[实用新型]涡轮增压器和用于涡轮增压器的涡轮机壳体

说明书

本实用新型公开了一种涡轮增压器包括可绕轴线旋转的涡轮机叶轮和围绕该涡轮机叶轮布置的涡轮机壳体。该涡轮机壳体具有限定涡轮机壳体入口的入口部分并且具有限定涡轮机壳体内部的蜗壳部分。蜗壳部分具有第一蜗壳壁、与第一蜗壳壁间隔开的第二蜗壳壁，以及将涡轮机壳体入口与涡轮机壳体内部隔开的舌状件。该舌状件具有第一舌状件部分，其沿着轴线从第一蜗壳壁大致朝向第二蜗壳壁延伸；第二舌状件部分，其从第一舌状件部分围绕轴线大致圆周地延伸；以及第三舌状件部分，其从第二舌状件部分沿着轴线大致朝向第二蜗壳壁延伸以减少涡轮机叶轮的高周疲劳。还公开了一种用于涡轮增压器的涡轮机壳体。

技术领域

本实用新型总体上涉及一种用于将压缩空气输送至内燃机并且用于接收来自该内燃机的废气的涡轮增压器以及一种用于涡轮增压器的涡轮机壳体。

背景技术

涡轮增压器接收来自内燃机的废气并且将压缩空气输送至该内燃机。涡轮增压器用于增加内燃机的功率输出，降低内燃机的燃料消耗，并减少由内燃机产生的排放物。通过涡轮增压器将压缩空气输送至内燃机允许内燃机更小，但是能够产生与更大的、自然吸气式内燃机相同或相似的马力的量。在车辆中使用较小的内燃机减少了车辆的质量和空气动力学的前部面积，这有助于减少内燃机的燃料消耗并改善车辆的燃料经济性。

典型的涡轮增压器包括可绕轴线旋转的涡轮机叶轮和围绕涡轮机叶轮布置的涡轮机壳体。典型的涡轮机壳体具有入口部分，该入口部分限定了涡轮机壳体入口，该涡轮机壳体入口被配置成与内燃机连通以用于接收来自内燃机的废气。典型的涡轮机壳体还具有从入口部分围绕轴线圆周地延伸的蜗壳部分。该蜗壳部分常规地限定了涡轮机壳体内部，该涡轮机壳体内部与涡轮机壳体入口处于流体连通以便从涡轮机壳体入口接收废气，并且常规地限定了涡轮机壳体出口，该涡轮机壳体出口与涡轮机壳体内部处于流体连通以便从涡轮机壳体内部排放废气。

在许多常规的涡轮增压器中，涡轮机壳体具有舌状件，该舌状件将涡轮机壳体入口与涡轮机壳体内部分开以将涡轮机壳体的蜗壳部分中的废气的流动引导至涡轮机叶轮。传统的舌状件已经被设计成用于优化空气动力学性能，但不利的是将废气的流动引向涡轮机叶轮，使得涡轮机叶轮可能经受导致涡轮机叶轮失效的高周疲劳(HCF)。更具体地，传统的涡轮机壳体被设计成通过以流过涡轮机壳体的蜗壳部分的废气的优选流率为目标并且以流过涡轮机壳体的蜗壳部分的废气的优选流率为目标来使涡轮增压器的热效率最大化来使空气动力学性能最大化。

在涡轮增压器的运行过程中，废气以优选的流速从内燃机流动，穿过涡轮机壳体的入口部分，并且到达涡轮机壳体的蜗壳部分。舌状件将废气流引向涡轮机叶轮，并且废气流产生从舌状件到涡轮机叶轮的压力脉冲。

压力脉冲的特征在于在舌状件附近的废气压力中的窄且尖锐的峰值，该峰值激发了在涡轮增压器的运行过程中涡轮机叶轮共振的自然频率。换句话说，压力脉冲的窄且尖锐的峰值可以放大涡轮机叶轮的固有频率并且导致涡轮机叶轮展现出共振。涡轮机叶轮的共振导致涡轮机叶轮的高周疲劳的风险增加。而高周疲劳又可能导致在涡轮机叶轮中形成裂纹，这些裂纹有可能导致涡轮机叶轮失效。因此，压力脉冲可能通过增加由涡轮机叶轮的共振引起的高周疲劳导致的故障的可能性来降低涡轮机叶轮的耐久性。

因此，仍然需要提供一种用于涡轮增压器的改进的涡轮机壳体。

发明内容

本实用新型提供了一种用于将压缩空气输送至内燃机并且用于接收来自内燃机的废气的涡轮增压器。该涡轮增压器包括围绕轴线可旋转的涡轮机叶轮以及围绕涡轮机叶轮布置的涡轮机壳体。涡轮机壳体包括入口部分和蜗壳部分。入口部分在第一端和与第一端相反的第二端之间延伸，并且入口部分限定了涡轮机壳体入口，涡轮机壳体入口被配置成在第一端处与内燃机处于流体连通以接收来自内燃机的废气。蜗壳部分在第二端处从入口部分延伸并且围绕轴线圆周地延伸。蜗壳部分具有第一蜗壳壁以及沿着轴线与第一蜗壳壁间隔开的第二蜗壳壁。