內燃機車用增壓器高壓比壓氣機葉輪的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種內燃機車用增壓器高壓比壓氣機葉輪，葉片和輪盤相連接部位設計有過渡圓角，過渡圓角的半徑沿壓氣機葉輪流道進口朝向壓氣機葉輪流道出口的方向逐漸增大，壓氣機葉輪流道進口處的過渡圓角半徑為R3mm～R6mm3mm-6mm，壓氣機葉輪流道出口處的過渡圓角半徑為R7mm～R10mm7mm-10mm；并配合設計壓氣機葉輪子午流道數據。漸變過渡圓角的結構，使其能更好的適應由于壓比提高帶來的應力合理分布，提高葉輪可靠性；新型壓氣機葉輪流道子午結構數據，提高壓氣機級效率，并且拓寬增壓器壓氣機級高效率區范圍，增加增壓器高效率區工作范圍。適用于高壓比的內燃機車用增壓器。
【專利說明】內燃機車用增壓器高壓比壓氣機葉輪

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及增壓器壓氣機結構和性能【技術領域】，尤其涉及一種內燃機車用高壓比增壓器壓氣機葉輪的新型結構。

【背景技術】
[0002]在內燃機車用增壓器中，壓氣機葉輪的作用是通過渦輪吸收、利用柴油機氣缸中排出的廢氣作機械功，以提高增壓器壓氣機出口的空氣壓力。通過壓氣機葉輪的旋轉，將空氣吸入到增壓器，并將空氣壓縮，從而給柴油機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荷，減少油耗，提高柴油機經濟性。在已有的技術中，1.壓氣機葉輪葉片與壓氣機葉輪盤過渡圓角是采用等圓角設計，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力分布復雜情況下，如采用等小圓角設計，葉根處應力值大，不能滿足設計要求，如采用等大圓角設計，葉片進口處流道狹窄限制圓角值，不能設計等大圓角，設計存在局限性；2.在應用壓比3.0?4.5范圍內，壓氣機高效率區易變窄且高效率下降，葉輪設計存在一定難度。
實用新型內容
[0003]本實用新型所解決的技術問題是拓寬壓氣機葉輪葉片在壓比3.0?4.5范圍內高效率區范圍，提高增壓器壓氣機級效率。
[0004]本實用新型采用的技術方案是，內燃機車用增壓器高壓比壓氣機葉輪，包括輪盤和輪盤上的葉片，葉片和輪盤相聯接部位設計有過渡圓角，過渡圓角的半徑沿壓氣機葉輪流道進口朝向壓氣機葉輪流道出口的方向逐漸增大，壓氣機葉輪流道進口處的過渡圓角半徑為R3mm?R6mm，壓氣機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,進口根徑50mm?68mm,進口頂徑1 74mm?183_
[0006]葉輪出口葉片高度13.0mm?16.5mm,內子午流道長度89mm?103mm,短葉片位置距流道出口 5Ctam?58臟。
[0007]壓氣機葉輪流道進口處的過渡圓角半徑為R3mm?R6mm，壓氣機葉輪流道出口處的過渡圓角半徑為R7mm?R1mm。
[0008]本實用新型的有益效果是，為內燃機車用增壓器壓氣機葉輪提供一種新型變圓角結構設計，使其能更好的適應由于壓比提高帶來的應力合理分布，提高葉輪可靠性；提供一種新型壓氣機葉輪流道子午結構數據，提高壓氣機級效率，并且拓寬增壓器壓氣機級高效率區范圍，增加增壓器高效率區工作范圍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型結構示意圖。
[0010]圖2葉輪剖視圖。
[0011]圖中標記為:1-輪盤，2_葉片，3-過渡圓角。

【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0013]無論是壓氣機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計，如圖1所示，壓氣機葉輪流道進口出處過渡圓角為R3mm?R6mm，過渡圓角沿著葉片和輪盤的聯接部位，也即是葉片和輪盤的貼合線，朝著出口方向而逐步增大，逐漸過渡到壓氣機葉輪流道出口的過渡圓角為R7_?R1mm。過渡圓角采用點銑制完成。
[0014]壓氣機葉輪子午流道數據，如圖2所示:
[0015](I)葉輪出口直徑280_?300_
[0016](2)進口根徑 50mm ?68mm
[0017](3)進口頂徑 1 74mm ?183mm
[0018](4)葉輪出口葉片高度13.0mm?16.5mm
[0019](5)內子午流道長度89mm?103mm
[0020](6)短葉片位置距流道出口 50_?58_。
[0021]最佳實施方式為:壓氣機葉輪流道進口出處過渡圓角為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，逐漸過渡到壓氣機葉輪流道出口的過渡圓角為R9mm ;葉輪出口直徑280mm ;進口根徑51mm ;進口頂徑179mm ;葉輪出口葉片高度15mm ；內子午流道長度92mm ;短葉片位置距流道出口 55mm。
[0022]本實用新型的內燃機車用增壓器高壓比壓氣機葉輪，通過對壓氣機分體式葉輪和整體式葉輪的結構和性能分析、計算、試驗，基于其葉片與輪盤的過渡圓角采用漸變設計，配合一種新型的壓氣機葉輪子午流道數據，較之采用單一的過渡圓角設計，具有下列優點:壓氣機葉輪葉片與輪盤的過渡圓角采用變圓角設計，圓角由壓氣機葉輪流道進口的R3mm?R6mm，逐漸過渡到壓氣機葉輪流道出口的R7mm?R1mm，過渡圓角采用點銑制完成。這種結構能很好地控制應力在不同葉片和輪盤區的分布，合理控制葉片根部應力分布值，有利于解決由于壓比提高使壓氣機葉片根部應力值超過許用范圍設計問題，提高葉輪可靠性；
[0023]新的葉型子午流道數據能更好地組織葉輪流道內氣體流動，實現在壓比3.0?4.5范圍內高效率及高效率區的分布。從而克服了因壓氣機葉輪采用不恰當的子午流道數據，降低了壓氣機級的工作效率，使壓氣機高效率區縮小。
[0024]有利于實現在壓比3.0?4.5范圍內高效率及高效率區的分布的葉輪設計。經計算分析和試驗證明:內燃機車用增壓器新型高壓比壓氣機葉輪結構適應高壓比下對離心應力的精準控制，壓比3.0?4.5范圍內，在喘振裕度彡15%時，壓氣機效率彡80%。新型葉輪的這種結構改進，具有很廣闊的應用前景和很好的經濟效益。
【權利要求】
1.內燃機車用增壓器高壓比壓氣機葉輪，包括輪盤和輪盤上的葉片，葉片和輪盤相聯接部位設計有過渡圓角，其特征在于:過渡圓角的半徑沿壓氣機葉輪流道進口朝向壓氣機葉輪流道出口的方向逐漸增大，壓氣機葉輪流道進口處的過渡圓角半徑為R3_?R6mm，壓氣機葉輪流道出口處的過渡圓角半徑為R7mm?R1mm ； 葉輪出口直徑280mm?300mm,進口根徑50mm?68mm,進口頂徑1 74mm?183_ 葉輪出口葉片高度13.0mm?16.5mm,內子午流道長度89mm?103mm,短葉片位置距流道出 口 50mm ?58mm。
2.如權利要求1所述的內燃機車用增壓器高壓比壓氣機葉輪，其特征在于:壓氣機葉輪流道進口處的過渡圓角半徑為R3mm?R6mm，壓氣機葉輪流道出口處的過渡圓角半徑為R7mm ?R1mm。
【文檔編號】F04D29/26GK204164030SQ201420640026
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月30日 優先權日:2014年10月30日
【發明者】班海波, 張博睿 申請人:中國北車集團大連機車研究所有限公司