具有减少噪声的压气机入口再循环管的压气机再循环系统的制作方法

本公开涉及离心式压气机，例如用在涡轮增压器中的离心式压气机，更具体地涉及包括压气机再循环系统的离心式压气机，所述压气机再循环系统利用再循环阀来调节从压气机排气到压气机入口的空气再循环。

背景技术：

车用涡轮增压器中的压气机在某些运行状况期间有喘振的倾向，比如低流率、高转速的状况（例如，当发动机和涡轮增压器在高速和相对打开的节气门下运行且驾驶员将他的脚从油门踏板上挪开从而突然减少发动机所需的空气流量时）。

为了减少喘振的可能性，已知利用压气机再循环系统，所述压气机再循环系统从压气机排气蜗壳中放出一部分增压空气并使其再循环回到压气机入口。再循环系统利用布置在压气机排气蜗壳和压气机入口之间的再循环阀，和从再循环阀引导到压气机入口中的再循环管。在典型的现有技术类型的再循环系统中，压气机入口再循环管是圆形的或者近乎圆形的圆柱形体积。

技术实现要素：

压气机入口再循环管如果未仔细设计则可能是噪声的来源。来自再循环管的噪声的成因包括空气动力学的腔激励（所谓的rossiter激励）和腔共鸣。管具有取决于管的总体积和构造的固有频率，在固有频率下的共振可产生大量的噪声。可能考虑的一种解决方案是通过增加或者减小管体积来改变固有频率，以便在固有频率下的共振不会发生。然而，由于流量要求，体积不能被大幅地减小，并且由于发动机舱中的包装限制，体积不能被大幅地增加。

根据本发明，通过将压气机入口再循环管设计成多条的通道或多个体积而不是设计成单个的圆柱形体积，来减少rossiter类型的激励噪声和腔共鸣噪声。作为一个例子，可将管分成两条平行的通道（本质上带有分隔壁的圆形或椭圆形管，所述分隔壁将管分隔成在沿着通道的流动方向上平行于彼此延伸的两半）。这样，每条通道粗略地具有原先单个管设计的体积的一半，并且因此相对于单个管设计每条通道的固有频率被大幅提升。

根据本文中所描述的多个实施例，压气机包括限定腔的压气机壳体，和布置在腔中的压气机叶轮。压气机壳体限定用于将空气引导到压气机叶轮中的入口、用于接收经由压气机叶轮压缩的空气的排气蜗壳，和在压气机叶轮上游的一个位置处连接到入口的再循环管。再循环阀布置在排气蜗壳和再循环管之间用于调节通过再循环管进入入口的空气流量。根据本发明的实施例，再循环管包含多条平行通道，该多条平行通道各自从再循环阀引导多股平行的空气流进入入口。

在一个实施例中，再循环管包含两条平行通道。这两条通道通过分隔壁形成，所述分隔壁将再循环管一分为二。这两条通道在垂直于沿着再循环管的流动方向的横截面上可具有相等的横截面积，或者他们可具有不同的横截面积。分隔壁具有沿着通过再循环管的流动方向延伸的长度，和垂直于流动方向延伸的宽度。根据实施例，宽度沿着压气机的轴向方向延伸。

在另一实施例中，分隔壁的宽度垂直于压气机的轴向方向延伸。其他的变型也是可能的并且被包括在请求保护的发明的范围内。

在本发明的另一方面，涡轮增压器包括根据本文中描述的实施例中任意一个的压气机，和包含布置在涡轮机壳体中的涡轮机叶轮的废气驱动式涡轮机。压气机叶轮和涡轮机轮被安装在共同的轴上，所述轴由布置在中心壳体中的轴承支撑。

附图说明

因此，已笼统地描述了本发明，现在将对附图作出参考，附图未必是按照比例绘制的，并且其中：

图1是涡轮增压器的轴向截面图，该涡轮增压器包括根据本发明的第一实施例的压气机；

图2是根据本发明的第一实施例的压气机壳体的正视图，其中沿入口到压气机的流动方向是垂直于页面向内，该流动方向也构成压气机的轴向方向；

图3是沿着图2中的线3-3的截面图；

图4是沿着图2中的线4-4的截面图；

图5是沿着图3中的线5-5的截面图；

图6是相似于图3的视图，其图示本发明的第二实施例；

图7是沿着图6中的线7-7的截面图。

具体实施方式

下文中将参考附图更加全面地描述本发明，其中图示了本发明的一些实施例但并非是所有的实施例。事实上，这些发明可以以许多不同的形式来具体化，并且不应被解释成限制于本文中所陈述的实施例；更确切地说，提供这些实施例以便本公开将满足可应用的法律要求。贯穿全文相同的数字指的是相同的元件。

图1以轴向截面视图图示根据本发明的第一实施例的涡轮增压器10。涡轮增压器10包括压气机12，该压气机12包含布置在腔中的压气机叶轮14，所述腔在压气机壳体16中被限定。压气机叶轮附接到轴18的一端，轴18由布置在中心壳体20中的轴承支撑，所述中心壳体20一端紧固到压气机壳体。轴18的相反端具有附接到它的涡轮机叶轮22。中心壳体的相反端被紧固到容纳涡轮机叶轮的涡轮机壳体24。

压气机壳体16限定排气蜗壳26，该排气蜗壳26接收来自压气机叶轮的增压空气。压气机壳体限定出口管28用于将增压空气从排气蜗壳26引导到内燃机（未显示）的进气口。

压气机壳体16还限定用于将空气引导到压气机叶轮中的入口17，和在压气机叶轮上游的一个位置处连接到入口的再循环管30。再循环阀（rcv）40被布置在通路中在排气蜗壳26和再循环管30之间，用于调节通过再循环管进入入口的空气流量。rcv包含阀壳体42，其限定用于被压缩的再循环空气的轴向流动通道43，通道43沿着由再循环阀的轴线限定的方向延伸。阀壳体还限定环绕该轴线的大致环形的阀座44，和围绕轴向流动通道43的环形腔45，环形腔与轴向流动通道流体连通。环形腔45与再循环管30连接。

rcv包括布置在轴向流动通道43中的阀构件47。阀构件可沿着轴线在关闭位置和打开位置（如图1中所示）之间线性移动，在所述关闭位置，阀构件的一端接触阀座44，在所述打开位置，阀构件的端部与阀座轴向间隔以便增压空气能从轴向流动通道43流动到再循环管30中用于再循环回到压气机入口17。用于实现阀构件的移动的各种机构可被用在本发明的实践中。例如，作为两个非限制性的例子，可利用气动致动或电气致动。

根据本发明在本文所描述的实施例中，再循环管30不构成单个的连续体积，而是包含多条通道或多个体积。作为一个例子，管30可分隔成两条平行的通道，即，本质上作为带有分隔壁32的圆形或椭圆形管，所述分隔壁32将它分隔成在沿着通道的流动方向上平行于彼此延伸的两半。这样，每条通道大概具有原先单个管设计的体积的一半，因此相对于单个管设计，每条通道的固有频率被显著提升。

图1-5显示第一示例性实施例，其中在管30中有单个分隔壁32以便将管分成两条通道。本文中限定分隔壁32的“长度”为沿着通过管的流动方向延伸的尺寸。在垂直于长度方向（图3）的平面上的分隔壁的截面具有较长的尺寸，这里称其为“宽度”；“厚度”尺寸是在所述平面上的较小的尺寸。在第一实施例中，分隔壁的宽度尺寸大体轴向延伸（大体平行于涡轮增压器旋转轴线，即，在图3中页面的上下方向），而厚度尺寸大体在rθ方向（即，图3中左右方向）上延伸，这里称为“切向”方向。

替代地，分隔壁可以以其他的方式来取向。例如，图6和图7显示替代的实施例，其中单个分隔壁32取向成宽度尺寸沿着切向方向（即，图6中左右方向）并且厚度尺寸平行于轴向方向（即，图6中上下方向）。其它的取向也是可能的，并且在本发明的范围内。作为一个非限制性的例子，当分隔壁沿流动方向行进通过管时，分隔壁还可以被扭转，从而使宽度方向在管的一端处轴向取向，而在另一端处切向取向。在这些构思上的变型是在本发明的范围内，关于在管内的分隔壁的各种可能取向不存在限制。

作为另一例子，管可被分隔成多于两条的平行通道，例如利用两道分隔壁来产生三条通道，或者利用三道分隔壁来产生四条通道等。在这些构思上的变型在本发明的范围内。

两条或多条通道不必要具有相等的流动面积或体积；例如，就两条通道来说，通道中的一条可具有总组合体积的三分之二的体积；另一条通道可具有组合体积的三分之一的体积。

在其它未示例的实施例中的分隔壁不是全长度的壁；也就是，分隔壁的长度小于入口再循环管的长度。例如，分隔壁可以从管的压气机入口端沿着长度朝再循环阀处的管的相反端延伸到中途。分隔壁可限制到管的直的部分（即，当它进一步向再循环阀行进时，它没有继续进入管开始弯曲的部分）。替代地，分隔壁沿着管可从半途起始（即，不是直接在管的一端处起始）并且在到达管的相反端之前终止，使得管在没有分隔壁的各端处存在纵长部分。此外，在这些构思上的变型在本发明的范围内。

具有在前面的描述和相关的图中给出的教导的帮助，本发明所属领域的技术人员将想到本文中陈述的本发明的许多修改和其他的实施例。因此，应理解的是，本发明不限于所公开的特定的实施例，并且修改和其他的实施例意图被包括在所附权利要求的范围内。尽管在本文中应用了特定的术语，但它们只是从一般意义和描述性的意义上来使用，并不是用于限制的目的。