一种大流量高压比高效率离心式压气叶轮的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及一种大流量高压比高效率离心式压气叶轮。
【背景技术】
[0002]随着船用柴油机功率的增加，不断要求与之匹配的涡轮增压器的压气机有更高的增压比，另一个趋势是压气机的流量范围需求也与日倶增。随着国IV排放标准的施行，为了降低油耗和满足严格的排放要求，需要进一步提高涡轮增压器的效率。
【实用新型内容】
[0003]为了提高涡轮增压器的效率，本实用新型提供一种大流量高压比高效率离心式压气叶轮，通过对压气叶轮的的优化提高压气机的增压比，从而提高涡轮增压器的效率，特别是大流量轮增压器。
[0004]本实用新型通过以下技术方案实现：
[0005]—种大流量高压比高效率离心式压气叶轮，包括交替设置的长叶片、短叶片，所述短叶片起始于叶轮中间位置;所述长叶片轴向长度L1S120?135mm，短叶片轴向长度L2，L2/Li = 50?60 %，以减小叶道进口处的阻塞，提高效率。
[0006]进一步，叶轮出口轮径D2为350?365mm，叶轮进口轮径Di，Di/D2 = 0.685?0.827，大的轮径比能使叶道长度更短，减小摩擦损失，提高效率。
[0007]进一步，叶轮轮毂直径d，d/D2 = 0.25?0.4。
[0008]进一步，叶轮后弯角β2Α=30?45°。
[0009]进一步，叶轮后弯角β2Α=38°，大的叶片后弯角能有效地提高叶轮出口流体的压力能，减小进入扩压器的动能，优化扩压器进口条件，从而提高整机的效率;大的叶片后弯角使压气机特性曲线往大流量方向移动，获得更宽的工作范围。
[0010]进一步，所述长叶片、短叶片的前缘均是长径比为2?4的椭圆，能优化叶轮进口条件，减小流体在之后的流动中的损失，提高效率;长叶片、短叶片的尾缘叶尖厚度与叶跟厚度之比均为3?4，既保证叶片尾缘的强度还能有效减少尾迹损失，提高效率。
[0011 ]进一步，所述短叶片单独造型，增加短叶片的扭曲度。
[0012]本实用新型的有益效果：
[0013]本实用新型的压气叶轮的最高效率达90%，喘振裕度大于20%。压气机整机最高效率达81%，最高效率覆盖380r/s?500r/s的范围，最大高效稳定运行流量大于7.8kg/s，最大高效可用压比大于5.5，喘振裕度大于15%。可使柴油机燃油消耗率下降0.5?I个百分点，二氧化碳排放量降低I?2个百分点。
【附图说明】
[0014]图I是本实用新型的压气叶轮的子午视图；
[0015]图2是本实用新型的压气叶轮的俯视图；
[0016]图3是本实用新型的压气叶轮的长叶片叶根B2B视图；
[0017]图4是本实用新型的压气叶轮的短叶片叶根B2B视图；
[0018]图5是本实用新型的压气叶轮的长叶片叶尖B2B视图；
[0019]图6是本实用新型的压气叶轮的短叶片叶尖B2B视图；
[0020]图7是本实用新型的压气叶轮的长叶片结构示意图；
[0021 ]图8是本实用新型的压气叶轮的短叶片结构示意图。
[0022]附图标记
[0023]I?长叶片;2?短叶片。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0025]如图I?图7所示，一种大流量高压比高效率离心式压气叶轮，包括交替设置的长叶片I、短叶片2，本实施例中所述长叶片I、短叶片2有9组;所述短叶片2起始于叶轮中间位置，以减小叶道进口处的阻塞，提尚效率。
[0026]长叶片I轴向长度1^为120?135mm，短叶片2轴向长度LhIVL1 = SO?60%，本实施例中LI = 126mm，L2/Li = 58 %。叶轮出口轮径D2为350?365mm，叶轮进口轮径Di，Di/D2 =
0.685?0.827，本实施例中02 = 356111111^/1)2 = 0.704。大的轮径比能使叶道长度更短，减小摩?祭损失，提尚效率。
[0027]叶轮轮毂直径d，d/D2 = 0.25?0.4，本实施例中(1/1)2 = 0.3352。小的轮毂比能使进口相对速度减小，从而大大减小叶轮中的损失，提尚效率。
[0028]叶轮后弯角β2Α=35?45°，β2Α大于45°叶片强度差，本实施例中β2Α=38°。大的叶片后弯角能有效地提高叶轮出口流体的压力能，减小进入扩压器的动能，优化扩压器进口条件，从而提高整机的效率;大的叶片后弯角使压气机特性曲线往大流量方向移动，获得更宽的工作范围。
[0029]所述长叶片1、短叶片2的前缘均是长径比为2?4的椭圆，且厚度小，能优化叶轮进口条件，减小流体在之后的流动中的损失，提高效率，本实施例中长叶片I、短叶片2的前缘均是长径比均为3。长叶片1、短叶片2的尾缘叶尖厚度与叶跟厚度之比均为3?4，既保证叶片尾缘的强度还能有效减少尾迹损失，提高效率，本实施例中长叶片1、短叶片2的尾缘叶尖厚度与叶跟厚度之比均为3。
[0030]所述短叶片2单独造型，增加短叶片2的扭曲度。增大短叶片2进口段的beta角，使整个短叶片有更大扭曲度，提高短叶片的做功能力。
[0031]本实用新型的叶轮采用小的轮毂比加上大的轮径比，使叶片进口高度较高，通流能力增加，适合在大流量工况下运行。
【主权项】
1.一种大流量高压比高效率离心式压气叶轮，包括交替设置的长叶片（I)、短叶片(2)，其特征在于：所述短叶片（2)起始于叶轮中间位置；所述长叶片（I)轴向长度1^为120?135_，短叶片（2)轴向长度LhIVL1 = SO?60%。2.根据权利要求I所述的大流量高压比高效率离心式压气叶轮，其特征在于:叶轮出口轮径 D2 为 350 ?365_，叶轮进 口轮径 Di，Di/D2 = 0 · 685 ?0.827。3.根据权利要求2所述的大流量高压比高效率离心式压气叶轮，其特征在于:叶轮轮毂直径 d，d/D2 = 0.25 ?0.4。4.根据权利要求I所述的大流量高压比高效率离心式压气叶轮，其特征在于:叶轮后弯角&a=30?45°。5.根据权利要求4所述的大流量高压比高效率离心式压气叶轮，其特征在于:叶轮后弯角&α=38。。6.根据权利要求I所述的大流量高压比高效率离心式压气叶轮，其特征在于:所述长叶片（I)、短叶片(2)的前缘均是长径比为2?4的椭圆，长叶片（1)、短叶片(2)的尾缘叶尖厚度与叶跟厚度之比均为3?4。7.根据权利要求I所述的大流量高压比高效率离心式压气叶轮，其特征在于:所述短叶片(2)单独造型，增加短叶片(2)的扭曲度。
【专利摘要】本实用新型公开一种大流量高压比高效率离心式压气叶轮，该叶轮包括交替设置的长叶片和短叶片，所述短叶片起始于叶轮中间位置，叶轮出口轮径D2、叶轮进口轮径D1，D1/D2＝0.685～0.827；叶轮轮毂直径d，d/D2＝0.25～0.4；叶轮后弯角β2A＝30～45°，长短叶片的前缘均是长径比为2～4的椭圆，长叶片1、短叶片2的尾缘叶尖厚度与叶跟厚度之比均为3～4；增大短叶片2进口段的beta角。该叶轮的短叶片的设置减小叶道进口处的阻塞，提高效率，同时采用小的轮毂比加上大的轮径比，使叶片进口高度较高，通流能力增加，适合在大流量工况下运行，使压气叶轮的最高效率达90％，可使柴油机燃油消耗率下降0.5～1个百分点，二氧化碳排放量降低1～2个百分点。
【IPC分类】F04D29/30, F04D29/28
【公开号】CN205154739
【申请号】CN201520882194
【发明人】彭丽, 周黎, 郭必敏, 袁小平
【申请人】重庆江增船舶重工有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月6日