[发明专利]组合超薄异形叶轮叶片技术

说明书

本发明涉及一种组合超薄异形叶轮叶片技术，这种技术特别适用于汽车液力变扭器的涡轮、泵轮和导轮的叶片。

汽车、机车和工程机械等现代液力变扭器及自动变速机构、变扭器、偶合器的涡轮、泵轮和导轮叶片的结构决定整机的工作效率，追求高效率的障碍在于现有技术增加叶片数量受到材料和工艺两方面的限制。

现有技术所用的叶片前缘呈圆滑形状，该形状为航空业所谓的升力翼型。由于包容在变扭器和偶合器中的叶轮叶片的工作是利用压力差输出动力的，相同叶片的上弧长似飞机翼型是为产生负压力，下弧向上弯曲是为产生正压力。然而在变扭器或偶合器中叶片是设成较为密集和重叠的，而在液体流道中则使其上下弧处于同一空间，这使叶片间产生干涉特别严重，高速时更为严重，而低速时又易产生回流，其复杂工况迄今为止还未能计算出或建立。

本发明的目的在于提供一种组合超薄异形叶轮叶片技术，使液力变扭器和偶合器的工况得到显著的综合动力改善。

实施本发明上述目的而采取的技术措施如下所述：在液力变扭器和偶合器的导轮、涡轮和泵轮的全部叶轮中叶片采用前缘很尖、厚度很薄的翼型代替惯用航空升力翼型；将上述翼型叶片用不同形状的隔离叶片分隔成不同叶片组合；叶片采用密集方式配对布置，叶片间距设成小至仅能流过工作液；叶片采用高强度奥贝球墨铸铁材料精铸而成。

所采用升力翼型的下弧是由两条左右非常接近直线的曲线构成，总厚占全长的6％左右，在上弧的最高点分界，分为前后两部分，前半部为翼型基准线，后半部向下弯曲，由平滑的曲线构成，接近但绝不是直线的上下弧，上弧最高点在叶片长度的30％至40％之间，下弧的弯曲点在前缘60％至80％处不等，由一至二条接近直线的曲线组成，向下弯曲弦长的4％左右；所述升力翼型叶片用平凸或双凸对称、双凸不对称、前后缘呈尖的或呈剑刃的平板翼型隔离叶片分隔成叶片组合，同时在圆周平面上呈对称或不对称的配对布置；所述板形隔离叶片是用钢板拉制的。

现在结合附图对本发明组合超薄异形叶轮叶片技术作进一步的说明。其中：

图1为惯用液力机械的升力翼型叶片示意图，

图2为现有汽车变扭器大量采用的平板叶片示意图，

图3为现有汽车变扭器大量使用的弯曲平板叶片示意图，

图4为本发明采用的低速升力翼型叶片示意图，

图5为本发明采用的钢板拉制隔离叶片第一组形状示意图，

图6为本发明采用的钢板拉制隔离叶片第二组形状示意图，

图7为本发明采用的隔离叶片第三组形状示意图。

采用图1、2和3现有技术的叶片要提高整机工作效率是很困难的，因为需要相应增加叶片数量才能达到，而且这一举措是受到材料和工艺两方面限制的。本发明叶片采用如图4所示前缘很尖、厚度很薄的翼型作为升力翼型，同时采用如图5、6和7所示的隔离叶片分隔每个升力翼型叶片的工作腔，从而保证该升力翼型叶片独立的工作性能。

关于隔离叶片的形状大致有图5所示的三种钢板拉制叶片，其中a前后缘是尖的；b前缘小圆头而后缘尖的；c前缘尖后缘倒圆的。图6所示的三种钢板拉制叶片，其中a上弧曲面下弧平直；b上平下曲；c上下平的。还有图7所示的三种隔离叶片，其中a双凸对称；b上凸下平；c双凸不对称。

本发明升力翼型叶片前缘似剑刃易于分开紊乱的高压液体，导向由前端渐升的平面使液流偏离原来流向；由于上下弧长不等后缘有小的倒圆钝头，使上下弧的流体不在后缘尖处产生冲击阻力，这样液流就平顺地流向另一叶片的前缘，从而在根本上改变现有叶片布置后尖前圆分流不好的状态。本发明将不同形状的叶片分别组合明显不同于现有技术的布置，在流速变化无规则的工况下，不同的叶片分别承担高速、低速的流体力学特性，从而在整个工况下获得综合动力的改善，避免了现有叶轮统一叶片高速好、低速不好的状态。本发明叶片呈配对布置，同时由于采用隔离叶片可以减少叶片的间距，这样就可大大增加叶片数量而较少产生涡流，并使液流被超薄而密集的叶片梳导，在很窄小的空间内呈平流的层状流动，而不是紊流，由叶片形状迫使液流平稳流动，最后使液力变扭器工况得到改善，有利于提高效率，对于改善汽车自动无级变速器的性能显得特别重要。本发明不但节省燃油更使汽车行驶高低速转换平稳的重要意义更为突出。