一种排气整流装置、两级增压器及发动机总成的制作方法

1.本实用新型涉及排气整流技术领域，尤其涉及一种排气整流装置、两级增压器及发动机总成。


背景技术：

2.两级增压器的高压级增压器的涡轮机出气口和低压级增压器的涡轮机进气口通过管道连通。由于涡轮的旋转，高压级增压器的涡轮机出气口的气流也是螺旋流出的，高压增压器的涡轮机排出的气流在进入到低压级增压器的涡轮机中时，气流会发生边界层分离现象，造成排气流动损失增大，一部分排气能量转换为热能，降低了低压级增压器的热效率。
3.因此，亟需一种排气整流装置，用于连接两级增压器，以解决上述技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提出一种排气整流装置、两级增压器及发动机总成，能够降低低压级增压器的排气流动损失，提高低压级增压器的热效率。
5.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种排气整流装置，包括整流弯管，所述整流弯管包括折弯段，所述折弯段的进气口用于连接两级增压器中高压级增压器的涡轮机出气口，所述折弯段的出气口用于连接所述两级增压器中低压级增压器的涡轮机进气口；所述折弯段横截面为椭圆形，所述椭圆形的长轴垂直于所述折弯段的中心轴线所在平面。
7.作为上述排气整流装置的一种优选技术方案，沿所述折弯段内的气体流动方向，所述横截面的长轴长度先增大后减小。
8.作为上述排气整流装置的一种优选技术方案，沿所述折弯段内的气体流动方向，所述横截面的短轴长度逐渐减小。
9.作为上述排气整流装置的一种优选技术方案，还包括：
10.挡板，设于所述折弯段内，所述挡板垂直于所述折弯段的中心轴线所在平面，且沿所述折弯段的轴向延伸。
11.作为上述排气整流装置的一种优选技术方案，所述挡板将所述折弯段的内腔分为位于所述折弯段弯曲内侧的内侧流道，及位于所述折弯段弯曲外侧的外侧流道。
12.作为上述排气整流装置的一种优选技术方案，所述挡板与所述折弯段一体成型。
13.作为上述排气整流装置的一种优选技术方案，所述折弯段为90
°
弯管。
14.作为上述排气整流装置的一种优选技术方案，所述折弯段的进气口连接有进气段，所述折弯段的出气口连接有出气段，所述进气段、所述折弯段和所述出气段一体成型。
15.本实用新型还提供了一种两级增压器，包括低压级增压器、高压级增压器及上述任一方案所述的排气整流装置；
16.所述折弯段的进气口与所述低压级增压器的涡轮机出气口连通，所述折弯段的出
气口与所述高压级增压器的进气口连通。
17.本实用新型还提供了一种发动机，包括上述的两级增压器。
18.有益效果：
19.本实用新型提供的排气整流装置，通过整流弯管连接高压级增压器的涡轮机出气口与低压级增压器的涡轮机进气口，将折弯段横截面设置为椭圆形，并使椭圆形的长轴垂直于折弯段的中心轴线所在平面，实现折弯段为扁管结构，减小了折弯段弯曲位置处的离心力梯度，减小气流往外甩的程度，降低折弯段弯曲位置处的内外流速差，减小气流发生边界层分离现象的严重程度，提高了气流的稳定性，降低了能量损失。
20.本实用新型还提供了一种两级增压器及发动机总成，两级增压器包括上述的排气整流装置，利用上述排气整流装置连接高压级增压器的涡轮机出气口与低压级增压器的涡轮机进气口，降低高压级增压器的涡轮机出气口与低压级增压器的涡轮机进气口之间的流动损失，提高低压级增压器的热效率。
附图说明
21.图1是本实用新型具体实施方式提供的排气整流装置的剖视图。
22.图中：
23.1、折弯段；2、进气段；3、出气段；4、挡板；5、内侧流道；6、外侧流道。
具体实施方式
24.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
25.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
27.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
28.如图1所示，本实施例提供了一种排气整流装置、两级增压器及发动机总成，其中，发动机总成包括上述的两级增压器和发动机，两级增压器包括高压级增压器、低压级增压器和排气整流装置，高压级增压器的涡轮机出气口通过排气整流装置与低压级增压器的涡
轮机出气口连通，以利用排气整流装置连接两级增压器。
29.上述排气整流装置包括整流弯管，整流弯管包括依次相连的进气段2、折弯段1和出气段3，折弯段1的进气口通过进气段2连接于高压级增压器的涡轮机出气口，折弯段1的出气口通过出气段3连接于低压级增压器的涡轮机出气口。
30.由于高压级增压器的涡轮机出气口和低压级增压器的进气口的空间布置限制，上述整流弯管采用90
°
弯管，在将使用上述排气整流装置的两级增压器安装于发动机上时，进气段2的中心轴线大致水平设置，出气段3的中心轴线大致竖直设置，进气段2高于出气段3。进气段2的结构根据高压级增压器的涡轮机出气口结构确定，出气段3的结构根据低压级增压器的涡轮机出气口结构确定，在此不再详细赘叙。需要说明的是，图中进气段2和出气段3的结构仅为示意，并不一定表示实际的进气段2和出气段3结构。
31.进一步地，折弯段1内设有挡板4，挡板4垂直于折弯段1的中心轴线所在平面，且沿折弯段1的轴向延伸。通过设置上述挡板4，可以降低挡板4两侧的气流的雷诺数，平顺高压级增压器的涡轮机出气口排出的旋转气流，降低挡板4两侧的气体之间的流速差，降低气流能量损失。
32.进一步地，挡板4将折弯段1的内腔分为两个流道，两个流道分别为位于折弯段1弯曲内侧的内侧流道5，及位于折弯段1弯曲外侧的外侧流道6。基于发动机上安装的两级增压器的空间布置，要求外侧流道6高于内侧流道5。通过设置挡板4，不仅可以降低内侧流道5内的气体流速，还可以降低外侧流道6内的气体流速，同时还能降低内侧流道5内的气体和外侧流道6内的气体之间的流速差。
33.进一步地，为了简化加工，提高折弯段1和挡板4连接位置处的稳定性，本实施例中，挡板4与折弯段1一体成型。
34.进一步地，进气段2、折弯段1和出气段3一体成型。优选地，进气段2、折弯段1和出气段3采用铸造的方式一体成型，简化加工工艺。
35.进一步地，折弯段1的横截面为椭圆形，椭圆形的长轴垂直于折弯段1的中心轴线所在平面。采用上述设置，实现折弯段1为扁管结构，减小了折弯段1弯曲位置处的离心力梯度，减小气流往外甩的程度，降低折弯段1弯曲位置处的内外流速差，减小气流发生边界层分离现象的严重程度，提高了气流的稳定性，降低了能量损失。
36.进一步地，沿折弯段1内的气体流动方向，上述横截面的长轴长度先增大后减小，上述横截面的短轴长度逐渐减小，实现折弯段1为变截面的扁管结构，再配合挡板4的设计，不仅可以减小折弯段1弯曲位置处的离心力梯度，减小气流往外甩的程度，还可以进一步地减小内侧流道5及外侧流道6内的气体流速，同时降低内侧流道5内的气体和外侧流道6内的气体之间的流速差。
37.本实施例提供的排气整流装置，通过设置挡板4及将折弯段1采用变截面的扁管结构，都可以降低折弯段1内外的流速差，减小气流发生边界层分离现象的严重程度，提高了气流的稳定性，降低了能量损失；上述排气整流装置结构简单，无需任何电控结构，可靠性高；体积小、重量轻，在应用于无需改变两级增压器的空间布置，完全按照现有的两级增压器布置即可，成本较低。
38.本实施例提供的两级增压器，通过采用上述排气整流装置，利用上述排气整流装置连接高压级增压器的涡轮机出气口与低压级增压器的涡轮机进气口，降低高压级增压器
的涡轮机出气口与低压级增压器的涡轮机进气口之间的流动损失，提高低压级增压器的热效率。
39.以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。