一种进口截面可变离心压气机的制作方法

本发明属于涡轮增压，具体涉及一种进口截面可变离心压气机。

背景技术：

1、车用涡轮增压器往往面临小流量工况下压气机喘振裕度不足的工程难题。常规压气机为固定几何结构，压气机有效工况范围介于大流量阻塞特性线及小流量侧喘振特性线之间。当压气机在大流量工况取得较好效率时，往往在小流量工况已经逼近甚至超出喘振线。尤其是当发动机工作在高原环境时，压气机运行线向小流量侧偏移，喘振裕度不足的问题更为凸显。研究表明，调整压气机进口截面积能够改变压气机的流通特性，当压气机进口面积变小时喘振线向小流量方向移动，喘振裕度能够得到明显提升。目前调节压气机进口面积多为挡板式结构，无法满足进口截面连续可调的功能，对压气机性能的调整相对简单。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、本发明要解决的技术问题是如何提供一种进口截面可变离心压气机，以解决目前调节压气机进口面积多为挡板式结构，无法满足进口截面连续可调的功能，对压气机性能的调整相对简单的问题。

3、(二)技术方案

4、为了解决上述技术问题，本发明提出一种进口截面可变离心压气机，该压气机包括：离心压气机(1)、进口管路(2)、截面调节机构(3)和驱动机构(4)；所述进口管路(2)连接在离心压气机(1)前端，截面调节机构(3)安装于进口管路内部，通过驱动机构(4)调节截面调节机构(3)中叶片的转动角度，达到控制压气机进口截面的目的；

5、进口管路(2)内部设置安装固定结构，包括安装台(5)、挡圈(6)和卡环(7)；安装台(5)设置在进口管路(2)内，用于放置截面调节机构(3)，挡圈(6)用于压紧截面调节机构(3)同时有导气作用，防止进气冲击截面调节机构(3)中的固定环(9)造成损失，卡环(7)位于挡圈(6)上方，用于卡住挡圈(6)，用于固定整体结构位置；

6、截面调节机构(3)由若干调节叶片(8)和固定环(9)组成，在固定环(9)上均布多个连接轴，调节叶片(8)底端安装在固定环(9)下方并与连接轴连接，能绕连接轴转动，调节叶片(8)依次排列围成周边均封闭、只有底端开口的类半球型结构，工作时气流通过底端开口截面流通，此时底端开口截面面积为进口管路的有效流通面积，即压气机有效进口面积。

7、进一步地，安装台(5)设置在进口管路(2)的中部或中下部。

8、进一步地，调节叶片(8)为弧形叶片，叶片依次堆叠排列安装于固定环(9)上，所有叶片依次堆叠排列，所有叶片开度位置均一致，能精确控制开口截面大小。

9、进一步地，调节叶片(8)中有若干叶片为设置调控结构的控制叶片(10)，控制叶片(10)上设置控制导杆，间隔若干调节叶片(8)布置与驱动机构(4)相连接，以便从不同方向和位置向其他调节叶片施力，通过受驱动机构控制开度并传递受力给其他调节叶片(8)，以控制截面调节机构整体开度并保证开度调节顺畅。

10、进一步地，控制导杆设置在控制叶片(10)中部。

11、进一步地，通过调节叶片(8)转动角度大小，实现顶端开口截面面积可连续调节的功能。

12、进一步地，通过调整叶片形状使进口截面调节范围为进口截面0～100％。

13、进一步地，调节叶片(8)为8～16个。

14、进一步地，驱动机构(4)能连续调节，以实现控制叶片任意开度的功能。

15、进一步地，调节叶片围成截面小时压气机喘振特性向小流量方向偏移，喘振裕度拓宽；叶片围成截面大时适应大流量工况。

16、(三)有益效果

17、本发明提出一种进口截面可变离心压气机，相对于现有技术，本发明所述的一种进口截面可变离心压气机具有以下优势：

18、(1)本发明一种进口截面可变离心压气机，可通过截面调节机构中叶片开度状态改变压气机的流通特性。叶片围成截面小时压气机喘振特性向小流量方向偏移，喘振裕度拓宽；叶片围成截面大时适应大流量工况。通过控制截面调节机构中叶片开度改变压气机进口面积，大幅提高压气机的喘振裕度和适应性。

19、(2)本发明一种进口截面可变离心压气机，截面调节机构可实现进口截面大小自由连续调节，可满足0～100％进口截面中任意开度，结构简单、控制容易、可靠性好，整体结构集成度高。

技术特征：

1.一种进口截面可变离心压气机，其特征在于，该压气机包括：离心压气机(1)、进口管路(2)、截面调节机构(3)和驱动机构(4)；所述进口管路(2)连接在离心压气机(1)前端，截面调节机构(3)安装于进口管路内部，通过驱动机构(4)调节截面调节机构(3)中叶片的转动角度，达到控制压气机进口截面的目的；

2.如权利要求1所述的进口截面可变离心压气机，其特征在于，安装台(5)设置在进口管路(2)的中部或中下部。

3.如权利要求1所述的进口截面可变离心压气机，其特征在于，调节叶片(8)为弧形叶片，叶片依次堆叠排列安装于固定环(9)上，所有叶片依次堆叠排列，所有叶片开度位置均一致，能精确控制开口截面大小。

4.如权利要求3所述的进口截面可变离心压气机，其特征在于，调节叶片(8)中有若干叶片为设置调控结构的控制叶片(10)，控制叶片(10)上设置控制导杆，间隔若干调节叶片(8)布置与驱动机构(4)相连接，以便从不同方向和位置向其他调节叶片施力，通过受驱动机构控制开度并传递受力给其他调节叶片(8)，以控制截面调节机构整体开度并保证开度调节顺畅。

5.如权利要求4所述的进口截面可变离心压气机，其特征在于，控制导杆设置在控制叶片(10)中部。

6.如权利要求4所述的进口截面可变离心压气机，其特征在于，通过调节叶片(8)转动角度大小，实现顶端开口截面面积可连续调节的功能。

7.如权利要求4所述的进口截面可变离心压气机，其特征在于，通过调整叶片形状使进口截面调节范围为进口截面0～100％。

8.如权利要求4所述的进口截面可变离心压气机，其特征在于，调节叶片(8)为8～16个。

9.如权利要求1所述的进口截面可变离心压气机，其特征在于，驱动机构(4)能连续调节，以实现控制叶片任意开度的功能。

10.如权利要求1-9任一项所述的进口截面可变离心压气机，其特征在于，调节叶片围成截面小时压气机喘振特性向小流量方向偏移，喘振裕度拓宽；叶片围成截面大时适应大流量工况。

技术总结
本发明涉及一种进口截面可变离心压气机，属于涡轮增压技术领域。本发明包括离心压气机、进口管路、截面调节机构、驱动机构。进口管路连接在离心压气机前端，管路内部设置安装固定结构，截面调节机构安装于进口管路内部，截面调节机构由若干可调叶片和固定环组成，叶片底端安装在固定环上并可绕连接轴转动，可调叶片依次排列围成周边均封闭、只有顶端开口的类半球型结构，这时此顶端开口面积为进口管路的有效流通面积，即压气机进口面积。通过驱动机构调节叶片的转动角度，可控制叶片围成的类半球型顶端开口面积本发明可应用于车用涡轮增压器、电动增压器等，通过改变进口面积，拓宽压气机的工作范围。

技术研发人员：刘欣源,丁占铭,王晓峰,佟鼎,林森,王宪磊,张子磊,赵洋
受保护的技术使用者：中国北方发动机研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15