2.2压气机的结构

在涡轮增压器中，离心式压气机是使用的最为广泛的，主要是由于其单机级压比较高，制造成本低，结构简单，工作范围广。进气道、压气机叶轮、扩压器和压气机壳是单级离心式压气机主要组成部分。

进气道主要是用来避免计入压气机的气流发生紊乱的。按照其结构和空气流动的特性来区分的话，压气机的进气道主要有轴向进气、径向进气和涡轮进气三种形式。空气沿着轴向进入压气机的话，会减少空气进入工作叶轮的损失，这种结构常见于小型增压器。进气气流先由径向流入，再转为轴向推动工作叶轮工作的就是径向进气式。如果使用这种进气方式的话，空气的流量损失很严重，而且进气效率也不高，一般用于大型增压器。实际生活中我们很少采用涡型进气道。一般我们会在进气道内表面经机械加工以提高表面光洁度，减少进气阻力。小型增压器常将进气道与压气机壳铸成一体。铝合金一般作为铸造进气道的材料。

压气机的工作叶轮是用来增加空气的温度、压力和流速。当叶轮开始旋转之后，叶轮会将进入的空气通过离心力抛向叶轮的外缘。工作叶轮由轮毂、叶片、轮盘和轮盖组成。压气机是压缩空气的结构，主要有四种形式：封闭式，全开式，半开式以及星形结构。封闭式压气机的管道是封闭的，这样的结构所采用的材料比较多，质量比较重，不适合量产。但是由于其特殊的封闭式结构，使得空气所受的摩擦较小，动能不会大量损失，实际制造中并不广泛。半开式压气机封闭式少了一个轮盖。虽然质量减轻，但是气流的损失比较大。实际生产中因为其简单的结构，刚度也比较强，多使用于小型的增压器。全开式压气机结构更加的简单，它只有叶轮和叶片组成，这样的结构质量就更小，制造起来方便。但是由于这样的结构制成的压气机并不能带来很大的进气压力，效率不高。加上没有轮盖和轮盘，会使其应用起来产生很大的振动，因此，基本不使用这种结构。星形结构于半开式叶轮相似，是在半开式结构上制造的，如图2-2所示，星形结构结合半开式和全开式结构的特点，因此星形结构兼备两者的优点，在半开式叶轮的结构上做出一些改变，将圆盘的直径减小，适用于高速高增压的小型增压器。但这种星形结构的应用目前正在减少[3]。

星形叶轮的形状主要有三种形式径向叶片、前弯叶片以及后弯叶片。在压气机里升高空气压力主要是由这些叶片的形状控制的。但是也有些空气是在涡轮里面压缩在传入压气机里进行压缩升压的。径向叶片的方向与叶轮的半径一致，这样的结构不能完全压缩空气，需要涡轮叶轮的协助。叶轮的形状大大的影响压气机的效率，所以叶轮形状的设计也是相当重要的。后弯叶轮的叶片方向与旋转方向相反，因此这中结构的压气机需要压缩全部的空气。

压气机叶轮的材料通常使用的是铝合金，有铸材和锻材之分。小型叶轮导风轮与工作轮一体的时候用铸材精铸而成。在工作轮叶和导风轮分开的情况下，工作轮可由机械加工而成，导风轮可以精铸或机械加工。

压缩机叶轮的材料通常是由铝合金制成的，分为铸造材料和锻造材料。使用铸造的情况是小型叶轮导轮和工作轮连为一体的时候。在工作轮和导风轮分离的情况下，工作轮可以通过机械加工，通过锻造制造压气机。