具有降低渦輪增壓器軸向載荷的壓氣機(jī)斜流葉輪的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種具有降低渦輪增壓器軸向載荷的壓氣機(jī)斜流葉輪，包括輪轂、五～七片長(zhǎng)葉片和五～七片短葉片，長(zhǎng)葉片和短葉片數(shù)量一樣，長(zhǎng)葉片和短葉片呈交錯(cuò)狀均勻分布在括輪轂上，長(zhǎng)葉片氣流出口頂部和短葉片氣流出口頂部為斜面，與輪軸中心線的傾角a為15～35°，長(zhǎng)葉片氣流出口頂部和短葉片氣流出口頂部的葉尖外圓輪廓直徑同為D2，長(zhǎng)葉片氣流出口頂部和短葉片氣流出口頂部的葉根外圓輪廓直徑同為D3，長(zhǎng)葉片氣流出口頂部和短葉片氣流出口頂部的葉根與輪轂的輪盤(pán)外圓端面相交。
【專(zhuān)利說(shuō)明】具有降低渦輪增壓器軸向載荷的壓氣機(jī)斜流葉輪

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及渦輪增壓器壓氣【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種渦輪增壓器壓氣機(jī)葉輪。

【背景技術(shù)】
[0002]渦輪增壓技術(shù)是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出廢氣的能量，通過(guò)渦輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)渦輪葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)闄C(jī)械功，與渦輪葉輪同軸的壓氣機(jī)葉輪也以同樣的速度高速運(yùn)轉(zhuǎn)，將新鮮空氣壓縮后，送入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸，提高發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的空氣密度和充氣量，從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，改善了燃油的燃燒條件，使燃油充分燃燒，因而降低了燃油消耗，減少了排入大氣的廢氣中有害物的比例，進(jìn)而最終實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能，提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率的作用，同時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)在高原工作時(shí)起到恢復(fù)功率的作用。
[0003]現(xiàn)有的壓氣機(jī)葉輪如附圖1所示，包括輪轂1、復(fù)數(shù)片長(zhǎng)葉片2和復(fù)數(shù)片短葉片3，長(zhǎng)葉片2和短葉片3的數(shù)量一樣，長(zhǎng)葉片2和短葉片3呈交錯(cuò)狀均勻分布在括輪轂I上，長(zhǎng)葉片2氣流出口頂部2-1的外圓輪廓直徑和短葉片3氣流出口頂部3-1的外圓輪廓直徑同為D2，D2小于輪轂I的輪盤(pán)直徑Dl。隨著渦輪增壓器向高轉(zhuǎn)速、高壓比方向發(fā)展，整個(gè)渦輪增壓器軸承系統(tǒng)經(jīng)受著嚴(yán)峻的考驗(yàn)，壓氣機(jī)壓比升高，導(dǎo)致了由渦輪增壓器渦端指向壓端的軸向載荷增加，葉輪的軸向載荷主要是指壓氣機(jī)進(jìn)口對(duì)葉輪正面的壓力Pl和葉輪輪背間隙內(nèi)的壓力P2，壓氣機(jī)輪背間隙內(nèi)壓力P2在增壓器正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)均高于進(jìn)口壓力P1，當(dāng)葉輪輪背間隙內(nèi)壓力P2產(chǎn)生的軸向載荷超出止推軸承所能承受的極限時(shí)，渦輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)與止推軸承直接接觸發(fā)生干磨，在高轉(zhuǎn)速作用下，止推軸承很快磨損失效，渦輪增壓器出現(xiàn)燒機(jī)。在渦輪增壓器行業(yè)領(lǐng)域，為克服軸向載荷增大主要從兩個(gè)方面入手，一是通過(guò)設(shè)計(jì)新的止推軸承表面結(jié)構(gòu)，增大油膜的承載力，使止推軸承所能承受的軸向載荷數(shù)值增大，這種解決方法并不能降低壓氣機(jī)葉輪輪背的軸向載荷，當(dāng)葉輪輪背的軸向載荷過(guò)大時(shí)，渦輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)與止推軸承還是會(huì)產(chǎn)生直接接觸發(fā)生干磨；二是通過(guò)增大渦輪箱流道A/R值，達(dá)到間接降低軸向載荷的目的，但由此產(chǎn)生的問(wèn)題是，增大渦輪箱流道后，發(fā)動(dòng)機(jī)的低速性能會(huì)受到較大影響，與當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)重于低速性能相違背。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種具有降低增壓器軸向力的壓氣機(jī)葉輪。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種具有降低渦輪增壓器軸向載荷的壓氣機(jī)斜流葉輪，包括輪轂、五?七片長(zhǎng)葉片和五?七片短葉片，長(zhǎng)葉片和短葉片數(shù)量一樣，長(zhǎng)葉片和短葉片呈交錯(cuò)狀均勻分布在括輪轂上，長(zhǎng)葉片氣流出口頂部和短葉片氣流出口頂部為斜面，與輪軸中心線的傾角a為15?35°，長(zhǎng)葉片氣流出口頂部和短葉片氣流出口頂部的葉尖外圓輪廓直徑同為D2，長(zhǎng)葉片氣流出口頂部和短葉片氣流出口頂部的葉根外圓輪廓直徑同為D3，長(zhǎng)葉片氣流出口頂部和短葉片氣流出口頂部的葉根與輪轂的輪盤(pán)外圓端面相交。
[0006]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下特點(diǎn): 1、在保持原增壓器壓氣機(jī)性能的前提下，將原徑流葉輪改為斜流葉輪，并通過(guò)減小輪盤(pán)面積來(lái)減小作用在葉輪輪背面的載荷，降低了由葉輪輪背面指向葉輪正面方向載荷，減小了止推軸承渦端面的承載力，有效的改善了渦輪增壓器的運(yùn)行狀況。
[0007]2、改進(jìn)后的葉輪，可直接在原葉輪毛坯上機(jī)加，不需要重新開(kāi)模，便于生產(chǎn)，降低了成本。
[0008]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步描述。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]附圖1為現(xiàn)有的壓氣機(jī)徑流葉輪結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖2為附圖1中的A-A剖視圖；
附圖3為本發(fā)明提供的壓氣機(jī)斜流葉輪結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖4為附圖1中的B-B剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0010]一種具有降低渦輪增壓器軸向載荷的壓氣機(jī)斜流葉輪，包括輪轂1、七片長(zhǎng)葉片2和七片短葉片3，長(zhǎng)葉片2和短葉片3呈交錯(cuò)狀均勻分布在括輪轂I上，長(zhǎng)葉片2氣流出口頂部2-1和短葉片3氣流出口頂部3-1為斜面，與輪軸中心線的傾角a為15?35°，長(zhǎng)葉片2氣流出口頂部2-1和短葉片3氣流出口頂部3-1的葉尖外圓輪廓直徑同為D2，長(zhǎng)葉片2氣流出口頂部2-1和短葉片3氣流出口頂部3-1的葉根外圓輪廓直徑同為D3，長(zhǎng)葉片2氣流出口頂部2-1和短葉片3氣流出口頂部3-1的葉根與輪轂I的輪盤(pán)外圓端面相交。
[0011]由于作用于葉輪的軸向載荷主要由壓氣機(jī)進(jìn)口葉輪正面壓力P1、葉輪輪背間隙內(nèi)的壓力P2及氣體與葉輪的接觸面積決定，而壓氣機(jī)葉輪輪背間隙內(nèi)壓力P2在增壓器正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)均高于進(jìn)口壓力P1，當(dāng)葉輪輪背面積減小后，作用在葉輪輪背表面載荷下降幅度將大于作用在葉輪正表面載荷下降的幅度，由此導(dǎo)致由葉輪輪背指向葉輪正面方向載荷降低，隨著轉(zhuǎn)速的升高，斜流葉輪上的載荷力降低越明顯，減小了止推軸承承受的載荷力，有效的改善了渦輪增壓器的運(yùn)行狀況。
【權(quán)利要求】
1.一種具有降低渦輪增壓器軸向載荷的壓氣機(jī)斜流葉輪，包括輪轂、五?七片長(zhǎng)葉片和五?七片短葉片，長(zhǎng)葉片和短葉片數(shù)量一樣，長(zhǎng)葉片和短葉片呈交錯(cuò)狀均勻分布在括輪轂上，其特征是:長(zhǎng)葉片氣流出口頂部和短葉片氣流出口頂部為斜面，與輪軸中心線的傾角￡1為15?35。，長(zhǎng)葉片氣流出口頂部和短葉片氣流出口頂部的葉尖外圓輪廓直徑同為02，長(zhǎng)葉片氣流出口頂部和短葉片氣流出口頂部的葉根外圓輪廓直徑同為03，長(zhǎng)葉片氣流出口頂部和短葉片氣流出口頂部的葉根與輪轂的輪盤(pán)外圓端面相交。
【文檔編號(hào)】F04D29/28GK104314864SQ201410590706
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】李慶斌, 胡遼平, 楊迪, 閆海東, 曹剛, 劉振 申請(qǐng)人:湖南天雁機(jī)械有限責(zé)任公司