[發(fā)明專利]包括存在具有接連減小值的連續(xù)減少流動(dòng)面積的蝸殼的渦輪機(jī)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780028438.2
• 申請(qǐng)日: 2017-03-14
• 公開（公告）號(hào): CN109072704A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P-I·拉松;C·弗雷德里克松;A·米爾波羅;V·路
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 斯堪尼亞商用車有限公司
• 主分類號(hào): F01D9/02
• 分類號(hào): F01D9/02;F01D17/00;F01D25/24;F02B37/02;F02B37/22;F02C6/12
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 王麗軍

本發(fā)明涉及一種由來自內(nèi)燃機(jī)(2)的廢氣驅(qū)動(dòng)的渦輪機(jī)裝置，其中，所述渦輪機(jī)裝置包括渦輪機(jī)殼體(7)、可旋轉(zhuǎn)地布置在渦輪機(jī)殼體(7)中的渦輪機(jī)葉輪(6)、限定圍繞渦輪機(jī)葉輪(6)的周邊延伸約360°的彎曲流動(dòng)通道(16)的彎曲蝸殼區(qū)段(15a)、以及將廢氣徑向向內(nèi)從流動(dòng)通道(16)引導(dǎo)入到渦輪機(jī)葉輪(6)的掃掠區(qū)域(21)中的內(nèi)部徑向通道(20)。彎曲流動(dòng)通道(16)具有從在彎曲流動(dòng)通道(16)的初始角位置(α₁)處的初始面積(A_o)到末端角位置(α₅)沿廢氣流動(dòng)方向連續(xù)減小的橫截面面積(A)。彎曲流動(dòng)通道(16)的流動(dòng)面積(A)連續(xù)減小，具有從初始角位置(α₁)到位于與初始角位置相距至少270°的角位置(α)的接連減小值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的渦輪機(jī)裝置。

背景技術(shù)

渦輪機(jī)裝置可包括布置在渦輪機(jī)殼體中的渦輪機(jī)葉輪，所述渦輪機(jī)殼體設(shè)計(jì)有從內(nèi)燃機(jī)接收廢氣的蝸殼。所述蝸殼包括彎曲流動(dòng)通道，所述彎曲流動(dòng)通道經(jīng)由圍繞渦輪機(jī)葉輪延伸近360°的內(nèi)部徑向通道將廢氣分配到渦輪機(jī)葉輪。在傳統(tǒng)的渦輪機(jī)裝置中，彎曲流動(dòng)通道具有一定的橫截面面積，所述橫截面面積圍繞渦輪機(jī)葉輪的廢氣的流動(dòng)方向中線性減小。傳統(tǒng)的渦輪機(jī)裝置也可以具有線性降低的面積/半徑比的蝸殼，其中，半徑被定義為相對(duì)于蝸殼中的位置的半徑。在穩(wěn)定流動(dòng)條件期間，這種彎曲流動(dòng)通道提供圍繞渦輪機(jī)葉輪的周邊的廢氣的均勻分布和最佳的渦輪機(jī)效率。

廢氣從內(nèi)燃機(jī)經(jīng)由廢氣歧管被引導(dǎo)至渦輪增壓器的渦輪機(jī)。在廢氣歧管的體積相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的缸體積足夠小的情況下，廢氣閥的打開將導(dǎo)致具有高幅度的壓力脈沖，其經(jīng)由廢氣歧管到達(dá)渦輪機(jī)葉輪。這種壓力脈沖包含對(duì)于渦輪機(jī)葉輪可用的大部分能量。此脈沖被稱為“沖放脈沖(blow down pulse)”并且包含從燃燒中剩余的大部分殘余氣體能量，因此非常重要的是盡可能有效率地轉(zhuǎn)換成渦輪機(jī)中的機(jī)械動(dòng)力以獲得內(nèi)燃機(jī)的所有效率。

WO2015/099199示出了一種渦輪機(jī)裝置，其設(shè)置有渦旋區(qū)段，所述渦旋區(qū)段形成圍繞渦輪機(jī)葉輪基本上360°延伸的流動(dòng)通道。流動(dòng)通道的至少第一四分之一具有比傳統(tǒng)流動(dòng)通道更大的橫截面面積減小，在傳統(tǒng)流動(dòng)通道中，橫截面面積在面積意義上或面積/半徑意義上線性減小。在流動(dòng)通道的第二半部分中，橫截面面積線性減小。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種將廢氣引導(dǎo)到渦輪機(jī)葉輪的流動(dòng)通道，使得當(dāng)其接收脈沖廢氣時(shí)，所述渦輪機(jī)葉輪提供基本上最佳的效率。

由最初提到的類型的渦輪機(jī)裝置來實(shí)現(xiàn)此目的，所述渦輪機(jī)裝置的特征在于權(quán)利要求1的特征部分中限定的特征。彎曲流動(dòng)通道的橫截面面積在廢氣的流動(dòng)方向中從初始角位置到位于與初始角位置相距約360°的末端角位置連續(xù)地降低。圖可以示出橫截面面積作為彎曲流動(dòng)通道的角位置的函數(shù)。此外，流動(dòng)面積連續(xù)降低，但是具有從初始角位置到位于與初始角位置相距至少270°的角位置接連減小值。這意味著所述圖在所述角位置之間獲得連續(xù)的凹形形狀。已經(jīng)進(jìn)行了測(cè)試，證實(shí)當(dāng)脈沖廢氣被引導(dǎo)到渦輪機(jī)葉輪時(shí)，通過彎曲流動(dòng)通道的這種設(shè)計(jì)提供最佳渦輪機(jī)效率是可能的。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，流動(dòng)面積連續(xù)降低，具有從初始角位置到末端角位置的接連減小值。在這種情況下，橫截面面積在整個(gè)彎曲流動(dòng)通道中以接連減小值連續(xù)降低。這意味著所述圖在初始角位置和末端角位置之間獲得連續(xù)的凹形形狀。