[发明专利]一种双涡管涡轮增压器

说明书

技术领域

本发明属于发动机涡轮增压技术领域，涉及一种双涡管涡轮增压器。

背景技术

涡轮增压是一种利用内燃机运转产生的废气驱动空气压缩机的技术。在发动机上安装涡轮增压器之后，其最大功率与未安装涡轮增压器时相比，可增加40％以上。因此，现在越来越多的发动机配备涡轮增压器。利用涡轮增压技术能够使发动机的动力性和燃油经济性得到大幅改善，现有的中重型柴油机已是“无机不增压”，而增压型汽油机的比例也在不断上升。然而，对于工况不断变化的汽车发动机而言，涡轮增压器普遍存在涡轮迟滞问题，导致汽车低速扭矩小、加速滞后。汽车发动机在低速低负荷和加速工况时，涡轮增压器的涡轮迟滞会导致压气机压力降低、发动机进气不足，进而出现发动机燃烧恶化，无法满足发动机的扭矩要求。

为了解决涡轮迟滞问题，市场上出现了可变喷嘴环增压器，此类增压器虽然能够在一定程度上缓解涡轮迟滞问题，但又会导致可靠性降低、制造成本升高及维护复杂等问题，限制了其进一步推广应用。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单且可靠性好的双涡管涡轮增压器。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种双涡管涡轮增压器，该涡轮增压器包括依次相连的压气机、中间体及涡轮壳体，该涡轮壳体上开设有废气进口及排气出口，内部设有分别与废气进口、排气出口相连通的涡轮室，该涡轮室内设有涡轮，所述的涡轮壳体内并列设有第一涡管流道、第二涡管流道，该第二涡管流道位于中间体与第一涡管流道之间，所述的废气进口分别经第一涡管流道、第二涡管流道与涡轮室相连通，所述的第一涡管流道内沿周向均匀布设有多个与涡轮相适配的导流叶片。

作为优选的技术方案，所述的导流叶片位于第一涡管流道的喷嘴出口处。第一涡管流道内的废气在多个导流叶片的导流作用下，分别沿相应的导流叶片进入涡轮内，并推动涡轮转动，有效保证了涡轮的受力均匀性，提高了涡轮的响应速度和工作效率，减轻了涡轮迟滞现象。

所述的导流叶片与涡轮壳体固定连接。采用固定式导流叶片，简化了导流叶片的加工及装配过程，进而简化了涡轮增压器的整体结构，可靠性好，降低了维护成本。

多个导流叶片共圆，并且所述的导流叶片与相对应的圆弧切线之间的夹角为25-75°。通过对导流叶片的安装角度进行控制，能够使导入涡轮处的废气更容易推动涡轮转动，从而有效减轻涡轮迟滞现象，改善发动机低转速时的响应时间和加速能力，实现良好的增压效果。

所述的第一涡管流道与第二涡管流道之间设有中间隔板，该中间隔板与涡轮壳体的中轴线之间的夹角为30-90°。中间隔板将涡轮增压器的涡管流道分隔为第一涡管流道及第二涡管流道。中间隔板的外端与涡轮壳体固定连接，内端向排气出口方向倾斜，有利于废气的顺畅流动。

所述的涡轮为混流涡轮。混流涡轮既有利于双涡管流道的布置，又能够提升涡轮的通流能力。

所述的涡轮包括涡轮轴以及多个沿周向均匀布设在涡轮轴上的涡轮叶片，所述的涡轮叶片的内端与涡轮轴固定连接，外端分别与第一涡管流道、第二涡管流道相适配。

所述的涡轮叶片的外端包括与第一涡管流道相适配的涡轮叶片小倾角部以及与第二涡管流道相适配的涡轮叶片大倾角部，所述的涡轮叶片小倾角部与涡轮轴的中轴线之间的夹角小于涡轮叶片大倾角部与涡轮轴的中轴线之间的夹角。

所述的涡轮叶片小倾角部与涡轮轴的中轴线之间的夹角为0-30°，所述的涡轮叶片大倾角部与涡轮轴的中轴线之间的夹角为0-90°。

所述的中间体及涡轮壳体之间设有隔热罩。

所述的隔热罩上设有与第二涡管流道及涡轮相适配的隔热罩过渡部。隔热罩过渡部能够使隔热罩在保证隔热的情况下，又避免了对废气流动的干扰。第二涡管流道的内壁、隔热罩过渡部及涡轮轴外壁平滑相连，保证第二涡管流道内的废气顺畅地进入涡轮室内。

作为优选的技术方案，所述的第一涡管流道的进口处设有废气旁通结构。废气旁通结构能够避免第一涡管流道的涡前压力过高。

作为优选的技术方案，所述的第一涡管流道的径向截面积≤第二涡管流道的径向截面积。第一涡管流道的径向截面积较小，当发动机转速较低、排气压力较小时，能够增大涡轮处的压强，从而可以更容易地推动涡轮转动，有效减轻涡轮迟滞现象，改善发动机低转速时的响应能力和加速能力；第二涡管流道的径向截面积较大，当发动机转速较高、排气压力较大时，能够保证涡轮有足够的通流能力。