一种固定喷嘴环及双流道增压器的制作方法

本发明涉及涡轮增压器，尤其是指一种固定喷嘴环及双流道增压器。

背景技术：

1、涡轮增压器可以通过发动机废气推动涡轮做功，输出功率带动同轴的压叶轮，使内燃机获得更大的进气压力。增压器涡轮壳流道主要通过螺旋流道改变排气歧管的废气运动轨迹，为涡轮提供进入气体的速度初场。希望通过涡壳和涡轮的匹配使涡轮具有可以达到初始设计的入射角度，但是涡壳能够提供的入射角度具有局限性，往往不能满足初始设计要求，从而在进入涡轮时产生效率损失。

2、现有的喷嘴环多来自vnt(variable nozzle turbine)结构，通过电控系统调节导叶，结构复杂、成本高、可靠性下降。且多用于单流道，双流道及非对称流道的固定喷嘴环装置很少。固定喷嘴环装置的导叶分布于隔板两侧，给涡壳出口气体速度方向予以调整。喷嘴环由于存在多个导叶，涡轮每通过一个导叶会形成一次激励，因此在与导叶数量相同的order（代表与转速相关的基频）上，即order n激励值会增大。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种固定喷嘴环及双流道增压器，所要解决的技术问题在于克服现有技术中由于增加固定喷嘴所带来的激励而产生的疲劳风险，通过在环形隔板两侧设置两组均匀交错分布的导叶组，能够有效降低涡壳入口的激励。

2、按照本发明的技术方案，本发明提供一种固定喷嘴环，设于涡轮壳内，所述涡轮壳包括涡壳入口、涡壳出口、相对于所述涡壳出口设置的增压端以及设于所述涡壳入口和所述涡壳出口之间的流道，所述固定喷嘴环包括：

3、环形隔板，所述环形隔板包括相对设置的第一端面和第二端面，所述第一端面靠近所述涡壳出口侧，所述第二端面靠近所述增压端侧；

4、第一导叶组，包括沿所述环形隔板中心线均匀分布于所述第一端面的第一叶片；

5、第二导叶组，包括沿所述环形隔板中心线均匀分布于所述第二端面的第二叶片；

6、其中，所述第一导叶组与所述第二导叶组交错分布。

7、在本发明的一种实施方式中，每个所述第一叶片和每个所述第二叶片呈弧形，每个所述第一叶片的起始端和每个所述第二叶片的起始端位于第一节圆上，每个所述第一叶片的终止端和每个所述第二叶片的终止端位于第二节圆上，每个所述第一叶片和每个所述第二叶片的弧长、弦长、入口角度和出口角度均相等。

8、在本发明的一种实施方式中，每个所述第一叶片的起始端在所述第二端面上的投影位于第一圆弧中心处，所述第一圆弧为相邻两个所述第二叶片起始端为两端且位于所述第二节圆上的圆弧；

9、每个所述第二叶片的起始端在所述第一端面上的投影位于第二圆弧中心处，所述第二圆弧为相邻两个所述第一叶片起始端为两端且位于所述第一节圆上的圆弧。

10、在本发明的一种实施方式中，所述第一叶片的数量和所述第二叶片相等。

11、在本发明的一种实施方式中，每个所述第一叶片中心处位于第三节圆上，每个所述第二叶片的起始端在所述第一端面上的投影与凹向叶片中心处距离是第三圆弧弧长的0.2~0.8倍，所述凹向叶片为相邻的两个所述第一叶片中，圆弧凹向朝向每个所述第二叶片的起始端在所述第一端面上的投影的一个，所述第三圆弧为以相邻两个所述第一叶片中心处为两端且位于所述第三节圆上的圆弧。

12、在本发明的一种实施方式中，所述第一叶片延伸于所述第一端面上的高度是所述第二叶片延伸于所述第二端面上的高度的0.5~1倍。

13、在本发明的一种实施方式中，所述第一叶片的数量和所述第二叶片的数量在9~15。

14、在本发明的一种实施方式中，还包括连接于所述涡壳出口处的连接盘，第一导叶组设于所述环形隔板与所述连接盘之间

15、本发明还提供包括所述的固定喷嘴环的双流道增压器。

16、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

17、本发明所述的一种固定喷嘴环，使气流经过喷嘴环后可以达到初始设计的角度，减流动损失，提高效率，在环形隔板两侧分别设置两组均匀交错分布的第一导叶组和第二导叶组，可以使对称流道的涡轮受到的压力更均匀；通过两侧交错分布设置的导叶组，激励突增的工作阶数由一组导叶组中叶片的数量变为两组导叶组中叶片数量之和，该工作阶数对应的应力幅值明显降低（对应的入口激励的幅值可降低30%以上），有效降低涡壳出口的激励。本发明也可以用于非对称流道，针对两侧不同的气体调整对应的导叶高度，提高了性能。

技术特征：

1.一种固定喷嘴环，设于涡轮壳（200）内，所述涡轮壳（200）包括涡壳入口（210）、涡壳出口（220）、相对于所述涡壳出口（220）设置的增压端（230）以及设于所述涡壳入口（210）和所述涡壳出口（220）之间的流道（240），其特征在于，所述固定喷嘴环（100）包括：

2.根据权利要求1所述的一种固定喷嘴环，其特征在于，每个所述第一叶片（121a）和每个所述第二叶片（121b）呈弧形，每个所述第一叶片（121a）的起始端和每个所述第二叶片（121b）的起始端位于第一节圆（300a）上，每个所述第一叶片（121a）的终止端和每个所述第二叶片（121b）的终止端位于第二节圆（300b）上，每个所述第一叶片（121a）和每个所述第二叶片（121b）的弧长、弦长、入口角度和出口角度均相等。

3.根据权利要求2所述的一种固定喷嘴环，其特征在于，每个所述第一叶片（121a）的起始端在所述第二端面（111b）上的投影位于第一圆弧（a）中心处，所述第一圆弧（a）为相邻两个所述第二叶片（121b）起始端为两端且位于所述第二节圆（300b）上的圆弧；

4.根据权利要求3所述的一种固定喷嘴环，其特征在于，所述第一叶片（121a）的数量和所述第二叶片（121b）的数量相等。

5.根据权利要求2所述的一种固定喷嘴环，其特征在于，每个所述第一叶片（121a）中心处位于第三节圆（300c）上，每个所述第二叶片（121b）的起始端在所述第一端面（111a）上的投影与凹向叶片中心处距离是第三圆弧（c）弧长的0.2~0.8倍，所述凹向叶片为相邻的两个所述第一叶片（121a）中，圆弧凹向朝向每个所述第二叶片（121b）的起始端在所述第一端面（111a）上的投影的一个，所述第三圆弧（c）为以相邻两个所述第一叶片（121a）中心处为两端且位于所述第三节圆（300c）上的圆弧。

6.根据权利要求1-3任一项所述的一种固定喷嘴环，其特征在于，所述第一叶片（121a）延伸于所述第一端面（111a）上的高度是所述第二叶片（121b）延伸于所述第二端面（111b）上的高度的0.5~1倍。

7.根据权利要求1所述的一种固定喷嘴环，其特征在于，所述第一叶片（121a）的数量和所述第二叶片（121b）的数量在9~15。

8.根据权利要求1所述的一种固定喷嘴环，其特征在于，还包括连接于所述涡壳出口（220）处的连接盘（130），第一导叶组（120a）设于所述环形隔板（110）与所述连接盘（130）之间。

9.一种双流道增压器，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的固定喷嘴环（100）。

技术总结
本发明涉及一种固定喷嘴环及双流道增压器。本发明的固定喷嘴环设于涡轮壳内，所述涡轮壳包括涡壳入口、涡壳出口、相对于所述涡壳出口设置的增压端以及设于所述涡壳入口和所述涡壳出口之间的流道，所述固定喷嘴环包括：环形隔板，所述环形隔板包括相对设置的第一端面和第二端面，所述第一端面靠近所述涡壳出口侧，所述第二端面靠近所述增压端侧；第一导叶组，包括沿所述环形隔板中心线均匀分布于所述第一端面的第一叶片；第二导叶组，包括沿所述环形隔板中心线均匀分布于所述第二端面的第二叶片；其中，所述第一导叶组与所述第二导叶组交错分布。本发明可以使对称流道的涡轮受到的压力更均匀，有效降低涡壳出口的激励。

技术研发人员：张海佳,余国胜,张明珠,王宏博,蒋荔荔
受保护的技术使用者：无锡威孚高科技集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15