[实用新型]一种涡轮增压器蜗壳及涡轮增压器

说明书

本实用新型公开了一种涡轮增压器蜗壳及涡轮增压器，涡轮增压器蜗壳内设有用于收集发动机废气的蜗形流道，蜗形流道包括沿气流方向依次排布并连通的第一渐缩流道、第二渐缩流道以及第三渐缩流道，第一渐缩流道自蜗壳流道0°截面开始延伸并截止于蜗壳流道60°截面，第二渐缩流道自蜗壳流道60°截面开始延伸并截止于蜗壳流道300°截面，第三渐缩流道自蜗壳流道300°截面开始延伸并截止于蜗壳流道360°截面，蜗壳流道0°截面设于涡轮增压器蜗壳的喉口位置处，第一渐缩流道的流道面积、第二渐缩流道的流道面积以及第三渐缩流道的流道面积依次减小。本实用新型的涡轮增压器蜗壳，有利于提高涡轮增压器工作效率。

技术领域

本实用新型涉及内燃机增压技术领域，特别地，涉及一种涡轮增压器蜗壳。本实用新型还涉及一种涡轮增压器。

背景技术

近年来，随着排放标准升级，发动机小型化已成为一种发展趋势，为了提高发动机的升功率，最为有效的方法是匹配废气涡轮增压器。废气涡轮增压器综合性能的优劣直接影响了发动机的整体性能，尤其是车用发动机更加注重低速大扭矩及良好的燃油经济性能，这对增压器性能提升提出了更为严格的需求。而涡轮增压器作为主动旋转部件，其性能的提高对整个增压器的性能起着举足轻重的作用，因此，提高涡轮增压器的性能十分重要。

目前，提高涡轮增压器的性能主要从涡轮设计及涡轮箱流道设计两方面来进行，在项目开发前期，由于新设计涡轮需要开金属模，模具制作时间长，而采用3D打印的涡轮与涡轮箱相比，表面质量较差，且存在砂孔，难以应用于后续试验测试，因此，主要通过设计新的涡轮箱流道来提升涡轮增压器性能。

然而，目前涡轮箱流道设计主要采用“等环量”设计方法，一方面，在发动机匹配试验过程中，由于涡轮箱设计效率不高，容易出现发动机高、低速性能难以兼顾的情形；另一方面，增压器试制样机通过主机厂性能认可后，由于涡轮箱喉口截面的面积对流量比较敏感，浇铸质量的差异容易导致后续小批供货的定型样机出现性能不一致的情况，再一方面，涡轮增压器工作效率低。

实用新型内容

本实用新型提供的涡轮增压器蜗壳，解决了现有的涡轮增压器工作效率低的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种涡轮增压器蜗壳，涡轮增压器蜗壳内设有用于收集发动机废气的蜗形流道，蜗形流道包括沿气流方向依次排布并连通的第一渐缩流道、第二渐缩流道以及第三渐缩流道，第一渐缩流道自蜗壳流道0°截面开始延伸并截止于蜗壳流道60°截面，第二渐缩流道自蜗壳流道60°截面开始延伸并截止于蜗壳流道300°截面，第三渐缩流道自蜗壳流道300°截面开始延伸并截止于蜗壳流道360°截面，蜗壳流道0°截面设于涡轮增压器蜗壳的喉口位置处，第一渐缩流道的流道面积、第二渐缩流道的流道面积以及第三渐缩流道的流道面积依次减小，蜗形流道还包括设于第一渐缩流道的进气侧用于将发动机废气导入第一渐缩流道内的导流流道。

进一步地，第一渐缩流道的截面无量纲流道面积y₁与周向角度x₁满足关系式y₁＝Ax₁²-Bx₁+100.6，其中，0≤x₁≤60，-0.002≤A≤-0.0015，0.05≤B≤0.08。

进一步地，第二渐缩流道的截面无量纲流道面积y₂与周向角度x₂满足关系式y₂＝Cx₂+113.1，其中，60≤x₂≤300，-0.5≤C≤-0.2。

进一步地，第三渐缩流道的截面无量纲流道面积y₃与周向角度x₃满足关系式y₃＝Dx₃²-Ex₃+242.6，其中，300≤x₃≤360，0.0015≤D≤0.0025，1≤E≤1.5。