一种复合动力轴径流压气机制造技术

本发明专利技术公开了一种复合动力轴径流压气机，包括一级由电动机驱动的轴流压气机和一级由涡轮增压器驱动的径流压气机，轴流压气机与径流压气机沿轴向依次设置，轴流压气机连接于电动机，径流压气机连接于涡轮增压器的增压器主轴。此种轴径流压气机中，轴流压气机与径流压气机依次由电动机和增压器主轴分别驱动，能够满足增压器在低转速工况的大扭矩、高速或高负荷工况的高增压压力和快速响应性需求，电动机驱动的轴流压气机控制更为灵活，可以使转速提高，增大进入径流压气机中的气流，在高工况时可以实现二级增压，提高发动机功率密度，进一步提升增压器的压比，具有紧凑性的优势，可保证配备该轴径流压气机的增压器满足柴油机全运行工况的匹配需求。

Composite power shaft radial flow compressor

The invention discloses a composite dynamic axis flow compressor, including a runoff compressor driven by an electric motor and a compressor driven by the turbine supercharger, axial flow compressor and compressor are arranged along the axial flow, axial flow compressor connected to the motor, the supercharger spindle diameter flow compressor connected to the turbocharger. The axis flow compressor, axial compressor and compressor is composed of motor and runoff supercharger spindle driven respectively to meet the turbocharger at low engine speed and big torque, high speed or high load high pressure and fast response, motor driven axial flow compressor control is more flexible, can improve the speed enter the air compressor, increasing runoff, in high load condition can be achieved when the two stage turbocharging, improve engine power density, further enhance the turbocharger pressure ratio, has the advantages of compact, can ensure the turbocharger equipped with the compressor shaft runoff match of diesel engine operating conditions of the whole.

【技术实现步骤摘要】
一种复合动力轴径流压气机
本专利技术涉及叶轮机和内燃机
，特别涉及一种复合动力轴径流压气机。
技术介绍
内燃机属于往复式动力机械，运行范围较为宽广，而与内燃机匹配的涡轮增压器离心压气机属于旋转机械，其高效运行范围较窄。当增压器与发动机匹配在低工况时，发动机处于高工况则增压器离心压气机叶轮超速。当涡轮增压器与发动机匹配在中高工况时，发动机低工况则增压能力不足，发动机运行经济性差，扭矩不足，瞬态响应性差，这是涡轮增压发动机一直以来的缺点。因而，许多新型增压技术应运而生，其中一种较好的方案为采用轴径流涡轮增压技术。传统的轴径流涡轮增压器是由航空涡轴发动机技术衍变而来的，其中包括轴径流压气机，即在径流式压气机前加一级轴流压气机，把高压比合理的分配到两级压气机上去，可以在低轮周速度下达到预期高压比，以满足低速扭矩和高工况高压比的要求。然而，由于该增压器的涡轮特性没有变，压气机端通过一根涡轮转轴带动轴流压气机和径流压气机，低工况瞬态响应性较差。因此，如何满足增压器低工况的低速大扭矩、快速响应性、高增压压力的要求，同时保证高工况高压比，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种复合动力轴径流压气机，能够满足增压器的低速大扭矩、快速响应性的要求，同时能够保证高工况高压比，且具有紧凑性和控制灵活等特点。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种复合动力轴径流压气机，包括一级由电动机驱动的轴流压气机和一级由涡轮增压器驱动的径流压气机，所述轴流压气机与所述径流压气机沿轴向依次设置，所述轴流压气机连接于电动机，所述径流压气机连接于所述涡轮增压器的增压器主轴。优选地，所述轴流压气机中沿轴向且朝向所述径流压气机的方向依次包括可调IGV预旋导叶栅、一级轴流动叶栅和一级轴流静叶栅，所述可调IGV预旋导叶栅、所述一级轴流动叶栅和所述一级轴流静叶栅依次连接，且所述轴流动叶栅连接于所述电动机。优选地，所述径流压气机包括径流叶轮、叶轮罩、扩压器和压气机蜗壳，所述径流叶轮、所述扩压器、所述压气机蜗壳沿径向由内向外依次套设，所述叶轮罩罩设于所述径流叶轮的外侧且连接于所述压气机蜗壳，所述径流叶轮连接于所述增压器主轴。优选地，所述可调IGV预旋导叶的外壳、所述轴流静叶栅的外壳以及所述叶轮罩沿轴向依次设置，所述可调IGV预旋导叶的外壳与所述轴流静叶栅的外壳之间在轴向上密封连接，所述轴流静叶栅的外壳与所述叶轮罩之间设有用于气体通过的通气间隙。优选地，还包括流量扩大环，所述流量扩大环包括用于套设于所述可调IGV预旋导叶的外壳外侧的环状的连接壁和绕周向设于所述连接壁内侧的叶片，所述叶轮罩包括沿径向由内向外依次设置的内环壁和外环壁，且所述内环壁和所述外环壁相连，所述内环壁与所述轴流静叶栅的外壳之间形成所述通气间隙，所述外环壁与所述连接壁密封连接，所述叶片、所述可调IGV预旋导叶的外壳、所述轴流静叶栅的外壳、所述内环壁、所述外环壁、所述连接壁之间形成机匣防喘结构。优选地，所述流量扩大环还包括套设于所述连接壁外侧的环状的支撑壁，所述支撑壁与所述压气机蜗壳固定连接，且所述支撑壁、所述压气机蜗壳、所述外环壁、所述连接壁之间形成用于散热的空腔。本专利技术提供的复合动力轴径流压气机中，轴流压气机由电动机单独带动，径流压气机由增压器主轴带动。轴流压气机与径流压气机之间的气流匹配可以通过电动机的转速灵活调节。发动机低工况时，涡轮增压器动力不足，转速降低，增压能力较弱。此时，通过电动机直接驱动轴流压气机实现增压，增压压力主要来源于轴流压气机，以满足发动机低工况增压压力的需求，同时，电动机驱动轴流压气机不受发动机工况影响，可以提高发动机快速响应性。发动机高工况时，轴流压气机通过电动机驱动实现一级增压，此时，涡轮增压器转速较高，通过增压器主轴带动径流压气机实现二级增压，以满足发动机高工况的高增压需求。可见，此种复合动力轴径流压气机中，轴流压气机与径流压气机依次由电动机和增压器主轴分别驱动做功，能够满足增压器满足发动机的低速大扭矩、高增压压力和快速响应性需求，电动机驱动的轴流压气机控制更为灵活，可以使转速提高，增大进入径流压气机中的气流，同时，在高工况时可以实现二级增压，提高发动机高工况时所需的高增压压力，且具有紧凑性的优势，从而保证配备该复合动力轴径流压气机的增压器满足柴油机全工况的匹配需求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术所提供复合动力轴径流压气机的轴向剖面图；图2为本专利技术所提供复合动力轴径流压气机的爆炸图。图1和图2中，1-电动机，2-可调IGV预旋导叶，3-流量扩大环，31为连接壁，32为支撑壁，33-叶片，4-轴流动叶栅，5-轴流静叶栅，6-径流叶轮，7-叶轮罩，71为内环壁，72为外环壁，73为通气间隙，8-扩压器，9-压气机蜗壳。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的核心是提供一种复合动力轴径流压气机，能够满足发动机的低速大扭矩、快速响应性、高增压压力的要求，同时能够保证高工况高压比。请参考图1和图2，图1为本专利技术所提供复合动力轴径流压气机的轴向剖面图；图2为本专利技术所提供复合动力轴径流压气机的爆炸图。本专利技术所提供复合动力轴径流压气机的一种具体实施例中，包括一级轴流压气机、一级径流压气机，轴流压气机与径流压气机沿轴向依次设置。其中，轴流压气机由电动机1驱动，轴流压气机连接于电动机1；径流压气机由涡轮增压器驱动，径流压气机连接于增压器主轴。此种复合动力轴径流压气机可以在内燃机的增压器中用于内燃机增压。其中，轴流压气机的中心转轴与径流压气机的中心转轴可以共线设置。轴流压气机与径流压气机之间的气流匹配可以通过电动机1的转速灵活调节。需要说明的是，本文中的轴向、周向、径向以涡轮增压器的增压器主轴为基准，增压器主轴的延伸方向即为轴向。发动机低工况时，涡轮增压器动力不足，径流压气机转速降低，增压能力较弱，此时，通过电动机1直接驱动轴流压气机实现增压，增压压力主要来源于轴流压气机，以满足发动机低工况增压压力的需求，同时，电动机1驱动轴流压气机不受发动机工况影响，可以提高发动机快速响应性。发动机高工况时，轴流压气机通过电动机1驱动实现一级增压，此时，涡轮增压器转速较高，通过增压器主轴带动径流压气机实现二级增压，以满足发动机高工况的高增压需求。可见，此种复合动力轴径流压气机中，轴流压气机与径流压气机依次由电动机1和增压器主轴分别驱动，能够满足发动机的低速大扭矩、高增压压力和快速响应性需求，电动机1驱动的轴流压气机控制更为灵活，可以使转速提高，增大进入径流压气机中的气流，同时，在高工况时可以实现二级增压，提高发动机高工况时所需的高增压压力，且具有紧凑性的优势，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合动力轴径流压气机，用于内燃机增压，其特征在于，包括一级由电动机驱动的轴流压气机和一级由涡轮增压器驱动的径流压气机，所述轴流压气机与所述径流压气机沿轴向依次设置，所述轴流压气机连接于电动机(1)，所述径流压气机连接于所述涡轮增压器的增压器主轴。

【技术特征摘要】
1.一种复合动力轴径流压气机，用于内燃机增压，其特征在于，包括一级由电动机驱动的轴流压气机和一级由涡轮增压器驱动的径流压气机，所述轴流压气机与所述径流压气机沿轴向依次设置，所述轴流压气机连接于电动机(1)，所述径流压气机连接于所述涡轮增压器的增压器主轴。2.根据权利要求1所述的复合动力轴径流压气机，其特征在于，所述轴流压气机中沿轴向且朝向所述径流压气机的方向依次包括可调IGV预旋导叶栅(2)、一级轴流动叶栅(4)和一级轴流静叶栅(5)，所述可调IGV预旋导叶栅(2)、所述一级轴流动叶栅(4)和所述一级轴流静叶栅(5)依次连接，且所述轴流动叶栅(4)连接于所述电动机(1)。3.根据权利要求2所述的复合动力轴径流压气机，其特征在于，所述径流压气机包括径流叶轮(6)、叶轮罩(7)、扩压器(8)和压气机蜗壳(9)，所述径流叶轮(6)、所述扩压器(8)、所述压气机蜗壳(9)沿径向由内向外依次套设，所述叶轮罩(7)罩设于所述径流叶轮(6)的外侧且连接于所述压气机蜗壳(9)，所述径流叶轮(6)连接于所述增压器主轴。4.根据权利要求3所述的复合动力轴径流压气机，其特征在于，所述可调IGV预旋导叶(2)的外壳、所述轴流静叶栅(5)的外壳以及所述叶轮罩(7)沿轴向依次设置，所述可调IG...

【专利技术属性】
技术研发人员：马超，李季，王航，王焱，李永泰，王澄宇，李成，袁道军，
申请(专利权)人：大连依勒斯涡轮增压技术有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21