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CN101103178B - 可变喷嘴涡轮增压器 - Google Patents

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CN101103178B CN2004800448224A CN200480044822A CN101103178B CN 101103178 B CN101103178 B CN 101103178B CN 2004800448224 A CN2004800448224 A CN 2004800448224A CN 200480044822 A CN200480044822 A CN 200480044822A CN 101103178 B CN101103178 B CN 101103178B
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Abstract

提供一种带可变喷嘴组件的涡轮增压器，该可变喷嘴组件具有多个绕涡轮叶轮环状定位的弯曲叶片，各叶片(20)可绕枢轴点(Pp)枢轴转动并配置为具有由外翼面(2)和内翼面(4)连接的前缘(Ple)和后缘(Pte)，所述外翼面(2)基本是凸形的并且所述内翼面(4)在前缘(Ple)具有凸形部分，该凸形部分具有曲率局部极值(Pex)以及朝后缘(Pte)过渡成凹形部分。设定枢轴点(Pp)和局部极值(Pex)的位置使得甚至在叶片位于关闭位置时，排气流在叶片上施加倾向于打开喷嘴的正扭矩。

Description

可变喷嘴涡轮增压器
技术领域
本发明大致涉及可变喷嘴涡轮增压器领域，并且更具体涉及一种用于可变喷嘴涡轮增压器的涡轮外壳内的多个枢轴转动的叶片的改进叶片设计。
背景技术
可变喷嘴涡轮增压器一般包括中心外壳，其具有附着在一端的涡轮外壳以及附着在相对端的压缩机外壳。轴可旋转设置在容纳在中心外壳内的轴承组件内。涡轮或涡轮叶轮附着到一个轴端并携载在涡轮外壳内，而压缩机叶轮附着到相对轴端并携载在压缩机外壳内。
图1显示了包括涡轮外壳12和中心外壳32的公知可变喷嘴涡轮增压器10的一部分。涡轮外壳12具有用于接收排气流的排气入口(未图示)以及用于将排气引导到发动机的排气系统的排气出口16。涡螺14连接排气入口和限定在插件18和喷嘴环28之间的喷嘴。插件18形成外喷嘴壁并且附着到中心外壳32上，使得它在涡螺14附近结合在涡轮外壳12内。喷嘴环28作为内喷嘴壁并安装到插件18内。涡轮叶轮30携载在涡轮外壳12的排气出口16内。供给涡轮增压器10的排气或其它高能量气体经排气入口进入涡轮叶轮30并经涡轮外壳12内的涡螺14分配以便经由插件18和喷嘴环28限定的周向喷嘴基本径向进入涡轮叶轮30。
使用从叶片20垂直向外突出的叶片销22将多个叶片20安装到喷嘴环28上。各叶片销22附着到叶片臂24上，并且叶片臂24接收在旋转安装的一致环(unision ring)28上。传动组件与一致环26连接并配置为在一个方向上或者如果必须在另一个方向上旋转一致环26以便相对涡轮叶轮30的旋转轴线向外或向内径向移动叶片20，以便相应增加或减小压力差并修改经过涡轮叶轮30的排气流。随着一致环26旋转，引起叶片臂24移动，并且叶片臂24的移动通过叶片销24的转动引起叶片20枢轴转动并依据一致环26的旋转方向打开或关闭喷嘴的喉状区域(throat area)。
在WO2004/022926A中公开了采用这种可变喷嘴组件的公知涡轮增压器的实例。
叶片一般设计有配置为在位于关闭位置时提供与相邻叶片的互补配合并在位于打开位置时准备涡轮外壳内的排气到达涡轮叶轮的通路的翼形。这种叶片包括具有第一曲率半径的前缘或鼻部以及具有由叶片内侧的内翼面和叶片外侧的外翼面连接的小得多的第二曲率半径的后缘或尾部。在这种叶片设计中，外翼面形状上是凸形的，而内翼面形状上在前缘是凸形的并且朝向后缘是凹形的。内翼面和外翼面由彼此互补的基本连续的曲线限定。如本申请所使用的，叶片表面的特征在于相对叶片的内部(不是外部)是“凹形的”或“凸形的”。这种叶片的非对称形状导致弧形中心线，这条线通常也被称为叶片的弓线(camberline)。弓线是经叶片的前缘和后缘之间的叶片内翼面和外翼面之间的中点延伸的线。相关技术领域的技术人员对其含义众所周知。由于叶片具有弧形弓线，它是“弯曲”叶片。
这种弯曲叶片在可变喷嘴涡轮增压器中的使用已经导致涡轮外壳内的空气动力效果的某些改进。在US6,709,232B1中公开了某些特别有用的叶片设计。这些叶片设计通过随着排气在其上通过而保持恒定的排气加速度减小了涡轮外壳内的有害空气动力效应，由此减小了涡轮外壳内的有害背压，背压公知对涡轮增压器以及涡轮增加发动机操作效率损失作出贡献。
尽管使用弯曲叶片已经导致效率上的某些改进，但是已经发现存在作用在叶片表面上的空气动力扭矩反转的风险。具体说来，已经观察到当喷嘴喉状区域小时通常存在负扭矩，而当喷嘴喉状区域大时存在正扭矩。当排气流具有足以将叶片促动到打开位置的作用力时扭矩限定为正。空气动力扭矩反转影响了传动器组件和使叶片枢轴转动的一致环的功能。关于可控性，无论叶片的位置，施加到叶片上的扭矩始终具有相同的方向是优选的。扭矩是正的并且倾向于打开喷嘴(即增加喷嘴的喉状区域)更是优选的。
发明内容
因而，当与传动涡轮增压器相比时为可变喷嘴涡轮增压器提供改进叶片操作可控性是所希望的。
本发明人进行了广泛的研究，以便发现具有带绕涡轮叶轮环状定位的多个弯曲叶片的可变喷嘴组件的涡轮增压器内扭矩反转的原因。他们发现主要因素是：(a)叶片枢轴点的位置，(b)内翼面的凸形部分内的曲率局部极值相对枢轴点的位置，(c)内翼面的凸形部分的形状，以及(d)排气在叶片表面上的流入射角。
关于因素(a)，发现在原点是叶片前缘，x轴线经叶片后缘延伸并且y轴线正交于x轴线并延伸到叶片外侧的坐标系中，枢轴点定位在满足以下表达式的位置是有利的：
0.25＜Xp/C＜0.45，优选0.30＜Xp/C＜0.40；并且
-0.10≤Yp/C≤0.05，优选-0.10≤Yp/C≤0，最优选-0.10≤Yp/C≤-0.05，
其中Xp是在x轴线上枢轴点和前缘之间的距离，C是前缘和后缘之间的距离，而Yp是y轴线上枢轴点和叶片弓线之间的距离，其中Yp的负值代表在叶片更内侧的枢轴点。枢轴点位于外翼面和内翼面之间是优选的。
关于因素(b)，发现内翼面的凸形部分内的曲率的局部极值对施加到叶片上的空气动力扭矩具有强烈的影响，特别是如果局部极值是最大值。在上面提到的坐标系中，局部极值定位在满足以下表达式的位置是有利的：
0.3＜(Xp-Xex)/Xp＜0.8，优选0.4＜(Xp-Xex)/Xp＜0.7，最优选0.49＜(Xp-Xex)/Xp＜0.60，
其中Xp是在x轴线上枢轴点(Pp)和前缘(Ple)之间的距离，而Xex是在x轴线上局部极值(Pex)和前缘(Ple)之间的距离。
关于因素(c)，发现内翼面的凸形部分优选具有略微稍长的形状。因而，在上面提到的坐标系中，局部极值定位在满足以下表达式的位置是有利的：
0.40＜Yex/Xex＜0.83，
其中Xex是在x轴线上局部极值和前缘之间的距离，而Yex是在y轴线上局部极值和前缘之间的距离。
关于因素(d)，发现当叶片位于关闭位置时，排气相对连接前缘和枢轴点的线的流入射角为5°或更大是有利的。
依照本发明，涡轮增压器满足结合因素(a)、(b)、(c)和(d)讨论的表达式中的至少一个。
此外，叶片前缘由半径r满足以下表达式的圆曲线限定是优选的：
0.045＜r/Xp＜0.08，
其中Xp是在x轴线上枢轴点和前缘之间的距离。
更进一步，内翼面的凸形部分由圆曲线组成的由复合曲线系列限定是优选的，该圆曲线限定前缘并过渡成抛物线，并且任选是连接抛物线和凹形部分的圆形或椭圆曲线。此外，外翼面由包括限定前缘并过渡成椭圆曲线的圆曲线的复合曲线系列限定是优选的。
最后，当叶片在关闭位置和打开位置之间枢轴转动时，与叶片(20)的前缘(Ple)相切的半径Rle和与后缘(Pte)相切的半径Rte的比率Rle/Rte在1.03到1.5的范围内。
附图说明
参照后续附图将更清楚地理解本发明，其中：
图1是采用可变喷嘴组件的涡轮增压器的部分截面视图；
图2是根据本发明实施例的弯曲叶片的主侧视图；
图3以截面显示涡轮增压器的可变喷嘴组件中的图2的叶片；
图4显示了图3的细节A；
图5显示了具有不同叶片外形的叶片；以及
图6是显示对于给定叶片外形枢轴点变化对空气动力扭矩和最大喷嘴喉状区域的组合影响的图示。
具体实施方式
图2显示了根据本发明优选实施例的弯曲叶片20。根据本实施例的弯曲叶片20可用于图1所示的可变喷嘴涡轮增压器10中。其它涡轮增压器布局也是适当的。
如图2所示，弯曲叶片20包括形状上基本为凸形的并且由复合曲线系列限定的外翼面2以及包括凸形和凹形形部分并且也由复合曲线系列限定的相对内翼面4。前缘或鼻部Ple在内翼面和外翼面之间定位在叶片的一端，而后缘或尾部Pte在内翼面和外翼之间定位在叶片的相对端。前缘Ple由具有第一曲率半径r(未图示)的圆曲线限定，而后缘Pte由优选具有较小的第二曲率半径的圆曲线限定。
叶片具有定义为在前叶片边缘和后叶片边缘Ple、Pte之间延伸的弦(直线)C的长度的特定长度。此外，叶片具有枢轴点Pp，所以它可以旋转。
限定外翼面2的复合曲线系列包括叶片长度C的前10％或20％的具有截头椭圆形状的部分以及叶片长度C的剩余长度的具有恒定和递减曲率半径的部分。限定内翼面4的复合曲线系列包括叶片长度C的前20％到30％的由二阶多项式限定的凸形部分以及叶片长度C几乎所有剩余长度的具有恒定和递增曲率半径的凹形部分。凸形部分的端部由拐点标记。凸形部分类似于抛物线，其潜在地过渡成连接抛物线和凹形部分的短圆形或椭圆曲线。抛物线的顶点限定曲率地局部极值Pex。具有上述形状的内翼面和外翼面2、4之间的中点限定弧形弓线6。弓线在叶片长度C的前15％到25％几乎是平坦的，在该点弓线6变成弧形。
为了限定枢轴点Pp和局部极值Pex的位置，使用图2所示的坐标系。该坐标系的原点是前缘Ple。x轴线与限定叶片长度的弦C一致并在前叶片边缘和后叶片边缘Ple、Pte之间延伸。y轴线正交于x轴线并外翼面2延伸的方向上延伸到叶片的外侧。在本坐标系中，枢轴点Pp定位在由x轴线上枢轴点Pp和前缘Ple之间的距离Xp以及y轴线上枢轴点Pp和叶片弓线6之间的距离Yp限定的位置。Yp的负值代表更接近内翼面4或叶片内侧的枢轴点Pp(参见附图中右上角的实例)。局部极值Pex定位在由x轴线上前缘Ple和局部极值Pex之间的距离Xex以及y轴线上前缘Ple和局部极值Pex之间的距离Yex限定的位置。
为了更加明确，本实施例的叶片具有以下规格：
Xp/C＝0.35；
Yp/C＝0.00；
(Xp-Xex)/Xp＝0.56；
Yex/Xex＝0.50；
r/Xp＝0.05。
如图3和图4所示，多个(例如十一个)叶片20绕涡轮叶轮等间隔并径向设置在涡轮增压器的涡轮外壳内，以便形成可变排气喷嘴组件。各叶片20的枢轴点位于与可变排气喷嘴组件的径向中心0共轴的半径Rp上。叶片20在最小和最大交错角(stagger angle)θ之间枢轴转动。交错角θ限定在叶片的弦C和在可变排气喷嘴组件的径向中心0和叶片的枢轴点Pp之间延伸的直线之间。在最大交错角θ，叶片20处于限定两个叶片之间最小喉部距离d的关闭位置。在最小交错角θ，叶片20处于限定最大喉部距离d的打开位置。当叶片20在最小和最大交错角θ之间枢轴转动时，叶片前缘Ple限定第一半径Rle，而叶片后缘Pte限定小于第一半径Rle的第二半径Rte。
如由图4中的箭头所指示的，叶片20设置在涡轮外壳内使得内翼面4面向排气流。如图2中最佳显示的，相对在前缘Ple和叶片20的枢轴点Pp之间延伸的直线限定排气的流入射角α。α的正值倾向于打开喷嘴，而α的负值倾向于关闭喷嘴。因此，影响叶片20的可控性的空气动力扭矩反转风险在交错角θ高而流入射角α小时最高。
已经证实了，在本实施例中当叶片20的最大交错角θ设定为使得排气的流入射角α为大约5°时不存在空气动力扭矩反转。换句话说，使用本实施例的叶片20使得提供与传动涡轮增压器相比具有改进叶片操作可控性的可变喷嘴涡轮增压器成为可能。
本发明人准备了大量具有不同叶片外形的叶片并且通过使用流分析和其它方法研究叶片外形对操作可控性和涡轮增压器操作效率的影响。在接近最小和最大交错角的两个交错角θ测量空气动力扭矩，并且在喉部距离d最大的最小交错角处测量效率。
图5显示了发明人所调查的某些叶片外形实例。以下表格给出了规格的细节。要提到的是实例a)与图2所示的相同。
表格
  实例   Xp/C   Yp/C   (Xp-Xex)/Xp   Yex/Xex
  a)   0.35   0.00   0.56   0.50
b) 0.34 0.00 0.60 0.51
  c)   0.36   0.00   0.44   0.19
  d)   0.36   0.00   0.67   0.32
  e)   0.37   0.00   0.94   1.04
在图5所示的叶片外形中，实例a)在安装到涡轮增压器时展示了极好的可控性以及极好的效率。实例b)的可控性与实例a)的可控性一样好，但效率尽管也很好，但略微降低。实例c)可控性最好，但仅展示了一般的效率。实例d)效率最好，但可控性不够。实例e)具有和实例d)一样差的可控性以及和实例c)类似的效率。接下来与图2所示的叶片对应的实例a)是对高可控性和高效率的要求之间的最佳折衷。然而，实例b)和c)也满足需要。
总而言之，测试揭示了具有位于前缘Ple和枢轴点Pp之间大约半路的局部极值Pex的叶片的最佳结果。具体说来，局部极值Pex优选位于其中x轴线上的局部极值Pex和前缘Ple之间的距离Xex满足表达式的位置：0.3＜(Xp-Xex)/Xp＜0.8，优选0.4＜(Xp-Xex)/Xp＜0.7，并且最优选0.49＜(Xp-Xex)/Xp＜0.60。
同样，发现局部极值Pex优选定位成使得内翼面2的凸形部分具有略微稍长的形状。具体说来，局部极值定位于其中在x轴线和y轴线上的局部极值Pex和前缘Ple之间的相应距离Xex和Yex满足以下表达式的位置Xex，Yex是有利的：0.40＜Yex/Xex＜0.83。
此外，发明人准备了许多形状与图2所示的叶片20相同但枢轴点Pp定位于不同位置Xp，Yp的叶片。此外，分别在接近最小和最大交错角的两个交错角θ1和θ2处测量空气动力扭矩，并且在喉部距离最大的最小交错角处测量效率。测试结果显示在图6中。
在图6中，与交错角θ1和θ2对应的两个竖线的左侧限定正扭矩区域，而倾斜曲线的右下方限定最大喷嘴喉状区域渐增的区域。接下来，如果X轴线上的枢轴点Pp和前缘Ple之间的距离Xpx和叶片长度满足表达式Xp/C＜0.45而实现所希望的正扭矩是可能的。然而，Xp/C越小，最大喷嘴喉状区域并且因而涡轮增压器和涡轮增压发动机操作效率越小。因而，Xp/C大于0.25是优选的。更优选的，Xp和C满足表达式0.30＜Xp/C＜0.40.
此外，图6显示了在y轴线上枢轴点Pp和叶片8的弓线6之间的距离Yp也对空气动力扭矩和效率有些影响。枢轴点Pp越靠近内翼面4，最大喷嘴喉状区域增加得越多。如果枢轴点Pp位于叶片内侧的弓线6下方，在高交错角θ空气动力扭矩反转的风险进一步降低。因而，枢轴点Pp定位于满足表达式-0.10≤Yp/C≤0.05，优选-0.10≤Yp/C≤0，最优选-0.10≤Yp/C≤-0.05的位置是有利的。尽管是这样，构造需求反对将枢轴点Pp定位在外翼面和内翼面2、4外侧。
此外，本发明人研究了排气的流入射角α在空气动力扭矩方面的影响。使用图2所示的叶片20，发现如果设定在最大交错角θ处排气相对连接叶片前缘Ple和枢轴点Pp的线的流入射角α，使得其为5°或更大则空气动力扭矩反转的风险最小化。这与在叶片最大交错角θ处排气流入射角α通常0°在3°之间的传统涡轮增压器相反。
尽管上面的发现认为是用于限定本发明的弯曲叶片的关键特征，但存在影响叶片可控性的其它特征。
发现限定前缘Ple的圆曲线的半径r和x轴线上枢轴点Pp和前缘Ple之间的距离Xp优选满足表达式0.045＜r/Xp＜0.08。将半径r设定在该范围内降低了叶片对流入射变化的灵敏度。
进一步，证实了将叶片的最小和最大交错角θ设定成使得与叶片前缘Ple相切的半径Rle和与叶片后轴线Pte相切的半径Rte的比率Rle/Rte在1.03到1.5的范围内是有利的。这与Rle/Rte典型范围在1.05和1.7之间的传统涡轮增压器相反。
同样，发现内翼面4的凸形部分的形状不局限于抛物线或者在前缘Ple和标记到凹形部分的过渡的拐点之间具有局部最大值的曲线，而是具有局部最小值的第二阶多项式也是适当的。然而，局部最大值是优选的。

Claims (19)

1.一种带可变喷嘴组件的涡轮增压器(10)，所述可变喷嘴组件具有绕涡轮叶轮(30)环状定位的多个弯曲叶片(20)，各所述叶片(20)可绕枢轴点(Pp)枢轴转动并且配置为具有由所述叶片(20)外侧的外翼面(2)以及所述叶片(20)内侧的内翼面(4)连接的前缘(Ple)和后缘(Pte)，所述外翼面(2)是凸形的，而所述内翼面(4)在所述前缘(Ple)具有凸形部分，所述凸形部分具有曲率局部极值(Pex)并朝所述后缘(Pte)过渡成凹形部分，其特征在于：
在原点为所述前缘(Ple)，x轴线经所述后缘(Pte)延伸并且y轴线正交于所述x轴线并延伸到所述叶片(20)外侧的坐标系中，所述枢轴点(Pp)定位在满足以下表达式的位置：
0.25＜Xp/C＜0.45，并且
-0.10≤Yp/C≤0.05，
其中Xp是在所述x轴线上所述枢轴点(Pp)和所述前缘(Ple)之间的距离，C是所述前缘(Ple)和所述后缘(Pte)之间的距离，而Yp是在所述y轴线上所述枢轴点(Pp)和所述叶片(20)的弓线(6)之间的距离，Yp的负值代表在所述叶片(20)更内侧的枢轴点(Pp)。
2.根据权利要求1所述的涡轮增压器(10)，其特征在于：0.30＜Xp/C＜0.40。
3.根据权利要求1所述的涡轮增压器(10)，其特征在于：-0.10≤Yp/C≤0。
4.根据权利要求3所述的涡轮增压器(10)，其特征在于：-0.10≤Yp/C≤-0.05。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的涡轮增压器(10)，其特征在于：Yp设定为使得所述枢轴点(Pp)位于所述外翼面(2)和所述内翼面(4)之间。
6.根据权利要求1所述的涡轮增压器(10)，其特征在于：所述局部极值(Pex)定位在满足以下表达式的位置：
0.3＜(Xp-Xex)/Xp＜0.8，
其中Xex是在所述x轴线上所述局部极值(Pex)和所述前缘(Ple)之间的距离。
7.根据权利要求6所述的涡轮增压器(10)，其特征在于：0.4＜(Xp-Xex)/Xp＜0.7。
8.根据权利要求7所述的涡轮增压器(10)，其特征在于：0.49＜(Xp-Xex)/Xp＜0.60。
9.根据权利要求1所述的涡轮增压器(10)，其特征在于：所述局部极值(Pex)定位在满足以下表达式的位置：
0.40＜Yex/Xex＜0.83，
其中Xex是在所述x轴线上所述局部极值(Pex)和所述前缘(Ple)之间的距离，而Yex是在所述y轴线上所述局部极值(Pex)和所述前缘(Ple)之间的距离。
10.根据权利要求1所述的涡轮增压器(10)，其特征在于：当所述叶片(20)位于关闭位置，排气相对连接所述前缘(Ple)和所述枢轴点(Pp)的线的流入射角(α)为5°或更大。
11.一种带可变喷嘴组件的涡轮增压器(10)，所述可变喷嘴组件具有绕涡轮叶轮(30)环状定位的多个弯曲叶片(20)，各所述叶片(20)可绕枢轴点(Pp)枢轴转动并且配置为具有由所述叶片(20)外侧的外翼面(2)以及所述叶片(20)内侧的内翼面(4)连接的前缘(Ple)和后缘(Pte)，所述外翼面(2)是凸形的，而所述内翼面(4)在所述前缘(Ple)具有凸形部分，所述凸形部分具有曲率局部极值(Pex)并朝所述后缘(Pte)过渡成凹形部分，其特征在于：
在原点为所述前缘(Ple)，x轴线经所述后缘(Pte)延伸并且y轴线正交于所述x轴线并延伸到所述叶片(20)外侧的坐标系中，所述局部极值(Pex)定位在满足以下表达式的位置：
0.3＜(Xp-Xex)/Xp＜0.8，
其中Xp是在所述x轴线上所述枢轴点(Pp)和所述前缘(Ple)之间的距离，而Xex是在所述x轴线上所述局部极值(Pex)和所述前缘(Ple)之间的距离。
12.根据权利要求11所述的涡轮增压器(10)，其特征在于：0.4＜(Xp-Xex)/Xp＜0.7。
13.根据权利要求12所述的涡轮增压器(10)，其特征在于：0.49＜(Xp-Xex)/Xp＜0.60。
14.一种带可变喷嘴组件的涡轮增压器(10)，所述可变喷嘴组件具有绕涡轮叶轮(30)环状定位的多个弯曲叶片(20)，各所述叶片(20)可绕枢轴点(Pp)枢轴转动并且配置为具有由所述叶片(20)外侧的外翼面(2)以及所述叶片(20)内侧的内翼面(4)连接的前缘(Ple)和后缘(Pte)，所述外翼面(2)是凸形的，而所述内翼面(4)在所述前缘(Ple)具有凸形部分，所述凸形部分具有曲率局部极值(Pex)并朝所述后缘(Pte)过渡成凹形部分，其特征在于：
在原点为所述前缘(Ple)，x轴线经所述后缘(Pte)延伸并且y轴线正交于所述x轴线并延伸到所述叶片(20)外侧的坐标系中，所述局部极值(Pex)定位于满足以下表达式的位置：
0.40＜Yex/Xex＜0.83，
其中Xex是在所述x轴线上所述局部极值(Pex)和所述前缘(Ple)之间的距离，而Yex是在所述y轴线上所述局部极值(Pex)和所述前缘(Ple)之间的距离。
15.一种带可变喷嘴组件的涡轮增压器(10)，所述可变喷嘴组件具有绕涡轮叶轮(30)环状定位的多个弯曲叶片(20)，各所述叶片(20)可绕枢轴点(Pp)枢轴转动并且配置为具有由所述叶片(20)外侧的外翼面(2)以及所述叶片(20)内侧的内翼面(4)连接的前缘(Ple)和后缘(Pte)，所述外翼面(2)是凸形的，而所述内翼面(4)在所述前缘(Ple)具有凸形部分，所述凸形部分朝所述后缘(Pte)过渡成凹形部分，其特征在于：
在所述叶片(20)位于关闭位置时，排气相对连接所述前缘(Ple)和所述枢轴点(Pp)的线的流入射角(α)为5°或更大。
16.根据权利要求15所述的涡轮增压器(10)，其特征在于：所述前缘(Ple)由半径r满足以下表达式的圆曲线限定：
0.045＜r/Xp＜0.08，
其中Xp是在所述x轴线上所述枢轴点(Pp)和所述前缘(Ple)之间的距离。
17.根据权利要求15所述的涡轮增压器(10)，其特征在于：所述内翼面(4)的凸形部分由圆曲线组成的复合曲线系列限定，所述圆曲线限定所述前缘(Ple)并过渡成抛物线，并任选过渡成连接所述抛物线和所述凹形部分的圆形或椭圆曲线。
18.根据权利要求15所述的涡轮增压器(10)，其特征在于：所述外翼面(2)由包括圆曲线的复合曲线系列限定，所述圆曲线限定所述前缘(Ple)并过渡成椭圆曲线。
19.根据权利要求15所述的涡轮增压器(10)，其特征在于：当所述叶片(20)在关闭位置和打开位置之间枢轴转动时，与所述叶片(20)的前缘(Ple)相切的半径Rle和与所述后缘(Pte)相切的半径Rte的比率Rle/Rte在1.03到1.5的范围内。
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