一种导流环及压气机的制作方法

1.本发明涉及发动机的技术领域，特别涉及一种导流环及压气机。


背景技术：

2.现有技术方案将压气机导流环间隙都限定在了一个固定的范围1.0-6.5mm 内，当压气机尺寸过大或过小导流环间隙在1.0mm-6.5mm内的降噪效果将不再理想，需要根据压气机尺寸的大小相应比例的调制导流环间隙值；并且需要借助于额外的附属件安装固定导流环，进而增加了零部件的数量。


技术实现要素：

3.本发明公开了一种导流环及压气机，用于降低导流环的噪音。
4.为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
5.第一方面，本发明提供的一种导流环，包括：本体，所述本体具有进气口和与所述进气口轴线重合的出气口，所述进气口和所述出气口连通以形成气体通道，所述气体通道形成有进气面，沿所述进气口至所述出气口的方向所述进气面的直径逐渐变小，所述进气面包括第一弧形面和与所述第一弧形面连接的第一平面，所述第一弧形面朝向所述进气口方向凸起；
6.所述本体背离所述进气面的一侧形成有弧形槽；所述弧形槽的槽底面朝向所述进气面凸起；
7.所述槽底面与所述进气面通过圆弧面过渡连接。
8.通过对导流环的进气面的形状进行改进，也就是由进气口至出气口方向、进气面的直径逐渐变小，当气体进入气体通道时实现圆滑过渡曲面；并且在本体背离进气面的一侧形成有弧形槽，弧形槽的槽底面朝向进气面凸起，槽底面和进气面通过圆弧面过渡连接，由进气口进入的气体流经气体通道将从出气口流出，但是也会有小部分气体通过槽底面和进气面之间的圆弧面进入弧形槽内，通过优化导流环的进气面和弧形槽局部流道的改进，改变高频气动噪声的辐射路径，实现高频气动噪声的抑制。
9.可选地，所述弧形槽的槽底面包括第二弧形面和第二平面；
10.所述第二平面的一端与所述圆弧面连接，所述第二平面的另一端与所述第二弧形面连接。
11.可选地，所述进气面还包括与所述第一弧形面连接的第三平面，所述第三平面所在平面与所述进气口的轴线垂直。
12.可选地，所述本体背离所述气体通道的一侧形成有外侧面；
13.沿所述进气口至所述出气口的方向所述外侧面的距离逐渐减小。
14.可选地，所述外侧面与所述第二弧形面通过第四平面连接，所述第四平面与所述进气口所在平面平行。
15.可选地，所述第四平面的高度大于3mm。
16.可选地，所述外侧面的球心角为大于等于2
°
小于等于10
°
。
17.可选地，所述第一平面的球心角大于等于60
°
小于等于90
°
。
18.可选地，所述第二平面的球心角大于等于90
°
小于等于180
°
。
19.第二方面，本发明提供的一种压气机，包括：壳体和所述第一方面任一项所述的导流环，所述壳体与所述导流环过盈配合；
20.所述导流环的外侧面和第四平面均与所述壳体接触。
附图说明
21.图1为本发明实施例提供的一种压气机的剖视图；
22.图2为本发明实施例提供的图1中x区域的局部放大图；
23.图3为本发明实施例提供的一种压气机的剖视图；
24.图4为本发明实施例提供的导流环的结构设计图。
25.图标：1-本体；11-进气口；12-出气口；13-进气面；131-第一弧形面；132
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第一平面；133-第三平面；14-弧形槽；141-第二弧形面；142-第二平面；15
‑ꢀ
圆弧面；16-外侧面；17-第四平面；2-壳体；21-叶轮。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.关于本发明实施例提供的导流环为一个实体的圆环，如图1所示，本发明实施例提供了一种导流环，包括：本体1，本体1具有进气口11和与进气口11轴线重合的出气口12，进气口11和出气口12连通以形成气体通道，气体通道形成有进气面13，沿进气口11至出气口12的方向进气面13的直径逐渐变小，进气面13包括第一弧形面131和与第一弧形面131连接的第一平面132，第一弧形面131朝向进气口11方向凸起；本体1背离进气面13的一侧形成有弧形槽14；弧形槽14的槽底面朝向进气面13凸起；槽底面与进气面13通过圆弧面15过渡连接。
28.通过对导流环的进气面13的形状进行改进，也就是由进气口11至出气口 12方向、进气面13的直径逐渐变小，当气体进入气体通道时实现圆滑过渡曲面；并且在本体1背离进气面13的一侧形成有弧形槽14，弧形槽14的槽底面朝向进气面13凸起，槽底面和进气面13通过圆弧面15过渡连接，由进气口 11进入的气体流经气体通道将从出气口12流出，但是也会有小部分气体通过槽底面和进气面13之间的圆弧面15进入弧形槽14内，通过优化导流环的进气面13和弧形槽14局部流道的改进，改变高频气动噪声的辐射路径，实现高频气动噪声的抑制。
29.如图2所示，并参考图1，从a点开始顺时针介绍图2中各个部分，ab 段为导流环的外轮廓，也就是第一弧形面131，第一弧形面131的曲率半径为 r1；be段为导流环外轮廓直线段，也就是第一平面132，第一平面132的球心角大于等于60
°
小于等于90
°
，由于be段的角度为α1，α1为第一平面 132的球心角的一半，也就是30
°
≤α1≤45
°
；ef段为圆弧面15；fc段
为弧形槽14的第二平面142，第二平面142的球心角大于等于90
°
小于等于 180
°
，由于fc段的角度为α2，α2的角度范围为第二平面142的球心角的一半，也就是45
°
≤α2≤90
°
；cd段为导流环的内轮廓，也就是第二弧形面141，第二弧形面141的曲率半径为r2，da2为第四平面17，也就是为导流环的厚度，第四平面17的高度大于3mm，以使导流环的与压气机外壳起到固定作用的同时还能够保持足够的高度和强度；a2g为外侧面16，a2g外侧面16球心角为2
°‑
10
°
，由于a2g具有一定角度为γ，γ的角度范围为a2g 外侧面16球心角的一半也就说1
°
≤γ≤5
°
；ag为第三平面133，ag段不小于2mm，且不大于6mm，进气面13还包括与第一弧形面131连接的第三平面 133ag，第三平面133所在平面与进气口11的轴线垂直。
30.继续参考图1，弧形槽14的槽底面包括第二弧形面141和第二平面142；第二平面142的一端与圆弧面15连接，第二平面142的另一端与第二弧形面 141连接。
31.在导流环本体1背离气体通道的一侧形成有外侧面16；沿进气口11至出气口12的方向外侧面16的距离逐渐减小。外侧面16与第二弧形面141通过第四平面17连接，第四平面17与进气口11所在平面平行。
32.如图3所示，导流环直径为φ1，压气机内管道外端面曲率半径为r3，压气机内管道壁直径为φ2，压气机外管道内壁与内管道外壁的外端面距离为d2，导流环与涡轮增压器压气机进口内管道外端面的距离为导流环间隙d1。
33.本发明方案的结构设计如图3所示，结构的关键参数满足以下条件：1
°
≤γ≤5
°
；r2＝d2/2；30
°
≤α1≤45
°
；45
°
≤α2≤90
°
；r4≤d1≤5％*φ 2；φ2≤φ1＜1.2*φ2。
34.本发明方案结构设计实现方法如图4所示。
35.第1步确定g位置，g到a0的距离满足不小于3mm,再确定导流环过盈压装角度γ，使1
°
≤γ≤5
°
，且使a2到d的距离不小于3mm,以起到定位作用且保持足够的刚度和强度。
36.第2步确定a位置，a为圆弧ab与a0g直线段延长的切点,使a到g的距离不小于2mm，且不大于6mm。
37.第3步确定φ2，φ2为压气机叶轮21小径部位的管壁内径，此尺寸由压气机叶轮21小径确定，叶轮21小径的尺寸加上叶轮21与内壁的间隙即为φ2 值。
38.第4步确定r3，r3与压气机内壁的左端部厚度保持相切来确定r3。
39.第5步确定r2，以d作为r2的圆切点，使r2满足r2＝d2/2，d2为d 到压气机内壁左端切点m水平延长钱的垂直距离。
40.第6步确定α1和α2，使α1和α2分别满足30
°
≤α1≤45
°
，45
°
≤α2≤90
°
；且同时满足r4≤d1≤5％*φ2，φ2≤φ1＜1.2*φ2，其中r4是通过由与直线be和cf相切的圆确定的，切点为点e和点f，其中点b为以 r1半径的圆与直线be的切点，点c是半径为r2的圆与直线cf相切的切点。
41.第7步确定r1，r1是与直线a0g和直线be同时相切的圆的半径，a和点b为切点，φ1为导流环的直径，也是导流环内壁所在最小直径，即最低点 n点所对应的导流环直径。
42.由此整个压气机进口管道导流环和压壳轮廓包括导流环、压气机壳体2、导流环和压气机壳体2配合设计尺寸就确定了。以上设计可以使气体在整个流道更加合理，使压气机入口噪声传递路径区域的气动噪声得到抑制。
43.第二方面，本发明实施例提供的一种压气机，包括：壳体2和第一方面任一项的导流环，壳体2与导流环过盈配合；
44.导流环的外侧面16和第四平面17均与壳体2接触。
45.本发明通过将导流环和压气机的壳体2的设计配合实现对压气机气动噪声的控制，导流环与压气机的壳体2以γ角实现压装过盈配合；具体的γ为外侧面16的球心角的一半，γ角为大于等于1
°
小于等于5
°
。
46.本发明实施例提供的压气机中，通过优化的导流环和压气机壳体2型线可以有效抑制增压器压气机高频气动噪声，压气机与导流环分成两部分的分体式设计，可以将导流环实现结构复杂的圆滑过渡曲面设计，带有锥角的导流环过盈装配到壳体2上简单可靠成本低。分体式的导流环过盈设计解决不改变压气机设计，可以灵活快速的选择多个不同尺寸的导流环进行优化验证，开发高效。
47.优化压气机的导流环对增压器压气机性能效率的影响非常小，因此导流环的优化对压气机不会造成反复的开发成本代价。
48.显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。