[发明专利]带有双涡旋件涡轮机壳体的涡轮增压器

说明书

一种涡轮增压器具有子午线式分成第一和第二涡旋件的涡轮机壳体涡旋件。安置在所述涡轮机喷嘴中的喷嘴环具有周向间隔开的第一导叶的阵列和周向间隔开的第二导叶的阵列。第一导叶之间的第一导叶通道被构造成将排气吹到涡轮机叶片前缘上。同样地，所述第二导叶通道被构造成将排气吹到所述涡轮机叶片前缘上。所述第一和第二导叶相对于彼此周向交错，使得所述涡轮机叶片前缘围绕所述涡轮机轮的圆周按交织方式从所述第一和第二叶片通道接收排气。

技术领域

本公开涉及涡轮增压器，其中涡轮增压器的涡轮机由来自往复式发动机的排气驱动。本发明更特定来说涉及分隔成各自由单独的排气系统馈送的多个基本上分开的区段的涡轮机壳体。

背景技术

排气驱动的涡轮增压器是如下设备：其结合内燃发动机使用来通过压缩递送到发动机的空气进气部以便与燃料混合并且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轮和安装在涡轮机壳体中的轴的另一端上的涡轮机轮。通常，涡轮机壳体与压缩机壳体单独地形成，并且还存在连接在涡轮机壳体与压缩机壳体之间用于容纳所述轴的轴承的另一个中心壳体。涡轮机壳体限定环绕涡轮机轮并且从发动机接收排气的大致环形的腔室。涡轮机组件包括从所述腔室通向涡轮机轮中的喷嘴。排气从所述腔室通过所述喷嘴流到涡轮机轮，并且涡轮机轮由所述排气驱动。因此，涡轮机从排气提取功率并且驱动压缩机。压缩机通过压缩机壳体的入口接收环境空气，并且所述空气被压缩机轮压缩并且然后从所述壳体排放到发动机空气进气部。

在多活塞往复式发动机中，已知按利用在排气流中发生的压力脉冲的方式来设计排气系统。特别地，已知采用所谓的“脉冲分离”，其中发动机的气缸被分成多个群组，并且通过针对每一群组具有独立的排气通道而使来自每一气缸群组的脉冲与其它群组的那些脉冲大致隔离。为充分利用脉冲分离，期望最小化单独的气缸群组之间的连通或“串扰（cross talk）”。因此，在涡轮增压发动机的情况下，有利的是维持一路进入到涡轮增压器的涡轮机中的单独的排气通道。因此，排气馈送到其中的涡轮机壳体通常分成多个基本上分开的零部件。

有两种基本方式来分隔涡轮机壳体：(1) 扇区分隔，以及(2) 子午线分隔。在扇区分隔的涡轮机壳体中，大致环形的腔室被分成角扇区，所述角扇区中的每一者仅占据圆周的一部分，使得通道在周向方向上彼此相继，例如在美国专利号6,260,358的图2中。从流动分离观点来看，涡轮机壳体的扇区分隔是有利的，但是来自两个扇区的异相排气脉冲可能引发不希望的涡轮增压器轴运动。

在子午线式分隔的涡轮机壳体中，环绕涡轮机轮并且排气馈送到其中的涡旋件或腔室被分成在轴向方向上彼此相继的多个涡旋件，每一涡旋件占据大致整个圆周，例如美国专利号4,027,994的图4中所示。从轴运动观点来看，涡轮机壳体的子午线分隔是有利的，但是来自每一涡旋件的排气流撞击不到涡轮机叶片前缘的整个轴向宽度，这由于混合损失而负面地影响涡轮机效率。

本公开涉及具有子午线式分隔类型的涡轮机壳体的涡轮增压器。

发明内容

本公开描述具有子午线式分隔的涡旋件的涡轮增压器的实施例，但是其中每一涡旋件在涡轮机轮的整个轴向宽度上吹送排气。

根据本文中描述和示出的本发明的实施例，一种涡轮增压器包括：

安装在压缩机壳体内的压缩机轮；

安装在涡轮机壳体内的涡轮机轮；

所述涡轮机壳体限定子午线式分隔的涡旋件，包括分别用于接收单独的排气流的第一和第二涡旋件，所述第一和第二涡旋件中的每一者围绕所述涡轮机壳体的大致整个圆周延伸，所述第二涡旋件在所述涡轮增压器的轴向方向上接在所述第一涡旋件之后；

所述涡轮机壳体限定用于将排气从所述子午线式分隔的蜗壳引导到所述涡轮机轮上的喷嘴；

涡轮机轮包括毂和联接到所述毂的多个涡轮机叶片，每一涡轮机叶片限定叶片前缘；以及