本發(fā)明涉及一種用于渦輪增壓器的渦端結(jié)構(gòu)，尤其是一種將傳統(tǒng)的渦輪增壓器渦殼和渦后管路進(jìn)行一體化整合的渦端結(jié)構(gòu)，適用于對渦輪增壓器空間有特殊限定的應(yīng)用，包括但不限于兩級渦輪增壓器。

背景技術(shù)：

隨著發(fā)動機技術(shù)的更新，其對渦輪增壓器的要求越來越高，一方面要求渦輪增壓器占用的空間小，另一方面要求渦輪增壓器具有較高性能。

在一些特殊的渦輪增壓器應(yīng)用中，要求廢氣出口在較小的空間內(nèi)實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，傳統(tǒng)的渦輪增壓器渦殼出口再連接渦后管路的方式就具有一些不足，如系統(tǒng)零部件數(shù)量較多，要求的發(fā)動機安裝空間較大，具有較多的管路漏氣風(fēng)險。為了追求更加緊湊的系統(tǒng)布置，通過一體鑄造將渦后管路集成在渦殼上，使整個增壓器系統(tǒng)對于增壓器軸線方向上的空間需求更小，面對日益多樣化的空間需求，這樣的結(jié)構(gòu)有著一定的優(yōu)勢。

另外，現(xiàn)代渦輪增壓器大都具有旁通系統(tǒng)，可以對進(jìn)入渦殼進(jìn)口的部分氣體進(jìn)行部分旁通，以達(dá)到防超速、降低泵氣損失、優(yōu)化增壓器做功的作用。但是對于如上所述的一體化渦殼，其出口特征多為彎管，旁通閥系統(tǒng)不能通過傳統(tǒng)的渦殼出口進(jìn)行安裝，所以旁通系統(tǒng)的集成存在難點。另一方面，由于空間較小，增壓器渦殼出口的氣體與增壓器渦殼旁通氣體的混合也較難處理。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種用于渦輪增壓器的渦端結(jié)構(gòu)，解決了傳統(tǒng)渦殼空間占用大，旁通閥集成困難的問題，并且通過外部整流片對增壓器渦殼出口的氣體進(jìn)行整流，改善增壓器系統(tǒng)的整體性能。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種用于渦輪增壓器的渦端結(jié)構(gòu)，包括渦殼，其特征是：所述渦殼上設(shè)有用于連接發(fā)動機排氣歧管的渦輪進(jìn)口通道、渦輪排氣出口、渦殼排氣出口和渦后管道，渦后管道的兩端分別連接渦輪排氣出口和渦殼排氣出口；所述渦輪進(jìn)口通道和渦后管道之間設(shè)有渦殼旁通氣體通道，渦殼旁通氣體通道內(nèi)設(shè)有旁通閥系統(tǒng)；所述渦殼和渦后管道為整體鑄造結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述渦輪排氣出口與渦殼排氣出口呈夾角設(shè)置。

進(jìn)一步的，所述渦輪排氣出口與渦殼排氣出口呈90°角設(shè)置。

進(jìn)一步的，所述旁通閥系統(tǒng)包括設(shè)置在渦殼旁通氣體通道與渦輪進(jìn)口通道連通處的旁通閥閥孔，以及與旁通閥閥孔相配合的旁通閥閥體。

進(jìn)一步的，所述渦殼旁通氣體通道上設(shè)有渦殼堵蓋孔，渦殼堵蓋孔通過堵蓋整流片密封。

進(jìn)一步的，所述堵蓋整流片包括堵蓋和整流片，堵蓋與渦殼堵蓋孔配合；所述整流片設(shè)置在渦殼旁通氣體通道內(nèi)部，包括外壁和內(nèi)壁，外壁與渦殼排氣出口壁面齊平。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

（1）在充分利用渦殼與渦后管路集成帶來的優(yōu)勢的前提下（包括減少渦殼之間的連接件以及受載密封面，更加緊湊的空間布置），保證了增壓器系統(tǒng)的性能和可靠性。

（2）渦殼集成管路上的渦殼堵蓋孔可設(shè)計為傾斜結(jié)構(gòu)，不僅能夠滿足增壓器渦殼旁通閥閥孔的機加工，還能最大限度滿足增壓器渦殼旁通閥系統(tǒng)的安裝，特別是當(dāng)閥體結(jié)構(gòu)較長的情況下，很好的解決了因為集成化設(shè)計帶來的旁通閥系統(tǒng)安裝困難的問題。

（3）堵蓋整流片為整體鑄造結(jié)構(gòu)，也可以通過機加工的方式一體成型，其堵蓋可通過線或者面接觸的方式與渦殼堵蓋孔形成密封結(jié)構(gòu)，并通過螺栓、焊接或者沖壓使兩者結(jié)合，不僅能夠與增壓器渦殼堵蓋口配合起到渦端密封的作用，還能通過其上的整流片對增壓器渦輪后的氣體進(jìn)行整流，除了保證增壓器渦輪后的氣體能夠高效流通之外還能通過整流片形狀的改變來改善渦輪出氣口的氣體流動狀態(tài)、優(yōu)化增壓器旁通氣流的入射角從而改善旁通氣流和渦輪出氣口氣體的混合狀態(tài)，以減小氣體的流動損失，使得增壓器旁通氣體跟增壓器渦殼出口氣體混合更加均勻，減小流通損失，提高增壓器系統(tǒng)的整體性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述渦殼的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明所述渦殼的結(jié)構(gòu)示意圖（不帶堵蓋整流片和旁通閥閥體）。

圖3為本發(fā)明所述渦殼的結(jié)構(gòu)示意圖（不帶堵蓋整流片）。

圖4、圖5、圖6為本發(fā)明所述渦殼的剖視圖。

圖7、圖8為本發(fā)明所述堵蓋整流片的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1-圖8所示：所述用于渦輪增壓器的渦端結(jié)構(gòu)包括渦殼11、渦輪進(jìn)口通道110、渦殼旁通氣體通道111、渦輪排氣出口112、渦殼排氣出口113、渦后管道114、渦殼堵蓋孔11-1、旁通閥閥孔11-2、旁通閥系統(tǒng)3、旁通閥閥體31、堵蓋整流片41、整流片41-1、外壁41-2、堵蓋41-4、內(nèi)壁41-5等。

如圖1所示，本發(fā)明的述用于渦輪增壓器的渦端結(jié)構(gòu)，包括渦殼11，渦殼11為整體鑄造結(jié)構(gòu)；

如圖2-圖6所示，所述渦殼11上設(shè)有用于連接發(fā)動機排氣歧管的渦輪進(jìn)口通道110、渦輪排氣出口112、渦殼排氣出口113和渦后管道114，渦后管道114的兩端分別連接渦輪排氣出口112和渦殼排氣出口113；

如圖5-圖6所示，所述渦輪進(jìn)口通道110和渦后管道114之間設(shè)有渦殼旁通氣體通道111，渦殼旁通氣體通道111內(nèi)設(shè)有旁通閥系統(tǒng)3，所述旁通閥系統(tǒng)3包括設(shè)置在渦殼旁通氣體通道111與渦輪進(jìn)口通道110連通處的旁通閥閥孔11-2，以及與旁通閥閥孔11-2相配合的旁通閥閥體31；

如圖2-圖4所示，所述渦殼旁通氣體通道111上設(shè)有渦殼堵蓋孔11-1，渦殼堵蓋孔11-1通過堵蓋整流片41密封，通過渦殼堵蓋孔11-1對閥孔11-2進(jìn)行機加工及安裝閥體31完成旁通閥系統(tǒng)3的裝配安裝，所述渦殼堵蓋孔11-1可以設(shè)計成斜切結(jié)構(gòu)，為了滿足較長的閥體結(jié)構(gòu)的安裝；堵蓋整流片41可以通過螺栓、沖壓或者焊接的工藝最終完成渦輪殼裝配體的組裝；

如圖7所示，所述堵蓋整流片41包括堵蓋41-4和整流片41-1，堵蓋整流片41多為一體鑄造，也可通過切削加工而成；堵蓋41-4與渦殼堵蓋孔11-1配合，實現(xiàn)密封的作用，并且能夠承受渦殼內(nèi)的高溫高壓氣體帶來的影響；整流片41-1設(shè)置在渦殼旁通氣體通道111內(nèi)部，包括外壁41-2和內(nèi)壁41-5，外壁41-2用于改善渦輪排氣出口112氣體的流動狀態(tài)，外壁41-2與渦殼排氣出口113壁面齊平，不伸出渦殼旁通氣體通道111，盡可能通過減小裝配間隙以及改善整流片外壁41-2形狀來整流；整流片內(nèi)壁41-5用于改善渦殼旁通氣體通道111的氣體流動狀態(tài)，可控制旁通氣體相對于渦后管道114內(nèi)氣體的入射角度，盡可能減少氣體相互之間的影響。

具體的，當(dāng)旁通閥系統(tǒng)3關(guān)閉時，發(fā)動機排氣通過排氣歧管進(jìn)入渦殼進(jìn)氣通道110，驅(qū)動渦輪旋轉(zhuǎn)后，經(jīng)渦輪排氣出口112，在整流片外壁41-2的作用下，只有很少或者沒有氣體進(jìn)入渦殼旁通氣體通道111形成湍流，帶來能量損失；當(dāng)旁通閥系統(tǒng)3打開時，發(fā)動機排氣部分通過旁通閥閥孔11-2直接進(jìn)入渦殼旁通氣體通道111，在整流片內(nèi)壁41-5的作用下，渦殼旁通氣體通道111中的氣體以穩(wěn)定的流動狀態(tài)、較小的入射角與增壓器渦輪出口112內(nèi)的氣體相遇，并在渦后管道114內(nèi)混合，通過增壓器渦殼排氣出口113排出。

本發(fā)明的工作原理及工作過程：通過將渦后管路集成在渦殼11出口來減小增壓器安裝所需的整體尺寸，并且一定程度上提高了發(fā)動機的可靠性。為了進(jìn)一步改善增壓器渦殼排氣出口113氣體的流動狀態(tài)以及解決旁通閥系統(tǒng)3加工和安裝的問題，通過在渦殼11上開設(shè)一個斜切的渦殼堵蓋孔11-1來完成渦殼旁通閥閥孔11-2的加工以及旁通閥系統(tǒng)3的裝配；利用堵蓋整流片41與渦殼堵蓋孔11-1配合起到必要的密封作用，并且利用集成化的整流片41-1完成對渦后管道114和旁通閥氣體通道111中的氣體的整流作用，并且使增壓器渦殼排氣出口113內(nèi)的氣體盡可能均勻有效，降低湍流以及氣體沖撞帶來的能量損失，提高增壓器的整體效率。

具體的，由于增壓器渦輪殼11的殼體上設(shè)有連通渦輪進(jìn)氣口110與渦殼出口113的氣體流道，且在渦輪進(jìn)口通道110上安裝有用于控制氣體通道110內(nèi)氣體流量的旁通閥系統(tǒng)3，當(dāng)發(fā)動機處在低速及部分中速低負(fù)荷應(yīng)用工況下，所述的旁通閥系統(tǒng)3關(guān)閉，發(fā)動機排氣歧管的中的廢氣直接流經(jīng)渦輪，驅(qū)動渦輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動增壓器壓縮機工作，使得發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速時能夠獲得足夠的進(jìn)氣量來滿足扭矩及加速性能的需求；

當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高，增壓器壓縮機的出口壓力達(dá)到了預(yù)設(shè)的限值，此時旁通閥系統(tǒng)3打開，由于渦輪膨脹做功，渦輪前壓力高于渦輪后壓力，此時發(fā)動機排出的廢氣部分會通過渦殼旁通氣體通道111直接與所述渦輪排氣口112內(nèi)氣體匯合，流經(jīng)增壓器渦后管道114排出，此時只有一部分氣體流經(jīng)增壓器渦輪，驅(qū)動渦輪旋轉(zhuǎn)帶動增壓器壓縮機工作，降低了進(jìn)氣通道110內(nèi)的氣體壓力，既滿足了中高速的進(jìn)氣需求，又減小了發(fā)動機系統(tǒng)在發(fā)動機高速時的泵氣損失。