[发明专利]轴流式涡轮机叶轮

权利要求书

1.一种构造为从发动机接收排气流并将进气压缩为加压气流的涡轮增压器，其中所述发动机被构造为在一系列标准运行工况下运转，该涡轮增压器包括：

包括涡轮机壳体的壳体；以及

构造为在所述壳体内沿转子旋转轴线转动的转子，该转子包括轴流式涡轮机叶轮、压缩机叶轮、和沿转子旋转轴线延伸并将涡轮机叶轮连接至压缩机叶轮的轴；

其中涡轮机叶轮构造为具有毂，还具有多个轴流式涡轮机叶片，所述多个轴流式涡轮机叶片构造为当涡轮增压器从发动机接收到排气流时驱动转子绕转子旋转轴线转动，所述叶片具有轴向上游边缘、轴向下游边缘、毂端、和与毂端相对的尖端，后边缘的特征在于毂端处的半径和尖端处的半径；

其中压缩机叶轮构造为，当转子被涡轮机叶轮驱动绕转子旋转轴线转动时将进气压缩为加压气流；

其中涡轮机壳体形成沿轴向方向转向的向内螺旋涡轮机主涡形管通道；并且

其中涡轮机叶轮后边缘毂端处的半径不大于涡轮机叶轮后边缘尖端处的半径的60％。

2.如权利要求1所述的涡轮增压器，其中每个涡轮机叶片的特征在于毂处的叶片转向角大于或等于45度。

3.如权利要求2所述的涡轮增压器，其中每个涡轮机叶片的特征在于毂处的前边缘叶片角大于或等于20度。

4.如权利要求3所述的涡轮增压器，其中每个涡轮机叶片的特征在于毂处的前边缘叶片角大于或等于30度。

5.如权利要求3所述的涡轮增压器，其中：

每个涡轮机叶片的特征在于毂和尖之间的中间半径处的叶片转向角大于或等于80度；以及

每个涡轮机叶片的特征在于中间半径处的前边缘叶片角大于或等于20度。

6.如权利要求5所述的涡轮增压器，其中每个涡轮机叶片的特征在于毂处的前边缘叶片角大于或等于30度，并且中间半径处的前边缘叶片角大于或等于30度。

7.如权利要求2所述的涡轮增压器，其中每个涡轮机叶片的特征在于毂和尖之间的中间半径处的叶片转向角大于或等于80度。

8.如权利要求7所述的涡轮增压器，其中每个涡轮机叶片的特征在于尖处的叶片转向角大于或等于45度。

9.如权利要求2所述的涡轮增压器，其中每个涡轮机叶片的特征在于尖处的叶片转向角大于或等于45度。

10.如权利要求1所述的涡轮增压器，其中每个涡轮机叶片的特征在于毂和尖之间的中间半径处的叶片转向角大于或等于80度。

11.如权利要求10所述的涡轮增压器，其中每个涡轮机叶片的特征在于中间半径处的前边缘叶片角大于或等于20度。

12.如权利要求10所述的涡轮增压器，其中每个涡轮机叶片的特征在于尖处的叶片转向角大于或等于45度。

13.如权利要求1所述的涡轮增压器，其中每个涡轮机叶片的特征在于尖处的叶片转向角大于或等于45度。

14.如权利要求13所述的涡轮增压器，其中每个涡轮机叶片的特征在于尖处的前边缘叶片角大于或等于-20度。

15.如权利要求1所述的涡轮增压器，其中涡轮机叶轮被限定为不多于20个叶片。

16.如权利要求15所述的涡轮增压器，其中涡轮机叶轮被限定为不多于16个叶片。

17.如权利要求1所述的涡轮增压器，其中涡轮机叶轮叶片从涡轮机叶轮毂形成悬臂。

18.如权利要求1所述的涡轮增压器，其中涡轮机被构造为将叶轮毂附近叶轮上游的静压限定为这样一个值，该值不大于所述一系列标准运行工况的至少部分运行工况下的涡轮机出口静压的120％。

19.一种涡轮增压的内燃机系统，包括：

构造为接收加压气流和产生排气流的发动机，该发动机被构造为在一系列标准运行工况下运转；以及

如权利要求1所述的涡轮增压器，该涡轮增压器被构造为，当发动机在标准运行工况下运转时从该发动机接收排气流，并将进气压缩成发动机所接收的加压气流。

20.如权利要求19所述的涡轮增压的内燃机系统，其中向内螺旋主涡形管通道基本上形成收敛通道，所述收敛通道向轴向下游转向并且向内螺旋到足以在所述一系列标准运行工况范围的至少部分运行工况下使进气在到达涡轮机叶轮叶片的上游边缘时达到超音速。