专利名称：具有导流环的简化的可变几何形状涡轮增压器的制作方法
技术领域：
本发明针对的是一种低成本涡轮流动控制装置的设计。
背景技术：
涡轮增压器是一种强制性进气系统。它们将空气以与在正常吸气布置中将有可能的情况相比更大的密度传送到发动机进气系统、从而允许燃烧更多的燃料，因此在没有明显增加发动机重量的情况下提升了发动机的马力。这就能够使用一台较小的涡轮增压的发动机来替代一台较大物理尺寸的正常吸气的发动机，因此减少了车辆的质量以及空气动力学的前端面积。涡轮增压器(
图1)使用来自发动机排气歧管的排气流100(该排气流在涡轮机壳体2的涡轮机入口 51处进入涡轮机壳体)来驱动一个涡轮机叶轮70，该涡轮机叶轮位于涡轮机壳体内。这种涡轮机叶轮被稳固地附着到一个轴上，该轴的另一端包括一个压缩机叶轮，该压缩机叶轮被安装到该轴上并且通过来自一个压缩机螺母的夹紧负载而保持在适当的位置中。该涡轮机叶轮的主要功能是提供驱动该压缩机的转动能量。一旦排气已经通过涡轮机叶轮70并且涡轮机叶轮已经从该排气中提取了能量，用过的排气101通过出口导流器52从涡轮机壳体2排出并且被输送到车辆下行管并且通常到一些后处理装置上，如催化转化器、微粒和NOx收集器。由涡轮机级产生的动力是跨过涡轮机级的膨胀比的一个函数。这就是从涡轮机入口 51与涡轮机出口导流器52的膨胀比。除其他参数外，涡轮机动力的范围是通过该涡轮机级的气流的一个函数。压缩机级由一个叶轮及其壳体组成。过滤的空气通过压缩机叶轮20的转动被轴向地抽取到压缩机盖件10的入口 11中。由涡轮机级产生的到达轴和叶轮上的动力驱动压缩机叶轮20以便产生静态压力与一些剩余动能和热量的一种组合。被加压的气体穿过压缩机排放口 12从压缩机盖件10排出并且通常经由一个中冷器被传送到发动机进气中。涡轮机级的设计是以下各项的一种折衷，即用来驱动压缩机所要求的动力；该级的空气动力学设计；旋转组件的惯量，其中，涡轮机的惯量是一个大的部分，因为涡轮机叶轮典型地由铬镍铁合金(它具有的密度是压缩机叶轮的铝的密度3倍)制造的；影响该设计的结构以及材料方面的涡轮增压器的运行周期；以及相对于叶片激励而言该涡轮机叶轮的上游以及下游二者的近场作用(near field)。涡轮机壳体的物理设计的一部分是一个蜗壳，其功能是用来控制到涡轮叶轮的这些进入状态，这样这些进入流动状态提供了从排气中的能量到由该涡轮机叶轮产生的动力的最有效的动力传递。理论上讲，来自发动机的进入的排气流是以一种均勻的方式从蜗壳被传送到聚集在涡轮机叶轮轴线上的一个涡流上。为了做到这一点，蜗壳的截面面积逐渐并连续地减少直到它变为零。蜗壳的内边界可以是由基圆定义的一个完美的圆；或者在某些情况下，如一个双蜗壳，它可以描绘一条螺旋线，其最小直径不小于该涡轮机叶轮直径的 106%。该蜗壳在如在图4中描绘的通过“X-Y”轴线定义的一个平面中是由蜗壳的外边界的减少的半径以及由如以上说明的内边界定义的，并且由在如在图16中描绘的，在每个位置的截面区域，在穿过“Z”轴线的平面中。“Z”轴线是垂直于由“X-Y”轴线所定义的平面的、并且还是该涡轮机叶轮的轴线。这种蜗壳的设计发展开始于切面“A”，该切面被定义为对于该蜗壳的基准。该基准被定义为高于该涡轮机壳体的“X”轴线的一个“P”度的角度处的切面，该涡轮机壳体包含该蜗壳形状的“X”轴线、“Y”轴线以及“Z”轴线的细节。蜗壳的尺寸和形状是按以下列方式定义的广泛使用的术语A/R代表了切面“A” 处的部分面积除以从阴影的流动区域160的形心161到该涡轮中心线的距离之比。在图 16A以及图B中，这些形心161确定了到涡轮中心线的距离&和&。对于一个系列的涡轮机壳体的不同构件，总体形状保持相同，但切面“A”处的面积是不同的，距离&也是不同的。 该A/R比率通常被用作一个特定的涡轮机壳体的“名称”，以便在同一系列中与其他涡轮机壳体(具有不同的A/R比率)相区别。在图16A中，该蜗壳是一个具有适当地圆形形状的蜗壳。在图16B中，该蜗壳是一种分开的涡轮机壳体的蜗壳，它迫使该形状成为适当地三角形。虽然在切面“A”处对于两个蜗壳的面积是相同的，但是这些形状是不同的并且到形心的半径是不同的(由于该蜗壳形状)，所以这些A/R将是不同的。将切面“A”从“X”轴线偏移角度“P”。于是，该涡轮机壳体在几何学上被分为相等径向切面(通常30°，因此在 [30x+P] °处)，并且这些面积(Aa_m)以及这些半径(Ra_m)连同其他几何定义(如拐角半径) 被限定。从这个定义开始，产生了沿这些蜗壳壁的样条点，因此，定义了该蜗壳的整个形状。 壁的厚度被增加到该内蜗壳形状上并且通过这种方法定义了一个涡轮机壳体。对于一个给定面积的理论上优化的蜗壳形状是一个圆形截面的面积，因为它具有最小的表面面积，这使流体摩擦损失最小化。然而，该蜗壳并不是单独起作用而是一个系统的一部分；所以在从切面“A”(在图4中示出)到切面“M”的平面、以及从“M”到舌部的这些平面中的流动的要求影响了该涡轮机级的性能。这些要求通常导致多种折衷，如，涡轮机壳体外部构造要求、涡轮机壳体到支撑壳体上的定位和安装的方法、以及从切面“A”到涡轮机底座51的过渡导致了矩形或者三角形截面的、连同圆形或所有形状的组合的涡轮机壳体蜗壳。图1中示出一个截面“D-K”的蜗壳53的矩形的形状是以下要求的结果，该要求不仅要使VTG叶片装入该空间以使得通过这些叶片的流动被优化并且这些叶片可以通过涡轮机壳体外部的装置而被移动和控制，而且还要使该涡轮机壳体的外形线最小化所以涡轮增压器安装在一个发动机上。该涡轮机壳体底部通常具有一个标准设计，因为它与许多发动机的排气歧管相配合。该底部可以被定位为与该“蜗壳”成任何角度或者在相对于它的任何位置上。从这些底部气体通道到该蜗壳的过渡是以一种提供了最好的空气动力学以及机械折衷的方式来实施。在图2中该蜗壳的大致三角形的形状(在如以上那些的相同的截面处截取)是用于固定和有废气门的轮机壳体的更加典型的蜗壳几何形状。增加的分隔壁21是用来减小在这些蜗壳之间的空气动力学的“串扰”，以努力保持来自一个分开的歧管中的脉冲流，以便在由涡轮机叶轮提取的功中收获脉冲能量。排气歧管中的这些压力脉冲是发动机的点火顺序的一个函数。涡轮机壳体典型地是按系列(典型地在一个系列中高达5个)设计的，这些系列使用相同直径的涡轮机叶轮或者接近相同直径的一组叶轮。它们可以使用相同的涡轮机底座尺寸。例如，用于63mm涡轮机叶轮的一个涡轮机壳体系列可以覆盖从1. 8到2. 2的A/R 的一个范围。图5描绘了用于一个系列的三种蜗壳的面积方案。最大的蜗壳是一个1. 2A/ R的蜗壳，由虚点线40示出。最小的蜗壳是一个0. 8A/R的蜗壳，由短画线41示出，并且平均蜗壳，在该系列的中间，由实线示出。X轴线描绘了该切面的角度，从30° (截面“A”)到 360° (舌部)；Y轴线描绘了在对应角度处的截面的面积。一些涡轮机叶轮被确切地设计为利用这种脉冲能量并且将它转换为旋转速度。因此，在分开的涡轮机壳体中对于一个的脉冲流涡轮机叶轮的来自排气的压力和速度到该涡轮机叶轮速度的转换是大于来自一个稳定状态排气流的压力和速度到该涡轮机叶轮速度的转换的。这种脉冲能量在商用柴油发动机中比在汽油发动机中更占主导地位，这些商用柴油发动机以约2200RPM运行、在1200至1400RPM时具有峰值扭矩，而这些汽油发动机以更高的旋转速度(通常高达6000RPM)运行、在4000RPM时具有峰值扭矩，因而这种脉冲也不是限定的。基本涡轮增压器构形是一个固定的涡轮机壳体的构形。在这种构形中，涡轮机壳体蜗壳53的形状和体积是在设计阶段确定的以及铸造在其中的。下一层级的复杂化是有废气门的涡轮机壳体。在这个构形中，蜗壳被铸造在其中， 如在以上固定的构形中。在图2中，这种有废气门的涡轮机壳体的特征为一个端口 M，该端口将涡轮机壳体蜗壳53流体地连接到涡轮机壳体出口导流器52上。因为在该蜗壳侧上的端口是在涡轮机叶轮70的上游，并且在该出口倒流器侧上的该端口的另一侧是在该涡轮机叶轮的下游，经过连接这些端口的导管的流动绕过涡轮机叶轮70，因此不会有助于动力传送到涡轮机叶轮上。该废气门以其最简单形式是一个阀门55，该阀门可以是一个提升阀。它可以是类似于图2中的阀门的一种摆动式阀门。典型地，这些阀门是通过一个“假”的致动器来操作， 该致动器感测增压压力或真空以启用被连接到该阀门上的一个膜片，并且在没有与发动机 E⑶特别连通的情况下运行。以此方式，该废气门阀的作用是将全负载增压曲线的顶部切除，因而限制了到发动机的增压水平。该废气门构形直到该阀门打开之前对于增压曲线的这些特性没有影响。更加复杂的废气门阀可以感测大气压的压力或者具有电子补偿或控制，但直到它们致动开放或关闭该阀门之前它们全部都对于增压曲线不具有任何影响。图6A和图6B代表压缩机映射图。“Y”轴61代表增压或者压力比水平，而“X”轴 60代表膨胀率。图6A描绘了用于一个固定涡轮机壳体的增压曲线67。在这种配置中，随着涡轮速度的提高，增压曲线的上部65在压力比上继续增加，因为穿过叶轮的质量流继续增加。图6B描绘了与用于图6A的A/R相同的一个有废气门的涡轮机壳体的增压曲线68， 或者其中该废气门阀门未打开的一个有废气门的涡轮机壳体。在图6B中可以看到，增压曲线68的下部形状在阀门打开的点66处与在图6A中的增压曲线67的下部完全相同。在这一点之后，增压曲线62是相对平坦的，于是随着涡轮速度的增加，增压曲线被控制在一个最高水平，同时通过叶轮的质量流继续增加。虽然可以使用一个废气门来限制增压水平，但其涡轮机动力控制特性是不成熟的并且粗糙的。有废气门的涡轮机壳体的一个有利的副产品是有机会减小涡轮机壳体的A/R。因为增压的上限是由该废气门控制的，A/R的一种减少能够提供更好的瞬态响应特性。如果有废气门的涡轮增压器具有一个“假”致动器，该致动器仅在压力或真空信号下工作并且在高海拔工作，那么阀门打开时的临界压力比就受到了不利的影响。因为致动器中的膜片感测了一侧上的增压压力，以及另一侧上的大气压的压力，其倾向是使致动器较晚打开(因为海拔高度处的大气压的压力比海平面处的低)，从而导致发动机的过度增压。发动机增压要求是压缩机级选择的主导性驱动因素。压缩机的选择与设计是以下各项之间的一个折衷，S卩发动机的增压压力要求；由发动机所要求的质量流；由应用要求的效率；由发动机以及应用所要求的映射图宽度；发动机经受的海拔高度以及占空比；发动机的汽缸压力限制；等等。这对于涡轮增压器运转很重要的原因是给涡轮机级增加了一个废气门允许用一个更小的涡轮机叶轮和壳体与低速范围相匹配。因此，增加一个废气门随之带来了减小惯量的选项。因为旋转组件的惯量中的减少典型地导致颗粒物质(PM)的减少，废气门在公路车辆上已经变得常见了。问题是多数废气门在某种程度上在它们的运行中是二元性的，这不会与发动机输出与发动机速度之间的线性关系很好地相配合。在涡轮增压器的增压控制中下一个复杂化水平是VTG(对于可变涡轮几何形状的统称)。这些涡轮增压器中的一些具有旋转的叶片；一些具有滑动段或环。用于这些装置的一些名称是可变涡轮几何形状(VTG)、可变几何形状涡轮机(VGT)、可变喷嘴涡轮机 (VNT)、或者简单的可变几何形状(VG)。VTG涡轮增压器利用可调整的导向叶片图3A以及图!3B，可转动地连接到一对叶片环和/或喷嘴壁上。对这些叶片进行调整以便通过调节到涡轮机叶轮的排气流动来控制排气背压以及涡轮增压器速度。在图3A中，这些叶片31是在最小开放位置中。在图:3B中，这些叶片31是处于最大开放位置中。这些叶片可以通过接合在一个协调环中的多个指形件可转动地被驱动，这些指形件可以被定位在上叶片环之上。为了清楚起见，这些细节已经从附图中省略。VTG涡轮增压器具有大量非常昂贵的合金部件，必须将这些合金部件组装和定位在涡轮机壳体中，这样在它们被暴露的热运行条件的范围上，这些导向叶片相对于该排气供应流通道以及涡轮机叶轮保持适当地定位。温度以及腐蚀情况迫使在所有内部部件中使用特殊的合金。这些对于获得、加工、以及焊接(在有要求时)是非常昂贵的。因为VTG 的设计可以非常迅速地改变涡轮增压器速度，大量的软件和控制对于防止不希望的速度偏移是必要的。这转化成了多个昂贵的致动器。虽然已经广泛采用不同类型和构形的VTG来控制涡轮增压器增压水平以及涡轮机背压水平，但硬件成本以及实施成本是较高的。为了保持附接到这些蜗壳壁上的流动并且保持该蜗壳的形状适合于该蜗壳的功能，绘制了一个A/R表(如在图5中)，以确保在截面中不存在不适当的改变。在图5中， “X”轴线是每个截面的角度。这些角度可以通过如在图4中使用的定义字母“A”到“M”来替代。“Y”轴线描绘了该截面的半径。虚点线40是用于该系列的最大A/R的面积方案。短画线41是用于该系列的最小A/R的面积方案。如果考虑一个有废气门的涡轮作为成本的一个底线，那么在相同的生产量下，一个典型的TVG的成本是相同尺寸的固定的涡轮增压器的成本的从270%到300%。这种差异是由于多个相关的因素，它们从部件的数量、这些部件的材料、在制造和加工这些部件时要求的准确度、到致动器的速度、准确度、以及可重复性。在图7中的图表示出了从固定的到VTG的涡轮增压器的范围的对比成本。因此，可以看到对于技术原因以及成本驱动因素二者，存在的需要是一个相对低成本的涡轮机流动控制装置，该装置就成本而言在废气门与多个VTG之间相适合。对于这样一种装置的目标成本价格需要是在一个简单、固定的涡轮增压器的成本的145%到 165%范围之内。发明_既述本发明涉及一种简化的、低成本的、可变的喷嘴，该喷嘴用于控制在一台可变流量的涡轮增压器中至一个涡轮机叶轮的排气流量。因此可以通过控制该喷嘴的流量体积来调制增压压力。本发明在与VTG涡轮增压器的成本相比更低的成本下产生了具有可接受的解析度的涡轮流量的变化。通过结合两个共轴的、各自具有或铸造在内或附连在其上的多个叶片的导流环，并且通过在圆周方向上移动一个或两个叶片，出现了角度上的位移，这种位移影响了到涡轮机的排气流，并且因此影响了涡轮增压器的增压水平的输出。附图简要说明在附图中通过举例而非限制的方式展示了本发明，在附图中类似的参考号表示相似的部件，并且在附图中图1描绘了一个典型的VTG涡轮增压器的截面；图2描绘了一个典型的有废气门的涡轮增压器的两个截面；图3A和图;3B描绘了一个典型的具有在不同位置上的叶片的涡轮增压器的截面；图4描绘了示出结构径向线的一个典型的固定涡轮机壳体的一个截面；图5是截面区域发展的一个图表；图6A和图6B描绘了对于一个典型的固定式的以及一个有废气门的涡轮增压器的压缩机映射图；图7是示出涡轮增压器相对成本的一个图表；图8A和图8B描绘了本发明的第一实施方案的一对截面；图9A和图9B描绘了图8B的一对放大的截面；图10A、图IOB和图IOC示出了第一实施方案在一个导流环位移范围上的运动；图IlA和图IlB描绘了本发明的第二实施方案的一对截面；图12A和图12B描绘了图IlA和图IlB的一对放大的截面；图13A和图13B在两个位置中描绘了第一实施方案的替代性的叶片配置；图14A和图14B描绘了图11的第二实施方案的替代方案；图15A、图15B和图15C描绘了本发明的基本定义；并且图16A和图16B描绘了在切面“A”处的蜗壳截面。发明的详细说明在本发明展现出的每一个实施方案中，其目的是通过将一组成形件的相对圆周位置改变为共轴安排的另一组成形件而达到的。下面将详细讨论用于改变相对位置的这些成形件和机构，但是本发明的关键可以在图15A至图15C中看出，其中包含在一个盒子142中的这些成形件相对于包含在一个环形地邻近的盒子141中的成形件是环圆周地移位的。这种圆周运动改变了穿过在这些成形件之间、包含在上述这些“盒子”之内的流量空间的流动特征。在图8A、图8B、图9A和图9B中示出的第一实施方案中，在一个外部导流环90上安排有多个叶片成形件92，这样使得这些叶片将一个叶片成形件的一个前导缘94呈现给进入的排气流102，从而将气流从蜗壳转向到对准涡轮机叶轮的涡流的方向103。在一个内部导流环91上，安排有多个叶片成形件93，这样使得这些叶片呈现了安排在该外部导流环上的前导叶片的成形件的尾随部，以便“挤压”排气流并且由此进一步引导并影响来自外部导流环上的安排的排气的流动方向。为了改变排气从蜗壳到涡轮机叶轮的流动，对这些导流环相对于彼此的相对圆周位置进行改变。这种改变可以通过以下方式来实现，即通过在内部导流环静止时转动外部导流环；通过在外部导流环静止时转动内部导流环；或者通过反向转动这两个导流环。在以上任何一种情况下，都减小了到达涡轮机叶轮的流动路径，于是如在图9A中看到的，当流动路径处于其最大值时可以通过的流量103被相对圆周运动(96和97)降低，以便允许流量104减少，如在图9B中所见。在外部导流环90上的外叶片成形件92的设计是使得外叶片的前导缘94呈现给蜗壳中的气流102，这样使得将气流在蜗壳中的方向修正为将所述气流朝涡轮机叶轮70的涡流引导。在外部环上的外叶片92的尾随缘94A的设计仅仅是在该外导流环的内周边处切掉的一个“完整的”(外部的和内部的)叶片成形件的设计。在内部环91上的内叶片成形件93的设计是使得当将这些叶片对齐产生一个“完整的”叶片时(如在图9A中)该设计为外叶片92提供尾随缘，并且这种设计是足够修圆的，以便当这些导流环被环圆周地移位时(如在图9B中)为内叶片93提供一个内叶片前导缘95。可以有一种用于互补叶片的情况，像飞机机翼上的一种后掠襟翼(sw印t flap) 0在这些导流环中的一个总是处于静止的情况下，可以将这些叶片的成形件铸造到涡轮机壳体的或轴承壳体的壁内(因为这两者组成了流通通道的侧壁)以便节省成本并且避免这些导流环之一的复杂化。第一实施方案被设计为使得如上所述的这些导流环的圆周位移可以通过在外部导流环上的前导叶片和在内部导流环上的其尾随匹配物的对齐(如在图9A中所示)与在外部导流环上的前导叶片和在内部导流环上、邻近内部导流环上的邻近其尾随匹配物的叶片的对齐之间任何角度来描述。这些叶片之间的空间是以下各项的一种特性叶片宽度、叶片数量、叶片到流通路径的对齐、以及在叶片与壁之间(用于提供涡轮机叶轮所要求的流量)的体积。在图10A、图IOB和图IOC中，可以看到一个导流环相对于另一个转动的结果。 在图IOA中，将这些叶片成直线定位以便呈现到达涡轮机叶轮的最大流量体积。在图IOB 中，将这些叶片定位为几乎完全阻挡至涡轮机叶轮的排气的流动。由诸位申请人进行的测试证明，出于冷却和油润滑的原因，要求某些流动路径以便保持转子转动。在图IOC中，这些叶片呈现的方式为使得在外部的这些叶片与内部导流环之间存在一部分的流量体积，并且可以对到达涡轮机叶轮的排气流动进行调制。在本发明的第二实施方案中，如在图11和图12中看到的，这些叶片被配置为使得在内部的与外部的导流环之间的相对运动不仅产生相邻叶片之间的空间中的流动区域的减小(如在第一实施方案中所述的)，而且还产生了这些叶片之一的转动，这种转动是通过一个元件的可枢转的设计、这些叶片的圆周位移、以及在内部的与外部的导流环上的叶片之间的一条接触路径的结合来驱动的。在第二实施方案中这些叶片的设计是使得这些导流环之一相对于另一个导流环、或者相对于涡轮机壳体或轴承壳体(对于非转动的导流环上的叶片是制造在或者涡轮机壳体的或者轴承壳体的侧壁上的情况而言)而存在圆周位移。一个导流环的这种圆周位移导致了在另一个导流环上的运动，这样使得一个叶片(被安排为使得它能够围绕平行于涡轮增压器中心线的一个轴线120转动)围绕所述轴线120转动，以便改变到达涡轮机叶轮的流量体积。在图12A和图12B中，这些叶片安排的方式为，使得外部导流环90以一种圆周运动96移动。外叶片90对内部导流环91的圆周位移导致这些叶片122上的舌部1 使下导流环91上的叶片121围绕轴线120进行转动，这样这些叶片的有效弯曲度导致这些叶片阻挡了到达涡轮机叶轮的这些流通路径中的一些。改变有效弯曲度允许对一个具体蜗壳设计的进口角和喉部区域进行优化，同时可以独立地调整出口角和出口喉部区域以便获得最优的涡轮机性能。在移动的叶片121上的排气流压力将外叶片上的凸形舌部1 保持与内部导流环91上的叶片121中的凹形空腔1 相接触。当相对移动96和97被反转时，在内部导流环上的可转动叶片尾部上的排气压力导致内部导流环上的叶片121上的凹形空腔IM跟随外部导流环上的叶片122上的凸形舌部126，直至内叶片与外叶片再次对齐，从而降低这些叶片的有效弯曲度。在第二实施方案的另一个版本中，如在图14A、图14B中所见，内部导流环91上的叶片141上的舌部144以外部导流环90上的叶片142上的多个凹形空腔143为侧面，这样使得叶片141围绕轴线120的角度位置受到外部导流环90上的叶片142中的多个空腔的侧表面的控制。当在外部导流环与内部导流环之间存在相对运动(96至97)时，一个叶片相对于另一个叶片的运动导致了总叶片的有效弯曲度的改变。如在前一个实施方案的情况， 变化的有效弯曲度允许对一个具体蜗壳设计的进口角和喉部区域进行更好的优化，同时可以独立地调整出口角和出口喉部区域以便获得最优的涡轮机性能。在一个替代实施方案中，来自一个导流环(例如一个固定的外部导流环)的叶片的一个区段可以延伸到另一个导流环(例如可转动地安装的内部导流环)的空间之中。这种替代方案帮助使在两个叶片部分之间形成“喷嘴”成形，从而当这些叶片向“最小开放”位置移动时给予排气流更大的导向性。进而，在使用齿轮加小齿条或者步进电机等等对一个导流环相对于另一个导流环的转动进行控制的情况下，针对由该另一个导流环的延伸部分提供的“停止件”，该一个导流环的返回造成了该导流环复位到一个“零点”位置。可以通过与用于典型的VTG的那些相比更简单的、任何数量的系统来转动这些导流环。这些导流环可以是通过电子控制用电力、或者通过气动或液压动力、通过蜗杆齿轮或齿条和小齿条来致动的。这些导流环的位置可以是在机加工的位置中，它们可以进行氮化的以便提供耐腐蚀性和硬度两者、或者通过滚子和轴承。控制系统的输入可以是涡轮增压器的任何输出。现在已经说明了本发明，对其提出了权利要求。
权利要求
1.一种涡轮增压器，包括一个涡轮机叶轮(70)，该涡轮机叶轮是围绕一条中央轴线可转动的； 一个壳体( ，该壳体被配置为至少部分地包围所述涡轮机叶轮并且具有至少一个蜗壳，在所述蜗壳与所述涡轮机叶轮之间提供的叶片(93)的一个内环以及叶片(92)的一个外环，其中，叶片的所述内环与叶片的所述外环中的至少一个是提供在一个可转动的导流环 (90,91)上。
2.如权利要求1所述的涡轮增压器，其中，所述这些外叶片(92)之一与所述这些内叶片(9 之一在对齐时形成了一种总体上机翼的形状，其中该外叶片形成了所述总体上机翼的形状的前导缘，并且所述内叶片形成了所述总体上机翼的形状的尾随缘。
3.如权利要求1所述的涡轮增压器，其中叶片的所述内环与叶片的外环是沿一条环状边界线隔离开的。
4.如权利要求3所述的涡轮增压器，其中所述环状边界线定义了一个圆弧，该圆弧穿过所述这些总体上机翼的形状中的每一个，从而将所述多个外和内叶片中的每一个分离开。
5.如权利要求1所述的涡轮增压器，其中这些外叶片之间的区域定义了多个喷嘴，排气穿过这些喷嘴而流动，并且其中在所述环状边界线处的喷嘴空间与在所述环状边界线处被所述外叶片阻挡的区域之比是从3 1到1 1。
6.如权利要求1所述的涡轮增压器，其中所述比率为从2 1到1 1。
7.如权利要求1所述的涡轮增压器，其中所述比率为从1.5 1到1 1。
8.如权利要求1所述的涡轮增压器，其中所述叶片的外环(9 是配备在所述可转动的导流环(90)上。
9.如权利要求1所述的涡轮增压器，其中叶片(9 的所述内环是提供在所述可转动的导流环(91)上。
10.如权利要求1所述的涡轮增压器，其中叶片(92，9；3)的所述外环和内环是提供在可转动的导流环(90，91)上。
11.如权利要求1所述的涡轮增压器，其中所述这些内叶片和外叶片之一是可枢转地安装的，并且其中所述这些内叶片和外叶片被连接为使得一个导流环相对另一个导流环的转动造成所述这些可枢转地安装的叶片的枢转。
12.如权利要求1所述的涡轮增压器，其中所述这些外叶片包括跨过所述环状边界线延伸的一个突出部，由此使这些内叶片与外叶片之间的相对移动导致所述内叶片与所述突出部形成了一个具有变化的流动通过面积的喷嘴。
全文摘要
至一台涡轮增压器的涡轮机叶轮(70)的排气流通路径受到两个叶片环之间的相对运动的影响，其中将至少一个叶片环提供在一个导流环上。叶片的外环包含多个叶片(92，122)，叶片的内环包含多个叶片(93，121)，并且这些对齐的内部的和外部的叶片形成了一种单一属类的叶片形状。叶片的外环对于叶片的内环的相对位移的空气动力学效应产生了一种对到达涡轮机叶轮上的排气流动的可调制的控制。
文档编号F01D17/16GK102239316SQ200980148634
公开日2011年11月9日 申请日期2009年12月4日 优先权日2008年12月11日
发明者G·杰克斯, 阿拉贝古维克 V· 申请人:博格华纳公司