喷嘴叶片的制作方法
【专利摘要】关于一种喷嘴叶片，所述喷嘴叶片前缘形状具有弯曲线形状，所述弯曲线形状通过从喷嘴叶片的转动轴到前缘的距离根据喷嘴叶片高度位置变化而形成，后缘形状具有直线形状，所述直线形状通过不论喷嘴叶片高度位置如何从喷嘴叶片的转动轴到后缘的距离都为固定而形成。
【专利说明】喷嘴叶片
【技术领域】
[0001]本发明涉及喷嘴叶片。本申请基于2011年5月26日在日本提出申请的特愿2011 - 118104号主张优先权，这里引用这些内容。
【背景技术】
[0002]在可变容量型的涡轮增压器中，相对于涡轮叶轮的周围将喷嘴叶片以环状排列多个，通过用这些喷嘴叶片的转动角度调节喷嘴开度，变更涡轮的容量。
[0003]已知如果使这样的配置在涡轮叶轮的周围的喷嘴叶片的形状变化，则随着喷嘴叶片的形状变化而向涡轮叶轮供给的排放气体的流动变化，涡轮效率变化。
[0004]例如，在专利文献I中，提出了使前缘形状和后缘形状在叶片高度方向(转动轴方向)上弯曲的喷嘴叶片。
[0005]更详细地讲，在专利文献I中，将喷嘴叶片的前缘形状和后缘形状以使叶片高度方向的中央凹向转动轴侧的方式弯曲而设定。由此，涡轮效率提高。
[0006]专利文献1:美国专利第7255530号。
【发明内容】
[0007]但是，要求能得到比专利文献I所公开的喷嘴叶片高的涡轮效率的喷嘴叶片。
[0008]进而，在涡轮中，在因某种情况而对喷嘴叶片没有传递动力的情况下，为了抑制排放气体堵塞，希望喷嘴转动以使喷嘴的开度变大。但是，在专利文献I所公开的喷嘴叶片中，没有考虑到上述问题。因此，希望使涡轮效率提高、而且从排放气体受到的转矩的朝向总为喷嘴开度变大的方向的喷嘴叶片。
[0009]本发明是鉴于上述问题而做出的，目的是提供一种能够使涡轮效率比专利文献I所公开的喷嘴叶片提高的喷嘴叶片，提供一种使涡轮效率提高、而且总是在喷嘴开度变大的方向上受到转矩的喷嘴叶片。
[0010]本发明作为用来解决上述课题的手段而采用以下的结构。
[0011]有关本发明的第I形态，是一种喷嘴叶片，在可变容量型的涡轮增压器具备的涡轮叶轮的周围能够转动地配置有多个，采用以下的结构:喷嘴叶片高度方向上的前缘形状具有弯曲线形状，所述弯曲线形状通过从喷嘴叶片的转动轴到前缘的距离根据喷嘴叶片高度位置变化而形成；喷嘴叶片高度方向上的后缘形状具有直线形状，所述直线形状通过不论喷嘴叶片高度位置如何，从喷嘴叶片的转动轴到后缘的距离都为固定而形成。
[0012]有关本发明的第2形态在上述第I形态中，采用以下的结构:在喷嘴上配置有上述喷嘴叶片，所述喷嘴通过被护罩和对置壁夹着而形成，所述护罩将上述涡轮叶轮具有的涡轮叶片的顶部侧包围，所述对置壁相对于上述护罩在上述喷嘴叶片高度方向上离开间隔而对置配置；在被上述喷嘴叶片高度方向的两端夹着的区域中，存在从上述转动轴到前缘的距离最短的区域。
[0013]有关本发明的第3形态在上述第2形态中，采用以下的结构:在上述喷嘴叶片高度方向上从上述转动轴到前缘的距离最短的区域配置在比上述喷嘴叶片高度方向上的中央靠上述对置壁侧。
[0014]本发明的喷嘴叶片的喷嘴叶片高度方向上的前缘形状具有弯曲线形状，所述弯曲线形状通过从喷嘴叶片的转动轴到前缘的距离根据喷嘴叶片高度位置变化而形成；喷嘴叶片高度方向上的后缘形状具有直线形状，所述直线形状通过不论喷嘴叶片高度位置如何，从喷嘴叶片的转动轴到后缘的距离都为固定而形成。
[0015]在此情况下，与喷嘴叶片高度方向上的前缘形状和喷嘴高度方向上的后缘形状都具有弯曲线形状的喷嘴叶片相比能够提高涡轮效率。
[0016]此外，本发明的喷嘴叶片在被喷嘴叶片高度方向的两端夹着的区域中，存在从转动轴到前缘的距离最短的区域，该从转动轴到前缘的距离最短的区域配置在比喷嘴叶片高度方向上的中央靠对置壁侧。
[0017]在此情况下，能够使涡轮效率提高，还能够总是在喷嘴开度变大的方向上受到转矩。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是设置有本发明的一实施方式的喷嘴叶片的涡轮增压器的主要部放大剖视图。
[0019]图2A表示本发明的一实施方式的喷嘴叶片的转动的状况，是表示喷嘴N的开度较小的状态的示意图。
[0020]图2B表示本发明的一实施方式的喷嘴叶片的转动的状况，是表示喷嘴N的开度较大的状态的示意图。
[0021]图3A是本发明的一实施方式的喷嘴叶片的示意图。
[0022]图3B是本发明的一实施方式的喷嘴叶片的示意图。
[0023]图4是表示在用来说明本发明的一实施方式的喷嘴叶片的效果的模拟中使用的喷嘴叶片的形状的曲线图。
[0024]图5是表示在用来说明本发明的一实施方式的喷嘴叶片的效果的模拟中使用的喷嘴叶片的形状的曲线图。
[0025]图6是表示在用来说明本发明的一实施方式的喷嘴叶片的效果的模拟中使用的喷嘴叶片的形状的曲线图。
[0026]图7是表示在用来说明本发明的一实施方式的喷嘴叶片的效果的模拟中使用的喷嘴叶片的形状的曲线图。
[0027]图8是表示用来说明本发明的一实施方式的喷嘴叶片的效果的模拟的结果的曲线图。
[0028]图9是表示用来说明本发明的一实施方式的喷嘴叶片的效果的模拟的结果的曲线图。
[0029]图10是表示用来说明本发明的一实施方式的喷嘴叶片的效果的模拟的结果的曲线图。
[0030]图11是表示在用来说明本发明的一实施方式的喷嘴叶片的效果的模拟中呈现最高的性能的喷嘴叶片的详细的形状的曲线图。【具体实施方式】
[0031]以下，参照附图对有关本发明的喷嘴叶片的一实施方式进行说明。另外，在以下的图中，为了使各部件成为可识别的大小，适当变更了各部件的缩尺。
[0032]图1是将包括本实施方式的喷嘴叶片10的涡轮增压器的主要部放大的剖视图。
[0033]如图1所示，涡轮增压器具备通过接受排放气体而被旋转驱动的涡轮叶轮I。在涡轮叶轮I的上游侧，形成有喷嘴N，该喷嘴N由将涡轮叶轮I具有的涡轮叶片的顶部侧包围的护罩2和相对于护罩2在喷嘴叶片10的高度(喷嘴叶片高度)方向上离开间隔而对置配置的轮毂3 (对置壁)形成。
[0034]喷嘴N以将涡轮叶轮I的整周包围的方式设置。并且，通过从喷嘴N朝向涡轮叶轮I供给排放气体，遍及涡轮叶轮I的整周供给排放气体。
[0035]本实施方式的喷嘴叶片10如图1所示那样可转动地配置在喷嘴N上，如图2A及图2B的示意图所示那样，在涡轮叶轮I的周围以环状排列有多个。
[0036]另外，嗔嘴叶片10如图3A所不,在嗔嘴叶片闻度方向上连接着以嗔嘴叶片10的转动轴O为中心轴的轴部20。
[0037]并且，通过用未图示的驱动部使全部的轴部20同步转动，如图2A及图2B所示，使喷嘴叶片10转动，喷嘴叶片10间的间隙的大小变化。由此，调节喷嘴N的开度。
[0038]另外，图2A表示喷嘴N的开度较小的状态，图2B表示喷嘴N的开度较大的状态。
[0039]并且，在本实施方式的喷嘴叶片10中，如图3A所示，喷嘴叶片高度方向上的前缘形状具有通过从喷嘴叶片的转动轴O到前缘的距离根据喷嘴叶片高度位置变化而形成的弯曲线形状。
[0040]此外，在本实施方式的喷嘴叶片10中，喷嘴叶片高度方向上的后缘形状具有通过不论喷嘴叶片高度位置如何、从喷嘴叶片的转动轴O到后缘的距离都固定而形成的直线形状。
[0041]进而，在本实施方式的喷嘴叶片10中，如图3A所示，在被喷嘴叶片高度方向的两端(轮毂侧端及护罩侧端)夹着的区域中，存在从转动轴O到前缘的距离最短的区域(以下，称作最短弧线长区域R)。
[0042]进而，最短弧线长区域R配置在喷嘴叶片高度方向上的比中央靠轮毂侧。
[0043]以下，参照模拟结果等对本实施方式的喷嘴叶片10的效果进行说明。
[0044]另外，在以下的说明中，如图3B所示，将从转动轴O到前缘的距离称作前缘部弧线长LI，将从转动轴O到后缘的距离称作后缘部弧线长L2。此外，将与弧线及转动轴O正交的叶片的厚度称作叶片厚，将从转动轴O侧接触在前缘上的假想圆称作前缘侧内接圆，将从转动轴O侧接触在后缘上的假想圆称作后缘侧内接圆。
[0045]关于本模拟，使用前缘形状(即前缘部弧线长LI的叶片高度方向上的变化剖面轮廓)和后缘形状(即后缘部弧线长L2的叶片高度方向上的变化剖面轮廓)为图4?图7所示的形状的喷嘴叶片[base，d3 — 01?15 (但是除了 d3 — 06以外)]。
[0046]另外，作为在本模拟中使用的长度的值，使用以叶片厚为基准值正规化的值。并且，将在各喷嘴叶片的叶片高度方向上最长的弧线长(Max (L1+L2))、在各喷嘴叶片的叶片高度方向上最短的弧线长(Min(Ll+L2))、和各喷嘴叶片的叶片高度方向上的弧线长的平均
【权利要求】
1.一种喷嘴叶片，在可变容量型的涡轮增压器具备的涡轮叶轮的周围能够转动地配置有多个，其特征在于， 喷嘴叶片高度方向上的前缘形状具有弯曲线形状，所述弯曲线形状通过从喷嘴叶片的转动轴到前缘的距离根据喷嘴叶片高度位置变化而形成； 喷嘴叶片高度方向上的后缘形状具有直线形状，所述直线形状通过不论喷嘴叶片高度位置如何，从喷嘴叶片的转动轴到后缘的距离都为固定而形成。
2.如权利要求1所述的喷嘴叶片，其特征在于， 在喷嘴上配置有上述喷嘴叶片，所述喷嘴通过被护罩和对置壁夹着而形成，所述护罩将上述涡轮叶轮具有的涡轮叶片的顶部侧包围，所述对置壁相对于上述护罩在上述喷嘴叶片高度方向上离开间隔而对置配置； 在被上述嗔嘴叶片闻度方向的两端夹着的区域中，存在从上述转动轴到如缘的距尚最短的区域。
3.如权利要求2所述的喷嘴叶片，其特征在于， 在上述喷嘴叶片高度方向上从上述转动轴到前缘的距离最短的区域配置在比上述喷嘴叶片高度方向上的中央靠上述对置壁侧。
【文档编号】F01D17/16GK103547770SQ201280024831
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年5月24日 优先权日:2011年5月26日
【发明者】森田功 申请人:株式会社 Ihi