[發明專利]渦輪及渦輪增壓器

有效

• 申請號: 202310257985.5
• 申請日: 2023-03-17
• 公開（公告）號: CN116044514B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 張子山;呂順;竇站成;李俊琦;譚治學;王意寶;云峰;王新校
• 申請（專利權）人: 濰柴動力股份有限公司
• 主分類號: F01D5/14
• 分類號: F01D5/14;F01D5/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 陜芳芳

本申請公開了一種渦輪及渦輪增壓器，該渦輪包括輪轂和葉片，多個所述葉片繞著所述輪轂的軸線沿周向排布；所述葉片的前緣為彎曲形狀，自所述葉片的根部向所述葉片的頂部方向，所述前緣的曲率先呈增大變化趨勢，再呈減小變化趨勢；所述前緣的曲率發生突變的位置為拐點位置，定義所述前緣的頂部與所述拐點位置之間的垂向距離為h1，定義所述前緣的根部與所述拐點位置之間的垂向距離為h2，其中，h1=(0.65~1)h2。通過對渦輪的葉片結構的改進，有效改善了渦輪入口處的二次流現象，能夠降低損耗，提高渦輪增壓器的效率。

技術領域

本申請涉及渦輪增壓技術領域，特別是涉及一種渦輪及渦輪增壓器。

背景技術

發動機系統中一般會采用渦輪增壓的方式來增加進氣量，以提高發動機的動力性能。在發動機的排氣管路上設置有渦輪增壓器，利用發動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪旋轉，渦輪又帶動與其同軸的葉輪旋轉，對空氣進行壓縮以此來增加進氣量。

在實際應用中發現，渦輪入口處容易產生二次流現象，渦輪入口處的損耗較大，渦輪增壓器的效率不高。

發明內容

本申請的目的是提供一種渦輪及渦輪增壓器，通過對渦輪的葉片結構的改進，有效改善了渦輪入口處的二次流現象，能夠降低損耗，提高渦輪增壓器的效率。

為解決上述技術問題，本申請提供一種渦輪，包括輪轂和葉片，多個所述葉片繞著所述輪轂的軸線沿周向排布；所述葉片的前緣為彎曲形狀，自所述葉片的根部向所述葉片的頂部方向，所述前緣的曲率先呈增大變化趨勢，再呈減小變化趨勢；所述前緣的曲率發生突變的位置為拐點位置，定義所述前緣的頂部與所述拐點位置之間的垂向距離為h1，定義所述前緣的根部與所述拐點位置之間的垂向距離為h2，其中，h1=(0.65~1)h2。

該渦輪將其葉片的前緣設置為彎曲形狀，并將彎曲形狀的曲率從葉片的根部向頂部方向先變大后變小設計，這樣，渦輪入口的進氣攻角可盡量均勻，結合前緣曲率發生突變的位置在整個葉片高度上的位置關系，有效改善了流場在葉片的高度方向上的不均勻性而產生二次流的現象，降低渦輪入口的損耗，從而提高渦輪的工作效率。

如上所述的渦輪，定義所述前緣的頂部中心與所述前緣的底部中心之間的橫向距離為a1，其中，|a1/（h1+h2）|≤0.25。

如上所述的渦輪，定義所述前緣的底部中心與所述拐點位置之間的最大橫向距離為a2，|a1/（h1+h2）|≤|a2/（h1+h2）|≤0.4。

如上所述的渦輪，所述葉片包括前緣區域，所述前緣區域的橫截面形狀與所述前緣的形狀保持一致。

如上所述的渦輪，沿所述葉片的流線方向，所述前緣區域為所述前緣至所述葉片的流線長度的20%~25%所在位置之間的區域。

如上所述的渦輪，所述葉片還包括過渡區域和主體區域，所述過渡區域位于所述前緣區域和所述主體區域之間，所述過渡區域的橫截面形狀自所述前緣區域向所述主體區域圓滑過渡。

如上所述的渦輪，所述主體區域的橫截面為直線形狀。

如上所述的渦輪，所述前緣的曲率先呈逐漸增大變化趨勢，再呈逐漸減小變化趨勢。

本發明還提供一種渦輪增壓器，包括渦輪和渦輪殼，所述渦輪位于所述渦輪殼內；所述渦輪為上述任一項所述的渦輪。

由于上述渦輪具有上述技術效果，所以包括該渦輪的渦輪增壓器也具有相同的技術效果，此處不再重復論述。

附圖說明

圖1為本申請所提供一種實施例中渦輪的結構示意圖；

圖2為圖1中單個葉片的前緣的結構示意圖；

圖3為圖1中單個葉片的子午面結構示意圖；