[发明专利]一种具有变进口叶片角型导流叶片的有叶扩压器结构

说明书

本发明提供了一种具有变进口叶片角型导流叶片的有叶扩压器结构，包括环形扩压器底板和其上沿周向均匀分布的若干变进口叶片角型导流叶片，所述变进口叶片角型导流叶片的叶片通道旋向(由底板内径指向外径)与压气机叶轮转动旋向相同,且所述变进口叶片角型导流叶片的进口叶片角沿叶高方向逐渐增大,即叶片叶顶处的进口叶片角β大于叶根处的进口叶片角α。本发明具有以下优势：本发明的变进口叶片角型导流叶片有叶扩压器考虑了实际来流的气流角分布情况，使不同叶高进口叶片角的变化与来流气流角的变化相匹配，有效减少了因为气流角与进口叶片角相差太大而造成的摩擦损失与分离损失，有效改善了有叶扩压器叶片通道内部流场,优化了有叶扩压器效率并改善了离心压气机的流量特性。

技术领域

本发明属于废气涡轮增压技术领域，尤其是涉及一种具有变进口叶片角型导流叶片的有叶扩压器结构。

背景技术

车用发动机升功率的不断提高，排量不断缩小，再加上高原环境发动机功率恢复这一特殊需求，使得涡轮增压器压气机压比不断提高。目前单级压气机压比可到达6以上，这要归功于有叶扩压器的应用。

经压气机压缩做功的气流在流出叶轮时具有较高的流速,一部分动能会在其后的扩压装置中降速扩压转化为压力势能,以进一步提高其压力。扩压装置一般分为无叶扩压器和有叶扩压器。其中无叶扩压器扩压度小、效率低，但其结构简单、流量范围较宽的特点使其广泛应用于车用增压器中。有叶扩压器较无叶扩压器增加了导流叶片，相同径向尺寸下，可获得更大的扩压压力，此外，导流叶片能使叶轮出口气流趋于均匀且缩短了气体运动路径，从而提高了扩压器的效率。但有叶扩压器的特性不如无叶扩压器平缓，流量范围也较窄，成为制约其广泛应用的问题。

有叶扩压器的流动损失主要包括摩擦损失、逆压流动产生的损失、分离损失等。由于导流叶片的存在，高速气流与叶片表面、底板表面的接触摩擦，是摩擦损失的主要来源；进口气流角与进口叶片角相差太大，也会造成较大的分离损失和摩擦损失。如何有效减少有叶扩压器内部流动损失是提高有叶扩压器效率、改善流量特性进而改善高压比涡轮增压器性能的关键。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种具有变进口叶片角型导流叶片的有叶扩压器结构，以优化传统有叶扩压器的性能,改善其效率和流量特性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种具有变进口叶片角型导流叶片的有叶扩压器结构，包括环形扩压器底板和其上沿周向均匀分布的若干变进口叶片角型导流叶片，所述变进口叶片角型导流叶片的叶片通道旋向(由底板内径指向外径)与压气机叶轮转动旋向相同,且所述变进口叶片角型导流叶片的进口叶片角沿叶高方向逐渐增大。

进一步的，所述变进口叶片角型导流叶片叶顶处的进口叶片角β(中型线切线与径向方向夹角)的角度范围为50°～80°，叶根处的进口叶片角α(中型线切线与径向方向夹角)的角度范围为40°～70°，且β大于α，β与α的差值范围为5°～15°。

进一步的，所述变进口叶片角型导流叶片从叶根到叶顶方向进口叶片角的变化规律为线性变化。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明的变进口叶片角型导流叶片有叶扩压器考虑了实际来流的气流角分布情况，使不同叶高进口叶片角的变化与来流气流角的变化相匹配，有效减少了因为气流角与进口叶片角相差太大而造成的摩擦损失与分离损失，有效改善了有叶扩压器叶片通道内部流场,优化了有叶扩压器效率并改善了离心压气机的流量特性。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述有叶扩压器结构的立体图；

图2为本发明实施例所述有叶扩压器结构与离心压气机组合的示意图；