用于优化入口导流叶片性能和对应产品的方法技术

一种入口涡流装置(78)位于涡轮增压器的压缩机上游。入口涡流装置通过引发涡流运动选择性地影响流动。在许多变型中，叶片(84)的几何形状可被修改以优化入口导流叶片(IGV，80)的性能。IGV叶片(84)被修改为包括扭曲或弯曲(100、102、104、138)，用于调整流动通道半径上的预涡流水平。IGV叶片(84)被修改以减少通过IGV叶片(84)的表面修改(106、112、116)的压力损失。IGV叶片84被修改以通过包括密封特征件(120)和/或叶尖泄漏减少特征件(126)来减少二次流动。IGV叶片(84)被修改以使用包括一个或多个部分(130、132)的翼片和/或修改IGV叶片(84)以包括一个或多个通道(134、136)来改进流动。

Methods for optimizing the performance of inlet vane and corresponding products

An inlet swirl device (78) is located upstream of the compressor of a turbocharger. The inlet eddy current device selectively affects the flow by inducing vortex motion. In many variants, the geometry of blade (84) can be modified to optimize the performance of inlet vane (IGV, 80). IGV blades (84) were modified to include twisted or bent (100, 102, 104, 138) for adjusting the pre swirl level on the radius of the flow channel. IGV blades (84) were modified to reduce the pressure loss of surface modifications (106, 112, 116) through IGV blades (84). The IGV blade 84 is modified to reduce the two flow by including the seal feature (120) and / or tip leakage reduction feature (126). The IGV blade (84) is modified to improve the flow by using a wing sheet including one or more parts (130, 132) and / or modified IGV blades (84) to include one or more channels (134, 136).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于优化入口导流叶片性能和对应产品的方法相关申请的交叉引用本申请要求2015年11月30日提交的第14/954,146号美国申请的权益。
本公开总体上所属的领域包括涡轮增压内燃机。
技术介绍
车辆可包括涡轮增压器，该涡轮增压器可利用排气来驱动涡轮，该涡轮可操作地连接到并且可驱动压缩机。压缩机可用于将燃烧空气压缩到发动机的进气歧管中。
技术实现思路
许多变型可包括一种优化入口导流叶片性能的方法，该方法包括：修改入口导流叶片以包括扭曲、弯曲、表面纹理、密封特征件、叶尖泄漏减少特征件、具有至少一个部件的翼片，或者至少一个通道。许多变型可包括一种产品，该产品包括：入口导流叶片，该入口导流叶片具有以下中的至少一个：扭曲叶片、弯曲叶片、表面纹理、密封特征件、阻挡特征件、具有至少一个部件的翼片，或者至少一个通道。根据下文提供的详述将明白本专利技术的范围内的其它说明性变型。应当理解的是，详述和具体示例在公开本专利技术的变型时仅仅旨在用于说明目的并且不旨在限制本专利技术的范围。附图说明从详细描述和附图中将更完整地理解本专利技术的范围内的变型的选择示例，其中：图1说明了根据许多变型的入口涡流装置的截面图。图2说明了根据许多变型的标准叶片的正视图。图3说明了根据许多变型的沿着图2的A-A截取的截面图。图4说明了根据许多变型的具有扭曲的叶片的透视图。图5说明了根据许多变型的具有扭曲的叶片的透视图。图6说明了根据许多变型的具有扭曲的叶片的正视图。图7说明了根据许多变型的沿着图6的A-A截取的截面图。图8说明了根据许多变型的叶片打开的入口涡流装置的截面图。图9说明了根据许多变型的叶片关闭的入口涡流装置的截面图。图10说明了根据许多变型的具有扭曲的叶片的透视图。图11说明了根据许多变型的具有扭曲的叶片的透视图。图12说明了根据许多变型的具有扭曲的叶片的正视图。图13说明了根据许多变型的沿着图12的A-A截取的截面图。图14说明了根据许多变型的叶片关闭的入口涡流装置的截面图。图15说明了根据许多变型的叶片关闭的入口涡流装置的截面图。图16说明了根据许多变型的具有弯曲中心线的叶片的透视图。图17说明了根据许多变型的具有弯曲中心线的叶片的透视图。图18说明了根据许多变型的具有弯曲中心线的叶片的正视图。图19说明了根据许多变型的沿着图18的A-A截取的截面图。图20说明了根据许多变型的叶片打开的入口涡流装置的截面图。图21说明了根据许多变型的叶片关闭的入口涡流装置的截面图。图22说明了根据许多变型的叶片打开的入口涡流装置的截面图。图23说明了根据许多变型的具有掠叶片的叶片的透视图。图24说明了根据许多变型的具有猫头鹰结构的叶片的透视图。图25说明了根据许多变型的具有猫头鹰结构的叶片的正视图。图26说明了根据许多变型的沿着图25的A-A截取的截面图。图27说明了根据许多变型的叶片打开的入口涡流装置的截面图。图28说明了根据许多变型的叶片关闭的入口涡流装置的截面图。图29说明了根据许多变型的具有鲸结构的叶片的透视图。图30说明了根据许多变型的具有鲸结构的叶片的正视图。图31说明了根据许多变型的沿着图30的A-A截取的截面图。图32说明了根据许多变型的叶片打开的入口涡流装置的截面图。图33说明了根据许多变型的叶片关闭的入口涡流装置的截面图。图34说明了根据许多变型的具有高尔夫球结构的叶片的透视图。图35说明了根据许多变型的具有高尔夫球结构的叶片的正视图。图36说明了根据许多变型的沿着图35的A-A截取的截面图。图37说明了根据许多变型的叶片打开的入口涡流装置的截面图。图38说明了根据许多变型的叶片关闭的入口涡流装置的截面图。图39说明了根据许多变型的具有高尔夫球结构的叶片的透视图。图40说明了根据许多变型的具有高尔夫球结构的叶片的正视图。图41说明了根据许多变型的沿着图40的A-A截取的截面图。图42说明了根据许多变型的叶片打开的入口涡流装置的截面图。图43说明了根据许多变型的叶片关闭的入口涡流装置的截面图。图44说明了根据许多变型的具有小翼结构的叶片的透视图。图45说明了根据许多变型的具有小翼结构的叶片的正视图。图46说明了根据许多变型的沿着图45的A-A截取的截面图。图47说明了根据许多变型的叶片打开的入口涡流装置的截面图。图48说明了根据许多变型的叶片关闭的入口涡流装置的截面图。图49说明了根据许多变型的叶片打开的入口涡流装置的截面图。图50说明了根据许多变型的具有球形叶端的叶片的透视图。图51说明了根据许多变型的具有瓣片的叶片的透视图。图52说明了根据许多变型的具有多个瓣片的叶片的透视图。图53说明了根据许多变型的具有多个通道的叶片的透视图。图54说明了根据许多变型的具有通道的叶片的透视图。具体实施方式变型的以下描述仅仅具有说明性本质并且决不旨在限制本专利技术的范围、其应用或用途。在许多变型中，发动机换气系统可包括涡轮增压器。涡轮增压器可包括涡轮，该涡轮可经由轴可操作地附接到压缩机。涡轮可由排气流体流驱动，这可导致轴旋转，然后可驱动压缩机。压缩机然后可对可能进入内燃机的空气加压。在许多变型中，入口涡流装置78可位于压缩机前面或上游，并且可与压缩机可操作地相关联。入口涡流装置78可操作以通过引发涡流运动选择性地影响流动，或者可用于选择性地限制流动或大致上防止流过入口涡流装置78。参考图1，在许多变型中，入口涡流装置78可包括入口端口90、流动通道86、流动通道86内的多个入口导流叶片(IGV)80以及可操作地连接到压缩机的出口端口92。多个IGV80可各自包括前缘94和后缘96。IGV流动通道86可包括可容纳多个IGV80的球形外轮廓88。球形外轮廓88的几何形状可通过IGV80的贯穿表面105对入口端口90的补偿来确定。入口端口90的面积与出口端口92的面积之间的比总是高于1。IGV80的旋转轴线可放置在相距IGV80的前缘94大约四分之一轮廓长度处，这可减小旋转所需的驱动转矩。IGV80的前缘94可在打开位置、关闭位置或其间的任何位置处被球形外轮廓88覆盖，这可减少叶尖损失和流动失准。然而，应注意的是，本领域技术人员已知的任何流动通道均可用于以下专利技术。在多种变型中，IGV80可用于将压缩机工作点移位、提高压缩机在喘振时的稳定性，和/或扩展压缩机操作特性图。在中压缩机特性图操作期间，压缩机入口处的直流对于压缩机性能可能是最佳的；然而，当压缩机在非设计条件下运行时，一定量的预涡流可能是有益的。IGV80可用作标准IGV或用作入口涡流节流阀，其中IGV关闭角度高达90度用于抑制新鲜空气流并因此引起低压排气再循环流动。在许多变型中，压缩机叶轮在其入口处的涡流需求可由叶轮几何形状和操作点驱动。对于典型的叶轮几何形状，对流动通道半径r的涡流需求在整个操作范围内不是线性的。因此，使用标准的IGV叶片82(其变型在图2到3中进行了说明)，它不是理想的，因为它可能在r上产生线性涡流分布，并且可能允许IGV80与流动通道86之间的间隙，这可能引起可能易于损失并可能降低性能的二次流动。在许多变型中，IGV叶片84的几何形状可被修改以优化IGV80的性能。在许多变型中，IGV叶片84可被修改为包括扭曲或弯曲100、102、104、138，其可用于调整流动通道半径r上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种优化入口导流叶片性能的方法，所述方法包括：修改入口导流叶片以包括扭曲、弯曲、表面纹理、密封特征件、叶尖泄漏减少特征件、具有至少一个部件的翼片，或者至少一个通道。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.30 US 14/9541461.一种优化入口导流叶片性能的方法，所述方法包括：修改入口导流叶片以包括扭曲、弯曲、表面纹理、密封特征件、叶尖泄漏减少特征件、具有至少一个部件的翼片，或者至少一个通道。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述入口导流叶片的所述扭曲或所述弯曲调整流动通道半径上的预涡流水平。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述入口导流叶片的所述表面纹理减少压力损失。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述入口导流叶片上的所述密封特征件或阻挡特征件减少二次流动。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述翼片或所述至少一个通道改进通过流动通道的流动。6.一种产品，所述产品包括：入口导流叶片，该入口导流叶片具有以下中的至少一个：扭曲叶片、弯曲叶片、表面纹理、密封特征件、阻挡特征件、具有至少一个部件的翼片，或者至少一个通道。7.根据权利要求6所述的产品，其中所述扭曲叶片围绕所述入口导流叶片的旋转轴线或所述入口导流叶片的前缘中的至少一个扭曲。8.根据权利要求6所述的产品，其中所述弯曲叶片进行以下至少一项：围绕所述入口导流叶片的中心线弯曲或者围绕所述入口导流叶片的前缘或后缘中的至少一个偏斜。9.根据权利要求6所述的产品，其中所述表面纹理包括猫头鹰结构，所述猫头鹰结构包括多个凹痕，所述多个凹痕沿着所述叶片的第一侧和第二侧的一部分从所述叶片的后缘或前缘中的至少一个水平地延伸，并且它的长度随着所述叶片宽度增加而增加，并且其中所述多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·米克莱亚伯利兹法尔，S·卡尔施泰特，U·海尼格，
申请(专利权)人：博格华纳公司，
类型：发明
国别省市：美国,US