專利名稱：一種可變幾何蝸殼裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種蝸殼裝置，具體地說是涉及一種根據(jù)發(fā)動機不同エ況而調節(jié)蝸殼臨界面積，以滿足發(fā)動機各エ況性能要求，主要用于改善發(fā)動機中等轉速下的性能要求的可變幾何蝸殼裝置，屬于內燃機增壓領域。
背景技術：
近年來，隨著排放法規(guī)的日益嚴格，渦輪增壓技術受到越來越多的重視。渦輪增壓技術在基本不消耗發(fā)動機有效功的前提下，利用發(fā)動機排出的廢氣能量推動渦輪做功，并通過壓氣機對發(fā)動機進氣進行增壓；另外，渦輪機具有降低發(fā)動機排放噪音的作用。因此，渦輪增壓技術已成為應對能源危機和滿足排放標準的技術手段之一。傳統(tǒng)的帶廢氣旁通閥的渦輪增壓器(WGT)，當發(fā)動機處于高工況時通過打開廢氣旁通閥使高溫廢氣排出，即ー種外部放氣措施，實現(xiàn)增壓器的轉速降低，避免增壓過度。但在大部分エ況下，廢氣旁通閥式蝸殼并沒有實現(xiàn)與發(fā)動機的有效匹配。目前，雙流道渦輪增壓器(DLP)結構得到了很大發(fā)展，專利CN101949326A公開了一種可變截面雙流道進氣渦輪結構，如圖I所示，該結構包括渦輪蝸殼1，渦輪蝸殼I內設有蝸殼進氣流道2，蝸殼進氣流道2內設有中間壁3，所述中間壁3將蝸殼進氣流道2分隔成蝸殼進氣小流道4和蝸殼進氣大流道5，所述中間壁3上靠近蝸殼進氣流道2的進ロ的位置設有旁通ロ 6，在旁通ロ 6上安裝有進氣調節(jié)閥門7，所述進氣調節(jié)閥門7與進氣調節(jié)控制機構8傳動連接。發(fā)動機中、高速エ況下，進氣調節(jié)閥門7處于開啟狀態(tài)(進氣調節(jié)閥門位置如圖I虛線所示)，此時蝸殼進氣小流道4和蝸殼進氣大流道5 —起工作；發(fā)動機低速エ況下，進氣調節(jié)閥門7處于關閉狀態(tài)(進氣調節(jié)閥門位置如圖I實線所示)，此時僅蝸殼進氣小流道4處于工作狀態(tài)。此結構特點是在發(fā)動機任何エ況下，渦輪蝸殼喉ロ處的臨界面I是固定不變的，即是通過ー種內部放氣方式實現(xiàn)變截面的功能。因此，希望設計ー種在渦輪蝸殼喉ロ處的臨界面是可變的，從而實現(xiàn)特征截面可變功能的可變幾何蝸殼裝置，主要用于改善發(fā)動機中等轉速下的性能要求，提高發(fā)動機低速エ況的進氣量和效率，提升發(fā)動機高工況下的增壓比，滿足發(fā)動機各個エ況下的性能要求。

實用新型內容本實用新型要解決的問題是針對傳統(tǒng)的帶廢氣旁通閥的渦輪增壓器(WGT)及目前雙流道渦輪增壓器(DLP)所設計的渦輪蝸殼喉ロ處臨界面不變的特點，提供ー種渦輪蝸殼喉ロ處臨界面可變的可變幾何蝸殼裝置。為了解決上述問題，本實用新型采用以下技術方案一種可變幾何蝸殼裝置，包括渦輪蝸殼，所述渦輪蝸殼內設有蝸殼進氣流道，所述渦輪蝸殼上設有與蝸殼進氣流道相連通的蝸殼進氣ロ；所述蝸殼進氣流道內設有第一氣動隔板，所述第一氣動隔板將蝸殼進氣流道間隔、為蝸殼進氣內流道和蝸殼進氣外流道；在所述蝸殼進氣外流道內設有第二氣動隔板，所述第二氣動隔板將蝸殼進氣外流道間隔為第一分支流道和第二分支流道，所述第二分支流道位于所述第一分支流道的周向外側；所述蝸殼進氣內流道為常開進氣流道；蝸殼進氣流道內靠近蝸殼進氣ロ處設有控制第一分支流道和第二分支流道打開或關閉的進氣調節(jié)閥門；當發(fā)動機處于低速エ況范圍時，進氣調節(jié)閥門關閉，將蝸殼進氣外流道關閉，蝸殼進氣內流道處于單獨工作狀態(tài)，此時渦輪蝸殼喉ロ處的臨界面積為第一臨界面積；當發(fā)動機處于中速エ況范圍時，進氣調節(jié)閥門打開，所述進氣調節(jié)閥門的打開角 度的范圍值為3 45度，此時將第一分支流道完全打開，蝸殼進氣內流道和第一分支流道處于工作狀態(tài)，此時渦輪蝸殼喉ロ處的臨界面積為第二臨界面積；當發(fā)動機處于高速エ況范圍時，進氣調節(jié)閥門完全打開，將蝸殼進氣外流道完全打開，蝸殼進氣內流道和蝸殼進氣外流道同時處于工作狀態(tài)，此時渦輪蝸殼喉ロ處的臨界面積為第三臨界面積；第一臨界面積、第二臨界面積和第三臨界面積互不相等。以下是本實用新型對上述方案的進ー步改進所述蝸殼進氣外流道位于所述蝸殼進氣內流道的周向外側，所述蝸殼進氣外流道的截面積大于所述蝸殼進氣內流道的截面積。進ー步改進所述第一分支流道的長寬比的比值范圍為O. 5 10 ;所述第二分支流道的長寬比的比值范圍為O. 5 10。進ー步改進過渦輪蝸殼的中心平行于蝸殼進氣ロ平面且靠近蝸殼進氣ロ的截面為O度截面；過渦輪蝸殼的中心垂直于O度截面且位于O度截面左側的截面為90度截面；過渦輪蝸殼的中心平行于蝸殼進氣ロ平面且遠離蝸殼進氣ロ的截面為180度截面；過渦輪蝸殼的中心垂直于180度截面且位于180度截面右側的截面為270度截面；所述第一氣動隔板和所述第二氣動隔板靠近蝸殼進氣ロ的端部均位于渦輪蝸殼的O度截面遠離蝸殼進氣ロ端ー側；所述第一氣動隔板靠近蝸殼進氣ロ端至中心點的連線與渦輪蝸殼的O度截面的夾角為第一氣動隔板進ロ端夾角，第一氣動隔板進ロ端夾角為O 90度；所述第一氣動隔板遠離蝸殼進氣ロ的端部至蝸殼中心點的連線與渦輪蝸殼的O度截面之間的夾角為第一氣動隔板出ロ端夾角，第一氣動隔板出ロ端夾角為120 210度；所述第二氣動隔板靠近蝸殼進氣ロ的端部至蝸殼中心點的連線與渦輪蝸殼的O度截面之間的夾角為第二氣動隔板進ロ端夾角，第二氣動隔板進ロ端夾角為O 210度；所述第二氣動隔板遠離蝸殼進氣ロ的端部至蝸殼中心點的連線與渦輪蝸殼的O度截面之間的夾角為第二氣動隔板出口端夾角，第二氣動隔板進ロ端夾角為60 300度。[0029]進ー步改進所述進氣調節(jié)閥門一體連接有進氣調節(jié)閥門軸，進氣調節(jié)閥門軸與渦輪蝸殼轉動連接；進ー步改進所述進氣調節(jié)閥門的截面形狀為扇形結構，所述進氣調節(jié)閥門軸設置在進氣調節(jié)閥門靠近蝸殼進氣ロー端端部，所述渦輪蝸殼上設有蝸殼安裝蓋板。進ー步改進蝸殼進氣流道內具有蝸殼內壁，蝸殼內壁上與進氣調節(jié)閥門相對應的位置設有可容納進氣調節(jié)閥門的沉槽，所述進氣調節(jié)閥門上設有與第一氣動隔板相配合的配合面。發(fā)動機處于中速エ況范圍時，進氣調節(jié)閥門軸在進氣調節(jié)控制機構的帶動下，帶動與之一體連接的進氣調節(jié)閥門轉動，從而將第一分支流道完全打開，此時蝸殼進氣內流道和第一分支流道均處于進氣狀態(tài)，從而帶動渦輪做功，此時由于蝸殼進氣流道截面積變大，從而改善了發(fā)動機中速エ況性能。另ー種改進所述進氣調節(jié)閥門的截面形狀為矩形結構。
·[0034]進ー步改進所述進氣調節(jié)閥門軸的中心到進氣調節(jié)閥門靠近蝸殼進氣ロー端的距離與進氣調節(jié)閥門總長的比值范圍為1/4 1/2。進ー步改進所述進氣調節(jié)閥門的兩端分別為斜面結構，所述蝸殼內壁上和第一氣動隔板上分別設有與進氣調節(jié)閥門的兩端相配合的配合面。發(fā)動機處于中速エ況范圍時，進氣調節(jié)閥門軸在進氣調節(jié)控制機構的帶動下，帶動與之一體連接的進氣調節(jié)閥門轉動，從而將第一分支流道和第二分支流道均打開處于一個比較小的開度。此時第一分支流道和第二分支流道均處于進氣狀態(tài)，從而帶動渦輪做功。另ー種改進所述進氣調節(jié)閥軸設置在進氣調節(jié)閥門靠近第一氣動隔板的一端端部。進ー步改進所述進氣調節(jié)閥門遠離進氣調節(jié)閥門軸的一端為斜面結構，所述蝸殼內壁上設有與進氣調節(jié)閥門相配合的配合面。發(fā)動機處于中速エ況范圍時，進氣調節(jié)閥門軸在進氣調節(jié)控制機構的帶動下，帶動與之一體連接的進氣調節(jié)閥門轉動一定角度，從而將第二分支流道完全打開。此時蝸殼進氣內流道和第二分支流道均處于進氣狀態(tài)，從而帶動渦輪做功。本實用新型采用上述方案，發(fā)動機處于低速エ況范圍和高速エ況范圍時，三種設計方案的工作過程相同。發(fā)動機處于低速エ況范圍時，進氣調節(jié)閥門軸在進氣調節(jié)控制機構的帶動下，帶動與之一體連接的進氣調節(jié)閥門轉動，從而將蝸殼進氣外流道關閉，由發(fā)動機排出的廢氣僅流經蝸殼進氣內流道從而帶動渦輪做功，由于蝸殼進氣內流道截面積比較小，可以有效提高渦輪的進氣流速，提升低速エ況的增壓壓力，減少增壓遲滯的影響。發(fā)動機處于高速エ況范圍時，進氣調節(jié)閥門軸在進氣調節(jié)控制機構的帶動下，帶動與之一體連接的進氣調節(jié)閥門轉動，從而將蝸殼進氣外流道完全打開。此時蝸殼進氣外流道及蝸殼進氣內流道同時處于工作狀態(tài)，由于蝸殼進氣流道截面積變大，可有效引導進氣流以合適的氣流角進入渦輪葉輪，提高了渦輪進氣效率，從而提高了高速エ況的增壓比。綜上所述，本實用新型通過設計合理的渦輪蝸殼及所配合設計的進氣調節(jié)閥門裝置結構，從而實現(xiàn)了渦輪蝸殼喉ロ處的臨界面積值的可變，從而有效滿足發(fā)動機各個エ況下的性能要求。本實用新型中的蝸殼結構繼承性好，容易快速實現(xiàn)工程化。設計的進氣調節(jié)裝置結構簡單，控制方式容易實現(xiàn)，可靠性高。[0043]
以下結合附圖和實施例對本實用新型做進ー步說明。

附圖I是背景技術中可變截面雙流道進氣渦輪結構示意圖；附圖2是本實用新型實施例I中可變幾何蝸殼裝置在發(fā)動機低速、中速エ況下的結構示意圖；附圖3是本實用新型實施例I中可變幾何蝸殼裝置的90-270度截面的結構示意圖；附圖4是本實用新型實施例I中可變幾何蝸殼裝置在發(fā)動機高速エ況下的結構示意圖； 附圖5是本實用新型實施例2中可變幾何蝸殼裝置在發(fā)動機低速、中速エ況下的結構示意圖；附圖6是本實用新型實施例2中可變幾何蝸殼裝置的進氣調節(jié)閥門結構示意圖；附圖7是本實用新型實施例2中可變幾何蝸殼裝置在發(fā)動機高速エ況下的結構示意圖；附圖8是本實用新型實施例3中可變幾何蝸殼裝置在發(fā)動機低速、中速エ況下的結構示意圖；附圖9是本實用新型實施例3中可變幾何蝸殼裝置在發(fā)動機高速エ況下的結構示意圖；附圖10是本實用新型實施例I中可變幾何蝸殼裝置在第二氣動隔板進ロ端夾角Y和第二氣動隔板出口端夾角Θ發(fā)生變化的結構示意圖。圖中1_潤輪蝸殼；2_蝸殼進氣流道；3_中間壁；4_蝸殼進氣小流道；5_蝸殼進氣大流道；6_旁通ロ ；7_進氣調節(jié)閥門；8_進氣調節(jié)控制機構；9-蝸殼進氣ロ ；10_第一氣動隔板；11-蝸殼進氣內流道；12-第二氣動隔板；13-第一分支流道；14-第二分支流道；
第一氣動隔板進ロ端夾角；第一氣動隔板出口端夾角；Y-第二氣動隔板進ロ端夾角；Θ -第二氣動隔板出口端夾角；Α1-第一臨界面積；Α2-第二臨界面積；Α3-第三臨界面積；15_進氣調節(jié)閥門軸；16_蝸殼內壁；17_沉槽；18_蝸殼安裝蓋板；19_蝸殼進氣ロ平面；I-臨界面；Α-0度截面；Β-90度截面；C-180度截面；D_270度截面；Φ_進氣調節(jié)閥門的打開角度。
具體實施方式
實施例1，如圖2所示，一種可變幾何蝸殼裝置，包括渦輪蝸殼1，所述渦輪蝸殼I內設有蝸殼進氣流道2，所述渦輪蝸殼I上設有與蝸殼進氣流道2相連通的蝸殼進氣ロ 9 ；所述蝸殼進氣流道2內設有第一氣動隔板10，所述第一氣動隔板10將蝸殼進氣流道2間隔為蝸殼進氣內流道11和蝸殼進氣外流道，所述蝸殼進氣外流道位于所述蝸殼進氣內流道11的周向外側，所述蝸殼進氣外流道的截面積大于所述蝸殼進氣內流道11的截面積；在所述蝸殼進氣外流道內設有第二氣動隔板12，所述第二氣動隔板12將蝸殼進氣外流道間隔為第一分支流道13和第二分支流道14，所述第二分支流道14位于所述第一分支流道13的周向外側；如圖3所示，所述第一分支流道13的長寬比W/H的比值范圍為O. 5 10 ;所述第二分支流道14的長寬比W/H的比值范圍為O. 5 10 ;所述第一氣動隔板10和第二氣動隔板12均與渦輪蝸殼I 一體連接；所述蝸殼進氣內流道11為常開進氣流道；所述蝸殼進氣流道2內靠近蝸殼進氣ロ 9處設有控制第一分支流道13和第二分支流道14打開或關閉的進氣調節(jié)閥門7 ；所述進氣調節(jié)閥門7在打開或關閉的同時可以給流入蝸殼進氣內流道11氣流進 行導流；過渦輪蝸殼I的中心平行于蝸殼進氣ロ平面19且靠近蝸殼進氣ロ 9的截面為O度截面A;過渦輪蝸殼I的中心垂直于O度截面A且位于O度截面A左側的截面為90度截面B ；過渦輪蝸殼I的中心平行于蝸殼進氣ロ平面19且遠離蝸殼進氣ロ 9的截面為180度截面C;過渦輪蝸殼I的中心垂直于180度截面C且位于180度截面C右側的截面為270度截面D ；所述第一氣動隔板10和所述第二氣動隔板12靠近蝸殼進氣ロ 9的端部均位于渦輪蝸殼I的O度截面A遠離蝸殼進氣ロ 9端ー側；所述第一氣動隔板10靠近蝸殼進氣ロ 9端至中心點的連線與渦輪蝸殼I的O度截面的夾角為第一氣動隔板進ロ端夾角α，根據(jù)所匹配的發(fā)動機不同，設定第一氣動隔板進ロ端夾角α為O 90度之間的任意之角度；所述第一氣動隔板10遠離蝸殼進氣ロ 9的端部至蝸殼中心點的連線與渦輪蝸殼I的O度截面A之間的夾角為第一氣動隔板出口端夾角β，根據(jù)所匹配的發(fā)動機不同，設定第一氣動隔板出ロ端夾角β為120 210度之間的任意之角度；所述第二氣動隔板12靠近蝸殼進氣ロ 9的端部至蝸殼中心點的連線與渦輪蝸殼I的O度截面A之間的夾角為第二氣動隔板進ロ端夾角Y，根據(jù)所匹配的發(fā)動機不同，設定第二氣動隔板進ロ端夾角Y為O 210度之間的任意之角度；所述第二氣動隔板12遠離蝸殼進氣ロ 9的端部至蝸殼中心點的連線與渦輪蝸殼I的O度截面A之間的夾角為第二氣動隔板出口端夾角Θ，根據(jù)所匹配的發(fā)動機不同，設定第二氣動隔板進ロ端夾角Θ為60 300度之間的任意之角度；當發(fā)動機處于低速エ況范圍時，進氣調節(jié)閥門7關閉，將蝸殼進氣外流道關閉，蝸殼進氣內流道11處于單獨工作狀態(tài)，此時低速エ況的渦輪蝸殼喉ロ處的臨界面積為第一臨界面積Al ；當發(fā)動機處于中速エ況范圍時，進氣調節(jié)閥門7打開，所述進氣調節(jié)閥門的打開角度Φ的取值范圍為3 45度。此時將第一分支流道13完全打開，蝸殼進氣內流道11和第一分支流道13處于工作狀態(tài)，中速エ況的渦輪蝸殼喉ロ處的臨界面積為第二臨界面積Α2 ；當發(fā)動機處于高速エ況范圍時，進氣調節(jié)閥門7完全打開，將蝸殼進氣外流道完全打開，蝸殼進氣內流道11和蝸殼進氣外流道同時處于工作狀態(tài)，此時高速工況的渦輪蝸殼喉口處的臨界面積為第三臨界面積A3。第一臨界面積Al、第二臨界面積A2和第三臨界面積A3互不相等。所述進氣調節(jié)閥門7 —體連接有進氣調節(jié)閥門軸15，進氣調節(jié)閥門軸15與渦輪蝸殼I轉動連接；所述進氣調節(jié)閥門7的截面形狀為扇形結構，所述進氣調節(jié)閥門軸15設置在進氣調節(jié)閥門7靠近蝸殼進氣口 9 一端端部；所述渦輪蝸殼上設有蝸殼安裝蓋板18，以便于進氣調節(jié)閥門7的安裝；蝸殼進氣流道內具有蝸殼內壁16，蝸殼內壁16上與進氣調節(jié)閥門7相對應的位置設有可容納進氣調節(jié)閥門7的沉槽17，所述進氣調節(jié)閥門7上設有與第一氣動隔板10相配合的配合面。如圖2所示，當發(fā)動機處于低速工況范圍時，進氣調節(jié)閥門7關閉(進氣調節(jié)閥門位置如圖實線所示)，將蝸殼進氣外流道關閉，蝸殼進氣內流道11處于單獨工作狀態(tài)，此時低速工況的渦輪蝸殼喉口處的第一臨界面積Al (如圖實線所示)的值最小。由發(fā)動機排出的廢氣僅流經蝸殼進氣內流道11從而帶動渦輪做功，由于蝸殼進氣內流道11截面積比較小，可以有效提高渦輪的進氣流速，提升低速工況的增壓壓力，減少增壓遲滯的影響。如圖4所示，當發(fā)動機處于高速工況范圍時，進氣調節(jié)閥門7完全打開(進氣調節(jié)閥門位置如圖雙點劃線所示)，將蝸殼進氣外流道完全打開，蝸殼進氣內流道11和第一分支流道13和第二分支流道14同時處于工作狀態(tài)，高速工況的渦輪蝸殼喉口處的第三臨界面積A3 (如圖雙點劃線所示)的值最大。由于蝸殼進氣外流道及蝸殼進氣內流道11同時處于工作狀態(tài)，蝸殼進氣流道截面積變大，可有效引導進氣流以合適的氣流角進入渦輪葉輪，提高了渦輪進氣效率，從而提高了高速工況的增壓比。如圖2所示，當發(fā)動機處于中速工況范圍時，進氣調節(jié)閥門7打開一定角度(進氣調節(jié)閥門位置如圖虛線所示)，所述進氣調節(jié)閥門的打開角度O的范圍值為3 45度，從而將第一分支流道13完全打開，蝸殼進氣內流道和第一分支流道13處于工作狀態(tài)，從而帶動渦輪做功。此時中速工況的渦輪蝸殼喉口處的第二臨界面積A2 (如圖虛線所示)的值介于第一臨界面積Al和第三臨界面積A3的值之間。此時由于蝸殼進氣流道截面積變大，從而改善了發(fā)動機中速工況性能。實施例2，如圖5、如圖6所示，在實施例I的基礎上，還可以設計進氣調節(jié)閥門7的截面形狀為矩形結構，所述進氣調節(jié)閥門軸15的中心到進氣調節(jié)閥門7靠近蝸殼進氣口9 一端的距離LI與進氣調節(jié)閥門7總長LO的比值范圍為1/4 1/2。所述進氣調節(jié)閥門7的兩端分別為斜面結構，所述蝸殼內壁16上和第一氣動隔板10上分別設有與進氣調節(jié)閥門7的兩端相配合的配合面。根據(jù)所述進氣調節(jié)閥門的截面形狀為矩形結構時，此時低速工況的渦輪蝸殼喉口處的第一臨界面積Al的值最大，高速工況的渦輪蝸殼喉口處的第三臨界面積A3的值最小，中速工況的渦輪蝸殼喉口處的第二臨界面積A2的值的范圍在第一臨界面積Al和第三臨界面積A3之間。如圖5、圖7所不,該實施例2的工作原理與實施例I的工作原理相同，發(fā)動機處于低速工況和高速工況的工作過程與實施例I的工作過程相同，不同之處是發(fā)動機處于中速工況范圍時，進氣調 節(jié)閥門軸15在進氣調節(jié)控制機構的帶動下，帶動與之一體連接的進氣調節(jié)閥門7轉動一定角度(進氣調節(jié)閥門的位置如圖虛線所示)，從而將第一分支流道13和第二分支流道14均打開處于一個比較小的開度。此時蝸殼進氣內流道、第一分支流道13和第二分支流道14均處于進氣狀態(tài)，從而帶動渦輪做功。實施例3，如圖8所示，在實施例2的基礎上，設計進氣調節(jié)閥門7的截面形狀為矩形結構，所述進氣調節(jié)閥軸15設置在進氣調節(jié)閥門7靠近第一氣動隔板10的一端端部。所述進氣調節(jié)閥門7遠離進氣調節(jié)閥門軸15的一端為斜面結構，所述蝸殼內壁16上設有與進氣調節(jié)閥門7相配合的配合面。如圖8、圖9所不,該實施例3的工作原理與實施例I的工作原理相同，發(fā)動機處于低速工況和高速工況的工作過程與實施例I的相同，不同之處是發(fā)動機處于中速工況范圍時，進氣調節(jié)閥門軸15在進氣調節(jié)控制機構的帶動下，帶動與之一體連接的進氣調節(jié)閥門7轉動一定角度(進氣調節(jié)閥門的位置如圖虛線所示)，從而將第二分支流道14完全打開。此時蝸殼進氣內流道11和第二分支流道14均處于進氣狀態(tài)，從而帶動渦輪做功。如圖10所示，根據(jù)所匹配的發(fā)動機類型，可以設計所述第二氣動隔板的進口端夾角Y和第二氣動隔板出口端夾角e之間夾角較小時可變幾何蝸殼裝置的結構，此結構的工作原理與實施例I的工作原理相同，不同之處是發(fā)動機中速工況下或發(fā)動機高速工況下，從第一氣動隔板或第二氣動隔板進入的廢氣流均匯集成一個進氣流道從而帶動渦輪轉動。此結構設計的依據(jù)是在蝸殼進氣外流道的進氣口處存在氣流混流，設計較短的第二氣動隔板可以有效避免氣流混流，提升發(fā)動機中高速下的性能。
權利要求1.一種可變幾何蝸殼裝置，包括渦輪蝸殼(1)，所述渦輪蝸殼(I)內設有蝸殼進氣流道(2)，所述渦輪蝸殼(I)上設有與蝸殼進氣流道(2)相連通的蝸殼進氣ロ(9)； 所述蝸殼進氣流道(2)內設有第一氣動隔板(10)，所述第一氣動隔板(10)將蝸殼進氣流道(2)間隔為蝸殼進氣內流道(11)和蝸殼進氣外流道； 在所述蝸殼進氣外流道內設有第二氣動隔板(12)，所述第二氣動隔板(12)將蝸殼進氣外流道間隔為第一分支流道(13)和第二分支流道(14)，所述第二分支流道(14)位于所述第一分支流道(13)的周向外側； 所述蝸殼進氣內流道(11)為常開進氣流道； 蝸殼進氣流道(2 )內靠近蝸殼進氣ロ( 9 )處設有控制第一分支流道(13 )和第二分支流道(14)打開或關閉的進氣調節(jié)閥門(7)； 其特征在于當發(fā)動機處于低速エ況范圍時，進氣調節(jié)閥門(7)關閉，將蝸殼進氣外流道關閉，蝸殼進氣內流道(11)處于單獨工作狀態(tài)，此時渦輪蝸殼喉ロ處的臨界面積為第一臨界面積(Al)； 當發(fā)動機處于中速エ況范圍時，進氣調節(jié)閥門(7)打開，所述進氣調節(jié)閥門的打開角度(Φ )范圍值為3 45度，此時將第一分支流道(13)完全打開，蝸殼進氣內流道(11)和第一分支流道(13)處于工作狀態(tài)，此時渦輪蝸殼喉ロ處的臨界面積為第二臨界面積(A2)； 當發(fā)動機處于高速エ況范圍吋，進氣調節(jié)閥門(7)完全打開，將蝸殼進氣外流道完全打開，蝸殼進氣內流道(11)和蝸殼進氣外流道同時處于工作狀態(tài)，此時渦輪蝸殼喉ロ處的臨界面積為第三臨界面積(A3)； 第一臨界面積(Al)、第二臨界面積(A2)和第三臨界面積(A3)互不相等。
2.根據(jù)權利要求I所述的ー種可變幾何蝸殼裝置，其特征在于 所述蝸殼進氣外流道位于所述蝸殼進氣內流道(11)的周向外側，所述蝸殼進氣外流道的截面積大于所述蝸殼進氣內流道(11)的截面積。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的ー種可變幾何蝸殼裝置，其特征在于所述第一分支流道(13)的長寬比(W/H)的比值范圍為O. 5 10 ;所述第二分支流道14的長寬比(W/H)的比值范圍為O. 5 10。
4.根據(jù)權利要求3所述的ー種可變幾何蝸殼裝置，其特征在于 過渦輪蝸殼(I)的中心平行于蝸殼進氣ロ平面(19)且靠近蝸殼進氣ロ(9)的截面為O度截面(A)； 過渦輪蝸殼(I)的中心垂直于O度截面(A)且位于O度截面(A)左側的截面為90度截面(B)； 過渦輪蝸殼(I)的中心平行于蝸殼進氣ロ平面(19)且遠離蝸殼進氣ロ(9)的截面為180度截面C ； 過渦輪蝸殼(I)的中心垂直于180度截面(C)且位于180度截面(C)右側的截面為270度截面(D)； 所述第一氣動隔板(10)和所述第二氣動隔板(12)靠近蝸殼進氣ロ(9)的端部均位于渦輪蝸殼(I)的O度截面(A)遠離蝸殼進氣ロ(9)端ー側； 所述第一氣動隔板(10)靠近蝸殼進氣ロ(9)端至中心點的連線與渦輪蝸殼(I)的O度截面(A)的夾角為第一氣動隔板進ロ端夾角(α )，第一氣動隔板進ロ端夾角(α )為O 90度； 所述第一氣動隔板(10)遠離蝸殼進氣ロ(9)的端部至蝸殼中心點的連線與渦輪蝸殼(I)的O度截面(A)之間的夾角為第一氣動隔板出口端夾角(β )，第一氣動隔板出口端夾角(β )為 120 210 度； 所述第二氣動隔板(12)靠近蝸殼進氣ロ(9)的端部至蝸殼中心點的連線與渦輪蝸殼(I)的O度截面(A)之間的夾角為第二氣動隔板進ロ端夾角(Y)，第二氣動隔板進ロ端夾角(Y )為O 210度； 所述第二氣動隔板(12)遠離蝸殼進氣ロ(9)的端部至蝸殼中心點的連線與渦輪蝸殼(I)的O度截面(A)之間的夾角為第二氣動隔板出口端夾角(Θ )，第二氣動隔板進ロ端夾角(Θ )為60 300度。
5.根據(jù)權利要求4所述的ー種可變幾何蝸殼裝置，其特征在于所述進氣調節(jié)閥門(7)一體連接有進氣調節(jié)閥門軸(15)，進氣調節(jié)閥門軸(15)與渦輪蝸殼(I)轉動連接。
6.根據(jù)權利要求5所述的ー種可變幾何蝸殼裝置，其特征在于所述進氣調節(jié)閥門(7)的截面形狀為扇形結構，所述進氣調節(jié)閥門軸(15)設置在進氣調節(jié)閥門(7)靠近蝸殼進氣ロ(9) 一端端部，所述渦輪蝸殼上設有蝸殼安裝蓋板(18)。
7.根據(jù)權利要求6所述的ー種可變幾何蝸殼裝置，其特征在于蝸殼進氣流道內具有蝸殼內壁(16)，蝸殼內壁(16)上與進氣調節(jié)閥門(7)相對應的位置設有可容納進氣調節(jié)閥門(7)的沉槽(17)，所述進氣調節(jié)閥門(7)上設有與第一氣動隔板(10)相配合的配合面。
8.根據(jù)權利要求5所述的ー種可變幾何蝸殼裝置，其特征在于所述進氣調節(jié)閥門(7)的截面形狀為矩形結構。
9.根據(jù)權利要求8所述的ー種可變幾何蝸殼裝置，其特征在于所述進氣調節(jié)閥門軸(15)的中心到進氣調節(jié)閥門(7)靠近蝸殼進氣ロ(9) 一端的距離(LI)與進氣調節(jié)閥門(7)總長(LO)的比值范圍為1/4 1/2。
10.根據(jù)權利要求9所述的ー種可變幾何蝸殼裝置，其特征在于所述進氣調節(jié)閥門(7)的兩端分別為斜面結構，所述蝸殼內壁(16)上和第一氣動隔板(10)上分別設有與進氣調節(jié)閥門(7)的兩端相配合的配合面。
11.根據(jù)權利要求8所述的ー種可變幾何蝸殼裝置，其特征在于所述進氣調節(jié)閥軸(15)設置在進氣調節(jié)閥門(7)靠近第一氣動隔板(10)的一端端部。
12.根據(jù)權利要求11所述的ー種可變幾何蝸殼裝置，其特征在于所述進氣調節(jié)閥門(7)遠離進氣調節(jié)閥門軸(15)的一端為斜面結構，所述蝸殼內壁(16)上設有與進氣調節(jié)閥門(7)相配合的配合面。
專利摘要本實用新型公開了一種可變幾何蝸殼裝置，包括渦輪蝸殼，渦輪蝸殼內設有蝸殼進氣流道，渦輪蝸殼上設有與蝸殼進氣流道相連通的蝸殼進氣口；蝸殼進氣流道內設有第一氣動隔板，第一氣動隔板將蝸殼進氣流道間隔為蝸殼進氣內流道和蝸殼進氣外流道；在蝸殼進氣外流道內設有第二氣動隔板，第二氣動隔板將蝸殼進氣外流道間隔為第一分支流道和第二分支流道，第二分支流道位于第一分支流道的周向外側；蝸殼進氣內流道為常開進氣流道；蝸殼進氣流道內靠近蝸殼進氣口處設有控制第一分支流道和第二分支流道打開或關閉的進氣調節(jié)閥門；本實用新型通過進氣調節(jié)閥門裝置實現(xiàn)了渦輪蝸殼喉口處的臨界面積值的可變，從而有效滿足發(fā)動機各個工況下的性能要求。
文檔編號F01D25/24GK202500622SQ20122012430
公開日2012年10月24日 申請日期2012年3月29日 優(yōu)先權日2012年3月29日
發(fā)明者宋麗華, 曹懷瑞, 王航, 王艷霞, 范厚傳, 袁道軍 申請人:康躍科技股份有限公司