一种带导叶结构的压气机的制作方法

1.本发明涉及涡轮增压器技术领域，尤其涉及一种带导叶结构的压气机。


背景技术：

2.涡轮增压器作为高端汽车发动的重要部件，其主要功能是增加汽车发动机的进气密度，使汽发动机的燃油燃烧更加充分，增加发动机的驱动力。常见的涡轮增压器的功能组成部分包括：涡轮机、压气机和中间体。中间体起着连接涡轮机和压气机的功能，为涡轮机和压气机提供旋转支撑。涡轮机利用发动机排出的高温燃气驱动涡轮转动，通过中间体的支撑，带动压气机的压叶轮转动，通过压气机，提高空气密度，使得进入发动机的气体更多，进而提高发动机的功率。
3.如图1和图2所示，压气机的功能结构主要包括压叶轮、扩压器和压流道，压叶轮高速旋转，将气流带入轮内，提高气体的能量，增加了能量的气体依次通过扩压器和压流道之后，气流速度不断降低，气体动能转换为压力势能，气体静压不断提高，气体密度得到提高。
4.压气机的性能可以用压比和效率来评判，通常可以用压比map图(如图4所示)和效率map图来表示，在map图中，最左侧的边线称为喘振线，是压气机的最小流量线，最右侧为阻塞线，是压气机的最大流量线，最上方速度极限线，是压气机的最高转速线。
5.针对目前汽车混动发动机的实际需求，需要尽可能的提高压气机的压比和效率，可以通过改变压叶轮或扩压器的设计来实现，压叶轮的设计难度较大，设计周期较长。简单便捷的方式为调整扩压器的设计，通过增加扩压器的直径，使得进入扩压器的气体有更多的减速空间，从而将更多的动能转换为压力势能，提高压比。但是采用这种设计，会导致压气机在高速状态下的喘振线左移，即压气机的高速流量变窄。
6.如图3所示，气体的绝对速度v1(v2)由压叶轮的旋转方向的法相速度vt1(vt2)和沿叶片面的切向方向vr组成，vr速度大小和方向取决于叶片面的角度设计和进口气流流量，vt1(vt2)的大小取决于压叶轮的转速，vt1表示叶轮处于低速状态，vt2表示叶轮处于高速状态。由速度三角形可知，在保持进口气流流量和压叶轮设计不变的情况下，vr保持不变，增加扩压器直径之后，在低速情况下，气流可以正常抵达扩压器边缘，进入压流道进一步扩压，但在高速状态下，气流无法抵达扩压器的边缘，会在扩压器内产生回流，产生喘振，使得压气机在高速情况下的喘振点右移。
7.因此需要研发出一种带导叶结构的压气机来解决上述问题。


技术实现要素：

8.本发明的目的就在于为了解决上述问题设计了一种带导叶结构的压气机。
9.本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
10.一种带导叶结构的压气机，包括壳体、压叶轮、导叶，壳体内形成有扩压器、压流道，压叶轮安装在壳体内中部，扩压器、压流道设置在壳体内的边缘处，扩压器与压流道连通，导叶置于扩压器内，多个导叶围绕压叶轮的轴心线呈环形阵列分布，相邻两个导叶之间
设置有进气间隙，导叶上设置有一凸起的弧面，当压叶轮处于最大转速时，进入扩压器的所有气流在导叶作用下进入到压流道中。
11.具体地，多个导叶均靠近扩压器内远离压叶轮的一端设置。
12.进一步地，多个导叶的一端与扩压器内远离压叶轮的一端端部平齐。
13.具体地，压气机还包括下安装板、上安装板，多个导叶置于上安装板和下安装板之间，上安装板、下安装板均安装在扩压器通道内，上安装板、导叶、下安装板组合后在垂直于进气方向上占据满扩压器通道。
14.优选地，下安装板、上安装板均形成为环形。
15.优选地，上安装板、下安装板相互平行设置。
16.本发明的有益效果在于：
17.本技术适用于增加扩压器直径的压气机，本技术在扩压器内增加导叶，增加了压气机低速状态下的压比，同时保证高速状态下不会过早出现喘振，保证高速状态下的流量宽度。
附图说明
18.图1是现有技术结构俯视图；
19.图2是现有技术的部分剖视图；
20.图3是现有技术的压气机扩压器气流速度示意图；
21.图4是压气机map图；
22.图5是本技术中带导叶扩压器气流速度示意图；
23.图6是本技术中带导叶扩压器结构示意图；
24.图7是本技术中导叶的结构示意图；
25.图8是本技术中压叶轮和导叶的配合结构示意图；
26.图9是本技术的剖视图；
27.图中：01、压叶轮；02、扩压器；03、压流道；04、导叶；05、下安装板；06、上安装板。
具体实施方式
28.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
29.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
30.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
31.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放
的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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发明的限制。
32.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。
35.如图5-9所示，一种带导叶结构的压气机，包括壳体、压叶轮01、导叶04，壳体内形成有扩压器02、压流道03，压叶轮01安装在壳体内中部，扩压器02、压流道03设置在壳体内的边缘处，扩压器02与压流道03连通，导叶04置于扩压器02内，多个导叶04围绕压叶轮01的轴心线呈环形阵列分布，相邻两个导叶04之间设置有进气间隙，导叶04上设置有一凸起的弧面，当压叶轮01处于最大转速时，进入扩压器02的所有气流在导叶04作用下进入到压流道03中。
36.如图5所示，多个导叶04均靠近扩压器02内远离压叶轮01的一端设置。在该实施例中，导叶04的一端不必与扩压器02内远离压叶轮01的一端端部平齐，可以与扩压器02内远离压叶轮01的一端端部间隔一定距离；但是需要保证，气流会在导叶04的外侧面作用下，改变气流方向，并能够顺利进入到压流道03；在本实施例的此种情况下，不会在压流道03内产生回流，不会产生喘振，即压气机map图中的高速喘振线不会缺失。
37.如图5所示，多个导叶04的一端与扩压器02内远离压叶轮01的一端端部平齐。
38.如图8、9所示，压气机还包括下安装板05、上安装板06，多个导叶04置于上安装板06和下安装板05之间，上安装板06、下安装板05均安装在扩压器02通道内，上安装板06、导叶04、下安装板05组合后在垂直于进气方向上占据满扩压器02通道。
39.如图8所示，下安装板05、上安装板06均形成为环形。进一步地，下安装板05、上安装板06均为圆环。
40.如图8所示，上安装板06、下安装板05相互平行设置。
41.如图7所示，导叶04为单个的薄片结构，导叶04的两侧为两个弧度相同的弧面，导叶04为现有技术，在此不做敷述；导叶04上设置有连接孔，导叶04通过连接孔与下安装板05、上安装板06螺纹连接，或通过销钉连接；上安装板06、导叶04、下安装板05组成的机构可以为现有技术中的集成导叶04，集成导叶04可以与压气机壳体一体成型，或者通过其余方式连接。
42.如图5所示，气体的绝对速度v1(v2)由压叶轮01的旋转方向的法相速度vt1(vt2)和沿叶片面的切向方向vr组成，vr速度大小和方向取决于叶片面的角度设计和进口气流流量，vt1(vt2)的大小取决于压叶轮01的转速，vt1表示叶轮处于低速状态，vt2表示叶轮处于高速状态。由速度三角形可知，在保持进口气流流量和压叶轮01设计不变的情况下，vr保持不变，增加扩压器02直径之后，在低速情况下，气流可以正常抵达扩压器02边缘，进入压流
道03进一步扩压，增大压气机低速状态下的压比；在高速状态下，气流无法抵达扩压器02的边缘，但是会到达导叶04的外侧面，而导叶04的外侧面直接延伸至扩压器02内远离压叶轮01的一端端部，所以气流会顺着导叶04的外侧面进入到压流道03；因此不会在压流道03内产生回流，不会产生喘振，即压气机map图中的高速喘振线不会缺失。
43.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。