[發明專利]具有包括可變橫截面的翼片的壓縮機擴散器

無效

• 申請號: 201380021346.3
• 申請日: 2013-06-04
• 公開（公告）號: CN104350286A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: S·納西爾
• 申請（專利權）人: 電動內燃機公司
• 主分類號: F04D29/44
• 分類號: F04D29/44;F04D29/66
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 蘇娟

技術領域

本發明涉及擴散器，具體地涉及具有包括可變橫截面的翼片的壓縮機擴散器。

背景技術

例如柴油發動機、汽油發動機和氣體燃料供能發動機的內燃發動機被供應空氣和燃料的混合物，以便隨后在產生機械動力輸出的發動機內燃燒。為了使此燃燒過程產生的動力最大，每個發動機可以裝備渦輪增壓空氣引入系統。

渦輪增壓空氣引入系統包括渦輪增壓器，渦輪增壓器使用來自發動機的排氣以壓縮流入發動機的空氣，由此迫使比發動機通過其他方式抽吸到燃燒室更多的空氣進入發動機的燃燒室。這種增加的空氣供應允許增加燃料供應，造成動力輸出增加。渦輪增壓發動機通常比沒有渦輪增壓的相同發動機產生更多動力。

傳統渦輪增壓器包括壓縮機殼體、中心地布置在殼體內并通過連接的渦輪輪驅動轉動的離心壓縮機輪以及位于壓縮機輪的周邊出口的固定擴散器(有翼片或無翼片)。有翼片擴散器通常是環形的，并且包括伸出翼片，翼片相對于離開壓縮機輪的葉片的空氣的徑向流路傾斜。擴散器內的翼片形成用于空氣的限制通道，造成空氣減緩，阻滯速度，以增加壓力。

示例性壓縮機擴散器在1993年1月12日授權的Nakagawa等人的美國專利No.5,178,516(’516專利)中公開。具體地，’516專利描述一種帶翼片擴散器，其具有圍繞壓縮機輪的周邊徑向配置的多個定子葉片和與定子葉片交錯的多個較小輔助葉片。輔助和定子葉片沿著其長度彎曲，并具有在擴散器的轂表面和配合罩之間正交地延伸的豎直壁。

雖然’516專利的擴散器可以充分用于一些應用，它還不是最佳的。特別是，由于’516專利的葉片具有正交壁，通過葉片的壁形成的葉片之間的通道通常具有矩形橫截面。這種橫截面形狀可以允許通道內的空氣流、壓力和速度不均勻分布，并且這種分布可以造成相關渦輪增壓器的效率和/或范圍降低。

本發明的擴散器解決了以上給出的一個或多個問題和/或現有技術的其他問題。

發明內容

在一個方面，本發明針對一種壓縮機擴散器。壓縮機擴散器可包括環形的大致平的板、圍繞板的上表面徑向布置的多個第一翼片以及比第一翼片短的多個第二翼片。每個第二翼片可以在相鄰第一翼片之間連接到板。第一和第二翼片每個可包括高壓側和相對的低壓側。每個第一和第二翼片可以沿著其子午線長度變化的傾角朝著其相應的高壓側和低壓側之一傾斜。

在另一方面，本發明針對另一種壓縮機擴散器。此壓縮機擴散器可包括環形的大致平的板、圍繞板的上表面徑向布置的多個第一翼片以及比第一翼片短的多個第二翼片。每個第二翼片可以在相鄰第一翼片之間連接到板。第一和第二翼片的密度可相對于圍繞板的環形位置變化。

附圖說明

圖1是示例性公開的發動機的圖示；

圖2是可以與圖1的發動機結合使用的示例性公開的渦輪增壓器的橫截面圖；

圖3是可以與圖2的渦輪增壓器結合使用的示例性公開的擴散器的圖示；

圖4是可以與圖3的擴散器結合使用的示例性公開的翼片的圖示；以及

圖5和6是與圖4的翼片的示例性公開幾何結構相關的圖表。

具體實施方式

圖1示出裝備有空氣引入系統12和排氣系統14的發動機10。出于本發明的目的，發動機10被描述和描繪成雙沖程柴油發動機。然而，本領域普通技術人員將理解到發動機10可以是另一類型的內燃發動機，例如雙沖程或四沖程汽油或氣體燃料供能的發動機。發動機10可包括至少部分限定多個缸18的發動機缸體16。活塞(未示出)可以滑動地布置在每個缸18內以便在上止點位置和下止點位置之間往復，并且缸蓋(未示出)可以與每個缸18相關聯。

缸18、活塞和缸蓋可形成燃燒室。在所示實施方式中，發動機10包括配置成兩個獨立排的二十個這樣的燃燒室(圖1只示出一個)。但是，設想到發動機10可包括更多或更少數量的燃燒室，并且燃燒室可以“直列”構型、“V”構型、對置活塞構型或任何其他適當構型布置。

空氣引入系統12可包括被構造成將充量空氣引入發動機10的燃燒室的部件。例如，空氣引入系統12可包括沿著其長度流體連接到燃燒室的引入歧管(未示出，定位在燃燒室的相對排之間)、與引入歧管的端部流體連通的一個或多個壓縮機24，以及一些實施方式中定位在壓縮機24的下游和燃燒室的上游的空氣冷卻器(未示出)。設想到如果希望，附加部件可以包括在空氣引入系統12中，例如閥、一個或多個空氣清潔器、一個或多個廢棄物閘門、控制系統、旁通回路和用于將充量空氣引入發動機10的其他裝置。還設想到如果希望，空氣冷卻器可以被省略。