功能非對稱的雙側渦輪增壓器葉輪和擴壓器的製造方法

2023-05-15 03:29:46 1

功能非對稱的雙側渦輪增壓器葉輪和擴壓器的製造方法
【專利摘要】本發明涉及功能非對稱的雙側渦輪增壓器葉輪和擴壓器，並且具體涉及雙側渦輪增壓器壓縮機葉輪和形成壓縮機擴壓器的殼體。壓縮機葉輪的第一側和第二側的特徵在於Trim和環形面積的不同值。擴壓器的第一側圍繞壓縮機葉輪的第一側，並且擴壓器的第二側圍繞壓縮機葉輪的第二側。擴壓器的第一和第二側的特徵在於不同的環形面積比。壓縮機葉輪的第一和第二側的葉片在角度上偏移彼此。壓縮機葉輪被構造成適用於經過壓縮機葉輪的背對相關渦輪機葉輪的那一側的更大流量。
【專利說明】功能非對稱的雙側渦輪增壓器葉輪和擴壓器

【技術領域】
[0001] 本發明涉及用於渦輪增壓器的葉輪，更具體地涉及雙側自動壓縮機葉輪和其相關 的擴壓器。

【背景技術】
[0002] 渦輪增壓器壓縮機的特徵在於一系列工作條件上的一系列性能水平。通常這在壓 縮機圖上通過圖形描述，其針對一系列設計工作條件畫出壓縮機壓力比對照修正的氣流水 平。壓縮機圖限定了喘振線和阻塞線，這對應於變化的極限工作條件，壓縮機在該極限工作 條件處將經歷喘振（即此時將發生經過壓縮機的明顯的間歇空氣回流)和阻塞。通常在經歷 喘振和阻塞之前提供較寬範圍的工作條件的壓縮機設計被認為是優選的。
[0003] 對於單側壓縮機，能夠改變氣流水平的因素是壓縮機進口導流器處的進口空氣壓 力。其它能夠改變氣流水平的因素是壓縮機葉輪的幾何形狀和擴壓器的幾何形狀。
[0004] 參考圖1，單側壓縮機葉輪11具有兩個主要部件，輪轂13和一組葉片15,每個葉 片具有前緣17、後緣19、輪轂邊緣21和護罩邊緣23,前緣17在葉片旋轉經過的通道的上遊 端處限定壓縮機進口導流器，後緣19在葉片旋轉經過的通道的下遊端處限定壓縮機出口 導流器。每個葉片的護罩邊緣通常在小間隙的情況下與殼體護罩25相符。
[0005] 單側壓縮機葉輪幾何形狀的重要特徵在於兩個參數，Trim和環形面積，其可被稱 為EI。在兩個不同的單側壓縮機葉輪之間，對於在壓縮機進口導流器處的給定的空氣壓力， 這些參數（Trim和/或EI)之間的差異通常將導致單側壓縮機被構造成適用於不同的氣流 水平（即較大或較小的氣流水平)。換句話說，變化改變了壓縮機圖。例如，已知較大的Trim 數導致較大的流量水平。
[0006] 單側壓縮機葉輪的結構Trim被如下定義為：

【權利要求】
1. 一種渦輪增壓器，包括： 渦輪增壓器殼體；和 轉子，所述轉子被安裝在所述渦輪增壓器殼體內用於軸向旋轉，所述轉子包括在渦輪 機葉輪和雙側壓縮機葉輪之間軸向延伸的軸，所述雙側壓縮機葉輪具有多個葉片，所述多 個葉片包括圍繞第一輪轂部分的第一組壓縮機葉片和圍繞第二輪轂部分的第二組壓縮機 葉片，其中，所述第一組壓縮機葉片限定第一進口導流器平面，其中，所述第二組壓縮機葉 片限定第二進口導流器平面，並且其中，所述雙側壓縮機葉輪限定主動葉輪部分，所述主動 葉輪部分從所述第一進口導流器平面延伸至所述第二進口導流器平面； 其中，所述殼體限定用於所述壓縮機葉輪的擴壓器，所述擴壓器包括圍繞所述第一組 壓縮機葉片的第一部分，並且所述擴壓器包括圍繞所述第二組壓縮機葉片的第二部分；並 且 其中，所述主動葉輪部分和所述擴壓器的組合是功能非對稱的。
2. 如權利要求1所述的渦輪增壓器，其中，所述多個葉片和所述擴壓器的組合是功能 非對稱的。
3. 如權利要求2所述的渦輪增壓器，其中，所述擴壓器是功能非對稱的。
4. 如權利要求2所述的渦輪增壓器，其中，所述多個葉片是功能非對稱的。
5. 如權利要求2所述的渦輪增壓器，其中： 所述第一組壓縮機葉片的特徵在於由第一葉輪Trim和第一環形面積組成的第一組葉 片參數； 所述第二組壓縮機葉片的特徵在於由第二葉輪Trim和第二環形面積組成的第二組葉 片參數；並且 所述第一組葉片參數的值與所述第二組葉片參數的值不全部相同。
6. 如權利要求5所述的渦輪增壓器，其中，所述第二Trim與所述第一 Trim不同。
7. 如權利要求5所述的渦輪增壓器，其中，所述第二環形面積與所述第一環形面積不 同。
8. 如權利要求5所述的渦輪增壓器，其中，所述第一 Trim是所述第一組葉片的結構 Trim,所述第二Trim是所述第二組葉片的結構Trim。
9. 如權利要求2所述的渦輪增壓器，其中： 所述擴壓器的特徵在於所述擴壓器的圍繞所述第一組壓縮機葉片的那部分的第一環 形面積比和所述擴壓器的圍繞所述第二組壓縮機葉片的那部分的第二環形面積比；並且 所述第一環形面積比與所述第二環形面積比不相同。
10. 如權利要求2所述的渦輪增壓器，其中，所述多個葉片和所述擴壓器的組合適於提 供比經過所述第二組壓縮機葉片更大的經過所述第一組壓縮機葉片的流量。
11. 如權利要求10所述的渦輪增壓器，其中，所述第一 Trim的值大於所述第二Trim的 值。
12. -種雙側渦輪增壓器葉輪，包括： 輪轂，所述輪轂限定葉輪旋轉的軸向方向；和 多個葉片，所述多個葉片包括在所述輪轂的第一軸向側上的第一組葉片和在所述輪轂 的第二軸向側上的第二組葉片，所述輪轂的第二軸向側是與所述輪轂的第一軸向側相對的 軸向側； 其中，所述第一組壓縮機葉片限定第一進口導流器平面； 其中，所述第二組壓縮機葉片限定第二進口導流器平面，所述第二進口導流器平面面 向與所述第一進口導流器平面軸向相反的方向； 其中，所述雙側壓縮機葉輪限定主動葉輪部分，所述主動葉輪部分從所述第一進口導 流器平面延伸到所述第二進口導流器平面；並且 其中，所述主動葉輪部分是功能非對稱的。
13. 如權利要求12所述的雙側渦輪增壓器葉輪，其中，所述多個葉片是功能非對稱的。
14. 如權利要求12所述的雙側渦輪增壓器葉輪，其中，所述第一多個葉片的特徵在於 第一 Trim,所述第二多個葉片的特徵在於第二Trim,並且所述第一 Trim與所述第二Trim 不同。
15. 如權利要求14所述的雙側渦輪增壓器葉輪，其中，所述第一 Trim是所述第一多個 葉片的結構Trim,並且其中，所述第二Trim是所述第二多個葉片的結構Trim。
16. 如權利要求12所述的雙側渦輪增壓器葉輪，其中，所述第一多個葉片的特徵在於 第一環形面積，所述第二多個葉片的特徵在於第二環形面積，並且所述第一環形面積與所 述第二環形面積不同。
17. 如權利要求12所述的雙側渦輪增壓器葉輪，其中，所述第一多個葉片的特徵在於 第一輪廓，所述第二多個葉片的特徵在於第二輪廓，並且所述第一輪廓與所述第二輪廓不 同。
18. 如權利要求12所述的雙側渦輪增壓器葉輪，其中，所述第一多個葉片的特徵在於 葉片的第一數量，所述第二多個葉片的特徵在於葉片的第二數量，並且葉片的所述第一數 量與葉片的所述第二數量不同。
19. 一種渦輪增壓器轉子，包括： 如權利要求12所述的雙側渦輪增壓器葉輪； 第二渦輪增壓器葉輪；和 在所述雙側渦輪增壓器葉輪和所述第二渦輪增壓器葉輪之間延伸的軸； 其中，所述第一多個葉片離所述第二渦輪增壓器葉輪更遠；並且 其中，所述第一多個葉片被構造成適用於比所述第二多個葉片更大的流量。
20. 如權利要求19所述的渦輪增壓器轉子，其中，所述第一多個葉片的特徵在於第一 Trim,所述第二多個葉片的特徵在於第二Trim,並且所述第一 Trim大於所述第二Trim。
21. 如權利要求20所述的雙側渦輪增壓器葉輪，其中，所述第一 Trim是所述第一多個 葉片的結構Trim,並且其中，所述第二Trim是所述第二多個葉片的結構Trim。
22. -種渦輪增壓器，包括： 渦輪增壓器殼體； 如權利要求19所述的渦輪增壓器轉子；和 多個軸承，所述多個軸承將所述渦輪增壓器轉子可旋轉地安裝在所述渦輪增壓器殼體 內。
23. 如權利要求22所述的渦輪增壓器，其中： 所述第一多個葉片離所述第二渦輪增壓器葉輪更遠；並且 所述第一多個葉片被構造成適用於比所述第二多個葉片更大的流量。
24.如權利要求12所述的雙側渦輪增壓器葉輪，其中： 所述主動葉輪部分是結構性非對稱的； 所述第二葉輪側葉片的所有根部後緣處於與所述第一葉輪側的任何葉片的根部後緣 不同的周向位置；並且 所述第二葉輪側的每個葉片的根部後緣處於所述第一葉輪側的兩個相繼葉片之間圍 繞所述旋轉軸線的角度一半的位置。
【文檔編號】F04D29/26GK104421199SQ201410423102
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年8月26日 優先權日:2013年8月27日
【發明者】V.霍斯特, D.圖列塞克, V.卡列斯, M.內傑利, M.莫科斯, 陳化, 李曉東, 趙臻, 戴偉, J.L.L.貝西亞諾斯 申請人:霍尼韋爾國際公司