一种涡轮增压器蜗壳及涡轮增压器制造技术

本实用新型专利技术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

【技术实现步骤摘要】
一种涡轮增压器蜗壳及涡轮增压器


[0001]本技术涉及内燃机增压
，特别地，涉及一种涡轮增压器蜗壳。本技术还涉及一种涡轮增压器。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。

技术实现思路

[0005]本技术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。
[0006]为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：
[0007]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
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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
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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。
[0008]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＝Ax
12
‑
Bx1+100.6，其中，0≤x1≤60，
‑
0.002≤A≤
‑
0.0015，0.05≤B≤0.08。
[0009]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。
[0010]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＝Dx
32
‑
Ex3+242.6，其中，300≤x3≤360，0.0015≤D≤0.0025，1≤E≤1.5。
[0011]本技术还提供一种涡轮增压器，包括上述的涡轮增压器蜗壳。
[0012]进一步地，蜗壳流道60
°
截面的流道面积与蜗壳流道0
°
截面的流道面积的面积之差与蜗壳流道0
°
截面的流道面积的面积占比小于10％。
[0013]进一步地，第一渐缩流道的蜗壳流道30
°
截面的流道面积与蜗壳流道0
°
截面的流道面积的面积之差与蜗壳流道0
°
截面的流道面积的面积占比小于5％。
[0014]进一步地，蜗壳流道300
°
截面的流道面积与蜗壳流道0
°
截面的流道面积的面积比小于10％。
[0015]进一步地，蜗壳流道360
°
截面的流道面积与蜗壳流道0
°
截面的流道面积的面积比小于2％。
[0016]进一步地，第三渐缩流道的蜗壳流道330
°
截面的流道面积与蜗壳流道0
°
截面的流道面积比小于5％。
[0017]本技术具有以下有益效果：
[0018]本技术的涡轮增压器蜗壳，其内设有蜗形流道，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、第二渐缩流道以及第三渐缩流道沿周向依次排布且相互连通，进而收集发动机废气并使气流做功驱动叶轮旋转；通过蜗壳流道0
°
截面设于涡轮增压器蜗壳的喉口位置处，第一渐缩流道自蜗壳流道0
°
截面开始延伸并截止于蜗壳流道60
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截面，第二渐缩流道自蜗壳流道60
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截面开始延伸并截止于蜗壳流道300
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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，使第一气流流道符合气体在蜗壳内膨胀加速规律，使第二气流通道符合线性递减规律，使第三渐缩流道的流道面积平稳变小并与第一渐缩流道连通，有利于提高涡轮增压器工作效率。
[0019]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本技术作进一步详细的说明。
附图说明
[0020]构成本申请的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0021]图1是本技术优选实施例的涡轮增压器蜗壳的结构示意图之一；
[0022]图2是本技术优选实施例的涡轮增压器蜗壳的结构示意图之二；
[0023]图3是本技术优选实施例的涡轮增压器蜗壳的剖视图；
[0024]图4是本技术优选实施例的涡轮增压器蜗壳的断面结构示意图；
[0025]图5是本技术优选实施例的蜗形流道设计方案示意图。
[0026]图例说明：
[0027]100、涡轮增压器蜗壳；10、蜗形流道；101、第一渐缩流道；102、第二渐缩流道；103、第三渐缩流道。
具体实施方式
[0028]以下结合附图对本技术的实施例进行详细说明，但是本技术可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0029]图1是本技术优选实施例的涡轮增压器蜗壳的结构示意图之一；图2是本技术优选实施例的涡轮增压器蜗壳的结构示意图之二；图3是本技术优选实施例的涡轮增压器蜗壳的剖视图；图4是本技术优选实施例的涡轮增压器蜗壳的断面结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种涡轮增压器蜗壳，所述涡轮增压器蜗壳内设有用于收集发动机废气的蜗形流道(10)，其特征在于，所述蜗形流道(10)包括沿气流方向依次排布并连通的第一渐缩流道(101)、第二渐缩流道(102)以及第三渐缩流道(103)，所述第一渐缩流道(101)自蜗壳流道0
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截面开始延伸并截止于蜗壳流道60
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截面，所述第二渐缩流道(102)自蜗壳流道60
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截面开始延伸并截止于蜗壳流道300
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截面，所述第三渐缩流道(103)自蜗壳流道300
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截面开始延伸并截止于蜗壳流道360
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截面，所述蜗壳流道0
°
截面设于所述涡轮增压器蜗壳的喉口位置处，所述第一渐缩流道(101)的流道面积、所述第二渐缩流道(102)的流道面积以及所述第三渐缩流道(103)的流道面积依次减小，所述蜗形流道(10)还包括设于所述第一渐缩流道(101)的进气侧用于将发动机废气导入第一渐缩流道(101)内的导流流道。2.根据权利要求1所述的涡轮增压器蜗壳，其特征在于，所述第一渐缩流道(101)的截面无量纲流道面积y1与周向角度x1满足关系式y1＝Ax
12
‑
Bx1+100.6，其中，0≤x1≤60，
‑
0.002≤A≤
‑
0.0015，0.05≤B≤0.08。3.根据权利要求1所述的涡轮增压器蜗壳，其特征在于，所述第二渐缩流道(102)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≤

【专利技术属性】
技术研发人员：李庆斌，何光清，陈少林，戴志辉，许承，曹刚，闫海东，肖清，
申请(专利权)人：湖南天雁机械有限责任公司，
类型：新型
国别省市：