[发明专利]一种叶轮结构及一种压气机

说明书

本发明属于机械技术领域，提供了一种叶轮结构及一种压气机，包括：多个叶片、轮毂以及轮背凸台，所述叶片设置在所述轮毂外周上，所述轮背凸台位于所述轮毂底部中心，且所述叶片、所述轮毂与所述轮背凸台一体成型，所述叶片的压力面、吸力面以及所述轮毂表面形成流道，其中，在所述叶片之间的轮毂表面上设置有一延伸至所述流道尾端的轮毂凸面。本发明可以减少叶片一侧流体的流道面积，加快流体的流动速度，有利于提高流体动能，抵抗逆向压力梯度，从而减少尾流产生和出口混合损失，提高压气机性能。

技术领域

本发明属于机械技术领域，尤其涉及一种叶轮结构及一种压气机。

背景技术

近年来，随着排放标准升级，发动机小型化已成为一种发展趋势，为了提高发动机的升功率，最为有效的方法是匹配废气涡轮增压器。废气涡轮增压器综合性能的优劣直接影响了发动机的整体性能，而离心压气机效率的提高能有效改善整个增压器的性能。

目前，除了对离心压气机叶轮叶型和蜗壳周向流道进行流体动力学优化设计来提升压气机级性能外，还可以通过一些被动控制措施，例如：对压气机叶顶间隙采用可磨耗涂层进行控制、提高叶轮及压壳表面的光洁度等来提升压气机性能。从离心压气机叶片通道的流场分布来看，在靠近叶轮出口处流场可由射流及尾流两大部分构成，在靠近叶片压力面及叶片通道中间大部分区域流体速度较快，剩下的在靠近叶片吸力面区域，流体自叶片上游向下游流动过程中，压力梯度越来越大，而该区域段流体速度通常较低，导致在靠近叶轮出口处流体无法抵抗逆压梯度，最终出现了逆流，称为尾流区域，尾流区宽度有时甚至可达到叶片通道出口宽度的一半以上，这样，会让叶轮出口很大的气流混合损失，对整个压气机的性能造成不利影响。

发明内容

本发明提供一种叶轮结构，能够减少叶片一侧的流道面积，有利于提高流体动能，抵抗逆向压力梯度，提高压气机性能。

为解决上述问题，本发明通过提供一种叶轮结构，包括：多个叶片、轮毂以及轮背凸台，所述叶片设置在所述轮毂外周上，所述轮背凸台位于所述轮毂底部中心，且所述叶片、所述轮毂与所述轮背凸台一体成型，所述叶片的压力面、吸力面以及所述轮毂表面形成流道，其中，在所述叶片之间的轮毂表面上设置有一延伸至所述流道尾端的轮毂凸面。

更进一步地，所述轮毂凸面为沿所述流道流向方向厚度逐步增加的凸面结构。

更进一步地，所述轮毂凸面设置在所述流道中偏向所述吸力面一侧。

更进一步地，所述轮毂凸面沿所述流道的流向方向厚度增加，所述延所述流道的流向方向厚度增加的位置为所述流道的中间位置，至所述流道的末端位置。

更进一步地，所述轮毂凸面从沿所述流道的流向方向加厚至在所述流道尾端呈收敛状。

更进一步地，在所述轮毂的周向上，所述轮毂凸面位于偏向所述叶片的所述吸力面50％的区域内。

更进一步地，在所述轮毂的周向上，所述轮毂凸面的周向延伸占据所述流道的50％区域。

更进一步地，在所述流道的流向方向上，所述轮毂凸面的加厚起始位置为位于所述流道起始端的50％-100％的位置。

更进一步地，所述轮毂凸面的加厚起始位置为位于所述流道起始端的80％-100％的位置。

本发明还提供一种压气机，包括任一实施例中所述的一种叶轮结构。

本发明所达到的有益效果：本实施例由于在轮毂表面上设置有一延伸至流道尾端的轮毂凸面，当流体从流道至上而下进入流道尾端时，轮毂凸面的形成可以减少叶片一侧流体的流道面积，加快流体的流动速度，有利于提高流体动能，抵抗逆向压力梯度，从而减少尾流产生和出口混合损失，提高压气机性能。

附图说明

图1a为本发明提供的一种叶轮结构的结构示意图；