涡轮增压器的制作方法
未命名
07-06
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1.本公开涉及涡轮增压器。
背景技术:
2.在涡轮增压器(增压器)等旋转机械中,为了提高效率、抑制振动、降低噪音等,总是进行各种各样的改善。
3.例如,在专利文献1中公开有如下结构:在静叶片的圆周方向上,使周向的一部分的喉宽与其他标准的喉宽不同,由此避免与动叶片的共振。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1:日本国专利第3181200号公报
技术实现要素:
7.发明所要解决问题
8.但是,在涡轮增压器中,具备涡旋部,该涡旋部使从发动机排出的废气在叶轮的径向外侧在周向回转并将其向径向内侧的叶轮的动叶片引导。为了提高涡轮增压器的效率,优选尽量减小配置于叶轮的径向外侧的涡旋部的舌部和构成叶轮的动叶片的间隙。但是,如果减小舌部和动叶片的间隙,则在舌部下游产生的废气的低流速区域,有时因动叶片通过时的压力变动而产生噪音。
9.本公开是为了解决上述问题而提出的,提供一种能够抑制噪音的涡轮增压器。
10.用于解决问题的技术方案
11.为了解决上述问题,本公开提供一种涡轮增压器,其具备:叶轮,其具备能够绕中心轴旋转地设置的轮毂、及在所述轮毂的径向外侧在绕所述中心轴的周向隔开间隔地配置的多个动叶片;涡轮壳体,其配置于所述叶轮的径向外侧,且形成使废气沿周向回转并将废气朝向径向内侧的所述叶轮引导的涡旋流路,形成于多个所述动叶片间的多个叶片间流路部中,至少一个所述叶片间流路部的所述周向的流路宽度与其他所述叶片间流路部的流路宽度不同。
12.发明效果
13.根据本公开的涡轮增压器,能够抑制噪音。
附图说明
14.图1是表示本公开实施方式的涡轮增压器的概略结构的图。
15.图2是从中心轴方向观察本公开第一实施方式的涡轮增压器的涡轮的图。
16.图3是从中心轴方向观察构成本公开第一实施方式的涡轮的叶轮的图。
17.图4是表示本公开第一实施方式的叶轮的载荷变动的模拟结果的图。
18.图5是表示基于图4的模拟结果的噪音的频率分布的图。
19.图6是表示本公开第一实施方式的变形例的叶轮的载荷变动的模拟结果的图。
20.图7是表示基于图6的模拟结果的噪音的频率分布的图。
21.图8是从中心轴方向观察构成本公开第二实施方式的涡轮的叶轮的图。
22.图9是表示本公开第二实施方式的叶轮的载荷变动的模拟结果的图。
23.图10是表示基于图9的模拟结果的噪音的频率分布的图。
24.图11是从中心轴方向观察构成本公开第三实施方式的涡轮的叶轮的图。
25.图12是从中心轴方向观察构成本公开第四实施方式的涡轮的叶轮的图。
具体实施方式
26.《第一实施方式》
27.下面,参照附图对本公开的涡轮增压器进行说明。
28.(涡轮增压器的结构)
29.如图1所示,涡轮增压器10具备涡轮增压器主体11、压缩机20、以及涡轮30。该涡轮增压器10例如作为发动机的辅机搭载于汽车等上。
30.涡轮增压器主体11具有轴承壳体12和旋转轴13。
31.轴承壳体12经由托架(未图示)、压缩机20、涡轮30等支承于车身等上。旋转轴13收纳于轴承壳体12的内部。旋转轴13经由轴承14a、14b在轴承壳体12内绕中心轴c旋转自如地被支承。旋转轴13的中心轴c方向的两端向轴承壳体12的外部突出。
32.压缩机20配置于轴承壳体12的中心轴c方向的一端侧。压缩机20具备压缩机轮21和压缩机壳体22。压缩机轮21在轴承壳体12的外部与旋转轴13的端部连接。压缩机轮21与旋转轴13一体地绕中心轴c旋转。压缩机壳体22与轴承壳体12的中心轴c方向的一端侧连结。压缩机壳体22将压缩机轮21收纳于内部。在压缩机壳体22内形成有从外部导入的空气的流路22r。流路22r将从外部导入的空气引导至压缩机轮21,并且将经过了压缩机轮21的空气送入发动机(未图示)。
33.(涡轮的结构)
34.涡轮30配置于轴承壳体12的另一端侧。涡轮30具备涡轮壳体40和叶轮31a。
35.涡轮壳体40与轴承壳体12的另一端侧连结。涡轮壳体40相对于叶轮31a配置于以中心轴c为中心的径向dr的外侧。涡轮壳体40将叶轮31a收纳于内部。
36.如图2所示,涡轮壳体40具有气体导入部(未图示)和涡旋流路43、44。气体导入部(未图示)朝向外部开口,将从发动机(未图示)排出的废气导入涡轮壳体40内。
37.涡旋流路43、44形成于涡轮壳体40内。涡旋流路43、44将驱动叶轮31a旋转的废气沿周向dc回转,并引导其逐渐朝向径向dr的内侧。
38.涡轮壳体40具有筒状的周壁41和形成于周壁41内部的中间壁42。周壁41整体为涡卷状,从气体导入部(未图示)向周向dc连续,并且逐渐朝向径向dr的内侧延伸。中间壁42将筒状的周壁41内划分为以中心轴c为中心的径向dr的外侧和径向dr的内侧。由此,在涡轮壳体40的周壁41内划分出相对于中间壁42配置于径向dr的外侧的涡旋流路43和相对于中间壁42配置于径向dr的内侧的涡旋流路44。
39.周壁41及中间壁42在相对于叶轮3la在径向dr的外侧接近的位置具有舌部41s、42s。周壁41的舌部41s和中间壁42的舌部42s隔着叶轮31a配置于在周向dc上大致相差180
°
的位置。涡旋流路43及涡旋流路44具有朝向径向dr的内侧的叶轮31a开口的喷嘴部43n、44n。喷嘴部43n和喷嘴部44n隔着叶轮31a在径向dr上对置。涡旋流路43的喷嘴部43n在周壁41的舌部41s和中间壁42的舌部42s之间沿周向dc遍及大致180
°
开口。涡旋流路44的喷嘴部44n在中间壁42的舌部42s和周壁41的舌部41s之间沿周向dc遍及大致180
°
开口。
40.另外,如图1所示,在涡轮壳体40上,在周壁41的径向dr的内侧形成有将从叶轮31a排出的废气朝向中心轴c排出的排气部45。
41.从发动机(未图示)向这样的涡轮壳体40的气体导入部(未图示)供给废气。从气体导入部(未图示)流入的废气沿着涡旋流路43、44在叶轮31a的径向dr的外侧沿周向dc回转,并且逐渐向径向dr的内侧流动。废气从喷嘴部43n、44n向径向dr的内侧的叶轮31a供给。通过废气的流动碰撞,叶轮31a绕中心轴c旋转。经过了叶轮31a的废气从叶轮31a的径向dr的内侧通过排气部45向外部排出。
42.通过这样的叶轮31a的旋转,旋转轴13及压缩机轮21与叶轮31a一体地绕中心轴c旋转。压缩机轮21通过绕中心轴c旋转而压缩从外部导入到压缩机壳体22内的空气。由压缩机20压缩的空气从压缩机壳体22供给到发动机(未图示)。
43.(叶轮的结构)
44.叶轮31a在轴承壳体12的外部配置于旋转轴13的中心轴c方向的另一端侧。叶轮31a与旋转轴13一体地绕中心轴c旋转。如图1~图3所示,叶轮31a一体地具备轮毂32和动叶片33。
45.轮毂32固定于旋转轴13的中心轴c方向的另一端侧。轮毂32能够与旋转轴13一体地绕中心轴c旋转。轮毂32从中心轴c方向观察形成圆盘状。轮毂32在径向dr的内侧的轮毂中心部32a沿中心轴c方向具有一定尺寸的厚度。轮毂32从轮毂中心部32a朝向径向dr外侧,中心轴c方向的厚度逐渐缩小。轮毂32在于中心轴c方向上朝向排气部45侧的一侧具有盘面32f。盘面32f由随着朝向径向dr外侧而从在中心轴c方向上靠近排气部45的一侧逐渐朝向在中心轴c方向上与排气部45相反侧的轴承壳体12侧的凹状弯曲面形成。
46.动叶片33在盘面32f上沿绕中心轴c的周向dc隔开间隔地配置有多个。在本公开的实施方式中,叶轮31a例如具备10片动叶片33。
47.各动叶片33具有前缘33f和后缘33r。前缘33f朝向径向dr外侧,面向涡旋流路43、44的喷嘴部43n、44n。前缘33f被配置为相对于位于径向dr外侧的周壁41的舌部41s及中间壁42的舌部42s隔开在径向dr上确定的间隙。后缘33r朝向中心轴c方向的另一侧,面向排气部45。
48.如图3所示,在这样的叶轮31a上,在于周向dc上相邻的动叶片33彼此之间形成有叶片间流路部r。从叶轮31a的径向dr外侧的涡旋流路43、44朝向径向dr内侧流入的废气通过在周向dc上相互邻接的动叶片33之间的叶片间流路部r。从动叶片33的前缘33f朝向径向dr内侧流入的废气通过盘面32f的弯曲而改变流动的方向,从动叶片33的后缘33r沿着中心轴c排出。叶轮31a在周向dc上具有多个这样的叶片间流路部r。
49.就叶轮31a而言,形成于多个动叶片33之间的多个叶片间流路部r中的至少一个叶片间流路部r1的周向dc的流路宽度与其他叶片间流路部r2的流路宽度不同。在本发明的实施方式中,叶轮31a具有周向dc的流路宽度互不相同的叶片间流路部r1和叶片间流路部r2。
50.例如,流路宽度也可以是在相邻的动叶片33彼此之间形成的动叶片33的前缘33f
侧的夹角。
51.例如,叶片间流路部r1也可以以夹角θ1形成于相邻的动叶片33彼此之间。
52.例如,叶片间流路部r2也可以以夹角θ2形成于相邻的动叶片33彼此之间。
53.例如,在本公开实施方式中,夹角θ1也可以小于夹角θ2。
54.例如,夹角θ1也可以设定为例如31
°
。
55.例如,夹角θ2也可以设定为例如41
°
。
56.例如,周向dc的流路宽度互不相同的叶片间流路部r1和叶片间流路部r2也可以在周向dc上交替排列。
57.在动叶片33的周向dc的厚度为相对于夹角不能忽视的程度的厚度的情况下,夹角也可以是相邻的动叶片33相互对置的面形成的角。此时,例如,也可以是,夹角θ1可以被设定为从31
°
减去与动叶片33周向dc的厚度相当的角度的角度,夹角θ2可以被设定为从41
°
减去与动叶片33的周向dc的厚度相当的角度的角度。
58.但是,包括图3的情况在内,以下对动叶片33的周向dc的厚度为相对于夹角能够忽略的程度的厚度的情况进行说明。
59.这样,叶轮31a具有在周向dc上不等间隔地配置的多片动叶片33。叶轮31a具有合计5组周向dc的流路宽度(夹角)互不相同的两种叶片间流路部r1、r2。
60.在此,周向dc的流路宽度(夹角)互不相同的两种叶片间流路部r1、r2包含由各5片动叶片33构成的动叶片组g1(第一动叶片组)、动叶片组g2(第二动叶片组)。动叶片组g1、g2分别由在周向dc上每隔72
°
等间隔地配置的5片动叶片33构成。动叶片组g2的各动叶片33相对于动叶片组g1的各动叶片33,成为向周向dc的右旋错开相位的配置。
61.因此,通过将各5片的动叶片组g1、g2分别单元化,并错开相位地形成,作为整体,能够容易地构成在周向dc上不等间隔地配置的多片动叶片33。
62.因此,能够容易地制造涡轮增压器10。
63.当使用这样的叶轮31a对作用于舌部41s、42s的载荷(压力)变动进行模拟时,如图4所示的压力变动波形w1,叶轮31a绕中心轴c旋转,舌部41s、42s与多个动叶片33接近,从而产生不等间距的载荷变动。与此相对,为了进行比较,对于在周向dc上等间隔地配置多个动叶片的情况也进行了同样的模拟,结果压力变动波形w2产生等间距的载荷变动。
64.进而,当对压力变动波形w1、w2进行频率分析时,如图5所示,在将多个动叶片沿周向dc等间隔地配置的情况下,载荷变动集中于特定频率区域f,与此相对,在将多个动叶片33不等间隔地配置,使叶片间流路部r1的周向dc的流路宽度与叶片间流路部r2的流路宽度不同的情况下,载荷变动分散在多个频率区域。
65.根据上述的实施方式的涡轮增压器10,多个叶片间流路部r中的一部分叶片间流路部r1的周向dc的流路宽度与其他叶片间流路部r2的流路宽度不同。由此,在多个动叶片33和舌部41s、42s的间隙产生的压力变动成为不等间距。因此,能够不扩大多个动叶片33和舌部41s、42s的间隙而使在间隙产生的噪音的频率分散。由此,能够降低特定频率下的噪音。因此,能够抑制噪音。
66.另外,如上所述的涡轮增压器10成为第二动叶片组g2的各动叶片33相对于第一动叶片组g1的各动叶片33在周向dc上错开相位的配置。
67.由此,通过将第一动叶片组g1和第二动叶片组g2分别单元化,并错开相位地配置,
作为整体,能够容易地构成在周向dc上不等间隔地配置的多片动叶片33。
68.因此,能够容易地制造涡轮增压器10。
69.特别是,如上述的涡轮增压器10那样,如果叶轮31a中的动叶片33的数量为偶数,则能够以第一动叶片组g1的动叶片33的片数和第二动叶片组g2的动叶片33的片数为相同片数的方式构成叶轮31a。
70.因此,在将第一动叶片组g1和第二动叶片组g2组合时,容易取得叶轮31a的中心的平衡。
71.(第一实施方式的变形例)
72.此外,在上述实施方式中,将叶片间流路部r1的夹角θ1设定为31
°
,将叶片间流路部r2的夹角θ2设定为41
°
,但不限于此。叶片间流路部r1的夹角θ1、叶片间流路部r2的夹角θ2可以适当变更。
73.例如,也可以将叶片间流路部r1的夹角θ1设定为26
°
,将叶片间流路部r2的夹角θ2设定为46
°
。该情况下,如图6所示,在使夹角θ1、θ2不同的叶轮31a中,如压力变动波形w1’所示,也产生不等间距的载荷变动。压力变动波形w1’与等间隔地设置动叶片33时的压力变动波形w2相比,偏差变大。如图7所示,当对图6的压力变动波形w1’进行频率分析时,将多个动叶片33不等间隔地配置,使叶片间流路部r1的周向dc的流路宽度与叶片间流路部r2的流路宽度不同,由此,载荷变动进一步分散在其他频率区域,特定频率范围f中的载荷(噪音)的峰值大幅降低。
74.《第二实施方式》
75.接着,对本公开第二实施方式的涡轮增压器进行说明。
76.在第二实施方式中,对与第一实施方式相同的构成要素标注相同的标记,省略详细的说明。该第二实施方式的涡轮增压器的多个动叶片33的排列与第一实施方式不同。
77.如图8所示,构成第二实施方式的涡轮增压器10的涡轮30的叶轮31b与上述第一实施方式相同,在周向dc上隔开间隔地具备例如10片动叶片33。
78.在本发明实施方式的叶轮31b中,形成于多个动叶片33间的多个叶片间流路部r具备周向dc的流路宽度互不相同的5种叶片间流路部r11~r15。就5种叶片间流路部r11~r15而言,相邻的动叶片33彼此的夹角θ11~θ15互不相同。叶片间流路部r11以夹角θ11形成于相邻的动叶片33彼此之间。在本公开实施方式中,夹角θ11例如设定为42
°
。叶片间流路部r12以夹角θ12形成于相邻的动叶片33彼此之间。夹角θ12例如设定为39
°
。叶片间流路部r13以夹角θ13形成于相邻的动叶片33彼此之间。夹角θ13例如设定为33
°
。叶片间流路部r14以夹角θ14形成于相邻的动叶片33彼此之间。夹角θ14例如设定为30
°
。叶片间流路部r15以夹角θ15形成于相邻的动叶片33彼此之间。夹角θ15例如设定为36
°
。
79.这样,叶轮31b具有在周向dc上等间隔地配置的多片动叶片33。叶轮31b将5种夹角θ11~θ15的叶片间流路部r11~r15的组在周向dc上排列共计2组。
80.在此,周向dc的流路宽度(夹角)互不相同的5种叶片间流路部r11~r15包含由各两片动叶片33构成的动叶片组g1~g5(第一动叶片组~第五动叶片组)。动叶片组g1~g5分别由在周向dc上每隔180
°
等间隔地配置的两片动叶片33构成。动叶片组g1~g5的各动叶片33为相互在周向dc上错开相位的配置。
81.因此,通过将各两片动叶片组g1~g5分别单元化,并错开相位地配置,作为整体,
能够容易地构成在周向dc上不等间隔地配置的多片动叶片33。
82.因此,能够容易地制造涡轮增压器10。
83.当使用这样叶轮31b对作用于舌部41s、42s的载荷(压力)变动进行模拟时,如图9所示的压力变动波形w11那样,叶轮31b绕中心轴c旋转,多个动叶片33接近舌部41s、42s,从而产生不等间距的载荷变动。而且,当对压力变动波形w11进行频率分析时,如图10所示,在将多个动叶片33不等间隔地配置,使叶片间流路部r11~r15的周向dc的流路宽度互不相同的情况下,与图5、图7所示的第一实施方式中的压力变动波形w1相比,载荷变动更多地分散在其他频率区域。
84.根据上述的实施方式的涡轮增压器10,多个叶片间流路部r11~r15的流路宽度互不相同。由此,能够不扩大多个动叶片33和舌部41s、42s的间隙而使在间隙产生的噪音的频率分散。由此,能够降低特定频率区域f中的噪音。因此,能够抑制噪音。
85.《第三实施方式》
86.接着,对本公开第三实施方式的涡轮增压器进行说明。
87.在第三实施方式中,对与第一、第二实施方式相同的构成要素标注相同的标记,省略详细的说明。该第三实施方式的涡轮增压器的轮毂32的结构与第一实施方式不同。
88.如图11所示,构成第三实施方式的涡轮增压器10的涡轮30的叶轮31c与上述第一实施方式相同,在周向dc上隔开间隔地具备例如10片动叶片33。
89.本公开实施方式的叶轮31c与上述第一实施方式相同,具有周向dc的流路宽度互不相同的第一叶片间流路部r21和第二叶片间流路部r22。第一叶片间流路部r21以夹角θ21(例如31
°
)形成于相邻的动叶片33彼此之间。第二叶片间流路部r22以夹角θ22(例如41
°
)形成于相邻的动叶片33彼此之间。叶轮31c具有共计5组周向dc的流路宽度(夹角)互不相同的两种第一叶片间流路部r21及第二叶片间流路部r22。
90.在这样的叶轮31c中,在周向dc的流路宽度(夹角)互不相同的两种第一叶片间流路部r21和第二叶片间流路部r22中,轮毂32的直径尺寸互不相同。第一叶片间流路部r21中的轮毂32的直径尺寸ra大于第二叶片间流路部r22中的轮毂32的直径尺寸rb,该第二叶片间流路部r22具有大于第一叶片间流路部r21的流路宽度。由此,在流路宽度窄的第一叶片间流路部r21中,因为轮毂32的直径尺寸ra大,所以轮毂32的盘面32fa位于比第二叶片间流路部r22中的轮毂32的盘面32fb更靠径向dr的外侧。由此,在第一叶片间流路部r21中,相互相邻的动叶片33的根部33k彼此的周向dc的间隔实质上变宽。
91.根据上述的实施方式的涡轮增压器10,在流路宽度窄的第一叶片间流路部r21中,轮毂32的直径尺寸ra大,在流路宽度宽的第二叶片间流路部r22中,轮毂32的直径尺寸rb小。由此,在流路宽度窄的第一叶片间流路部r21中,也能够容易地进行将动叶片33的根部33k和轮毂32的盘面32fa连接的部分33j的曲面的加工等。另外,能够增大将动叶片33的根部33k和轮毂32的盘面32fa连接的部分33j的曲率半径,能够抑制应力集中于动叶片33的根部33k。
92.另外,与上述实施方式相同,第一叶片间流路部r21及第二叶片间流路部r22的流路宽度互不相同。由此,能够降低特定频率下的噪音。因此,能够抑制噪音。
93.《第四实施方式》
94.接着,对本公开的第四实施方式的涡轮增压器进行说明。
95.在第四实施方式中,对与第一~第三实施方式相同的构成要素标注相同的标记,省略详细的说明。该第四实施方式的涡轮增压器的多个动叶片33g在废气的流动方向下游侧的后缘33r侧的配置与第一~第三实施方式不同。
96.如图12所示,构成第四实施方式的涡轮增压器10的涡轮30的叶轮31d与上述第一实施方式相同,在周向dc上隔开间隔地具备例如10片动叶片33g。
97.在本公开的实施方式中,多片动叶片33g的废气的流动方向下游侧的后缘33r侧被配置为与周向dc相邻的叶片间的最小流路面积相等。
98.另一方面,在多片动叶片33g中,废气的流动方向上游侧的前缘33f侧被配置为在周向dc上为不等间隔。
99.本发明实施方式的叶轮31d与上述第一实施方式相同,具有周向dc的流路宽度互不相同的第一叶片间流路部r31和第二叶片间流路部r32。第一叶片间流路部r31以前缘33f侧的夹角θ31(例如31
°
)形成于相邻的动叶片33g彼此之间。第二叶片间流路部r32以前缘33f侧的夹角θ32(例如41
°
)形成于相邻的动叶片33g彼此之间。
100.另一方面,由于第一叶片间流路部r31和第二叶片间流路部r32在后缘33r侧分别具有相互相等的夹角θ41,从而被配置为相邻的叶片间的最小流路面积相等。
101.在上述的实施方式的涡轮增压器10中,在废气的流动方向上游侧的前缘33f侧,第一叶片间流路部r31及第二叶片间流路部r32的流路宽度互不相同。由此,能够抑制噪音。
102.另一方面,在废气的流动方向下游,多个动叶片33g被配置为在周向dc上相邻的叶片间的最小流路面积相等,因此,能够在废气的流动方向下游使对多个动叶片33g作用的载荷均匀。
103.此外,在本实施方式中,在废气的流动方向下游,通过各动叶片33的周向dc上的厚度相等的多个动叶片33g在周向dc上等间隔地配置,在周向dc上相邻的叶片间的最小流路面积被配置为相等,但只要配置为最小流路面积相等,则也可以任意构成。
104.作为变形例,在废气的流动方向下游,即使多个动叶片33g在废气的流动方向下游在周向dc上不等间隔,通过使各动叶片33的周向dc上的厚度不同,也能够将多个动叶片33g配置为在周向dc上相邻的叶片间的最小流路面积相等。
105.(其他实施方式)
106.以上,参照附图对本公开的实施方式进行了详细说明,但各实施方式中的各结构及它们的组合等是一例,在不脱离本公开的主旨的范围内,可以进行结构的附加、省略、置换及其他变更。另外,本公开不受实施方式限定,仅受权利要求的范围的限定。
107.例如,在上述实施方式中,通过使在周向dc上相邻的动叶片33彼此的夹角不同,使叶片间流路部r的流路宽度不同,但作为变形例,也可以通过使各动叶片33的周向dc上的厚度不同,使叶片间流路部r的流路宽度不同。
108.另外,在上述实施方式中,使动叶片33具备10片,但对动叶片33的片数没有任何限定,也可以适当地设定为其他的片数。作为变形例,动叶片33的片数也可以是奇数片。
109.另外,在上述实施方式中,涡轮壳体40具备两条涡旋流路43、44,但不限于此。
110.作为变形例,涡轮壳体40也可以是仅具备一条涡旋流路的结构。
111.作为其他变形例,涡轮壳体40也可以是具备两条涡旋流路的结构,所述两条涡旋流路沿中心轴c方向排列。
112.《附记》
113.各实施方式所记载的涡轮增压器10例如如下掌握。
114.(1)第一方面提供一种涡轮增压器10,其具备:叶轮31a~31d,其具备能够绕中心轴c旋转地设置的轮毂32、及在上述轮毂32的径向dr外侧沿绕上述中心轴c的周向dc隔开间隔地配置有多个动叶片33、33g;涡轮壳体40,其配置于上述叶轮31a~31d的径向dr外侧,且形成使废气沿周向dc回转并将其朝向径向dr内侧的上述叶轮31a~31d引导的涡旋流路43、44,形成于多个上述动叶片33、33g间的多个叶片间流路部r中,至少一个上述叶片间流路部r1、r11、r21、r31的上述周向dc的流路宽度与其他上述叶片间流路部r2、r12、r22、r32的流路宽度不同。
115.该涡轮增压器10中,多个动叶片33、33g不等间隔地配置。由此,能够不扩大多个动叶片33、33g和在涡轮壳体40中配置于动叶片33、33g的径向dr外侧的舌部41s、42s的间隙而使在间隙产生的噪音的频率分散。由此,能够降低特定频率下的噪音。因此,能够抑制噪音。
116.(2)第二方面的涡轮增压器10在(1)的涡轮增压器10的基础上,多个动叶片33、33g具有在上述周向dc等间隔地配置的第一动叶片组g1和在上述周向等间隔地配置的第二动叶片组g2,上述第二动叶片组g2的上述各动叶片33、33g为相对于上述第一动叶组g1的上述各动叶33、33g在上述周向dc错开相位的配置。
117.由此,通过将第一动叶组g1和第二动叶组g2分别单元化,并错开相位配置,作为整体,能够容易地构成在周向dc上不等间隔地配置的多个动叶33、33g。
118.因此,能够容易地制造涡轮增压器10。
119.(3)第三方面的涡轮增压器10在(1)或(2)的涡轮增压器10的基础上,第一上述叶片间流路部r21中的上述轮毂32的直径尺寸ra大于第二上述叶片间流路部r22中的上述轮毂32的直径尺寸rb,该第二上述叶片间流路部r22具有大于上述第一叶片间流路部r21的流路宽度。
120.由此,在流路宽度窄的第一叶片间流路部r21中,轮毂32的直径尺寸ra大,在流路宽度宽的第二叶片间流路部r22中,轮毂32的直径尺寸rb变小。在流路宽度窄的第一叶片间流路部r21中,能够容易地进行将动叶片33的根部33k和轮毂32的盘面32f连接的部分33j的曲面的加工。另外,能够增大将动叶片33的根部33k和轮毂32的盘面32f连接的部分33j的曲率半径,能够抑制应力集中于动叶片33的根部33k。
121.(4)第四方面的涡轮增压器10在(1)~(3)中的任一方面的涡轮增压器10的基础上,多个上述动叶片33g被配置为:在上述废气的流动方向下游侧,在上述周向dc上相邻的叶片间的最小流路面积相等,在上述废气的流动方向上游侧,在上述周向dc上为不等间隔。
122.由此,在废气的流动方向上游侧,在周向dc上等间隔地配置多个动叶片33。由此,仅在多个动叶片33g和舌部41s、42s接近的部分,使叶片间流路部r1、r2的周向dc的流路宽度不同。由此,也能够不扩大动叶片33和舌部41s、42s的间隙而使在间隙产生的噪音的频率分散。由此,能够降低特定频率下的噪音。
123.另一方面,在废气的流动方向下游,多个动叶片33g在周向dc上等间隔地配置,因此,能够在废气的流动方向下游使对多个动叶片33g作用的载荷均匀。
124.(5)第五方面的涡轮增压器10在(1)~(4)中的任一方面的涡轮增压器10的基础上,上述涡轮壳体40具备多个涡旋流路43、44,该多个涡旋流路43、44从上述叶轮31a~31d
的在上述周向dc上不同的多个部位分别向上述叶轮31a~31d供给上述废气。
125.由此,对于在周向dc上不同的部位具有向叶轮31a~31d的废气流入口的涡轮增压器10,能够抑制噪音。
126.工业上的可利用性
127.根据上述的涡轮增压器,能够抑制噪音。
128.附图标记说明
129.10:涡轮增压器;
130.11:涡轮增压器主体;
131.12:轴承壳体;
132.13:旋转轴;
133.14a、14b:轴承;
134.20:压缩机;
135.21:压缩机轮;
136.22:压缩机壳体;
137.22r:流路;
138.30:涡轮;
139.31a~31d:叶轮;
140.32:轮毂;
141.32a:轮毂中心部;
142.32f、32fa、32fb:盘面;
143.33、33g:动叶片;
144.33f:前缘;
145.33r:后缘;
146.33j:部分;
147.33k:根部;
148.40:涡轮壳体;
149.41:周壁;
150.41s:舌部;
151.42:中间壁;
152.42s:舌部;
153.43、44:涡旋流路;
154.43n、44n:喷嘴部;
155.45:排气部;
156.c:中心轴;
157.dc:周向;
158.dr:径向;
159.g1:动叶片群(第一动叶片群);
160.g2:动叶片群(第二动叶片群);
161.g3~g5:动叶片群(第三动叶片群~第五动叶片群);
162.r、r1、r2、r11~r15:叶片间流路部;
163.r21、r31:第一叶片间流路部;
164.r22、r32:第二叶片间流路部;
165.w1、w1’、w1 1、w2:压力变动波形;
166.f:特定频率区域;
167.ra:直径尺寸;
168.rb:直径尺寸;
169.θ1、θ2、θ11~θ15、θ21、θ22、θ31、θ32、θ41:夹角。
技术特征:
1.一种涡轮增压器,其具备:叶轮,其具备能够绕中心轴旋转地设置的轮毂、及在所述轮毂的径向外侧在绕所述中心轴的周向隔开间隔地配置的多个动叶片;涡轮壳体,其配置于所述叶轮的径向外侧,且形成使废气沿周向回转并将废气朝向径向内侧的所述叶轮引导的涡旋流路,形成于多个所述动叶片间的多个叶片间流路部中,至少一个所述叶片间流路部的所述周向的流路宽度与其他所述叶片间流路部的流路宽度不同。2.根据权利要求1所述的涡轮增压器,其中,所述多个动叶片具有沿所述周向等间隔地配置的第一动叶片组和沿所述周向等间隔地配置的第二动叶片组,所述第二动叶片组的所述各动叶片为相对于所述第一动叶片组的所述各动叶片在所述周向错开相位的配置。3.根据权利要求1或2所述的涡轮增压器,其中,第一所述叶片间流路部中的所述轮毂的直径尺寸大于第二所述叶片间流路部中的所述轮毂的直径尺寸,所述第二所述叶片间流路部具有大于所述第一叶片间流路部的流路宽度。4.根据权利要求1~3中任一项所述的涡轮增压器,其中,多个所述动叶片被配置为:在所述废气的流动方向下游侧,在所述周向上相邻的叶片间的最小流路面积相等,在所述废气的流动方向上游侧,在所述周向上为不等间隔。5.根据权利要求1~4中任一项所述的涡轮增压器,其中,所述涡轮壳体具备多个所述涡旋流路,所述多个涡旋流路从所述叶轮的在所述周向上不同的多个部位分别向所述叶轮供给所述废气。
技术总结
该涡轮增压器具备:叶轮,其具备能够绕中心轴旋转地设置的轮毂、及在轮毂的径向外侧在绕中心轴的周向隔开间隔地配置的多个动叶片;涡轮壳体,其配置于叶轮的径向外侧,且形成使废气沿周向回转并将废气朝向径向内侧的叶轮引导的涡旋流路,形成于多个动叶片间的多个叶片间流路部中,至少一个叶片间流路部的周向的流路宽度与其他叶片间流路部的流路宽度不同。流路宽度与其他叶片间流路部的流路宽度不同。流路宽度与其他叶片间流路部的流路宽度不同。
技术研发人员:星彻 永代行日出 中江修二 森敏和 萩原嵩晓
受保护的技术使用者:三菱重工发动机和增压器株式会社
技术研发日:2020.11.25
技术公布日:2023/6/7
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