一种适配混流涡轮的旋转拉伸导叶结构的制作方法

1.本实用新型涉及涡轮增压器技术领域，尤其涉及一种适配混流涡轮的旋转拉伸导叶结构。


背景技术：

2.涡轮增压器作为高端汽车发动的重要部件，其主要功能是增加汽车发动机的进气密度，使汽车发动机的燃油燃烧更加充分，增加发动机的驱动力。常见的涡轮增压器的功能组成部分包括：涡轮机、压气机和中间体。中间体起着连接涡轮机和压气机的功能，为涡轮机和压气机提供旋转支撑。涡轮机利用发动机排出的高温燃气驱动涡轮转动，通过中间体的支撑，带动压气机的压叶轮转动，通过压气机，提高空气密度，使得进入发动机的气体更多，进而提高发动机的功率。
3.发动机在高速和低速工况下的排气量和进气量不同，为了调节在不同工况下的进排气，常用的调节机构分为废气旁通和可变截面结构。
4.如图1所示，在中间体01和涡壳02之间，涡轮03的进气边位置设置有导叶04，通过控制导叶的开口角度，从而控制气流的通流面积，实现不同工况下的进气量调节。
5.如图2和3所示，常规导叶04的包括导叶环41和叶片42，叶片垂直安装在导叶环上，这种结构对径流型的涡轮作用较大，但适配混流涡轮时，由于涡轮的进气边轮廓31的特殊形状(底端内凹，顶端外凸)，所以当进入气流从进气边轮廓31进入时候，进气边轮廓的底端和顶端的气流速度不同，涡轮进气位置处的能量有损失，所以这种导叶结构，无法适配混流涡轮的功能，限制混流涡轮的作用，降低了涡轮机的效率。
6.因此需要研发出一种适配混流涡轮的旋转拉伸导叶结构来解决上述问题。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的就在于为了解决上述问题设计了一种适配混流涡轮的旋转拉伸导叶结构。
8.本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：
9.一种适配混流涡轮的旋转拉伸导叶结构，包括导叶环、多个叶片，多个叶片安装在导叶环上，多个叶片围绕涡轮的轴心线呈环形阵列分布，相邻两个叶片之间设置有进气间隙，多个叶片均形成为：沿涡轮轴心线方向，由底部向顶部拉伸，且在拉伸过程中相对于涡轮轴心线进行旋转；叶片在靠近涡轮的一端，由底部至顶部逐渐向远离涡轮的方向偏转；叶片在远离涡轮的一端，由底部至顶部逐渐向靠近涡轮的方向偏转。
10.具体地，经多个叶片后流出的气流至涡轮的进气边轮廓时，进气边轮廓的底端和顶端的气流速度相同。
11.本实用新型的有益效果在于：
12.本技术中，通过设计独特的叶片结构，使得经多个叶片后流出的气流至涡轮的进气边轮廓时，进气边轮廓的底端和顶端的气流速度相同，涡轮进气位置处的能量损失最小，
减少涡轮机的能量损失，提高涡轮机的压比和效率。
附图说明
13.图1是现有技术中导叶装配示意图；
14.图2是现有技术中导叶结构示意图；图中a为主视图，b为侧面剖视图；
15.图3是现有技术中导叶结构进气路线示意图；
16.图4是本技术实施例的结构示意图；图中a为主视图，b为侧面剖视图；
17.图5是涡轮与本技术的配合结构示意图；
18.图6是本技术中的进气分析示意图一；
19.图7是本技术中的进气分析示意图二；
20.图8是本技术中的进气分析示意图三；
21.图9是本技术与现有技术产品的总静膨胀比-总静效率对比示意图；
22.图10是本技术中的进气间隙示意图；
23.图中：01、中间体；02、涡壳；03、涡轮；31、进气边轮廓；04、导叶；41、导叶环；42、叶片。
具体实施方式
24.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
25.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
27.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
28.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。
31.如图4-5所示，一种导叶04结构，包括导叶环41、多个叶片42，多个叶片42安装在导叶环41上，多个叶片42围绕涡轮03的轴心线呈环形阵列分布，相邻两个叶片42之间设置有进气间隙，多个叶片42均形成为：沿涡轮03轴心线方向，由底部向顶部拉伸，且在拉伸过程中相对于涡轮03轴心线进行旋转；叶片42在靠近涡轮03的一端，由底部至顶部逐渐向远离涡轮03的方向偏转；叶片42在远离涡轮03的一端，由底部至顶部逐渐向靠近涡轮03的方向偏转。经多个叶片42后流出的气流至涡轮03的进气边轮廓31时，进气边轮廓31的底端和顶端的气流速度相同。
32.如图10所示，示出了相邻两个叶片42之间的间隙情况，第一个叶片42，在远离涡轮03的一端，底端为点a，顶端为点b，在靠近涡轮03的一端，底端为点a1，顶端为点b1；第二个叶片42，在远离涡轮03的一端，底端为点c，顶端为点d，在靠近涡轮03的一端，底端为点c1，顶端为点d1；其中点a、b、d、c依次的连线构成一平行四边形，点a1、b1、d1、c1依次的连线亦构成一平行四边形；另外进气间隙的截面从远离涡轮03的一端至靠近涡轮03的一端，进行了一些变化，具体为：首先为斜边往第一方向倾斜的平行四边形，然后倾斜角度逐渐变小；再然后为斜边往第二方向倾斜的平行四边形，然后倾斜角度逐渐变大，其中第一方向和第二方向为相反的两个方向。
33.如图5所示，多个叶片42的横截面均形成为两端尖，中间向两侧凸起的平面，且在导叶环41上的安装姿态为：导叶环41的中轴线分别与叶片42底部的两端连线构成一定夹角，具体夹角的度数根据叶片42的数量来确定，此为现有技术，在此不做敷述。
34.如图6-8所示，对涡轮03进气边轮廓31的h点(底端)和s点(顶端)的速度进行分析，当h和s点流过涡轮03进气边的入射速度vrh和vrs相等时，涡轮03进气位置处的能量损失最小。h和s点的牵连速度vth和vts与h点和s点位置的半径(相对涡轮03轴心线)成正比，由于h点半径小于s点的半径，所以vth＜vts。由于本技术中导叶04进行旋转，所以h点和s点的流出气流的绝对速度vch的入射角度βh＞βs，该角度偏差正好弥补h点和s点由于半径偏差带来的气流牵连速度vth和vts的偏差，保证h点和s点进入涡轮03的入射速度vrh和vrs相等。
35.由于经过本技术改变了传统叶片42的形状，使得进入相邻两个叶片42进气间隙之间的气流在流出进气间隙时候方向发生了偏转，偏转后的气流在到达h点和s点时候，入射速度vrh和vrs相等，所以提高了导叶04与混流涡轮03进气边的适配性，减少涡轮机的能量损失，提高涡轮机效率。
36.如图9所示，改进后涡轮机的效率得到明显提升。
37.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。