[发明专利]涡轮动叶片及可变容量涡轮

说明书

本发明一实施方式是一种涡轮动叶片，该涡轮动叶片包括：轮毂部，其连结于旋转轴的一端侧；多个主叶片，其隔开间隔地设于轮毂部的周面；短叶片，其设于多个主叶片中的相互邻接的两个主叶片之间。在邻接的两个主叶片之间，形成有供流体从涡轮动叶片的半径方向外侧向半径方向内侧流动的叶片间流路。并且，短叶片的前缘的轮毂侧端部在子午面上位于比主叶片的前缘的轮毂侧端部更靠半径方向内侧的位置。

技术领域

本公开涉及涡轮动叶片及可变容量涡轮。

背景技术

近年来，使用涡轮增压的发动机的小型化技术正作为低油耗技术在汽车用发动机中普及开来。另外，近年来，汽车的油耗性能的评价方法也大多包含发动机极低速时和加速时等，因此对即使在发动机极低速时也发挥较高的涡轮效率的涡轮增压器的需求正不断提高。因此，包括对流向涡轮动叶片的流体的流动方向进行控制的可变喷嘴机构的可变容量涡轮增压器得到了普及。在这样的背景下，正在寻求一种在从发动机极低速时到高速时的较宽运转范围内都发挥较高的涡轮效率且过渡响应性也优异的涡轮动叶片。

一般来说，为了使发动机低速时的涡轮动叶片的性能提高，需要按照小流量时的情况设定涡轮动叶片的叶片高度、喉部面积。然而，作为其互斥事件，存在大流量时的涡轮效率降低这样的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2014/038054号

发明内容

发明所要解决的技术问题

专利文献1公开了一种具有轮毂侧和护罩侧的两个涡旋流路的斜流涡轮，其在轮毂侧的具有冲击叶片涡轮特性的部分设置中间高度的中间叶片来实现冲击叶片涡轮特性的改善及涡轮动叶片整体的惯性矩的降低，同时实现了涡轮效率的提高与过渡响应性的提高。然而，在该专利文献1的斜流涡轮中，存在惯性矩的降低不充分、难以改善过渡响应性的问题。

本发明的至少一实施方式是鉴于上述现有技术的技术问题而完成的，其目的在于提供一种提高了小流量时的涡轮效率且提高了过渡响应性的涡轮动叶片以及包括该涡轮动叶片的可变容量涡轮。

解决技术问题的技术手段

(1)本发明的至少一实施方式的涡轮动叶片包括：轮毂部，其连结于旋转轴的一端侧；多个主叶片，其隔开间隔地设于所述轮毂部的周面；短叶片，其设于多个主叶片中的相互邻接的两个主叶片之间。在邻接的两个主叶片之间，形成有供流体从涡轮动叶片的半径方向外侧向半径方向内侧流动的叶片间流路。并且，短叶片的前缘的轮毂侧端部构成为，在子午面上位于比主叶片的前缘的轮毂侧端部更靠半径方向内侧的位置。

流入涡轮动叶片的流体从涡轮动叶片的半径方向外侧向半径方向内侧相对于主叶片的前缘沿倾斜方向流动。因此，流入涡轮动叶片的流体碰撞于主叶片的前缘而剥离，产生损失。另外，据本发明人所知，流入涡轮动叶片的流体碰撞于主叶片的前缘而剥离，会导致在叶片间流路内引发具有回转成分的二次流，该二次流也会导致产生损失。

另外，据本发明人所知，通过在邻接的两个主叶片之间设置半径方向上的前缘位置与主叶片的前缘位置相同的较短的短叶片，能够抑制主叶片的前缘及短叶片的前缘处的剥离。然而，对在叶片间流路内流动的二次流所导致的损失的降低效果是有限度的。对此，认为在主叶片与短叶片的一个面(例如负压面)之间流动的二次流和在邻接的主叶片与短叶片的另一个面(例如压力面)之间流动的二次流在叶片间流路内的短叶片的下游侧发生碰撞而产生损失是它的一个原因。另外，在涡轮动叶片上的半径方向外侧设置短叶片会使得惯性矩增加，导致过渡响应性变差。