用于可变喷嘴涡轮机的喷嘴叶片设计.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108952836A(43)申请公布日2018.12.07(21)申请号201810466141.0(22)申请日2018.05.16(30)优先权数据15/599,3292017.05.18US(71)申请人福特全球技术公司地址美国密歇根州(72)发明人胡良军易建文(74)专利代理机构北京纪凯知识产权代理有限公司11245代理人赵志刚张凯(51)Int.Cl.F01D17/16(2006.01)F01D9/04(2006.01)F02B37/24(2006.01)权利要求书1页说明书17页附图17页(54)发明名称用于可变喷嘴涡轮机的喷嘴叶片设计(57)摘要本发明涉及用于可变喷嘴涡轮机的喷嘴叶片设计。提供用于涡轮增压发动机的可变喷嘴涡轮机的喷嘴叶片的系统。在一种示例中，用于可变几何形状涡轮机的涡轮机喷嘴的喷嘴叶片可以包括：弧形外表面，其相对于喷嘴叶片的弦从所述喷嘴叶片的入口端到所述喷嘴叶片的出口端弯曲，所述弦具有从所述入口端到所述出口端限定的弦长度，所述喷嘴叶片具有在1.54至2.95的范围内的宽高比、在所述弦长度的47％至61％的范围内最大的厚度以及从喷嘴叶片的入口端到所述喷嘴叶片的出口端在0.94至1.16的范围内的弧线角度变化比率。CN108952836ACN108952836A权利要求书1/1页1.一种用于可变几何形状涡轮机的涡轮机喷嘴的喷嘴叶片，其包括：弧形外表面，所述弧形外表面相对于所述喷嘴叶片的弦从所述喷嘴叶片的入口端到出口端弯曲，所述弦具有从所述入口端到所述出口端限定的弦长度，所述喷嘴叶片具有在1.54至2.95的范围内的宽高比、在所述弦长度的47％至61％的范围内最大的厚度。2.根据权利要求1所述的喷嘴叶片，其中所述喷嘴叶片具有从所述喷嘴叶片的所述入口端到峰值叶片角度的在0.94至1.16的范围内的弧线角度变化比率。3.根据权利要求2所述的喷嘴叶片，其中所述弧线角度变化比率从所述入口端向所述弦长度的大约53％的归一化距离增加，然后减小直到所述弦长度的大约90％，且然后再次增加到所述出口端。4.根据权利要求1所述的喷嘴叶片，其中所述喷嘴叶片的枢转轴线位于从所述喷嘴叶片的所述入口端到所述出口端的所述弦长度的30％至50％的范围内的位置处。5.根据权利要求1所述的喷嘴叶片，其中所述弧线角度变化比率的变化率沿所述弦长度在所述喷嘴叶片的所述入口端与所述叶片的中间区段之间最大。6.根据权利要求1所述的喷嘴叶片，其中所述宽高比随着所述弦长度增加而增加。7.根据权利要求1所述的喷嘴叶片，其中所述喷嘴叶片的所述出口端被定位成比所述喷嘴叶片的所述入口端更靠近所述可变几何形状涡轮机的涡轮机叶轮。8.根据权利要求1所述的喷嘴叶片，其中所述喷嘴叶片的所述厚度在所述喷嘴叶片的所述入口端和所述出口端处具有最小厚度，并且最大厚度在所述弦长度的50％至55％的范围内。9.根据权利要求8所述的喷嘴叶片，其中所述喷嘴叶片的所述最大厚度与所述喷嘴叶片的所述弦长度的比率在0.08至0.11的范围内。10.根据权利要求1所述的喷嘴叶片，其中所述弦长度在28mm至55mm的范围内。11.根据权利要求1所述的喷嘴叶片，其中所述喷嘴叶片具有在7.0mm至11mm的范围内的高度。12.一种用于组装涡轮机喷嘴的方法，其包括：提供喷嘴壁板；以及提供适于在所述喷嘴壁板上枢转的喷嘴叶片，所述喷嘴叶片具有：从所述喷嘴叶片的前缘到后缘弯曲的弧线和从所述前缘到所述后缘限定的弦长度，其中所述喷嘴叶片的弧线角度变化比率在所述弦长度的47.7％到58.3％的范围内最大；在所述弦长度的47.7％至58.3％的范围内最大的厚度；以及所述喷嘴叶片的在1.54至2.56的范围内的宽高比。13.根据权利要求12所述的涡轮机喷嘴，其中所述喷嘴叶片的枢转轴线被定位在所述弦长度的30％至50％的范围内的位置处。14.根据权利要求13所述的涡轮机喷嘴，其中所述喷嘴叶片围绕所述枢转轴线在打开位置和闭合位置之间可枢转地调节。15.根据权利要求12所述的涡轮机喷嘴，其中所述弦长度在29mm至40mm的范围内。2CN108952836A说明书1/17页用于可变喷嘴涡轮机的喷嘴叶片设计技术领域[0001]本发明总体上涉及用于涡轮增压发动机的可变喷嘴涡轮机的喷嘴叶片的方法和系统。背景技术[0002]涡轮增压器可以被提供在发动机中以改善发动机扭矩或功率输出密度。涡轮增压器可以包括经由驱动轴联接到压缩机的排气驱动涡轮机。压缩机可以被流体联接到发动机中的空气进气歧管。来自一个或多个发动机汽缸的排气流可以被引导至涡轮机中的叶轮，从而使涡轮机绕固定轴线旋转。涡轮机的旋转运动驱动压缩机，该压缩机基于发动机工况将空气压缩到空气进气歧管中以改善增