[發明專利]具有泄漏機構的羅茨式風機

有效

• 申請號: 201410858300.3
• 申請日: 2014-11-10
• 公開（公告）號: CN104632618B
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: M·克努特松;A·奧爾松;R·布雷紐斯;J·布倫貝格;A·托馬
• 申請（專利權）人: 沃爾沃汽車公司
• 主分類號: F04C18/14
• 分類號: F04C18/14;F04C29/12;F04C29/06;F04C29/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 邵偉

羅茨式風機(1)，包括：限定第一和第二橫向交疊的圓柱形腔室(41，42)的殼體(20)，至少一個入口(23)以及出口(25)；相嚙合的第一和第二葉形轉子(31，32)，每個葉片具有與腔室密封配合的頂接觸部(53，54)，用于輸送流體的多個控制容積，每個控制容積由一個轉子上的成對相鄰葉片(51，52)、至少一個腔室限定；第一和第二轉子的葉片嚙合而形成在腔室內的通氣孔；風機包括延伸穿過每個腔室的殼體壁的至少一個回流槽(29)，用于從至少一個出口的下游產生流體泄漏進入控制容積。本發明還涉及包括設置在腔室的第二端壁(44)中的至少一個排放凹陷(45)的羅茨式風機，排放凹陷提供使得流體能在相鄰控制容積之間實現泄漏的通道。

技術領域

本發明涉及羅茨式風機(Roots-type blowers)，尤其涉及葉片為扭曲形的羅茨式風機。這樣的羅茨式風機通常用于在一些應用中泵送大量空氣，例如對車輛的內燃發動機升壓或增壓。

背景技術

在車輛發動機的應用中，羅茨式風機增壓器用于輸送大量的空氣到發動機的燃燒室。輸送的空氣量大于發動機的排量，因此增加了燃燒室內部的氣壓，這導致更大的發動機輸出功率。

羅茨式風機是一種容積式葉片泵(positive displacement lobe pump)，其通過設置在交疊轉子室內的一對相互嚙合的葉形轉子來泵送流體進行工作。流體被收集在環繞葉片的穴中，并從入口側傳送到出口側。

現代羅茨式風機通常具有扭曲葉片(twisted lobes)，即轉子葉片相對轉子的軸向限定了大于零度的螺旋角(helix angle)。羅茨式風機另一個重要的參數是每個葉片的扭轉角(twist angle)，即當沿著葉片從轉子的一端行進到轉子的另一端時角位移的程度。

羅茨式風機早為人知的問題是它們產生高能級的脈動噪聲。如在US 2006/0263230A1中公開的，可以通過增大葉片的螺旋角來減小噪聲。大的螺旋角使得當轉子旋轉時葉片嚙合而形成“通氣孔(blowholes)”。通氣孔允許相鄰穴中的流體連通，其使得在打開出口之前壓力平衡。已知壓力平衡可減少空氣紊流(脈動)并因此減小脈動噪聲。

然而，即使具有很多通氣孔，但羅茨式風機仍然可能產生大量噪聲。尤其是，如果在低發動機轉速下艱難運轉，羅茨式風機可能在車輛內引起大量噪聲干擾，這是因為發動機在低速時不能產生充足的噪聲將來自羅茨式風機的噪聲淹沒。

因此需要改進羅茨式風機，至少部分地消除上述不足。

發明內容

本發明的一個目的是提供具有減小的NVH(noise vibration harshness，噪聲、振動、不平順性)水平的羅茨式風機。該目的由權利要求1和10限定的特征實現。

本發明涉及羅茨式風機。該風機包括限定第一和第二橫向交疊的圓柱形腔室的殼體，且該殼體包括第一端壁和第二端壁。該殼體限定鄰近所述第一端壁的至少一個入口和鄰近所述第二端壁的至少一個出口。該風機還包括分別設置在所述第一和第二圓柱形腔室中的相嚙合的第一和第二葉形轉子。每個轉子包括多個葉片。每個葉片具有與第一和第二端壁密封配合的第一和第二軸向面對端面以及與所述圓柱形腔室密封配合的頂接觸部。每個葉片還使其第一和第二軸向面對端面限定了扭轉角和螺旋角。該風機還包括多個控制容積，用于將流體從所述至少一個入口輸送到所述至少一個出口。每個控制容積由其中一個轉子上的一對相鄰的葉片、至少一個圓柱形腔室、第一端壁、和/或第二端壁限定。該風機還具有用于在相鄰的控制容積之間實現流體泄漏的泄漏機構。泄漏機構包括與第一和第二轉子的葉片嚙合相關地形成在圓柱形腔室內的通氣孔。

根據本發明的一個方面，羅茨式風機包括至少一個回流槽形式的附加泄漏機構，其延伸穿過每個圓柱形腔室的殼體壁，用于在所述至少一個出口的邊界被所述控制容積的前導葉片(lead lobe)的頂接觸部橫過之前，實現流體從所述至少一個出口的下游泄漏進入控制容積。