[发明专利]一种涡轮喷嘴环可调导叶的表面压力测量装置

说明书

本发明公开了一种涡轮喷嘴环可调导叶的表面压力测量装置，包括：压力传递部，其设置有通孔；第一组通道，其一端开设于通孔的内壁上，另一端延伸至外表面并连接压力传感器；导叶，其表面开设有压力感应孔，导叶连接有导叶转轴，其一端与通孔可拆卸连接；第二组通道，其一端与压力感应孔连通，另一端开设于导叶转轴的外壁上，第一组通道一端与第二组通道的另一端位置对应；第二组通道与第一组通道数量相等，考虑到其形状和空间走向的复杂性，导叶及导叶内部的第二组通道均由3D打印制成；该测压装置针对叶轮机可调导叶表面定常压力进行测量，将叶片表面压力引出后通过测压仪器仪表进行测量，实现了可调导叶表面压力的多点测量。

技术领域

本发明涉及一种涡轮叶片压力的测量装置，更具体的说是涉及一种涡轮喷嘴环可调导叶的表面压力测量装置。

背景技术

可变喷嘴涡轮增压器由于其涡轮喷嘴环导叶可调的特点能够与处于变工况的车用发动机形成全工况的良好匹配，从而比固定喷嘴涡轮增压器更有效地提升发动机的加速性、动力性等性能，因而它越来越多地应用在车用发动机上。为了解可变喷嘴涡轮增压器内的流动，喷嘴叶片表面压力分布数据的测量具有重要意义，然而目前少有针对该类型叶片表面压力测量的方法。

目前，已有多种气动叶片表面压力测量方法。如在叶片表面覆盖薄膜型压力传感器或者压力测量罩，相对于喷嘴叶片这类微小型叶片，这种方法严重影响其表面流场，无法得到可信的表面压力分布数据。还有将微型压力传感器埋入的测量方法，同样由于喷嘴叶片体积小，而无足够空间以供埋入压力传感器。另外，还有在叶片表面打孔测压的方法，但一般最多只能打1-2个孔，而且采用传统的加工方法难度很大，测量数据偏差较大；因此，亟需一种针对喷嘴叶片这类微小型叶片的表面压力测量方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种涡轮喷嘴环可调导叶的表面压力测量装置，包括：

压力传递部，所述压力传递部上设有贯穿其上下表面的通孔；

第一组通道，所述第一组通道设置于所述压力传递部内，其一端开设于所述通孔的内壁上，其另一端延伸至所述压力传递部的外表面并连接有压力传感器；

导叶，其表面开设有多个压力感应孔，所述导叶垂直其旋转方向连接有导叶转轴，所述导叶转轴一端与所述通孔形状适配并与其可拆卸连接；

第二组通道，所述第二组通道设置于所述导叶和所述导叶转轴内，其一端与所述压力感应孔连通，另一端开设于所述导叶转轴的外壁上，所述第一组通道一端与所述第二组通道的另一端位置对应；所述第二组通道至少有10条并与所述第一组通道数量和孔径对应，所述导叶及导叶内部的第二组通道均由3D打印制成；

所述第一组通道及第二组通道内设置有用于传递压力的三维结构。

本发明的有益效果是：该测压装置针对叶轮机可调导叶表面定常压力进行测量，通过3D打印技术制作待测叶片使其具有十个以上的测压通道，将其引出后在进行压力测量，大大提高了测量精度，克服现有测量方式对表面流场影响和压力无法引出等方面的不足，满足其表面压力测量需求；

现有打孔测压的方法一般只能打1-2个孔，原因是叶片较为微小，打孔数量过多会造成叶片受损，压力也无法得到有效的传递，另外，具有三维结构的第一组通道和第二组通道空间走向和分布的复杂性很难采用常规方法加工，因此本发明创新采用3D打印的方式，有效规避了上述技术难题，在叶片表面任何位置均可开设压力感应孔，第一组通道和第二组通道的布置自由度大大提高。

进一步的，所述第二组通道包括A段和B段，所述A段设置于所述导叶内，其一端与所述压力感应孔连通；所述B段沿所述导叶转轴的轴向设置，其一端与所述A段的另一端连通，其另一端与所述第一组通道的一端连通。

优选的，所述导叶转轴与所述通孔键连接。为保证第一组通道与第二组通道可以可靠对接，需要通孔与导叶转轴进行准确的周向定位，键连接可以满足所述定位效果。。