一种涡轮增压器(5)包括一个壳体(10)，该壳体包括一个压缩机护罩(14)和一个涡轮机护罩(12)。该涡轮增压器(5)进一步包括一个压缩机叶轮(18)和一个涡轮机叶轮(16)。该压缩机叶轮(18)包括一个压缩机轮毂(44)和从该压缩机轮毂(44)径向延伸的多个压缩机叶片(45，46)。每个压缩机叶片(45，46)包括一个前缘(50，51)、一个后缘(52，53)以及在其间延伸的一个压缩机护罩轮廓边缘(54，55)。该涡轮机叶轮(16)包括一个涡轮机轮毂(24)和从该涡轮机轮毂(24)径向延伸的多个涡轮机叶片(26)。每个涡轮机叶片(26)包括一个前缘(30)、一个后缘(32)以及在其间延伸的一个涡轮机护罩轮廓边缘(34)。该压缩机叶片和涡轮机叶片中的至少一者包括沿着对应的压缩机或涡轮机护罩轮廓边缘的至少一部分形成的一个边缘离隙(40，60，61)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有轮廓边缘离隙的涡轮增压器叶片和结合有该涡轮增压器叶片的涡轮增压器背景现今的内燃发动机必须满足消费者以及政府监管机构要求的日益严格的排放和效率标准。相应地，汽车制造商和供应商花费巨大的努力和资本来研究和开发能够改善该内燃发动机的操作的技术。涡轮增压器是发动机发展的特别让人感兴趣的一方面。涡轮增压器使用在正常情况下被浪费的排气能量来驱动涡轮机。该涡轮机安装在一个轴上，该轴进而驱动一个压缩机。该涡轮机将排气的热量和动能转化成驱动该压缩机的旋转动力。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该发动机的容积效率。压缩机吸入周围空气并将其压缩进入进气歧管并且最终压缩进入这些气缸中。因此，在每个进气冲程中有更大量的空气进入这些气缸中。涡轮机将排气热能转化成旋转动力可以达到的效率越高并且压缩将空气推入发动机中可以达到的效率越高，发动机的总体性能就越高效。相应地，希望的是设计尽可能有效的涡轮机叶轮和压缩机叶轮。然而，在传统的涡轮机和压缩机设计中由于紊动和泄露而固有地存在损失。虽然传统的涡轮增压器压缩机和涡轮机设计已经以将效率最大化为目标进行了开发，但是还需要压缩机和涡轮机效率的进一步提高。概述在此提供了一种涡轮增压器压缩机叶轮，该涡轮增压器压缩机叶轮包括一个轮毂以及从该轮毂径向延伸的多个叶片。每个叶片包括一个前缘、一个后缘以及在其间延伸的一个护罩轮廓边缘。至少一个叶片包括沿着该护罩轮廓边缘的至少一部分形成的一个边缘离隙。在此描述的技术的某些方面，该边缘离隙是沿着该护罩轮廓边缘的大部分形成的并且该边缘离隙被布置在该叶片的压力侧上。该边缘离隙是处于选自下组的一种轮廓的形式，该组由以下各项组成：倒角、半径、凹口、以及槽口。在一个实施例中，该边缘离隙没有延伸穿过该护罩轮廓边缘的两端。在此还提供了一种涡轮增压器涡轮机叶轮，该涡轮增压器涡轮机叶轮包括一个轮毂以及从该轮毂径向延伸的多个叶片，每个叶片包括一个前缘、一个后缘以及在其间延伸的一个护罩轮廓边缘。至少一个叶片包括沿着该护罩轮廓边缘的至少一部分形成的一个边缘离隙。还考虑了结合有这些护罩轮廓边缘离隙的一种涡轮增压器。因此该涡轮增压器包括一个壳体，该壳体包括一个压缩机护罩和一个涡轮机护罩。该涡轮增压器进一步包括一个压缩机叶轮和一个涡轮机叶轮。该压缩机叶轮包括一个压缩机轮毂和从该压缩机轮毂径向延伸的多个压缩机叶片。每个压缩机叶片包括一个前缘、一个后缘以及在其间延伸的一个压缩机护罩轮廓边缘。该涡轮机叶轮包括一个涡轮机轮毂和从该涡轮机轮毂径向延伸的多个涡轮机叶片。每个涡轮机叶片包括一个前缘、一个后缘以及在其间延伸的一个涡轮机护罩轮廓边缘。该压缩机叶片和涡轮机叶片中的至少一者包括沿着该对应的压缩机或涡轮机护罩轮廓边缘的至少一部分形成的一个边缘离隙。在考虑该详细说明和附图之后，该具有轮廓边缘离隙的涡轮增压器叶片和结合有该涡轮增压器叶片的涡轮增压器的这些和其他方面将变得清楚。然而，将理解的是，本专利技术的范围应由如所提出的权利要求书来确定，而不是由给定的主题是否解决了在背景中提及的任何或所有的问题、或者是否包括概述中提及的任何特征或方面来确定。附图该具有轮廓边缘离隙的涡轮增压器叶片和结合有该涡轮增压器叶片的涡轮增压器的非限制性和非排他性实施例(包括该优选实施例)将参照附图进行描述，其中各个视图中的相同的参考数字指代相同的部件，除非另有说明。图1是根据一个示例性实施例的一个涡轮增压器的截面侧视图；图2是根据第一示例性实施例的一个涡轮机叶轮的透视图；图3示出了图2所示的涡轮机叶轮的一个部分放大透视图；图4是根据第一示例性实施例的一个压缩机叶轮的透视图；图5是图4所示的压缩机叶轮的一个放大的部分透视图；图6是表示图3所示的这些涡轮机叶片之一的一个侧视简图；图7A至7D是围绕图6的线7-7截取的涡轮机叶片的部分截面，示出了不同的边缘离隙构型；图8是表示根据一个示例性实施例的一个涡轮机叶轮与涡轮机护罩的内表面的界面的透视图；图9是表示根据一个示例性实施例在一个压缩机叶轮与压缩机护罩的内表面之间的界面的透视图；图10是展示了根据第二示例性实施例的一个结合有多个轮毂表面不连续性特征的涡轮机叶轮的透视图；图11是以图10中的线11-11截取的涡轮机叶轮的一个截面侧视图；图12是展示了根据第三示例性实施例的一个涡轮机叶轮的透视图，展示了一个替代的表面不连续性构型；图13是展示了根据第四示例性实施例的一个涡轮机叶轮的透视图，展示了另一个替代的表面不连续性构型；并且图14是展示了根据第五示例性实施例的一个涡轮机叶轮的透视图，展示了又另一个替代的表面不连续性构型。详细说明以下将参照附图更全面地描述多个实施例，这些附图形成了实施例的一部分并且通过展示的方式示出了多个具体的示例性实施例。将充分详细地披露这些实施例以使得本领域的技术人员能够实践本专利技术。然而，多个实施例可以按许多不同的形式来实施并且不应被解释为局限于在此列出的这些实施例。因此，以下的详细说明不应在限制的意义上进行解释。如图1所示，涡轮增压器5包括一个轴承壳体10，该轴承壳体具有附接至其上的一个涡轮机护罩12和一个压缩机护罩14。涡轮机叶轮16在该涡轮机护罩12内紧邻涡轮机护罩内表面20旋转。类似地，压缩机叶轮18在该压缩机护罩14内紧邻压缩机护罩内表面22旋转。涡轮增压器5的构造是典型的涡轮增压器的构造，如本领域熟知的。然而，涡轮增压器5包括对效率的不同改进，这些改进在此将更全面地解释。如图2所示，涡轮机叶轮16包括一个轮毂24，多个叶片26从该轮毂延伸。每个叶片26包括一个前缘30和一个后缘32，一个护罩轮廓边缘34在其间延伸。该护罩轮廓边缘在此有时也称为该叶片的尖端。在传统的涡轮机叶轮构型中，涡轮机效率的显著损失是由于跨越这些涡轮机叶片的尖端的泄露造成的。这些涡轮机叶片之间的流动的物理性质导致该叶片的一个表面(压力侧36)暴露在高压下，而另一侧(抽吸侧38)暴露在低压下(参见图3)。这个压力差在该叶片上产生了一个力，该力致使该涡轮机叶轮旋转。再次参照图1，可以看到，护罩轮廓边缘34紧邻着涡轮机护罩内表面20，从而在它们之间形成了一个间隙。这些高压和低压区域导致二次流动从该涡轮机叶片的压力侧36行进穿过涡轮机叶片尖端34与涡轮机护罩的内表面20之间的间隙到达该抽吸侧38。这个二次流动是整个系统的损失并且对于涡轮机效率而言是个缺陷。理想地，在该尖端与护罩之间没有间隙，但是空隙对于防止该尖端在护罩上的摩擦并且对于考虑这些涡轮机叶片上的热膨胀和离心荷载是必要的，热膨胀和离心荷载致使这些叶片径向地生长。然而，在这个实施例中，涡轮机叶片26包括沿着该尖端或护罩轮廓边缘34形成的一个边缘离隙40。在这种情况下，当流动穿过该间隙前进时，该边缘离隙40在该边缘离隙中(相对于该压力侧36)产生了一个高压区域，该高压区域致使该流动停滞。另外，该高压区域致使横跨该间隙的流动被阻挡，由此限制了流速。因此，二次流动被减小，这增大了该涡轮机的效率。如可以从图3中了解到，在这种情况下，边缘离隙40沿着该护罩轮廓边缘34的大部分延伸而没有延伸经过该叶片边缘的末端。这产生了一个凹座或凹处，该凹座或凹处进一步起作用来在该边缘离隙中产生相对压力。进一步参见图6，边缘本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种涡轮增压器压缩机叶轮(18)，包括：一个轮毂(44)；以及从该轮毂(44)径向延伸的多个叶片(45，46)，每个叶片包括一个前缘(50，51)、一个后缘(52，53)以及在其间延伸的一个护罩轮廓边缘(54，55)；并且其中至少一个叶片(45，46)包括沿着该护罩轮廓边缘(54，55)的至少一部分形成的一个边缘离隙(60，61)。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.23 US 61/6371611.一种涡轮增压器压缩机叶轮(18)，包括：一个轮毂(44)；以及从该轮毂(44)径向延伸的多个叶片(45，46)，每个叶片包括一个前缘(50，51)、一个后缘(52，53)以及在其间延伸的一个护罩轮廓边缘(54，55)；并且其中至少一个叶片(45，46)包括沿着该护罩轮廓边缘(54，55)的至少一部分形成的一个边缘离隙(60，61)。2.根据权利要求1所述的涡轮增压器压缩机叶轮(18)，其中该边缘离隙(60，61)是沿着该护罩轮廓边缘(54，55)的大部分形成的。3.根据权利要求1所述的涡轮增压器压缩机叶轮(18)，其中该边缘离隙(60，61)被布置在该叶片(45，46)的压力侧(56)上。4.根据权利要求1所述的涡轮增压器压缩机叶轮(18)，其中该边缘离隙(60，61)是处于选自下组的一种轮廓的形式，该组由以下各项组成：倒角、半径、凹口、槽口。5.根据权利要求1所述的涡轮增压器压缩机叶轮(18)，其中该边缘离隙(60，61)没有延伸穿过该护罩轮廓边缘(54，55)的两端。6.一种涡轮增压器涡轮机叶轮(16)，包括：一个轮毂(24)；以及从该轮毂(24)径向延伸的多个叶片(26)，每个叶片(26)包括一个前缘(30)、一个后缘(32)以及在其间延伸的一个护罩轮廓边缘(34)；并且其中至少一个叶片(26)包括沿着该护罩轮廓边缘(34)的至少一部分形成的一个边缘离隙(40)。7.根据权利要求6所述的涡轮增压器涡轮机叶轮(16)，其中该边缘离隙(40)是沿着该护罩轮廓边缘(34)的大部分形成的。8.根据权利要求6所述的涡轮增压器涡轮机叶轮(16)，其中该边缘离隙(40)被布置在该叶片(26)的压力侧上。9.根据权利要求6所述的涡轮增压器涡轮机叶轮(16)，其中...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·德克斯特雷兹，D·G·格拉鲍斯卡，
申请(专利权)人：博格华纳公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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