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增压器气流转向器

阅读：1020发布：2020-06-08

专利汇可以提供增压器气流转向器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种增压器气流转向器，其包括在增压器系统中，所述增压器系统包括增压器主壳体，所述增压器主壳体包围有用于将空气从其上游侧移至下游侧的一个或多个主动部件。所述系统包括安装在所述增压器主壳体的上游侧的增压器入口壳体，和再循环管路。所述再循环管路在所述增压器主壳体的下游侧和所述增压器入口壳体之间提供流体连通。所述管路包括具有位于所述增压器入口壳体中的第一和第二部分的流体转向器。所述第一部分限定了第一再循环流动方向并且所述第二部分限定了第二再循环流动方向。所述第二方向可相对于所述第一再循环方向成45-135度角。，下面是增压器气流转向器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种增压器系统，包括：
增压器主壳体，所述增压器主壳体包围有用于将空气从所述增压器主壳体的上游侧移至下游侧的一个或多个主动部件；
增压器入口壳体，所述增压器入口壳体安装在所述增压器主壳体的上游侧；和再循环管路，所述再循环管路在所述增压器主壳体的下游侧和所述增压器入口壳体之间提供流体连通，所述再循环管路包括具有位于所述增压器入口壳体中的第一和第二部分的流体转向器，所述第一部分限定了第一再循环流动方向并且所述第二部分限定了第二再循环流动方向，所述第二再循环方向相对于所述第一再循环方向成角度，并且所述第二部分位于所述再循环管路的出口端。
2.根据权利要求1所述的增压器系统，其中，所述流体转向器包括在所述第一和第二部分之间提供弯曲过渡的流动转向表面。
3.根据权利要求2所述的增压器系统，其中，所述第一再循环方向相对于供所述流体转向器的第一部分延伸通过的所述增压器入口壳体的侧壁垂直，并且所述第二再循环方向在所述再循环管路的出口端的位置处与通过所述增压器入口壳体的主流动方向平行。
4.根据权利要求1所述的增压器系统，其中，所述第二再循环方向相对于所述第一再循环方向成45-135度角。
5.根据权利要求1所述的增压器系统，其中，所述第二再循环方向相对于所述第一再循环方向成60-120度角。
6.根据权利要求1所述的增压器系统，其中，所述第二再循环方向相对于所述第一再循环方向成75-105度角。
7.根据权利要求1所述的增压器系统，其中，所述第二再循环方向相对于所述第一再循环方向成90度角。
8.根据权利要求1所述的增压器系统，其中，所述第二再循环方向朝所述增压器主壳体的上游侧延伸并且在所述再循环管路的出口端的位置处相对于通过所述增压器入口壳体的主流动方向成至多45度角。
9.根据权利要求1所述的增压器系统，其中，所述第二再循环方向朝所述增压器主壳体的上游侧延伸并且在所述再循环管路的出口端的位置处相对于通过所述增压器入口壳体的主流动方向成至多30度角。
10.根据权利要求1所述的增压器系统，其中，所述第二再循环方向朝所述增压器主壳体的上游侧延伸并且在所述再循环管路的出口端的位置处相对于通过所述增压器入口壳体的主流动方向成至多15度角。
11.根据权利要求1所述的增压器系统，其中，所述第二再循环方向朝所述增压器主壳体的上游侧延伸并且在所述再循环管路的出口端的位置处相对于通过所述增压器入口壳体的主流动方向成90度角。
12.根据权利要求1所述的增压器系统，其中，所述再循环管路的出口端面向下游方向并且所述第二再循环方向在所述再循环管路的出口端的位置处相对于通过所述增压器入口壳体的自然吸入空气的主流动方向成至多45度角。
13.根据权利要求1所述的增压器系统，还包括用于打开和关闭所述再循环管路的阀。
14.根据权利要求13所述的增压器系统，其中，所述增压器主壳体的下游侧与发动机的进气装置流体连通，并且所述增压器系统还包括用于在所述发动机在低负荷条件下运行时打开所述阀以及在所述发动机在高负荷条件下运行时关闭所述阀的控制器。
15.一种增压器系统，包括：
增压器，所述增压器具有入口和出口；和
再循环管路，所述再循环管路在所述出口和入口之间提供流体连通，所述再循环管路包括具有位于所述入口中的第一和第二部分的流体转向器，所述第一部分限定了第一再循环流动方向并且所述第二部分限定了第二再循环流动方向，所述第二再循环方向相对于所述第一再循环方向成角度，并且所述第二部分位于所述再循环管路的出口端。
16.根据权利要求15所述的增压器系统，其中，所述流体转向器包括在所述第一和第二部分之间提供弯曲过渡的流动转向表面。
17.根据权利要求15所述的增压器系统，其中，所述第二再循环方向相对于所述第一再循环方向成45-135度角。
18.一种增压器系统，包括：
增压器，所述增压器具有入口和出口；和
再循环管路，所述再循环管路在所述出口和入口之间提供流体连通，所述再循环管路包括在所述入口中延伸的终端部分，所述终端部分构造成将再循环流沿第一方向引导到所述增压器的入口中，所述第一方向相对于从所述增压器的入口通过的主流动方向成角度。
19.根据权利要求18所述的增压器系统，其中，所述第二再循环方向朝增压器主壳体的上游侧延伸并且在所述再循环管路的出口端的位置处相对于通过增压器入口壳体的主流动方向成至多45度角。
20.根据权利要求18所述的增压器系统，其中，所述第二再循环方向朝增压器主壳体的上游侧延伸并且在所述再循环管路的出口端的位置处相对于通过增压器入口壳体的主流动方向成至多30度角。

说明书全文

增压器气流转向器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种增压器系统，特别是涉及一种增压器气流转向器。

背景技术

[0002] 现代增压器设计通常包括气流旁路以便在增压器没有被要求产生增压时提高发动机的工作效率。这样的旁路通常采用蝶形阀，其类似于在发动机的节气门体中所用的蝶形阀，且默认是关闭的。当从增压器要求额外的功率时，发动机真空度降低，并且作为响应，旁通阀关闭。结果，进气于是通过增压器以增大进气的压力超过大气压而允许发动机产生额外功率。当发动机真空度高时，比如当发动机处于怠速或处于轻踩油门或在巡航模式下时，一致动器打开旁通阀，从而允许加压的输出空气经旁通阀循环回到增压器入口。旁通阀意在使增压器的入口和出口之间的压力均等，从而减小在前面提到的低发动机负荷状态期间使增压器旋转所需的输入功率。然而，当加压的输出空气再循环至增压器入口时，由于它与进来的自然吸入气流接触，故会产生紊流和涡流。这种接触会增大噪声并且降低增压器的效率。汽车制造商和消费者常常不希望有这种噪声，这会减少配有增压器的车辆的可售性，尽管这种车辆也有自己的优势。在某些车辆上，由增压器产生的这种所谓的噪声、振动或声振粗糙度/不平顺性根据发动机速度和负荷条件可为80到90dBA或者更高。

发明内容

[0003] 在一方面中，本技术涉及一种增压器系统，该增压器系统具有：增压器主壳体，其包围有用于将空气从其上游侧移至下游侧的一个或多个主动部件；增压器入口壳体，其安装在增压器主壳体的上游侧；和再循环管路，其在增压器主壳体的下游侧和增压器入口壳体之间提供流体连通，所述再循环管路包括具有位于增压器入口壳体中的第一和第二部分的流体转向器（偏流器），第一部分限定了第一再循环流动方向并且第二部分限定了第二再循环流动方向，第二再循环方向相对于第一再循环方向成45-135度角，并且第二部分位于再循环管路的出口端。

[0004] 在另一方面中，本技术涉及一种增压器系统，该增压器系统具有：增压器，其具有入口和出口；和再循环管路，其在出口和入口之间提供流体连通，再循环管路包括具有位于入口中的第一和第二部分的流体转向器，第一部分限定了第一再循环流动方向并且第二部分限定了第二再循环流动方向，第二再循环方向相对于第一再循环方向成45-135度角，并且第二部分位于再循环管路的出口端。

[0005] 在另一方面中，本技术涉及一种增压器系统，该增压器系统具有：增压器，其具有入口和出口；和再循环管路，其在出口和入口之间提供流体连通，再循环管路包括在入口中延伸的终端部分，所述终端部分构造成将再循环流沿第一方向引导到增压器的入口中，所述第一方向相对于从增压器的入口通过的主流动方向成至多45度角。附图说明

[0006] 本发明的各方面在附图中示出，然而，本发明不限于所示出的精确布置和机构。

[0007] 图1示出根据本发明的许多方面的增压器系统的透视图。

[0008] 图2示出根据本发明的许多方面的图1的增压器系统的上游侧的侧视图。

[0009] 图3示出根据本发明的许多方面的入口壳体的透视图。

[0010] 图4示出根据本发明的许多方面的入口壳体中的气流之间的关系。

[0011] 图5A和5B分别示出根据本发明的许多方面的旁通气流转向器的透视图和侧视图。

[0012] 图6示出根据本发明的许多方面的另一旁通气流转向器的侧视图。

[0013] 图7示出根据本发明的许多方面的另一旁通气流转向器的透视图。

具体实施方式

[0014] 现将具体参照在附图中示出的本发明的示例性方面。在可能的情况下，在各图中采用同样的附图标记指代相同或相似的结构。

[0015] 图1-3示出根据本发明的许多方面的增压器系统100的各种视图。所述系统100包括具有上游侧104和下游侧106的增压器主壳体102。各种类型的增压器是已知的并且其操作和优点对本领域技术人员而言是显而易见的。在这里所描述的系统100中，可采用几乎任何类型的增压器，包括罗茨式/鲁式、离心式、双螺旋式、滑叶式和涡卷式。入口壳体108位于增压器主壳体102的上游侧104。简略地说，空气从外界（例如，经由车辆的空气滤清系统）经由主入口通道110被吸入并且通过入口壳体108。空气从入口壳体108被吸入增压器主壳体102中并且从下游侧106经出口管道118排出至发动机112。由增压器系统
100提供的气压升高和/或气流升高发动机入口处的进气压力以提高发动机功率和性能。

[0016] 入口壳体108通常是铸件，其将自然吸入的气流114从主入口通道110引导到增压器主壳体102中。入口壳体108的内部由大体上倒圆的侧边、角部和过渡部形成以使自然吸入气流114的主流动方向平顺。入口壳体108限定有与增压器主壳体102的形状一致的形状，这有助于向增压器主壳体102中提供更均匀的气流，增压器主壳体102包含一对转子102a。

[0017] 入口壳体104流体地连接至旁通或再循环管路116，再循环管路116将增压器主壳体102的下游侧106流体地连接至入口壳体104。旁通或再循环阀120邻近入口壳体104设置并且在增压器系统100运行期间根据需要打开和关闭。当再循环阀120处于打开位置时，下游气流122的一部分被允许作为所谓的旁通或再循环空气124重新进入再循环。此旁通或再循环空气124只要再循环阀120打开并且位于增压器主壳体102中的主动部件（例如，螺杆或转子）进行旋转就会流动。当然，在所示的系统100中也可使用能够使这些主动部件脱开的离合式增压器。在这种情况下，转子的脱开会阻止其旋转，从而允许空气从入口壳体104经再循环阀120到达出口管道118，再到达发动机112。在某些实施例中，位于入口壳体104和主壳体102之间的阀结构可关闭，从而阻止任何自然吸入的空气114进入主壳体102。当再循环阀120打开时，在增压器主壳体102中建立起非常低的（如果有的话）压力，因此发动机功率不会增加。

[0018] 当需要额外的发动机功率时（例如，加速期间），再循环阀120关闭，并且在发动机112的入口之前在增压器主壳体102的下游侧106压力增强。电动和真空操作的旁通阀都与此处所公开的技术相容。电动阀通常比真空操作阀更快地响应。此外，可控制电动操作阀上的阀角以将压力（例如，增压）调节到期望的水平。真空操作阀主要是全开/全闭的，调节增压水平的能力有限。

[0019] 回到再循环阀120打开且增压器主壳体102中的主动部件在运行时的状态，旁通或再循环空气124通过再循环阀120并且进入由入口壳体104限定的开口126。因此，再循环空气124以第一再循环流动方向128流入入口壳体104。为了减小通常由再循环空气124和自然吸入空气114之间的干涉带来的噪声，入口壳体104包括延伸到入口壳体104中的转向器130。转向器130具有第一部分132和第二部分134。第一部分132限定了第一再循环流动方向128。第二部分134限定了第二再循环流动方向136，并且是再循环管路116的终端。

[0020] 图4示出第一再循环流动方向128、自然吸入空气114的主流动方向和各种第二再循环流动方向136之间的关系。在图4中，将第二再循环流动方向136相对于第一再循环流动角度128的角度描绘为重定向角α。在某些实施例中，第二再循环流动方向136可相对于第一再循环流动方向128成45度到135度角。在其他实施例中，第二再循环流动方向136可相对于第一再循环流动方向128成60度到120度角。在其他实施例中，第二再循环流动方向136可相对于第一再循环流动方向128成75度到105度角。在其他实施例中，第二再循环流动方向136可相对于第一再循环流动方向128成90度角。不管相对角度是多少，第二部分134都将再循环空气124朝主壳体102的上游侧引导。

[0021] 也可以相对于从入口壳体104通过的自然吸入空气114的主流动方向限定第二再循环流动方向136，在图4中描绘为导向角β。在某些实施例中，第二再循环流动方向136相对于通过入口壳体104的主流动方向成至多45度角。其他实施例将第二再循环流动方向136构造成相对于通过入口壳体104的主流动方向成至多30度、或至多15度或至多0度角。

[0022] 此第二再循环流动方向136降低了再循环阀120打开时会形成的涡流。在某些实施例中，转向器130的后表面138在重定向的再循环气流124周围分开自然吸入的气流114，以允许自然吸入的气流114更容易地包封重定向的再循环气流124。已表明，采用例如此处描述类型的转向器与在没有这种转向器的相同增压器系统中测得的值相比能够降低至少5%、至少7%或至少10%的噪声、振动和声振粗糙度（例如，在特定的发动机速度和负荷条件下的dBA等级）。

[0023] 图5A和5B示出本发明的包括气流转向器300的方面。转向器300包括大致管状体302，所述管状体302在第一部分304和第二部分306之间限定有流动转向表面。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定向为彼此成角度γ。第一部分304可具有大体圆形的截面并且可被法兰308围绕。法兰308能够允许转向器300固定在可从使用转向器300受益的既有的入口壳体上。这种构型可允许转向器300随入口壳体用作改装应用。在本发明的其他方面，转向器在其制造期间可与入口壳体浇铸为一体，或以其他方式形成。

[0024] 第二部分306可具有大体椭圆形的截面。鉴于本公开应当认识到，管状体302的截面积沿着转向器300的全部曲率半径可以是一致的。即，在第一曲率半径r1所获取的截面积可与在第二曲率半径r2所获取的截面积一致。然而，第二部分306可构造成使得出口平面306a与第三曲率半径r3成角度δ。这可在出口平面306a处形成椭圆形截面，与入口平面304a处的圆形截面不同。已表明这可有助于使重定向的再循环气流相对于入口壳体的内部构型进一步转向成期望的方向。在本发明的这方面，角度α可选择成使得出口306可大体上垂直于吸入气流的方向。此处，入口平面304a和出口平面306a之间的角度β为钝角。

[0025] 在图5B所示的本发明的各方面中，r1、r2和r3可彼此相等。也可设想具有其他形状或不同曲率半径的转向器。图6示出一种这样的构型。其中，转向器300包括管状体302。第二部分306限定了出口平面306a。曲率半径在整个管状体302上是一致的。半径r1包含在入口平面304a内并且半径r2包含在出口平面306a内。相应地，在图6中，转向器300具有第一部分304和第二部分306，它们被类似地成形，在此情况下是圆形的。此处，仍如转向器300所插入的入口壳体的特定构型所要求或期望的那样，角度γ可约为90°或可为锐角。

[0026] 在图7所示的另一构型中，转向器400包括敞开体402。此处，法兰408限定了圆形的入口404。然而，所述敞开体限定了大体U形的通道406。在其他实施例中，敞开通道406可为V字形。通道406的基部的曲率仍为重定向的再循环气流提供重定向。

[0027] 尽管文中已描述了应被视为本发明的示例性和优选方面的内容，但基于本文的教导，本公开的其他变型对于本领域技术人员而言是显而易见的。本文中公开的特定的制造方法和几何构型在本质上是示例性的并且不应视为限制性的。因此期望在所附权利要求书中保护所有这样在本发明的精神和范围内的变型。相应地，期望由专利证书保护的是在所附权利要求书中限定和区分的技术及所有等同方案。

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