减小应力的超级背板叶轮.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN104246167104246167A(43)申请公布日2014.12.24(21)申请号201380020478.4F02B39/00(2006.01)(22)申请日2013.04.22F01D5/26(2006.01)(30)优先权数据61/6420162012.05.03US(85)PCT国际申请进入国家阶段日2014.10.17(86)PCT国际申请的申请数据PCT/US2013/0375342013.04.22(87)PCT国际申请的公布数据WO2013/165716EN2013.11.07(71)申请人博格华纳公司地址美国密歇根州(72)发明人R·T·钱拉姆哈南P·K·安斯切尔(74)专利代理机构北京泛华伟业知识产权代理有限公司11280代理人徐舒(51)Int.Cl.F02B37/00(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图2页附图2页(54)发明名称减小应力的超级背板叶轮(57)摘要涡轮增压器的涡轮机叶轮被设计成快速加速并且以非常高的RPM旋转。一个涡轮机叶轮配备有改善的抗低周期疲劳性。该叶轮可以通过常规方法来平衡。CN104246167ACN104267ACN104246167A权利要求书1/1页1.一种涡轮增压器的涡轮机叶轮，该涡轮机叶轮具有一个超级背板后壁，其特征为一个锥形的加强区域和一个平坦的后壁区域，其中该锥形区域与该平坦后壁区域之间的过渡是由一个圆弧来描述的，该圆弧具有对应于该涡轮机叶轮直径的至少10％的一个半径。2.如权利要求1所述的涡轮增压器的涡轮机叶轮，其中该锥形区域与该平坦后壁区域之间的过渡是由一个圆弧描述的，该圆弧具有对应于该涡轮机叶轮直径的至少15％的一个半径。3.如权利要求1所述的涡轮增压器的涡轮机叶轮，其中该锥形区域与该平坦后壁区域之间的过渡是由一个圆弧来描述的，该圆弧具有在该涡轮机叶轮直径的20％与30％之间的一个半径。4.如权利要求1所述的涡轮机叶轮，其中该超级背板后壁的截面是由一个三角形限定的，该三角形的边是由源于该旋转轴线(1)的线、该后壁的平面区域的线(L1)以及描述该锥体表面的线(L2)组成的，并且其中描述该锥体表面的线(L2)与定义该后壁平面区域的线(L1)相交于一点，该点位于轴线(1)与涡轮机叶轮外径之间的距离的50％与90％之间。5.如权利要求1所述的涡轮机叶轮，其中该超级背板后壁的直面是由一个三角形限定的，该三角形的边是由源于该旋转轴线(1)的线、该后壁的平面区域的线(L1)以及描述该锥体表面的线(L2)组成的，并且其中描述该锥体表面的线(L2)与定义该后壁平面区域的线(L1)相交于一点，该点位于轴线(1)与涡轮机叶轮外径之间的距离的55％与75％之间。6.如权利要求1所述的涡轮机叶轮，其中该超级背板后壁的截面是由一个三角形限定的，该三角形的边是由源于该旋转轴线(1)的线、该后壁的平面区域的线(L1)以及描述该锥体表面的线(L2)组成的，并且其中描述该锥体表面的线(L2)与定义该后壁平面区域的线(L1)相交于一点，该点位于轴线(1)与涡轮机叶轮外径之间的距离的60％与70％之间。7.如权利要求1所述的涡轮机叶轮，其中该超级背板后壁的截面是由一个三角形限定的，该三角形的边是由源于该旋转轴线(1)的线、该后壁的平面区域的线(L1)以及描述该椎体表面的线(L2)组成的，并且其中该三角形的源于该旋转轴线的边的长度是该涡轮机叶轮的直径的至少2％。8.如权利要求7所述的涡轮机叶轮，其中该三角形的源于该旋转轴线的边的长度是在该涡轮机叶轮的直径的2％与10％之间。9.如权利要求7所述的涡轮机叶轮，其中该三角形的源于该旋转轴线的边的长度是在该涡轮机叶轮的直径的3％与6％之间。10.如权利要求1所述的涡轮机叶轮，其中该后壁是一个完整背板。2CN104246167A说明书1/3页减小应力的超级背板叶轮发明领域[0001]本发明涉及在被设计成快速加速以及以非常高的RPM旋转的叶轮(例如涡轮增压器的涡轮机叶轮)中的应力减少。[0002]发明背景[0003]涡轮增压器从车辆排气中吸取能量以用于驱动压缩机将高密度的空气传送到发动机进气管，从而允许燃烧更多的燃料，进而增加发动机的马力。发动机排气污染物的愈来愈严历的法规已引起人们对能够传送更高压力比的增压装置的兴趣。实现这个目标的一种方法是以更高的叶片端速来驱动压缩机叶轮，通常根据压缩机叶轮的直径转换成80,000每分钟转速(RPM)至300,000RPM。不仅高的旋转速度还有使压缩机叶轮快速加速的轴的力造成了压缩机叶轮的高拉伸载荷。这个载荷尤其是在孔的附近特别大。常规的是用一个中心凸出部分来加强压缩机叶轮的后壁。[0