涡轮增压器制造技术

一种涡轮增压器(20)包括带孔轮盖压气机壳体(28)，其围绕压气机叶轮(36)设置，具有空气进气通道(33)、蜗壳基部(50)、轮廓(52)、导流件(54)、进气口区段(56)以及再循环腔(70)，空气进气通道(33)沿纵向轴线(A)轴向地延伸并且周向地围绕纵向轴线(A)，蜗壳基部(50)可操作地邻近压气机叶轮(36)，轮廓(52)包围压气机叶轮(36)并且互补地匹配压气机叶轮(36)，导流件(54)包括环(60)和多个延伸构件(62)，进气口区段(56)从蜗壳基部(50)延伸，再循环腔(70)形成在蜗壳基部(50)和进气口区段(56)中并且具有再循环槽(80)和进气口再进入槽(82)以用于使气流再次进入进气口区段(56)。环(60)具有内壁表面(66)，内壁表面(66)限定沿纵向轴线(A)轴向延伸并且靠近压气机叶轮(36)的第一区段(84)、从第一区段(84)径向地远离纵向轴线(A)延伸的第二区段(86)以及从第二区段(86)沿纵向轴线(A)延伸并且远离压气机叶轮(36)的第三区段(88)。进气口区段(56)具有第一直径(D1)，第三区段(88)具有大于第一直径(D1)的第二直径(D2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涡轮增压器
本专利技术总体上涉及涡轮增压器，并且更具体地，涉及具有改进的带孔轮盖压气机壳体的涡轮增压器以改善NVH。
技术介绍
已知为车辆诸如汽车的发动机提供涡轮增压器。汽车涡轮增压器典型地包括压气机叶轮和涡轮叶轮，压气机叶轮和涡轮叶轮位于共同的涡轮增压器轴上，涡轮增压器轴由中心壳体或轴壳体中的轴承支撑。涡轮增压器的涡轮叶轮提取一些发动机废气中的能量，并将该功率传递到压气机叶轮。压气机叶轮增加进入发动机的进气密度，从而提高发动机功率。涡轮增压器可以包括压气机壳体或盖。一种类型的压气机壳体是带孔轮盖压气机壳体，其通常用于稳定速度线以及增强特性图宽度。带孔轮盖压气机壳体还改善一至十一千赫兹之间的宽带流动噪声。一些涡轮增压器的压气机叶轮螺纹连接到轴上。其他涡轮增压器的压气机叶轮围绕轴设置并用压气机螺母将压气机叶轮固定到轴上。标准压气机螺母的特征在于具有外侧圆柱形区域，该外侧圆柱形区域具有用于轴的不平衡校正的平衡切口或不平衡校正区域。然而，该具有不平衡校正区域的标准压气机螺母与带孔轮盖压气机壳体之间的相互作用能够产生空气声学噪声，比如一阶脉动噪声。因此，希望提供一种具有新型带孔轮盖压气机壳体的涡轮增压器以减小空气声学噪声。还希望提供一种具有带孔轮盖压气机壳体的涡轮增压器，该带孔轮盖压气机壳体的进气口几何形状降低一阶脉动噪声和叶片通过(BPF)误差状态的敏感性。还希望提供一种具有带孔轮盖压气机壳体的涡轮增压器，该带孔轮盖压气机壳体改善宽带流动并且减小由具有不平衡校正区域的标准压气机螺母与带孔轮盖压气机壳体之间的相互作用引起的一阶脉动噪声。因此，在本领域中需要提供一种具有带孔轮盖压气机壳体的涡轮增压器，该带孔轮盖压气机壳体满足这些需求中的至少一个。
技术实现思路
本专利技术提供了一种涡轮增压器，包括能够旋转的涡轮增压器轴，其沿纵向轴线延伸，以及压气机叶轮，其联接到涡轮增压器轴并且能够由涡轮增压器轴旋转，用于压缩待输送到内燃发动机的空气。该涡轮增压器还包括带孔轮盖压气机壳体，其围绕压气机叶轮设置并且具有空气进气通道，空气进气通道沿纵向轴线轴向地延伸并且周向地围绕纵向轴线。该带孔轮盖压气机壳体包括蜗壳基部、轮廓、导流件、进气口区段以及再循环腔，蜗壳基部可操作地邻近压气机叶轮，轮廓包围压气机叶轮并且互补地匹配压气机叶轮，导流件包括环和多个延伸构件，进气口区段从蜗壳基部延伸，再循环腔形成在蜗壳基部和进气口区段中并且具有再循环槽和进气口槽以用于使气流再次进入进气口区段。环具有最内表面，最内表面限定沿纵向轴线轴向延伸并且靠近压气机叶轮的第一区段、从第一区段径向地远离纵向轴线延伸的第二区段以及从第二区段沿纵向轴线延伸并且远离压气机叶轮的第三区段。进气口区段具有第一直径，第三区段具有大于第一直径的第二直径。本专利技术的一个优点是，提供了一种涡轮增压器，该涡轮增压器具有带孔轮盖压气机壳体和具有不平衡校正区域的压气机螺母以改善NVH和转子稳定性性能。本专利技术的另一个优点是，带孔轮盖压气机壳体的进气口几何形状降低产生脉动噪声或其他空气声学问题的一阶脉动噪声和叶片通过(BPF)误差状态的敏感性。本专利技术的又一个优点是，带孔轮盖压气机壳体改善了宽带流动以及具有不平衡校正区域的标准压气机螺母与带孔轮盖压气机壳体之间的相互作用，这减小了一阶脉动噪声。本专利技术的再一个优点是，带孔轮盖压气机壳体在可引起空气声学噪声的压气机导流件处或之前包括流动直径过渡部。本专利技术的另一个优点是，带孔轮盖压气机壳体的进气口的直径可以小于压气机导流件的直径。结合附图阅读随后的描述之后，本专利技术的其他目的、特征和优点将变得更好理解。附图说明图1是根据本专利技术的一个实施例的涡轮增压器的截面图。图2是图1的涡轮增压器的压气机部分的一个实施例的放大视图。图3是图1的涡轮增压器的压气机部分的根据本专利技术的另一个实施例的放大视图。图4是图1的涡轮增压器的压气机部分的根据本专利技术的又一个实施例的放大视图。图5是图1的涡轮增压器的压气机部分的根据本专利技术的再一个实施例的放大视图。图6是图1的涡轮增压器的压气机部分的根据本专利技术的另一个实施例的放大视图。图7是图2的涡轮增压器的压气机部分的压气机出气口一阶脉动的曲线图。具体实施方式现在参考附图，其中除非另有说明，相同的附图标记用于表示相同的结构，根据本专利技术的一个实施例的涡轮增压器20在图1中示出。如图1所示，涡轮增压器20包括总体上以22表示的壳体，该壳体具有涡轮壳体24、轴壳体26以及压气机壳体28。涡轮壳体26具有用于接收来自内燃机(未示出)的废气的涡轮废气进气口30，以及涡轮废气出气口32。压气机壳体28为带孔型，并且在后文中将被称为带孔轮盖压气机壳体28。带孔轮盖压气机壳体28具有用于接收如箭头所示的环境空气流的压气机环境空气进气口33，以及用于将压缩的空气输送到内燃机的压气机空气排放出气口(未示出)。在一个实施例中，涡轮增压器20可以包括总体上以34表示的能够旋转的涡轮叶轮，其设置在涡轮壳体26中。涡轮增压器20包括总体上用以36表示的能够旋转的压气机叶轮(impeller)或叶轮(wheel)，其设置在带孔轮盖压气机壳体28中。涡轮增压器20还包括能够旋转的涡轮增压器轴38，其联接到涡轮叶轮34和压气机叶轮36并且由轴壳体26中的轴承可旋转地支撑。涡轮增压器轴38沿纵向轴线A延伸。涡轮叶轮34牢固地固定于涡轮增压器轴38的一端，成为轴和叶轮组件。压气机叶轮36联接到涡轮增压器轴38的另一端，称为“短轴”39。应当理解，涡轮增压器的示例公开于King的美国专利申请公开第2015/0219121号，其全部公开内容通过引用明确地并入本文。在另一个实施例中，涡轮增压器20可以包括电动机(未示出)以对压气机叶轮36供电并驱动压气机叶轮36。电动机是高速型的，并且可以使用磁负载复合(MCL)转子技术来构造。电动机包括联接到涡轮增压器轴38的转子和与壳体连接的定子。壳体可以与带孔轮盖压气机壳体28连接。压气机叶轮36设置在涡轮增压器轴38的一端上。电动机可以由电池、发电机或燃料电池供电。应当理解，具有电动压气机的涡轮增压器的示例公开于Pflueger等人的国际专利申请公开第WO03/040567号，其全部公开内容通过引用明确地并入本文。参考图2，在涡轮增压器20的一个实施例中，压气机叶轮36围绕短轴39布置，并且总体上以40表示的压气机螺母通过多个螺纹42与短轴39螺纹接合。压气机叶轮36被压气机螺母40的夹紧负荷保持就位。在所示实施例中，压气机螺母40包括平衡部分44，平衡部分44围绕邻近压气机叶轮36的外侧端的短轴39设置。压气机螺母40还包括紧固部分46，紧固部分46围绕短轴39设置并通过邻近平衡部分44的螺纹42连接到短轴39。在一个实施例中，紧固部分46是六边形形状，但是可以是任何合适的对称形状。平衡部分44的形状大体为圆柱形。压气机螺母40还包括不平衡校正区域48，不平衡校正区域48径向延伸进入平衡部分44，用于校正涡轮增压器轴38的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涡轮增压器，其特征在于，包括：/n能够旋转的涡轮增压器轴(38)，其沿纵向轴线(A)延伸；/n压气机叶轮(36)，其联接到所述涡轮增压器轴(38)并且能够由所述涡轮增压器轴(38)旋转，用于压缩待输送到内燃发动机的空气；/n带孔轮盖压气机壳体(28)，其围绕所述压气机叶轮(36)设置并且具有空气进气通道(33)，所述空气进气通道(33)沿所述纵向轴线(A)轴向地延伸并且周向地围绕所述纵向轴线(A)，所述带孔轮盖压气机壳体(28)包括蜗壳基部(50)、轮廓(52)、导流件(54)、进气口区段(56)以及再循环腔(70)，所述蜗壳基部(50)可操作地邻近所述压气机叶轮(36)，所述轮廓(52)包围所述压气机叶轮(36)并且互补地匹配所述压气机叶轮(36)，所述导流件(54)包括环(60)和多个延伸构件(62)，所述进气口区段(56)从所述蜗壳基部(50)延伸，所述再循环腔(70)形成在所述蜗壳基部(50)和所述进气口区段(56)中并且具有再循环槽(80)和进气口再进入槽(82)以用于使气流再次进入所述进气口区段(56)；/n所述环(60)具有内壁表面(66)，所述内壁表面(66)限定沿所述纵向轴线(A)轴向延伸并且靠近所述压气机叶轮(36)的第一区段(84)、从所述第一区段(84)径向地远离所述纵向轴线(A)延伸的第二区段(86)以及从所述第二区段(86)沿所述纵向轴线(A)延伸并且远离所述压气机叶轮(36)的第三区段(88)；并且/n所述进气口区段(56)具有第一直径(D1)，并且所述第三区段(88)具有大于所述第一直径(D1)的第二直径(D2)。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170512 US 15/5942361.一种涡轮增压器，其特征在于，包括：
能够旋转的涡轮增压器轴(38)，其沿纵向轴线(A)延伸；
压气机叶轮(36)，其联接到所述涡轮增压器轴(38)并且能够由所述涡轮增压器轴(38)旋转，用于压缩待输送到内燃发动机的空气；
带孔轮盖压气机壳体(28)，其围绕所述压气机叶轮(36)设置并且具有空气进气通道(33)，所述空气进气通道(33)沿所述纵向轴线(A)轴向地延伸并且周向地围绕所述纵向轴线(A)，所述带孔轮盖压气机壳体(28)包括蜗壳基部(50)、轮廓(52)、导流件(54)、进气口区段(56)以及再循环腔(70)，所述蜗壳基部(50)可操作地邻近所述压气机叶轮(36)，所述轮廓(52)包围所述压气机叶轮(36)并且互补地匹配所述压气机叶轮(36)，所述导流件(54)包括环(60)和多个延伸构件(62)，所述进气口区段(56)从所述蜗壳基部(50)延伸，所述再循环腔(70)形成在所述蜗壳基部(50)和所述进气口区段(56)中并且具有再循环槽(80)和进气口再进入槽(82)以用于使气流再次进入所述进气口区段(56)；
所述环(60)具有内壁表面(66)，所述内壁表面(66)限定沿所述纵向轴线(A)轴向延伸并且靠近所述压气机叶轮(36)的第一区段(84)、从所述第一区段(84)径向地远离所述纵向轴线(A)延伸的第二区段(86)以及从所述第二区段(86)沿所述纵向轴线(A)延伸并且远离所述压气机叶轮(36)的第三区段(88)；并且
所述进气口区段(56)具有第一直径(D1)，并且所述第三区段(88)具有大于所述第一直径(D1)的第二直径(D2)。


2.如权利要求1所述的涡轮增压器，其特征在于，所述第二区段(86)径向地远离所述纵向轴线(A)延伸0.1毫米至10毫米之间的距离。


3.如权利要求1或2中任一项所述的涡轮增压器，其特征在于，所述第二区段(86)以零度至九十度之间的角度径向地远离所述纵向轴线(A)延伸。


4.如权利要求1或2中任一项所述的涡轮增压器，其特征在于，所述第二区段(86)以大约四十五度的角度径向地远离所述纵向轴线(A)延伸。


5.如权利要求1或2中任一项所述的涡轮增压器，其特征在于，所述第二区段(86)以大约九十度的角度径向地远离所述纵向轴线(A)延伸。


6.如权利要求1或2中任一项所述的涡轮增压器，其特征在于，所述第三区段(88)从近端到远端径向地远离所述纵向轴线(A)延伸一毫米至十毫米之间。


7.如权利要求1或2中任一项所述的涡轮增压器，其特征在于，所述第三区段(88)以零度至二十度之间的角度从所述第二区段(86)径向地远离所述纵向轴线(A)延伸。


8.如权利要求1或2中任一项所述的涡轮增压器，其特征在于，所述第三区段(88)以与所述第二区段(86)向远侧偏离零度至四十五度之间的角度径向地远离所述纵向轴线(A)延伸。


9.如权利要求1或2中任一项所述的涡轮增压器，其特征在于，所述第二区段(86)是弓形、抛物线形和椭圆形之一。


10.如权利要求1或2中任一项所述的涡轮增压器，其特征在于，所述第二区段(86)径向地远离所述纵向轴线(A)延伸至少两个角度。


11.如权利要求1或2中任一项所述的涡轮增压器，其特征在于，所述第二区段(86)是径向地远离所述纵向轴线(A)延伸的凹槽。


12.如权利要求1或2中任一项所述的涡轮增压器，其特征在于，所述进气口再进入槽(82)沿所述纵向轴线(A)延伸一毫米至二十毫米之间。


13.如权利要求1或2中任一项所述的涡轮增压器，其特征在于，所述进气口再进入槽(82)沿所述纵向轴线(A)延伸一毫米至十二毫米之间。


14.如权利要求1或2中任一项所述的涡轮增压器，其特征在于，所述进气口再进入槽(82)沿所述纵向轴线(A)延伸一毫米至五毫米之间。


15.如权利要求1或2中任一项所述的涡轮增压器，其特征在于，所述涡轮增压器包括压气机螺母(40)，所述压气机螺母(40)联接到邻近所述压气机叶轮(36)的所述涡轮增压器轴(38)。


16.如权利要求15所述的涡轮增压器，其特征在于，所述压气机螺母(40)包括平衡部分(44)和紧固部分(46)，所述平衡部分(44)围绕所述涡轮增压器轴(38)设置，所述紧固部分(46)围绕邻近所述压气机叶轮(36)的所述涡轮增压器轴(38)设置并联接到邻近所述压气机叶轮(36)的所述涡轮增压器轴(38)上以将所述压气机叶轮(36)紧固到所述涡轮增压器轴(38)上。


17.如权利要求16所述的涡轮增压器，其特征在于，所述平衡部分(44)在其外侧端部处包括不平衡校正区域(48)。


18.如权利要求17所述的涡轮增压器，其特征在于，所述不平衡校正区域(48)径向地延伸进入所述平衡部分(44)。


19.一种涡轮增压器，其特征在于，包括：
能够旋转的涡轮增压器轴(38)，其沿纵向轴线(A)延伸；
压气机叶轮(36)，其联接到所述涡轮增压器轴(38)并且能够由所述涡轮增压器轴(38)旋转，用于压缩待输送到内燃发动机的空气；
压气机螺母(40)，其包括平衡部分(44)和紧固部分(46)，所述平衡部分(44)围绕所述涡轮增压器轴(38)设置，所述紧固部分(46)围绕邻近所述压气机叶轮(36)的所述涡轮增压器轴(38)设置并联接到邻近所述压...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·C·哈里斯，D·普鲁伊特，D·莱杰，P·埃德蒙兹，
申请(专利权)人：博格华纳公司，
类型：新型
国别省市：美国;US