[发明专利]一种三维导向型气动叶片及混流涡轮联合应用的结构

说明书

技术领域

本发明属于涡轮增压器技术领域，具体涉及一种三维导向型气动叶片及混流涡轮联合应用的结构。

背景技术

涡轮增压器是利用发动机排出废气的能量来提高发动机进气密度，由于增压发动机的高功率、低油耗特点，目前在发动机上应用相当广泛。随着发动机面临日益严格的排放法规，燃油经济性、NOx、颗粒等指标，可变截面增压器成为既满足排放法规和燃油经济性，同时又满足增加发动机输出功率的基本要求。叶片的调节范围及涡轮效率对发动机性能的影响越来越大，尤其在车用发动机上更为明显。常规可调增压器是采用机翼型叶片和径流涡轮，试验证明，发动机排放要求在国IV、国V阶段时，可调增压器多采用机翼型叶片和径流涡轮匹配。但随着发动机各项指标要求的逐步提高，此种方法的收益变差，同时，涡轮端排气压力、温度的升高，对喷嘴环效率及涡轮效率本身提出更高要求，喷嘴环效率及涡轮效率主要取决于叶片叶型及涡轮叶型的设计，随着发动机经济性和排放要求的提高，为了满足发动机更加宽广的匹配需求，叶片调节范围、涡轮效率需相应提高，但其调节范围提高的同时结构会更加复杂，会对整机性能及可靠性带来不利影响。

发明内容

本发明的目的正是为了解决现有发动机叶片调节范围提高的同时，结构更加复杂并对整机性能及可靠性带来不利影响的问题，提出一种同时具有导向型气动叶片及混流涡轮联合应用的结构设计。

本发明的技术方案：

一种三维导向型气动叶片及混流涡轮联合应用的结构，包括涡轮箱进气法兰1、三维导向型气动叶片2、导流段3、混流涡轮4、气流扩散器5、气流通道6，在涡轮箱下端设有涡轮箱进气法兰1，在涡轮箱上设有气流通道6，在气流通道6上设有三维导向型气动叶片2和混流涡轮4，在三维导向型气动叶片2和混流涡轮4之间设有导流段3，在导流段3一侧设有出口扩散器5。

本发明的有益效果：

1.排气通过叶片的流动方向得到了有效控制，排气能量得到了充分利用，降低了泵气功损失。

2.大幅提升增压器涡轮端效率及调节范围。

3.发明结构简单，在提高发动机经济性和排放及可靠性方面均带来收益。

附图说明

图1为一种三维导向型气动叶片及混流涡轮联合应用结构剖面示意图；

图2三维导向型气动叶片结构示意图。

具体实施方式

一种三维导向型气动叶片及混流涡轮联合应用的结构，包括涡轮箱进气法兰1、三维导向型气动叶片2、导流段3、混流涡轮4、气流扩散器5、气流通道6，在涡轮箱下端设有涡轮箱进气法兰1，在涡轮箱上设有气流通道6，在气流通道6上设有三维导向型气动叶片2和混流涡轮4，在三维导向型气动叶片2和混流涡轮4之间设有导流段3，在导流段3一侧设有出口扩散器5。

下面结合附图对本发明的最佳实施例作进一步描述。

常规可调增压器设计中，发动机排气通过涡轮箱进气法兰1、进入涡轮箱，气流在涡轮箱气流通道6内膨胀加速后通过三维导向叶片2调节驱动混流涡轮4高速旋转，在涡轮内膨胀做功，通过出口扩散器5排出，在此过程中高温燃气压力、温度会受到叶片、涡轮结构参数影响，试验表明，当采用机翼型叶片和径流涡轮时，在发动机较高排放要求时，涡轮效率受到一定限制。本专利采用混流涡轮，在常规气动叶片结构上增加了与混流涡轮相匹配的三维导向型设计，使进入混流涡轮的气体的流动方向得到了有效控制，降低了泵气功损失，排气能量得到了充分利用。三维导向型气动叶片2和混流涡轮4之间的导流段3设计，更好提高涡轮端效率。