阅读说明：本技术 减少涡舌激振力的涡轮箱结构 (Turbine box structure for reducing excitation force of vortex tongue ) 是由 靳鹏 黄毅 李琳 姚国瑞 于 2019-08-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及涡轮增压器技术领域,公开一种减少涡舌激振力的涡轮箱结构,包括流道、轴孔、涡舌和位于流道处的机加轮廓面,流道在靠近轴孔位置处具有流体域上腔表面和流体域下腔表面,涡舌舌口一端始于流体域上腔表面或流体域下腔表面、另一端止于机加轮廓面。创新地将涡舌舌口结构与流体域上腔或下腔表面平滑过渡,流体在经过舌口处时将大大减少涡旋产生的激振力,从而减少对涡轮叶片的共振影响,进而提高涡轮的高周疲劳强度。(The invention relates to the technical field of turbochargers, and discloses a turbine box structure for reducing excitation force of a volute tongue. The tongue opening structure of the vortex tongue and the surface of the upper cavity or the lower cavity of the fluid area are in smooth transition, and the exciting force generated by vortex is greatly reduced when fluid passes through the tongue opening, so that the resonance influence on the turbine blade is reduced, and the high cycle fatigue strength of the turbine is improved.)

减少涡舌激振力的涡轮箱结构

技术领域

本发明属于涡轮增压器技术领域，具体地，涉及一种减少涡舌激振力的涡轮箱结构。

背景技术

废气涡轮增压器利用发动机排出的高温废气，驱动涡轮箱中的涡轮旋转，涡轮轴带动压气机中的叶轮高速旋转，以离心的方式压缩空气，提高发动机的进气密度，从而可以给发动机喷更多的燃油，达到提高发动机自身功率的目的。同时由于发动机的混合燃烧调节得到改善，提高燃烧效率，起到节省燃油和降高排放的效果。

目前，废气涡轮增压器的运行工作中高温、高压气体流经涡轮箱时，由于涡轮箱舌口位置流道截面的突然改变（如图1所示），在该位置处会产生涡旋从而形成较大的气体激振力，当该激振力与涡轮叶片的固有频率为整数倍关系时，造成涡轮叶片的高周疲劳产生叶片掉落失效，从而影响增压器的整机寿命。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足，提供一种能有效减少涡舌激振力的涡轮箱结构。

本发明的技术方案是：一种减少涡舌激振力的涡轮箱结构，包括流道、轴孔、涡舌和位于流道处的机加轮廓面，流道在靠近轴孔位置处具有流体域上腔表面和流体域下腔表面，涡舌舌口一端始于流体域上腔表面或流体域下腔表面、另一端止于机加轮廓面。

本发明进一步的技术方案是：涡舌舌口一端始于流体域上腔表面且涡舌舌口壁面与流体域上腔表面成连续结构。

本发明更进一步的技术方案是：涡舌舌口另一端在机加轮廓面处呈弧状结构过渡连接，弧状结构的弧度末端朝向流体域下腔表面。

本发明进一步的技术方案是：涡舌舌口一端始于流体域下腔表面且涡舌舌口壁面与流体域下腔表面成连续结构。

本发明与现有技术相比具有如下特点：

创新地将涡舌舌口结构与流体域上腔或下腔表面平滑过渡，流体在经过舌口处时将大大减少涡旋产生的激振力，从而减少对涡轮叶片的共振影响，进而提高涡轮的高周疲劳强度。

以下结合附图和

具体实施方式

对本发明的详细结构作进一步描述。

附图说明

图1为现有技术中涡轮箱结构的剖视图；

图2为实施例1所述的减少涡舌激振力的涡轮箱结构的剖视图；

图3为实施例2所述的减少涡舌激振力的涡轮箱结构的剖视图。

具体实施方式

实施例1

如图2所示，提供一种减少涡舌激振力的涡轮箱结构，其包括进气口1、进气法兰2、废气出口3、流道4、轴孔5、涡舌6和位于流道处的机加轮廓面7，流道4在靠近轴孔位置处具有流体域上腔表面41和流体域下腔表面42，为规避流体在从进气口1进入流道4时在涡舌6舌口处形成涡旋，本实施例的涡舌舌口一端始于流体域上腔表面41、另一端止于机加轮廓面7，即涡舌舌口端部与流体域上腔表面末端形成一种衔接关系，该处气流流道不再是突变状态。

为使气流在涡舌舌口处顺利进入流体域上腔表面并最终充满流道，本实施例更是将涡舌6舌口壁面设置为与流体域上腔表面41成连续结构，此时，气流从涡舌舌口流向流体域上腔表面整体呈平滑过流状态，实现优良的涡旋规避效果。

涡舌舌口另一端在机加轮廓面处呈弧状结构61过渡连接，弧状结构的弧度末端朝向流体域下腔表面，弧状结构可使流体的流向更加光顺。

本实施例的涡轮箱结构通过CFD方法与常规涡轮箱进行性能对比分析后发现，通过对涡舌舌口结构进行调整，涡轮箱结构的涡轮特性没有明显的降低，但涡舌处的激振力得以有效减少，对提升涡轮增压器整机的可靠性大有裨益。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：如图3所示，涡舌6舌口一端始于流体域下腔表面42且涡舌舌口壁面与流体域下腔表面成连续结构。

本发明不局限于上述的具体结构或连接方式，只要是具有与本发明设计思路相同或相近的涡舌舌口结构的涡轮箱就落在本发明的保护范围之内。