[实用新型]非对称无叶喷嘴环式可变流量涡轮壳

说明书

技术领域

本实用新型涉及增压发动机采用的一种废气涡轮增压器的可变流量涡轮壳，具体的说涉及一种能够有效兼顾发动机高低速增压需求，具有流通截面积大小不等的非对称无叶喷嘴环式可变流量涡轮壳，属于内燃机增压领域。

背景技术

随着排放法规实施的日益严格，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因其结构简单，能够满足发动机高低工况的性能要求而成为了国内外研发的重点。

目前普遍采用了涡轮内部增加旋转的喷嘴叶片的结构满足变截面的要求。旋叶式可变截面涡轮增压器通过改变喷嘴叶片之间的开度来改变流通通道，控制方便。但发动机排出的废气具有600左右的排气温度，并且有进一步提升的趋势，排气高温对于喷嘴叶片、传动机构、喷嘴环支撑盘以及外部的控制系统都有严格的要求；另外，涡轮增压器工作环境恶劣，强烈的振动、发动机废气中的颗粒和硫化物等对传动机构的可靠性有着极高的要求，成本及使用寿命限制了该类型可变截面涡轮增压器的市场，仅仅被用在了高端发动机增压领域，市场推广压力大。

因此，希望设计一种能够改变通流截面的涡轮增压器的涡轮，来解决目前旋转喷嘴叶片结构的可变截面增压器在可靠性和效率方面存在的问题。通过设计的涡轮蜗壳流道的结构，重点对不同形式蜗壳的无叶喷嘴环进行了研究，对喷嘴环的结构进行了创新，使增压器与发动机达到最佳匹配。

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题是针对旋叶式变截面涡轮增压器存在的局限性，提供一种能够解决传统变截面增压器可靠性和效率问题，并保证增压器与发动机达到最佳匹配的非对称无叶喷嘴环式可变流量涡轮壳。

为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种非对称无叶喷嘴环式可变流量涡轮壳，包括涡轮蜗壳，所述涡轮蜗壳内设有涡轮叶轮和蜗壳进气流道，所述涡轮叶轮上设有涡轮叶轮进气口和涡轮叶轮出气口，在所述蜗壳进气流道靠近涡轮叶轮进气口处设有蜗壳无叶喷嘴环，所述蜗壳进气流道内设有喷嘴环环形腔壁，所述喷嘴环环形腔壁将蜗壳进气流道分为蜗壳进气大流道和蜗壳进气小流道，所述蜗壳进气小流道位于靠近涡轮叶轮出气口的一侧，蜗壳进气大流道位于远离涡轮叶轮出气口的一侧。

以下是本实用新型对上述方案的进一步改进：

所述蜗壳进气大流道所对应的无叶喷嘴进口宽度与蜗壳无叶喷嘴环的进口宽度的比值范围为0～1/2。

进一步改进：所述喷嘴环环形腔壁的一端与蜗轮蜗壳一体铸造连接，另一端为位于涡轮叶轮进气口的自由端，所述喷嘴环环形腔壁的截面厚度从与蜗轮蜗壳一体连接的一端向自由端逐渐变薄。 

进一步改进：所述喷嘴环环形腔壁的自由端到涡轮叶轮的中心轴线的距离与涡轮叶轮进气口到涡轮叶轮的中心轴线的距离的比值范围为1.02～1.15。

进一步改进：所述蜗壳进气大流道的流道截面积大于所述蜗壳进气小流道的流道截面积。

进一步改进：所述喷嘴环环形腔壁上设有连通蜗壳进气大流道和蜗壳进气小流道的进气口，在所述进气口上安装有进气调节阀门，涡轮蜗壳上靠近蜗壳进气大流道的一侧设有阀门安装孔盖板。

所述蜗壳进气大流道在发动机中高工况范围内通过进气调节阀门的开启而处于工作状态。

本实用新型重点对蜗壳无叶喷嘴环处进行了优化，采用双流道组合，形成了非对称变截面流道，有效利用了发动机排出的废气能量，实现了变截面蜗壳无叶扩压器具有较宽流量范围的优点。本实用新型中的变截面涡轮继承性好、内部喷嘴环环形腔壁的铸造易于实现，产品容易升级切换、成本低，容易快速实现工程化。

    综上，采用具有非对称无叶喷嘴环式可变流量涡轮壳可以有效满足发动机全工况范围的增压需求，同时具有发动机变工况下具有较宽的流量范围的结构。该实用新型结构使增压器与发动机达到最佳匹配，通过对发动机排出的废气能量的充分利用，实现了变截面涡轮功能。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

附图说明

附图1是本实用新型实施例的结构示意图；

附图2是附图1中I处局部放大结构示意图； 

附图3是本实用新型实施例中进气调节阀门的结构示意图。

图中：1-涡轮蜗壳；2-涡轮叶轮；3-涡轮叶轮进气口；4-涡轮叶轮出气口；5-蜗壳无叶喷嘴环；6-喷嘴环环形腔壁；7-蜗壳进气大流道；8-蜗壳进气小流道；9-进气调节阀；10-阀门安装孔盖板；11-进气口。

具体实施方式