離心壓氣機葉輪及渦輪增壓器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及汽車技術領域，特別涉及一種離心壓氣機葉輪及渦輪增壓器。
【背景技術】
[0002]渦輪增壓器正逐漸成為汽車發(fā)動機中的標配部件。其中，離心壓氣機是渦輪增壓器中最核心的零部件。離心壓氣機的性能好壞直接決定著汽車發(fā)動機性能的好壞。對于小排量汽油機來說，發(fā)動機流量小，流量變化范圍大。并且，壓氣機葉輪進口導流段是跨音速流動。離心壓氣機葉輪中葉片的進口導流段的設計對于離心壓氣機性能影響很大。
[0003]現(xiàn)有技術中離心壓氣機的葉輪多為跨音速葉輪，其中，葉片的進口導流段輪緣為直的水平形狀。該種形式的葉片雖然可以避免葉尖部分前緣附近出現(xiàn)強的激波和大尺度的流動分離，但是，葉尖部分轉折角變化小，氣流擴壓能力弱。進口導流段的擴壓能力較低，導致離心壓氣機壓比的下降，同時，離心壓氣機的氣流流通能力也較低。另外，進一步導致離心壓氣機葉輪效率較低。
【實用新型內容】
[0004]有鑒于此，本實用新型旨在提出一種離心壓氣機葉輪，以解決現(xiàn)有技術中的離心壓氣機壓比下降、氣流流通能力較低、效率較低的問題。
[0005]為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的:
[0006]一種離心壓氣機葉輪，包括葉片，所述葉片的進口導流段輪緣分為從葉尖向葉根部分順次連接的坡度段、過渡段、水平段和升高段；所述坡度段具有一定坡度；所述過渡段從所述坡度段逐漸過渡到水平；所述水平段保持水平；所述升高段由水平坡度逐漸升高到一定坡度。
[0007]其中，所述葉片材質包括金屬合金。
[0008]優(yōu)選地，所述金屬合金為銷合金。
[0009]其中，所述葉片與所述離心壓氣機葉輪一體成型。
[0010]一種渦輪增壓器，所述渦輪增壓器中設有上述的離心壓氣機葉輪。
[0011]本實用新型實施例提供的離心壓氣機葉輪及渦輪增壓器中，由于離心壓氣機葉輪的進口導流段輪緣分為從葉尖向葉根部分順次連接的坡度段，坡度段具有一定的坡度，在進口導流段內，從坡度段到過渡段，葉片的輪緣線從傾斜過渡到水平，再從過渡段到水平段，葉片的輪緣線保持水平，再從水平段到升高段，葉片輪緣線的坡度逐漸升高。在離心壓氣機葉輪的進口導流段之后的部分，葉片的輪緣線坡度逐漸增加到輪緣出口坡度值，葉輪的進口葉尖附近氣流流通面積增大，氣流半徑變化大，氣流壓力升高，使得葉片進口導流段擴壓能力增強，這樣離心壓氣機壓比升高，同時，離心壓氣機氣流流通能力較高，進一步地使得離心壓氣機葉輪效率較高。
【附圖說明】
[0012]構成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0013]圖1為本實用新型實施例所述的本實用新型實施例提供的一種離心壓氣機葉輪的結構示意圖；
[0014]圖2為圖1中I部分的放大圖；
[0015]圖3為本實用新型實施例提供的離心壓氣機葉輪與現(xiàn)有技術中離心壓氣機葉輪進口導流段的幾何對比圖；
[0016]圖4為圖3中虛線框內部分的放大圖。
[0017]附圖標記說明:
[0018]1-離心壓氣機葉輪，11-葉片，21-坡度段，22-過渡段，23-水平段，24-升高段。
【具體實施方式】
[0019]需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0020]下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。
[0021 ] 參見圖1和圖2，本實用新型實施例提供了一種離心壓氣機葉輪I，包括葉片11，所述葉片11的進口導流段輪緣分為從葉尖向葉根部分順次連接的坡度段21、過渡段22、水平段23和升高段24 ;所述坡度段21具有一定坡度；所述過渡段22從所述坡度段21逐漸過渡到水平23 ;所述水平段23保持水平；所述升高段24由水平坡度逐漸升高到一定坡度。
[0022]本實用新型實施例提供的離心壓氣機葉輪I中，由于離心壓氣機葉輪I的進口導流段輪緣分為從葉尖向葉根部分順次連接的坡度段21、過渡段22、水平段23和升高段24，坡度段21具有一定的坡度γ，如圖2所示，在進口導流段內，從坡度段21到過渡段22，葉片的輪緣線從傾斜過渡到水平，再從過渡段22到水平段23，葉片的輪緣線保持水平，再從水平段23到升高段24，葉片輪緣線的坡度逐漸升高。在離心壓氣機葉輪I的進口導流段之后的部分，葉片的輪緣線坡度逐漸增加到輪緣出口坡度值，葉輪I的進口葉尖附近氣流流通面積增大，氣流半徑變化大，氣流壓力升高，氣流的擴壓能力較強，使得葉片11進口導流段擴壓能力增強，這樣離心壓氣機壓比升高，同時，離心壓氣機氣流流通能力較高，進一步地，使得離心壓氣機葉輪效率較高。
[0023]并且，依據(jù)本實用新型實施例提供的離心壓氣機葉輪，應用計算流體動力學(Computat1nal Fluid Dynamics, CFD)測試軟件進行了驗證。參見圖3和圖4，在圖3中給出了現(xiàn)有技術和本實用新型實施例所提供的離心壓氣機葉輪進口導流段輪緣線的幾何對比。其中原始型代表現(xiàn)有技術中的進口導流段輪緣為水平結構的離心壓氣機葉輪；修改型則代表本實用新型實施例所提供的離心壓氣機葉輪。由圖4看出兩個離心壓氣機葉輪僅在進口導流段部分的輪緣線存在差別，由圖3看出兩個離心壓氣機葉輪除了進口導流段之外的部分輪緣線重合。兩個離心壓氣機的葉輪的葉片角和厚度分布以及輪轂線均保證相同。葉輪進口喉口面積保持不變。Cro計算基于相同的設計流量進行，計算域為葉輪和無葉擴壓器共同構成的流域。計算結果表明，采用本實用新型實施例提供的離心壓氣機壓輪可以使離心壓氣機總靜效率(擴壓器出口采用靜參數(shù))提高0.38%，總靜壓比提高0.70%。
[0024]上述實施例中，所述葉片11材質可包括金屬合金。金屬合金的質量較輕，強度較好。能夠保證葉片11具有較好的結構強度。優(yōu)選地，所述金屬合金可為鋁合金。鋁合金強度好，質量輕，且價格較為低廉，成本較低。
[0025]上述實施例中，所述葉片11與所述葉輪I 一體成型，以保證葉片11與葉輪I之間的連接穩(wěn)固性。如果采用葉片11與葉輪I分體制作再連接，存在葉片11與葉輪I連接不穩(wěn)固的風險，將葉片11與葉輪I 一體成型避免葉片11與葉輪I分離的風險。
[0026]本實用新型實施例還提供了一種渦輪增壓器，所述渦輪增壓器中設有上述的離心壓氣機葉輪。由于離心壓氣機葉輪I的進口導流段輪緣分為從葉尖向葉根部分順次連接的坡度段21、過渡段22、水平段23和升高段24，坡度段21具有一定的坡度γ，如圖2所示，在進口導流段內，從坡度段21到過渡段22，葉片的輪緣線從傾斜過渡到水平，再從過渡段22到水平段23，葉片的輪緣線保持水平，再從水平段23到升高段24，葉片輪緣線的坡度逐漸升高。在離心壓氣機葉輪I的進口導流段之后的部分，葉輪的進口葉尖附近氣流流通面積增大，氣流半徑變化大，氣流壓力升高，使得葉片葉尖部分轉折角變化較大，氣流的擴壓能力較強，使得葉片進口導流段擴壓能力增強，這樣離心壓氣機壓比升高，同時，離心壓氣機氣流流通能力較高，進一步地，使得離心壓氣機葉輪效率較高。
[0027]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種離心壓氣機葉輪(1)，包括葉片(11)，其特征在于，所述葉片(11)的進口導流段輪緣分為從葉尖向葉根部分順次連接的坡度段(21)、過渡段(22)、水平段(23)和升高段(24);所述坡度段(21)具有一定坡度；所述過渡段(22)從所述坡度段(21)逐漸過渡到水平；所述水平段(23)保持水平；所述升高段(24)由水平坡度逐漸升高到一定坡度。
2.根據(jù)權利要求1所述的離心壓氣機葉輪(I)，其特征在于，所述葉片(11)材質包括全屬會全W./ 兩 口 W.0
3.根據(jù)權利要求2所述的離心壓氣機葉輪，其特征在于，所述金屬合金為鋁合金。
4.根據(jù)權利要求1所述的離心壓氣機葉輪，其特征在于，所述葉片(11)與所述離心壓氣機葉輪(I) 一體成型。
5.一種渦輪增壓器，其特征在于，所述渦輪增壓器中設有上述權利要求1-4任一項所述的離心壓氣機葉輪(I)。
【專利摘要】本實用新型提供了一種離心壓氣機葉輪及渦輪增壓器，該離心壓氣機葉輪包括葉片，葉片的進口導流段輪緣分為順次連接的坡度段、過渡段、水平段和升高段；坡度段具有一定坡度；過渡段從坡度段逐漸過渡到水平；水平段保持水平；升高段由水平坡度逐漸升高到一定坡度，在離心壓氣機葉輪的進口導流段之后的部分，葉片的輪緣線坡度逐漸增加到輪緣出口坡度值，葉輪的進口葉尖附近氣流流通面積增大，氣流半徑變化大，氣流壓力升高，使得葉片進口導流段擴壓能力增強，這樣離心壓氣機壓比升高，同時，離心壓氣機氣流流通能力較高，進一步地使得離心壓氣機葉輪效率較高。
【IPC分類】F04D29-28, F04D29-30
【公開號】CN204371774
【申請?zhí)枴緾N201420849530
【發(fā)明人】張銳, 郭凱, 張業(yè)文, 李國營, 權瑜, 劉吉春
【申請人】長城汽車股份有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2014年12月29日