CN103899362B

CN103899362B - 涡轮机组件

Info

Publication number: CN103899362B
Application number: CN201310720575.6A
Authority: CN
Inventors: V.卡列斯
Original assignee: Garrett Communications Co Ltd
Current assignee: Garrett Power Technology (Shanghai) Co.,Ltd.
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2013-12-24
Publication date: 2018-11-16
Anticipated expiration: 2033-12-24
Also published as: US9702299B2; EP2749738A2; CN103899362A; EP2749738B1; US20140178217A1; EP2749738A3

Abstract

本申请涉及涡轮机组件。涡轮增压器的组件可包括收缩喷嘴筒，该筒包括基础部件、***部件和至少部分地设置在基础部件和***部件之间的定子叶片，其中***部件包括罩表面和上收缩轮廓，其中基础部件包括限定涡轮机叶轮开口的环形表面和下轮廓并且其中上收缩轮廓和下轮廓形成收缩喷嘴。还公开了设备、组件、***、方法等的各种其它示例。

Description

涡轮机组件

相关申请

本申请要求2012年12月26日提交的美国临时申请61/745,872的权益，该文献通过引用并入本文。

技术领域

本文中公开的主题概括地涉及涡轮机械例如内燃发动机的涡轮增压器的的涡轮机组件。

背景技术

涡轮增压器能使用涡轮机叶轮从内燃发动机的废气中提取能量。在操作期间，能影响涡轮增压器的性能的条件可能随时间而变化。例如，设计用于高能量（例如，高流量）条件的涡轮机叶轮可能在低能量（例如，低流量）条件下以更低的效率操作。本文描述的各种技术、技艺等涉及涡轮机组件，其可提高低能量（例如，低流量）条件下的效率。

发明内容

本发明提出了一种用于涡轮增压器的组件，其包括：

涡轮机叶轮，所述涡轮机叶轮包括旋转轴线、毂和从所述毂径向向外延伸的多个叶片，其中所述叶片的前缘包括轴向叶片高度；以及

收缩喷嘴筒，其包括基础部件、***部件和至少部分地设置在喷嘴部分中并位于基础部件和***部件之间的多个定子叶片，

其中，所述喷嘴部分包括在所述基础部件和所述***部件的基本上平坦且平行的表面之间的轴向高度，其中所述喷嘴部分的所述轴向高度大于所述轴向叶片高度；

其中，所述定子叶片限定了用于从蜗室到用于所述涡轮机叶轮的涡轮机叶轮空间的废气流的喉部，并且其中所述定子叶片的轴向高度超过所述轴向叶片高度，

其中，***部件包括蜗室端部、罩表面和上收缩轮廓，所述上收缩轮廓从所述喷嘴部分的基本上平坦的所述表面延伸到最小轴向位置并且再延伸到所述罩表面，

其中基础部件包括限定用于所述涡轮机叶轮的涡轮机叶轮开口的环形表面和下轮廓；以及

其中上收缩轮廓和下轮廓形成收缩喷嘴，所述收缩喷嘴将废气流从所述喉部引导向位于所述涡轮机叶轮空间的所述涡轮机叶轮。

附图说明

结合在附图中示出的示例参考下面的详细描述，可获得对本文描述的各种方法、设备、组件、***、布置等以及其等同方式的更完整的理解，在附图中：

图1是涡轮增压器、内燃发动机以及各种装备的示例的简图；

图2是包括可变几何形状机构的涡轮机组件的示例的剖视图；

图3是涡轮机叶轮的示例的一系列视图；

图4是定子叶片的多个示例的一系列视图，其中包括了一个示例的透视图，该透视图包括了流动特征的绘图；

图5是包括涡轮机叶轮和收缩喷嘴筒的组件的示例的剖视图；

图6是涡轮机叶轮和由收缩喷嘴筒形成的收缩喷嘴的示例的剖视图；

图7是涡轮机叶轮的示例的一系列视图；以及

图8是组件和部件的示例的一系列视图。

具体实施方式

涡轮增压器经常被用于增加内燃发动机的输出。参照图1，涡轮增压***100的示例包括内燃发动机110和涡轮增压器120。如在图1中所示，***100可以是车辆101的一部分，其中***100被设置在发动机舱中并被连接到废气导管103，废气导管103引导废气到废气出口109，废气出口109例如定位在乘客舱105后面。在图1的示例中，可提供处理单元107以处理废气（例如，通过分子的催化转化等减少排放物）。

在图1的示例中，内燃发动机110包括发动机缸体118，其包含一个或多个燃烧室，这些燃烧室用于驱动轴112（例如，通过活塞）。如图1中所示，进气端口114提供了流动路径供空气进入发动机缸体118，而排气端口116提供了流动路径供废气离开发动机缸体118。

涡轮增压器120用于从废气中提取能量并提供能量给进气空气，该空气可与燃料混合来形成燃烧气体。如在图1中所示，涡轮增压器120包括空气入口134、轴122、用于压缩机叶轮125的压缩机壳体组件124、用于涡轮机叶轮127的涡轮机壳体组件126、另一壳体组件128和废气出口136，废气出口136例如可与车辆101的废气导管103流体连通。壳体组件128可被称为中间壳体组件，因为其被设置在压缩机壳体组件124和涡轮机壳体组件126之间。轴122可以是包括多个部件的轴组件。轴122可由设置在壳体组件128内（例如，在由一个或多个孔壁限定的圆孔内）的轴承***（例如，轴颈轴承、滚子轴承等）可旋转地支撑，使得，涡轮机叶轮127的旋转引起压缩机叶轮125的旋转（例如，由于通过轴122可旋转地联接）。作为示例，中间壳体旋转组件（CHRA）可包括压缩机叶轮125，涡轮机叶轮127，轴122，壳体组件128和各种其它的部件（例如，设置在压缩机叶轮125和壳体组件128之间的轴向位置处的压缩机侧板）。

在图1的示例中，可变几何形状机构129被示出为部分地被设置在壳体组件128和壳体组件126之间。这种可变几何形状机构可包括定子叶片或其它部件来改变通道的几何形状，该通道通向涡轮机壳体组件126内的涡轮机叶轮空间。作为示例，可变几何形状压缩机机构可被提供。

在图1的示例中，废气门阀（或，简称为废气门）135被定位成最接近涡轮机壳体组件126的废气进口（例如，在涡轮机叶轮127的上游）。废气门阀135可被控制以允许至少一些来自排气端口116的废气绕过涡轮机叶轮127。各种不同的废气门、废气门部件等可被应用到传统固定喷嘴涡轮机、固定定子叶片喷嘴涡轮机、可变喷嘴涡轮机、双涡卷涡轮增压器等。

在图1的示例中，废气再循环（EGR）导管115也被示出，其可被任选地设置有一个或多个阀117，例如，以允许废气流到在压缩机叶轮125上游的位置。

图1还示出了示例布置150用于使废气流到废气涡轮机壳体组件152和另一示例布置170用于使废气流到废气涡轮机壳体组件172。在布置150中，气缸盖154包括在其内的通道，用于将来自气缸的废气引导向涡轮机壳体组件152，而在布置170中，歧管176用于实现涡轮机壳体组件172的安装，例如，没有任何单独的、中间长度的废气管道***。在示例布置150和170中，涡轮机壳体组件152和172可被构造成与废气门、可变几何形状组件等一起使用。

在图1中，控制器190的示例被示出为包括一个或多个处理器192、存储器194和一个或多个接口196。这种控制器可包括电路***，例如发动机控制单元（ECU）的电路***。如本文所描述，可联合控制器任选地实施各种方法或技艺，例如，通过控制逻辑。控制逻辑可依赖于一个或多个发动机操作条件（例如，涡轮rpm、发动机rpm、压力、温度、载荷、润滑剂、冷却等）。例如，传感器可通过一个或多个接口196传输信息到控制器190。控制逻辑可依赖于这些信息，并且进而控制器190可输出控制信号以控制发动机操作。控制器190可被构造成控制润滑剂流、温度、压力、可变几何形状机构（例如，可变几何形状压缩机或涡轮机）、废气门（例如，通过致动器）、电动马达、或一个或多个其它与发动机、涡轮增压器（或多个涡轮增压器）等相关联的部件。作为示例，控制器190可包括存储在存储器194内的指示，这些指示可由一个或多个处理器192中的至少一个执行以控制涡轮增压器。

图2示出了组件200的示例的剖视图，组件200包括涡轮机叶轮300、定子叶片400和部分地由***部件510和基础部件560形成的收缩喷嘴筒500。z-轴线被示出为是涡轮机叶轮300的旋转轴线；注意到圆柱坐标系（例如，r，z，）可被用于描述组件200的各种部件、特征等。

在图2的示例中，涡轮机叶轮300被附接到轴220，例如，以形成轴和叶轮组件（SWA）。如所示，轴220由设置在轴承圆孔内的轴承230可旋转地支撑，该轴承圆孔由中间壳体280的轴承圆孔表面283限定。涡轮机叶轮300可包括带槽的部分，以用于安置一个或多个密封件275（例如，O形环、活塞环等），密封件用于相对于中间壳体280的密封表面285形成密封的通道。例如，密封的通道可阻挡废气朝向轴承230流动并且可阻挡润滑剂朝向涡轮机叶轮300流动。

在图2的示例中，涡轮机叶轮300包括毂，该毂在基板310和鼻部350之间轴向延伸，叶片320从所述毂径向向外延伸。叶片320中的每一个包括进口边缘325和出口边缘335。对于叶片320中的每一个，进口边缘325可被称为前缘，而出口边缘335可被称为后缘（例如，参照废气流的大致方向）。

在图2的示例中，定子叶片400和收缩喷嘴筒500可协作以引导废气到达涡轮机叶轮300。如所示，废气可在组件200内从蜗室210流到喷嘴部分212流到喷嘴215并且到达涡轮机叶轮300，涡轮机叶轮300被至少部分地设置在叶轮空间216内（例如，以旋转涡轮机叶轮300）。作为示例，在操作期间，在蜗室210内的废气压力可超过环境压力（例如，在叶轮空间216的下游）。以简化的方式，废气压力的减小可在废气从蜗室210流到叶轮空间216时发生，在叶轮空间216内涡轮机叶轮300可从所述减小中“捕获”能量（例如，当废气体积膨胀时），例如，以旋转轴220从而驱动压缩机的叶轮。在图2的示例中，涡轮机叶轮300、定子叶片400和收缩喷嘴筒500可协作以用于实现组件200的更高效的操作，例如，这通过改善从收缩喷嘴筒500的喷嘴215流到涡轮机叶轮300的废气的入射角，尤其是在低流量条件下（例如，低能量条件下）。

如在图2的示例中所示，蜗室210部分地由涡轮机壳体部件260的表面262限定，涡轮机壳体部件260被附接到中间壳体280以固定地定位基本上刚性的环形盘276，环形盘276具有定位基础部件560的定位表面277，基础部件560由相对于中间壳体280（例如，围绕中间壳体280的通孔）定位的柔韧环形盘274（例如，弹簧盘）偏置。柱（未示出）从基础部件560延伸到***部件510以限定喷嘴部分212以及喷嘴215。如所示，定子叶片400被定位在喷嘴部分212内，在这种情况下定子叶片400的朝向可被通过可变几何形状机构控制。

在图2的示例中，***部件510具有基本上L形的横截面轮廓，该轮廓带有从蜗室210沿着喷嘴部分212延伸的基本上径向的腿，喷嘴部分212在喷嘴215处连接轴向腿，轴向腿至少部分地限定叶轮空间216。在图2的示例中，***部件510可被定义为包括环形盘部分（例如，径向延伸部）和圆柱壁部分（例如，轴向延伸部）。如所示，***部件510可包括喷嘴部分表面512，其在蜗室端513和喷嘴轮廓515（例如收缩轮廓）之间延伸，喷嘴轮廓515延伸到叶轮空间表面516；并且基础部件560可包括相对的喷嘴部分表面562，其也在蜗室端563和喷嘴轮廓565之间延伸（例如，由此限定喷嘴部分212和喷嘴215）。

如在图2的示例中所示，***部件510的叶轮空间表面516从喷嘴轮廓515延伸到限定叶轮空间216的开口的边缘517（例如，用于实现向由涡轮机壳体部件260的边缘267限定的开口的流动）。从边缘517，***部件510基本上径向向外地延伸到定位表面518，定位表面518轴向向下地延伸并且包括槽519，槽519用于安置密封部件272，密封部件272与涡轮机壳体部件260的表面268形成密封。如所示，定位表面518延伸到肩部，该肩部与基本上平坦表面514相交，基本上平坦表面514径向向外地延伸到***部件510的蜗室端513。在图2的示例中，***部件510可被定义为具有“帽”形，例如，带有帽沿和冠（例如，在顶部敞开）。

如提及的，定子叶片400的朝向可被通过可变几何形状机构控制。在图2的示例中，基础部件560包括开口以接收定子叶片400的柱410。定子叶片400可被围绕柱410枢转以由此改变其在喷嘴部分212中的朝向。例如，控制轴292，其由位于中间壳体280的控制圆孔表面287限定的控制圆孔内的轴承293支撑，可被连接到控制臂294，控制臂294可与齐一环296协作。在这种示例中，控制轴292的旋转引起了齐一环296的旋转和柱410的旋转以由此在喷嘴部分212内枢转地定向定子叶片400。的那个组件200可包括多个定子叶片时，例如定子叶片400，定子叶片的枢转可引起由相邻的定子叶片的表面所限定的喉部的形状的改变。喉部的形状的改变可改变流动，例如，流动的方向、流动的阻力等。诸如图1的控制器190的控制器可通过可变几何形状机构控制定子叶片朝向，例如，根据一个或多个操作条件（例如，需求、废气流量、温度、压力等）。

作为示例，在喷嘴部分212的轴向高度和喷嘴215的轴向高度之间的轴向高度差可以是喷嘴部分212的轴向高度的约10％或更多。例如，喷嘴部分212的轴向高度可以是约6.5mm，而喷嘴215的轴向高度可以是约5.5mm。在这个示例中，能在喷嘴部分212中具有增加的轴向高度的能力可用于减少因诸如定子叶片400的定子叶片的存在所引起的能力损失。

在图2的示例中，喷嘴215与喷嘴部分212相比是收缩的，喷嘴215可在最接近涡轮机叶轮300的位置处改变废气流的径向速度分量；注意到废气流的切向速度分量可由例如“自由旋涡”条件规定。在这种示例中，组件200可在废气的低体积或质量流量情况下实现在涡轮机叶轮300处（在其进口部分）的更好的入射。收缩喷嘴筒500提供了过渡区域，例如，其从定子叶片400被定位的喷嘴部分212的轴向高度过渡到喷嘴215（例如，收缩的），喷嘴215联合涡轮机叶轮300的进口部分的特定形状（例如，见进口边缘325），能实现从喷嘴部分212到涡轮机叶轮300的更平滑的废气流。

在图2的示例中，示出了涡轮机叶轮300、定子叶片400和收缩喷嘴筒500的三个框，这三个框包括例如对本文描述的附图的参考。

作为示例，组件可包括收缩喷嘴筒，其包括带有罩表面和上收缩轮廓的***部件和带有环形表面和下收缩轮廓的基础部件，该环形表面限定了涡轮机叶轮开口，在这种情况下所述两个收缩轮廓形成了收缩喷嘴；以及涡轮机叶轮，其包括旋转轴线、毂和叶片，其中每个叶片都包括罩边缘和限定在上轴向点和下轴向点之间的进口边缘，并且其中上收缩轮廓包括朝着进口边缘的上轴向点的向下角度并且下收缩轮廓包括朝着进口边缘的下轴向点的向上角度。

图3示出了涡轮机叶轮300的示例的平面图和侧视图。在侧视图中，叶片320被相对于虚线示出。如所示，叶片320在进口边缘325处并且任选地在出口边缘335处不同。关于进口边缘325，其径向向外地延伸（r_i）并且可包括比如由虚线所示的叶片的进口边缘的更小的轴向高度（）。以这种方式，涡轮机叶轮300的效率可在其进口边缘325处（例如，叶片320的前缘）被改善。关于出口边缘335，与由虚线示出的叶片的出口边缘相比，其在其接近涡轮机叶轮300的毂时轴向向上延伸。以这种方式，可减小在出口边缘335（例如，叶片320的后缘）处的应力。

在图3的示例中，也示出了罩边缘346和毂边缘348以及叶片表面342，其具有相对的表面344。因此，叶片320可由其边缘325、346、335和348以及其表面342和344定义。关于基板310，其也可被称为背板，其形状、尺寸等可根据需要选择。例如，基板310可径向地延伸到进口边缘325的最低轴向位置或者其可径向地延伸到进口边缘325的最低轴向位置。

在平面图中，涡轮机叶轮300与箭头一起示出，箭头中的两个代表从喷嘴到叶片320中的每一个的流动的大致方向并且箭头中的另一个指示涡轮机叶轮300的目的旋转方向。在所述两个箭头中，带有虚线的一个箭头指示具有由侧视图中的虚线指示的叶片轮廓的叶片的流动的大致方向，而带有实线的另一箭头指示包括进口边缘325的叶片320的流动的大致方向。如所示，利用进口边缘325，流动遵循从喷嘴到叶片320的更少“弯曲”的路径。在图3的示例中，表面342和344可被分别称为吸力和压力表面（例如，吸力表面342和压力表面344）。如所示，叶片320可以是贝壳形的，其中其吸力表面342可以基本上是凸形的并且其中其压力表面344可基本上是凹形的；并且吸力表面342和压力表面344可延伸到进口边缘325。另外，如指示的，叶片320具有的叶片厚度可相对于在叶片320上的位置而变化（例如，相对于半径、旋转轴线、弧面曲线等的位置）。

图4示出了定子叶片401和403的示例的俯视图和定子叶片400的示例的透视图以及流动特征的绘图405（例如，相对于笛卡尔x、y、z坐标系）。

作为示例，例如图2的组件200的组件可包括定子叶片401、定子叶片403或其它定子叶片。如在透视图中所示，定子叶片400包括前缘425和后缘435；吸力表面442和压力表面444；顶部表面450和底部表面470。相对于收缩喷嘴筒500，底部表面470可接触基础部件560的表面562，而可在顶部表面450和***部件510的表面512之间存在轴向间隙；因此，在绘图405中，数据被示出为延伸穿过定子叶片400的顶部表面450。作为示例，更宽的定子叶片可用于建立对穿过定子叶片的顶部表面的流动的更多的阻力，这进而可用于引导更多的流动经过形成在相邻的定子叶片的压力和吸力表面之间的喉部。如所示，绘图405包括代表喷嘴收缩高度（例如，）的顶部边缘和底部边缘。

在图4的示例中，对于所示的方向，喉部可被定义为具有喉部宽度。定子叶片方向的改变（例如，通过枢转）可改变喉部宽度、形状等。作为示例，定子叶片方向的改变可改变流动通过喉部的废气的一个或多个速度分量并且由此改变相对于涡轮机叶轮的叶片的进口边缘的入射角。作为示例，定子叶片方向的改变可改变在定子叶片的后缘和喷嘴之间的距离。例如，在图4中，逆时针枢转可引起后缘435移动更接近喷嘴收缩（例如，见）并且前缘425移动远离喷嘴收缩（例如，见）。因此，涡轮机组件的流动特征可以依赖于定子叶片方向的方式改变。

在图4的示例中，绘图405包括了形状或轮廓，该形状或轮廓说明了诸如收缩轮廓515（例如，和/或收缩轮廓565）的收缩轮廓。图4提供了关于相对于收缩的近似定子叶片位置的透视图。在这个示例中，后缘435可移动更接近收缩轮廓515，并且例如每个定子叶片可包括一个或多个锥形或倒角（例如，见图8的定子叶片852）以允许定子叶片移动到收缩轮廓区域内（而不接触筒的一个或多个表面，这可能引起卡死、摩擦、影响可控性等）。

作为示例，定子叶片可具有“圆胖”形状（例如见定子叶片403）。作为示例，定子叶片可包括稳健的尖端迷宫式密封特征和/或在定子叶片内部的一体间隔件（例如，约3mm的间隔件直径）。作为示例，组件可例如在定子叶片可被关闭（例如，任选地以提供间隙、减小的表面面积等）的一个或多个位置处包括迷宫式密封特征、槽等（例如，在一个或多个部件上）。作为示例，组件可被构造成实现约40度的定子叶片旋转。作为示例，定子叶片可具有约6.5mm的轴向定子叶片高度并且收缩喷嘴可具有约5.5mm的轴向高度，这可用于减少定子叶片损失。

图5示出了包括涡轮机叶轮300和收缩喷嘴筒500的组件的示例的剖视图。如在放大图中通过虚线所示的，***部件510的收缩轮廓515被指向进口边缘325的最上点329并且基础部件560的收缩轮廓565被指向进口边缘325的最低点327。如所指示的，收缩轮廓515和565中每一个都可由斜率或相应的斜率表征（例如，见）。作为示例，收缩565的收缩轮廓可具有约为零的斜率（例如，在z方向上相对于r方向在基础部件560的边缘处或附近没有变化）。

图5还示出了涡轮机叶轮300包括沿着其基板310的z平面。另外，基础部件560包括设置在距离z轴线的半径处的环形表面566，该半径大于涡轮机叶轮300的基板310的最大半径。如所示，收缩轮廓565从基本上平坦表面562延伸到边缘567，边缘567轴向向下延伸；而收缩轮廓515从基本上平坦表面512延伸到最小轴向位置517并且此后延伸到罩表面516（例如，其提供了相对于叶片320的罩边缘346的间隙）。

在图5的示例中还示出了柱590，其用于相对于收缩喷嘴筒500的基础部件560定位***部件510；以及在基础部件560内的开口561，例如以接收定子叶片柱（例如，见图2的定子叶片400的定子叶片柱410）。在图5的示例中，收缩轮廓515和收缩轮廓565以不妨碍定向设置在基本上平坦表面512和562之间的定子叶片的方式被定位。例如，收缩轮廓515和565被以不减少喷嘴部分212的轴向高度以至于会阻止定子叶片绕其被设置在收缩喷嘴筒500的基础部件560的开口561中的定子叶片柱枢转的方式被定位。在图5的示例中，定子叶片轴线被相对于开口561示出，开口可被定位成距离喷嘴215（例如，收缩轮廓515和565）径向距离以容纳具有尺寸和相关联的朝向（例如，全开、全关等）的定子叶片。

图6示出了带有各种尺寸的图5的组件的示例的放大剖视图。如所示，喷嘴部分212包括轴向尺寸，其过渡到轴向尺寸，这不对应收缩轮廓515的最小轴向位置517。因此，喷嘴215可被定义为具有基于收缩轮廓515的最小轴向位置517和与收缩轮廓565相关联的边缘567的轴向位置的轴向尺寸，这些位置被示出为被移动径向距离。因此，连接位置517和边缘567的线可相对于涡轮机叶轮的旋转轴线（例如，或者收缩喷嘴筒500的表面566和表面516的轴线）成一定角度。

在图6的示例中，进口边缘325被示出为延伸在最低点327和最高点329（例如，沿着z轴线）之间。进口边缘325可被相对于一个或多个焦点等限定为具有轮廓（例如，外形）。例如，进口边缘325可至少部分地由椭圆的一部分限定（例如，见，焦点，其可限定椭圆的长轴和短轴）。作为示例，涡轮机叶轮可被描述为包括带有仿生学形状的进口边缘。

虽然图6的示例示出了***部件510包括收缩轮廓515并且基础部件560包括收缩轮廓565，但作为示例，组件可包括单个收缩轮廓（例如，收缩轮廓515或收缩轮廓565）。作为示例，组件可包括喷嘴部分的上收缩轮廓，其中该收缩轮廓将来自定子叶片喉部的废气引导向涡轮机叶轮的进口部分。在各种示例中，组件可包括带有进口边缘的涡轮机叶轮，该进口边缘具有的轴向高度（例如，相对于涡轮机叶轮的旋转轴线测量时）小于喷嘴的轴向高度，例如，由收缩喷嘴筒或两个部件形成的收缩喷嘴，其中这两个部件中的至少一个包括收缩轮廓，该收缩轮廓从平坦喷嘴部分（例如，其容纳定子叶片）轴向向下且径向向内地延伸。

作为示例，进口边缘可包括一个或多个弯曲部分和基本上笔直的部分。作为示例，进口边缘的上部分可以是弯曲的（例如，考虑图6的椭圆形状），而下部分从最大半径向下轴向地延伸到涡轮机叶轮的基板。在这个示例中，喷嘴可包括上收缩以形成收缩喷嘴，同时喷嘴的下表面是基本上平坦的且平面的（例如，和在容纳定子叶片的喷嘴部分中一样）。

图7示出了涡轮机叶轮301的示例的侧视图、涡轮机叶轮701的放大侧视图和涡轮机叶轮301的放大侧视图。在图7的示例中，涡轮机叶轮301包括基板311，该基板不径向延伸到进口边缘325的最大径向尺寸。相比而言，涡轮机叶轮300的基板310如图5所示径向地延伸到进口边缘325的最大径向尺寸并且实际上径向超过进口边缘325的最大径向尺寸。作为示例，基板可被构造成提供倾斜轮廓，该倾斜轮廓通到叶片的进口边缘的最低点（例如，见图5的示例）。作为示例，基板可被构造成用于应力目的。作为示例，基板可被构造成用于质量、相对于由收缩喷嘴筒的基础部件限定的开口的间隙等的目的。

关于涡轮机叶轮701，它包括基板710、进口边缘725、出口边缘735、罩边缘746和毂边缘748。涡轮机叶轮301和涡轮机叶轮701之间的比较示出了进口边缘325，相对于整体叶片高度，所占的比例要低于进口边缘725。例如，进口边缘725是整体叶片高度的约50％，而进口边缘325是整体叶片高度的约30％。

如提及的，作为示例，进口边缘可包括一个或多个弯曲部分和笔直的部分例如，或多个笔直的部分）。例如，在图7中，进口边缘791可包括和进口边缘325中一样的上部分以及和进口边缘725中一样的下部分。在这个示例中，喷嘴可由上收缩轮廓和任选的下平坦、平面轮廓限定。在这个示例中，涡轮机叶轮可包括基板，例如基板710（例如，其延伸到进口边缘的最低点）。

图8示出了组件801、组件802、定子叶片851和定子叶片852的示例。如所示，组件801和802都包括部件810，其包括收缩轮廓815；同时组件801包括叶轮821而组件802包括叶轮822。在组件801和802都包括定子叶片的情况下，定子叶片可包括诸如定子叶片851的轮廓或者诸如定子叶片852的轮廓。如所示，定子叶片852包括在后缘处的倒角，这可提供相对于诸如组件801或组件802的收缩815的收缩的间隙。作为示例，收缩轮廓可提供所谓的，其小于定子叶片高度，例如，定子叶片高度由能承载定子叶片的筒（例如，可变几何形状单元的筒）限定。作为示例，定子叶片852可被相对于坐标系定义，例如，在这种情况下倒角可以是相对于y尺寸和z尺寸倾斜的。作为示例，定子叶片可包括上倒角和下倒角，例如，以提供相对于上收缩轮廓和下收缩轮廓的间隙。

作为示例，对于包括可变几何形状单元的涡轮增压器，该可变几何形状单元包括定子叶片，该单元可被构造成使得定子叶片在收缩轮廓的开始处或附近（例如，在平坦平面的端部处或附近）停止在最大打开位置。作为示例，取决于间隙、斜率等，定子叶片可与收缩轮廓的一部分交叠。如提及的，定子叶片可任选地在后缘包括倒角或其它特征，例如，以允许在减小的接触（例如，卡住、磨损等）风险下的交叠。

作为示例，收缩可实现增加的低端效率，例如，在这种情况下定子叶片处于最小打开位置（例如，关闭）。在这个示例中，高端流量能力可被保持，例如，在这种情况下定子叶片和/或收缩轮廓被构造成允许定子叶片达到最大打开位置。换句话说，如果收缩轮廓减小了打开定子叶片的能力，那么收缩轮廓可减损涡轮增压器的操作范围的高端。

作为示例，收缩可被定位成使得定子叶片最大打开位置与叶轮相比类似于定子叶片与收缩的相互作用。作为示例，软止动REA（例如，离开硬止动约2度）可用于避免与收缩的接触（例如，在REA标定之后），例如，以避免磨损、卡住等。作为示例，增压裕量可被维持，与没有收缩的组件相比，在这种情况下定子叶片最大打开REA位置被维持。作为示例，收缩可提高涡轮增压器的低端性能。

作为示例，方法可通过使用标定涡轮机流量工作台来设置最小流量定子叶片位置和/或最大流量定子叶片位置，该工作台可例如测量通过定子叶片的空气流。这种工作台也可允许设置和锁定一个或多个流量位置以适合特定应用。作为示例，一旦设置了最小定子叶片打开位置，那么定子叶片致动器的标定就可发生（例如，针对OEM说明等）。

作为示例，在涡轮增压器包括可变几何形状单元的情况下，在低发动机速度和低气体流量下，该单元的定子叶片可被移动到“关闭”位置以减小到涡轮机叶轮的进口面积，以由此增加到涡轮机叶轮的废气进口压力，这可提高涡轮机功率并驱动更高的发动机增压压力。作为示例，在全发动机速度和载荷以及高气体流量下，可变几何形状单元的定子叶片可被打开，例如，以增加进口面积并由此帮助防止过度增压（例如，并减小发动机出口压力，这可有助于改善燃料经济性）。

作为示例，涡轮增压器可包括涡轮机组件，其包括收缩部分，该收缩部分引起废气相对于涡轮机叶轮的叶片以入射角流动。在这种示例中，收缩部分可改善涡轮增压器在低端的性能（例如，改善扭矩、响应性等）。例如，在约4000rpm可为高端的情况下，约1000rpm可为低端（例如，在可从怠速延伸到怠速以上约500rpm至约1000rpm的rpm范围内）。

作为示例，进口边缘的轴向高度可被基于收缩喷嘴筒的一个或多个尺寸来选择。而且，作为示例，进口边缘的径向尺寸可大于涡轮机叶轮的基板的最大径向尺寸。

作为示例，进口边缘可包括更小的轴向高度以改善入射角。作为示例，出口边缘最大直径可被延长约一毫米或更多（例如，约2mm）。作为示例，组件可包括定子叶片，其中定子叶片被构造成在定子叶片的完全打开位置维持在每个定子叶片和涡轮机叶轮的进口边缘之间的间隙。

作为示例，收缩喷嘴可改善效率并且包括弯曲进口边缘的涡轮机叶轮可改善效率。作为示例，收缩喷嘴和涡轮机叶轮的弯曲进口边缘可被构造成实现从定子叶片喉部到收缩喷嘴再到涡轮机叶轮的废气的期望流动特征（例如，其提高涡轮增压器的低流量性能）。在这个示例中，组件的构造可改善涡轮增压器的性能并且因此改善内燃发动机的性能。在这个示例中，收缩喷嘴（以及任选的涡轮机叶轮的弯曲进口边缘）可被至少部分地基于定子叶片的完全打开位置构造，定子叶片可由可变几何形状机构调节。例如，喷嘴部分的收缩轮廓可在不妨碍定子叶片向期望方向（例如完全打开方向）打开（例如定子叶片的枢转）的径向位置开始。作为示例，组件可被相对于涡轮机叶轮的一个或多个尺寸限定（例如，以限定定子叶片位置、收缩角度等）。

作为示例，喷嘴的收缩可用于加速进入涡轮机叶轮的进口部分的流动，例如，同时引导该流动略微地朝向涡轮机叶轮的毂线（例如，见毂和叶片的毂边缘）。在这个示例中，在毂线处的流动可比在罩处更高效。

作为示例，涡轮机叶轮的轮廓可允许该叶轮尖端作为进口边缘的要被朝着喷嘴延伸的一部分，例如，而没有过度地增加惯性（例如，利用涡轮机叶轮的背板的延伸）。作为示例，将进口边缘更接近喷嘴地定位可实现更高的效率。在这个示例中，涡轮机叶轮叶片的前缘（进口边缘）的曲率可能是有益的。

作为示例，组件可包括喷嘴大小设置和定子叶片枢转定位，这能实现尽可能接近涡轮机叶轮（例如，叶片的进口边缘）地打开定子叶片以维持流动并最大化范围（例如，注意到，延伸叶轮尖端进入喷嘴可能会冒着限制打开并减小范围的风险）。

作为示例，涡轮增压器的组件可包括收缩喷嘴筒，该筒包括基础部件、***部件和至少部分地设置在基础部件和***部件之间的定子叶片，其中***部件包括罩表面和上收缩轮廓，其中基础部件包括限定涡轮机叶轮开口的环形表面和下轮廓并且其中上收缩轮廓和下轮廓形成收缩喷嘴。

作为示例，组件可包括具有最小打开位置和最大打开位置的定子叶片。在这个示例中，对于定子叶片的最大打开位置，定子叶片可能没有接触***部件的收缩轮廓。作为示例，对于定子叶片的最大打开位置，定子叶片的后缘可能与***部件的收缩轮廓交叠。作为示例，包括定子叶片的组件的每个定子叶片可包括后缘倒角，该倒角限定了在每个定子叶片和***部件的收缩轮廓之间的间隙。

作为示例，收缩喷嘴可由上收缩轮廓、下收缩轮廓或者上和下收缩轮廓限定。

作为示例，组件可包括通过基础部件的涡轮机叶轮开口接收的涡轮机叶轮，其中对于定子叶片的最小打开位置，部分地由***部件限定的收缩轮廓引导穿过由定子叶片限定的喉部的废气轴向向下地流向涡轮机叶轮的叶片的前缘。

作为示例，组件可包括，经由涡轮机叶轮开口设置在收缩喷嘴筒内的，涡轮机叶轮，该涡轮机叶轮包括旋转轴线、毂和多个叶片，这些叶片从毂径向向外地延伸，其中这些叶片中的每一个都包括罩边缘和限定在上轴向点和下轴向点之间的进口边缘，并且其中***部件的上收缩轮廓包括朝着进口边缘的上轴向点的向下的角度。在这个示例中，基础部件的下轮廓可包括下收缩轮廓，该下收缩轮廓包括朝着进口边缘的下轴向点的向上的角度。

作为示例，组件可包括涡轮机叶轮，其包括进口边缘，其中涡轮机叶轮的进口边缘中的每一个都包括贝壳形边缘。在这个示例中，贝壳形边缘中的每一个可都包括最大半径，其超过进口边缘的上轴向点的半径并超过进口边缘的下轴向点的半径。

作为示例，在组件包括多个定子叶片的情况下，每个定子叶片可都包括前缘和后缘，其中，对于定子叶片的完全打开方向，后缘被相对于收缩喷嘴移开径向距离。在这个示例中，径向距离可对应由***部件和基础部件的基本上平坦且平行的表面限定的收缩喷嘴筒的喷嘴部分。

作为示例，组件可包括涡轮机壳体，其部分地限定了蜗室。作为示例，***部件可包括延伸进入蜗室的径向端。作为示例，组件可包括设置在***部件和涡轮机壳体之间的密封元件。

作为示例，组件可包括基础部件，其被轴向地定位在两个部件之间，例如，其中所述两个部件中的一个部件施加载荷到基础部件。

作为示例，涡轮增压器可包括中间壳体，其包括通孔（例如，其限定了通孔）；压缩机壳体，其联接到中间壳体；涡轮机壳体，其联接到中间壳体；设置在中间壳体的孔内的轴承；轴和涡轮机叶轮组件，其被中间壳体的孔内的轴承可旋转地支撑；压缩机叶轮，其联接到轴和涡轮机叶轮组件；和收缩喷嘴筒，其包括基础部件、***部件和至少部分地设置在基础部件和***部件之间的定子叶片，其中***部件包括罩表面和上收缩轮廓，其中基础部件包括限定涡轮机叶轮开口的环形表面和下轮廓，并且其中上收缩轮廓和下轮廓形成了收缩喷嘴。在这个示例中，涡轮机叶轮可包括旋转轴线、毂和多个叶片，所述叶片从毂径向向外地延伸，其中每个叶片都包括罩边缘和限定在上轴向点和下轴向点之间的进口边缘，并且其中上收缩轮廓包括朝向进口边缘的上轴向点的向下的角度。在这个示例中，涡轮机叶轮的每个进口边缘可包括贝壳形边缘。

尽管已经在附图中图示了并在前面的具体描述部分中描述了方法、设备、***、布置等的一些示例，但是应该理解的是，所公开的示例性实施例不是限定性的，而是能够进行数种重新布置、改进和替换。

Claims

1.一种用于涡轮增压器的组件，其包括：

2.如权利要求1所述的组件，其中定子叶片包括最小打开位置和最大打开位置。

3.如权利要求2所述的组件，其中，对于定子叶片的最大打开位置，定子叶片不接触***部件的上收缩轮廓。

4.如权利要求2所述的组件，其中，对于定子叶片的最大打开位置，定子叶片的后缘与上收缩轮廓交叠。

5.如权利要求4所述的组件，其中定子叶片中的每一个都包括后缘倒角，其限定了在每个定子叶片和所述上收缩轮廓之间的间隙。

6.如权利要求1所述的组件，其中下轮廓包括收缩轮廓。

7.如权利要求2所述的组件，其中对于定子叶片的最小打开位置，上收缩轮廓将穿过由定子叶片限定的所述喉部的废气轴向向下地引导向所述涡轮机叶轮的所述叶片的所述前缘。

8.如权利要求1所述的组件，其中所述涡轮机叶轮的所述叶片中的每一个都包括罩边缘和限定在上轴向点和下轴向点之间的作为所述前缘的进口边缘，并且其中上收缩轮廓包括朝着进口边缘的上轴向点的向下的角度。

9.如权利要求8所述的组件，其中，下轮廓包括下收缩轮廓，该下收缩轮廓包括朝着进口边缘的下轴向点的向上的角度。

10.如权利要求8所述的组件，其中涡轮机叶轮的进口边缘中的每一个都包括贝壳形边缘。

11.如权利要求10所述的组件，其中贝壳形边缘包括最大半径，所述最大半径超过所述上轴向点的半径并超过所述下轴向点的半径。

12.如权利要求1所述的组件，其中，每个定子叶片都包括前缘和后缘，其中，对于定子叶片的完全打开方向，后缘被相对于收缩喷嘴移开径向距离。

13.如权利要求12所述的组件，其中，径向距离对应由***部件和基础部件的所述基本上平坦且平行的表面限定的收缩喷嘴筒的所述喷嘴部分。

14.如权利要求1所述的组件，还包括部分地限定所述蜗室的涡轮机壳体。

15.如权利要求14所述的组件，其中，所述蜗室端部是伸进入所述蜗室的径向端。

16.如权利要求14所述的组件，其中，密封元件被设置在***部件和涡轮机壳体之间。

17.如权利要求1所述的组件，其中，基础部件被轴向地定位在两个部件之间，其中所述两个部件中的其中一个施加载荷到基础部件。

18.一种涡轮增压器，其包括：

中间壳体，其包括通孔；

压缩机壳体，其联接到中间壳体；

涡轮机壳体，其联接到中间壳体；

轴承，其设置在中间壳体的所述孔中；

轴和涡轮机叶轮组件，其由中间壳体的所述孔中的轴承可旋转地支撑，其中所述轴和涡轮机叶轮组件的涡轮机叶轮包括旋转轴线、毂和从所述毂径向向外延伸的多个叶片，其中所述叶片的前缘包括轴向叶片高度；

压缩机叶轮，其联接到轴和涡轮机叶轮组件；以及

收缩喷嘴筒，其包括基础部件、***部件和至少部分地设置在喷嘴部分中并且位于基础部件和***部件之间的多个定子叶片，

其中所述喷嘴部分包括在所述基础部件和所述***部件的基本上平坦且平行的表面之间的轴向高度，其中所述喷嘴部分的所述轴向高度大于所述轴向叶片高度；

其中，所述定子叶片限定了用于从蜗室到涡轮机叶轮空间的废气流的喉部，并且其中所述定子叶片的轴向高度超过所述轴向叶片高度，

其中基础部件包括限定涡轮机叶轮开口的环形表面和下轮廓；以及

19.如权利要求18所述的涡轮增压器，其中每个叶片都包括罩边缘和限定在上轴向点和下轴向点之间的作为所述前缘的进口边缘，并且其中上收缩轮廓包括朝向进口边缘的上轴向点的向下的角度。

20.如权利要求19所述的涡轮增压器，其中涡轮机叶轮的进口边缘中的每一个都包括贝壳形边缘。