[发明专利]具有非对称无叶扩压器的离心压气机及具有其的汽车

说明书

技术领域

本发明涉及叶轮机械技术领域，尤其是涉及一种具有非对称无叶扩压器的离心压气机及具有其的汽车。

背景技术

离心压气机等叶轮式压气机相对于往复式压气机，具有效率高、体积重量轻、运转平稳等优势，但其工况范围有限。离心压气机在低流量工况下内部流场出现大尺度流动分离等现象，出现不稳定工作现象、造成失速甚至喘振，直接导致压气机效率和压比急剧下降，寿命严重缩短，甚至短时间内直接损坏。

离心压气机的无叶扩压器的通道两侧采用固定轮盘和轮盖的形状，其形状根据设计点工况确定，在设计点获得最优性能，能有效地将叶轮出口气体的动能转化为静压能。传统的无叶扩压器的结构均是轴对称的，即无叶扩压器的宽度在周向方向上均匀分布。在低流量情况下，无叶扩压器内有大尺度流动分离现象发生，这种失速现象造成流动损失增加，扩压器效率下降；当流量进一步减小时，气体径向流动动力不足，在逆压梯度的作用下，气体回流，压气机发生喘振现象。

目前已有的关于抑制无叶扩压器的失速的方法为在小流量时减小扩压器的宽度，以增大气体的径向动量，减小回流。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种具有非对称无叶扩压器的离心压气机，该离心压气机可降低离心压气机内部流体流场的非轴对称性，并扩大离心压缩机的稳定工作范围。

本发明的另一个目的在于提出一种具有上述离心压气机的汽车。

根据本发明的一个方面，提出了一种具有非对称无叶扩压器的离心压气机，包括：蜗壳，所述蜗壳包括互相连通的第一壳部和第二壳部，所述第一壳部内限定有蜗室，且所述第二壳部内限定有叶轮安装空间；叶轮，所述叶轮绕旋转轴可旋转地设在所述叶轮安装空间内；和无叶扩压器，所述无叶扩压器的宽度沿周向方向上是非轴对称分布的，所述无叶扩压器包括保持段和过渡段，所述保持段的出口端连通所述第一壳部，所述保持段的入口端连通所述过渡段的出口端，所述过渡段的入口端连通所述第二壳部，其中在同一周向位置所述保持段的宽度沿径向是均匀的，在同一周向位置所述过渡段的宽度沿径向是非均匀的。

根据本发明的具有非对称无叶扩压器的离心压气机，通过将无叶扩压器设计成其宽度沿周向方向是非轴对称分布的，可以更好地适应离心压气机内部流体流动的非轴对称性，抑制离心压气机无叶扩压器的失速，从而扩大离心压气机的稳定工作范围。而且，通过设置过渡段，可以使得叶轮安装空间的出口到保持段过渡更加平缓，结构上不会产生突变，从而使气流更加平缓顺畅地流过，进一步提高离心压气机的效率和稳定性。

另外，根据本发明的具有非对称无叶扩压器的离心压气机，还可以具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述第一壳部和第二壳部之间通过轮盖和轮盘连接，且所述无叶扩压器由所述轮盖和轮盘之间限定出的通道形成。

根据本发明的一个实施例，所述第一壳部、第二壳部与所述轮盖一体形成。

根据本发明的一个实施例，在同一周向位置所述过渡段的宽度沿径向连续变化。

根据本发明的一个实施例，在同一周向位置所述过渡段的宽度在径向上沿着远离所述旋转轴的方向递增或递减。

根据本发明的一个实施例，所述无叶扩压器的宽度为b，所述叶轮安装空间的出口距离所述旋转轴的距离为R1，其中0.02R1≤b≤0.4R1。

根据本发明的一个实施例，所述保持段的入口端距离所述旋转轴的距离为R4，所述叶轮安装空间的出口距离所述旋转轴的距离为R1，所述无叶扩压器的出口距离所述旋转轴的距离为R2，其中R1＜R4≤0.93R2。

根据本发明的一个实施例，所述过渡段的入口端为R3，其中R1≤R3＜R4。

根据本发明的一个实施例，所述保持段在周向上最宽的位置对应所述压气机静压分布最小的位置。

根据本发明的另一方面，提出了一种汽车，该汽车包括根据本发明上述的具有非对称无叶扩压器的离心压气机。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的离心压气机的剖视图；

图2是根据本发明一个实施例的离心压气机子午流面简图；

图3是根据本发明一个实施例的离心压气机的周向定义示意图；