[發(fā)明專利]一種汽車集成式渦輪增壓器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410224136.0
• 申請日: 2014-05-26
• 公開（公告）號: CN103982293A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黎杰;胡成太;匡小紅;張冬蓮;劉闊翔;張海燕;張碩;杜瀟;段俊峰;高娟
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶長安汽車股份有限公司
• 主分類號: F02B39/00
• 分類號: F02B39/00
• 代理公司: 重慶華科專利事務(wù)所 50123
• 代理人: 康海燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于汽車噪聲控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于解決集成式渦輪增壓器泄氣聲的技術(shù)。

背景技術(shù)

?為提升汽車動力性以及發(fā)動機(jī)艙整體美觀性，集成式渦輪增壓器將低壓端流道集成在增壓器內(nèi)部，節(jié)省了對汽車機(jī)艙的占用空間，在汽車發(fā)動機(jī)上得到了廣泛應(yīng)用。但是其所產(chǎn)生的泄氣噪聲也越來越突出，逐漸上升為車內(nèi)噪聲的主要貢獻(xiàn)源之一。

增壓器的泄氣聲問題是因為解決增壓器喘振問題而產(chǎn)生的，泄氣聲是由壓氣機(jī)高壓側(cè)氣流往低壓側(cè)高速流動而產(chǎn)生的流動噪聲，其頻帶較寬，從1000Hz——10000Hz都有分布。泄氣聲是一種瞬態(tài)噪聲，一般是在換擋或松油的瞬間出現(xiàn)，幾乎每輛渦輪增壓車型都有泄氣聲，只是大小和品質(zhì)各不相同。由此，如何解決渦輪增壓器工作過程中產(chǎn)生的泄氣聲問題，提高汽車的聲品質(zhì)顯得尤為重要。

現(xiàn)有的集成式渦輪增壓器的增壓器部分的結(jié)構(gòu)如圖1所示，其增壓器增壓器3內(nèi)設(shè)有進(jìn)氣道8、壓氣葉輪9、高壓端流道4、泄壓閥2和內(nèi)置低壓端流道7，內(nèi)置低壓端流道7在增壓器內(nèi)部，直接從泄壓閥的出口通到進(jìn)氣道8中，泄壓口位于壓氣葉輪9的進(jìn)氣前端，泄出的高壓氣體直接通過內(nèi)置低壓端流道7進(jìn)入進(jìn)氣道8中。在車輛換擋或松油瞬間不再需要增壓的時候，由于旋轉(zhuǎn)慣性，增壓器的高壓端流道4處的氣體壓力并沒有降低，此時泄氣閥2打開，壓殼3內(nèi)的高速高壓氣體便通過泄氣閥2從高壓端流道4到達(dá)內(nèi)置低壓端流道7，流進(jìn)進(jìn)氣道，由于從內(nèi)置低壓端流道7中泄出的高壓氣體流動方向與進(jìn)氣道8中的進(jìn)氣方向不一致，而且內(nèi)置低壓端流道7本身非常短，與壓氣葉輪9之間的距離也很短，就導(dǎo)致在進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的壓氣葉輪9前的發(fā)生紊流，產(chǎn)生嚴(yán)重的氣流噪聲，即泄氣噪聲。

?渦輪增壓器的泄氣聲主要通過三條路徑對外傳播：（1）進(jìn)氣口輻射；（2）空濾器出管壁面輻射；（3）中冷器進(jìn)管壁面輻射。目前，主要從泄氣噪聲三條主要傳播路徑的消聲隔聲處理來降低泄氣聲，有以下三種方式：

（1）在空濾器進(jìn)管、出管或中冷器進(jìn)管上添加高頻諧振腔、四分之一波長管、編織管、阻性消聲器等消聲元件。高頻諧振腔、編織管和阻性消聲器的中高頻消聲頻帶較寬，消聲量大，能較大程度地降低泄氣聲，但不能完全消除泄氣聲；四分之一波長管為一端封閉一端開孔的管子，具有較強(qiáng)的頻率選擇性，只在以共振頻率為中心的較窄的頻率范圍內(nèi)起有效的消聲作用，對其它頻率幾乎不起消聲作用，其獨特的消聲特性使其對窄帶峰值噪聲的控制效果明顯，而對寬頻帶的峰值噪聲控制效果極差，如果要適當(dāng)提高消聲頻帶（消聲帶寬），就必須并聯(lián)更多個四分之一波長管，但是，鑒于機(jī)艙布置空間的要求，四分之一波長管的個數(shù)及布置位置會受到限制，從而使其消聲性能不滿足要求且不美觀。

（2）提高空濾器出管以及中冷器進(jìn)管的壁厚或采用隔聲效果較好的材料，該方式能一定程度地降低增壓器泄氣噪聲，但不能完全消除泄氣聲，會增加生產(chǎn)成本，可以應(yīng)用于泄氣聲較小的渦輪增壓器。

（3）加強(qiáng)空濾器出管與空濾器和渦輪增壓器之間密封，此種方式也只針對泄氣聲較小的狀況，仍不能完全消除渦輪增壓器泄氣聲。

以上三種方式都是從路徑上對泄氣聲進(jìn)行控制，能在一定程度上降低泄氣聲，但不能從根本上完全解決集成式渦輪增壓器的泄氣聲問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種車用集成式渦輪增壓器，通過泄氣流道外置的布置結(jié)構(gòu)，以從根本上控制渦輪增壓器的泄氣聲，完全消除集成式渦輪增壓器工作過程中所產(chǎn)生的泄氣聲問題，提升汽車NVH性能和品質(zhì)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種汽車集成式渦輪增壓器，包括渦輪室和增壓器，在增壓器殼體內(nèi)設(shè)置有進(jìn)氣道、壓氣葉輪、高壓端流道和泄壓閥，進(jìn)氣道外部通過轉(zhuǎn)接管連接空濾器出口，泄壓閥的泄壓出口連接低壓端流道，其改進(jìn)在于：將所述低壓端流道布置在增壓器殼體外，低壓端流道的泄氣口連接轉(zhuǎn)接管。

采用以上結(jié)構(gòu)，當(dāng)車輛不再需要增壓器增壓的時候，泄氣閥會自動打開，高壓氣體便通過泄氣閥從增壓器高壓端流道到達(dá)低壓端流道，低壓端流道將氣體循環(huán)送入增壓器的進(jìn)氣道，實現(xiàn)泄壓，保證渦輪增壓器的正常工作。由于泄氣流道外置于增壓器殼體外，泄氣流道延長，從增壓器外部的低壓端流道中泄出的高壓氣體流動方向雖然與進(jìn)氣方向不一致，但由于離高速旋轉(zhuǎn)的壓氣葉輪較遠(yuǎn)，兩股交叉的氣流通過一段時間的混合整流，方向一致性更好，氣體進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的壓氣葉輪前發(fā)生紊流的機(jī)會大大減小，氣流噪聲降低，從而泄氣聲降低甚至消除。而且，在有限的機(jī)艙空間內(nèi)，能有效地解決集成式渦輪增壓器工作過程中產(chǎn)生的泄氣聲問題。