专利名称：混流涡轮叶轮的制作方法
技术领域：
本实用新型属于内燃机技术领域，涉及一种混流涡轮叶轮。国际专利分类号F04D29/18。
背景技术：
涡轮增压器是提高内燃机功率、改善其经济性和降低排放的关键部件，在汽车、机车、船舶和工程机械等领域的应用日趋广泛。涡轮叶轮又是涡轮增压器中的一个高速旋转的关键零件，它的功能是将内燃机的排气能量转换为机械功；涡轮本身效率的高低将直接影响到能量的转换效率。现有技术中涡轮的形式有三种，即轴流式、径流式和混流式。轴流式多用于大型涡轮增压器和航空发动机，径流式则用于小型增压器。就其工作方式而言，混流式是一种介于轴流式和径流式之间的涡轮形式。对于径流式涡轮，气流沿径向“向心”流入，而后转入轴向流出，气流在涡轮通道内膨胀作功。高速流动的气流在转弯时很难避免在入口罩毂区产生气体涡流损失；由于叶片为径向放射状，在涡轮叶片的入口处，气流的入射方向和叶片的方向偏离较大，在该处的吸力面极易形成气流的涡流区，造成较大的入射损失，这就阻碍了径流式涡轮效率的提高。
发明内容
本实用新型的目的正是为了解决现有技术中的不足之处，而提出了一种混流涡轮叶轮，由于独特的沿气流入射方向剖切的叶片前弯角的分布规律和与之相配合的子午通道，所以本实用新型较大幅度地提高了涡轮效率，节省了能源，创造了良好的经济效益和社会效益。
本实用新型的目的是这样实现的一种混流涡轮叶轮，其中叶片的叶型曲线表达式为Z＝0～14 Z＝14～64.2θ＝2191.1008{1-[1-((z-14)/270.3)1.95]0.5}[度]——(b)(a)、(b)式中，θ——以Y轴为基线的圆周角；Z——向坐标。
本实用新型的目的还可以通过以下步骤进一步完善混流涡轮叶轮的叶片厚度δ为δ=δg-(δg-δ2)[(R-Rg)/(60.9-Rg)](Rg/1.5R)*---(c)]]>(c)式中δ——某一等Z截面上，任意半径R处的叶片厚度(mm)；δg——某一等Z截面上，轮毂半径Rg上的叶片厚度(mm)；δ2——某一等Z截面上，R60.9上的叶片厚度(mm)；m——指数。混流涡轮转子的叶片的数量为12片。
本实用新型的有益效果①较大幅度地提高了涡轮效率η(提高约10％)；②给发动机带来比燃油耗量降低8克/千瓦·小时～10克/千瓦·小时、排气温度下降60℃～80℃的收益；③创造了良好的经济效益和社会效益。
本实用新型共有7幅附图，其中图1为本实用新型的最佳实施例，亦可做说明书摘要的附图。
图1.本实用新型的立体示意图；图2.(图6中A-A旋转)叶片前弯角α角的示意图；图3.叶片前弯角α沿轴向的分布规律图；图4.叶型曲线图5.叶片厚度和厚度指数沿轴向的变化图；图6.子午通道示意图；图7.图6的B-B剖视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的最佳实施例做进一步描述。
本实用新型的最佳实施例如图1所示，它是一种混流涡轮叶轮，混流涡轮入口处的叶片前弯角α的分布规律是设计成败的关键之一，本涡轮的α分布规律如图2、图3所示。而要实现这一α的分布规律，则需要采用相应的叶型曲线和叶片厚度分布规律与之配合。其中的叶片1的叶型曲线表达式为Z＝0～14 Z＝14～64.2θ＝2191.1008{1-[1-((z-14)/270.3)1.95]0.5}[度]——(b)(a)、(b)式中，θ——以Y轴为基线的圆周角；
Z——向坐标。为了保证叶片1的强度和图3所示的α的分布规律，需设定沿图6和图7所示轮毂2上的叶片1的厚度δg和R60.9上的叶片1的厚度δ2的分布规律以及每一等Z截面上叶片1厚度沿径向的变化规律控制指数m的变化规律，本涡轮的δg、δ2和m的分布规律如图5所示。为了保证在叶片1强度的同时又不过分增加其转动惯量，本涡轮的等Z截面为曲边形。不同R处的叶片1的厚度δ按下式计算出δ=δg-(δg-δ2)[(R-Rg)/(60.9-Rg)](Rg/1.5R)m---(c)]]>(c)式中δ——某一等Z截面上，任意半径R处的叶片厚度(mm)；δg——某一等Z截面上，轮毂半径Rg上的叶片厚度(mm)；δ2——某一等Z截面上，R60.9上的叶片厚度(mm)；m——指数。
通过图6所示的子午通道、图4所示的叶型曲线和图5所示的叶片1厚度δg、δ2，指数m以及(c)式就构成了混流涡轮叶轮的叶片。
本实用新型的涡轮为一精密铸造件，其制造过程如下首先要根据设计数据设计制造模具；其次压注蜡模；然后涂料、脱蜡、制造模壳；最后真空浇注成形。
权利要求1.一种混流涡轮叶轮，其特征在于叶片(1)的叶型曲线表达式为Z＝0～14 Z＝14～64.2θ＝2191.1008{1-[1-((z-14)/270.3)1.95]0.5} [度]——(b)(a)、(b)式中，θ——以Y轴为基线的圆周角；Z——向坐标。
2.根据权利要求1所述的混流涡轮叶轮，其特征在于所说的叶片(1)的厚度δ为δ=δg-(δg-δ2)[(R-Rg)/(60.9-Rg)](Rg/1.5R)m---(c)]]>(c)式中δ——某一等Z截面上，任意半径R处的叶片厚度(mm)；δg——某一等Z截面上，轮毂半径Rg上的叶片厚度(mm)；δ2——某一等Z截面上，R60.9上的叶片厚度(mm)；m——指数。
3.根据权利要求1所述的混流涡轮叶轮，其特征在于所说的叶片(1)的数量为12片。
专利摘要本实用新型涉及一种混流涡轮叶轮,其叶片的叶型曲线表达式为:Z=0～14;θ=6.2278[(14－Z)/14)]
文档编号F01D5/14GK2494875SQ0123170
公开日2002年6月12日 申请日期2001年7月18日 优先权日2001年7月18日
发明者董复兴, 张晋东, 张俊跃, 武锋, 刘贵升 申请人:中国兵器工业第七○研究所