控制方式来改变涡轮机 内部高温气体的流动组织形式和控制方式，有效的满足发动机对可变截面涡轮 机的需要。

发明内容

本发明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 种双层流道变截面涡轮机控制装置，能够有效解决传统增压器固定截面增压器 和废气旁通增压器的使用缺陷，同时减少旋叶式和轴向移动式可变截面涡轮增 压器的复杂的调节结构，实现可变截面涡轮增压器的控制功能。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种双层流道变截面涡轮机控制装置，包括涡轮壳，所述涡轮壳内具有进 气内流道和进气外流道，所述进气外流道位于进气内流道的周向外侧，进气外 流道与进气内流道之间设有间隔壁，其特征在于：所述进气内流道具有进气口， 在间隔壁上靠近进气口的位置设有外流道进气口，在外流道进气口上设有进气 控制装置。

以下是本发明对上述方案的进一步改进：

所述进气控制装置包括安装在外流道进气口处的放气阀门和控制放气阀门 开启或关闭的控制执行器。

进一步改进：

所述外流道进气口与涡壳进气外流道之间设有外流道控制室，所述放气阀 门设置在外流道控制室内。

所述放气阀门靠近外流道进气口的一侧设有放气阀门配合面，所述外流道 进气口设有外流道进气口法兰面，外流道进气口法兰面位于外流道控制室中并 与放气阀门配合面配合。

所述外流道控制室设有控制室上端盖，以实现外流道涡壳进气口法兰面的 加工和对放气阀门的限位。

更进一步改进：

所述放气阀门通过阀门传动销片与控制执行器传动连接。所述放气阀门与 阀门传动销片通过焊接或者铆接成一体，在控制执行器的推动下沿轴套中心进 行旋转，以实现放气阀门配合面的开启和关闭，通过对放气阀门配合端面开度 的控制，来控制从涡壳外流道进气口进入双层涡壳进气外流道内的气体流量和 气体压力，以实现变截面涡轮机的功能。

作为另一种改进：

放气阀门开启时，放气阀门配合面与外流道进气口法兰面之间形成的夹角 为外流道开启角，为减少气体流动损失，外流道开启角值为30-75度。

作为另一种改进：

所述外流道控制室与涡壳进气外流道之间设有外流道连接通道，所述外流 道连接通道为减缩状，与外流道控制室连接的外流道连接通道端部截面为圆形。

作为另一种改进：

所述涡轮壳为单进口的涡轮壳。

作为另一种改进：

所述涡轮壳为双进口的涡轮壳，在涡轮壳上具有两个外流道进气口，在两 个外流道进气口上分别设有放气阀门，该两个放气阀门由一个进气控制装置控 制。

作为进一步改进：所述两个放气阀门分别由两个进气控制装置控制。两个 进气控制装置分别控制两个放气阀门开启和关闭，能够更加灵活的控制从涡壳 外流道进气口进入进气外流道内的气体流量和压力。