CN109779741B - 一种车用涡轮增压器 - Google Patents

Abstract

本发明属于涡轮增压器技术领域，具体的说是一种车用涡轮增压器；包括涡轮壳体和外置铁管，所述外置铁管位于涡轮壳体上的废气入口处，所述外置铁管的内腔设有膨胀管，所述膨胀管的内腔壁上设有挡风板一，所述涡轮壳体的内腔固定安装有位于涡轮叶片外罩面的吸热罩，所述吸热罩背离涡轮叶片一侧的中部设有导热丝，所述涡轮壳体的内腔壁上设有反光镜，所述反光镜均照向导热丝；本发明，通过外置铁管和膨胀管组成的导流组件形成的导流腔，在废气经导流腔进入涡轮壳体内腔时，导流组件内部的导流腔可根据发动机工作产生的废气、气流流量和气流热量对导流腔大小进行相对应的调节，保证涡轮转速的相对稳定，从而提高了涡轮增压器的工作效果。

Description

一种车用涡轮增压器

技术领域

本发明属于涡轮增压器技术领域，具体的说是一种车用涡轮增压器。

背景技术

涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，利用发动机排出废气的惯性和气压对涡轮进行推动，从而使涡轮带动同轴叶轮对空气进行压送，使增压后的空气进入气缸，且在涡轮增压器工作过程中，废气的排出速度、涡轮转速和空气压缩量间有直接的关系。

现有申请号为201610162572.9的一项中国专利公开了一种可变截面的涡轮增压器，包括涡轮壳和涡轮叶片，所述涡轮壳内设置有环形气流道，所述环形气流道设置有废气入口和废气出口，所述涡轮叶片与所述涡轮壳转动连接，所述环形气流道内设置有用于调节所述废气入口的大小的调节机构和用于控制所述调节机构滑动的控制装置，所述调节机构与所述涡轮壳滑动连接，所述调节机构与所述控制装置传动连接，所述控制装置与所述发动机连接。

该技术方案能够改善涡轮增压器的迟滞现象、具有介入转速更低、高转速动力更强劲、动力输出线性、增压范围更广，适应范围更广。但是，该可变截面的涡轮增压器在工作中，无法根据废气的导入流量对流量腔的容积进行及时的调整，导致发动机转速与气体流速不对应、涡轮转速不够而达不到增压作用，在废气的导出过程中，废气中含有的热量无法充分的进行同步导出，涡轮在高温环境下工作，在增大涡轮组件磨损的同时，极度削减了涡轮工作效果和工作寿命。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种车用涡轮增压器，能够在涡轮增压器工作过程中，使涡轮转速与气流量相对应，在改变气流腔容积的同时，保证涡轮转速的相对稳定，从而提高了涡轮增压器的工作效果、对气流腔内的热辐射进行集中，使废气导出过程中，热辐射同步排出，降低工作中涡轮的受热，从而提高了涡轮组件的工作效果和工作寿命。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种车用涡轮增压器，包括涡轮壳体和外置铁管，所述外置铁管位于涡轮壳体上的废气入口处，所述外置铁管的内腔设有膨胀管，所述膨胀管的内腔壁上设有挡风板一，所述涡轮壳体的内腔固定安装有位于涡轮叶片外罩面的吸热罩，所述吸热罩背离涡轮叶片一侧的中部设有导热丝，所述涡轮壳体的内腔壁上设有反光镜，所述反光镜均照向导热丝。

优选的，还包括位于膨胀管内腔壁上的挡风板二，所述挡风板二的外底侧固定安装有引风片，且挡风板二的内顶侧固定连接有拉绳，所述拉绳远离挡风板二的一端与膨胀管的外侧壁固定连接，且拉绳贯通设在外置铁管内侧壁的上出孔并延伸至挡风板二的内顶侧且与挡风板二的内顶侧固定连接，所述挡风板一的内侧壁上开设有使拉绳从膨胀管上贯出的下出孔。

优选的，所述吸热罩的尺寸与涡轮叶片的尺寸相适配的圆弧形，且吸热罩的外侧端面位于可使外置铁管中的废气与吸热罩的外侧面充分接触的位置，所述吸热罩由不少于六根吸热材料组成的吸热丝组成，吸热罩的一端与发热丝背离废气导出口一端的外部相连接，且吸热罩的另一端与涡轮壳体的内腔壁相连接，所述吸热罩与涡轮叶片不接触。

优选的，所述导热丝远离吸热罩的一端与涡轮壳体上废气出口相贯通且延伸至涡轮壳体上废气出口的外部。

优选的，所述反光镜分为两组且每组不少于十个，两组反光镜相对分布在涡轮壳体的内侧壁上，且两组反光镜的凹面相对设置。

优选的，所述膨胀管套接在外置铁管的内腔，且膨胀管的外侧面与外置铁管的内侧面间设有可使膨胀管侧运动的间隙。

优选的，所述引风片由遇热体积可收缩的材料组成，且引风片为沿着膨胀管内侧面的气流流向的弧形。

本发明的有益效果如下：

1.本发明，通过外置铁管和膨胀管组成的导流组件形成的导流腔，在废气经导流腔进入涡轮壳体内腔时，导流组件内部的导流腔可根据发动机工作产生的废气、气流流量和气流热量对导流腔大小进行相对应的调节，保证涡轮转速的相对稳定，从而提高了涡轮增压器的工作效果。

2.本发明，通过挡风板二、引风片、拉绳、上出孔和下出孔的组合作用，在气流对挡风板二进行冲击时，挡风板二可带动引风片进行振动，对两组引风片间形成的气流腔的大小进行对应的调节，同时，振动的挡风板二带动拉绳对膨胀管进行拉动，使膨胀管向着外置铁管收缩运动，从而改变膨胀管内部气流腔的大小，通过使引风片由受热收缩的材料制成，当气流温度过高时，两组引风片同步沿着相反的方向收缩，在增大两组引风片相对端形成的气流腔大小的同时，很好的均衡了膨胀管内腔的压强，从而进一步提高了涡轮减压器的工作效果。

3.本发明，通过吸热罩和导热丝的组合作用，在废气经导入口导入至涡轮壳体内腔时，废气首先经圆弧状的吸热罩的表面进行扩流，同时，吸热罩对气流中的热量进行有效的吸附，防止热量直接与涡轮接触而增大涡轮的受热，从而有效的提高了涡轮组件工作稳定性和有效性。

4.本发明，通过挡风板二和导热丝的组合作用，对涡轮壳体内腔气流中含有的热辐射有效的汇集在导热丝上，同时通过导热丝和吸热罩的组合作用，使导热丝可同步对来自吸热罩的热量进行吸收，在涡轮壳体内腔的废气从废气导出口导出的过程中，通过使导热丝延伸至废气导出口的外部，使废气和热量同步导出，从而有效的防止气流中的热量对涡轮组件的正常工作带来不利影响。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的主视图；

图2是本发明中挡风板一及膨胀管的内部结构示意图；

图3是本发明中挡风板二及膨胀管的内部结构示意图；

图中：100涡轮壳体、200外置铁管、201膨胀管、202挡风板一、300吸热罩、400 导热丝、500反光镜、600挡风板二、601引风片、602拉绳、603上出孔。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图3所示，一种车用涡轮增压器，包括涡轮壳体100和外置铁管200，外置铁管200位于涡轮壳体100上的废气入口处，外置铁管200的内腔设有膨胀管201，膨胀管201的内腔壁上设有挡风板一202，涡轮壳体100的内腔固定安装有位于涡轮叶片外罩面的吸热罩300，吸热罩300背离涡轮叶片一侧的中部设有导热丝400，涡轮壳体100的内腔壁上设有反光镜500，反光镜500均照向导热丝400。

优选的，还包括位于膨胀管201内腔壁上的挡风板二600，挡风板二600的外底侧固定安装有引风片601，且挡风板二600的内顶侧固定连接有拉绳602，拉绳602远离挡风板二600的一端与膨胀管201的外侧壁固定连接，且拉绳602贯通设在外置铁管200内侧壁的上出孔603并延伸至挡风板二600的内顶侧且与挡风板二600的内顶侧固定连接，挡风板一202的内侧壁上开设有使拉绳602从膨胀管201上贯出的下出孔。

优选的，吸热罩300的尺寸为与涡轮叶片的尺寸相适配的圆弧形，且吸热罩300的外侧端面位于可使外置铁管200中的废气与吸热罩300的外侧面充分接触的位置，所述吸热罩300由不少于六根吸热材料组成的吸热丝组成，吸热罩300的一端与发热丝400背离废气导出口一端的外部相连接，且吸热罩300的另一端与涡轮壳体100的内腔壁相连接，所述吸热罩300与涡轮叶片不接触，从而使经废气导入口导入的废气可充分的扩散在吸热罩 300上，然后在热传递作和气流用下的热量可经吸热罩300充分吸收。

优选的，导热丝400远离吸热罩300的一端与涡轮壳体100上废气出口相贯通且延伸至涡轮壳体100上废气出口的外部，经吸热罩300吸收的热量、反光镜500汇集在导热丝400和吸热罩300表面的热量可及时的经导热丝400至废气导出口排出。

优选的，反光镜500分为两组且每组不少于十个，两组反光镜500相对分布在涡轮壳体100的内侧壁上，且两组反光镜500的凹面相对设置，在废气进入膨胀管201的内腔时，膨胀管201内腔废气中含有的热辐射可经两组相对设置的反光镜500汇集在导热丝400外侧面，从而使废气导出过程中、废气中的热辐射可同步经导热丝400导出，将热量传到外部，避免了涡轮受热。

优选的，膨胀管201套接在外置铁管200的内腔，且膨胀管201的外侧面与外置铁管200的内侧面间设有可使膨胀管201侧运动的间隙，在膨胀管201受力、被动膨胀、收缩的过程中，使膨胀管201的外侧面沿着外置铁管200的内侧壁与膨胀管201的外侧壁运动，从而使膨胀管201内腔的导流空间可根据气流的气压进行同步的调节。

优选的，引风片601由遇热体积可收缩的材料组成，且引风片601为沿着膨胀管201内侧面的气流流向的弧形，当引风片601遇热时，可进行体积的收缩，两组相对分布的引风片601间的气流间隙可同步进行与引风片601体积收缩的程度相适应的调节，从而使该组件可根据废气的导入速率和废气的温度对废气的导出速率进行对应的调节。

工作时，根据图1所示，首先，废气经外置铁管200和膨胀管201组成的导入腔、涡轮壳体100上的废气导入口导入至涡轮壳体100的内腔；

根据图1-2所示：

在废气导入外置铁管200和膨胀管201组成的导入腔的过程中，尾气从膨胀管201进入，一方面，尾气中带有热量，尾气越多，膨胀管201受热膨胀后内径越大，另一方面，尾气越多，膨胀管201受尾气的膨胀力越大而内径向外扩大，尾气少时热量小，膨胀管201 自动收缩，从而使得膨胀管201进行膨胀或收缩运动，从而使膨胀管201内腔的容积根据气流冲压力的作用进行可变性调节；

进一步的，根据图1和图3所示：

在废气导入外置铁管200和膨胀管201组成的导入腔的过程中，尾气对膨胀管201内侧壁上的挡风板二600进行吹动，气压力的作用下对挡风板二600产生推动力，挡风板二600将拉动拉绳602，使拉绳602拉动膨胀管201向靠近涡轮壳体100的方向、并在涡轮壳体100的内侧壁与膨胀管201的外侧壁间的间隙运动，对膨胀管201的内径进行可变性调节，两组弧状的引风片601的相对端形成气流通腔，且形成的气流通腔的大小根据气压大小进行对应的可变调节，从而根据废气的导入压强对导出流速进行及时调节，同时由受热体积可进行收缩的材料组成的引风片601，在膨胀管201内腔气流温度较高时，引风片 601的体积可进行对应收缩，从而根据气流温度改变两组引风片601间形成的气流通腔，在调节膨胀管201内腔膨胀产生的气流腔的同时，稳定膨胀管201内腔的压强值；

在废气经外置铁管200和膨胀管201组成的导入腔导入至涡轮壳体100中时，通过使吸热罩300的外侧端面位于可使外置铁管200中的废气与吸热罩300的外侧面充分接触的位置，吸热罩300由不少于六根吸热材料组成的吸热丝组成，吸热罩300的一端与发热丝400背离废气导出口一端的外部相连接，且吸热罩300的另一端与涡轮壳体100的内腔壁相连接，吸热罩300与涡轮叶片不接触，使气流在导入至涡轮壳体100时，首先与吸热罩 300的外侧面充分接触并经吸热罩300进行吸热工作，同时涡轮壳体100内侧壁上均匀分布的反光镜500可进一步的将气流中的热辐射汇聚到导热丝400上，最后在涡轮壳体100 内腔的废气经涡轮壳体100上的废气导出口导出的过程中，废气中含有的热量也可经导热丝400同步导出。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种车用涡轮增压器，其特征在于：包括涡轮壳体（100）和外置铁管（200），所述外置铁管（200）位于涡轮壳体（100）上的废气入口处，所述外置铁管（200）的内腔设有膨胀管（201），所述膨胀管（201）的内腔壁上设有挡风板一（202），所述涡轮壳体（100）的内腔固定安装有位于涡轮叶片外罩面的吸热罩（300），所述吸热罩（300）背离涡轮叶片一侧的中部设有导热丝（400），所述涡轮壳体（100）的内腔壁上设有反光镜（500），所述反光镜（500）均照向导热丝（400）；

所述吸热罩（300）的尺寸为与涡轮叶片的尺寸相适配的圆弧形，且吸热罩（300）的外侧端面位于可使外置铁管（200）中的废气与吸热罩（300）的外侧面充分接触的位置，所述吸热罩（300）由不少于六根吸热材料组成的吸热丝组成，吸热罩（300）的一端与发热丝（400）背离废气导出口一端的外部相连接，且吸热罩（300）的另一端与涡轮壳体（100）的内腔壁相连接，所述吸热罩（300）与涡轮叶片不接触。

2.根据权利要求1所述的一种车用涡轮增压器，其特征在于：还包括位于膨胀管（201）内腔壁上的挡风板二（600），所述挡风板二（600）的外底侧固定安装有引风片（601），且挡风板二（600）的内顶侧固定连接有拉绳（602），所述拉绳（602）远离挡风板二（600）的一端与膨胀管（201）的外侧壁固定连接，且拉绳（602）贯通设在外置铁管（200）内侧壁的上出孔（603）并延伸至挡风板二（600）的内顶侧且与挡风板二（600）的内顶侧固定连接，所述挡风板二（600）的内侧壁上开设有使拉绳（602）从膨胀管（201）上贯出的下出孔。

3.根据权利要求1所述的一种车用涡轮增压器，其特征在于：所述导热丝（400）远离吸热罩（300）的一端与涡轮壳体（100）上废气出口相贯通且延伸至涡轮壳体（100）上废气出口的外部。

4.根据权利要求1所述的一种车用涡轮增压器，其特征在于：所述反光镜（500）分为两组且每组不少于十个，两组反光镜（500）相对分布在涡轮壳体（100）的内侧壁上，且两组反光镜（500）的凹面相对设置。

5.根据权利要求1所述的一种车用涡轮增压器，其特征在于：所述膨胀管（201）套接在外置铁管（200）的内腔，且膨胀管（201）的外侧面与外置铁管（200）的内侧面间设有可使膨胀管（201）侧运动的间隙。

6.根据权利要求2所述的一种车用涡轮增压器，其特征在于：所述引风片（601）由遇热体积可收缩的材料组成，且引风片（601）为沿着膨胀管（201）内侧面的气流流向的弧形。

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