出口臺階環(huán)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種出口臺階環(huán)，包括：葉輪部件、壓輪部件以及同軸連接兩部件的中間部件，所述葉輪部件包括葉輪以及裝配于葉輪外部的渦殼，所述葉輪與渦殼之間設(shè)有間隙，所述間隙內(nèi)裝配有葉片，所述渦殼內(nèi)壁面上開設(shè)有一臺階環(huán)，所述臺階環(huán)與葉片的出口葉尖之間設(shè)有一間隙，所述臺階環(huán)的凸臺高度小于等于所述間隙距離。通過上述方式，本發(fā)明能夠通過改動渦殼內(nèi)壁的壁面，改善渦輪間隙泄漏，從而改善渦輪機流動特性，增大渦輪對增壓器壓氣機的驅(qū)動功率，增大發(fā)動機進氣量，從而改進渦輪增壓發(fā)動機的性能。
【專利說明】出口臺階環(huán)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及廢氣渦輪增壓發(fā)動機領(lǐng)域，特別是涉及一種出口臺階環(huán)。
【背景技術(shù)】
[0002]對于常規(guī)的增壓器的渦輪部件，由于間隙內(nèi)設(shè)有渦輪葉片，不僅不能夠引導(dǎo)燃氣氣流膨脹做功，反而提供了一個渠道，讓部份的高壓燃氣，由渦輪進口瀉漏到處于低壓的出口處，形成效率損失。
[0003]同時在各渦輪內(nèi)各葉片間的燃氣氣流，也會因為加速及旋轉(zhuǎn)的原因，形成高低壓不均的流場。高壓的氣流會沿圓周方向經(jīng)由間隙繞過葉尖往低壓的流場流動，此種泄漏造成渦流，形成另一種效率損失。
[0004]由于第一類的泄漏氣流影響，使得渦流向下游傳播，至終與主流摻混。這些泄漏的氣流，由于它們沒有參與做功于葉片的全部過程，造成渦輪機輸出軸功的降低。如果渦輪葉尖間隙過大，嚴重的話，會使壓氣機供氣壓力不足，進而使發(fā)動機性能減低，排放惡化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種出口臺階環(huán)，能夠抑制渦輪葉尖間隙的泄漏量，從而改善增壓發(fā)動機性能。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是:提供一種出口臺階環(huán)，包括:葉輪部件、壓輪部件以及同軸連接兩部件的中間部件，所述葉輪部件包括葉輪以及裝配于葉輪外部的渦殼，所述葉輪與渦殼之間設(shè)有間隙，所述間隙內(nèi)裝配有葉片，所述渦殼內(nèi)壁面上開設(shè)有一臺階環(huán)，所述臺階環(huán)與葉片的出口葉尖之間設(shè)有一間隙，所述臺階環(huán)的凸臺高度小于等于所述間隙距離。
[0007]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述臺階環(huán)是在渦殼內(nèi)壁面上加工形成。
[0008]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述臺階環(huán)是在渦殼內(nèi)壁面上插入一襯套形成。
[0009]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述臺階環(huán)是在所述渦殼內(nèi)壁面上設(shè)有一凹槽，所述凹槽內(nèi)嵌入一脹圈環(huán)形成。
[0010]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述襯套通過螺絲或定位銷固定。
[0011]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述脹圈環(huán)通過凹槽固定。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明出口臺階環(huán)通過改動渦殼內(nèi)壁的壁面，改善渦輪間隙泄漏，從而改善渦輪機流動特性，增大渦輪對增壓器壓氣機的驅(qū)動功率，增大發(fā)動機進氣量，從而改進渦輪增壓發(fā)動機的性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中:
圖1是本發(fā)明出口臺階環(huán)一較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1所示出口臺階環(huán)中A處的局部放大圖；
附圖中各部件的標(biāo)記如下:1、壓輪部件，2、中間部件，3、渦殼，4、葉輪，5、葉片，6、臺階環(huán)，7、間隙。
【具體實施方式】
[0014]下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0015]請參閱圖1和圖2，本發(fā)明實施例包括:
一種出口臺階環(huán)，包括:葉輪部件、壓輪部件I以及同軸連接兩部件的中間部件2，所述葉輪部件包括葉輪4以及裝配于葉輪4外部的渦殼3。
[0016]所述葉輪4與渦殼3之間設(shè)有間隙7，所述間隙7內(nèi)裝配有葉片5，所述渦殼3內(nèi)壁面上開設(shè)有一臺階環(huán)6，所述臺階環(huán)6與葉片5的出口葉尖之間設(shè)有一間隙7，所述臺階環(huán)6的凸臺高度小于等于所述間隙7距離。
[0017]為了避免高速旋轉(zhuǎn)的渦輪和靜止的渦殼產(chǎn)生摩擦。所以它的量(即間隙7的大小)是和相關(guān)的轉(zhuǎn)子總成、所配套軸承系統(tǒng)的設(shè)計、以及采用的加工工藝，都有關(guān)系。一般而言，間隙7的影響，在小型的渦輪增壓器上，比大型的要顯著。本發(fā)明就是針對已優(yōu)化過的該間隙7距離。
[0018]通過模擬計算和實驗數(shù)據(jù)來決定間隙7的距離，一般而言，間隙7距離越小越好，但必須考慮葉片5與之摩擦的可能性，所述臺階環(huán)6的凸臺高度應(yīng)小于等于所述間隙7距離。
[0019]臺階環(huán)6的加工方案包括以下幾種:
1、所述臺階環(huán)6可通過機加工的方式加工形成。
[0020]2、所述臺階環(huán)6是在渦殼3內(nèi)壁面上插入一襯套形成。所述襯套通過螺絲或定位銷固定。
[0021]3、所述臺階環(huán)6是在所述渦殼3內(nèi)壁面上設(shè)有一凹槽，所述凹槽內(nèi)嵌入一脹圈環(huán)形成。所述脹圈環(huán)通過凹槽固定。
[0022]利用某一量產(chǎn)柴油增壓發(fā)動機為試驗平臺，在原增壓器基礎(chǔ)上，根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，分別與原增壓器做背對背負荷特性試驗。試驗過程中，取發(fā)動機高/中/低/怠速四個轉(zhuǎn)速，每個轉(zhuǎn)速上取高/中/低三個負荷點，共12個發(fā)動機工作點。
[0023]經(jīng)實驗表明，帶臺階環(huán)6的發(fā)動機相比于原型設(shè)計，當(dāng)其凸臺高度與間隙7距離相等時，在12個工作點中的10個實現(xiàn)了扭矩提升，比油耗降低；比油耗最多降低2.5%。
[0024]本發(fā)明出口臺階環(huán)通過改動渦殼內(nèi)壁的壁面，改善渦輪間隙泄漏，從而改善渦輪機流動特性，增大渦輪對增壓器壓氣機的驅(qū)動功率，增大發(fā)動機進氣量，從而改進渦輪增壓發(fā)動機的性能。
[0025]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種出口臺階環(huán)，其特征在于，包括:葉輪部件、壓輪部件以及同軸連接兩部件的中間部件，所述葉輪部件包括葉輪以及裝配于葉輪外部的渦殼，所述葉輪與渦殼之間設(shè)有間隙，所述間隙內(nèi)裝配有葉片，所述渦殼內(nèi)壁面上開設(shè)有一臺階環(huán)，所述臺階環(huán)與葉片的出口葉尖之間設(shè)有一間隙，所述臺階環(huán)的凸臺高度小于等于所述間隙距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的出口臺階環(huán)，其特征在于，所述臺階環(huán)是在渦殼內(nèi)壁面上加工形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的出口臺階環(huán)，其特征在于，所述臺階環(huán)是在渦殼內(nèi)壁面上插入一襯套形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的出口臺階環(huán)，其特征在于，所述臺階環(huán)是在所述渦殼內(nèi)壁面上設(shè)有一凹槽，所述凹槽內(nèi)嵌入一脹圈環(huán)形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的出口臺階環(huán)，其特征在于，所述襯套通過螺絲或定位銷固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的出口臺階環(huán)，其特征在于，所述脹圈環(huán)通過凹槽固定。
【文檔編號】F01D25/24GK103511002SQ201310518982
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】唐堯, 熊勁松 申請人:漢美綜合科技（常州）有限公司