[发明专利]具有线性A/R分布和非线性面积分布的用于涡轮增压器的涡轮机壳体

说明书

本发明涉及具有线性A/R分布和非线性面积分布的用于涡轮增压器的涡轮机壳体。一种涡轮机壳体包括具有入口和端部的蜗壳流道，所述入口和端部在绕旋转轴线的周向方向上沿流动轴线间隔开。蜗壳流道限定从入口到端部沿流动轴线串联布置的多个横截面。多个横截面垂直于流动轴线截取。多个横截面具有面积（A）和质心，并且质心与旋转轴线以径向距离（R）间隔开。蜗壳流道具有从入口到端部的至少部分地是非线性的侧壁角度分布。蜗壳流道具有从入口到端部的基本上线性的A/R分布。蜗壳流道具有从入口到端部的至少部分地是非线性的A分布。

技术领域

本公开总体上涉及用于涡轮增压器的涡轮机壳体，更特定地涉及具有线性面积/半径（A/R）分布和非线性面积和半径分布的用于涡轮增压器的涡轮机壳体。

背景技术

一些车辆包括用于提高内燃发动机的性能的涡轮增压器。更具体地，这些装置能够通过迫使额外的空气进入发动机的燃烧室中来提高发动机的效率和功率输出。

涡轮增压器的涡轮区段通常包括涡轮机叶轮和涡轮机壳体。废气流入壳体中并被导引朝向涡轮机叶轮以驱动叶轮旋转并驱动压缩机叶轮，该压缩机叶轮与涡轮机叶轮安装在同一个轴上。

涡轮机壳体的形状、尺寸等可影响涡轮增压器的性能。更具体地，涡轮机壳体的形状可直接影响废气如何流动，由此影响气体如何撞击涡轮机叶轮。涡轮机壳体可在某些发动机速度下高效地将废气导引朝向涡轮机叶轮，但是在其他发动机速度下性能可能降低。同样地，可存在废气的脉冲流，其降低了涡轮增压器的性能。

因此，期望提供一种涡轮增压器系统，其具有改进涡轮增压器性能的涡轮机壳体。本公开的其他期望的特征和特性将从结合附图和本背景讨论的随后的详细描述和所附权利要求中变得显而易见。

发明内容

在一个实施例中，公开了一种涡轮增压器系统，其包括被配置成绕旋转轴线旋转的涡轮机叶轮。涡轮增压器系统还包括容纳涡轮机叶轮的涡轮机壳体。涡轮机壳体限定具有蜗壳流道的至少一个涡管。蜗壳流道具有入口和端部，所述入口和端部在绕旋转轴线的周向方向上沿流动轴线间隔开。蜗壳流道限定沿流动轴线从入口到端部串联布置的多个横截面。多个横截面垂直于流动轴线截取。多个横截面具有面积（A）和质心，并且质心与旋转轴线以径向距离（R）间隔开。蜗壳流道具有从入口到端部的至少部分地是非线性的侧壁角度分布。蜗壳流道具有从入口到端部的基本上线性的A/R分布。蜗壳流道具有从入口到端部的至少部分地是非线性的A分布。

另外，公开了一种制造涡轮增压器系统的涡轮机壳体的方法。涡轮机壳体被配置成容纳绕旋转轴线旋转的涡轮机叶轮。该方法包括形成涡轮机壳体以包括绕旋转轴线在周向方向上延伸的至少一个涡管。该方法还包括形成在其中具有蜗壳流道的至少一个涡管。蜗壳流道具有入口和端部，所述入口和端部在周向方向上沿流动轴线间隔开。蜗壳流道限定沿流动轴线从入口到端部串联布置的多个横截面。多个横截面垂直于流动轴线截取。多个横截面具有面积（A）和质心。质心与旋转轴线以径向距离（R）间隔开。蜗壳流道具有从入口到端部的至少部分地是非线性的侧壁角度分布。蜗壳流道具有从入口到端部的基本上线性的A/R分布。蜗壳流道具有从入口到端部的至少部分地是非线性的A分布。

在附加的实施例中，公开了一种涡轮增压器。涡轮增压器包括涡轮机叶轮，该涡轮机叶轮被配置成绕旋转轴线旋转。涡轮增压器还包括容纳涡轮机叶轮的涡轮机壳体。涡轮机壳体限定具有蜗壳流道的至少一个涡管。蜗壳流道具有入口和端部，所述入口和端部在绕旋转轴线的周向方向上沿流动轴线间隔开。蜗壳流道限定沿流动轴线从入口到端部串联布置的多个横截面。多个横截面垂直于流动轴线截取。多个横截面具有面积（A）和质心。质心与旋转轴线以径向距离（R）间隔开。蜗壳流道具有从入口到端部的至少部分地是非线性的侧壁角度分布。蜗壳流道具有从入口到端部的基本上线性的A/R分布。蜗壳流道在靠近入口处具有负指数A分布。蜗壳流道具有从入口到端部的R分布并且具有两个拐点。

附图说明

下文中将结合以下附图来描述本公开，其中，相似的数字表示相似的元件，并且其中：