[发明专利]减小压力和电流的叶轮

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2006年1月11日提交的美国专利申请号11/330,271的权益。以上申请的公开内容通过引用结合于此。

发明领域

本发明涉及用于机动车辆的排气系统中的一个二次空气风扇。

发明背景

当一台发动机经历一个冷启动条件时，可以使用一个二次空气流风扇将空气注入发动机的排气系统。将空气注入该排气系统的原因是为了使氧气存在于排气系统中并使过量的碳氢化合物燃烧。这也有助于催化转化器有效地工作或在较短的时间内实现最佳温度。

可以使用一个叶轮风扇在二次空气流动系统中产生空气流动。二次气流系统可能产生被称作“零流量”状态的一种现象。一个零流量状态是在来自叶轮的空气流或输出通道被堵塞时的状况。换而言之，由于叶轮设计，泵在零流量时将达到相对高的压力并且妨碍下游阀门关闭。

此外，随着压力增大由电动机所消耗的电流也增大。因为它对车辆的电器系统是一种负担，所以这是一种不希望的情况。因此，人们希望开发一种叶轮，它在零流量情况下能降低压力并因此而降低由叶轮所消耗的电流量。

发明内容

本发明涉及具有一个再生空气泵的一种二次空气系统，其中叶轮的多个叶片从沿着叶片长度的一个点至在该空气泵内部叶片底部为楔形的。这些楔形的叶片产生希望的流动特性。该叶轮安排提供了一种理想的流体特性，该特性防止高压限制下游阀的运动。因此，这些楔形的叶片产生与压力特性相对比的一个非线性的流动。由这些楔形的叶片产生的这种非线性特征允许二次空气系统在较低流量和压力水平下保持合适的运行。此外，当压力在该系统中逐渐增大时，该叶轮风扇的这些楔形的叶片还作为产生压力下降的一个释放特征起作用。由于在该二次空气系统中的压力被减小，因此在零流量情况下获得一个较低的压力。该叶轮安排还改善了整个泵的效率。总之，在此描述的本发明提供了一个二次空气系统，在该二级空气系统中产生的这些零流量压力特性将低于标准的零流量压力，从而阀门可以在所不希望的背压及大电流的范围之外正常地运行。

从以下提供的详细说明中本发明对于更多领域的适用性将会变得很清楚。应该理解的是详细的描述及特定的实例在表明本发明的优选的实施方式的同时，仅旨在用于说明的目的而并非用于限制本发明的范围。

附图说明

通过详细的说明以及多个附图将能更充分地理解本发明，在附图中：

图1是该叶轮风扇的一个透视图；

图1a是一个叶片以线A-A描绘该叶片厚度的一个俯视平面图；

图1b是一个单个叶片以线B-B描绘该叶片高度的一个侧视平面图；

图2是该叶轮风扇的一个截面图；

图3是一个线图，示出该二次空气泵的流量、背压、以及电流特性；和

图4是没有分隔件的一个叶轮风扇的透视图。

发明详细说明

以下对一个或多个优选实施方式的说明本质上仅是示例性的，而绝非旨在限制本发明、其应用或用途。

参见图1、1a、1b、以及图2，一个叶轮风扇总体上由10表示，并且该叶轮10具有一个壳体12。该壳体12具有一个入口(未示出)和一个出口(未示出)，其中空气对应地流入和流出壳体12。叶轮10的中心具有一个内径向表面14，该表面产生一个轴向的孔，一根轴(未示出)可延伸穿过该轴向的孔。于是叶轮10可以旋转。该叶轮10具有至少一个径向的支撑件16，该支撑件沿内径向表面14在圆周上间隔开并且径向地延伸至一个外径向表面18。因此，这些径向的支撑件16使内径向表面14与外径向表面18相连接。

多个叶片32围绕该叶轮框架26的圆周而间隔开。围绕外径向表面18的这些叶片32的间隔在各叶片32之间产生了多个叶片槽34。这些叶片32具有连接至叶轮框架26的一个基座35。这些叶片32在点40处形成角，因此一个外部成角的表面42或该基座35都不从该叶轮框架26直接径向地延伸的。这些叶片32具有一个内部成角的表面38和该外部成角的表面42，两者在点40处相交，并且该叶片32从该叶轮框架26延伸的角度可以改变。因此，该点40可以位于沿该叶片32的长度的任何地方。

此外，多个叶片32的一个楔形的厚度，如图1a所示，该图描绘了从该叶轮10分离的一个单一叶片32的俯视图。图1a中在线A-A处示出该叶片的厚度。因此，在该叶片32处的楔形的设计具有一个厚度，它在点40处的厚度大于在基座35处以及在叶片尖端33处的叶片32的厚度。叶片32的厚度可以沿其长度变化或者可以是恒定的。