涡轮增压器压缩机噪声减少系统和方法

xiaoxiao2020-7-22  3

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涡轮增压器压缩机噪声减少系统和方法
【专利摘要】本发明公开了一种涡轮增压器和方法。该涡轮增压器包括具有进口端和出口端的外壳。外壳内的流动通道具有基本连续的内表面,并且被配置为使进气从进口端流通至出口端。压缩机叶轮位于外壳内并且具有至少一个主叶片,并且被配置为在外壳内旋转以压缩进口空气。外壳上的流动干扰特征件被配置为干扰内表面的连续性,并且可以位于至少一个主叶片的前缘。除了经由流动通道的连通外,流动干扰特征件对于流动通道的上游连通可以是关闭的。
【专利说明】涡轮增压器压缩机噪声减少系统和方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及利用增压系统如涡轮增压器来压缩发动机进气的方法和系统,并且特别涉及涡轮增压器布置、方法和系统,其中由涡轮增压器压缩机产生的噪声被减少。
【背景技术】
[0002]车辆发动机可以包括被配置为通过使用涡轮压缩机压缩进气而迫使更多气团进入发动机进气歧管和燃烧室的涡轮增压器或机械增压器。在一些情况下,压缩机可以由被设置为从发动机排气流中捕获能量的涡轮驱动。在压缩机的瞬态和稳态运行中,已知存在由嘯叫噪声或仅嘯叫表征的噪声、振动与不舒适性(NVH)。嘯叫状况可能引起不期望或不可接受的NVH水平,并且也可能导致涡轮增压器/发动机喘振。
[0003]已经做出尝试来减轻来自涡轮增压器压缩机的噪声。一种尝试包括提供小沟槽以干扰进入涡轮增压器的流场的边界层。减轻涡轮噪声的另一种尝试在Diemer等人的美国专利申请US2010/0098532中公开。Diemer等人试图通过提供跨越压缩机分流叶片的前缘的凹槽来减少涡轮增压器失速噪声。凹槽相对于主叶片的前缘被设置在下游以便提供围绕旋转室的流体路径。
[0004]最小化压缩机噪声的其它尝试已经提供各种再循环通道,其中使部分流动从下游位置经由与主流动通道分离的通道再循环至上游位置。这种方案的一个示例在Sirakov等人的美国专利7,942,625中被公开。Sirakov提出相对于叶片前缘在下游的排出通道,其使压缩机流体的一部分能经由内腔和喷射通道再循环至上游位置。
[0005]所有这些方案都没有研究主叶片前缘区域中的压缩机流动路径,并且都未能有效地解决嘯叫噪声。另外,这些方案都未把对流场具有最小影响的嘯叫噪声的宽带频率范围作为目标。

【发明内容】

[0006]根据本发明的实施例可以提供一种涡轮增压器,其包括具有进口端和出口端的外壳。可以在外壳内提供流动通道,该流动通道具有基本连续的内表面并且可以被配置为使进气从进口端流通至出口端。压缩机叶轮可以位于外壳内并具有至少一个主叶片,并且被配置为在外壳内旋转以压缩进气。流动干扰特征件可以位于外壳上并且被配置为干扰内表面的连续性。至少一部分流动干扰特征件可以被定位成与所述至少一个主叶片的前缘基本成一直线,并且除了经由流动通道的连通外,其对于流动通道的上游连通可以是关闭的。
[0007]在另一实施例中,流动干扰特征件是内表面中的台阶。
[0008]在另一实施例中,所述台阶包括上游过渡部分和下游过渡部分以及在上游过渡部分与下游过渡部分之间的台阶面。
[0009]在另一实施例中,上游过渡部分和下游过渡部分中的一个或两者包括基本方角。
[0010]在另一实施例中,上游过渡部分和下游过渡部分中的一个或两者包括圆角。
[0011]在另一实施例中,上游过渡部分和下游过渡部分中的一个或两者是样条表面。[0012]在另一实施例中,所述台阶面相对于进气的进入流以某一角度布置。
[0013]在另一实施例中,所述角度在O到80度之间。
[0014]在另一实施例中,所述角度近似为45度。
[0015]在另一实施例中,所述台阶包括从上游位置过渡到下游位置的连续弯曲表面。
[0016]在另一实施例中,所述台阶包括凸出元件和凹入元件。
[0017]在另一实施例中,所述凸出元件包括外角,而所述凹入部分包括内角。
[0018]在另一实施例中,外角和内角中的一个或更多个是圆角。
[0019]在另一实施例中,外角和内角中的一个或更多个是被配置为从相邻表面平滑过渡的表面。
[0020]在另一实施例中,流动干扰特征件是内表面中的台阶,其减小流动通道的横截面积。
[0021]在另一实施例中,所述台阶具有台阶面法线,其与流动通道的中心轴线形成在O与10度之间的角。
[0022]在另一实施例中,流动通道在横截面处是基本圆形的,并且其中流动干扰特征件是在其中流动通道的直径突然减小的台阶。
[0023]在另一实施例中,涡轮增压器还包括在台阶的上游的涡流发生装置,该涡流发生装置被配置为将涡流施加到进气流。
[0024]根据本发明的实施例可以包括一种流动干扰特征件,其可以包括流动路径的横截面积的改变,当其位于压缩机的主叶片的前缘时可以减少嘯叫。其它实施例可以包括谐振腔,其可以被调谐以减轻某些嘯叫频率。
[0025]实施例可以包括流动干扰特征件的组件,其可以根据以指定方式使组件与嘯叫噪声的一个或更多个特定频率相关的特定数学公式来设定尺寸并确定比例。以此方式,由嘯叫所限定的宽带频率范围能够被作为目标,并且嘯叫问题被减少或减轻。
[0026]在另一实施例中,一种润轮增压器包括:外壳;位于外壳内的压缩机叶轮,其具有主叶片并且在外壳内可旋转以压缩进气;在外壳内的流动通道,其具有被配置为使进气从进口端流通至出口端的内表面;以及在内表面中的台阶,其突然减小流动通道的横截面积,并被布置为与主叶片的前缘基本成一直线。
[0027]在另一实施例中,所述台阶具有台阶面,该台阶面相对于流动通道的中心轴线形成在10与170度之间的角。
[0028]在另一实施例中,所述台阶包括环形表面,其具有与内表面的上游部分形成圆形内角的外直径和与内表面的下游部分形成圆形外角的内直径。
[0029]在另一实施例中,所述台阶在流动通道的区域内,除了经由流动通道的连通外,其对于流动通道的上游连通是关闭的。
[0030]在另一实施例中,一种涡轮增压器包括:限定流动通道的外壳,该流动通道被配置为使进气从进口端流通至出口端;位于外壳内的压缩机叶轮,其具有一个或更多个主叶片并且被配置为在外壳内旋转以压缩进气;以及限定在流动通道内的基本圆柱形沟槽,其具有被布置为在轴向上与一个或更多个主叶片的前缘基本成一直线的沟槽后缘。
[0031]在另一实施例中,所述涡轮增压器还包括仅仅通过沟槽通向流动通道的腔室。
[0032]在另一实施例中,所述腔室是基本螺旋管形(toroidal)的,并且在径向方向上位于流动通道的外部。
[0033]在另一实施例中,所述压缩机叶轮还包括具有均位于沟槽后缘的下游的各自一个或更多个前缘的一个或更多个分流叶片。
[0034]在另一实施例中,所述腔室是基本螺旋管形的。
[0035]在另一实施例中,一种涡轮增压器包括:位于外壳内的压缩机叶轮,其具有主叶片并且被配置为在外壳内旋转以压缩进气;在外壳内的通道,其被配置为使进气经过并具有基本连续的内表面;以及环形特征件,其干扰位于主叶片前缘的内表面的连续性。
[0036]在另一实施例中,除了经由该通道的连通外,该通道在环形特征件处对于上游连通是关闭的。
[0037]在另一实施例中,所述环形特征件是台阶,其中该通道的横截面在下游方向上被突然减小。
[0038]在另一实施例中,所述环形特征件是谐振腔,其被确定尺寸并成形为减少由压缩机叶轮产生的嘯叫噪声。
[0039]在另一实施例中,该环形特征件包括前缘表面,其进行如下配置中的一个或更多个:在远离外壳的中心轴线的方向上径向向外张开;在朝向外壳的中心轴线的方向上径向向内张开;在远离外壳的中心轴线的方向上径向向外延伸;以及在朝向外壳的中心轴线的方向上径向向内延伸。
[0040]在另一实施例中,该环形特征件包括突然减小通道的横截面的后缘台阶面,并且其中所述前缘表面是如下配置中的一个或更多个:邻接/毗邻所述台阶面;邻近所述台阶面;以及与所述台阶面间隔开。
[0041]在另一实施例中,所述前缘面形成环形沟槽的上游侧,而台阶面形成环形沟槽的下游边缘。
[0042]应当理解,提供以上概述以便以简化的形式介绍在【具体实施方式】中进一步描述的一些概念。这并不意味着确定要求保护的主题的关键或基本特征,要求保护的主题的范围通过所附权利要求唯一地确定。此外,要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分提及的任何缺点的实施方式。
【专利附图】

【附图说明】
[0043]图1是根据本公开包括涡轮增压器的示例性车辆系统的示意图。
[0044]图2是根据本公开可以用于车辆系统的示例性涡轮增压器的某些部分的剖视图。
[0045]图3是根据本公开示出示例性流动干扰特征件的局部放大视图。
[0046]图4是根据本公开示出另一示例性流动干扰特征件的局部放大视图。
[0047]图5是根据本公开示出另一示例性流动干扰特征件的局部放大视图。
[0048]图6是根据本公开示出另一示例性流动干扰特征件的局部放大视图。
[0049]图7是根据本公开示出另一示例性流动干扰特征件的局部放大视图。
[0050]图8是根据本公开可以用于车辆系统的另一示例性涡轮增压器的某些部分的剖视图。
[0051]图9是根据本公开的涡轮增压器的某些部分的局部侧视图,其中示出了流动通道内部的选择元件。[0052]图10-14是涡轮增压器的某些部分的更多示例的剖视图,其中示出了各种示例角度。
[0053]图15是示出根据本公开形成涡轮增压器的示例性方法的流程图。
[0054]图16-19是示出图15中示出的方法的示例性修改的流程图。图2_14近似按比例绘制,但如果需要,可以使用其他相对比率。
【具体实施方式】
[0055]图1不出车辆系统6的不意图。车辆系统6包括稱合到排气后处理系统22的发动机系统8。发动机系统8可以包括具有多个汽缸30的发动机10。发动机10包括发动机进气装置23和发动机排气装置25。发动机进气装置23可以包括经由进气道42被流体耦合到发动机进气歧管44的节气门62。发动机排气装置25可以包括最后通向将排气送至大气的排气道35的排气歧管48。节气门62可以被设置在如涡轮增压器50或机械增压器的增压装置下游的进气道42内。涡轮增压器50可以包括布置在进气道42与进气歧管44之间的压缩机52。压缩机52可以至少部分由排气涡轮54提供动力,排气涡轮54被布置在排气歧管48与排气道35之间。压缩机52可以经由轴杆56被耦合到排气涡轮54。压缩机52还可以至少部分由电动马达58提供动力。在所述示例中,电动马达58被显示为I禹合到轴杆56。然而,电动马达的其它合适配置也是可能的。在一个示例中,当电池的充电状态高于充电阈值时,可以使用来自系统电池(未示出)的存储的电能来使电动马达58运行。通过使用电动马达58来使涡轮增压器50运行,例如在发动机启动时,可以向进气增压装置提供电动增压(e-boost)。以此方式,电动马达可以提供马达辅助,以便运行增压装置。因此,一旦发动机已运行足够的时间量(例如,阈值时间),排气歧管中产生的排气就可以开始驱动排气涡轮54。从而,可以减少电动马达的马达辅助。也就是说,在涡轮增压器运行期间,可以响应于排气涡轮的运行而调整由电动马达58提供的马达辅助。
[0056]发动机排气装置25可以沿着排气道35被耦合到排气后处理系统22。排气后处理系统22可以包括一个或更多个排放控制装置70,其可以被安装在排气道35中紧密耦合的位置。一个或更多个排放控制装置70可以包括三元催化剂、稀NOx过滤器、SCR催化剂等。催化剂可以使排气中产生的有毒燃烧副产物如为NOx物类、未燃烧的碳氢化合物、一氧化碳等能在排放到大气前被催化转化为低毒产物。然而,催化剂的催化效率可以在很大程度上受排气温度的影响。例如,NOx物类的还原可能需要高于一氧化碳的氧化的温度。不必要的副反应也可能在较低温度下发生,例如氨和N2O物类的产生,这会不利地影响排气处理的效率,并降低排气排放物的质量。因此,排气的催化处理可以被延迟直至催化剂(多种催化剂)已达到起燃温度。排气后处理系统22还可以包括碳氢化合物保持装置、微粒物质保持装置以及其它合适的排气后处理装置(未示出)。应当明白,其它部件可以被包括在发动机中,例如各种阀和传感器。
[0057]车辆系统6可以进一步包括控制系统14。控制系统14被显示为接收来自多个传感器I6 (其各种示例在本文中被描述)的信息,并将控制信号发送给多个执行器81 (其各种不例在本文中被描述)。作为一个不例,传感器16可以包括排气传感器126 (位于排气歧管48内)、温度传感器128以及压力传感器129 (位于排放控制装置70下游)。其它传感器例如压力、温度、空燃比和成分传感器可以被耦合到车辆系统6中的各种位置。示例性执行器81可以包括燃料喷射器(未示出)、各种阀、泵以及节气门62。控制系统14可以包括控制器12。该控制器可以接收来自各种传感器16的输入数据,处理该输入数据,并响应于已处理的输入数据基于其中被编程的指令或代码对应于一个或更多个程序而触发执行器81。
[0058]图2是根据本公开的示例性涡轮增压器50的某些部分的剖面图。涡轮增压器50可以包括具有进口端112和出口端114的外壳110。外壳110内可以存在流动通道42,流动通道42可以具有基本连续的内表面116并且可以被配置为使进气从进口端112流通至出口端114。压缩机叶轮52可以位于外壳110内并且可以具有至少一个主叶片118。压缩机叶轮52可以被配置为在外壳110内旋转以压缩进气。外壳110上可以存在流动干扰特征件120,其可以被配置为干扰内表面116的连续性。流动干扰特征件120可以位于至少一个主叶片118的前缘122处或与其在轴向上成一条直线。除了通过流动通道42的连通外,流动干扰特征件120对于流动通道42的上游连通是关闭的。对于主流动路径的上游连通是关闭的可能指的是不存在从流动干扰特征件通过除流动通道外的任何线路到上游位置的流动路径。
[0059]流动通道42在横截面处可以是基本圆形的,并且流动干扰特征件120可以是台阶130,其中流动通道42的直径突然减小。以此方式,流动通道的有效横截面积可以被减小。在圆柱形或圆形横截面积的情况下,台阶可以减小流动通道42的有效流动直径,这可以减小轴向入口流量,并且还可以或者相反增加喘振余量,从而减少嘯叫。
[0060]图3是图2中示出的流动干扰特征件120即台阶130的一部分的细节图,其中另一示例性实施例的某些部分以虚线示出。台阶130具有台阶面135,其在基本圆柱形外壳110的情况下可以是基本环形的,并且可以具有限定内角136的外直径和限定外角138的内直径。内角136可以限定或被包括在台阶130的上游过渡部分236内,而外角138可以限定或被包括在台阶130的下游过渡部分238内。第二示例性台阶面135’以虚线形式被示出为相对于第一示例性台阶面135成一角度。
[0061]两条线132、132’在部分剖视图中被显示为垂直于各自的第一示例性台阶面135和第二示例性台阶面135’。对于一些示例性实施例,垂直于台阶面135的线132可以与外壳110的中心线134或流动通道42的基本方向平行。对于其它示例性实施例,例如对于第二示例性台阶面135’,垂直于第二示例性台阶面135’的线132’可以与外壳110的中心线134成一角度240。因此,在一些情况下,台阶面可以被布置成与进气的进入流成某一角度。例如,角度240可以在O与80度之间。在一些情况下,角度240可以为近似45度或负的。
[0062]在各种其他示例中,流动干扰特征件120可以包括以各种方式成形的上游过渡部分236和/或下游过渡部分238。图4是示例性流动干扰特征件120的细节图,其被具体化为具有上游过渡部分236和下游过渡部分238的台阶130的变体,所述过渡部分具有圆角。台阶130可以包括台阶面135,其基本朝向所示的进入流42的方向定向,或如下面所讨论的不同地成一角度。
[0063]图5示出另一示例性流动干扰特征件120,其中上游和下游过渡部分中的一个或两者是样条表面。台阶130可以包括从上游位置过渡到下游位置的连续弯曲表面。台阶面135可以被定向成与进入流42的方向成某一角度。
[0064]在一些实施例中,上游和下游过渡部分可以包括一些部分,这些部分能够反转方向,原因在于它们可以例如开始向下游延伸并且然后至少短距离地向上游延伸。一些示例在图6和图7中示出。
[0065]图6是另一示例性流动干扰特征件120的细节图,该流动干扰特征件120被具体化为台阶130。台阶130可以包括凸出元件242和凹入元件244。凸出元件242可以包括外角246,而凹入元件可以包括内角248。在一些情况下,外角246和内角248中的一个或更多个可以是所示的方角,但变体是可能的。
[0066]图7是流动干扰特征件120的另一示例的细节图,该流动干扰特征件120被具体化为台阶130。在这个示例中,凸出元件242和凹入元件244中的一个或更多个可以是或可以包括被配置为从相邻表面平滑过渡的表面。例如,这些转角可以是圆角表面或样条表面。对于一些示例,突出元件和凹入元件可以是基本圆柱形元件,并且可以是螺线管形的。
[0067]如在图2中所见,一些实施例可以提供可包括外壳110的涡轮增压器50。压缩机叶轮52可以位于外壳110内并可以具有主叶片118,并且可以被配置为在外壳110内旋转以压缩进气。外壳110内的流动通道42可以具有被配置为使进气从进口端112流通至出口端114的内表面116。实施例可以包括在内表面116内突然使流动通道42的横截面积减小的台阶130,该台阶130被布置成与主叶片118的前缘122基本成一直线。该台阶可以具有台阶面135,其可以与流动通道42的中心轴线134形成在10与170度之间的角度。
[0068]台阶130可以包括环形表面或面135,其具有与内表面的上游部分形成圆形内角136的外直径,以及与内表面116的下游部分形成圆形外角138的内直径。该台阶可以在流动通道42的区域内,除了通过流动通道42的连通外,其对于流动通道42的上游连通可以是关闭的。
[0069]图8是根据本公开的另一示例性涡轮增压器50的某些部分的剖视图。涡轮增压器50可以包括位于外壳110内的压缩机叶轮52。压缩机叶轮52可以具有主叶片118并且可以被配置为在外壳110内旋转以压缩进气。通道42可以位于外壳110内,其可以被配置为使进气经过并且可以具有基本连续的内表面116。涡轮增压器50还可以具有位于主叶片118的前缘122处的干扰内表面116的连续性的环形特征件120。除了通过通道42的连通夕卜,通道在环形特征件120处对上游连通可以是关闭的。
[0070]压缩机叶轮52还可以具有分流叶片128和/或其它特征件。每个分流叶片128可以具有前缘129,该前缘129可以是相对于主叶片118的前缘122的下游。
[0071]在各种实施例中,环形特征件120可以是谐振腔140。谐振腔140可以被设置尺寸或被成形为减少由压缩机叶轮52产生的嘯叫噪声。该谐振腔可以仅仅通过在基本连续的内表面116内形成的沟槽142通向通道42。嘯叫噪声可以包括频率为“f”的一种或更多种声音。可以根据公式f=[C/2Pi]*sqrt[(沟槽的开口面积)/(谐振腔的体积*谐振腔的纵向长度)]来设置沟槽142和谐振腔140的尺寸,其中C是声速。
[0072]描述语“在主叶片的前缘处”可以指的是预先选择的最大距离,流动干扰特征件可以被定位成与主叶片或多个主叶片的前缘相距该距离。预先选择的最大距离可以以绝对单位进行测量,或者相对于本文描述的涡轮增压器布置的其他点之间的基准距离进行测量。示例性基准距离可以是从主叶片的前缘到后缘的纵向距离。
[0073]在一些示例中,流动干扰特征件的后缘144可以被布置成与至少一个主叶片118的前缘122在流动方向上基本成一直线。在一些示例中,流动干扰特征件120的大部分可以位于主叶片118的前缘122的上游。流动干扰特征件120的后缘144可以被布置为与主叶片118的前缘122相距某一距离。在一些情况下,流动干扰特征件120的至少一部分可以位于主叶片118的前缘的上游。
[0074]在一些示例中,流动干扰特征件可以是具有谐振腔开口 142的谐振腔140,该谐振腔开口可以具有后缘144,该后缘被布置为与压缩机主叶片118的前缘122在纵向上基本成一直线。
[0075]流动干扰特征件120可以是在流动通道的内表面中的环形沟槽,并且该沟槽可以通向腔室。流动干扰特征件可以包括沟槽和腔室,其中沟槽被形成在流动通道的内表面内,而腔室仅仅通过沟槽通向流动通道。短语“其中腔室通过沟槽仅仅通向流动通道”可以被理解为意味着,除了在通向流动通道的沟槽处,腔室到处均被限制或关闭。
[0076]在一些示例中,沟槽和腔室可以被形成为单个工件,并且可以是例如模塑工件。在一些示例中,沟槽和腔室可以是两个或更多个工件。在一些示例中,沟槽可以在流动通道上被切削形成为例如管子、导管等,而腔室可以是在沟槽上方的流动通道或主流动通道的外部增加的容积。
[0077]在一些示例中,沟槽和腔室可以具有某些尺寸,根据如下公式相对于表征压缩机叶轮发出的嘯叫噪声的预定频率“f”来确定所述尺寸的大小:
[0078]f = [C/2 ] *sqrt [s/VL]
[0079]其中
[0080]C是声速;
[0081]S=沟槽的面积=2 πrl ;
[0082] 其中:
[0083]r=内通道的半径;
[0084]1=沟槽的纵向长度或宽度;
[0085]V是由V= π (Ro2-Ri2) *L确定的腔室的体积;
[0086]其中R。是从流动通道的中心轴线起测得的腔室的外半径;
[0087]其中Ri是从流动通道的中心轴线起测得的腔室的内半径;以及
[0088]L是在纵向方向上所测得的腔室的长度。
[0089]根据各种实施例在设计考虑事项中所考虑的声速可以是涡轮增压器环境中的声速。例如,考虑涡轮增压器的特定环境如在空气进口和/或发动机内和/或周围的温度和/或压力,可以确定沟槽和腔室的组件的尺寸和/或相对比例。
[0090]各种实施例可以提供涡轮增压器,其包括限定流动通道的外壳,该流动通道被配置为使进气从进口端流通至出口端;位于外壳内的压缩机叶轮,其具有一个或更多个主叶片并被配置为在外壳内旋转以压缩进气;以及被限定在流动通道内的基本圆柱形沟槽,其具有与一个或更多个主叶片的前缘在轴向上基本成一直线的沟槽后缘。腔室可以是基本螺旋管形的,并可以在径向方向上位于流动通道的外部。
[0091]图9是另一示例性涡轮增压器50的某些部分的局部侧视图。为了图示说明的目的,流动通道内部的选择元件被显示为不被流动通道外壁遮挡。该图示出这样一种示例性实施例,其中根据本公开的流动干扰特征件120被具体化为台阶130。该图还示出这样的示例,其中涡流产生装置150可以位于被配置为将涡流施加于进气流的台阶130的上游。
[0092]图10-14示出根据本公开的涡轮增压器的各种示例性实施例,其中环形特征件120、130可以包括前缘表面250,其可以被配置为表现如下各项的一个或更多个:在远离外壳110的中心轴线134的方向上径向向外张开(图10);在朝向外壳110的中心轴线134的方向上径向向内张开(图11);以及在朝向外壳110的中心轴线134的方向上径向向内延伸(图 12)。
[0093]环形特征件120、130还可以包括后缘台阶面135,其可以突然减小通道42的横截面。前缘表面250可以是如下各项中的一个或更多个:邻接/毗邻台阶面135 (图10、11);邻近台阶面;以及与台阶面间隔开(图11-14)。前缘表面250可以形成环形沟槽252的上游侧,而台阶面135可以形成环形沟槽的下游边缘(图13和14)。
[0094]在一些情况下,前缘表面250可以从台阶面135向上游或指向台阶面135形成锐角(图10)。在一些情况下,前缘表面250可以从台阶面135向上游或指向台阶面135形成钝角(图11);以及在一些情况下,前缘表面250可以从台阶面135向上游或指向台阶面135形成直角(图12)。此外,在一些情况下,前缘表面250可以从台阶面135向上游或指向台阶面135形成负角(图14)。
[0095]图15是示出形成涡轮增压器的示例方法1000的流程图。方法1000可以包括,在1010处,在外壳内构建流动通道。方法1000还可以包括,在1020处,在外壳内提供具有一个或更多个主叶片的压缩机叶轮。方法1000可以包括,在1030处,在一个或更多个主叶片的前缘处的流动通道内形成流动干扰特征件。
[0096]图16是示出图15所示的方法1000的修改的另一流程图。经修改的方法1100可以包括额外的元件,例如在1110处,确保除了通过流动通道外不存在用于使进气移动到上游位置的路径。
[0097]图17是示出图15所示的方法1000的修改的另一流程图。经修改的方法1200可以包括这样的修改,其中形成流动干扰特征件1030可以包括在1230处在流动通道内提供环形沟槽,以及在1240处提供仅仅通过沟槽通向流动通道的腔室。
[0098]图18是示出图15所示的方法1000的修改的另一流程图。经修改的方法1300可以包括这样的修改,其中形成流动干扰特征件1330可以包括在1330处形成台阶以在压缩机旋转方向上产生涡流。
[0099]图19是示出图15所示的方法1000的修改的另一流程图。经修改的方法1400可以包括额外的元件,例如在1410处,在流动干扰特征件上游提供润流导向叶片(swirlvane)ο
[0100]应明白,示出发动机系统8仅仅是为了示范的目的,并且本文所描述的系统和方法可以在具有任何合适的部件和/或部件布置的任何其他合适发动机中实施或应用于该发动机。
[0101]本文所描述的具体程序可以代表任意数量的处理策略中的一个或多个,诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等等。就此而言,所描述的各种动作、操作或功能可以以所示顺序执行、并行地执行或者在一些情况下被省略。同样地,实现本文所描述的本发明的示例实施例的特征和优点不一定需要所述处理顺序,但是为了便于图释和说明而提供了所述处理顺序。取决于所使用的特定策略,所示出的动作、功能或操作中的一个或多个可以被重复执行。此外,所描述的操作、功能或动作可以通过图表表示被编程到控制系统中的计算机可读存储介质中的代码。[0102] 此外,应理解本文所公开的系统和方法本质上是示范性的,并且这些具体的实施例或示例不应认为是限制性的,因为许多变体是预期的。因此,本发明包括本文所公开的各种系统和构造及其任何和所有等同物的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
【权利要求】
1.一种涡轮增压器,其包括: 外壳,其具有进口端和出口端; 在所述外壳内的流动通道,其具有基本连续的内表面,并且被配置为使进气从所述进口端流通至所述出口端; 位于所述外壳内的压缩机叶轮,其具有至少一个主叶片,并且被配置为在所述外壳内旋转以压缩所述进气;以及 在所述外壳上的流动干扰特征件,其被配置为干扰位于所述至少一个主叶片的前缘处的所述内表面的连续性,并且其中除了经由所述流动通道的连通外,所述流动干扰特征件对于所述流动通道的上游连通是关闭的。
2.根据权利要求1所述的涡轮增压器,其中在流动方向上与所述至少一个主叶片的所述前缘基本成一直线地布置所述流动干扰特征件的后缘。
3.根据权利要求1所述的涡轮增压器,其中所述流动干扰特征件的大部分相对于所述主叶片的所述前缘被布置在上游。
4.根据权利要求1所述的涡轮增压器,其中所述流动干扰特征件的后缘被布置为与所述主叶片的所述前缘相距一距离。
5.根据权利要求1所述的涡轮增压器,其中所述流动干扰特征件的至少一部分相对于所述主叶片的所述前缘被布置在上游。
6.根据权利要求1所述的涡轮增压器,其中所述流动干扰特征件是具有谐振腔开口的谐振腔,所述谐振腔开口具有被布置为纵向上与所述压缩机主叶片的所述前缘基本成一直线的后缘。
7.根据权利要求1所述的涡轮增压器,其中所述流动干扰特征件是所述流动通道的所述内表面中的环形沟槽,并且其中所述沟槽通向腔室。
8.根据权利要求1所述的涡轮增压器,其中所述流动干扰特征件包括沟槽和腔室,其中所述沟槽被形成在所述流动通道的所述内表面中,并且所述腔室仅通过所述沟槽通向所述流动通道。
9.根据权利要求1所述的涡轮增压器,其中所述流动干扰特征件是所述内表面中的台阶。
10.根据权利要求9所述的涡轮增压器,其中所述台阶包括上游过渡部分和下游过渡部分以及在所述上游过渡部分与所述下游过渡部分之间的台阶面。
【文档编号】F04D29/66GK103511337SQ201310208327
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年5月30日 优先权日:2012年6月20日
【发明者】A·卡里姆, B·W·李泽特, K·D·米亚戈维茨, A·左阿尼 申请人:福特环球技术公司

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