[发明专利]一种低气动惯性的快速响应高空两级涡轮增压器

摘要

本发明公开了一种低气动惯性的快速响应高空两级涡轮增压器，包括转子总成，以及由前至后安装在转子总成上的低压端压气机壳合件、前支撑总成、高压端压气机壳合件、后支撑总成和涡轮蜗壳。所述转子总成中，涡轮、高压压气机叶轮和低压压气机叶轮分别由前至后同轴安装在涡轮轴上。涡轮通过涡轮轴同时带动所述高压压气机叶轮和所述低压压气机叶轮转动，即1T2C的结构形式。且将水冷系统与进回油系统设置后支撑总成内；同时采用非等环量设计方法设计的具有较低毕渥数的低热惯性蜗壳。本发明的优点在于：实现了增压系统的高功率密度、小型化、快速响应和高转子稳定性；温度变化响应快，具有较低的温度迟滞性和热惯性。

主权项

一种低气动惯性的快速响应高空两级涡轮增压器，其特征在于：包括转子总成，以及由前至后安装在转子总成上的低压端压气机壳合件、前支撑总成、高压端压气机壳合件、后支撑总成和涡轮蜗壳；所述转子总成包括涡轮、涡轮轴、低压压气机叶轮和高压压气机叶轮；涡轮、高压压气机叶轮和低压压气机叶轮分别由前至后同轴安装在涡轮轴上；前支撑总成位于高压压气机叶轮和低压压气机叶轮之间；后支撑总成位于涡轮和高压压气机叶轮之间，内部集成有水冷系统与油气润滑回路系统；涡轮蜗壳采用薄壁不锈钢材料的低毕渥数焊接式不等环量蜗壳，包括流道组件、出口外壳体组件和定位组件；其中，流道组件由上流道壳体、下流道壳体和进口法兰组成；上流道壳体和下流道壳体焊接为一体，形成蜗壳流道，进口法兰直接焊接在蜗壳流道的进口端面上；上述流道组件中靠近蜗壳流道进口的位置设有放气孔；出口外壳体组件由外壳体、放气阀基体、放气阀、出口异形法兰和蜗壳出口壳体构成；其中，外壳体侧壁开有放气阀安装孔；放气阀基体作为放气阀的载体，焊接在放气阀安装孔处，用来安装放气阀；蜗壳出口壳体为渐变收缩口筒状结构，截面形状从圆弧过渡为直线；蜗壳出口壳体焊接在外壳体底部；出口异形法兰焊接在外壳体顶部；上述出口外壳体组件底部与流道组件焊接成一体；定位组件由轴向定位板、径向定位环和补气管构成；径向定位环预留有补气管的定位孔；径向定位环外圆柱面预留有定位槽，定位槽作为轴向定位板和径向定位环连接的轴向和径向定位基准，进而将轴向定位板通过定位槽与径向定位环精确定位后，同轴与径向定位环焊接成一体；定位组件与流道组件中下流道组件焊接成一体；所述高压端压气机壳合件包括高压压气机壳、高压流形板、压气机壳连接板；低压端压气机壳合件包括低压压气机壳和流量调节阀阀座；其中，高压压气机壳后端安装压气机壳连接板；压气机壳连接板的前侧面周向布置有个消旋叶片，消旋叶片的外弧面搭接在高压流形板的前侧外弧面上；高压流形板与高压压气机壳间固定；所述高压压气机壳的流道内周向均布有凹槽，分别用于安装导流叶片；低压端压气机壳合件包括流量调节阀座、流量调节阀机械合件；其中，流量调节阀阀座为具有内部空腔的环形结构，套在低压压气机壳的压气机进口的外圆柱面上；在低压压气机壳靠近压气机进口的外圆柱面上均布有个级间放气孔；通过级间放气孔使压气机进口与流量调节阀阀座的内腔联通；所述低压压气机壳上有沿其内壁的周向均匀布置有扩压叶片；上述高压压气机壳上靠近压气机出口的位置沿高压压气机壳轴向设计有放气通道A；低压压气机壳上设计有与放气通道A同轴的放气通道B，使放气通道A、放气通道B以及 流量调节阀阀座的内腔联通，形成了气流通道，内部安装有流量调节阀机械合件；所述流量调节阀机械合件包括流量调节阀阀体、柱塞、步进电机支架、步进电机；其中，流量调节阀阀体通过外螺纹与流量调节阀阀座的内螺纹连接，柱塞设置在流量调节阀阀体的内孔，柱塞与步进电机主轴连接柱塞一端设有堵盖；上述步进电机通过步进电机支架与流量调节阀阀体相连。