[发明专利]涡轮机动叶片

说明书

本发明提供一种辐流式涡轮机的涡轮机动叶片。本发明的目的在于，不使装置大型化，以简单的结构抑制涡轮机动叶片的高阶共振，在辐流式涡轮机的涡轮机动叶片中，特别是在具备可变喷嘴的可变容量涡轮中，其特征在于，在辐流式涡轮机的涡轮机动叶片中，涡轮机动叶片(3)在轮毂面上设置有多个，并且各涡轮机动叶片(3)在沿着气流的从前缘(3a)到后缘(3b)的叶片长度上的离开前缘的规定位置，具有至少叶片高度的中间部(3e)的截面形状的叶片厚度相对于前缘侧的叶片厚度t1急剧增大的叶片厚度变化部(41、42)，经由该叶片厚度变化部，增大为叶片厚度t2。

技术领域

本发明涉及用于排气涡轮增加器等辐流式涡轮机的涡轮机动叶片，特别是涉及涡轮机动叶片的共振避免技术。

背景技术

在汽车等使用的发动机中，为了提高发动机的输出，利用发动机的排气的能量使涡轮旋转，经由旋转轴通过与涡轮直接连接的离心压缩机对吸入空气进行压缩并向发动机供给的排气涡轮增压器是公知的。

这种排气涡轮增压器所使用的涡轮的涡轮机动叶片，通过涡轮机动叶片的周围的构造，在涡轮壳内流动的排气流产生流动变形，该流动变形成为激振源，存在涡轮机动叶片共振而产生高循环疲劳的危险。

例如，如图8所示，收纳涡轮机轮TW的壳体内的流速越接近壁面越低，所以在涡轮壳体010的涡旋管部的终端部和始端部汇合的部位即舌部012附近，由于排气流速降低而产生排气流的流动变形E，易成为激振源。因此，需要进行调节以使涡轮机动叶片的固有振动数从运转区域内偏离。

特别是，可变容量涡轮(VG涡轮(Variable Geometry))中，如图9所示，在涡轮TW的上游的静叶片喷嘴014的下游端产生的喷嘴伴流(喷嘴交流涡)F成为激振源，产生高循环疲劳危险。

该情况下，喷嘴个数×转速等于激振频率，在较高的频率即高次模式、特别是2阶模式下易引起共振。

这样，在可变容量涡轮中，由于在较高的频率的高次模式，特别是2阶模式下易引起共振，因此在转速高的运转区域不能避免2阶模式的共振时，采用通过限制静叶片的喷嘴开度，抑制施加于转子叶片的加振力而避免高循环疲劳的方法，存在不能充分地保持可在运转范围内自如地调节流量的VG涡轮的特性的问题。

另外，关于涡轮机动叶片的共振模式，图10A表示1次模式的实例，在涡轮机动叶片016的后缘的叶片高度方向的前端部分产生大的振幅部S1。另外，图10B表示2阶模式的实例，在涡轮机动叶片016的前缘及后缘的叶片高度方向的前端部分分别产生大振幅部S2、S3，在该强振幅部的S2和S3之间产生成为节S4的部分。

另一方面，在使用了可变喷嘴的可变容量式涡轮机中，作为降低施加在动叶片涡轮叶片的加振力而抑制涡轮叶片的共振的先进技术，可以列举专利文献1(特开2009－185686号公报)。

在该专利文献1中开示有下述技术，即，一种可变容量式涡轮机，在设置有涡轮叶片的涡轮的周围配置喷嘴导向叶片，通过叶片轴支承该喷嘴导向叶片并可以转动，调节喷嘴导向叶片的叶片角，从而调节喷嘴的开口面积，沿着圆以规定的节距布置上述喷嘴导向叶片的叶片轴，使上述圆的中心从上述涡轮的旋转中心向径向偏心。

专利文献1:特开2009－185686号公报

发明内容

解决问题的技术方案

但是，专利文献1所示的技术中，沿着圆以规定的节距布置喷嘴导向叶片的叶片轴，使该圆的中心从涡轮的旋转中心向径向偏心，因此可变容量式涡轮机仅径向的偏心量就使其大型化，导致车辆的搭载性变差。

本发明鉴于该现有技术的课题，目的在于，在辐流式涡轮机的涡轮机动叶片中，特别是在具备可变喷嘴的可变容量涡轮中，不使装置大型化，以简单的结构抑制涡轮机动叶片的高阶共振。