[发明专利]具有包括可变横截面的翼片的压缩机扩散器

说明书

技术领域

本发明涉及扩散器，具体地涉及具有包括可变横截面的翼片的压缩机扩散器。

背景技术

例如柴油发动机、汽油发动机和气体燃料供能发动机的内燃发动机被供应空气和燃料的混合物，以便随后在产生机械动力输出的发动机内燃烧。为了使此燃烧过程产生的动力最大，每个发动机可以装备涡轮增压空气引入系统。

涡轮增压空气引入系统包括涡轮增压器，涡轮增压器使用来自发动机的排气以压缩流入发动机的空气，由此迫使比发动机通过其他方式抽吸到燃烧室更多的空气进入发动机的燃烧室。这种增加的空气供应允许增加燃料供应，造成动力输出增加。涡轮增压发动机通常比没有涡轮增压的相同发动机产生更多动力。

传统涡轮增压器包括压缩机壳体、中心地布置在壳体内并通过连接的涡轮轮驱动转动的离心压缩机轮以及位于压缩机轮的周边出口的固定扩散器(有翼片或无翼片)。有翼片扩散器通常是环形的，并且包括伸出翼片，翼片相对于离开压缩机轮的叶片的空气的径向流路倾斜。扩散器内的翼片形成用于空气的限制通道，造成空气减缓，阻滞速度，以增加压力。

示例性压缩机扩散器在1993年1月12日授权的Nakagawa等人的美国专利No.5,178,516(’516专利)中公开。具体地，’516专利描述一种带翼片扩散器，其具有围绕压缩机轮的周边径向配置的多个定子叶片和与定子叶片交错的多个较小辅助叶片。辅助和定子叶片沿着其长度弯曲，并具有在扩散器的毂表面和配合罩之间正交地延伸的竖直壁。

虽然’516专利的扩散器可以充分用于一些应用，它还不是最佳的。特别是，由于’516专利的叶片具有正交壁，通过叶片的壁形成的叶片之间的通道通常具有矩形横截面。这种横截面形状可以允许通道内的空气流、压力和速度不均匀分布，并且这种分布可以造成相关涡轮增压器的效率和/或范围降低。

本发明的扩散器解决了以上给出的一个或多个问题和/或现有技术的其他问题。

发明内容

在一个方面，本发明针对一种压缩机扩散器。压缩机扩散器可包括环形的大致平的板、围绕板的上表面径向布置的多个第一翼片以及比第一翼片短的多个第二翼片。每个第二翼片可以在相邻第一翼片之间连接到板。第一和第二翼片每个可包括高压侧和相对的低压侧。每个第一和第二翼片可以沿着其子午线长度变化的倾角朝着其相应的高压侧和低压侧之一倾斜。

在另一方面，本发明针对另一种压缩机扩散器。此压缩机扩散器可包括环形的大致平的板、围绕板的上表面径向布置的多个第一翼片以及比第一翼片短的多个第二翼片。每个第二翼片可以在相邻第一翼片之间连接到板。第一和第二翼片的密度可相对于围绕板的环形位置变化。

附图说明

图1是示例性公开的发动机的图示；

图2是可以与图1的发动机结合使用的示例性公开的涡轮增压器的横截面图；

图3是可以与图2的涡轮增压器结合使用的示例性公开的扩散器的图示；

图4是可以与图3的扩散器结合使用的示例性公开的翼片的图示；以及

图5和6是与图4的翼片的示例性公开几何结构相关的图表。

具体实施方式

图1示出装备有空气引入系统12和排气系统14的发动机10。出于本发明的目的，发动机10被描述和描绘成双冲程柴油发动机。然而，本领域普通技术人员将理解到发动机10可以是另一类型的内燃发动机，例如双冲程或四冲程汽油或气体燃料供能的发动机。发动机10可包括至少部分限定多个缸18的发动机缸体16。活塞(未示出)可以滑动地布置在每个缸18内以便在上止点位置和下止点位置之间往复，并且缸盖(未示出)可以与每个缸18相关联。

缸18、活塞和缸盖可形成燃烧室。在所示实施方式中，发动机10包括配置成两个独立排的二十个这样的燃烧室(图1只示出一个)。但是，设想到发动机10可包括更多或更少数量的燃烧室，并且燃烧室可以“直列”构型、“V”构型、对置活塞构型或任何其他适当构型布置。

空气引入系统12可包括被构造成将充量空气引入发动机10的燃烧室的部件。例如，空气引入系统12可包括沿着其长度流体连接到燃烧室的引入歧管(未示出，定位在燃烧室的相对排之间)、与引入歧管的端部流体连通的一个或多个压缩机24，以及一些实施方式中定位在压缩机24的下游和燃烧室的上游的空气冷却器(未示出)。设想到如果希望，附加部件可以包括在空气引入系统12中，例如阀、一个或多个空气清洁器、一个或多个废弃物闸门、控制系统、旁通回路和用于将充量空气引入发动机10的其他装置。还设想到如果希望，空气冷却器可以被省略。