一种涡轮增压器叶轮的制作方法

文档序号:13378258阅读:801来源:国知局
一种涡轮增压器叶轮的制作方法

本实用新型涉及内燃机领域,具体的说是一种涡轮增压器叶轮。



背景技术:

目前,涡轮增压器基本采用等叶前间隙设计,如图2所示,压气机壳的内孔与叶轮的边缘处的叶前间隙形成等间隙,高压气体在等间隙处的流量小,涡轮增压器压气机的效率较低,为了拓宽流量范围还采用拓流槽结构,采用拓流槽结构压气机壳进口设计复杂,很多时候需要添加消音器结构,通过CFD仿真及压气机台架实验发现,大的叶前间隙同样可以起到拓宽流量范围的作用,但是过大的叶前间隙会导致压气机效率降低很多。



技术实现要素:

本实用新型要解决的问题是克服上述现有技术的不足,提供一种拓宽压气机流量范围、加工方便,成本低的 涡轮增压器叶轮。

为了解决上述问题,本实用新型采用以下技术方案:

一种涡轮增压器叶轮,包括设有内孔的压气机壳,压气机壳的内孔中转动安装有叶轮,压力机壳的内孔与叶轮的边缘处形成弧形结构的变间隙,变间隙靠近压气机壳内孔的一端为进口端,变间隙远离压气机壳内孔的一端为出口端,变间隙为进口端到出口端间隙逐渐变小的渐变间隙。

以下是本实用新型对上述方案的进一步优化:

所述变间端间隙为0.6mm,出口端间隙为0.3mm。

另一种技术方案:压气机壳的内孔与叶轮之间采用保证压气机高效率的同时拓宽流量范围的增大导流段叶前间隙结构。

进一步优化:所述导流段叶前间隙分为用于对进口气流进行导流的导流段和做功段,导流段为压气机壳的内孔与叶轮进口端叶前间隙增大的结构,做功段为叶前间隙不变的结构。

进一步优化:所述导流段叶前间隙为0.6㎜,做功段叶前间隙为0.3㎜。

本实用新型通过变间隙或增大导流段叶前间隙的设计,达到了拓宽流量范围的作用,减小了强迫叶轮降速的反作用力,达到防止喘振的效果,加工方便,成本低,达到了拓宽涡轮增压器压气机流量范围的效果。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

附图1是本实用新型实施例涡轮增压器压气机的示意图;

附图2是背景技术中等叶前间隙的结构示意图;

附图3是本实用新型实施例渐变叶前间隙的结构示意图;

附图4是本实用新型实施例导流段放大间隙的结构示意图;

附图5是等间隙和变间隙的速度三角形对比示意图;

附图6是本实用新型在某型号增压器上实施的压气机性能对比图。

图中:1-压气机壳;2-叶轮;3-等间隙;4-变间隙;5-拓流槽结构;6-导流段放大间隙; a-变间隙进气方向偏转角度;b-等间隙气流攻角;c-变间隙气流攻角;d-变间隙与等间隙气流轴向速度增量。

具体实施方式

实施例1,如图1、图3所示,一种涡轮增压器叶轮,包括设有内孔的压气机壳1,压气机壳1的内孔中转动安装有叶轮2,压力机壳1的内孔与叶轮2的边缘处形成弧形结构的变间隙4,变间隙4靠近压气机壳1内孔的一端为进口端,变间隙4远离压气机壳1内孔的一端为出口端,变间隙4为进口端到出口端间隙逐渐变小的渐变间隙。

所述变间隙4是采用R弧段采用偏转圆心的方法,加大压气机壳1进口的内径,出口处尺寸不变的弧形结构,进口端间隙为0.6mm,出口端为0.3mm。

在某一转速下,气体流量降低到原结构喘振时,压气机叶轮出口的气压较高,而进气流量过小,会造成叶轮出口的高压气体往叶轮进口返流的现象,导致喘振的发生。采用所述变间隙4能够产生如下效果:

一、返流的高压气体会通过叶轮2进口处较大的叶前间隙排出,而不从叶轮进口处叶片之间的流道反流,从而减小返回的高压气体对进口叶片的反作用力,使得反作用力强迫叶轮降速的效果降低,达到防止喘振的效果;

二、从叶轮进口处的叶前间隙反流的气体流量也是从叶片进口处进入叶轮流道的,所以从叶轮进口处的叶前间隙反流的气体流量会增加叶片进口处的进气流量,在图5所示的速度三角形中相当于增加了气流轴向速度,气流轴向速度对应于d;

三、从叶轮进口处的叶前间隙返回的高压气流顺着叶片转动方向螺旋状返回,会带动进气气流也产生一个顺着叶片转动方向的速度偏移角度,从而使得进气气流不会垂直叶轮2进口平面,而是以一定的倾斜角度进入叶轮,这个倾斜角度为图5中的变间隙进气方向偏转角度a。

如图5所示,角度b为等间隙气流攻角,角度c为变间隙气流攻角,在气体返回量增加了叶片进口处的气流量、返回的高压气流顺着叶片转动方向螺旋状返回的作用下,会使得压气机叶片进口处的速度三角形的进气角度由等间隙气流攻角b增加到变间隙气流攻角c,达到明显的防止喘振的效果。

所述变间隙4对喘振线的影响,如图6所示,通过变间隙4,在某个转速线上,随着流量的减小,压比会先随着流量减小而小幅度的降低,之后会略微上升,使得喘振线左移一定距离,达到拓宽流量范围的效果;

在某一转速下,当流量增大到原结构阻塞时,叶轮进口处进气量不足,采用所述变间隙4会从较大的叶前间隙补充空气,以使阻塞线右移达到拓宽流量范围的效果。

实施例2,如图4所示,实施例1所述的一种涡轮增压器叶轮,压气机壳1的内孔与叶轮2之间采用保证压气机高效率的同时拓宽流量范围的导流段叶前间隙6结构。

所述导流段叶前间隙6结构为用于对进口气流进行导流的导流段和做功段,导流段为压气机壳1的内孔与叶轮2进口端叶前间隙增大的结构,做功段为叶前间隙不变的结构。

所述导流段叶前间隙为0.6mm,做功段间隙为0.3mm。

本实用新型通过变间隙或导流段叶前间隙的设计,达到了拓宽流量范围的作用,减小了强迫叶轮降速的反作用力,达到防止喘振的效果,加工方便,成本低,达到了拓宽涡轮增压器压气机流量范围的效果。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1