[发明专利]一种抛物线型叶片式扩压器

说明书

技术领域：

本发明专利属于变容式机械技术领域，具体涉及一种抛物线型叶片式扩压器。

背景技术：

涡轮增压器是现代发动机提高功率、节油和改善排放必不可少的部件，它主要由压气机和涡轮组成，涡轮吸收发动机的排气能量带动压气机高速旋转，压气机吸入大气并升压，将气体压入发动机气缸。压气机由叶轮、扩压器和蜗壳三部分组成，压气机叶轮为高速旋转件，借以提高吸入空气的动能(速度能)，扩压器和蜗壳为静止件，前者的作用是梳理由叶轮高速流出的气流并降低气体流速，将气体的速度能转化为压力能，蜗壳的作用是收集从扩压器流出的气体并进一步降低流速扩压，而后将气体导入发动机的进气管。扩压器又分无叶(缝隙式)扩压器和有叶扩压器，无叶扩压器由于其宽广的适用流量范围而广泛应用于车用发动机，有叶扩压器适用流量范围窄，但扩压效率高，用于船用和发电用发动机。叶片扩压器可分为平板式、三角形、薄壁圆弧型、管式、通道式等型式，以上几种型式或因其扩压效率低或因其工艺复杂均不理想。为此我们创建了一种高效的抛物线叶型的叶片扩压器。

发明内容：

本发明就是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种抛物线型叶片式扩压器，解决上述产品在使用中存在因扩压效率低或因工艺复杂不理想的问题。

本发明采用以下技术方案：一种抛物线型叶片式扩压器，包括圆环形底板和叶片，将通用抛物线方程用于叶片式扩压器叶片的凸面、凹面的设计，其中叶片入口安装角范围为16°～22°，叶片出口安装角范围为28°～40°，叶片扩压器入口直径之半与叶轮出口直径之半之比为1.05～1.15，叶片扩压器出口直径之半与叶片扩压器入口直径之半之比为1.3～1.5，叶片凹面的叶片包络角应比凸面的叶片包络角大2～3°，叶片入口尖点的偏转角小于1°。叶片扩压器的叶片数少于叶轮的叶片数且排除整倍数关系。

抛物线叶型方程

本发明是将通用抛物线方程应用于叶片式扩压器叶片凸、凹面的设计上。

二次曲线的通用表达式为：

ax²+bxy+cy²+dx+ey+d＝0

当b²-4ac＝0时，上式变为

x²+2axy+a²y²+bx+cy+d＝0............(1)

(1)式为顶点过座标原点的通用抛物线方程

式中a、b、c、d为方程待定系数。

通过对(1)式求导、座标平移、旋转得出

(2)式中

x_m＝[R₄*sinθ_b+(R₄*cosθ_b-R₃)*tg(α₄-θ_b)]*cos(α₄-θ_b)    (mm)

y_m＝[(R₄*cosθ_b-R₃)/cos(α₄-θ_b)]-x_mtg(α₄-θ_b)          (mm)

x＝[R₄*sinθ_b-x₀*cos(α₄-θ_b)+y₀*sin(α₄-θ_b)]*cosβ₀

-[R₄*cosβ₀-x₀*sin(α₄-θ_b)-y₀*cos(α₄-θ_b)]*sinβ₀    (mm)......(3)

y＝[R₄*sinθ_b-x₀*cos(α₄-β_b)+y₀*sin(α₄-θ_b)]*sinβ₀