CN104395582A - 具有圆周槽的压缩机盖件 - Google Patents

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Abstract

一种涡轮增压器压缩机盖件(114)包括一个内护罩轮廓(122)，该内护罩轮廓(122)被适配成用于接纳一个具有多个叶片(140)的压缩机叶轮(118)。每个叶片(140)都包括一个前缘(142)、一个轮廓边缘(144)、以及一个后缘(146)。一个入口通道(124)通向该内护罩轮廓(122)并且围绕该入口通道(124)形成一个圆周槽(130)。该槽(130)包括与这些叶片的前缘(142)的外侧端(148)对齐的一个后缘(136)。该压缩机盖件(114)包括沿着该槽后缘(136)形成的一个边缘凸凹部(138)，诸如一个45度倒角。该圆周槽(130)具有一个宽度和一个深度，其中该宽度和深度大致相等。该倒角与该槽(130)在距该槽(130)的底部大约一半的该深度处相交。

Description

具有圆周槽的压缩机盖件
背景技术
当今内燃发动机必须满足消费者和政府监管机构所要求的愈来愈严格的排放标准和效率标准。因此，汽车制造商和供应商在改善内燃发动机运行的技术研究和开发中耗用大量精力和资金。涡轮增压器是发动机开发的尤为使人感兴趣的一个领域。
涡轮增压器利用通常会被浪费的排气能量来驱动涡轮机。涡轮机被安装到一个轴上，进而驱动一个压缩机。涡轮机将排气的热能和动能转换成驱动压缩机的旋转动力。涡轮增压器的目的是通过增大进入发动机的空气的密度来提高发动机的体积效率。压缩机吸入周围空气并且将它压缩到进气歧管中并且最终到汽缸中。因此，在每个进气冲程上有更大量的空气进入这些汽缸。
涡轮机越能有效地将排气热能转换成旋转动力并且压缩机越能有效地将空气推进发动机中，发动机的整体性能就会越有效。因此，希望将涡轮机和压缩机叶轮设计得尽可能的有效。然而，由于涡流和泄漏在传统涡轮机和压缩机的设计中各种损耗是固有的。
虽然传统的涡轮增压器压缩机和涡轮机设计已经针对使效率最大化的目标得到研发，但仍有需要进一步提高压缩机和涡轮机效率。
概述
在此提供的是一种涡轮增压器压缩机盖件，包括一个内护罩轮廓，该内护罩轮廓被适配成用于接纳一个具有多个叶片的压缩机叶轮。每个叶片都包括一个前缘、一个轮廓边缘、以及一个后缘。一个入口通道通向该内护罩轮廓，并且围绕该入口通道形成了一个圆周槽。该槽包括与这些叶片前缘的外侧端对齐的一个后缘。
在此披露的技术的某些方面中，该压缩机盖件包括沿着该槽后缘形成的一个边缘凸凹部，诸如一个45度倒角。该圆周槽具有一个宽度和一个深度，其中该宽度和深度大致相等。在一个实施例中，一个倒角与该槽在距该槽的底部大致一半的该深度处相交。该倒角可以与该槽在距该槽的底部43％的该深度处相交。在一个实施例中，该槽的深度和宽度为3mm并且该倒角与该槽在距该槽的底部1.3mm处相交。
在此还披露了一种涡轮增压器，包括一个具有多个叶片的压缩机叶轮，每个叶轮都包括一个前缘、一个轮廓边缘、以及一个后缘。该涡轮增压器包括一个压缩机盖件，该压缩机盖件包括一个被适配成用于接纳该压缩机叶轮的内护罩轮廓和一个通向该内护罩轮廓的入口通道。一个圆周槽围绕该入口通道形成并且包括一个槽后缘，该槽后缘与这些叶片的前缘的外侧端对齐。
在此，在考虑详细说明部分和附图部分之后本披露技术的这些方面和其他方面将变得清楚。然而，应当理解的是，本发明的范围应当由所提出的权利要求书来确定而不是由给出的主题是否解决该背景部分中指出的任何或所有问题或者包括在此概述中引用的任何特征或方面来确定。
附图说明
通过参照以下附图说明了具有圆周槽的压缩机盖件的、包括优选的实施例的非限定性的和非穷举的实施例，其中贯穿不同视图相同的参考数字表示相同的部分，除非另外指明。
图1是一个涡轮增压器的截面侧视图；
图2是展示根据一个示例性实施例的包括一个圆周槽的涡轮增压器压缩机盖件的截面侧视图；并且
图3是在图2中示出的槽的放大的局部截面。
详细说明
以下将参照附图更全面地说明多个实施例，这些附图形成本文件的一个部分并且以图示的方式示出多个具体示例性实施例。这些实施例是以足够的细节予以披露的从而使本领域技术人员能够实践本发明。然而，实施例可以用不同的形式来实施并且不应解释为受限于在此阐述的这些实施例。因此，以下详细说明部分并不是在限制意义上进行的。
如图1所示，涡轮增压器5包括具有一个涡轮护罩12和附接到其上的一个压缩机护罩14的一个轴承壳体10。涡轮机叶轮16在涡轮护罩12内部靠近涡轮护罩内表面20地旋转。类似地，压缩机叶轮18在压缩机护罩14内部靠近压缩机护罩内表面22地旋转。压缩机盖件14包括一个通向该内护罩轮廓22的入口通道24。如本领域已熟知的，涡轮增压器5的构造是典型涡轮增压器的构造。
图2展示了根据一个示例性实施例的一个改进的涡轮增压器压缩机盖件114。该压缩机盖件114包括一个通向内护罩轮廓122的入口通道124。围绕该入口通道124形成了一个圆周槽130。该内护罩轮廓122被配置成用于接纳一个具有多个叶片140的压缩机叶轮118。
进一步参考图3，压缩机叶轮118包括多个叶片140，每个叶片包括一个前缘142、一个轮廓边缘144、以及一个后缘146。如从此图可以认识到，前缘142从内侧端149延伸到外侧端148。圆周槽130包括一个前缘132和一个后缘136。该槽后缘136与前缘142的该外侧端148对齐。在一个实施例中，槽后缘136和前缘142与轮廓边缘144之间的过渡部(在148处)对齐。
槽130的底部134在前缘与后缘132、136之间延伸。槽130还包括沿着该槽后缘形成的边缘凸凹部138。在这种情况下，边缘凸凹部138是以倒角形式的。在这种情况下，该倒角具有的角A为45度；然而，可以应用其他的角。
圆周槽130具有一个宽度W和一个深度D并且在这个实施例中该宽度和深度大致相等。在一个示例性实施例中，该槽的宽度和深度均为3mm并且该倒角138与该槽130在距该槽的底部1341.3mm处相交。该倒角可以与该槽在距该槽的底部大致一半深度D处相交。虽然边缘凸凹部138被示出为一个倒角，但边缘凸凹部138可以是以一个半径、一个台阶、或者其他适合的几何构形形式的。
在该压缩机主要叶片的前缘上游的这种圆周槽130后缘倒角138改善了压力比率特征，并且降低了高压比率软喘振噪声、以及横贯在整个压缩机图谱的宽频噪音。这种环形槽影响进入空气的入射角以便降低前缘流动分离、漩涡脱落、以及与降低的静止失速相关的较高PR(＞2PRT-T)的宽频辐射噪音等级。该倒角破坏了槽窝中流动反转发展成为以浪涌或者赫姆霍兹频率共振的软喘振噪音。所披露的槽几何形状的一个有益的副作用是叶片的较大部分对进入气流起作用由此增加了这一级的压力比率。
相应地，具有圆周槽的该压缩机盖件已经通过针对示例性实施例的某些程度的特异性进行了说明。然而，应当认识到本发明是由按照现有技术解释的以下权利要求书来限定，从而对这些示例性实施例可以作出修改或改变而不脱离在此包含的发明概念。

Claims (15)

1.一种涡轮增压器压缩机盖件(114)，包括：
一个内护罩轮廓(122)，该内护罩轮廓被配置成用于接纳一个具有多个叶片(140)的压缩机叶轮(118)，每个叶片(140)都包括一个前缘(142)、一个轮廓边缘(144)、以及一个后缘(146)；
一个入口通道(124)，该入口通道通向该内护罩轮廓(122)；以及
一个圆周槽(130)，该圆周槽是围绕该入口通道(124)形成的并且包括与该多个叶片(140)的前缘(142)的外侧端(148)对齐的一个槽后缘(136)。
2.根据权利要求1所述的涡轮增压器压缩机盖件(114)，包括沿着该槽后缘(136)形成的一个边缘凸凹部(138)。
3.根据权利要求2所述的涡轮增压器压缩机盖件(114)，其中该边缘凸凹部(138)是一个倒角。
4.根据权利要求3所述的涡轮增压器压缩机盖件(114)，其中该倒角是一个45度倒角。
5.根据权利要求3所述的涡轮增压器压缩机盖件(114)，其中该圆周槽(130)具有一个宽度和一个深度，其中该宽度和深度大致相等。
6.根据权利要求5所述的涡轮增压器压缩机盖件(114)，其中该倒角与该槽(130)在距该槽(130)的一个底部(134)大致一半的该深度处相交。
7.根据权利要求5所述的涡轮增压器压缩机盖件(114)，其中该倒角与该槽在距该槽(130)的该底部(134)43％的该深度处相交。
8.根据权利要求6所述的涡轮增压器压缩机盖件(114)，其中该槽(130)的该宽度和该深度为3mm并且该倒角与该槽(130)在距该槽(130)的一个底部(134)1.3mm处相交。
9.一种涡轮增压器压缩机盖件(114)，包括：
一个内护罩轮廓(114)，该内护罩轮廓被适配成用于接纳一个具有多个叶片(140)的压缩机叶轮(118)，每个叶片(140)都包括一个前缘(142)、一个轮廓边缘(144)、以及一个后缘(146)；
一个圆柱形入口通道(124)，该圆柱形入口通道通向该内护罩轮廓(122)；以及
一个圆周槽(130)，该圆周槽是围绕该入口通道(124)形成的并且包括：
一个槽后缘(136)，该槽后缘与该多个叶片(140)的前缘(142)的外侧端(148)对齐；
一个边缘凸凹部(138)，该凸凹部是沿着该槽后缘(136)形成的；并且
其中该圆周槽(130)具有一个宽度和一个深度，并且该边缘凸凹部(138)与该槽(130)在距该槽(130)的一个底部(134)大致一半的该深度处相交。
10.根据权利要求9所述的涡轮增压器压缩机盖件(114)，其中该宽度和深度大致相等。
11.根据权利要求9所述的涡轮增压器压缩机盖件(114)，其中该边缘凸凹部(138)是一个倒角。
12.一种涡轮增压器，包括：
一个压缩机叶轮(114)，该压缩机叶轮具有多个叶片(140)，每个叶片(140)都包括一个前缘(142)，一个轮廓边缘(144)，以及一个后缘(146)；
一个压缩机盖件(114)，包括：
一个内护罩轮廓(122)，该内护罩轮廓被适配成用于接纳该压缩机叶轮(118)；
一个入口通道(124)，该入口通道通向该内护罩轮廓(122)；以及
一个圆周槽(130)，该圆周槽是围绕该入口通道(124)形成的并且包括一个槽后缘(136)，该槽后缘与该多个叶片(140)的前缘(142)的一端(148)对齐。
13.根据权利要求12所述的涡轮增压器，包括沿着该槽后缘(136)形成的一个边缘凸凹部(138)。
14.根据权利要求13所述的涡轮增压器，其中该边缘凸凹部(138)是一个倒角。
15.根据权利要求14所述的涡轮增压器，其中该倒角与该槽(130)在距该槽(130)的一个底部(134)大致一半的该深度处相交。
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