专利名称：具有防喘振阀的涡轮增压器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有防喘振阀(anti-surge valve)的涡轮装置。更特别地，本发明涉及一种具有防喘振阀的涡轮增压器，其在节流阀关闭时使反向空气循环到压缩机的上游侧。
背景技术：
汽油发动机使用节流阀控制吸入空气，并且该吸入空气会在脚尖离开(tip-out) (驾驶者的足部离开加速器的动作)的瞬间回流。特别而言，在其中安装有涡轮增压器的情况下，反向吸入空气与压缩机的叶片碰触，从而会产生噪声和振动，并有损压缩机的耐久性。为了解决上述问题，在上游侧和下游侧之间形成旁通管线，并且在该旁通管线上设置防喘振阀。为了降低从压缩机的叶片产生的噪声和振动，该防喘振阀打开所述旁通管线，以便使所述节流阀和所述压缩机之间的空气进行再循环。同时，再循环到所述压缩机的空气与高速转动的所述压缩机的叶片碰触。公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供一种具有防喘振阀的涡轮增压器，其优点是降低了在涡轮增压器的压缩机和节流阀之间循环的空气所产生的噪声。在本发明的一个方面，所述具有防喘振阀的涡轮增压器可以包括压缩机，所述压缩机可以设置在吸入管线处，以压缩吸入空气；以及防喘振阀，所述防喘振阀选择性地流体连接所述压缩机的下游和上游，以便使吸入空气从所述吸入管线的下游循环到上游，其中在所述防喘振阀中可以形成与所述吸入管线的下游连通的通道，并且经过所述通道而流动的吸入空气可以供应到所述压缩机的叶片的转动中心之外的边缘部分。可以向着所述叶片的转动方向形成吸入空气的平均流动速度线，该吸入空气可以从所述防喘振阀的所述通道排放以流入到所述压缩机的叶片，其中所述通道的进气端口 (inlet opening)可以大于所述通道的排气端口(outlet opening)，以形成圆锥形，并且其中所述通道的排气端口可以调整为使所述平均流动速度线可以与所述叶片的转动迹线相切。
可以形成吸入空气的平均流动速度线，该吸入空气可以从所述防喘振阀的所述通道排放以流入到所述压缩机的叶片，并且连接所述通道的进气口中心到所述叶片的转动中心的假想线与所述平均流动速度线形成预定角度，其中所述通道的进气端口可以大于所述通道的排气端口，以形成圆锥形，并且其中所述通道的排气端口可以调整为使所述平均流动速度线可以与所述叶片的转动迹线相切，并且其中可以在所述假想线和所述平均流动速度线之间形成的所述预定角度可以为至少15度。所述防喘振阀可以包括打开/关闭单元，所述打开/关闭单元控制流入到所述通道内的吸入空气，并且其中所述打开/关闭单元的提升高度可以等于或大于所述通道的进气口直径，其中接触所述打开/关闭单元的阀板的一侧表面可以是平展的，并且流入到所述打开/关闭单元的进气口内的吸入空气使其运动方向改变180度，以便经过通道进气口排放。可以形成吸入空气的平均流动速度线，该吸入空气可以从所述防喘振阀的所述通道排放以流入到所述压缩机的叶片，在所述平均流动速度线和所述叶片的转动迹线彼此相交的位置可以形成交点，并且可以形成穿过所述交点和所述叶片的转动中心的水平线，其中所述平均流动速度线和所述水平线形成预定角度，其中所述通道的进气端口可以大于所述通道的排气端口，以形成圆锥形，其中所述通道的排气端口可以调整为使所述平均流动速度线可以与所述叶片的转动迹线相切，并且其中可以由所述平均流动速度线和所述水平线形成的所述预定角度可以为至少15度。通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式
，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。
图1为示意图，其显示了在根据本发明的示例性实施方案的具有防喘振阀的涡轮增压器中防喘振阀处于非运行的状态。图2为示意图，其显示了在根据本发明的示例性实施方案的具有防喘振阀的涡轮增压器中防喘振阀处于运行的状态。图3为局部横截面图，其显示根据本发明的示例性实施方案的防喘振阀的内部结构。图4为显示了在根据本发明的示例性实施方案的防喘振阀中流动的空气流的示图。图5为显示了根据本发明的示例性实施方案的防喘振阀的示意性的横截面图。图6为显示了在根据本发明的示例性实施方案的压缩机的叶片中产生噪声的原理的示图。图7为显示根据本发明的示例性实施方案的效率的曲线图。应当了解，所附附图并非是按比例的，其显示了图解本发明的基本原理的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部
5分。
具体实施例方式下面将对本发明的各个实施方案详细地作出引用，这些实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。下面将参考附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。图1为显示了在根据本发明的示例性实施方案的具有防喘振阀的涡轮增压器中防喘振阀处于非运行的状态的示意图。参考图1，具有防喘振阀的涡轮增压器包括吸入管线120、节流阀150、吸入歧管 160、排放管线140、涡轮增压器130和防喘振阀100。涡轮增压器130包括设置在排放管线140处的涡轮130b以及设置在吸入管线120 处的压缩机130a，并且旁通管线110在压缩机130a的下游侧处从吸入管线120分出，以便在压缩机130a的上游侧处接合吸入管线120。防喘振阀100安装在旁通管线110上，第一旁通管线IlOa从吸入管线120到防喘振阀100形成，且第二旁通管线IlOb从防喘振阀100到吸入管线120形成。如果驾驶者推动加速器踏板，那么空气经过吸入管线120而导入，空气流动经过压缩机130a、节流阀150和吸入歧管160，并且与燃料燃烧后的排放气体经过排放管线140 的涡轮130b而排放到大气中。涡轮130b通过排放气体而转动，以使压缩机130a转动，从而经过吸入管线120高
效地供应压缩空气。图2为显示了在根据本发明的示例性实施方案的具有防喘振阀的涡轮增压器中防喘振阀处于运行状态的示意图。参考图2，如果驾驶者的足部离开加速踏板踏板，那么节流阀150立即关闭，并且如果压缩机130a和节流阀150之间的压力升高，那么防喘振阀100打开。同时，在经过第一旁通管线110a、防喘振阀100和第二旁通管线IlOb将压缩空气供应到压缩机130a的上游侧的同时，压缩空气与压缩机130a的叶片碰触，从而产生高等级的噪声。图3为显示了根据本发明的示例性实施方案的防喘振阀的内部结构的局部横截面图。参考图3，在连接到第一旁通管线IlOa的防喘振阀100处形成进气口 300，并且经过进气口 300而流入的旁通空气经过通道320而流动到吸入管线120。在图2中描述的第二旁通管线IlOb对应于图3中描述的通道320，并且如果没有具体说明，则可以确定这些构成元件是相同的。压缩机130a的叶片设置在吸入管线120内，以高速转动，并且该叶片基于其转动中心360而转动。流入到通道320的通道进气口 310的空气经过通道排气口 330而供应到压缩机130a的叶片，并且空气被供应到除了叶片的转动中心部分365之外的边缘部分。具体而言，在通道320中流动的空气沿所述叶片的转动方向而供应，从而使空气碰触叶片时所产生的噪声降低。如图所示，穿过通道320的进气口中心350和叶片的转动中心360的线与平均流动速度线340形成预定角度，其中合乎希望的是该预定角度大于15度。图4为显示了在根据本发明的示例性实施方案的防喘振阀中流动的空气流的示图。压缩机130a的叶片具有转动中心360，并且沿着叶片的转动轨迹形成叶片转动迹线400。另外，穿过通道320而流入到叶片的空气形成平均流动速度线340。穿过叶片的转动中心以及交点405的水平线410与平均流动速度线340形成预定角度α，交点405位于平均流动速度线340与叶片转动迹线400相交处。合乎希望的是预定角度α大于15度。如图4所示，由经过通道320而流入到压缩机130a的叶片内的吸入空气形成的平均速度线340连接到除了叶片的转动中心360之外的边缘部分，从而使叶片与空气碰触而产生的噪声降低。图5为根据本发明的示例性实施方案的防喘振阀的示意性的横截面图。参考图5，防喘振阀100包括阀板500、打开/关闭单元620、弹簧610和负压管线 600。在连接到第一旁通管线IlOa的阀板500中形成进气口 300，并且形成通道进气口 310以连接到通道320。如果打开/关闭单元620通过弹簧610而接触阀板500的上表面，那么进气口 300 和通道进气口 310关闭。另外，如果在负压管线600中形成负压，那么打开/关闭单元620与阀板620的上表面分离开预定距离，从而进气口 300和通道进气口 310连接。更具体地，如果打开/关闭单元620的下表面接触阀板500的上表面，那么进气口 300和通道进气口 310关闭，并且如果打开/关闭单元620的下表面与阀板500的上表面分离开预定距离，那么空气流动经过进气口 300以及打开/关闭单元620和阀板500之间的空间，以供应到通道进气口 310。在本发明的示例性实施方案中，在流入到进气口 300的空气流入阀板500和打开 /关闭单元620之间的空间以及通道进气口 310的时候，空气的流动方向改变180度，使得由于流动方向的改变会很容易形成鸣啸的噪声。同时，在本发明的示例性实施方案中，当打开/关闭单元620与阀板500分离时， 提升量等于或大于通道进气口 310的直径，从而使噪声最小化。在本发明的另一示例性实施方案中，当打开/关闭单元620与阀板500分离时，提升量等于或大于进气口 300的直径，从而使噪声最小化。图6为显示在根据本发明的示例性实施方案的压缩机的叶片中产生噪声的原理的示图。参考图6，叶片的转动迹线400形成圆形，沿着空气的流动线形成平均流动速度线 340，并且在转动迹线400的切线和平均流动速度线340之间形成入射角Ai。
入射角Ai越大，在叶片周围的流动分离现象所产生的噪声就越大，并且入射角Ai 越小，在叶片周围的噪声就越小。图7为显示根据本发明的示例性实施方案的效率的曲线图。参考图7，水平轴是频率，竖轴显示了频率的分贝(大小)。与传统技术相比，根据本发明的示例性实施方案的噪声(频率)的大小(分贝)得到了显著的降低。为了方便解释和精确限定权利要求，术语“上”、“下”、“内，，和“外，，被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方案的特征。前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其各种选择形式和修改形式。本发明的范围意在由权利要求书及其等价形式所限定。
权利要求
1.一种具有防喘振阀的涡轮增压器，包括压缩机，所述压缩机设置在吸入管线处，以压缩吸入空气；以及防喘振阀，所述防喘振阀选择性地流体连接所述压缩机的下游和上游，以便使吸入空气从所述吸入管线的下游循环到上游，其中在所述防喘振阀中形成与所述吸入管线的下游连通的通道，并且经过所述通道而流动的吸入空气供应到所述压缩机的叶片的转动中心之外的边缘部分。
2.根据权利要求1所述的具有防喘振阀的涡轮增压器，其中向着所述叶片的转动方向形成吸入空气的平均流动速度线，该吸入空气从所述防喘振阀的所述通道排放以流入到所述压缩机的叶片。
3.根据权利要求2所述的具有防喘振阀的涡轮增压器，其中所述通道的进气端口大于所述通道的排气端口，以形成圆锥形。
4.根据权利要求3所述的具有防喘振阀的涡轮增压器，其中所述通道的排气端口调整为使所述平均流动速度线与所述叶片的转动迹线相切。
5.根据权利要求1所述的具有防喘振阀的涡轮增压器，其中形成吸入空气的平均流动速度线，该吸入空气从所述防喘振阀的所述通道排放以流入到所述压缩机的叶片，并且连接所述通道的进气口中心到所述叶片的转动中心的假想线与所述平均流动速度线形成预定角度。
6.根据权利要求5所述的具有防喘振阀的涡轮增压器，其中所述通道的进气端口大于所述通道的排气端口，以形成圆锥形。
7.根据权利要求6所述的具有防喘振阀的涡轮增压器，其中所述通道的排气端口调整为使所述平均流动速度线与所述叶片的转动迹线相切。
8.根据权利要求5所述的具有防喘振阀的涡轮增压器，其中在所述假想线和所述平均流动速度线之间形成的所述预定角度为至少15度。
9.根据权利要求1所述的具有防喘振阀的涡轮增压器，其中所述防喘振阀包括打开/ 关闭单元，所述打开/关闭单元控制流入到所述通道内的吸入空气，并且其中所述打开/关闭单元的提升高度等于或大于所述通道的进气口直径。
10.根据权利要求9所述的具有防喘振阀的涡轮增压器，其中接触所述打开/关闭单元的阀板的一侧表面是平展的，并且流入到所述打开/关闭单元的进气口内的吸入空气使其运动方向改变180度，以便经过通道进气口排放。
11.根据权利要求1所述的具有防喘振阀的涡轮增压器，其中形成吸入空气的平均流动速度线，该吸入空气从所述防喘振阀的所述通道排放以流入到所述压缩机的叶片，在所述平均流动速度线和所述叶片的转动迹线彼此相交的位置形成交点，并且形成穿过所述交点和所述叶片的转动中心的水平线，其中所述平均流动速度线和所述水平线形成预定角度。
12.根据权利要求11所述的具有防喘振阀的涡轮增压器，其中所述通道的进气端口大于所述通道的排气端口，以形成圆锥形。
13.根据权利要求12所述的具有防喘振阀的涡轮增压器，其中所述通道的排气端口调整为使所述平均流动速度线与所述叶片的转动迹线相切。
14.根据权利要求11所述的具有防喘振阀的涡轮增压器，其中由所述平均流动速度线和所述水平线形成的所述预定角度为至少15度。
全文摘要
本发明涉及一种具有防喘振阀的涡轮增压器，其可以包括压缩机，所述压缩机可以设置在吸入管线处，以压缩吸入空气；以及防喘振阀，所述防喘振阀选择性地流体连接所述压缩机的下游和上游，以便使吸入空气从所述吸入管线的下游循环到上游，其中在所述防喘振阀中可以形成与所述吸入管线的下游连通的通道，并且经过所述通道而流动的吸入空气可以供应到所述压缩机的叶片的转动中心之外的边缘部分。
文档编号F02B37/12GK102434269SQ20101056324
公开日2012年5月2日 申请日期2010年11月25日 优先权日2010年9月29日
发明者姜祥圭, 李宗圭, 金在宪, 金炯缜 申请人:现代自动车株式会社