阅读说明：本技术 用于涡轮增压器的压缩机叶轮 (Compressor wheel for a turbocharger ) 是由 赵德衡 郑桂贤 李镕澈 金荣植 申达炘 权吾浚 李德主 徐东虎 于 2019-11-29 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种用于涡轮增压器的压缩机叶轮,包括：轮毂；以及多个叶片,围绕轮毂以螺旋形布置,其中,每个叶片的前缘的顶端处设置有倒圆部分。(The application discloses a compressor wheel for a turbocharger, including: a hub; and a plurality of blades arranged in a spiral around the hub, wherein a rounded portion is provided at a tip of a leading edge of each blade.)

用于涡轮增压器的压缩机叶轮

技术领域

本公开大体上涉及一种用在内燃机中的涡轮增压器，更具体地，涉及一种用于涡轮增压器的压缩机叶轮。

背景技术

通常，涡轮增压器使用从内燃机排出的废气的能量使涡轮旋转，因此涡轮使压缩机叶轮旋转，从而空气可被压缩并供应到燃烧室。

压缩机叶轮在通过涡轮以高速旋转时由于空气的不规则湍流而趋于产生宽带频率噪声。

前文仅旨在帮助理解本公开的背景技术，而并非旨在意指本公开落入本领域技术人员已知的相关技术的范围内。

发明内容

因此，本公开提出了一种用于涡轮增压器的压缩机叶轮，其中压缩机叶轮构造成降低当压缩机叶轮以高速旋转时由于空气的不规则湍流导致的噪声，并且最后通过改善车辆的噪声特征而允许更安静的驾驶。

为了实现上述目标，根据本公开的一个方面，提供了一种用于涡轮增压器的压缩机叶轮，包括：轮毂；以及围绕轮毂以螺旋形设置的多个叶片，其中，每个叶片的前缘的顶端(前缘顶端)处设置有倒圆部分。

倒圆部分可构造成使得倒圆投影面积在有效入口面积的大约15％至20％的范围内，该倒圆投影面积是在投影平面上扫过一圈的倒圆投影长度的面积，该有效入口面积是在投影平面上扫过一圈的叶片的前缘的面积，倒圆投影长度是通过将倒圆部分投影到垂直于压缩机叶轮的旋转轴的投影平面上而获得的压缩机叶轮的径向长度。

倒圆投影长度可由以下公式确定。

:倒圆投影长度

R:压缩机叶轮的入口侧处的最大半径

R_H:轮毂的半径

叶片的前缘可在前缘的总长度的30％的范围内从前缘顶端切除并在预定参考长度内。

参考长度可为大约0.2mm。

当多个叶片布置成使得相对大的主叶片和相对小的副叶片围绕轮毂交替地布置时，倒圆部分可仅设置在每个主叶片的前缘顶端中。

根据本公开，涡轮增压器的压缩机叶轮构造成降低当压缩机叶轮以高速旋转时由于空气的不规则湍流导致的噪声。因此，最后改善了车辆的噪声特征，并且因此实现了更安静的驾驶。

附图说明

从以下结合附图进行的详细描述，将更加清楚地理解本公开的以上和其它目标、特征和其它优点，其中：

图1是根据本公开的用于涡轮增压器的压缩机叶轮的透视图。

图2是详细示出根据本公开的压缩机叶轮的倒圆部分的竖直截面图。

图3是示出安装在涡轮增压器壳体中的压缩机叶轮的局部剖视图。

图4是根据倒圆投影面积相对于入口投影面积的变化的比较根据本公开的压缩机叶轮的噪声和效率的表格。

图5是比较使用本公开的压缩机叶轮的涡轮增压器与使用传统的压缩机叶轮的涡轮增压器的降噪效果的图表和根据压缩机叶轮旋转次数的比较压缩机入口处的内部噪声的图表。

图6是比较使用本公开的压缩机叶轮的涡轮增压器与使用传统的压缩机叶轮的涡轮增压器的降低效果的图表和根据压缩机叶轮旋转次数的比较压缩机出口处的内部噪声的图表。

图7是比较使用本公开的压缩机叶轮的涡轮增压器与使用传统的压缩机叶轮的涡轮增压器的压力比的图表和取决于流动的压力比的图表。

图8是比较使用本公开的压缩机叶轮的涡轮增压器与使用传统的压缩机叶轮的涡轮增压器的效率的图表和取决于流动的压缩机效率的图表。

图9是示出根据本公开的压缩机叶轮的前缘切除的竖直截面图。

具体实施方式

应当理解的是，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它相似的术语通常包括机动车辆，诸如包括运动型多用途汽车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的乘用车辆、包括各种船和舰的船只、飞行器等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合电动车辆、氢动力车辆和其它替代燃料车辆(例如，从石油之外的资源得到的燃料)。如本文所使用的，混合动力车辆是具有两种以上的动力来源的车辆，例如，汽油动力车辆和电动车辆两者。

本文所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并非旨在限制本公开。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。进一步将理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项的任何或所有组合。贯穿本说明书，除非明确说明与此相反，否则词语“包括”和诸如“包括”或“包含”的变型将理解为暗示包括所述元件，但是不排除任何其它元件。此外，在说明书中描述的术语“单元”、“器件”、“部件”和“模块”意指用于执行至少一个功能和操作的单元，并且可通过硬件部件或软件部件和其组合来实施。

进一步地，本公开的控制逻辑可实施为计算机可读介质上的非暂时性计算机可读介质，包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读介质也可分布在网络耦接计算机系统中，使得计算机可读介质以分布方式存储和执行，例如，通过远程信息处理服务器或控制器局域网络(CAN)。

在下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施例。贯穿附图，相同的参考数字将指代相同或相似的部件。

参考图1至图3，根据本公开的一个实施例，涡轮增压器的压缩机叶轮1包括轮毂3和围绕轮毂3以螺旋形设置的多个叶片5。具体地，倒圆部分(round portion)7设置在每个叶片5的前缘的顶端(前缘顶端)处。

即，在本公开中，压缩机叶轮的前缘顶端形成为倒圆部分7，而不是按照惯例形成为尖锐边缘。因此，当压缩机叶轮1以高速旋转时，减少了空气的不规则湍流，并可降低涡轮增压器的操作噪声。

作为参考，当多个叶片5布置成使得相对大的主叶片5M和相对小的副叶片5S围绕轮毂3交替地布置时，倒圆部分7可仅设置在每个主叶片5M的前缘顶端处。

倒圆部分7优选地形成为使得倒圆投影面积在有效入口面积的大约15％至20％的范围内，该倒圆投影面积是在投影平面上扫过一圈的倒圆投影长度的面积，该有效入口面积是在投影平面上扫过一圈的叶片的前缘的面积。上述倒圆投影长度是通过将倒圆部分7投影到垂直于压缩机叶轮的旋转轴的投影平面上而获得的压缩机叶轮的径向长度。

即，参考图3，其是示出安装在涡轮增压器壳体HG中的压缩机叶轮1的局部剖视图，倒圆投影长度由以下公式1限定。

[公式1]

:倒圆投影长度

R:压缩机叶轮的入口侧处的最大半径

R_H:轮毂的半径

即，倒圆投影面积相对于有效入口面积优选地在大约15％至20％的范围内，因为考虑到降噪效果和压缩机效率，该比率是优选的，如图4至图8所示。

图4是根据倒圆投影面积相对于入口投影面积的变化的比较噪声和效率的表格。在所有六个示例中，压缩机叶轮的入口侧处的最大半径R为21.5mm，倒圆投影面积

相对于由最大半径R计算的入口投影面积πR²在5％-30％的范围内变化，并且然后执行比较压缩机入口处的内部噪声、压缩机出口处的内部噪声和涡轮增压器效率。如图4所示，当倒圆投影面积相对于入口投影面积在大约15％至20％的范围内时，降噪效果和涡轮增压器效率达到期望的结果。

作为参考，图5是比较使用本公开的压缩机叶轮的涡轮增压器与使用传统的压缩机叶轮的涡轮增压器的降噪效果的图表和根据压缩机叶轮旋转次数的比较压缩机入口处的内部噪声的图表。具体地，本公开采用其中倒圆投影面积相对于入口投影面积为20％的压缩机叶轮。

在图5中，作为比较目标的传统的涡轮增压器是一种使用这样的压缩机叶轮的涡轮增压器，其中压缩机叶轮的入口投影面积与本公开的相同，但是倒圆投影面积大约为百分之零，因为压缩机叶轮的叶片不具有本公开的倒圆部分。

此外，图6是根据压缩机叶轮旋转次数的比较压缩机出口处的内部噪声的图表。具体地，本公开采用其中倒圆投影面积相对于入口投影面积为20％的压缩机叶轮。

图7是比较使用本公开的压缩机叶轮的涡轮增压器与使用传统的压缩机叶轮的涡轮增压器的压力比的图表和取决于流动的压力比的图表。图8是比较使用本公开的压缩机叶轮的涡轮增压器与使用传统的压缩机叶轮的涡轮增压器的效率的图表和取决于流动的压缩机效率的图表。图7和图8示出本公开的效率是极高的，并且本公开采用其中倒圆投影面积相对于入口投影面积为20％的压缩机叶轮。

同时，参考图9，叶片的前缘可在前缘的总长度的30％的范围内从前缘顶端切除，并在预定参考长度内。

即，通过存在对允许当在叶片的前缘顶端上加工倒圆部分7时产生的前缘的切除的限制，可以确保压缩机叶轮的批量生产。

例如，当倒圆部分的半径为大约1mm至2mm时，参考长度可设置为大约0.2mm，并且当叶片的前缘为大约10mm时，切削长度可为大约3mm。

尽管已出于示例性的目的描述了本公开的优选实施例，但是本领域技术人员将认识到，在不背离如所附权利要求中公开的本公开的范围和精神的情况下可进行各种修改、增加和替换。