本技术涉及涡轮增压器,特别涉及一种涡轮叶轮。
背景技术:
1、涡轮增压器是用于在大气压力(增压压力)之上的压力下将空气供给至内燃机入口的装置,其基本工作原理为:核心部件涡轮叶轮和压气机叶轮通过转轴连接在一起,发动机的高压废气流冲击涡轮叶轮使其高速旋转,涡轮叶轮通过转轴带动压气机叶轮高速转动,压缩由空气滤清器送来的空气,使其增压进入气缸,增加压力和密度后的气流使更多燃料在高温高压下燃烧,提高了燃烧效率,同时增加发动机的转速和输出功率。
2、目前,为了保证涡轮叶轮的稳定性,传统涡轮叶轮上的叶片均设计成等长等高,该种设计导致涡壳内排气速度较慢,从而使得涡壳壳体的温度以及涡壳内的压力过高。另外,为了降低温度对叶片强度的影响,叶片内通常设置有冷却腔,冷却腔内流动冷却流体以对叶片的内部进行冷却,该种做法冷却流体在冷却腔中停留的时间较短,导致冷却流体与叶片内部的热交换不充分,从而使得叶片的冷却效果不佳。
技术实现思路
1、本实用新型的目的是克服现有技术存在的缺陷和不足,提供一种结构设计简单,排气速度快,冷却效果好的涡轮叶轮。
2、实现本实用新型目的的技术方案是:一种涡轮叶轮,包括轮毂和交替间隔的分布在轮毂外圆周的长叶片和短叶片,所述长叶片的前缘在轴向上与短叶片的前缘平齐,所述长叶片的后缘在轴向上位于短叶片后缘的后方,所述长叶片的高度在径向上大于短叶片的高度。
3、进一步地,所述长叶片和短叶片的后缘顶部分别设有缺口。
4、进一步地,所述长叶片和短叶片分别为5片。
5、进一步地,所述长叶片和短叶片均呈流体形。
6、进一步地,所述长叶片和短叶片均包括叶尖、连接平台和叶根,所述叶尖通过连接平台与叶根连接,所述叶根与轮毂连接。
7、进一步地,所述叶尖内沿径向设有蛇形冷却通道,所述叶尖的顶面开设有若干第一出口,所述连接平台上对称设有若干第二出口,所述叶根内设有通道入口,所述冷却通道的底端与通道入口连通,所述冷却通道的顶端通过冷却腔与第一出口连通,所述通道入口分别通过流道与第二出口连通。
8、进一步地,所述冷却通道内设有若干隔板,所述隔板上对称开设有若干引流孔。
9、进一步地,所述引流孔相对于隔板的中心线倾斜设置,所述引流孔沿着冷却流体的流动方向逐渐远离隔板的中心线。
10、进一步地,所述隔板呈v字型。
11、进一步地,所述第二出口相对于连接平台的中心线倾斜设置,所述第二出口沿着冷却流体的流动方向逐渐靠近连接平台的中心线。
12、采用上述技术方案后,本实用新型具有以下积极的效果:
13、(1)本实用新型中长叶片的后缘位于短叶片后缘的后方,且长叶片的高度大于短叶片的高度,使得长叶片之间的开口更大,进而提高了涡壳内的排气速度,从而改善了涡壳壳体温度以及涡壳内压力均过高的现象;
14、(2)本实用新型通过短叶片的设计,使得叶片的总体重量减轻,进而使得惯量变小,从而提高了发动机在低扭时的响应速度,同时改善了涡轮迟滞现象;
15、(3)本实用新型通过冷却通道设计成蛇形,延长冷却流体在叶片内的停留时间,进而使得冷却流体与叶片内部充分热交换,同时结合第二出口的设置,使得冷却流体与叶片外表面进行热交换,从而提高了冷却效果。
1.一种涡轮叶轮,包括轮毂(1)和交替间隔的分布在轮毂(1)外圆周的长叶片(2)和短叶片(3),其特征在于:所述长叶片(2)的前缘在轴向上与短叶片(3)的前缘平齐,所述长叶片(2)的后缘在轴向上位于短叶片(3)后缘的后方,所述长叶片(2)的高度在轴向上大于短叶片(3)的高度。
2.根据权利要求1所述的涡轮叶轮,其特征在于:所述长叶片(2)和短叶片(3)的后缘顶部分别设有缺口(4)。
3.根据权利要求2所述的涡轮叶轮,其特征在于:所述长叶片(2)和短叶片(3)分别为5片。
4.根据权利要求2所述的涡轮叶轮,其特征在于:所述长叶片(2)和短叶片(3)均呈流体形。
5.根据权利要求1-4任一所述的涡轮叶轮,其特征在于:所述长叶片(2)和短叶片(3)均包括叶尖(5)、连接平台(6)和叶根(7),所述叶尖(5)通过连接平台(6)与叶根(7)连接,所述叶根(7)与轮毂(1)连接。
6.根据权利要求5所述的涡轮叶轮,其特征在于:所述叶尖(5)内沿径向设有蛇形冷却通道(8),所述叶尖(5)的顶面开设有若干第一出口(9),所述连接平台(6)上对称设有若干第二出口(10),所述叶根(7)内设有通道入口(11),所述冷却通道(8)的底端与通道入口(11)连通,所述冷却通道(8)的顶端通过冷却腔(12)与第一出口(9)连通,所述通道入口(11)分别通过流道(13)与第二出口(10)连通。
7.根据权利要求6所述的涡轮叶轮,其特征在于:所述冷却通道(8)内设有若干隔板(14),所述隔板(14)上对称开设有若干引流孔(15)。
8.根据权利要求7所述的涡轮叶轮,其特征在于:所述引流孔(15)相对于隔板(14)的中心线倾斜设置,所述引流孔(15)沿着冷却流体的流动方向逐渐远离隔板(14)的中心线。
9.根据权利要求8所述的涡轮叶轮,其特征在于:所述隔板(14)呈v字型。
10.根据权利要求7所述的涡轮叶轮,其特征在于:所述第二出口(10)相对于连接平台(6)的中心线倾斜设置,所述第二出口(10)沿着冷却流体的流动方向逐渐靠近连接平台(6)的中心线。