專利名稱：具有防喘振閥的渦輪增壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有防喘振閥(anti-surge valve)的渦輪裝置。更特別地，本發(fā)明涉及一種具有防喘振閥的渦輪增壓器，其在節(jié)流閥關(guān)閉時(shí)使反向空氣循環(huán)到壓縮機(jī)的上游側(cè)。
背景技術(shù)：
汽油發(fā)動(dòng)機(jī)使用節(jié)流閥控制吸入空氣，并且該吸入空氣會(huì)在腳尖離開(tip-out) (駕駛者的足部離開加速器的動(dòng)作)的瞬間回流。特別而言，在其中安裝有渦輪增壓器的情況下，反向吸入空氣與壓縮機(jī)的葉片碰觸，從而會(huì)產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)，并有損壓縮機(jī)的耐久性。為了解決上述問題，在上游側(cè)和下游側(cè)之間形成旁通管線，并且在該旁通管線上設(shè)置防喘振閥。為了降低從壓縮機(jī)的葉片產(chǎn)生的噪聲和振動(dòng)，該防喘振閥打開所述旁通管線，以便使所述節(jié)流閥和所述壓縮機(jī)之間的空氣進(jìn)行再循環(huán)。同時(shí)，再循環(huán)到所述壓縮機(jī)的空氣與高速轉(zhuǎn)動(dòng)的所述壓縮機(jī)的葉片碰觸。公開于該發(fā)明背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對(duì)本發(fā)明的一般背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各個(gè)方面致力于提供一種具有防喘振閥的渦輪增壓器，其優(yōu)點(diǎn)是降低了在渦輪增壓器的壓縮機(jī)和節(jié)流閥之間循環(huán)的空氣所產(chǎn)生的噪聲。在本發(fā)明的一個(gè)方面，所述具有防喘振閥的渦輪增壓器可以包括壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)可以設(shè)置在吸入管線處，以壓縮吸入空氣；以及防喘振閥，所述防喘振閥選擇性地流體連接所述壓縮機(jī)的下游和上游，以便使吸入空氣從所述吸入管線的下游循環(huán)到上游，其中在所述防喘振閥中可以形成與所述吸入管線的下游連通的通道，并且經(jīng)過所述通道而流動(dòng)的吸入空氣可以供應(yīng)到所述壓縮機(jī)的葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)中心之外的邊緣部分?？梢韵蛑鋈~片的轉(zhuǎn)動(dòng)方向形成吸入空氣的平均流動(dòng)速度線，該吸入空氣可以從所述防喘振閥的所述通道排放以流入到所述壓縮機(jī)的葉片，其中所述通道的進(jìn)氣端口 (inlet opening)可以大于所述通道的排氣端口(outlet opening)，以形成圓錐形，并且其中所述通道的排氣端口可以調(diào)整為使所述平均流動(dòng)速度線可以與所述葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)跡線相切。
可以形成吸入空氣的平均流動(dòng)速度線，該吸入空氣可以從所述防喘振閥的所述通道排放以流入到所述壓縮機(jī)的葉片，并且連接所述通道的進(jìn)氣口中心到所述葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)中心的假想線與所述平均流動(dòng)速度線形成預(yù)定角度，其中所述通道的進(jìn)氣端口可以大于所述通道的排氣端口，以形成圓錐形，并且其中所述通道的排氣端口可以調(diào)整為使所述平均流動(dòng)速度線可以與所述葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)跡線相切，并且其中可以在所述假想線和所述平均流動(dòng)速度線之間形成的所述預(yù)定角度可以為至少15度。所述防喘振閥可以包括打開/關(guān)閉單元，所述打開/關(guān)閉單元控制流入到所述通道內(nèi)的吸入空氣，并且其中所述打開/關(guān)閉單元的提升高度可以等于或大于所述通道的進(jìn)氣口直徑，其中接觸所述打開/關(guān)閉單元的閥板的一側(cè)表面可以是平展的，并且流入到所述打開/關(guān)閉單元的進(jìn)氣口內(nèi)的吸入空氣使其運(yùn)動(dòng)方向改變180度，以便經(jīng)過通道進(jìn)氣口排放?？梢孕纬晌肟諝獾钠骄鲃?dòng)速度線，該吸入空氣可以從所述防喘振閥的所述通道排放以流入到所述壓縮機(jī)的葉片，在所述平均流動(dòng)速度線和所述葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)跡線彼此相交的位置可以形成交點(diǎn)，并且可以形成穿過所述交點(diǎn)和所述葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)中心的水平線，其中所述平均流動(dòng)速度線和所述水平線形成預(yù)定角度，其中所述通道的進(jìn)氣端口可以大于所述通道的排氣端口，以形成圓錐形，其中所述通道的排氣端口可以調(diào)整為使所述平均流動(dòng)速度線可以與所述葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)跡線相切，并且其中可以由所述平均流動(dòng)速度線和所述水平線形成的所述預(yù)定角度可以為至少15度。通過納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于說明本發(fā)明的某些原理的具體實(shí)施方式
，本發(fā)明的方法和裝置所具有的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將更為具體地變得清楚或得以闡明。


圖1為示意圖，其顯示了在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的具有防喘振閥的渦輪增壓器中防喘振閥處于非運(yùn)行的狀態(tài)。圖2為示意圖，其顯示了在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的具有防喘振閥的渦輪增壓器中防喘振閥處于運(yùn)行的狀態(tài)。圖3為局部橫截面圖，其顯示根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的防喘振閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。圖4為顯示了在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的防喘振閥中流動(dòng)的空氣流的示圖。圖5為顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的防喘振閥的示意性的橫截面圖。圖6為顯示了在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的壓縮機(jī)的葉片中產(chǎn)生噪聲的原理的示圖。圖7為顯示根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的效率的曲線圖。應(yīng)當(dāng)了解，所附附圖并非是按比例的，其顯示了圖解本發(fā)明的基本原理的各種特征的略微簡(jiǎn)化的畫法。本文所公開的本發(fā)明的具體設(shè)計(jì)特征包括例如具體尺寸、方向、位置和外形將部分地由具體所要應(yīng)用和使用的環(huán)境來確定。在這些圖形中，貫穿附圖的多幅圖形，附圖標(biāo)記引用本發(fā)明的同樣的或等同的部
5分。
具體實(shí)施例方式下面將對(duì)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案詳細(xì)地作出引用，這些實(shí)施方案的實(shí)例被顯示在附圖中并描述如下。盡管本發(fā)明將與示例性實(shí)施方案相結(jié)合進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實(shí)施方案。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實(shí)施方案，而且覆蓋可以被包括在由權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種選擇形式、修改形式、等價(jià)形式及其它實(shí)施方案。下面將參考附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述。圖1為顯示了在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的具有防喘振閥的渦輪增壓器中防喘振閥處于非運(yùn)行的狀態(tài)的示意圖。參考圖1，具有防喘振閥的渦輪增壓器包括吸入管線120、節(jié)流閥150、吸入歧管 160、排放管線140、渦輪增壓器130和防喘振閥100。渦輪增壓器130包括設(shè)置在排放管線140處的渦輪130b以及設(shè)置在吸入管線120 處的壓縮機(jī)130a，并且旁通管線110在壓縮機(jī)130a的下游側(cè)處從吸入管線120分出，以便在壓縮機(jī)130a的上游側(cè)處接合吸入管線120。防喘振閥100安裝在旁通管線110上，第一旁通管線IlOa從吸入管線120到防喘振閥100形成，且第二旁通管線IlOb從防喘振閥100到吸入管線120形成。如果駕駛者推動(dòng)加速器踏板，那么空氣經(jīng)過吸入管線120而導(dǎo)入，空氣流動(dòng)經(jīng)過壓縮機(jī)130a、節(jié)流閥150和吸入歧管160，并且與燃料燃燒后的排放氣體經(jīng)過排放管線140 的渦輪130b而排放到大氣中。渦輪130b通過排放氣體而轉(zhuǎn)動(dòng)，以使壓縮機(jī)130a轉(zhuǎn)動(dòng)，從而經(jīng)過吸入管線120高
效地供應(yīng)壓縮空氣。圖2為顯示了在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的具有防喘振閥的渦輪增壓器中防喘振閥處于運(yùn)行狀態(tài)的示意圖。參考圖2，如果駕駛者的足部離開加速踏板踏板，那么節(jié)流閥150立即關(guān)閉，并且如果壓縮機(jī)130a和節(jié)流閥150之間的壓力升高，那么防喘振閥100打開。同時(shí)，在經(jīng)過第一旁通管線110a、防喘振閥100和第二旁通管線IlOb將壓縮空氣供應(yīng)到壓縮機(jī)130a的上游側(cè)的同時(shí)，壓縮空氣與壓縮機(jī)130a的葉片碰觸，從而產(chǎn)生高等級(jí)的噪聲。圖3為顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的防喘振閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的局部橫截面圖。參考圖3，在連接到第一旁通管線IlOa的防喘振閥100處形成進(jìn)氣口 300，并且經(jīng)過進(jìn)氣口 300而流入的旁通空氣經(jīng)過通道320而流動(dòng)到吸入管線120。在圖2中描述的第二旁通管線IlOb對(duì)應(yīng)于圖3中描述的通道320，并且如果沒有具體說明，則可以確定這些構(gòu)成元件是相同的。壓縮機(jī)130a的葉片設(shè)置在吸入管線120內(nèi)，以高速轉(zhuǎn)動(dòng)，并且該葉片基于其轉(zhuǎn)動(dòng)中心360而轉(zhuǎn)動(dòng)。流入到通道320的通道進(jìn)氣口 310的空氣經(jīng)過通道排氣口 330而供應(yīng)到壓縮機(jī)130a的葉片，并且空氣被供應(yīng)到除了葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)中心部分365之外的邊緣部分。具體而言，在通道320中流動(dòng)的空氣沿所述葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)方向而供應(yīng)，從而使空氣碰觸葉片時(shí)所產(chǎn)生的噪聲降低。如圖所示，穿過通道320的進(jìn)氣口中心350和葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)中心360的線與平均流動(dòng)速度線340形成預(yù)定角度，其中合乎希望的是該預(yù)定角度大于15度。圖4為顯示了在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的防喘振閥中流動(dòng)的空氣流的示圖。壓縮機(jī)130a的葉片具有轉(zhuǎn)動(dòng)中心360，并且沿著葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡形成葉片轉(zhuǎn)動(dòng)跡線400。另外，穿過通道320而流入到葉片的空氣形成平均流動(dòng)速度線340。穿過葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)中心以及交點(diǎn)405的水平線410與平均流動(dòng)速度線340形成預(yù)定角度α，交點(diǎn)405位于平均流動(dòng)速度線340與葉片轉(zhuǎn)動(dòng)跡線400相交處。合乎希望的是預(yù)定角度α大于15度。如圖4所示，由經(jīng)過通道320而流入到壓縮機(jī)130a的葉片內(nèi)的吸入空氣形成的平均速度線340連接到除了葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)中心360之外的邊緣部分，從而使葉片與空氣碰觸而產(chǎn)生的噪聲降低。圖5為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的防喘振閥的示意性的橫截面圖。參考圖5，防喘振閥100包括閥板500、打開/關(guān)閉單元620、彈簧610和負(fù)壓管線 600。在連接到第一旁通管線IlOa的閥板500中形成進(jìn)氣口 300，并且形成通道進(jìn)氣口 310以連接到通道320。如果打開/關(guān)閉單元620通過彈簧610而接觸閥板500的上表面，那么進(jìn)氣口 300 和通道進(jìn)氣口 310關(guān)閉。另外，如果在負(fù)壓管線600中形成負(fù)壓，那么打開/關(guān)閉單元620與閥板620的上表面分離開預(yù)定距離，從而進(jìn)氣口 300和通道進(jìn)氣口 310連接。更具體地，如果打開/關(guān)閉單元620的下表面接觸閥板500的上表面，那么進(jìn)氣口 300和通道進(jìn)氣口 310關(guān)閉，并且如果打開/關(guān)閉單元620的下表面與閥板500的上表面分離開預(yù)定距離，那么空氣流動(dòng)經(jīng)過進(jìn)氣口 300以及打開/關(guān)閉單元620和閥板500之間的空間，以供應(yīng)到通道進(jìn)氣口 310。在本發(fā)明的示例性實(shí)施方案中，在流入到進(jìn)氣口 300的空氣流入閥板500和打開 /關(guān)閉單元620之間的空間以及通道進(jìn)氣口 310的時(shí)候，空氣的流動(dòng)方向改變180度，使得由于流動(dòng)方向的改變會(huì)很容易形成鳴嘯的噪聲。同時(shí)，在本發(fā)明的示例性實(shí)施方案中，當(dāng)打開/關(guān)閉單元620與閥板500分離時(shí)， 提升量等于或大于通道進(jìn)氣口 310的直徑，從而使噪聲最小化。在本發(fā)明的另一示例性實(shí)施方案中，當(dāng)打開/關(guān)閉單元620與閥板500分離時(shí)，提升量等于或大于進(jìn)氣口 300的直徑，從而使噪聲最小化。圖6為顯示在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的壓縮機(jī)的葉片中產(chǎn)生噪聲的原理的示圖。參考圖6，葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)跡線400形成圓形，沿著空氣的流動(dòng)線形成平均流動(dòng)速度線 340，并且在轉(zhuǎn)動(dòng)跡線400的切線和平均流動(dòng)速度線340之間形成入射角Ai。
入射角Ai越大，在葉片周圍的流動(dòng)分離現(xiàn)象所產(chǎn)生的噪聲就越大，并且入射角Ai 越小，在葉片周圍的噪聲就越小。圖7為顯示根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的效率的曲線圖。參考圖7，水平軸是頻率，豎軸顯示了頻率的分貝(大小)。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的噪聲(頻率)的大小(分貝)得到了顯著的降低。為了方便解釋和精確限定權(quán)利要求，術(shù)語“上”、“下”、“內(nèi)，，和“外，，被用于參考附圖中所顯示的這些特征的位置來描述示例性實(shí)施方案的特征。前面對(duì)本發(fā)明具體示例性實(shí)施方案所呈現(xiàn)的描述是出于說明和描述的目的。前面的描述并不想要成為毫無遺漏的，也不是想要把本發(fā)明限制為所公開的精確形式，顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)很多改變和變化都是可能的。選擇示例性實(shí)施方案并進(jìn)行描述是為了解釋本發(fā)明的特定原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種示例性實(shí)施方案及其各種選擇形式和修改形式。本發(fā)明的范圍意在由權(quán)利要求書及其等價(jià)形式所限定。
權(quán)利要求
1.一種具有防喘振閥的渦輪增壓器，包括壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)設(shè)置在吸入管線處，以壓縮吸入空氣；以及防喘振閥，所述防喘振閥選擇性地流體連接所述壓縮機(jī)的下游和上游，以便使吸入空氣從所述吸入管線的下游循環(huán)到上游，其中在所述防喘振閥中形成與所述吸入管線的下游連通的通道，并且經(jīng)過所述通道而流動(dòng)的吸入空氣供應(yīng)到所述壓縮機(jī)的葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)中心之外的邊緣部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有防喘振閥的渦輪增壓器，其中向著所述葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)方向形成吸入空氣的平均流動(dòng)速度線，該吸入空氣從所述防喘振閥的所述通道排放以流入到所述壓縮機(jī)的葉片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有防喘振閥的渦輪增壓器，其中所述通道的進(jìn)氣端口大于所述通道的排氣端口，以形成圓錐形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有防喘振閥的渦輪增壓器，其中所述通道的排氣端口調(diào)整為使所述平均流動(dòng)速度線與所述葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)跡線相切。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有防喘振閥的渦輪增壓器，其中形成吸入空氣的平均流動(dòng)速度線，該吸入空氣從所述防喘振閥的所述通道排放以流入到所述壓縮機(jī)的葉片，并且連接所述通道的進(jìn)氣口中心到所述葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)中心的假想線與所述平均流動(dòng)速度線形成預(yù)定角度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有防喘振閥的渦輪增壓器，其中所述通道的進(jìn)氣端口大于所述通道的排氣端口，以形成圓錐形。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有防喘振閥的渦輪增壓器，其中所述通道的排氣端口調(diào)整為使所述平均流動(dòng)速度線與所述葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)跡線相切。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有防喘振閥的渦輪增壓器，其中在所述假想線和所述平均流動(dòng)速度線之間形成的所述預(yù)定角度為至少15度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有防喘振閥的渦輪增壓器，其中所述防喘振閥包括打開/ 關(guān)閉單元，所述打開/關(guān)閉單元控制流入到所述通道內(nèi)的吸入空氣，并且其中所述打開/關(guān)閉單元的提升高度等于或大于所述通道的進(jìn)氣口直徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有防喘振閥的渦輪增壓器，其中接觸所述打開/關(guān)閉單元的閥板的一側(cè)表面是平展的，并且流入到所述打開/關(guān)閉單元的進(jìn)氣口內(nèi)的吸入空氣使其運(yùn)動(dòng)方向改變180度，以便經(jīng)過通道進(jìn)氣口排放。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有防喘振閥的渦輪增壓器，其中形成吸入空氣的平均流動(dòng)速度線，該吸入空氣從所述防喘振閥的所述通道排放以流入到所述壓縮機(jī)的葉片，在所述平均流動(dòng)速度線和所述葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)跡線彼此相交的位置形成交點(diǎn)，并且形成穿過所述交點(diǎn)和所述葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)中心的水平線，其中所述平均流動(dòng)速度線和所述水平線形成預(yù)定角度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的具有防喘振閥的渦輪增壓器，其中所述通道的進(jìn)氣端口大于所述通道的排氣端口，以形成圓錐形。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的具有防喘振閥的渦輪增壓器，其中所述通道的排氣端口調(diào)整為使所述平均流動(dòng)速度線與所述葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)跡線相切。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的具有防喘振閥的渦輪增壓器，其中由所述平均流動(dòng)速度線和所述水平線形成的所述預(yù)定角度為至少15度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有防喘振閥的渦輪增壓器，其可以包括壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)可以設(shè)置在吸入管線處，以壓縮吸入空氣；以及防喘振閥，所述防喘振閥選擇性地流體連接所述壓縮機(jī)的下游和上游，以便使吸入空氣從所述吸入管線的下游循環(huán)到上游，其中在所述防喘振閥中可以形成與所述吸入管線的下游連通的通道，并且經(jīng)過所述通道而流動(dòng)的吸入空氣可以供應(yīng)到所述壓縮機(jī)的葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)中心之外的邊緣部分。
文檔編號(hào)F02B37/12GK102434269SQ20101056324
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2010年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者姜祥圭, 李宗圭, 金在憲, 金炯縝 申請(qǐng)人:現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社