具有旋轉式自適應變幾何有葉擴壓器的離心壓氣機的製作方法

2023-07-11 10:34:16 1

本發明屬於渦輪增壓技術領域，特別地，涉及一種具有旋轉式自適應變幾何有葉擴壓器的離心壓氣機。

背景技術：

離心壓氣機的葉輪出口氣流具有的動能較大，有葉擴壓器可以將動能轉化為壓力能，以便進一步提高空氣壓力。有葉擴壓器通常根據壓氣機的設計工況點進行設計，但是在非設計工況點，由於葉輪出口氣流條件發生變化，如果不改變有葉擴壓器的幾何參數，效率將明顯降低。因此需要根據壓氣機的工況需求來設計變幾何有葉擴壓器。

現有的變幾何有葉擴壓器常採用主動控制方式，該方式需要通過複雜的機械結構以調節擴壓器葉片角度，由於葉片調節機構過於複雜，往往需要較大空間，且瞬態變化時響應較慢，無法有效提高擴壓器效率。

技術實現要素：

為了克服現有變幾何有葉擴壓器的諸多缺點，本發明提供了一種具有旋轉式自適應變幾何有葉擴壓器的離心壓氣機，包括蝸殼1、端壁8、氣道3、擴壓器葉片2、壓氣機葉片5、葉輪6，所述離心壓氣機還包括擴壓器盤4，所述擴壓器葉片2固接在所述擴壓器盤4上；所述蝸殼1的端壁8上設置有凹槽7，所述擴壓器盤4嵌入所述凹槽7內；所述擴壓器盤4與所述蝸殼1的端壁8設置成分離的形式。

優選地，所述擴壓器葉片2的數量、形狀、安裝角均由離心壓氣機的設計工況點決定。

優選地，在非設計工況點時，葉輪6出口氣流對擴壓器葉片2產生側向作用力，使得擴壓器盤4帶動擴壓器葉片2自適應旋轉，並依靠擴壓器盤4與蝸殼1的端壁8之間的摩擦力矩以平衡所述側向作用力產生的力矩。

優選地，通過擴壓器盤4發生的自適應旋轉，改變葉輪6出口氣流與擴壓器葉片2的相對角度，產生變幾何效果。

本發明的有益效果為：

1、可以根據葉輪出口氣流的具體工況，通過擴壓器盤的自適應旋轉，改變氣流與擴壓器葉片的相對角度，解決了普通離心壓氣機在非設計工況點下幾何參數無法根據實際工況需求改變的問題，實現擴壓器效率的提高；

2、與傳統採用主動控制方式調節葉片角度的有葉擴壓器相比，本發明的擴壓器葉片與蝸殼分離，結構更加簡單，不佔用多餘空間；

3、工作時在蝸殼內可隨著工況的改變立即產生合適的旋轉，瞬態響應好；

4、擴壓器盤與蝸殼分開加工，既降低了製造難度也有利於提高擴壓器葉形精度。

附圖說明

圖1為本發明的離心壓氣機的結構示意圖；

圖2為本發明的離心壓氣機的擴壓器的結構示意圖；

圖3為本發明的離心壓氣機的擴壓器與蝸殼裝配示意圖；

附圖標記說明如下：

1—蝸殼，2—擴壓器葉片，3—氣道，4—擴壓器盤，5—壓氣機葉片，6—葉輪，7—凹槽，8—端壁。

具體實施方式

為使本發明實施的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行更加詳細的描述。所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。下面結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明。

如圖1所示，本發明的離心壓氣機，包括蝸殼1、端壁8、氣道3、擴壓器葉片2、壓氣機葉片5、葉輪6。

如圖2和3所示，本發明改變了傳統擴壓器葉片2與蝸殼1的端壁8直接固連的方式，新設置了擴壓器盤4，擴壓器葉片2數量為18個，均固接在所述擴壓器盤4上。

應當意識到，上述有關數量的設置僅為示例，不應當理解為對本發明的限制。

蝸殼1的端壁8上設置有凹槽7，所述擴壓器盤4嵌入所述凹槽7內，且與蝸殼1的端壁8設置成分離的形式。

擴壓器葉片2的數量、形狀、安裝角等均由離心壓氣機的設計工況點決定。

在非設計工況點時，葉輪6出口氣流會對擴壓器葉片2產生側向作用力，使得擴壓器盤4帶動擴壓器葉片2自適應旋轉，並依靠擴壓器盤4與蝸殼1的端壁8之間的摩擦力矩來平衡所述側向作用力產生的力矩。

由此，使得在非設計工況點時，通過擴壓器盤4發生自適應旋轉，改變葉輪6出口氣流與擴壓器葉片2的相對角度，產生變幾何效果，提高非設計工況點擴壓器的效率，進而提高壓氣機在非設計工況點的效率。

最後需要指出的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制。儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。