[發明專利]具有子午線劃分渦輪殼體的軸向渦輪

有效

• 申請號: 201410142828.0
• 申請日: 2014-01-29
• 公開（公告）號: CN103967590B
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: V·豪斯特;V·凱爾斯
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: F02B37/00
• 分類號: F02B37/00;F01D25/24;F01D5/02;F01D25/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 成城,楊炯

技術領域

本發明涉及渦輪增壓器，其中渦輪增壓器的渦輪由來自往復式發動機的排氣驅動。本發明更具體地涉及渦輪殼體，所述渦輪殼體被劃分為多個大致分離的部分，每個部分由分離的排氣系統來供給。

背景技術

在多活塞往復式發動機中，已知的是，設計排氣系統以使得利用在排氣流中出現的壓力脈沖。特別地，已知的是使用所謂的“脈沖分離”，其中發動機的汽缸被劃分為多個子組，來自汽缸的每個子組的脈沖借助于具有對每個子組來說獨立的排氣通道而與來自其它子組的脈沖大致隔離。最佳地利用所述脈沖分離，期望最小化汽缸的分離組之間的傳送或“串擾”。因此，在渦輪增壓發動機的情況下，有利的是保持一直到渦輪增壓器的渦輪中的分離排氣通道。因此，供應有排氣的渦輪殼體通常被劃分為多個大致分離的部分。

基本上存在將渦輪殼體進行劃分的兩種情形：(1)子午線劃分；和(2)扇區劃分。在子午線劃分的渦輪殼體中，渦狀物或室圍繞渦輪葉輪并且排氣被供應到其中，所述渦狀物或室在子午平面內被劃分為多個通道，以使得每個通道占據大致整個圓周并且所述通道在軸向方向上彼此連續，例如，如在美國專利號4,027,994中的圖4所示的。

在扇區劃分渦輪殼體中，大致環形室被劃分為成角度扇區，每個成角度扇區僅僅占據圓周的一部分以使得通道在周向方向上彼此連續，例如如在美國專利號6,260,358中的圖2所示的。此圖也示出了引導葉片12，所述引導葉片正好布置在所述室的徑向內部，并且將所述流引導到渦輪葉輪中。

本公開涉及子午線劃分渦輪殼體。

發明內容

本公開具體地涉及一種用于渦輪增壓器的渦輪，并且涉及具有這種渦輪的渦輪增壓器，其中子午線劃分渦輪殼體將兩個分離的排氣流供應到“無定子”軸向渦輪。術語“無定子”意味著渦輪具有旋轉葉片但是沒有定子，并且具體地不具有用于將所述流引導到葉片中的入口定子。這樣的入口定子在軸向渦輪領域通常被稱為“噴嘴”，且因此，本公開的軸向渦輪也可以被稱為“無噴嘴”的。

因此，在本文公開的一個實施例中，無定子軸向渦輪包括軸向渦輪葉輪以及供安裝所述渦輪葉輪的渦輪殼體組件，所述軸向渦輪葉輪包括輪轂和從所述輪轂大致徑向向外地延伸的多個葉片，所述渦輪殼體組件限定周向地延伸并且環繞渦輪葉輪的子午線劃分渦狀物，所述子午線劃分渦狀物限定繞渦輪葉輪大致整周地延伸的第一渦狀物和繞渦輪葉輪大致整周地延伸的分離的第二渦狀物。渦輪殼體組件限定用于第一和第二渦狀物中的每個的分離入口，分離的排氣流可以通過所述入口被接收。

渦輪殼體組件還限定分別用于第一和第二渦狀物中的每個的分離的第一和第二出口，分離的排氣流通過所述第一和第二出口大致沿渦輪葉輪的軸向方向被供應到渦輪葉輪的入口側。第一出口位于第二出口的大致徑向外部，使得來自第一出口的排氣被供給到渦輪葉輪的入口側的徑向外部部分，且來自第二出口的排氣被供給到渦輪葉輪的入口側的徑向內部部分。

渦輪殼體組件限定周向地和徑向地延伸的劃分壁，所述劃分壁將第一渦狀物與第二渦狀物分離，第一出口部分地由劃分壁的徑向內部部分限定，第二出口部分地由劃分壁的徑向內部部分限定。在一個實施例中，劃分壁的徑向內部部分彎曲，以使其徑向內端大致沿軸向方向延伸。

第一出口被限定在劃分壁與渦輪殼體組件的末端罩之間，末端罩與渦輪葉輪的輪轂一起界定排氣通過渦輪葉輪的流路。

渦輪殼體組件限定從劃分壁的徑向內部部分徑向向內地隔開的壁，第二出口被限定在所述壁和所述劃分壁的徑向內部部分之間。在一個實施例中，渦輪殼體組件包括渦輪殼體和分離地形成的遮熱罩(例如，成形金屬板部分)，其中遮熱罩限定所述壁。

在一個實施例中，遮熱罩與劃分壁的徑向內部部分相類似地彎曲，使得遮熱罩的徑向內端大致沿軸向方向延伸。遮熱罩的徑向內端處于與葉片的前緣的徑向內端相對應的徑向位置。

附圖說明

在已經總體上這樣描述本發明之后，現在將參考附圖，所述附圖不必按比例繪制，且其中：

圖1是根據本發明的一個實施例的渦輪增壓器的軸向截面圖；

圖2是圖1的放大部分；

圖3是根據本發明的另一實施例的渦輪增壓器的渦輪部分的截面圖；

圖4是圖3中的渦輪的截面立體圖；

圖5是圖3中的渦輪的遮熱罩的立體圖；

圖6是圖3中的渦輪的子午線遮熱罩的立體圖；以及

圖7是與子午線遮熱罩裝配在一起的遮熱罩的截面圖。

具體實施方式