CN103511002A

CN103511002A - 出口台阶环

Info

Publication number: CN103511002A
Application number: CN201310518982.9A
Authority: CN
Inventors: 唐尧; 熊劲松
Original assignee: Two Integrated Science And Technology (changzhou) Co Ltd
Current assignee: Two Integrated Science And Technology (changzhou) Co Ltd
Priority date: 2013-10-29
Filing date: 2013-10-29
Publication date: 2014-01-15

Abstract

本发明公开了一种出口台阶环，包括：叶轮部件、压轮部件以及同轴连接两部件的中间部件，所述叶轮部件包括叶轮以及装配于叶轮外部的涡壳，所述叶轮与涡壳之间设有间隙，所述间隙内装配有叶片，所述涡壳内壁面上开设有一台阶环，所述台阶环与叶片的出口叶尖之间设有一间隙，所述台阶环的凸台高度小于等于所述间隙距离。通过上述方式，本发明能够通过改动涡壳内壁的壁面，改善涡轮间隙泄漏，从而改善涡轮机流动特性，增大涡轮对增压器压气机的驱动功率，增大发动机进气量，从而改进涡轮增压发动机的性能。

Description

出口台阶环

技术领域

本发明涉及废气涡轮增压发动机领域，特别是涉及一种出口台阶环。

背景技术

对于常规的增压器的涡轮部件，由于间隙内设有涡轮叶片，不仅不能够引导燃气气流膨胀做功，反而提供了一个渠道，让部份的高压燃气，由涡轮进口泻漏到处于低压的出口处，形成效率损失。

同时在各涡轮内各叶片间的燃气气流，也会因为加速及旋转的原因，形成高低压不均的流场。高压的气流会沿圆周方向经由间隙绕过叶尖往低压的流场流动，此种泄漏造成涡流，形成另一种效率损失。

由于第一类的泄漏气流影响，使得涡流向下游传播，至终与主流掺混。这些泄漏的气流，由于它们没有参与做功于叶片的全部过程，造成涡轮机输出轴功的降低。如果涡轮叶尖间隙过大，严重的话，会使压气机供气压力不足，进而使发动机性能减低，排放恶化。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种出口台阶环，能够抑制涡轮叶尖间隙的泄漏量，从而改善增压发动机性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种出口台阶环，包括：叶轮部件、压轮部件以及同轴连接两部件的中间部件，所述叶轮部件包括叶轮以及装配于叶轮外部的涡壳，所述叶轮与涡壳之间设有间隙，所述间隙内装配有叶片，所述涡壳内壁面上开设有一台阶环，所述台阶环与叶片的出口叶尖之间设有一间隙，所述台阶环的凸台高度小于等于所述间隙距离。

在本发明一个较佳实施例中，所述台阶环是在涡壳内壁面上加工形成。

在本发明一个较佳实施例中，所述台阶环是在涡壳内壁面上插入一衬套形成。

在本发明一个较佳实施例中，所述台阶环是在所述涡壳内壁面上设有一凹槽，所述凹槽内嵌入一胀圈环形成。

在本发明一个较佳实施例中，所述衬套通过螺丝或定位销固定。

在本发明一个较佳实施例中，所述胀圈环通过凹槽固定。

本发明的有益效果是：本发明出口台阶环通过改动涡壳内壁的壁面，改善涡轮间隙泄漏，从而改善涡轮机流动特性，增大涡轮对增压器压气机的驱动功率，增大发动机进气量，从而改进涡轮增压发动机的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明出口台阶环一较佳实施例的结构示意图；

图2是图1所示出口台阶环中A处的局部放大图；

附图中各部件的标记如下：1、压轮部件，2、中间部件，3、涡壳，4、叶轮，5、叶片，6、台阶环，7、间隙。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和图2，本发明实施例包括：

一种出口台阶环，包括：叶轮部件、压轮部件1以及同轴连接两部件的中间部件2，所述叶轮部件包括叶轮4以及装配于叶轮4外部的涡壳3。

所述叶轮4与涡壳3之间设有间隙7，所述间隙7内装配有叶片5，所述涡壳3内壁面上开设有一台阶环6，所述台阶环6与叶片5的出口叶尖之间设有一间隙7，所述台阶环6的凸台高度小于等于所述间隙7距离。

为了避免高速旋转的涡轮和静止的涡壳产生摩擦。所以它的量（即间隙7的大小）是和相关的转子总成、所配套轴承系统的设计、以及采用的加工工艺，都有关系。一般而言，间隙7的影响，在小型的涡轮增压器上，比大型的要显著。本发明就是针对已优化过的该间隙7距离。

通过模拟计算和实验数据来决定间隙7的距离，一般而言，间隙7距离越小越好，但必须考虑叶片5与之摩擦的可能性，所述台阶环6的凸台高度应小于等于所述间隙7距离。

台阶环6的加工方案包括以下几种：

1、所述台阶环6可通过机加工的方式加工形成。

2、所述台阶环6是在涡壳3内壁面上插入一衬套形成。所述衬套通过螺丝或定位销固定。

3、所述台阶环6是在所述涡壳3内壁面上设有一凹槽，所述凹槽内嵌入一胀圈环形成。所述胀圈环通过凹槽固定。

利用某一量产柴油增压发动机为试验平台，在原增压器基础上，根据本发明的结构，分别与原增压器做背对背负荷特性试验。试验过程中，取发动机高/中/低/怠速四个转速，每个转速上取高/中/低三个负荷点，共12个发动机工作点。

经实验表明，带台阶环6的发动机相比于原型设计，当其凸台高度与间隙7距离相等时，在12个工作点中的10个实现了扭矩提升，比油耗降低；比油耗最多降低2.5%。

本发明出口台阶环通过改动涡壳内壁的壁面，改善涡轮间隙泄漏，从而改善涡轮机流动特性，增大涡轮对增压器压气机的驱动功率，增大发动机进气量，从而改进涡轮增压发动机的性能。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种出口台阶环，其特征在于，包括：叶轮部件、压轮部件以及同轴连接两部件的中间部件，所述叶轮部件包括叶轮以及装配于叶轮外部的涡壳，所述叶轮与涡壳之间设有间隙，所述间隙内装配有叶片，所述涡壳内壁面上开设有一台阶环，所述台阶环与叶片的出口叶尖之间设有一间隙，所述台阶环的凸台高度小于等于所述间隙距离。

2.根据权利要求1所述的出口台阶环，其特征在于，所述台阶环是在涡壳内壁面上加工形成。

3.根据权利要求1所述的出口台阶环，其特征在于，所述台阶环是在涡壳内壁面上插入一衬套形成。

4.根据权利要求1所述的出口台阶环，其特征在于，所述台阶环是在所述涡壳内壁面上设有一凹槽，所述凹槽内嵌入一胀圈环形成。

5.根据权利要求3所述的出口台阶环，其特征在于，所述衬套通过螺丝或定位销固定。

6.根据权利要求4所述的出口台阶环，其特征在于，所述胀圈环通过凹槽固定。