[实用新型]入口通道系统及叶片环

说明书

本实用新型公开了一种入口通道系统，其包括分开式蜗壳涡轮增压器，该分开式蜗壳涡轮增压器将压缩空气递送至内燃机并且接收来自该内燃机的排气。该涡轮增压器包括涡轮机壳体、第一蜗壳和第二蜗壳，以及涡轮机壳体出口。该系统还包括被布置在该涡轮机壳体中的涡轮机叶轮以及被布置在该涡轮机壳体中在该涡轮机叶轮与蜗壳之间的叶片环。该叶片环包括多个叶片，这些叶片具有被布置在环形盘的叶片环表面上的非对称叶片图案，该环形盘将该涡轮机叶轮容纳在其中以便以总体上相等的流动引导并且控制排气从这些蜗壳进入该涡轮机叶轮中的流动，同时显著降低HCF强制函数。本实用新型还公开了一种叶片环。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年11月13日提交的美国临时申请第62,934,986 号的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本实用新型总体上涉及一种系统，该系统包括分开式蜗壳涡轮增压器并且包括叶片环，该叶片环具有多个具有非对称叶片图案的叶片，该非对称叶片图案为该涡轮增压器提供了总体上均衡的流动对称性以及减少的高循环疲劳。

背景技术

涡轮增压器接收来自内燃机的排气并且将压缩空气递送至该内燃机。涡轮增压器增加内燃机的功率输出，降低内燃机的燃料消耗，和/或减少由内燃机产生的排放物。通过该涡轮增压器将压缩空气递送至该内燃机允许该内燃机更小，然而能够产生与更大的、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正面面积，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。

一些涡轮增压器包括具有分开式蜗壳涡轮机壳体的涡轮机，这些涡轮增压器因此有时可替代地称为分开式蜗壳涡轮增压器(或，当使用两个蜗壳时，双蜗壳涡轮增压器)。分开式蜗壳涡轮机壳体的蜗壳彼此完全隔离，使得直到排气经过相应蜗壳的舌状件之后才发生排气的混合。该分开式蜗壳涡轮机壳体包括涡轮机入口、涡轮机出口，以及内部体积。该涡轮机入口被配置成用于附接到内燃机上(例如，附接到排气歧管上或附接到内燃机的气缸盖上)，并且包括多个入口端口，这些入口端口被配置成在附接时与该内燃机的排气路径处于流体连通。该涡轮机壳体的内部体积限定了与这些对应的入口端口处于流体连通的至少两个分开式蜗壳，用于将排气从该内燃机递送至被布置在该内部体积中的涡轮机叶轮。在通过该涡轮机叶轮从该排气中提取能量之后，该排气经由该涡轮机出口离开该涡轮机壳体。这些蜗壳将来自该发动机的排气歧管的排气引导成弧形流动以用于将排气围绕该涡轮机叶轮的圆周进行分配来使该涡轮机叶轮旋转。

涡轮增压器还包括压缩机。该压缩机包括经由轴联接到该涡轮机叶轮上的压缩机叶轮。该压缩机是由该涡轮机叶轮的旋转来供电的，该涡轮机叶轮进而驱动该压缩机的压缩机壳体内的压缩机叶轮。

在多缸发动机中，气缸顺序点火。例如，在气缸顺序编号为1至4的直列四缸发动机中，点火顺序可以是1-3-4-2。气缸的集合可以被分组为‘列’。在上述示例中，第一列气缸将包括气缸1和4，并且第二列气缸将包括气缸2和3。在“V”型发动机的情况下，气缸列可以横跨发动机分开，并且多个气缸可以同时点火。在直列式发动机的情况下，气缸列可以仅仅是前气缸对后气缸，或者是如上所述的气缸的可替代集合。排气气流不是平稳流，因为排气基于发动机的点火序列离开每个气缸，导致间歇的排气脉冲。来自每个气缸列的排气在相应的歧管中被引导至涡轮机壳体。这些歧管可以是附接到该内燃机上的管道和/或导管，或者可以是与该内燃机一体的管道和/或导管(例如，铸造成该发动机的气缸盖中的歧管导管)。通过分离排气气流，当排气从气缸释放时发生的压力的“脉冲”可以通过蜗壳保持，使得压力脉冲撞击涡轮机叶轮。脉冲的保持通常是合乎需要的，因为压力脉冲将动量赋予涡轮机叶轮，从而更快地加速涡轮机叶轮并且减小涡轮滞后。此外，压力脉冲增加了从“点火”蜗壳中的瞬时涡轮机功率提取，同时减小了“未点火”蜗壳中的瞬时背压。术语“点火的”蜗壳是指压力脉冲穿过其中的蜗壳。这种脉冲分离在每个气缸的排气处开始并且保持在排气歧管中直到涡轮机入口。在废气被允许进入涡轮机壳体的区域中，在相应蜗壳之间的分隔壁可以帮助保持来自每个气缸或气缸组的废气之间的分离，并且因此维持压力脉冲。