高效混流涡轮.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102011614A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102011614A(43)申请公布日2011.04.13(21)申请号201010553930.1(22)申请日2010.11.18(71)申请人大同北方天力增压技术有限公司地址037036山西省大同市城区西花园第22号信箱(72)发明人董复兴韩国强朱爱国张晋东刘文奇王彦斌(74)专利代理机构太原同圆知识产权代理事务所(特殊普通合伙)14107代理人王金锁(51)Int.Cl.F01D5/30(2006.01)F01D5/14(2006.01)F02C6/12(2006.01)F02B37/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称高效混流涡轮(57)摘要本发明公开了一种高效混流涡轮，包括涡轮叶片(1)、轮毂(2)、轮盘(3)；轮盘(3)的中心轴向设有轮毂(2)，在轮毂(2)的径向设有涡轮叶片(1)，涡轮叶片(1)由叶片凸面(4)和叶片凹面(5)构成；轮毂形状参数为：涡轮轮毂底弧半径R2＝92mm，涡轮进口轮毂倾斜角度α2＝30°，涡轮出口轮毂倾斜角度α3＝6.11°，涡轮出口轮毂直径Do＝φ58mm，涡轮进口轮毂直径Db＝φ145mm，涡轮叶片轴向高度Zm＝76.5mm。涡轮叶片数为十二片，叶片的叶型曲线采用双方程模式。本发明通过采用合理的轮毂和罩毂线，提高了涡轮增压器的效率，降低了油耗，节约了使用成本，可完全替代进口。CN10264ACCNN102011614102011619AA权利要求书1/2页1.一种高效混流涡轮，包括涡轮叶片(1)、轮毂(2)和轮盘(3)；其特征是：轮盘(3)的中心轴向设有轮毂(2)，在轮毂(2)的径向设有涡轮叶片(1)，涡轮叶片(1)由叶片凸面(4)和叶片凹面(5)构成；轮盘(3)为半开式轮盘；轮毂(2)形状参数为：涡轮轮毂底弧半径R2＝92mm，涡轮进口轮毂倾斜角度α2＝32°，涡轮出口轮毂倾斜角度α3＝6.11°，涡轮出口轮毂直径D0＝φ58mm，涡轮进口轮毂直径Db＝φ145mm，涡轮叶片轴向高度Zm＝76.5mm。涡轮叶片数为十二片，叶片的叶型曲线采用双方程模式，即：沿涡轮轴线方向座标Z＝0～21.65[mm]，Z＝21.65～76.5[mm]，式中：θ为圆周角[弧度]；c1、b1、b2、c2为方程待定系数，由叶片最大轴向高度Zm、涡轮出口平均直径D2p上的叶片安装角β2p和叶片包路角θb来确定，对于混流涡轮，一般Zm/D1P＝0.4～0.5，β2p＝30～40°；220.5D1P为涡轮进口平均直径，D2P＝[(D+Do)/2]p1、p2、q1、q2为方程指数，其值影响叶型曲线的曲率变化规律，一般为1.8～3.0；2.如权利要求1所述的高效混流涡轮，其特征是叶片厚度沿轮毂和外基圆柱的分布规律为：Tg＝7+0.40093*Z-0.00938768*Z2+0.0001*Z3[mm](3)Tw＝0.8+0.0745*Z-0.00149*Z2+0.00004587*Z3-0.00000046647*Z4[mm](4)式中：Tg为沿轮毂的叶片厚度[mm]，Tw为外基圆柱上的叶片厚度[mm]，Z为沿涡轮轴线方向座标[mm]，叶片上任意点的叶片厚度：式中：T为叶片上任意点的叶片厚度[mm]，Tg，Tw为按(3)、(4)、(5)中方程求得的Tg，Tw值[mm]，Rg为对应Z的轮毂半径[mm]，Rw为外基圆柱的半径[mm]，2CCNN102011614102011619AA权利要求书2/2页R为从Rg到Rw的任意半径[mm]，m为厚度控制指数，沿轴向为一变量：m＝0.9-0.003*Z；(6)3.如权利要求1或2所述的高效混流涡轮，其特征是涡轮叶片(1)在进口段R≥Rx的修正区，按下式修尖：T＝Tx[0.5+0.006056(R-Rx)-0.06722(R-Rx)2+0.03486(R-Rx)3-0.01055(R-Rx)4](7)式中：T为修正区的叶片厚度[mm]，Tx为按(6)中方程计算得出的对应Z、Rx点的叶片厚度[mm]，Rx为修正区的起始半径[mm]，R为修正区任意点的半径[mm]，沿bT1的进口叶片安装角的分布规律：其中：为进口相对叶片安装角，β1为进口叶片安装角，[°]，β1max为最大进口叶片安装角，一般为20～25°，为相对进口叶片宽度，b为任意一点的进口叶片宽度[mm]，bT1为最大进口叶片宽度[mm]。3CCNN102011614102011619AA说明书1/5页高效混流涡轮技术领域：[0001]本发明属于柴油机涡轮增压器技术领域，具体涉及一种高效混流涡轮背景技术[0002]涡轮是涡轮增压器中一个在高温下高速旋转的关键零件，其作用是将内燃机的废气能量