[发明专利]一种增压器蜗壳的仿生设计方法

摘要

一种增压器蜗壳的仿生设计方法，其利用螺旋贝壳轮廓曲线良好的流体力学特性进行增压器蜗壳通道截面线设计,包括以下步骤：(1)通过逆向工程技术实现螺旋贝壳内腔表面模型数字化，经软件处理实现螺旋贝壳内表面曲面的量化与重构；(2)将获得的蜗壳通道截面曲线依据面积由小到大的次序展开排列，作为增压器蜗壳通道截面线设计；(3)利用截面轮廓线放样生成蜗壳曲面，通道出口处曲面与蜗壳通道曲面相切过渡，并根据工程需要做加厚处理。本发明能够更好的实现增压器蜗壳的流态优化，提高各转速下的压气效率及线性变化，改善增压器性能，提高压气机整体效率。为目前增压器蜗壳设计提供了一种新的思路和方法。

主权项

1.一种增压器蜗壳的仿生设计方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)通过逆向工程技术将螺旋贝壳内腔表面模型数字化，进行螺旋贝壳内表面的量化与重构；(2)沿螺旋方向由螺壳大端入口取其270～330度以内的螺旋贝壳曲面模型，过螺壳正投影圆心均等角度依次截取16个截面，角度间隔18～22度；(3)获取第一条螺壳内腔截面轮廓线点云；(4)提取所述第一条螺壳内腔截面轮廓线上半部分的点云数据，通过数据镜像，获得所述点云数据作为增压器仿生螺壳通道最大截面几何形状；按照曲线‑点云处理‑椭圆拟合顺序对所述上半部分的点云数据进行曲线拟合，镜像后得到仿生增压器螺壳通道截面基准轮廓线；(5)重复步骤(3)～步骤(4)，获得其他15条螺壳内腔截面轮廓线；(6)将所有螺壳内腔截面轮廓线按照由小到大的次序展开排列，作为增压器蜗壳通道截面线，沿360度排列，每个截面线分隔间距为22.5度；(7)将16个截面轮廓线依次排列，通过软件曲线放样命令生成曲面，实现蜗壳的曲面设计，蜗壳通道出口处曲面与蜗壳通道曲面相切过渡；(8)将放样后的曲面依据实际增压器蜗壳厚度进行加厚处理；其中，通过步骤(3)和步骤(4)得到的16条螺壳内腔截面轮廓线的拟合方程分别为：x1＝8.77cosθ,y1＝7.09sinθ；x2＝8.36cosθ,y2＝6.76sinθ；x3＝7.95cosθ,y3＝6.43sinθ；x4＝7.54cosθ,y4＝6.09sinθ；x5＝7.13cosθ,y5＝5.76sinθ；x6＝6.71cosθ,y6＝5.43sinθ；x7＝6.30cosθ,y7＝5.10sinθ；x8＝5.89cosθ,y8＝4.76sinθ；x9＝5.48cosθ,y9＝4.43sinθ；x10＝5.07cosθ,y10＝4.10sinθ；x11＝4.66cosθ,y11＝3.77sinθ；x12＝4.25cosθ,y12＝3.77sinθ；x13＝3.84cosθ,y13＝3.10sinθ；x14＝3.43cosθ,y14＝2.77sinθ；x15＝3.01cosθ,y15＝2.44sinθ；x16＝2.60cosθ,y16＝2.10sinθ；其中，θ∈[0.2π,0.56π]。