一种涡轮增压器，包括压缩机，该压缩机配备有设置在压缩机的空气入口中的入口调节机构，该入口调节机构包括多个弧形叶片，该多个弧形叶片围绕圆周分布并彼此部分重叠，以便形成不间断的360度叶片环。每个叶片可围绕相应的固定枢轴点枢转，使得环可在最大打开位置和最小打开位置之间调节，该环经由叶片围绕相应的固定枢轴点的同时协调枢转而可调节。叶片被构造和布置成在最大打开位置和最小打开位置以及它们之间的任何中间位置中形成所述不间断的360度叶片环。断的360度叶片环。断的360度叶片环。
【技术实现步骤摘要】
带有具有形成可调节的不间断叶片环的枢转叶片的入口调节机构的涡轮增压器压缩机
[0001]本公开涉及诸如用在涡轮增压器中的离心式压缩机，并且更具体地涉及其中有效入口面积或直径可以针对不同操作条件进行调节的离心式压缩机。
技术介绍
[0002]废气驱动的涡轮增压器是一种与内燃机结合使用的装置，用于通过压缩输送到发动机进气口以便与燃料混合并在发动机中燃烧的空气来增加发动机的功率输出。涡轮增压器包括安装在压缩机壳体中的轴的一端上的压缩机叶轮和安装在涡轮壳体中的该轴的另一端上的涡轮叶轮。通常，涡轮壳体与压缩机壳体分开形成，并且还存在连接在涡轮壳体和压缩机壳体之间的另一个中心壳体，用于容纳轴的轴承。涡轮壳体限定了围绕涡轮叶轮并接收来自发动机的废气的大体环形室。涡轮组件包括从该室引向涡轮叶轮的喷嘴。废气从该室通过喷嘴流到涡轮叶轮，并且涡轮叶轮由废气驱动。因此，涡轮从废气中提取动力并驱动压缩机。压缩机通过压缩机壳体的入口接收环境空气，并且空气被压缩机叶轮压缩，并且然后从壳体排出到发动机进气口。
[0003]涡轮增压器通常采用离心式（也称为“径向”）类型的压缩机叶轮，因为离心式压缩机可以在紧凑的布置中实现相对高的压力比。压缩机的吸入空气在离心式压缩机叶轮的导入部分处在大体轴向方向中接收，并在叶轮的导出部分处在大体径向方向中排出。来自叶轮的压缩空气被输送到蜗壳，并且空气从蜗壳供应到内燃机的进气口。
[0004]压缩机的操作范围是涡轮增压器整体性能的重要方面。操作范围通常由压缩机操作图上的喘振线和阻流线界定。压缩机图通常呈现为纵轴上的压力比（排气压力Pout除以入口压力Pin）与横轴上的校正的质量流量。压缩机图上的阻流线位于高流量处，并且表示在压力比范围内最大质量流量点的轨迹；也就是说，对于阻流线上的给定点，不可能在保持相同压力比的同时增加流量，因为在压缩机中发生阻流情况。
[0005]喘振线位于低流量处并且表示在压力比范围内没有喘振的最小质量流量点的轨迹；也就是说，对于喘振线上的给定点，在不改变压力比的情况下降低流量，或在不改变流量的情况下增加压力比，都会导致喘振发生。喘振是一种流动不稳定性，其通常在压缩机叶片入射角变得如此之大以致在压缩机叶片上出现显著的流动分离时发生。喘振期间可能发生压力波动和逆流。
[0006]在用于内燃机的涡轮增压器中，当发动机以高负荷或扭矩和低发动机速度操作时，或者当发动机以低速操作并且存在高水平的废气再循环（EGR）时，压缩机喘振可能发生。当发动机从高速状态突然减速时，也会产生喘振。扩大压缩机的无喘振操作范围以降低流量是压缩机设计中经常寻求的目标。
技术实现思路
[0007]本公开描述了一种具有离心压缩机的涡轮增压器，该涡轮增压器配备有入口调节
机构，该入口调节机构可操作以调节将空气引入压缩机叶轮的空气入口的有效直径。在存在喘振发生风险的操作条件期间，可以操作入口调节机构以减小空气入口的有效直径，这具有增加进入压缩机叶轮的空气的流通速度的作用，从而减少压缩机叶片入射角，以便延迟喘振的开始以降低流量。
[0008]根据本文所述的一个实施例，涡轮增压器包括涡轮壳体和安装在涡轮壳体中并连接到可旋转轴以随其旋转的涡轮叶轮，涡轮壳体接收废气并将废气供应到涡轮叶轮；以及离心式压缩机组件，其包括压缩机壳体和安装在压缩机壳体中并连接到可旋转轴以随其旋转的压缩机叶轮。压缩机叶轮限定导入部分，并且压缩机壳体具有限定用于将空气大体上轴向地引入压缩机叶轮的空气入口的空气入口壁。压缩机壳体限定了在上游壁和与其轴向间隔开的下游壁之间界定的环形空间，环形空间围绕空气入口并且在环形空间的径向内端处对空气入口敞开。
[0009]压缩机入口调节机构设置在压缩机壳体的环形空间中，该入口调节机构包括多个共面的弧形的叶片，该多个共面的弧形的叶片围绕圆周分布并彼此部分重叠，以便形成不间断的360度叶片环。每个叶片可围绕相应的固定枢轴点枢转，使得叶片环可在其中叶片环的内直径具有最大值的最大打开位置和其中叶片环的内直径具有最小值的最小打开位置之间调节。叶片环经由叶片围绕相应的固定枢轴点的同时协调枢转而可调节，并且叶片被构造和布置成在最大打开位置和最小打开位置以及它们之间的任何中间位置中形成所述不间断的360度叶片环。
[0010]在一个实施例中，叶片中的每个叶片包括在叶片一端处的导流部分、在叶片相对端处的杠杆臂以及设置在杠杆臂和导流部分中间的安装部分。叶片的导流部分共同包围并形成叶片环的内直径。叶片完全位于叶片环的最大打开位置中的环形空间内。在叶片环的任何中间和最小打开位置中，叶片从环形空间径向向内枢转进入空气入口，使得空气入口的有效直径减小到由叶片环的内直径界定的直径。
[0011]在一些实施例中，叶片的数量至少为5个。
[0012]在特定实施例中，涡轮增压器进一步包括围绕叶片的协调环，该协调环可围绕与涡轮增压器的旋转轴线基本上同轴的旋转轴线旋转。协调环具有径向内周和径向外周，径向外周限定多个周向间隔开的凹口，每个所述叶片一个所述凹口。可替代地，凹口可限定在径向内周中。每个叶片由连接到安装部分并接合在压缩机壳体中的孔中的枢轴销支撑，使得叶片围绕由枢轴销限定的轴线枢转。叶片的安装部分从协调环的径向内周径向向内设置，每个叶片的杠杆臂包括钩部，该钩部接合在协调环中的凹口中的相应凹口中。因此，协调环的旋转经由杠杆臂的钩部在协调环的凹口中的接合而赋予叶片枢转运动。
[0013]在其中杠杆臂的钩部接合协调环的径向外周中的凹口的实施例中，每个叶片的安装部分可包括支撑垫，协调环的下游面轴向地支撑在该支撑垫上。
[0014]在一个实施例中，每个叶片的导流部分限定从协调环的内周径向向内延伸并且朝向叶片的相邻叶片的导流部分的远侧端周向延伸的下面的凸缘，并且叶片中的相邻叶片的导流部分的远侧端限定阶梯部分，该阶梯部分具有与下面的凸缘重叠的上覆凸缘。下面的凸缘和上覆凸缘被构造和布置成在叶片环的所有位置中至少部分地彼此重叠，从而形成所述不间断的360度叶片环。
[0015]在一个实施例中，上覆凸缘分别与下面的凸缘的轴向上游面相邻设置。
[0016]在一个实施例中，叶片可以共同限定在压缩机壳体中的环形空间内轴向延伸的圆柱形管道，每个叶片限定整体形成在叶片上的弧形管道部分，当叶片环被调节到最小打开位置时，叶片的管道部分围绕环形空间在周向上首尾相连，以便形成所述圆柱形管道。当叶片环处于最小打开位置时形成的圆柱形管道有助于将环形空间与压缩机入口流体地隔离，并且从而有助于避免否则会由环形空间引起的叶轮入口处的流动扰动。在叶片环的其它位置中，管道部分彼此分离，并且因此不执行此类密封功能。
[0017]在一个实施例中，每个叶片的径向内周缘包括圆弧，叶片被构造和布置为使得叶片的径向内周缘在叶片环的最小打开位置中共同形成基本上圆形的孔口。
[0018]根据特定实施例，压缩机壳体包括限定蜗壳和轮廓的主壳体部分，以及限定空气入口的单独形成的盖部分，盖部分被轴向接收到由主壳体部分的上游侧限定的容座本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种涡轮增压器，包括：涡轮壳体和安装在所述涡轮壳体中并连接到可旋转轴以随其旋转的涡轮叶轮，所述涡轮壳体接收废气并将所述废气供应到所述涡轮叶轮；离心式压缩机组件，其包括压缩机壳体和安装在所述压缩机壳体中并连接到所述可旋转轴以随其旋转的压缩机叶轮，所述压缩机叶轮包括叶轮叶片并限定导入部分，所述压缩机壳体具有限定用于将空气大体轴向地引入所述压缩机叶轮的空气入口的空气入口壁，所述压缩机壳体进一步限定与所述叶轮叶片的径向外尖端相邻设置的轮廓，并且限定用于接收从所述压缩机叶轮大体径向向外排出的压缩空气的蜗壳，所述压缩机壳体限定在上游壁和与其轴向间隔开的下游壁之间界定的环形空间，所述环形空间围绕所述空气入口并且在所述环形空间的径向内端处对所述空气入口敞开；以及压缩机入口调节机构，其设置在所述压缩机壳体的所述环形空间中，所述入口调节机构包括多个共面的弧形叶片，所述多个共面的弧形叶片围绕圆周分布并彼此部分地重叠，以便形成不间断的360度叶片环，每个叶片能围绕相应的固定枢轴点枢转，使得所述叶片环在其中所述叶片环的内直径具有最大值的最大打开位置和其中所述叶片环的所述内直径具有最小值的最小打开位置之间是可调节的，所述叶片环经由所述叶片围绕所述相应的固定枢轴点的同时协调枢转而可调节，其中，所述叶片被构造和布置成在所述最大打开位置和所述最小打开位置以及它们之间的任何中间打开位置中形成所述不间断的360度叶片环。2.根据权利要求1所述的涡轮增压器，其中，所述叶片中的每个叶片包括在所述叶片一端处的导流部分、在所述叶片相对端处的杠杆臂以及设置在所述杠杆臂和所述导流部分中间的安装部分，所述叶片的所述导流部分共同包围并形成所述叶片环的所述内直径，所述叶片完全位于所述叶片环的所述最大打开位置中的环形空间内，当所述叶片环处于所述中间和最小打开位置中的任何位置时，所述叶片从所述环形空间径向向内枢转进入所述空气入口，使得所述空气入口的有效直径减小到由所述叶片环的内直径界定的直径。3.根据权利要求2所述的涡轮增压器，其中，所述叶片的数量至少为5个。4.根据权利要求3所述的涡轮增压器，进一步包括：围绕所述叶片的协调环，所述协调环可围绕与所述涡轮增压器的旋转轴线基本上同轴的旋转轴线旋转，所述协调环限定多个周向间隔开的凹口，所述凹口被限定在所述协调环的径向内周和径向外周之一中，每个所述叶片有一个所述凹口，每个叶片由连接到所述安装部分的枢轴销支撑并接合在所述压缩机壳体中的孔中，使得所述叶片围绕由所述枢轴销限定的轴线枢转，所述叶片的所述安装部分从所述协调环的所述径向内周径向向内设置，每个叶片的所述杠杆臂包括在所述杠杆臂的径向外端处的钩部，所述钩部接...
【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：盖瑞特交通一公司，
类型：发明
国别省市：
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