一种涡轮叶片、涡轮及增压器制造技术

本申请涉及涡轮技术领域，特别涉及一种涡轮叶片、涡轮及增压器。沿叶片顶部至叶片根部，涡轮叶片依次包括顶部区域、连接区域和根部区域，顶部区域的厚度D1小于等于第一预设值，根部区域的厚度D2大于等于第二预设值，且沿叶片顶部至叶片根部，连接区域的厚度自D1逐渐增加至D2；沿叶片的高度方向，涡轮叶片的尺寸为H，顶部区域的尺寸为H1，根部区域的尺寸为H3，其中，H1/H≥0.05，H3/H≤0.3。本申请通过优化涡轮叶片沿高度方向的厚度分布形式，提高涡轮气动效率和涡轮的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及涡轮，特别涉及一种涡轮叶片、涡轮及增压器。

技术介绍

1、涡轮压缩机实际是一种空气压缩机，利用发动机排出的废气的惯性冲力来推动涡轮旋转，涡轮又带动同轴的叶轮旋转，叶轮对空气进行压缩以增加进气量。涡轮叶片沿叶片的高度方向的厚度分布形式对涡轮的气动性能及可靠性有着至关重要的影响。

2、现有涡轮叶片沿叶片的高度方向的厚度分布主要为线性分布，即自叶片顶部至叶片根部，叶片的厚度逐渐变大，叶片的厚度与叶片的高度呈线性相关，然而，上述结构的叶片顶部的厚度仍然偏大，影响涡轮的气动性能，同时，叶片根部的应力仍然较大，对叶片的结构可靠性造成影响。

技术实现思路

1、本申请公开了一种涡轮叶片、涡轮及增压器以提升现有的涡轮的气动性能和可靠性。

2、为达到上述目的，本申请提供以下技术方案：

3、第一方面，本申请提供一种涡轮叶片，沿叶片顶部至叶片根部，涡轮叶片依次包括顶部区域、连接区域和根部区域，顶部区域的厚度d1小于等于第一预设值，根部区域的厚度d2大于等于第二预设值，且沿叶片顶部至叶片根部，连接区域的厚度自d1逐渐增加至d2；沿叶片的高度方向，涡轮叶片的尺寸为h，顶部区域的尺寸为h1，根部区域的尺寸为h3，其中，h1/h≥0.05，h3/h≤0.3。

4、进一步地，第一预设值为0.5-0.6mm。

5、进一步地，第二预设值为涡轮叶片的直径的4％。

6、进一步地，根部区域的厚度d2小于等于涡轮叶片的直径的7％。

7、进一步地，h1/h≤0.3，h3/h≥0.05。

8、进一步地，连接区域包括n个子区域，其中，n为大于等于1的正整数，n个子区域的厚度自叶片顶部至叶片根部逐渐增大。

9、进一步地，任一子区域的厚度自叶片顶部至叶片根部呈线性增大、指数增长、对数增长或者抛物线增长。

10、进一步地，n≥2时，沿涡轮叶片的厚度方向，任意相邻两个子区域的接触面的尺寸相同。

11、第二方面，本申请提供一种涡轮，该涡轮包括第一方面的涡轮叶片。

12、第三方面，本申请提供一种增压器，该增压器包括第二方面的涡轮。

13、本申请提供的涡轮叶片及涡轮，其中，涡轮叶片的顶部区域的厚度d1小于等于第一预设值，h1/h≥0.05，以使顶部区域的厚度d1在工艺允许范围内尽可能地小，从而减少气流在顶部区域的阻力，减少气流分离的可能性，并提高气流在顶部区域的流动效率，降低边界层损失、气流尾迹损失等，尽可能提高涡轮气动效率，而且，顶部区域的厚度变小可以减轻整个涡轮叶片的质量，从而降低旋转时的离心力，有助于降低涡轮叶片的机械应力，提高涡轮叶片的耐久性和寿命。同时，涡轮叶片的根部区域连接着涡轮轴，其承受的离心力和其他机械载荷的最大，根部区域的厚度d2大于等于第二预设值，h3/h≤0.3，以使根部区域的厚度d2足够大，从而可以提供较高的结构强度，减少涡轮叶片在高速旋转时因离心力过大而导致的变形或断裂风险，提高涡轮的可靠性。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种涡轮叶片，其特征在于，沿叶片顶部至叶片根部，所述涡轮叶片依次包括顶部区域、连接区域和根部区域，所述顶部区域的厚度D1小于等于第一预设值，所述根部区域的厚度D2大于等于第二预设值，且沿所述叶片顶部至所述叶片根部，所述连接区域的厚度自D1逐渐增加至D2；

2.根据权利要求1所述的涡轮叶片，其特征在于，所述第一预设值为0.5-0.6mm。

3.根据权利要求1所述的涡轮叶片，其特征在于，所述第二预设值为所述涡轮叶片的直径的4％。

4.根据权利要求3所述的涡轮叶片，其特征在于，所述根部区域的厚度D2小于等于所述涡轮叶片的直径的7％。

5.根据权利要求1所述的涡轮叶片，其特征在于，H1/H≤0.3，H3/H≥0.05。

6.根据权利要求1-5任一项所述的涡轮叶片，其特征在于，所述连接区域包括N个子区域，其中，N为大于等于1的正整数，所述N个子区域的厚度自所述叶片顶部至所述叶片根部逐渐增大。

7.根据权利要求6所述的涡轮叶片，其特征在于，任一所述子区域的厚度自所述叶片顶部至所述叶片根部呈线性增大、指数增长、对数增长或者抛物线增长。

8.根据权利要求7所述的涡轮叶片，其特征在于，N≥2时，沿所述涡轮叶片的厚度方向，任意相邻两个所述子区域的接触面的尺寸相同。

9.一种涡轮，其特征在于，所述涡轮包括如权利要求1-8任一项所述的涡轮叶片。

10.一种增压器，其特征在于，所述涡轮包括如权利要求9所述的涡轮。

...

【技术特征摘要】

1.一种涡轮叶片，其特征在于，沿叶片顶部至叶片根部，所述涡轮叶片依次包括顶部区域、连接区域和根部区域，所述顶部区域的厚度d1小于等于第一预设值，所述根部区域的厚度d2大于等于第二预设值，且沿所述叶片顶部至所述叶片根部，所述连接区域的厚度自d1逐渐增加至d2；

2.根据权利要求1所述的涡轮叶片，其特征在于，所述第一预设值为0.5-0.6mm。

3.根据权利要求1所述的涡轮叶片，其特征在于，所述第二预设值为所述涡轮叶片的直径的4％。

4.根据权利要求3所述的涡轮叶片，其特征在于，所述根部区域的厚度d2小于等于所述涡轮叶片的直径的7％。

5.根据权利要求1所述的涡轮叶片，其特征在于，h1/h≤0.3，h3/h≥...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕顺，张子山，付万鑫，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：新型
国别省市：