內(nèi)燃機(jī)車用增壓器高壓比壓氣機(jī)葉輪的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種內(nèi)燃機(jī)車用增壓器高壓比壓氣機(jī)葉輪，葉片和輪盤相連接部位設(shè)計(jì)有過渡圓角，過渡圓角的半徑沿壓氣機(jī)葉輪流道進(jìn)口朝向壓氣機(jī)葉輪流道出口的方向逐漸增大，壓氣機(jī)葉輪流道進(jìn)口處的過渡圓角半徑為R3mm～R6mm3mm-6mm，壓氣機(jī)葉輪流道出口處的過渡圓角半徑為R7mm～R10mm7mm-10mm；并配合設(shè)計(jì)壓氣機(jī)葉輪子午流道數(shù)據(jù)。漸變過渡圓角的結(jié)構(gòu)，使其能更好的適應(yīng)由于壓比提高帶來的應(yīng)力合理分布，提高葉輪可靠性；新型壓氣機(jī)葉輪流道子午結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，提高壓氣機(jī)級效率，并且拓寬增壓器壓氣機(jī)級高效率區(qū)范圍，增加增壓器高效率區(qū)工作范圍。適用于高壓比的內(nèi)燃機(jī)車用增壓器。
【專利說明】內(nèi)燃機(jī)車用增壓器高壓比壓氣機(jī)葉輪

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及增壓器壓氣機(jī)結(jié)構(gòu)和性能【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種內(nèi)燃機(jī)車用高壓比增壓器壓氣機(jī)葉輪的新型結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]在內(nèi)燃機(jī)車用增壓器中，壓氣機(jī)葉輪的作用是通過渦輪吸收、利用柴油機(jī)氣缸中排出的廢氣作機(jī)械功，以提高增壓器壓氣機(jī)出口的空氣壓力。通過壓氣機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)，將空氣吸入到增壓器，并將空氣壓縮，從而給柴油機(jī)氣缸提供足夠的空氣，使柴油充分燃燒，降低排氣溫度和熱負(fù)荷，減少油耗，提高柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性。在已有的技術(shù)中，1.壓氣機(jī)葉輪葉片與壓氣機(jī)葉輪盤過渡圓角是采用等圓角設(shè)計(jì)，過渡圓角為R3mm?R1mm，過渡圓角采用刀韌球頭一次成形銑制。等過渡圓角在高壓比葉輪的葉片和輪盤應(yīng)力分布復(fù)雜情況下，如采用等小圓角設(shè)計(jì)，葉根處應(yīng)力值大，不能滿足設(shè)計(jì)要求，如采用等大圓角設(shè)計(jì)，葉片進(jìn)口處流道狹窄限制圓角值，不能設(shè)計(jì)等大圓角，設(shè)計(jì)存在局限性；2.在應(yīng)用壓比3.0?4.5范圍內(nèi)，壓氣機(jī)高效率區(qū)易變窄且高效率下降，葉輪設(shè)計(jì)存在一定難度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是拓寬壓氣機(jī)葉輪葉片在壓比3.0?4.5范圍內(nèi)高效率區(qū)范圍，提高增壓器壓氣機(jī)級效率。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，內(nèi)燃機(jī)車用增壓器高壓比壓氣機(jī)葉輪，包括輪盤和輪盤上的葉片，葉片和輪盤相聯(lián)接部位設(shè)計(jì)有過渡圓角，過渡圓角的半徑沿壓氣機(jī)葉輪流道進(jìn)口朝向壓氣機(jī)葉輪流道出口的方向逐漸增大，壓氣機(jī)葉輪流道進(jìn)口處的過渡圓角半徑為R3mm?R6mm,壓氣機(jī)葉輪流道出口處的過渡圓角半徑為R7mm?RlOmm ；
[0005]葉輪出口直徑280mm?300mm,進(jìn)口根徑50mm?68mm,進(jìn)口頂徑1 74mm?183_
[0006]葉輪出口葉片高度13.0mm?16.5mm,內(nèi)子午流道長度89mm?103mm,短葉片位置距流道出口 5Ctam?58臟。
[0007]壓氣機(jī)葉輪流道進(jìn)口處的過渡圓角半徑為R3mm?R6mm，壓氣機(jī)葉輪流道出口處的過渡圓角半徑為R7mm?R1mm。
[0008]本發(fā)明的有益效果是，為內(nèi)燃機(jī)車用增壓器壓氣機(jī)葉輪提供一種新型變圓角結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其能更好的適應(yīng)由于壓比提高帶來的應(yīng)力合理分布，提高葉輪可靠性；提供一種新型壓氣機(jī)葉輪流道子午結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，提高壓氣機(jī)級效率，并且拓寬增壓器壓氣機(jī)級高效率區(qū)范圍，增加增壓器高效率區(qū)工作范圍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2葉輪剖視圖。
[0011]圖中標(biāo)記為:1-輪盤，2_葉片，3-過渡圓角。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0013]無論是壓氣機(jī)分體式葉輪或整體式葉輪，在葉片與輪盤的過渡圓角采用變圓角設(shè)計(jì)，如圖1所示，壓氣機(jī)葉輪流道進(jìn)口出處過渡圓角為R3mm?R6mm，過渡圓角沿著葉片和輪盤的聯(lián)接部位，也即是葉片和輪盤的貼合線，朝著出口方向而逐步增大，逐漸過渡到壓氣機(jī)葉輪流道出口的過渡圓角為R7_?R1mm。過渡圓角采用點(diǎn)銑制完成。
[0014]壓氣機(jī)葉輪子午流道數(shù)據(jù)，如圖2所示:
[0015](I)葉輪出口直徑280_?300_
[0016](2)進(jìn)口根徑 50mm ?68mm
[0017](3)進(jìn)口頂徑 1 74mm ?183mm
[0018](4)葉輪出口葉片高度13.0mm?16.5mm
[0019](5)內(nèi)子午流道長度89mm?103mm
[0020](6)短葉片位置距流道出口 50_?58_。
[0021]最佳實(shí)施方式為:壓氣機(jī)葉輪流道進(jìn)口出處過渡圓角為R5mm，過渡圓角沿著葉片和輪盤的貼合線，朝著出口方向而逐步增大，逐漸過渡到壓氣機(jī)葉輪流道出口的過渡圓角為R9mm ;葉輪出口直徑280mm ;進(jìn)口根徑51mm ;進(jìn)口頂徑179mm ;葉輪出口葉片高度15mm ；內(nèi)子午流道長度92mm ;短葉片位置距流道出口 55mm。
[0022]本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)車用增壓器高壓比壓氣機(jī)葉輪，通過對壓氣機(jī)分體式葉輪和整體式葉輪的結(jié)構(gòu)和性能分析、計(jì)算、試驗(yàn)，基于其葉片與輪盤的過渡圓角采用漸變設(shè)計(jì)，配合一種新型的壓氣機(jī)葉輪子午流道數(shù)據(jù)，較之采用單一的過渡圓角設(shè)計(jì)，具有下列優(yōu)點(diǎn):壓氣機(jī)葉輪葉片與輪盤的過渡圓角采用變圓角設(shè)計(jì)，圓角由壓氣機(jī)葉輪流道進(jìn)口的R3mm?R6mm,逐漸過渡到壓氣機(jī)葉輪流道出口的R7mm?R1mm，過渡圓角采用點(diǎn)銑制完成。這種結(jié)構(gòu)能很好地控制應(yīng)力在不同葉片和輪盤區(qū)的分布，合理控制葉片根部應(yīng)力分布值，有利于解決由于壓比提高使壓氣機(jī)葉片根部應(yīng)力值超過許用范圍設(shè)計(jì)問題，提高葉輪可靠性；
[0023]新的葉型子午流道數(shù)據(jù)能更好地組織葉輪流道內(nèi)氣體流動，實(shí)現(xiàn)在壓比3.0?
4.5范圍內(nèi)高效率及高效率區(qū)的分布。從而克服了因壓氣機(jī)葉輪采用不恰當(dāng)?shù)淖游缌鞯罃?shù)據(jù)，降低了壓氣機(jī)級的工作效率，使壓氣機(jī)高效率區(qū)縮小。
[0024]有利于實(shí)現(xiàn)在壓比3.0?4.5范圍內(nèi)高效率及高效率區(qū)的分布的葉輪設(shè)計(jì)。經(jīng)計(jì)算分析和試驗(yàn)證明:內(nèi)燃機(jī)車用增壓器新型高壓比壓氣機(jī)葉輪結(jié)構(gòu)適應(yīng)高壓比下對離心應(yīng)力的精準(zhǔn)控制，壓比3.0?4.5范圍內(nèi)，在喘振裕度彡15%時(shí)，壓氣機(jī)效率彡80%。新型葉輪的這種結(jié)構(gòu)改進(jìn)，具有很廣闊的應(yīng)用前景和很好的經(jīng)濟(jì)效益。
【權(quán)利要求】
1.內(nèi)燃機(jī)車用增壓器高壓比壓氣機(jī)葉輪，包括輪盤和輪盤上的葉片，葉片和輪盤相聯(lián)接部位設(shè)計(jì)有過渡圓角，其特征在于:過渡圓角的半徑沿壓氣機(jī)葉輪流道進(jìn)口朝向壓氣機(jī)葉輪流道出口的方向逐漸增大，壓氣機(jī)葉輪流道進(jìn)口處的過渡圓角半徑為R3_?R6mm，壓氣機(jī)葉輪流道出口處的過渡圓角半徑為R7mm?RlOmm ； 葉輪出口直徑280mm?300mm,進(jìn)口根徑50mm?68mm,進(jìn)口頂徑1 74mm?183_ 葉輪出口葉片高度13.0mm?16.5mm,內(nèi)子午流道長度89mm?103mm,短葉片位置距流道出 P 50mm ?58mm。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)車用增壓器高壓比壓氣機(jī)葉輪，其特征在于:壓氣機(jī)葉輪流道進(jìn)口處的過渡圓角半徑為R3mm?R6mm，壓氣機(jī)葉輪流道出口處的過渡圓角半徑為R7mm ?RlOmm0
【文檔編號】F04D29/26GK104373377SQ201410598652
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】班海波, 張博睿 申請人:中國北車集團(tuán)大連機(jī)車研究所有限公司