本发明涉及一种分段式蜗壳， 具体地说是一种通过不同流道单独工作和共 同工作来满足发动机各工况性能要求的带导流 叶片的分段式蜗壳， 属于内燃机 领域。 背景技术：

近年来， 随着排放法规的日益严格， 人们对能够兼顾发动机全工况性能的 增压器的需求越来越强烈， 可变截面涡轮增压器因能有效控制发动机的排 气压 力， 可使增压器和发动机在各个工况下实现良好的 性能匹配， 成为了研发的重 点。 但在实际应用中， 采用可变截面增压器的发动机的低速扭矩有较 大提高， 存在的问题是， 发动机的进排气负压差很高， 泵气损失过高， 导致发动机低速 工况油耗量偏高。专利 CN101694166A公开了一种双层流道变截面涡轮机控 制装 置， 该结构包括涡轮壳， 涡轮壳内设有内外两个进气流道， 发动机中高工况下， 该装置通过阀门控制机构调节阀门的开度来调 节进入蜗壳进气外流道的进气 量， 实现了变截面的功能。 但该结构在发动机高速工况下的增压比提高受 限。

因此， 希望设计一种结构简单、 可靠性高的带导流叶片的分段式蜗壳， 来 满足发动机全工况范围内的性能要求， 提高发动机低速工况的进气量， 降低发 动机低速迟滞性， 并能在发动机高速工况下， 有效利用发动机的排气能量， 提 高发动机的进气量并有效提高增压比。 发明内容：

本发明要解决的问题是为了针对可变截面增压 器的局限性， 提供一种能够 有效解决发动机低速工况时增压器的迟滞性， 并能提高发动机高速工况时的增 压比， 满足发动机全工况范围内的增压要求的带导流 叶片的分段式蜗壳。

为了解决上述问题， 本发明采用以下技术方案：

一种带导流叶片的分段式蜗壳， 包括涡轮蜗壳； 所述涡轮蜗壳内设有蜗壳进气流道及蜗壳扩压 通道， 所述涡轮蜗壳上分别 设有与蜗壳进气流道连通的蜗壳进气口和与蜗 壳扩压通道连通的蜗壳出气口； 所述蜗壳进气流道内设有左侧气动隔板和右侧 气动隔板；

所述 Γ:侧气动隔板和右侧气动隔板将蜗壳进气流道 间隔成为蜗壳左侧进气 外流道， 蜗壳进气内流道和蜗壳右侧进气外流道；

所述蜗壳左侧进气外流道和蜗壳右侧进气外流 道靠近蜗壳进气口处的位置 分别设有进气调节控制装置。

以下是本发明对上述方案的进一步改进- 所述进气调节控制装置包括分别安装在蜗壳左 侧进气外流道和蜗壳右侧进 气外流道的进气口处的进气调节阀门， 所述进气调节阀门传动连接有进气调节 控制执行器；

当发动机处于低速工况范围时， 两个进气调节阀门同时关闭， 即蜗壳左侧 进气外流道和蜗壳右侧迸气外流道同时处于关 闭状态； 蜗壳迸气内流道单独处 于工作状态；

当发动机处于中速工况范围时， 安装在蜗壳左侧进气外流道进气口处的进 气调节阀门关闭， 蜗壳左侧进气外流道处于关闭状态， 蜗壳右侧进气外流道和 蜗壳进气内流道处于工作状态；

当发动机处于高速工况范围内时， 两个进气调节阀门同时打开， 蜗壳进气 内流道、 蜗壳左侧进气外流道和蜗壳右侧进气外流道同 时处于工作状态。

进 歩改进：

所述蜗壳进气内流道的进气口与蜗壳进气口相 连通， 所述蜗壳左侧进气外 流道和所述蜗壳右侧进气外流道的进气口分别 与蜗壳进气内流道的进气口相连 通。

进一步改进： 所述蜗壳左侧进气外流道和蜗壳右侧进气外流 道分别位于蜗 壳进气内流道的两侧且并排平行设置。

另一种改进： ， 所述蜗壳左侧进气外流道和蜗壳右侧进气外流 道分别位于蜗壳进气内流道 的两侧， 所述蜗壳左侧进气外流道的截面为弧形， 其外端延伸至蜗壳进气内流 道的外侧。

进 步改进： 所述蜗壳左侧进气外流道的截面积大于所述蜗 壳右侧进气外 流道的截面积。

进一歩改迸： 为保证所设计的流道截面符合 A/R值的设计要求， 所述蜗壳 左侧进气外流道和! ¾壳右侧进气外流道的截面积之和是蜗壳进气� ��流道的截面 积的 0.3-1.1倍。

进- 歩改进： 所述蜗壳左侧进气外流道、 蜗壳右侧进气外流道及蜗壳进气 内流道靠近蜗壳扩压通道的位置处分别设有无 叶喷嘴。

进一步改进： 所述蜗壳左侧进气外流道内靠近无叶喷嘴处呈 环形均匀设有 若干片机翼型气动式导流叶片。

进一步改进： 所述导流叶片的一端与蜗壳左侧进气外流道内 壁一体铸造连 接，另一端与左侧气动隔板位于蜗壳左侧进气 外流道一侧的内壁一体铸造连接。

进- 歩改进： 所述蜗壳左侧进气外流道与蜗壳左侧进气外流 道的进气口之 间设有左侧外流道控制室； 所述蜗壳右侧进气外流道与蜗壳右侧进气外流 道的 进气口之间设有右侧外流道控制室。

进一步改进： 安装在蜗壳左侧进气外流道的进气口处的进气 调节阀门位于 左侧外流道控制室内；

安装在蜗壳右侧进气外流道的进气口处的进气 调节阀门位于右侧外流道控 制室内。

进- 步改进： 所述左侧外流道控制室和右侧外流道控制室上 分别设有外流 道上端盖， 以实现对进气流的密封和进气调节阀门的限位 。

本发明采用上述方案， 蜗壳进气内流道是常开进气流道， 蜗壳左侧进气外 流道和蜗壳右侧进气外流道在进气调节控制执 行器的控制下处于打开或闭合状 发动机处于低速工况范围内时， 进气调节阔门在进气调节控制执行器的带 动下， 将蜗壳左侧进气外流道和蜗壳右侧进气外流道 同时关闭， 此时， 从发动 机排出的所有废气仅流经蜗壳进气内流道， 由于蜗壳进气内流道的截面积比较 小， 可有效提高涡轮叶轮的进气流速， 充分利用废气中的可用能量， 增大发动 机低速工况时的涡轮输出功， 提升增压压力， 满足发动机低速时的较高增压压 力的需求， 提高发动机的低速性能并能降低排放， 同时提高了发动机的加速响 应性， 减少了增压迟滞的影响。

发动机处于中速工况范围内时， 蜗壳右侧进气外流道的进气调节阀门在进 气调节控制执行器的带动下处于完全打开状态 ， 从而将蜗壳右侧进气外流道打 开， 此时， 蜗壳进气内流道和蜗壳右侧进气外流道共同工 作， 蜗壳进气流道截 面积变大， 可有效满足发动机中等转速下进入涡轮叶轮的 进气量， 提高发动机 排出废气能量的利用率， 满足发动机中等转速下的增压要求。

发动机处于高速工况范围内时， 进气调节阀门在进气调节控制执行器的带 动下同时处于完全打开状态， 从而将蜗壳左侧进气外流道和蜗壳右侧进气外 流 道打开， 此时蜗壳进气内流道、 蜗壳左侧进气外流道和蜗壳右侧进气外流道同 时处于工作状态。 从发动机排出的高速废气分别进入蜗壳进气内 流道、 蜗壳左 侧进气外流道和蜗壳右侧进气外流道， 蜗壳进气流道工作截面积增大， 又由于 在蜗壳左侧进气外流道的无叶喷嘴处设置了导 流叶片， 可有效引导进气流以合 适的气流角进入涡轮叶轮， 提高了涡轮进气效率， 从而提高了增压比。

本发明中的涡轮蜗壳结构与普通的增压器蜗壳 结构基本相同， 结构简单、 继承性好、 成本低、 容易快速实现工程化， 结构中的进气调节装置结构简单， 控制方式容易实现， 可靠性高。 下面结合附图和对本发明做进一步说明。

附图说明：

附图 1 是本发明实施例 1 中的带导流叶片的分段式蜗壳的剖面结构示意 图； 附图 2是本发明实施例 1中的带导流叶片的分段式蜗壳的 0-180度流道截 面结构示意图； 附图 3是本发明实施例 1中的带导流叶片的分段式蜗壳的径向剖面结� �示 意图； 附图 4是本发明实施例 2中的带导流叶片的分段式蜗壳的 0-180度流道截 面结构示意图； 附图 5是本发明实施例 2中的带导流叶片的分段式蜗壳在发动机低速� �况 下的剖面结构示意图； 附图 6是本发明实施例 2中的带导流叶片的分段式蜗壳在发动机中速� �况 下的剖面结构示意 1 ; 附图 7是本发明实施例 2中的带导流叶片的分段式蜗壳在发动机高速� �况 下的剖面结构示意图； 图中： 1-涡轮蜗壳； 2-蜗壳迸气口； 3-蜗壳出气口； 4-蜗壳扩压通道； 5 - 左侧气动隔板； 6-右侧气动隔板； 7-蜗壳左侧进气外流道； 8-蜗壳进气内流道; 9-蜗壳右侧进气外流道； 10-进气调节阀门； 11-左侧外流道控制室； 12-右侧外 流道控制室； 13-进气调节阀门配合面； 14-外流道上端盖； 15-无叶喷嘴； 16- 导流叶片； 17-蜗 左侧进气外流道内壁。 具体实施方式：

实施例 1， 如图 1、 图 2所示， 一种带导流叶片的分段式蜗壳， 包括： 涡轮蜗壳 1，所述涡轮蜗壳 1内设有蜗壳进气流道及蜗壳扩压通道 4，所述涡 轮蜗壳 1上分别设有与蜗壳进气流道连通的蜗壳进气� � 2和与蜗壳扩压通道 4连 通的蜗壳出气口 3 ; 所述蜗壳进气流道内设有左侧气动隔板 5和右侧气动隔板 6;

所述左侧气动隔板 5和右侧气动隔板 6将蜗壳进气流道间隔成为蜗壳左侧进 气外流道 7， 蜗壳进气内流道 8和蜗壳右侧进气外流道 9;

所述蜗壳左侧进气外流道 7和蜗壳右侧进气外流道 9靠近蜗壳进气口 2处的 位置分别设有进气调节控制装置。

所述进气调节控制装置包括分别安装在蜗壳左 侧进气外流道 7和蜗壳右侧 进气外流道 9的进气口处的进气调节阀门 10，所述进气调节阀门 10传动连接有进 气调节控制执行器；

当发动机处于低速工况范围时， 两个进气调节阀门 10同时关闭， 即蜗壳左 侧进气外流道 7和蜗壳右侧进气外流道 9同时处于关闭状态； 蜗壳进气内流道 8 单独处于工作状态；

当发动机处于中速工况范围时，安装在蜗壳左 侧进气外流道 7进气口处的进 气调节阀门 10关闭，蜗壳左侧进气外流道 7处于关闭状态，蜗壳右侧进气外流道 9和蜗壳进气内流道 8处于工作状态；

当发动机处于高速工况范围内时， 两个进气调节阔门 10同时打开， 蜗壳进 气内流道 8、 蜗壳左侧进气外流道 7和蜗壳右侧进气外流道 9同时处于工作状态。

所述左侧气动隔板 5和右侧气动隔板 6与涡轮蜗壳 1铸造一体连接； 所述蜗壳进气口 2为单进气口， 所述蜗壳进气内流道 8的进气口与蜗壳进气 口 2相连通，所述蜗壳左侧进气外流道 7和所述蜗壳右侧进气外流道 9的进气口分 别与蜗壳进气内流道 8的进气口相连通。

所述蜗壳左侧进气外流道 7的截面积大于所述蜗壳右侧进气外流道 9的截面 积。

为保证所设 il的流道截面符合 A/R值的设计要求， 所述蜗壳左侧进气外流 道 7和蜗壳右侧进气外流道 9的截面积之和是蜗壳进气内流道 8的截面积的 0.3-1.1倍。 所述蜗壳左侧进气外流道 7和蜗壳右侧进气外流道 9分别位于蜗壳进气内流 道 8的两侧， 所述蜗壳左侧进气外流道 7的截面为弧形， 其外端延伸至蜗壳进气 内流道 8的外侧。

所述蜗壳左侧进气外流道 7、蜗壳右侧进气外流道 9及蜗壳进气内流道 8靠近 蜗壳扩压通道 4的位置处分别设有无叶喷嘴 15。

如图 2、 图 3所示， 发动机高速工况时， 为充分利用发动机的排气能量， 保 证流经蜗壳左侧进气外流道的气流以合适的气 流角进入涡轮叶轮， 提高进气效 率，在所述蜗壳左侧进气外流道 7内靠近无叶喷嘴 15处呈环形均匀设有若干片机 翼型气动式导流叶片 16。

所述导流叶 ) ΊΊ 6的一端与蜗壳左侧进气外流道内壁 17—体铸造连接， 另一 端与左侧气动隔板 5位于蜗壳左侧进气外流道 7—侧的内壁一体铸造连接。

所述蜗壳左侧进气外流道 7与蜗壳左侧进气外流道 7的进气口之间设有左侧 外流道控制室 11 ; 所述蜗壳右侧进气外流道 9与蜗壳右侧进气外流道 9的进气口 之间设有右侧外流道控制室 12。

所述进气调节阀门 10分别安装在左侧外流道控制室 11和右侧外流道控制室 12内。

所述进气调节阀门 10靠近蜗壳左侧进气外流道 7的进气口和蜗壳右侧进气 外流道 9的进气 U处分别设有进气调节阔门配合面 13，从而实现进气调节阔门的 密封性。

所述左侧外流道控制室 11和右侧外流道控制室 12上分别设有外流道上端盖 14， 以实现对进气流的密封和进气调节阀门的限位 。

实施例 2， 如图 4所示， 上述实施例 1中， 所述蜗壳左侧进气外流道 7和蜗壳 右侧进气外流道 9还可以并排平行设置。

如图 5所示， 当发动机处于低速工况范围时，进气调节阀门 10在进气调节控 制执行器的带动下同时处于关闭状态，即将蜗 壳左侧进气外流道 7和蜗壳右侧进 气外流道 9同时关闭，此时，从发动机排出的所有废气� �流经蜗壳进气内流道 8， 由于蜗壳进气内流道 8的截面积比较小，可有效提高涡轮叶轮的进� �流速，充分 利用废气中的可用能量，增大发动机低速工况 时的涡轮输出功，提升增压压力， 满足发动机低速时的较高增压压力的需求， 提高发动机的低速性能并能降低排 放， 同时提高了发动机的加速响应性， 减少了增压迟滞的影响。

如图 6所示， 、"1发动机处于中速工况范围时， 蜗壳左侧进气外流道 7的进气 调节阀门 10处于关 | 状态，蜗壳左侧进气外流道 7并不工作。而蜗壳右侧进气外 流道 9的进气调节阀门 10在进气调节控制执行器的带动下处于打开状� ��，从而将 蜗壳右侧进气外流道 9打开， 此时， 蜗壳进气内流道 8和蜗壳右侧进气外流道 9 共同工作， 蜗壳进气流道截面积变大， 可有效满足发动机中等转速下进入涡轮 叶轮的进气流量， 提高发动机排出废气能量的利用率， 满足发动机中等转速下 的增压要求。

如图 7所示， 当发动机处于高速工况范围内时，两个进气调 节阀门 10在进气 调节控制执行器的 ^动下同时处于打开状态，从而将蜗壳左侧进� �外流道 7和蜗 壳右侧进气外流道 9打开， 此时，蜗壳进气内流道 8、蜗壳左侧进气外流道 7和蜗 壳右侧进气外流道 9同时处于工作状态。从发动机排出的高速废� �分别进入蜗壳 进气内流道 8、蜗壳左侧进气外流道 7和蜗壳右侧进气外流道 9，又由于在蜗壳左 侧进气外流道 7的无叶喷嘴 15处设置了导流叶片 16，可有效引导进气流以合适的 气流角进入涡轮叶轮， 提高了涡轮进气效率。

本发明采用上述方案， 所述蜗壳进气内流道是常幵进气流道， 蜗壳左侧进 气外流道和蜗売右侧进气外流道在进气调节控 制执行器的控制下处于打开或闭 合状态。 通过调节蜗壳进气截面积， 满足不同工况下， 进入蜗壳进气流道的进 气量， 实现变截面涡轮机的功能， 满足发动机全工况下的增压需求。 该蜗壳结 构设计是在传统蜗壳基础上进行的改进， 结构简单， 继承性好， 容易实现产品 的工程化。