離心壓氣機(jī)葉輪及渦輪增壓器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及汽車(chē)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種離心壓氣機(jī)葉輪及渦輪增壓器。
【背景技術(shù)】
[0002]渦輪增壓器正逐漸成為汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中的標(biāo)配部件。其中，離心壓氣機(jī)是渦輪增壓器中最核心的零部件。離心壓氣機(jī)的性能好壞直接決定著汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的好壞。對(duì)于小排量汽油機(jī)來(lái)說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)流量小，流量變化范圍大。并且，壓氣機(jī)葉輪進(jìn)口導(dǎo)流段是跨音速流動(dòng)。離心壓氣機(jī)葉輪中葉片的進(jìn)口導(dǎo)流段的設(shè)計(jì)對(duì)于離心壓氣機(jī)性能影響很大。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中離心壓氣機(jī)的葉輪多為跨音速葉輪，其中，葉片的進(jìn)口導(dǎo)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(qiáng)的激波和大尺度的流動(dòng)分離，但是，葉尖部分轉(zhuǎn)折角變化小，氣流擴(kuò)壓能力弱。進(jìn)口導(dǎo)流段的擴(kuò)壓能力較低，導(dǎo)致離心壓氣機(jī)壓比的下降，同時(shí)，離心壓氣機(jī)的氣流流通能力也較低。另外，進(jìn)一步導(dǎo)致離心壓氣機(jī)葉輪效率較低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型旨在提出一種離心壓氣機(jī)葉輪，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的離心壓氣機(jī)壓比下降、氣流流通能力較低、效率較低的問(wèn)題。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種離心壓氣機(jī)葉輪，包括葉片，所述葉片的進(jìn)口導(dǎo)流段輪緣分為從葉尖向葉根部分順次連接的坡度段、過(guò)渡段、水平段和升高段；所述坡度段具有一定坡度；所述過(guò)渡段從所述坡度段逐漸過(guò)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(zhì)包括金屬合金。
[0008]優(yōu)選地，所述金屬合金為銷(xiāo)合金。
[0009]其中，所述葉片與所述離心壓氣機(jī)葉輪一體成型。
[0010]一種渦輪增壓器，所述渦輪增壓器中設(shè)有上述的離心壓氣機(jī)葉輪。
[0011]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的離心壓氣機(jī)葉輪及渦輪增壓器中，由于離心壓氣機(jī)葉輪的進(jìn)口導(dǎo)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(jìn)口導(dǎo)流段內(nèi)，從坡度段到過(guò)渡段，葉片的輪緣線從傾斜過(guò)渡到水平，再?gòu)倪^(guò)渡段到水平段，葉片的輪緣線保持水平，再?gòu)乃蕉蔚缴叨危~片輪緣線的坡度逐漸升高。在離心壓氣機(jī)葉輪的進(jìn)口導(dǎo)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(jìn)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(jìn)口導(dǎo)流段擴(kuò)壓能力增強(qiáng)，這樣離心壓氣機(jī)壓比升高，同時(shí)，離心壓氣機(jī)氣流流通能力較高，進(jìn)一步地使得離心壓氣機(jī)葉輪效率較高。
【附圖說(shuō)明】
[0012]構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0013]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種離心壓氣機(jī)葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為圖1中I部分的放大圖；
[0015]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的離心壓氣機(jī)葉輪與現(xiàn)有技術(shù)中離心壓氣機(jī)葉輪進(jìn)口導(dǎo)流段的幾何對(duì)比圖；
[0016]圖4為圖3中虛線框內(nèi)部分的放大圖。
[0017]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0018]1-離心壓氣機(jī)葉輪，11-葉片，21-坡度段，22-過(guò)渡段，23-水平段，24-升高段。
【具體實(shí)施方式】
[0019]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本實(shí)用新型中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0020]下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。
[0021 ] 參見(jiàn)圖1和圖2，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種離心壓氣機(jī)葉輪I，包括葉片11，所述葉片11的進(jìn)口導(dǎo)流段輪緣分為從葉尖向葉根部分順次連接的坡度段21、過(guò)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(guò)渡段22從所述坡度段21逐漸過(guò)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(shí)用新型實(shí)施例提供的離心壓氣機(jī)葉輪I中，由于離心壓氣機(jī)葉輪I的進(jìn)口導(dǎo)流段輪緣分為從葉尖向葉根部分順次連接的坡度段21、過(guò)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(jìn)口導(dǎo)流段內(nèi)，從坡度段21到過(guò)渡段22，葉片的輪緣線從傾斜過(guò)渡到水平，再?gòu)倪^(guò)渡段22到水平段23，葉片的輪緣線保持水平，再?gòu)乃蕉?3到升高段24，葉片輪緣線的坡度逐漸升高。在離心壓氣機(jī)葉輪I的進(jìn)口導(dǎo)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(jìn)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(kuò)壓能力較強(qiáng)，使得葉片11進(jìn)口導(dǎo)流段擴(kuò)壓能力增強(qiáng)，這樣離心壓氣機(jī)壓比升高，同時(shí)，離心壓氣機(jī)氣流流通能力較高，進(jìn)一步地，使得離心壓氣機(jī)葉輪效率較高。
[0023]并且，依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例提供的離心壓氣機(jī)葉輪，應(yīng)用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(Computat1nal Fluid Dynamics, CFD)測(cè)試軟件進(jìn)行了驗(yàn)證。參見(jiàn)圖3和圖4，在圖3中給出了現(xiàn)有技術(shù)和本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的離心壓氣機(jī)葉輪進(jìn)口導(dǎo)流段輪緣線的幾何對(duì)比。其中原始型代表現(xiàn)有技術(shù)中的進(jìn)口導(dǎo)流段輪緣為水平結(jié)構(gòu)的離心壓氣機(jī)葉輪；修改型則代表本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的離心壓氣機(jī)葉輪。由圖4看出兩個(gè)離心壓氣機(jī)葉輪僅在進(jìn)口導(dǎo)流段部分的輪緣線存在差別，由圖3看出兩個(gè)離心壓氣機(jī)葉輪除了進(jìn)口導(dǎo)流段之外的部分輪緣線重合。兩個(gè)離心壓氣機(jī)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(jìn)口喉口面積保持不變。Cro計(jì)算基于相同的設(shè)計(jì)流量進(jìn)行，計(jì)算域?yàn)槿~輪和無(wú)葉擴(kuò)壓器共同構(gòu)成的流域。計(jì)算結(jié)果表明，采用本實(shí)用新型實(shí)施例提供的離心壓氣機(jī)壓輪可以使離心壓氣機(jī)總靜效率(擴(kuò)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(shí)施例中，所述葉片11材質(zhì)可包括金屬合金。金屬合金的質(zhì)量較輕，強(qiáng)度較好。能夠保證葉片11具有較好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。優(yōu)選地，所述金屬合金可為鋁合金。鋁合金強(qiáng)度好，質(zhì)量輕，且價(jià)格較為低廉，成本較低。
[0025]上述實(shí)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(fēng)險(xiǎn)，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(fēng)險(xiǎn)。
[0026]本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種渦輪增壓器，所述渦輪增壓器中設(shè)有上述的離心壓氣機(jī)葉輪。由于離心壓氣機(jī)葉輪I的進(jìn)口導(dǎo)流段輪緣分為從葉尖向葉根部分順次連接的坡度段21、過(guò)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(jìn)口導(dǎo)流段內(nèi)，從坡度段21到過(guò)渡段22，葉片的輪緣線從傾斜過(guò)渡到水平，再?gòu)倪^(guò)渡段22到水平段23，葉片的輪緣線保持水平，再?gòu)乃蕉?3到升高段24，葉片輪緣線的坡度逐漸升高。在離心壓氣機(jī)葉輪I的進(jìn)口導(dǎo)流段之后的部分，葉輪的進(jìn)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(zhuǎn)折角變化較大，氣流的擴(kuò)壓能力較強(qiáng)，使得葉片進(jìn)口導(dǎo)流段擴(kuò)壓能力增強(qiáng)，這樣離心壓氣機(jī)壓比升高，同時(shí)，離心壓氣機(jī)氣流流通能力較高，進(jìn)一步地，使得離心壓氣機(jī)葉輪效率較高。
[0027]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種離心壓氣機(jī)葉輪(1)，包括葉片(11)，其特征在于，所述葉片(11)的進(jìn)口導(dǎo)流段輪緣分為從葉尖向葉根部分順次連接的坡度段(21)、過(guò)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(guò)渡段(22)從所述坡度段(21)逐漸過(guò)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(quán)利要求1所述的離心壓氣機(jī)葉輪(I)，其特征在于，所述葉片(11)材質(zhì)包括全屬會(huì)全W./ 兩 口 W.0
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的離心壓氣機(jī)葉輪，其特征在于，所述金屬合金為鋁合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心壓氣機(jī)葉輪，其特征在于，所述葉片(11)與所述離心壓氣機(jī)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(shè)有上述權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的離心壓氣機(jī)葉輪(I)。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供了一種離心壓氣機(jī)葉輪及渦輪增壓器，該離心壓氣機(jī)葉輪包括葉片，葉片的進(jìn)口導(dǎo)流段輪緣分為順次連接的坡度段、過(guò)渡段、水平段和升高段；坡度段具有一定坡度；過(guò)渡段從坡度段逐漸過(guò)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(jī)葉輪的進(jìn)口導(dǎo)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(jìn)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(jìn)口導(dǎo)流段擴(kuò)壓能力增強(qiáng)，這樣離心壓氣機(jī)壓比升高，同時(shí)，離心壓氣機(jī)氣流流通能力較高，進(jìn)一步地使得離心壓氣機(jī)葉輪效率較高。
【IPC分類(lèi)】F04D29-28, F04D29-30
【公開(kāi)號(hào)】CN204371774
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420849530
【發(fā)明人】張銳, 郭凱, 張業(yè)文, 李國(guó)營(yíng), 權(quán)瑜, 劉吉春
【申請(qǐng)人】長(zhǎng)城汽車(chē)股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2014年12月29日