[发明专利]一种周向非对称的喷嘴环及设计方法、蜗壳和涡轮增压器

权利要求书

1.一种周向非对称的喷嘴环，其特征在于，包括：

喷嘴环主体，所述喷嘴环主体用于安装于蜗壳主体上，并且所述喷嘴环主体为圆环结构；

叶片，所述叶片沿所述喷嘴环主体的周向分布，所述叶片包括沿同一倾斜方向倾斜布置的第一叶片、第二叶片和第三叶片，所述第一叶片和所述第二叶片均与所述喷嘴环主体的外缘贴合，并且所述第一叶片和所述第二叶片分别与所述蜗壳主体的一个蜗舌贴合；

所述第三叶片分布在所述第一叶片和所述第二叶片之间；

且所有的所述第三叶片与所述喷嘴环主体的内缘的切线的夹角不同。

2.根据权利要求1所述的周向非对称的喷嘴环，其特征在于，所述第三叶片与所述喷嘴环主体的外缘具有间隙，且所述第三叶片的长度小于所述第一叶片长度且小于所述第二叶片的长度。

3.根据权利要求1所述的周向非对称的喷嘴环，其特征在于，所述第一叶片和所述第二叶片相对于所述喷嘴环主体的内缘的倾斜角度相同，且所述第一叶片和所述第二叶片呈中心对称布置。

4.根据权利要求1所述的周向非对称的喷嘴环，其特征在于，所述第一叶片和所述第二叶片连线的两侧均分布有所述第三叶片。

5.根据权利要求4所述的周向非对称的喷嘴环，其特征在于，所述叶片的长度方向和所述叶片的宽度方向的交叉点和所述叶片的尾缘中点的连线与所述喷嘴环主体的竖直方向对称轴的夹角为叶片角度A_i，沿所述喷嘴环主体的第一方向，所述叶片的叶片角度依次为：

A_i=A_i-1+360/N+b_i，i=1，2，3……7……N；

b_i= b_i-1-1，

其中， N为所述叶片的数量，i为沿第一方向布置的所述叶片的序号，b_i为相邻两个所述叶片的相对转动角，b_i的取值范围为4°~6°。

6.根据权利要求4所述的周向非对称的喷嘴环，其特征在于，所述叶片的长度方向和所述叶片的宽度方向的交叉点和所述叶片的尾缘中点的连线与所述喷嘴环主体的竖直方向对称轴的夹角为叶片角度A_i，沿所述喷嘴环主体的第一方向，所述叶片沿所述喷嘴环主体的周向均匀分布时，所述叶片的叶片角度依次为：

A_i=A_i-1+360/N i=1，2，3……7……N，

其中，N为所述叶片的数量，i为沿第一方向布置的所述叶片的序号。

7.根据权利要求5或6所述的周向非对称的喷嘴环，其特征在于，沿所述喷嘴环主体的第一方向，所述第二叶片的夹角为初始叶片角度A₁。

8.一种蜗壳，包括蜗壳主体和喷嘴环，其特征在于，所述喷嘴环为如权利要求1至7任一项所述的周向非对称的喷嘴环。

9.根据权利要求8所述的蜗壳，其特征在于，所述蜗壳主体具有第一蜗舌和第二蜗舌，所述第一叶片与所述第一蜗舌相抵连接，所述第二叶片与所述第二蜗舌相抵连接；

所述第一叶片和所述第二叶片将所述蜗壳主体的内流道分为第一流道和第二流道，所述第一流道位于所述第一叶片和所述第二叶片连线的一侧，所述第二流道位于所述第一叶片和所述第二叶片连线的另一侧。

10.一种涡轮增压器，包括蜗壳，其特征在于，所述蜗壳为如权利要求8或9所述的蜗壳。

11.一种周向非对称的喷嘴环的设计方法，用于设计如权利要求1至7任一项所述的周向非对称的喷嘴环，其特征在于，包括：

根据项目输入，设定叶片角度A_i并输入至设计软件，得到初版喷嘴环三维模型；

CFD对所述初版喷嘴环模型进行流场仿真分析，以确定所述初版喷嘴环三维模型的周向流场分布是否均匀；

若流场分布不均匀，则设定并向所述设计软件输入b_i值，所述设计软件根据公式（1）调整喷嘴环叶片的叶片角度，得到b_i值对应的喷嘴环的三维模型，由CFD对b_i值对应的喷嘴环的三维模型进行流场仿真分析，直至CFD流场仿真确定喷嘴环三维模型的周向流场分布均匀，所述设计软件输出喷嘴环的三维模型；

公式（1）：A_i=A_i-1+360/N+b_i，i=1，2，3……7……N；

其中， b_i= b_i-1-1，N为叶片的数量，i为沿第一方向布置的叶片的序号，b_i为相邻两个所述叶片的相对转动角，b_i的取值范围为4°~6°；A_i为所述叶片的长度方向和所述叶片的宽度方向的交叉点和所述叶片的尾缘中点的连线与喷嘴环主体的竖直方向对称轴的夹角为叶片角度。