功能非对称的双侧涡轮增压器叶轮和扩压器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及功能非对称的双侧涡轮增压器叶轮和扩压器，并且具体涉及双侧涡轮增压器压缩机叶轮和形成压缩机扩压器的壳体。压缩机叶轮的第一侧和第二侧的特征在于Trim和环形面积的不同值。扩压器的第一侧围绕压缩机叶轮的第一侧，并且扩压器的第二侧围绕压缩机叶轮的第二侧。扩压器的第一和第二侧的特征在于不同的环形面积比。压缩机叶轮的第一和第二侧的叶片在角度上偏移彼此。压缩机叶轮被构造成适用于经过压缩机叶轮的背对相关涡轮机叶轮的那一侧的更大流量。
【专利说明】功能非对称的双侧涡轮增压器叶轮和扩压器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于涡轮增压器的叶轮，更具体地涉及双侧自动压缩机叶轮和其相关 的扩压器。
【背景技术】
[0002] 涡轮增压器压缩机的特征在于一系列工作条件上的一系列性能水平。通常这在压 缩机图上通过图形描述，其针对一系列设计工作条件画出压缩机压力比对照修正的气流水 平。压缩机图限定了喘振线和阻塞线，这对应于变化的极限工作条件，压缩机在该极限工作 条件处将经历喘振（即此时将发生经过压缩机的明显的间歇空气回流)和阻塞。通常在经历 喘振和阻塞之前提供较宽范围的工作条件的压缩机设计被认为是优选的。
[0003] 对于单侧压缩机，能够改变气流水平的因素是压缩机进口导流器处的进口空气压 力。其它能够改变气流水平的因素是压缩机叶轮的几何形状和扩压器的几何形状。
[0004] 参考图1，单侧压缩机叶轮11具有两个主要部件，轮毂13和一组叶片15,每个叶 片具有前缘17、后缘19、轮毂边缘21和护罩边缘23,前缘17在叶片旋转经过的通道的上游 端处限定压缩机进口导流器，后缘19在叶片旋转经过的通道的下游端处限定压缩机出口 导流器。每个叶片的护罩边缘通常在小间隙的情况下与壳体护罩25相符。
[0005] 单侧压缩机叶轮几何形状的重要特征在于两个参数，Trim和环形面积，其可被称 为EI。在两个不同的单侧压缩机叶轮之间，对于在压缩机进口导流器处的给定的空气压力， 这些参数（Trim和/或EI)之间的差异通常将导致单侧压缩机被构造成适用于不同的气流 水平（即较大或较小的气流水平)。换句话说，变化改变了压缩机图。例如，已知较大的Trim 数导致较大的流量水平。
[0006] 单侧压缩机叶轮的结构Trim被如下定义为：
【权利要求】
1. 一种涡轮增压器，包括： 涡轮增压器壳体；和 转子，所述转子被安装在所述涡轮增压器壳体内用于轴向旋转，所述转子包括在涡轮 机叶轮和双侧压缩机叶轮之间轴向延伸的轴，所述双侧压缩机叶轮具有多个叶片，所述多 个叶片包括围绕第一轮毂部分的第一组压缩机叶片和围绕第二轮毂部分的第二组压缩机 叶片，其中，所述第一组压缩机叶片限定第一进口导流器平面，其中，所述第二组压缩机叶 片限定第二进口导流器平面，并且其中，所述双侧压缩机叶轮限定主动叶轮部分，所述主动 叶轮部分从所述第一进口导流器平面延伸至所述第二进口导流器平面； 其中，所述壳体限定用于所述压缩机叶轮的扩压器，所述扩压器包括围绕所述第一组 压缩机叶片的第一部分，并且所述扩压器包括围绕所述第二组压缩机叶片的第二部分；并 且 其中，所述主动叶轮部分和所述扩压器的组合是功能非对称的。
2. 如权利要求1所述的涡轮增压器，其中，所述多个叶片和所述扩压器的组合是功能 非对称的。
3. 如权利要求2所述的涡轮增压器，其中，所述扩压器是功能非对称的。
4. 如权利要求2所述的涡轮增压器，其中，所述多个叶片是功能非对称的。
5. 如权利要求2所述的涡轮增压器，其中： 所述第一组压缩机叶片的特征在于由第一叶轮Trim和第一环形面积组成的第一组叶 片参数； 所述第二组压缩机叶片的特征在于由第二叶轮Trim和第二环形面积组成的第二组叶 片参数；并且 所述第一组叶片参数的值与所述第二组叶片参数的值不全部相同。
6. 如权利要求5所述的涡轮增压器，其中，所述第二Trim与所述第一 Trim不同。
7. 如权利要求5所述的涡轮增压器，其中，所述第二环形面积与所述第一环形面积不 同。
8. 如权利要求5所述的涡轮增压器，其中，所述第一 Trim是所述第一组叶片的结构 Trim,所述第二Trim是所述第二组叶片的结构Trim。
9. 如权利要求2所述的涡轮增压器，其中： 所述扩压器的特征在于所述扩压器的围绕所述第一组压缩机叶片的那部分的第一环 形面积比和所述扩压器的围绕所述第二组压缩机叶片的那部分的第二环形面积比；并且 所述第一环形面积比与所述第二环形面积比不相同。
10. 如权利要求2所述的涡轮增压器，其中，所述多个叶片和所述扩压器的组合适于提 供比经过所述第二组压缩机叶片更大的经过所述第一组压缩机叶片的流量。
11. 如权利要求10所述的涡轮增压器，其中，所述第一 Trim的值大于所述第二Trim的 值。
12. -种双侧涡轮增压器叶轮，包括： 轮毂，所述轮毂限定叶轮旋转的轴向方向；和 多个叶片，所述多个叶片包括在所述轮毂的第一轴向侧上的第一组叶片和在所述轮毂 的第二轴向侧上的第二组叶片，所述轮毂的第二轴向侧是与所述轮毂的第一轴向侧相对的 轴向侧； 其中，所述第一组压缩机叶片限定第一进口导流器平面； 其中，所述第二组压缩机叶片限定第二进口导流器平面，所述第二进口导流器平面面 向与所述第一进口导流器平面轴向相反的方向； 其中，所述双侧压缩机叶轮限定主动叶轮部分，所述主动叶轮部分从所述第一进口导 流器平面延伸到所述第二进口导流器平面；并且 其中，所述主动叶轮部分是功能非对称的。
13. 如权利要求12所述的双侧涡轮增压器叶轮，其中，所述多个叶片是功能非对称的。
14. 如权利要求12所述的双侧涡轮增压器叶轮，其中，所述第一多个叶片的特征在于 第一 Trim,所述第二多个叶片的特征在于第二Trim,并且所述第一 Trim与所述第二Trim 不同。
15. 如权利要求14所述的双侧涡轮增压器叶轮，其中，所述第一 Trim是所述第一多个 叶片的结构Trim,并且其中，所述第二Trim是所述第二多个叶片的结构Trim。
16. 如权利要求12所述的双侧涡轮增压器叶轮，其中，所述第一多个叶片的特征在于 第一环形面积，所述第二多个叶片的特征在于第二环形面积，并且所述第一环形面积与所 述第二环形面积不同。
17. 如权利要求12所述的双侧涡轮增压器叶轮，其中，所述第一多个叶片的特征在于 第一轮廓，所述第二多个叶片的特征在于第二轮廓，并且所述第一轮廓与所述第二轮廓不 同。
18. 如权利要求12所述的双侧涡轮增压器叶轮，其中，所述第一多个叶片的特征在于 叶片的第一数量，所述第二多个叶片的特征在于叶片的第二数量，并且叶片的所述第一数 量与叶片的所述第二数量不同。
19. 一种涡轮增压器转子，包括： 如权利要求12所述的双侧涡轮增压器叶轮； 第二涡轮增压器叶轮；和 在所述双侧涡轮增压器叶轮和所述第二涡轮增压器叶轮之间延伸的轴； 其中，所述第一多个叶片离所述第二涡轮增压器叶轮更远；并且 其中，所述第一多个叶片被构造成适用于比所述第二多个叶片更大的流量。
20. 如权利要求19所述的涡轮增压器转子，其中，所述第一多个叶片的特征在于第一 Trim,所述第二多个叶片的特征在于第二Trim,并且所述第一 Trim大于所述第二Trim。
21. 如权利要求20所述的双侧涡轮增压器叶轮，其中，所述第一 Trim是所述第一多个 叶片的结构Trim,并且其中，所述第二Trim是所述第二多个叶片的结构Trim。
22. -种涡轮增压器，包括： 涡轮增压器壳体； 如权利要求19所述的涡轮增压器转子；和 多个轴承，所述多个轴承将所述涡轮增压器转子可旋转地安装在所述涡轮增压器壳体 内。
23. 如权利要求22所述的涡轮增压器，其中： 所述第一多个叶片离所述第二涡轮增压器叶轮更远；并且 所述第一多个叶片被构造成适用于比所述第二多个叶片更大的流量。
24.如权利要求12所述的双侧涡轮增压器叶轮，其中： 所述主动叶轮部分是结构性非对称的； 所述第二叶轮侧叶片的所有根部后缘处于与所述第一叶轮侧的任何叶片的根部后缘 不同的周向位置；并且 所述第二叶轮侧的每个叶片的根部后缘处于所述第一叶轮侧的两个相继叶片之间围 绕所述旋转轴线的角度一半的位置。
【文档编号】F04D29/26GK104421199SQ201410423102
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年8月26日 优先权日:2013年8月27日
【发明者】V.霍斯特, D.图列塞克, V.卡列斯, M.内杰利, M.莫科斯, 陈化, 李晓东, 赵臻, 戴伟, J.L.L.贝西亚诺斯 申请人:霍尼韦尔国际公司