本发明专利技术公开了一种电动复合多级离心压气机装置，包括压气机壳，压气机壳上设有压气机壳集气流道和压气机进口，压气机壳内安装有压气机离心叶轮，压气机壳上靠近压气机离心叶轮尾部的位置设有压气机叶轮出口，压气机叶轮出口与压气机壳集气流道之间通过气体扩压通道连通，压气机离心叶轮与压气机壳之间设有压气机旋转壁，压气机旋转壁的前端设有前排叶栅，该前排叶栅与动力驱动装置传动连接；压气机壳内靠近气体扩压通道的位置设有旋转盘，在旋转盘上设有后排叶栅，旋转盘与压气机旋转壁固定连接，本发明专利技术在压气机高速工况时，在整体尺寸与传统离心压气机相当且离心叶轮转速相同的情况下，实现了三级做功，达到了有效提升压气机压比的目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种内燃机增压装置，具体地说涉及一种用于车用涡轮增压器的电动复合多级离心压气机装置。
技术介绍
近年来，随着车用发动机功率的提升，对涡轮增压器离心压气机的增压比提出了更高的要求，但受到涡轮增压器尺寸的制约，传统的涡轮增压器离心压气机仅仅使用一级离心叶轮对吸入的新鲜空气做功，在高速工况下，受到叶轮材料强度的制约，通过提升转速的来达到更高压比的方式受到限制；在低速工况下，压气机响应性较差，压比较低。因此，通过传统离心压气机提升压比，提高发动机进气压力受到了极大限制。如图1所示，传统的涡轮增压器的离心压气机部分包括压气机壳1、压气机离心叶轮2、气体扩压通道9三个部分，在正常工作下压气机叶轮2在涡轮轴13的带动下高速旋转，从压气机进口4吸入洁净的空气进行离心压缩，压缩后的高速增压气体从压气机叶轮出口11处进入气体扩压通道9，部分动能转化为压力能，同时气体在气体扩压通道9的约束下进入压气机壳集气流道14，然后通过与压气机壳1的出气端连接的管路送入发动机燃烧室内部参与燃烧。新鲜空气从压气机进口4到压气机壳集气道14的整个流动过程中，仅有压气机离心叶轮2对气体做功，做功能力有限，同时由于尺寸及匹配限制，实施多级增压技术仍有较大难度。因此设计一种压气机装置，在其尺寸与传统压气机相当的前提下，能有效提升压气机增压比，提高低速响应性，具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是要提供一种能够有效提升压气机增压比和低速响应性的电动复合多级离心压气机装置。为了解决上述问题，本专利技术采用的技术方案是：一种电动复合多级离心压气机装置，包括压气机壳，压气机壳上设有压气机壳集气流道和压气机进口，压气机壳内安装有压气机离心叶轮，压气机壳上靠近压气机离心叶轮尾部的位置设有压气机叶轮出口，所述压气机叶轮出口与压气机壳集气流道之间通过气体扩压通道连通，其特征在于：压气机离心叶轮与压气机壳之间设有压气机旋转壁，所述压气机旋转壁的前端设有前排叶栅，该前排叶栅与动力驱动装置传动连接；所述压气机壳内靠近气体扩压通道的位置设有旋转盘，在旋转盘上设有后排叶栅，所述旋转盘与压气机旋转壁固定连接。以下是本专利技术对上述方案的进一步改进：所述压气机旋转壁的轴向截面形状为两边大中间小的哑铃状结构。进一步改进：所述压气机旋转壁的后部具有旋转壁后部壁面，所述气体扩压通道内具有扩压通-->道扩压壁，旋转壁后部壁面位于气体扩压通道内并与扩压通道扩压壁的壁面形状一致。进一步改进：所述压气机旋转壁与压气机壳之间设设有滑块，所述滑块内具有与压气机旋转壁的外壁弧形一致的弧形滑块内壁，其外侧具有与压气机壳内壁相配合的滑块外壁，所述滑块与压气机壳固定连接。另一种改进：动力驱动装置包括安装在压气机进口的电机，电机包括电机转子和电机定子，所述电机定子通过支撑装置固定支撑在压气机进口内，电机转子上设有电机轴。进一步改进：所述支撑装置包括电机支撑盘和安装在电机支撑盘外侧的电机固定支架，支撑盘的中心设有支撑盘轮毂，电动机定子设置在支撑盘轮毂上。另一种改进：所述前排叶栅包括与电机轴传动连接的叶栅轮毂，在叶栅轮毂的外部设有若干片前排轴流叶片，所述前排轴流叶片的另一端与压气机旋转壁固定连接。进一步改进：所述前排轴流叶片呈机翼状，前排轴流叶片包括前排叶栅叶片前缘和前排叶栅叶片尾缘，所述前排叶栅叶片前缘沿叶栅轮毂的转动方向前弯设置、前排叶栅叶片尾缘沿叶栅轮毂的轴向平行设置。另一种改进：所述后排叶栅包括固定设置在旋转盘上的若干片后排轴流叶片，所述若干片后排轴流叶片呈旋转放射状排列。进一步改进：所述后排轴流叶片具有迎风面和背风面两个侧面，迎风面为弧面、背风面为平面结构。进一步改进：所述后排轴流叶片包括后排叶栅叶片前缘和后排叶栅叶片尾缘，所述后排叶栅叶片前缘中心和后排叶栅叶片尾缘中心之间的连线与后排叶栅叶片前缘和旋转盘中心之间的连线夹角为30度～70度。本专利技术的工作原理是：前排叶栅在电机带动下将压气机进口的新鲜空气吸入压气机内流道，并实现对新鲜空气的第一级做功，离心叶轮在涡轮轴带动下高速旋转，对经过前排叶栅做功的空气进行第二级做功，并实现了空气由轴向向径向流动的转变，流出离心叶轮的空气经过由电机带动的后排叶栅，实现第三级做功，最终经过三级做功的空气，以较高压力流入内燃机，实现对内燃机增压的目的。本专利技术在压气机高速工况时，在整体尺寸与传统离心压气机相当且离心叶轮转速相同的情况下，实现了三级做功，达到了有效提升压气机压比的目的。同时与传统离心压气机相比，若达到相同的压比，则该压气机离心叶轮转速可以相对较低，对于未来高增压领域的叶轮材料强度问题的缓解具有重要意义。由于本专利技术前排叶栅和后排叶栅由电机带动旋转，与离心叶轮转动完全独立，因此在内燃机低工况，涡轮无法带动离心叶轮高速旋转的情况下，可以通过控制电机转速，解-->决内燃机低工况有效增压的难题，同时提升压气机的瞬态响应性。下面结合附图和实施例对本专利技术进一步描述：附图说明附图1是本专利技术
技术介绍
中涡轮增压器压气机的结构示意图；附图2是本专利技术实施例1中电动复合多级离心压气机的结构示意图；附图3是本专利技术实施例1中前排叶栅、旋转壁、压气机离心叶轮、后排叶栅和连接盘扩压壁空间结构图；附图4是本专利技术实施例1中前排叶栅、旋转壁、后排叶栅、旋转盘空间结构图；附图5是本专利技术实施例1中后排叶栅、旋转盘的结构示意图；附图6是本专利技术实施例1中前排叶栅、旋转壁和旋转盘结构示意图；附图7是附图5的后视图；附图8是本专利技术实施例2中前排叶栅、旋转壁、压气机离心叶轮、后排叶栅和连接盘扩压壁空间结构图；附图9是本专利技术实施例2中前排叶栅、旋转壁、后排叶栅、旋转盘空间结构图。图中：1-压气机壳；2-压气机离心叶轮；3-凸台；4-压气机进口；5-前排轴流叶片；7-旋转壁后部壁面；8-扩压通道扩压壁；9-气体扩压通道；10-连接盘扩压壁；11-压气机叶轮出口；12-后排轴流叶片；13-涡轮轴；14-压气机壳集气流道；15-滑块；16-滑块固定螺栓；17-电机转子；18-电机支撑盘；19-定位销；20-电机轴；21-前排叶栅；22-叶栅轮毂；23-电机定子；24-旋转盘；25-后排叶栅；26-滚动轴承；27-电机；28-压气机旋转壁；29-电机固定支架；30-支撑盘轮毂；31-滑块内壁；32-旋转壁前部壁面；33-滑块外壁；34-前排叶栅叶片前缘；35-前排叶栅叶片尾缘；36-后排叶栅叶片前缘；37-后排叶栅叶片尾缘。具体实施方式实施例1：如图2所示，电动复合多级离心压气机装置，包括压气机壳1，压气机壳1上设有压气机壳集气流道14和压气机进口4，压气机壳1内安装有涡轮轴13，涡轮轴13上安装有压气机离心叶轮2，压气机壳1上靠近压气机离心叶轮2尾部的位置设有压气机叶轮出口11，所述压气机叶轮出口11与压气机壳集气流道14之间通过气体扩压通道9连通。压气机离心叶轮2与压气机壳1之间设有轴向截面形状为两边大中间小的哑铃状结构的压气机旋转壁28，所述压气机旋转壁28的前端设有前排叶栅21，该前排叶栅21与动力驱动装置传动连接；所述压气机壳1内靠近气体扩压通道9的位置设有旋转盘24，在旋转盘24上设有后排叶栅25，所述旋转盘24与压气机旋转壁28固定连接。所述压气机壳1内靠近气体扩压通道9本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电动复合多级离心压气机装置，包括压气机壳（１），压气机壳（１）上设有压气机壳集气流道（１４）和压气机进口（４），压气机壳（１）内安装有压气机离心叶轮（２），压气机壳（１）上靠近压气机离心叶轮（２）尾部的位置设有压气机叶轮出口（１１），所述压气机叶轮出口（１１）与压气机壳集气流道（１４）之间通过气体扩压通道（９）连通，其特征在于： 压气机离心叶轮（２）与压气机壳（１）之间设有压气机旋转壁（２８），所述压气机旋转壁（２８）的前端设有前排叶栅（２１），该前排叶栅（２１）与动力驱动装置传动连接； 所述压气机壳（１）内靠近气体扩压通道（９）的位置设有旋转盘（２４），在旋转盘（２４）上设有后排叶栅（２５），所述旋转盘（２４）与压气机旋转壁（２８）固定连接。
【技术特征摘要】
1.一种电动复合多级离心压气机装置，包括压气机壳(1)，压气机壳(1)上设有压气机壳集气流道(14)和压气机进口(4)，压气机壳(1)内安装有压气机离心叶轮(2)，压气机壳(1)上靠近压气机离心叶轮(2)尾部的位置设有压气机叶轮出口(11)，所述压气机叶轮出口(11)与压气机壳集气流道(14)之间通过气体扩压通道(9)连通，其特征在于：压气机离心叶轮(2)与压气机壳(1)之间设有压气机旋转壁(28)，所述压气机旋转壁(28)的前端设有前排叶栅(21)，该前排叶栅(21)与动力驱动装置传动连接；所述压气机壳(1)内靠近气体扩压通道(9)的位置设有旋转盘(24)，在旋转盘(24)上设有后排叶栅(25)，所述旋转盘(24)与压气机旋转壁(28)固定连接。2.根据权利要求1所述的电动复合多级离心压气机装置，其特征在于：所述压气机旋转壁(28)的轴向截面形状为两边大中间小的哑铃状结构。3.根据权利要求1或2所述的电动复合多级离心压气机装置，其特征在于：所述压气机旋转壁(28)的后部具有旋转壁后部壁面(7)，所述气体扩压通道(9)内具有扩压通道扩压壁(8)，旋转壁后部壁面(7)位于气体扩压通道(9)内并与扩压通道扩压壁(8)的壁面形状一致。4.根据权利要求3所述的电动复合多级离心压气机装置，其特征在于：动力驱动装置包括安装在压气机进口(4)的电机(27)，电机(27)包括电机转子(17)和电机定子(23)，所述电机定子(23)通过支撑装置固定支撑在压气机进口(4)内，电机转子(17)上设有电机轴(20)。5.根据权利要求4所述的电动复合多级离心压气机装置，其特征在于：所述前排叶栅(21)包括与电机轴(20)传动连接的叶栅轮毂(22)，在叶栅轮毂(22)的外部设有若干片前排轴流叶片(5)，所述前排轴流叶片(...
【专利技术属性】
技术研发人员：王航，马超，朱智富，李永泰，宋丽华，郭锡禄，王聪聪，
申请(专利权)人：寿光市康跃增压器有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]
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