[发明专利]一种提高涡轮增压器涡轮机效率的密封结构及设计方法

权利要求书

1.一种提高涡轮增压器涡轮机效率的密封结构，其特征在于：在气体由蜗壳喷嘴进入轴向间隙内的位置处设置一个凸起，所述凸起与叶尖配合尺寸由L、D组成，其中，L为凸起高度，D为叶尖与凸起边缘的径向间隙。

2.根据权利要求1所述的一种提高涡轮增压器涡轮机效率的密封结构，其特征在于：

所述凸起高度L大于涡轮叶轮与蜗壳的轴向间隙，小于1.5mm。

3.根据权利要求2所述的一种提高涡轮增压器涡轮机效率的密封结构，其特征在于：

D的值在0.5mm-2.5mm之间。

4.一种提高涡轮增压器涡轮机效率的密封结构的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

第1步，根据涡轮叶轮与蜗壳的轴向间隙及凸起高度的上限值确定优化计算时L的取值范围；

取L取值范围的中间值作为初始值L₀的值；根据计算容许的样本数量，确定更新步长dL的值；

确定优化计算时D的取值范围；取D取值范围的中间值作为初始值D₀的值；

根据计算容许的样本数量，更新步长dD的值；输入至优化软件或程序中。

第2步，根据第1步确定的L₀及D₀利用参数化造型的方法，调用3维造型软件或程序中，完成涡轮机蜗壳的3维几何造型，保存相关L₀、D₀及涡轮机蜗壳至临时文件夹；

第3步，根据第2步的3维几何在计算流体力学软件或程序中自动开展涡轮机内流场性能分析，将流动计算结果及涡轮机效率保存至“临时文件夹”；

第4步，提取第3步的涡轮机效率反馈至优化软件或程序中，并将第2、3步保存在“临时文件夹”里的文件保存至“最优结果文件夹”，清空“临时文件夹”内的文件；

第5步，根据L的取值范围、步长dL及初始值L₀，更新L值为L₁；根据D的取值范围、初始值D₀及步长dD，更新D值为D₁，重复第2，第3步，提取涡轮机效率与“最优结果文件夹”中效率进行比较，如果效率高于“最优结果文件夹”，则用“临时文件夹”中的文件替换“最优结果文件夹”中的文件，并清空“临时文件夹”内的文件；反之，直接清除“临时文件夹”内的文件；

……

第n+4步，根据取值范围及步长，更新L值为L_n，D值为D_n，重复第5步工作，直至将取值范围内的所有方案计算完毕；

第n+5步，上一步完成后“最优结果文件夹”中保存的L及D的值即为最优方案对应的值，3维几何即为最优方案3维几何。

5.根据权利要求4所述一种提高涡轮增压器涡轮机效率的密封结构的设计方法，其特征在于：

所述L的取值范围0.5mm≤L≤1.5mm，初始值L₀＝1.0mm，更新步长dL＝0.1mm。

6.根据权利要求5所述一种提高涡轮增压器涡轮机效率的密封结构的设计方法，其特征在于：

所述D的取值范围0.5mm≤D≤2.5mm，初始值D₀＝1.5mm，更新步长dD＝0.1mm。