專利名稱：混流渦輪葉輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種混流渦輪葉輪。國際專利分類號F04D29/18。
背景技術(shù)：
渦輪增壓器是提高內(nèi)燃機(jī)功率、改善其經(jīng)濟(jì)性和降低排放的關(guān)鍵部件，在汽車、機(jī)車、船舶和工程機(jī)械等領(lǐng)域的應(yīng)用日趨廣泛。渦輪葉輪又是渦輪增壓器中的一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的關(guān)鍵零件，它的功能是將內(nèi)燃機(jī)的排氣能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械功；渦輪本身效率的高低將直接影響到能量的轉(zhuǎn)換效率。現(xiàn)有技術(shù)中渦輪的形式有三種，即軸流式、徑流式和混流式。軸流式多用于大型渦輪增壓器和航空發(fā)動(dòng)機(jī)，徑流式則用于小型增壓器。就其工作方式而言，混流式是一種介于軸流式和徑流式之間的渦輪形式。對于徑流式渦輪，氣流沿徑向“向心”流入，而后轉(zhuǎn)入軸向流出，氣流在渦輪通道內(nèi)膨脹作功。高速流動(dòng)的氣流在轉(zhuǎn)彎時(shí)很難避免在入口罩轂區(qū)產(chǎn)生氣體渦流損失；由于葉片為徑向放射狀，在渦輪葉片的入口處，氣流的入射方向和葉片的方向偏離較大，在該處的吸力面極易形成氣流的渦流區(qū)，造成較大的入射損失，這就阻礙了徑流式渦輪效率的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的正是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，而提出了一種混流渦輪葉輪，由于獨(dú)特的沿氣流入射方向剖切的葉片前彎角的分布規(guī)律和與之相配合的子午通道，所以本實(shí)用新型較大幅度地提高了渦輪效率，節(jié)省了能源，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種混流渦輪葉輪，其葉片的葉型曲線表達(dá)式為Z＝0～8θ＝58.07{1-[1-((8-Z)/23.1)1.7]0.58824}[度]——(a)Z＝8～27.5θ＝27913.428{1-[1-((z-8)/419.6)1.9]0.5} [度]——(b)(a)、(b)式中，θ---以Y軸為基線的圓周角；Z----軸向坐標(biāo)。
本實(shí)用新型的目的還可以通過以下步驟進(jìn)一步完善混流渦輪葉輪的葉片厚度δ為δ=δg-(δg-δw)[(R-Rg)/(Rw-Rg)](Rg/1.5R)m-----(c)]]>(c)式中δ——某一等Z截面上，任意半徑R處的葉片厚度(mm)；δg——某一等Z截面上，輪轂半徑Rg上的葉片厚度(mm)；δw——某一等Z截面上，罩轂半徑Rw上的葉片厚度(mm)；m——指數(shù)；混流渦輪葉輪的葉片數(shù)量為9片。
本實(shí)用新型的有益效果①較大幅度地提高了渦輪效率η(提高約10％)；②給發(fā)動(dòng)機(jī)帶來比燃油耗量降低8克/千瓦·小時(shí)～10克/千瓦·小時(shí)、排氣溫度下降60℃～80℃的收益；③創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。


本實(shí)用新型共有7附圖，其中圖1為本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例，亦可做說明書摘要的附圖。
圖1.本實(shí)用新型的立體示意圖；圖2.(圖6中A-A旋轉(zhuǎn))葉片前彎角α角的示意圖；圖3.葉片前彎角α沿軸向的分布規(guī)律圖；圖4.葉型曲線；圖5.葉片厚度和厚度指數(shù)沿軸向的變化圖；圖6.子午通道示意圖；圖7.圖6的B-B剖視圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例做進(jìn)一步描述。
本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例如圖1所示，它是一混流渦輪葉輪，混流渦輪入口處的葉片前彎角α的分布規(guī)律是設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵之一，本渦輪的α分布規(guī)律如圖2、圖3所示。而要實(shí)現(xiàn)這一α的分布規(guī)律，則需要采用相應(yīng)的葉型曲線和葉片厚度分布規(guī)律與之配合。其中的葉片1的葉型曲線表達(dá)式為Z＝0～8θ＝58.07{1-[1-((8-Z)/2 3.1)1.7]0.58824}[度]——(a)Z＝8～27.5θ＝27913.428{1-[1-((z-8)/419.6)1.9]0.5}[度]——(b)(a)、(b)式中，θ---以Y軸為基線的圓周角；Z----軸向坐標(biāo)。為了保證葉片1的強(qiáng)度和圖3所示的α的分布規(guī)律，需設(shè)定沿圖6和圖7所示輪轂3上的葉片1的厚度δg和罩轂2上的葉片1的厚度δw的分布規(guī)律以及每一等Z截面上葉片1厚度沿徑向的變化規(guī)律控制指數(shù)m的變化規(guī)律，本渦輪的δg、δw和m的分布規(guī)律如圖5所示。為了在保證葉片1強(qiáng)度的同時(shí)又不過分增加其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，本渦輪的等Z截面為曲邊形。不同R處的葉片1的厚度δ按下式計(jì)算出δ=δg-(δg-δw)[(R-Rg)/(Rw-Rg)](Rg/1.5R)m-----(c)]]>(c)式中δ——某一等Z截面上，任意半徑R處的葉片厚度(mm)；δg——某一等Z截面上，輪轂半徑Rg上的葉片厚度(mm)；δw——某一等Z截面上，罩轂半徑Rw上的葉片厚度(mm)。
通過圖6所示的子午通道、圖4所示的葉型曲線和圖5所示的葉片1厚度δg、δg，指數(shù)m以及(c)式就構(gòu)成了混流渦輪葉輪的葉片。
本實(shí)用新型的渦輪為一精密鑄造件，其制造過程如下首先要根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)制造模具；其次壓注蠟?zāi)?；然后涂料、脫蠟、制造模殼；最后真空澆注成形?br> 權(quán)利要求1.一種混流渦輪葉輪，其特征在于葉片(1)的葉型曲線表達(dá)式為Z＝0～8θ＝58.07{1-[1-((8-Z)/23.1)1.7]0.58824} [度]——(a)Z＝8～27.5θ＝27913.428{1-[1-((z-8)/419.6)1.9]0.5}[度]——(b)(a)、(b)式中，θ---以Y軸為基線的圓周角；Z----軸向坐標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混流渦輪葉輪，其特征在于所說的葉片(1)的厚度δ為δ=δg-(δg-δw)[(R-Rg)/(Rw-Rg)](Rg/1.5R)m------(c)]]>(c)式中δ——某一等Z截面上，任意半徑R處的葉片厚度(mm)；δg——某一等Z截面上，輪轂半徑Rg上的葉片厚度(mm)；δw——某一等Z截面上，罩轂半徑Rw上的葉片厚度(mm)；m——指數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混流渦輪葉輪，其特征在于所說的葉片(1)的數(shù)量為9片。
專利摘要本實(shí)用新型屬于內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種混流渦輪葉輪,其葉片的葉型曲線表達(dá)式為Z=0～8；θ=58.07{1－[1－((8－Z)/23.1)
文檔編號F01D5/14GK2494876SQ0123170
公開日2002年6月12日 申請日期2001年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月18日
發(fā)明者董復(fù)興, 張晉東, 胡力峰, 王忠華, 韓國強(qiáng) 申請人:中國兵器工業(yè)第七○研究所