[发明专利]涡轮增压器

说明书

本发明提供一种涡轮增压器。该涡轮增压器(10)具备：涡轮叶轮(12)；压缩机叶轮(13)；及涡旋流路(34)，形成在涡轮壳体(31)，在涡轮叶轮(12)的径向外侧圆周方向上连续，并流动有使涡轮叶轮(12)旋转驱动的气体，涡旋流路(34)形成为涡轮叶轮(12)侧的内周内壁面(34c)沿气体的流动方向逐渐向径向外侧位移，并且流路截面积逐渐变小。

技术领域

本发明涉及一种涡轮增压器。

背景技术

涡轮增压器中，已知有如下可变容量型涡轮增压器：通过能够改变从涡轮叶轮的径向外侧流入涡轮叶轮的喷嘴流路的开口面积，能够改变向涡轮叶轮供给的气体的流量。

例如，专利文献1中公开有如下结构：通过增大设置在涡轮叶轮的径向外侧并向涡轮叶轮供给排气的涡旋流路的截面积，从而提高效率。该结构中，可变容量型的涡轮增压器中，通过以使可变喷嘴机构的喷嘴板面向涡旋流路的方式形成涡旋的内周侧壁面的一部分，从而不需要涡轮壳体的一部分，确保涡旋流路的截面积。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4275081号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

如专利文献1中所记载的涡轮增压器中的涡旋流路通常形成为在排气以最大流量进入时能够无限制地流动的大小。但是，较大的涡旋流路的情况下，内壁面的表面积增大，从而导致散热变大。尤其，排气处于小流量的情况下，热量从排气中被吸收走，导致因热损失引起的效率降低量相对变大。

本发明的目的在于，提供一种能够抑制排气的散热并提高增压效率的涡轮增压器。

用于解决技术课题的手段

根据本发明所涉及的第一方式，涡轮增压器具备：旋转轴，沿轴线延伸；涡轮叶轮，设置在所述旋转轴的第一端部侧；及压缩机叶轮，设置在所述旋转轴的第二端部侧。涡轮增压器还具备：涡轮壳体，容纳所述涡轮叶轮；及涡旋流路，形成在所述涡轮壳体，在所述涡轮叶轮的径向外侧圆周方向上连续，并向所述涡轮叶轮引导气体。所述涡旋流路形成为接近所述涡轮叶轮侧的内周内壁面朝向所述气体流动的圆周方向的下游逐渐向径向外侧位移，并且流路截面积逐渐变小。

通常，关于涡轮增压器中的涡轮的涡旋流路，越朝向气体的流动方向下游侧，越使流路的截面中心及涡轮叶轮侧的内周内壁面靠近径向内侧，从而形成为涡旋状。而且，在涡旋流路中流动的气体为自由涡旋。因此，从半径位置的外侧进入涡旋流路的气体越靠近径向内侧，流速越得到提高。

相对于此，根据上述结构，涡旋流路越靠近气体的流动方向的下游侧，流路的截面中心相对于轴线越位于向径向外侧远离的位置。因此，能够降低在涡旋流路中流动的气体的流速。如此通过降低气体的流速，降低雷诺数，从而能够降低传热率。由此，能够抑制气体的散热，并提高增压效率。

根据本发明所涉及的第二方式，涡轮增压器在第一方式中，可以具备喷嘴流路，所述喷嘴流路从所述涡旋流路向径向内侧引导所述气体，并向所述涡轮叶轮供给所述气体。涡轮增压器可以还具备翼片，所述翼片设置在所述喷嘴流路，调整所述喷嘴流路中的所述气体的导入量。所述涡旋流路可以形成为随着所述流路截面积朝向所述气体的流动方向下游侧逐渐变小，所述涡旋流路的截面中心位置相对于沿所述轴线的方向上的所述喷嘴流路的径向外侧的位置的偏移尺寸逐渐变小。

由此，涡旋流路越靠近气体的流动方向的下游侧，流路截面积变得越小，另一方面相对于轴线方向上的喷嘴流路的偏移尺寸变小，因此气体从涡旋流路朝向喷嘴流路，直接向径向内侧流动。由此，能够抑制从涡旋流路朝向喷嘴流路流动的气体与喷嘴流路周围的部件进行接触的面积，因此能够抑制散热量。

根据本发明所涉及的第三方式，涡轮增压器在第二方式中，所述涡旋流路可以形成为在所述气体的流动方向上所述径向外侧的外周壁面相对于所述轴线的径向位置恒定。