涡轮增压器涡轮机叶轮制造技术

一种涡轮增压器涡轮机叶轮可以包括：轮毂，该轮毂包括旋转轴线、后盘以及鼻部，其中该旋转轴线在圆柱坐标系中限定了轴向坐标(z)，该圆柱坐标系包括在围绕该旋转轴线的预期旋转方向上的径向坐标(r)和方位角坐标()；以及从轮毂向外延伸的叶片，其中每个所述叶片包括进口段部分和出口段部分，其中在进口段部分中，在从轮毂向外的方向上，每个所述叶片包括正倾斜角、零倾斜角和负倾斜角，并且其中在出口段部分中，在从轮毂向外的方向上，每个所述叶片包括负倾斜角、零倾斜角和正倾斜角。零倾斜角和正倾斜角。零倾斜角和正倾斜角。

【技术实现步骤摘要】
涡轮增压器涡轮机叶轮


[0001]本文所公开的主题总体上涉及用于内燃机的涡轮增压器涡轮机叶轮。

技术介绍

[0002]涡轮增压器可包括旋转组，该旋转组包括通过轴彼此连接的涡轮机叶轮和压缩机叶轮。例如，涡轮机叶轮可以焊接或以其他方式连接到轴以形成轴和叶轮组件(SWA)，并且压缩机叶轮可以装配到轴的自由端。作为示例，附接到一个或多个带叶片的叶轮的轴可以由设置在轴承壳体中的一个或多个轴承支撑，该轴承壳体可以形成中心壳体旋转组件(CHRA)。在涡轮增压器的操作期间，根据诸如各种部件的尺寸之类的因素，可以预期SWA以超过200,000 rpm的速度旋转。

技术实现思路

[0003]根据本专利技术的第一方面，提供了一种涡轮增压器涡轮机叶轮，包括：轮毂，其包括旋转轴线、后盘和鼻部，其中所述旋转轴线在圆柱坐标系中限定轴向坐标(z)，所述圆柱坐标系包括在围绕所述旋转轴线的预期旋转方向上的径向坐标(r)和方位角坐标( )；以及从所述轮毂向外延伸的叶片，其中所述叶片中的每一个包括进口段部分和出口段部分，其中，在所述进口段部分中，在从所述轮毂向外的方向上，所述叶片中的每一者包括正倾斜角、零倾斜角和负倾斜角，并且其中，在所述出口段部分中，在从所述轮毂向外的方向上，所述叶片中的每一者包括负倾斜角、零倾斜角和正倾斜角。
[0004]根据本专利技术的第二方面，提供了一种涡轮增压器，其包括：压缩机组件；中心壳体组件，其可操作地联接到所述压缩机组件；以及涡轮机组件，其可操作地联接到所述中心壳体组件，其中所述涡轮机组件包括涡轮机叶轮，所述涡轮机叶轮包括：轮毂，其包括旋转轴线、后盘和鼻部，其中所述旋转轴线在圆柱坐标系中限定轴向坐标(z)，所述圆柱坐标系包括在围绕所述旋转轴线的预期旋转方向上的径向坐标(r)和方位角坐标()；以及从轮毂向外延伸的叶片，其中所述叶片中的每一者包括进口段部分和出口段部分，其中，在所述进口段部分中，在从所述轮毂向外的方向上，所述叶片中的每一者包括正倾斜角、零倾斜角和负倾斜角，并且其中，在所述出口段部分中，在从所述轮毂向外的方向上，所述叶片中的每一者包括负倾斜角、零倾斜角和正倾斜角。
附图说明
[0005]通过参考在结合附图中所示的示例考虑时的以下具体实施方式，可以更完整地理解本文描述的各种方法、装置、组件、系统、布置等及其等效物，在附图中：图1是涡轮增压器和内燃机以及控制器的示意图；图2是涡轮增压器组件的示例的截面图以及轴颈轴承的示例的端视图和截面图；图3是涡轮增压器的一示例的侧视图；图4是轴和叶轮组件(SWA)的示例的透视图和放大视图；图5是涡轮机叶轮的一示例的截面剖视图；图6是具有径向流入前缘的涡轮机叶轮的叶片的示例的投影视图以及具有混流式流入前缘的涡轮机叶轮的叶片的示例的投影视图；图7是涡轮机叶轮的一示例的一系列透视图；图8是图7的涡轮机叶轮的叶片的一系列视图；图9是涡轮机叶轮的示例的部分的一系列视图；图10是涡轮机叶轮叶片特性的示例的一系列曲线图；图11是图7的涡轮机叶轮的一系列透视剖视图；图12是图7的涡轮机叶轮的一系列平面剖视图；以及图13是将倾斜角限定为零、正或负的一系列示例性曲线图。
具体实施方式
[0006]下面，描述涡轮增压发动机系统的示例，接着描述的是部件、组件、方法等的各种示例。
[0007]涡轮增压器经常用于增加内燃机的输出。参考图1，作为示例，系统100可以包括内燃机110和涡轮增压器120。如图1中所示，系统100可以是车辆101的一部分，其中系统100设置在发动机舱中并连接到排气管道103，该排气管道将排气引导到例如位于乘客舱105后面的排气出口109。在图1的示例中，可以提供处理单元107来处理排气(例如，经由分子的催化转化来减少排放等)。
[0008]如图1中所示，内燃机110包括：发动机缸体118，所述发动机缸体容纳一个或多个燃烧室，所述燃烧室可操作地驱动轴112 (例如，经由活塞)；和为空气提供到发动机缸体118的流动路径的进气端口114；以及为来自发动机缸体118的排气提供流动路径的排气端口116。
[0009]涡轮增压器120可用于从排气中提取能量并向进气提供能量，进气可与燃料组合以形成燃烧气体。如图1中所示，涡轮增压器120包括空气入口134、轴122、用于压缩机叶轮125的压缩机壳体组件124、用于涡轮机叶轮127的涡轮机壳体组件126、另一壳体组件128和排气出口136。壳体组件128可称为中心壳体组件，因为其设置在压缩机壳体组件124与涡轮机壳体组件126之间。
[0010]在图1中，轴122可以是包括多种部件的轴组件(例如，考虑轴和叶轮组件(SWA)，其中涡轮机叶轮127被焊接到轴122等)。作为示例，轴122可由设置在壳体组件128中(例如，在由一个或多个孔壁限定的孔中)的轴承系统(例如，（一个或多个）轴颈轴承、（一个或多个）滚动元件轴承等)可旋转地支撑，使得涡轮机叶轮127的旋转引起压缩机叶轮125的旋转(例
如，如由轴122可旋转地联接)。作为示例，中心壳体旋转组件(CHRA)可以包括压缩机叶轮125、涡轮机叶轮127、轴122、壳体组件128以及各种其他部件(例如，设置在压缩机叶轮125与壳体组件128之间的轴向位置处的压缩机侧板)。
[0011]在图1的示例中，可变几何形状组件129被示出为部分地设置在壳体组件128和壳体组件126之间。这种可变几何形状组件可包括导叶或其他部件，以改变通向涡轮机壳体组件126中的涡轮机叶轮空间的通道的几何形状。作为示例，可以提供一种可变几何形状的压缩机组件。
[0012]在图1的示例中，废气门阀(或简称废气门) 135定位成靠近涡轮机壳体组件126的排气入口。废气门阀135可以被控制以允许来自排气端口116的至少一些排气绕过涡轮机叶轮127。各种废气门、废气门部件等可应用于常规的固定喷嘴涡轮机、固定导叶喷嘴涡轮机、可变喷嘴涡轮机、双涡旋涡轮增压器等。作为示例，废气门可以是内部废气门（例如，至少部分地在涡轮机壳体内部）。作为示例，废气门可以是外部废气门(例如，可操作地联接到与涡轮机壳体流体连通的管道)。
[0013]在图1的示例中，还示出了排气再循环(EGR)管道115，其可以可选地设置有例如一个或多个阀117，以允许排气流动到压缩机叶轮125上游的位置。
[0014]图1还示出了用于使排气流到排气涡轮机壳体组件152的示例性装置150和用于使排气流到排气涡轮机壳体组件172的另一示例性装置170。在装置150中，气缸盖154包括位于其中的通道156，以将排气从气缸引导至涡轮机壳体组件152，而在装置170中，歧管176提供涡轮机壳体组件172的安装，例如，没有任何单独的、中间长度的排气管道。在示例性装置150和170中，涡轮机壳体组件152和172可配置成与废气门、可变几何形状组件等一起使用。
[0015]在图1中，控制器190的示例被示为包括一个或多个处理器192、存储器194和一个或多个接口196。这种控制器可以包括诸如发动机控制单元(E本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1. 一种涡轮增压器涡轮机叶轮，包括：轮毂，其包括旋转轴线、后盘和鼻部，其中所述旋转轴线在圆柱坐标系中限定轴向坐标(z)，所述圆柱坐标系包括在围绕所述旋转轴线的预期旋转方向上的径向坐标(r)和方位角坐标()；以及从所述轮毂向外延伸的叶片，其中所述叶片中的每一个包括进口段部分和出口段部分，其中，在所述进口段部分中，在从所述轮毂向外的方向上，所述叶片中的每一者包括正倾斜角、零倾斜角和负倾斜角，并且其中，在所述出口段部分中，在从所述轮毂向外的方向上，所述叶片中的每一者包括负倾斜角、零倾斜角和正倾斜角。2.如权利要求1所述的涡轮增压器涡轮机叶轮，其中所述负倾斜角是小于或等于
‑
10度。3.如权利要求1所述的涡轮增压器涡轮机叶轮，其中所述正倾斜角是小于或等于+10度。4.如权利要求1所述的涡轮增压器涡轮机叶轮，其中所述负倾斜角是小于或等于
‑
10度，并且其中所述正倾斜角是小于或等于+10度。5.如权利要求1所述的涡轮增压器涡轮机叶轮，其中所述零倾斜角是在所述叶片中的每一者的径向跨度的大约20%至大约80%的范围内。6.如权利要求1所述的涡轮增压器涡轮机叶轮，其中所述进口段部分与所述出口段部分之间的过渡是在从所述叶片中的每一者沿着所述轮毂的最低点到所述叶片中的每一个沿着所述轮毂的最高点的轴向跨度的大约20%到大约80%的范围内。7.如权利要求1所述的涡轮增压器涡轮机叶轮，其中所述进口段部分包括所述叶片中的每一者的前缘的至少一部分。8.如权利要求1所述的涡轮增压器涡轮机叶轮，其中所述出口段部分包括所述叶片中的每一者的后缘的至少一部分。9.如权利要求1所述的涡轮增压器涡轮机叶轮，其中所述叶片包...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏年，李晓东，
申请(专利权)人：盖瑞特动力科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：