增壓器氣流轉(zhuǎn)向器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種增壓器氣流轉(zhuǎn)向器，其包括在增壓器系統(tǒng)中，所述增壓器系統(tǒng)包括增壓器主殼體，所述增壓器主殼體包圍有用于將空氣從其上游側(cè)移至下游側(cè)的一個(gè)或多個(gè)主動(dòng)部件。所述系統(tǒng)包括安裝在所述增壓器主殼體的上游側(cè)的增壓器入口殼體，和再循環(huán)管路。所述再循環(huán)管路在所述增壓器主殼體的下游側(cè)和所述增壓器入口殼體之間提供流體連通。所述管路包括具有位于所述增壓器入口殼體中的第一和第二部分的流體轉(zhuǎn)向器。所述第一部分限定了第一再循環(huán)流動(dòng)方向并且所述第二部分限定了第二再循環(huán)流動(dòng)方向。所述第二方向可相對(duì)于所述第一再循環(huán)方向成45-135度角。
【專利說明】增壓器氣流轉(zhuǎn)向器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種增壓器系統(tǒng)，特別是涉及一種增壓器氣流轉(zhuǎn)向器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代增壓器設(shè)計(jì)通常包括氣流旁路以便在增壓器沒有被要求產(chǎn)生增壓時(shí)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率。這樣的旁路通常采用蝶形閥，其類似于在發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)氣門體中所用的蝶形閥，且默認(rèn)是關(guān)閉的。當(dāng)從增壓器要求額外的功率時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)真空度降低，并且作為響應(yīng)，旁通閥關(guān)閉。結(jié)果，進(jìn)氣于是通過增壓器以增大進(jìn)氣的壓力超過大氣壓而允許發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生額外功率。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)真空度高時(shí)，比如當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速或處于輕踩油門或在巡航模式下時(shí)，一致動(dòng)器打開旁通閥，從而允許加壓的輸出空氣經(jīng)旁通閥循環(huán)回到增壓器入口。旁通閥意在使增壓器的入口和出口之間的壓力均等，從而減小在前面提到的低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷狀態(tài)期間使增壓器旋轉(zhuǎn)所需的輸入功率。然而，當(dāng)加壓的輸出空氣再循環(huán)至增壓器入口時(shí)，由于它與進(jìn)來的自然吸入氣流接觸，故會(huì)產(chǎn)生紊流和渦流。這種接觸會(huì)增大噪聲并且降低增壓器的效率。汽車制造商和消費(fèi)者常常不希望有這種噪聲，這會(huì)減少配有增壓器的車輛的可售性，盡管這種車輛也有自己的優(yōu)勢(shì)。在某些車輛上，由增壓器產(chǎn)生的這種所謂的噪聲、振動(dòng)或聲振粗糙度/不平順性根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)荷條件可為80到90dBA或者更高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在一方面中，本技術(shù)涉及一種增壓器系統(tǒng)，該增壓器系統(tǒng)具有:增壓器主殼體，其包圍有用于將空氣從其上游側(cè)移至下游側(cè)的一個(gè)或多個(gè)主動(dòng)部件；增壓器入口殼體，其安裝在增壓器主殼體的上游側(cè)；和再循環(huán)管路，其在增壓器主殼體的下游側(cè)和增壓器入口殼體之間提供流體連通，所述再循環(huán)管路包括具有位于增壓器入口殼體中的第一和第二部分的流體轉(zhuǎn)向器(偏流器)，第一部分限定了第一再循環(huán)流動(dòng)方向并且第二部分限定了第二再循環(huán)流動(dòng)方向，第二再循環(huán)方向相對(duì)于第一再循環(huán)方向成45-135度角，并且第二部分位于再循環(huán)管路的出口端。
[0004]在另一方面中，本技術(shù)涉及一種增壓器系統(tǒng)，該增壓器系統(tǒng)具有:增壓器，其具有入口和出口 ；和再循環(huán)管路，其在出口和入口之間提供流體連通，再循環(huán)管路包括具有位于入口中的第一和第二部分的流體轉(zhuǎn)向器，第一部分限定了第一再循環(huán)流動(dòng)方向并且第二部分限定了第二再循環(huán)流動(dòng)方向，第二再循環(huán)方向相對(duì)于第一再循環(huán)方向成45-135度角，并且第二部分位于再循環(huán)管路的出口端。
[0005]在另一方面中，本技術(shù)涉及一種增壓器系統(tǒng)，該增壓器系統(tǒng)具有:增壓器，其具有入口和出口 ；和再循環(huán)管路，其在出口和入口之間提供流體連通，再循環(huán)管路包括在入口中延伸的終端部分，所述終端部分構(gòu)造成將再循環(huán)流沿第一方向引導(dǎo)到增壓器的入口中，所述第一方向相對(duì)于從增壓器的入口通過的主流動(dòng)方向成至多45度角。
【專利附圖】

【附圖說明】[0006]本發(fā)明的各方面在附圖中示出，然而，本發(fā)明不限于所示出的精確布置和機(jī)構(gòu)。
[0007]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的許多方面的增壓器系統(tǒng)的透視圖。
[0008]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的許多方面的圖1的增壓器系統(tǒng)的上游側(cè)的側(cè)視圖。
[0009]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的許多方面的入口殼體的透視圖。
[0010]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的許多方面的入口殼體中的氣流之間的關(guān)系。
[0011]圖5A和5B分別示出根據(jù)本發(fā)明的許多方面的旁通氣流轉(zhuǎn)向器的透視圖和側(cè)視圖。
[0012]圖6示出根據(jù)本發(fā)明的許多方面的另一旁通氣流轉(zhuǎn)向器的側(cè)視圖。
[0013]圖7示出根據(jù)本發(fā)明的許多方面的另一旁通氣流轉(zhuǎn)向器的透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]現(xiàn)將具體參照在附圖中示出的本發(fā)明的示例性方面。在可能的情況下，在各圖中采用同樣的附圖標(biāo)記指代相同或相似的結(jié)構(gòu)。
[0015]圖1-3示出根據(jù)本發(fā)明的許多方面的增壓器系統(tǒng)100的各種視圖。所述系統(tǒng)100包括具有上游側(cè)104和下游側(cè)106的增壓器主殼體102。各種類型的增壓器是已知的并且其操作和優(yōu)點(diǎn)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。在這里所描述的系統(tǒng)100中，可采用幾乎任何類型的增壓器，包括羅茨式/魯式、離心式、雙螺旋式、滑葉式和渦卷式。入口殼體108位于增壓器主殼體102的上游側(cè)104。簡略地說，空氣從外界(例如，經(jīng)由車輛的空氣濾清系統(tǒng))經(jīng)由主入口通道110被吸入并且通過入口殼體108?？諝鈴娜肟跉んw108被吸入增壓器主殼體102中并且從下游側(cè)106經(jīng)出口管道118排出至發(fā)動(dòng)機(jī)112。由增壓器系統(tǒng)100提供的氣壓升高和/或氣流升高發(fā)動(dòng)機(jī)入口處的進(jìn)氣壓力以提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率和性能。
[0016]入口殼體108通常是鑄件，其將自然吸入的氣流114從主入口通道110引導(dǎo)到增壓器主殼體102中。入口殼體108的內(nèi)部由大體上倒圓的側(cè)邊、角部和過渡部形成以使自然吸入氣流114的主流動(dòng)方向平順。入口殼體108限定有與增壓器主殼體102的形狀一致的形狀，這有助于向增壓器主殼體102中提供更均勻的氣流，增壓器主殼體102包含一對(duì)轉(zhuǎn)子 102a。
[0017]入口殼體104流體地連接至旁通或再循環(huán)管路116，再循環(huán)管路116將增壓器主殼體102的下游側(cè)106流體地連接至入口殼體104。旁通或再循環(huán)閥120鄰近入口殼體104設(shè)置并且在增壓器系統(tǒng)100運(yùn)行期間根據(jù)需要打開和關(guān)閉。當(dāng)再循環(huán)閥120處于打開位置時(shí)，下游氣流122的一部分被允許作為所謂的旁通或再循環(huán)空氣124重新進(jìn)入再循環(huán)。此旁通或再循環(huán)空氣124只要再循環(huán)閥120打開并且位于增壓器主殼體102中的主動(dòng)部件(例如，螺桿或轉(zhuǎn)子)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)就會(huì)流動(dòng)。當(dāng)然，在所示的系統(tǒng)100中也可使用能夠使這些主動(dòng)部件脫開的離合式增壓器。在這種情況下，轉(zhuǎn)子的脫開會(huì)阻止其旋轉(zhuǎn)，從而允許空氣從入口殼體104經(jīng)再循環(huán)閥120到達(dá)出口管道118，再到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)112。在某些實(shí)施例中，位于入口殼體104和主殼體102之間的閥結(jié)構(gòu)可關(guān)閉，從而阻止任何自然吸入的空氣114進(jìn)入主殼體102。當(dāng)再循環(huán)閥120打開時(shí)，在增壓器主殼體102中建立起非常低的(如果有的話)壓力，因此發(fā)動(dòng)機(jī)功率不會(huì)增加。
[0018]當(dāng)需要額外的發(fā)動(dòng)機(jī)功率時(shí)(例如，加速期間)，再循環(huán)閥120關(guān)閉，并且在發(fā)動(dòng)機(jī)112的入口之前在增壓器主殼體102的下游側(cè)106壓力增強(qiáng)。電動(dòng)和真空操作的旁通閥都與此處所公開的技術(shù)相容。電動(dòng)閥通常比真空操作閥更快地響應(yīng)。此外，可控制電動(dòng)操作閥上的閥角以將壓力(例如，增壓)調(diào)節(jié)到期望的水平。真空操作閥主要是全開/全閉的，調(diào)節(jié)增壓水平的能力有限。
[0019]回到再循環(huán)閥120打開且增壓器主殼體102中的主動(dòng)部件在運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)，旁通或再循環(huán)空氣124通過再循環(huán)閥120并且進(jìn)入由入口殼體104限定的開口 126。因此，再循環(huán)空氣124以第一再循環(huán)流動(dòng)方向128流入入口殼體104。為了減小通常由再循環(huán)空氣124和自然吸入空氣114之間的干涉帶來的噪聲，入口殼體104包括延伸到入口殼體104中的轉(zhuǎn)向器130。轉(zhuǎn)向器130具有第一部分132和第二部分134。第一部分132限定了第一再循環(huán)流動(dòng)方向128。第二部分134限定了第二再循環(huán)流動(dòng)方向136，并且是再循環(huán)管路116的終端。
[0020]圖4示出第一再循環(huán)流動(dòng)方向128、自然吸入空氣114的主流動(dòng)方向和各種第二再循環(huán)流動(dòng)方向136之間的關(guān)系。在圖4中，將第二再循環(huán)流動(dòng)方向136相對(duì)于第一再循環(huán)流動(dòng)角度128的角度描繪為重定向角α。在某些實(shí)施例中，第二再循環(huán)流動(dòng)方向136可相對(duì)于第一再循環(huán)流動(dòng)方向128成45度到135度角。在其他實(shí)施例中，第二再循環(huán)流動(dòng)方向136可相對(duì)于第一再循環(huán)流動(dòng)方向128成60度到120度角。在其他實(shí)施例中，第二再循環(huán)流動(dòng)方向136可相對(duì)于第一再循環(huán)流動(dòng)方向128成75度到105度角。在其他實(shí)施例中，第二再循環(huán)流動(dòng)方向136可相對(duì)于第一再循環(huán)流動(dòng)方向128成90度角。不管相對(duì)角度是多少，第二部分134都將再循環(huán)空氣124朝主殼體102的上游側(cè)引導(dǎo)。
[0021]也可以相對(duì)于從入口殼體104通過的自然吸入空氣114的主流動(dòng)方向限定第二再循環(huán)流動(dòng)方向136，在圖4中描繪為導(dǎo)向角β。在某些實(shí)施例中，第二再循環(huán)流動(dòng)方向136相對(duì)于通過入口殼體104的主流動(dòng)方向成至多45度角。其他實(shí)施例將第二再循環(huán)流動(dòng)方向136構(gòu)造成相對(duì)于通過入口殼體104的主流動(dòng)方向成至多30度、或至多15度或至多O度角。
[0022]此第二再循環(huán)流動(dòng)方向136降低了再循環(huán)閥120打開時(shí)會(huì)形成的渦流。在某些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)向器130的后表面138在重定向的再循環(huán)氣流124周圍分開自然吸入的氣流114，以允許自然吸入的氣流114更容易地包封重定向的再循環(huán)氣流124。已表明，采用例如此處描述類型的轉(zhuǎn)向器與在沒有這種轉(zhuǎn)向器的相同增壓器系統(tǒng)中測(cè)得的值相比能夠降低至少5%、至少7%或至少10%的噪聲、振動(dòng)和聲振粗糙度(例如，在特定的發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)荷條件下的dBA等級(jí))。
[0023]圖5A和5B示出本發(fā)明的包括氣流轉(zhuǎn)向器300的方面。轉(zhuǎn)向器300包括大致管狀體302，所述管狀體302在第一部分304和第二部分306之間限定有流動(dòng)轉(zhuǎn)向表面。在此方面，第一部分304和第二部分306均各自地限定入口平面或出口平面。入口平面304a和出口平面306a定向?yàn)楸舜顺山嵌萗。第一部分304可具有大體圓形的截面并且可被法蘭308圍繞。法蘭308能夠允許轉(zhuǎn)向器300固定在可從使用轉(zhuǎn)向器300受益的既有的入口殼體上。這種構(gòu)型可允許轉(zhuǎn)向器300隨入口殼體用作改裝應(yīng)用。在本發(fā)明的其他方面，轉(zhuǎn)向器在其制造期間可與入口殼體澆鑄為一體，或以其他方式形成。
[0024]第二部分306可具有大體橢圓形的截面。鑒于本公開應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，管狀體302的截面積沿著轉(zhuǎn)向器300的全部曲率半徑可以是一致的。即，在第一曲率半徑F1所獲取的截面積可與在第二曲率半徑r2所獲取的截面積一致。然而，第二部分306可構(gòu)造成使得出口平面306a與第三曲率半徑1*3成角度δ。這可在出口平面306a處形成橢圓形截面，與入口平面304a處的圓形截面不同。已表明這可有助于使重定向的再循環(huán)氣流相對(duì)于入口殼體的內(nèi)部構(gòu)型進(jìn)一步轉(zhuǎn)向成期望的方向。在本發(fā)明的這方面，角度α可選擇成使得出口 306可大體上垂直于吸入氣流的方向。此處，入口平面304a和出口平面306a之間的角度β為鈍角。
[0025]在圖5Β所示的本發(fā)明的各方面中，可彼此相等。也可設(shè)想具有其他形狀或不同曲率半徑的轉(zhuǎn)向器。圖6示出一種這樣的構(gòu)型。其中，轉(zhuǎn)向器300包括管狀體302。第二部分306限定了出口平面306a。曲率半徑在整個(gè)管狀體302上是一致的。半徑F1包含在入口平面304a內(nèi)并且半徑1*2包含在出口平面306a內(nèi)。相應(yīng)地，在圖6中，轉(zhuǎn)向器300具有第一部分304和第二部分306，它們被類似地成形，在此情況下是圓形的。此處，仍如轉(zhuǎn)向器300所插入的入口殼體的特定構(gòu)型所要求或期望的那樣，角度Y可約為90°或可為銳角。
[0026]在圖7所示的另一構(gòu)型中，轉(zhuǎn)向器400包括敞開體402。此處，法蘭408限定了圓形的入口 404。然而，所述敞開體限定了大體U形的通道406。在其他實(shí)施例中，敞開通道406可為V字形。通道406的基部的曲率仍為重定向的再循環(huán)氣流提供重定向。
[0027]盡管文中已描述了應(yīng)被視為本發(fā)明的示例性和優(yōu)選方面的內(nèi)容，但基于本文的教導(dǎo)，本公開的其他變型對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。本文中公開的特定的制造方法和幾何構(gòu)型在本質(zhì)上是示例性的并且不應(yīng)視為限制性的。因此期望在所附權(quán)利要求書中保護(hù)所有這樣在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的變型。相應(yīng)地，期望由專利證書保護(hù)的是在所附權(quán)利要求書中限定和區(qū)分的技術(shù)及所有等同方案。
【權(quán)利要求】
1.一種增壓器系統(tǒng)，包括: 增壓器主殼體，所述增壓器主殼體包圍有用于將空氣從所述增壓器主殼體的上游側(cè)移至下游側(cè)的一個(gè)或多個(gè)主動(dòng)部件； 增壓器入口殼體，所述增壓器入口殼體安裝在所述增壓器主殼體的上游側(cè)；和 再循環(huán)管路，所述再循環(huán)管路在所述增壓器主殼體的下游側(cè)和所述增壓器入口殼體之間提供流體連通，所述再循環(huán)管路包括具有位于所述增壓器入口殼體中的第一和第二部分的流體轉(zhuǎn)向器，所述第一部分限定了第一再循環(huán)流動(dòng)方向并且所述第二部分限定了第二再循環(huán)流動(dòng)方向，所述第二再循環(huán)方向相對(duì)于所述第一再循環(huán)方向成角度，并且所述第二部分位于所述再循環(huán)管路的出口端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓器系統(tǒng)，其中，所述流體轉(zhuǎn)向器包括在所述第一和第二部分之間提供彎曲過渡的流動(dòng)轉(zhuǎn)向表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的增壓器系統(tǒng)，其中，所述第一再循環(huán)方向相對(duì)于供所述流體轉(zhuǎn)向器的第一部分延伸通過的所述增壓器入口殼體的側(cè)壁垂直，并且所述第二再循環(huán)方向在所述再循環(huán)管路的出口端的位置處與通過所述增壓器入口殼體的主流動(dòng)方向平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓器系統(tǒng)，其中，所述第二再循環(huán)方向相對(duì)于所述第一再循環(huán)方向成45-135度角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓器系統(tǒng)，其中，所述第二再循環(huán)方向相對(duì)于所述第一再循環(huán)方向成60-120度角。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓器系統(tǒng)，其中，所述第二再循環(huán)方向相對(duì)于所述第一再循環(huán)方向成75-105度角。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓器系統(tǒng)，其中，所述第二再循環(huán)方向相對(duì)于所述第一再循環(huán)方向成90度角。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓器系統(tǒng)，其中，所述第二再循環(huán)方向朝所述增壓器主殼體的上游側(cè)延伸并且在所述再循環(huán)管路的出口端的位置處相對(duì)于通過所述增壓器入口殼體的主流動(dòng)方向成至多45度角。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓器系統(tǒng)，其中，所述第二再循環(huán)方向朝所述增壓器主殼體的上游側(cè)延伸并且在所述再循環(huán)管路的出口端的位置處相對(duì)于通過所述增壓器入口殼體的主流動(dòng)方向成至多30度角。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓器系統(tǒng)，其中，所述第二再循環(huán)方向朝所述增壓器主殼體的上游側(cè)延伸并且在所述再循環(huán)管路的出口端的位置處相對(duì)于通過所述增壓器入口殼體的主流動(dòng)方向成至多15度角。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓器系統(tǒng)，其中，所述第二再循環(huán)方向朝所述增壓器主殼體的上游側(cè)延伸并且在所述再循環(huán)管路的出口端的位置處相對(duì)于通過所述增壓器入口殼體的主流動(dòng)方向成90度角。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓器系統(tǒng)，其中，所述再循環(huán)管路的出口端面向下游方向并且所述第二再循環(huán)方向在所述再循環(huán)管路的出口端的位置處相對(duì)于通過所述增壓器入口殼體的自然吸入空氣的主流動(dòng)方向成至多45度角。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓器系統(tǒng)，還包括用于打開和關(guān)閉所述再循環(huán)管路的閥。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的增壓器系統(tǒng)，其中，所述增壓器主殼體的下游側(cè)與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣裝置流體連通，并且所述增壓器系統(tǒng)還包括用于在所述發(fā)動(dòng)機(jī)在低負(fù)荷條件下運(yùn)行時(shí)打開所述閥以及在所述發(fā)動(dòng)機(jī)在高負(fù)荷條件下運(yùn)行時(shí)關(guān)閉所述閥的控制器。
15.一種增壓器系統(tǒng)，包括: 增壓器，所述增壓器具有入口和出口 ；和 再循環(huán)管路，所述再循環(huán)管路在所述出口和入口之間提供流體連通，所述再循環(huán)管路包括具有位于所述入口中的第一和第二部分的流體轉(zhuǎn)向器，所述第一部分限定了第一再循環(huán)流動(dòng)方向并且所述第二部分限定了第二再循環(huán)流動(dòng)方向，所述第二再循環(huán)方向相對(duì)于所述第一再循環(huán)方向成角度，并且所述第二部分位于所述再循環(huán)管路的出口端。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的增壓器系統(tǒng)，其中，所述流體轉(zhuǎn)向器包括在所述第一和第二部分之間提供彎曲過渡的流動(dòng)轉(zhuǎn)向表面。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的增壓器系統(tǒng)，其中，所述第二再循環(huán)方向相對(duì)于所述第一再循環(huán)方向成45-135度角。
18.一種增壓器系統(tǒng)，包括: 增壓器，所述增壓器具有入口和出口 ；和 再循環(huán)管路，所述再循環(huán)管路在所述出口和入口之間提供流體連通，所述再循環(huán)管路包括在所述入口中延伸的終端部分，所述終端部分構(gòu)造成將再循環(huán)流沿第一方向引導(dǎo)到所述增壓器的入口中，所述第一方向相對(duì)于從所述增壓器的入口通過的主流動(dòng)方向成角度。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的增壓器系統(tǒng)，其中，所述第二再循環(huán)方向朝增壓器主殼體的上游側(cè)延伸并且在所述再循環(huán)管路的出口端的位置處相對(duì)于通過增壓器入口殼體的主流動(dòng)方向成至多45度角。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的增壓器系統(tǒng)，其中，所述第二再循環(huán)方向朝增壓器主殼體的上游側(cè)延伸并且在所述再循環(huán)管路的出口端的位置處相對(duì)于通過增壓器入口殼體的主流動(dòng)方向成至多30度角。
【文檔編號(hào)】F02B37/18GK103967593SQ201410043347
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年1月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月29日
【發(fā)明者】K·A·里納斯, J·P·特魯多 申請(qǐng)人:伊頓公司