可變流道蝸殼的氣動隔板支撐裝置的製作方法

2023-06-08 02:31:06 3

專利名稱：可變流道蝸殼的氣動隔板支撐裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種氣動隔板支撐裝置，具體地說是一種通過將氣動隔板的導流出氣端和蝸殼的內壁固接在一起以消除鑄造中的「冷隔」現象和加強氣動隔板結構強度的可變流道蝸殼的支撐裝置，屬於內燃機技術領域。
背景技術：
新型結構的渦輪增壓器不斷出現，這是能源日益緊缺和環保法規對發動機行業的要求，也是追求高效低成本的趨勢。新型結構的渦輪增壓器一定程度上克服了傳統渦輪增壓器所固有的缺點，成為渦輪增壓技術前進的方向。 在渦輪增壓器的新型結構中，可變流道結構的渦輪殼得到了很好的發展，並已投入到批量生產中。採用可變流道結構渦輪殼的增壓器可以有效地改善發動機在低工況的進氣不足等現象，兼顧了發動機全工況的性能。帶氣動隔板結構的渦輪蝸殼因其內部的氣動隔板的存在，可將渦輪蝸殼流道分割成截面積相等或不等的全周出氣的流道，流道沿渦輪蝸殼軸向並排分布；氣動隔板只有一端與渦輪蝸殼的徑向外側固接，另一端布置於無葉噴嘴的附近。這種布置使得所有流道共用一個蝸殼噴嘴，氣流以全周形式流進渦輪葉輪中，使得增壓器運轉更平穩、更高效。但是，在實際生產中，這種帶氣動隔板的可變流道蝸殼結構存在一系列問題。主要問題是在現有的鑄造條件下，在渦輪蝸殼的氣動隔板的導流出氣端部位由於厚度很小，鑄造時往往存在「冷隔」現象；也就是澆注時，模具裡的金屬液還沒流到氣動隔板的導流出氣端部位時就已經冷卻凝固了，造成澆注中斷，造成了氣動隔板導流出氣端存在缺陷，不能滿足所希望的設計尺寸，影響了蝸殼的性能。另外，由於氣動隔板只有一端與蝸殼徑向外側固接，而另一端懸置在噴嘴環附近，結構強度不高，在較高溫度條件下容易變形，從而影響蝸殼的性能和使用壽命。本實用新型希望通過設計一種新型的結構簡單、在現有鑄造工藝條件下能實現的支撐裝置來克服鑄造中的「冷隔」現象和氣動隔板的強度問題。在採用本實用新型的支撐裝置後，既可以發揮氣動隔板結構的優勢，又可有效避免氣動隔板結構所帶來的「冷隔」現象和強度不夠等問題。

實用新型內容本實用新型要解決的問題是針對目前帶氣動隔板的可變流道蝸殼存在的「冷隔」現象和強度不夠的缺陷，提供一種既可以發揮氣動隔板結構的優勢，又可有效避免其所帶來的「冷隔」現象和強度不夠等局限的可變流道蝸殼的氣動隔板支撐裝置。為了解決上述問題，本實用新型採用以下技術方案一種可變流道蝸殼的氣動隔板支撐裝置，包括渦輪蝸殼，所述渦輪蝸殼內設有蝸殼流道，所述渦輪蝸殼設有與蝸殼流道連通的蝸殼進氣口和蝸殼出氣口，渦輪蝸殼內安裝有渦輪葉輪，蝸殼流道靠近渦輪葉輪的位置設有無葉噴嘴；所述渦輪蝸殼內設有氣動隔板，所述氣動隔板的其中一端與渦輪蝸殼固接，另一端為導流出氣端，設置在靠近無葉噴嘴的位置處，所述氣動隔板位於導流出氣端的位置設有若干個用來支撐氣動隔板的支撐部件。以下是本實用新型對上述方案的進一步改進若干個用來支撐氣動隔板的支撐部件呈環形均勻設置。進一步改進所述支撐部件的截面形狀為圓柱形狀。另一種改進所述支撐部件的截面形狀為肋片形狀。進一步改進所述氣動隔板的數量為一個，所述氣動隔板將蝸殼流道分割成兩個流道；所述兩個流道沿渦輪蝸殼的軸向並排分布，每個流道的出氣口均為全周形式的，且兩個流道的出氣口在接近無葉噴嘴的部分匯合而共用一個無葉噴嘴。 進一步改進渦輪蝸殼具有蝸殼內壁，支撐部件的其中一端與蝸殼內壁固接，另一端與氣動隔板的導流出氣端固接。進一步改進所述支撐部件與渦輪蝸殼的軸向成一定角度傾斜地安裝在流道的出氣口處。另一種改進支撐部件在靠近蝸殼內壁一端的橫截面的面積大於靠近流出氣端的橫截面的面積。進一步改進所述氣動隔板的厚度從與渦輪蝸殼固接的一端嚮導流出氣端逐漸減小。另一種改進所述氣動隔板的數量為兩個，所述氣動隔板將蝸殼流道分割成三個流道。進一步改進位於外側的兩個流道靠近無葉噴嘴處的位置分別設有支撐部件，所述支撐部件的其中一端與氣動隔板的導流出氣端連接，另一端與渦輪蝸殼的內壁固接。另一種改進所述氣動隔板的數量為三個，所述氣動隔板將蝸殼流道分割成四個流道。進一步改進位於外側的兩個流道靠近無葉噴嘴處的位置分別設有若干個支撐部件，每個支撐部件的其中一端與氣動隔板的導流出氣端連接，另一端與渦輪蝸殼的內壁固接。進一步改進位於內側的兩個流道靠近無葉噴嘴處的位置分別設若干個有支撐部件，每個支撐部件的兩端分別與相鄰的氣動隔板固接。進一步改進位於外側兩個流道內的若干個支撐部件與位於內側兩個流道內的若干個支撐部件之間交錯設置，且錯開蝸殼周向角度為0 360/2n度，n為一個流道內所設置的支撐部件的個數。本實用新型採用上述方案繼續發揮了氣動隔板結構的優勢，又可有效避免其所帶來的「冷隔」現象和強度不夠等問題。所述氣動隔板支撐部件的安裝角度根據蝸殼內氣流流向來定，這樣儘可能地減小所述氣動隔板支撐部件所帶來的對氣流的阻力。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖I為本實用新型實施例I中可變流道蝸殼的氣動隔板支撐裝置的結構示意圖；[0028]圖2為本實用新型實施例I中可變流道蝸殼的氣動隔板支撐裝置的徑向剖面結構示意圖；圖3為本實用新型實施例I中可變流道蝸殼的氣動隔板支撐結構的安裝角度位置；圖4為本實用新型實施例I中可變流道蝸殼的氣動隔板支撐結構的結構示意圖；圖5為附圖4的側面剖視圖；圖6為本實用新型實施例2中可變流道蝸殼的氣動隔板支撐裝置的結構示意圖；圖7為本實用新型實施例3中可變流道蝸殼的氣動隔板支撐裝置的結構示意圖；圖8為本實用新型實施例4中可變流道蝸殼的氣動隔板支撐裝置的結構示意圖； 圖9為本實用新型實施例4中可變流道蝸殼的氣動隔板支撐裝置的徑向剖面結構示意圖。圖中1_渦輪蝸殼；2_渦輪葉輪；3_蝸殼出氣口 ；4_支撐部件；5_無葉噴嘴；6-氣動隔板；7-流道；8_導流出氣端；9_蝸殼內壁；10-蝸殼進氣口。
具體實施方式
實施例1，如圖I、圖2所示，一種可變流道蝸殼的氣動隔板支撐裝置，包括渦輪蝸殼1，所述渦輪蝸殼I內設有蝸殼流道，所述渦輪蝸殼I設有與蝸殼流道連通的蝸殼進氣口10和蝸殼出氣口 3，渦輪蝸殼I內安裝有渦輪葉輪2，蝸殼流道靠近渦輪葉輪2的位置設有無葉噴嘴5 ;所述渦輪蝸殼I內設有一個氣動隔板6，所述氣動隔板6將蝸殼流道分割成兩個流道7 ;所述兩個流道7沿渦輪蝸殼I的軸向並排分布，每個流道的出氣口均為全周形式的，且兩個流道7的出氣口在接近無葉噴嘴5的部分匯合而共用一個無葉噴嘴5。所述氣動隔板6的其中一端與渦輪蝸殼I固接，另一端為導流出氣端8，設置在靠近無葉噴嘴5的位置處，所述氣動隔板6位於導流出氣端8的位置設有若干個用來支撐氣動隔板6的支撐部件4。若干個用來支撐氣動隔板6的支撐部件4呈環形均勻設置，所述支撐部件4的截面形狀為圓柱形狀或肋片形狀等易於鑄造成型的形狀。渦輪蝸殼I具有蝸殼內壁9，支撐部件4的其中一端與蝸殼內壁9固接，另一端與氣動隔板6的導流出氣端8固接。如圖3所示，所述支撐部件4與渦輪蝸殼I的軸向成一定角度傾斜地安裝在流道的出氣口處；所述支撐部件4若為非圓柱形狀，則所述支撐部件4的中間面與渦輪蝸殼的徑向圓周的切線之間的角度a為18 36度，以保證氣流流過所述支撐結構時減小阻力及讓所述支撐結構起到一定的導流作用。如圖4、圖5所示，支撐部件4為肋片形狀時，支撐部件4靠近蝸殼內壁9 一端的橫截面的面積大於靠近流出氣端8的橫截面的面積。所述流道的其中一個開閉狀態由設置在渦輪蝸殼I的蝸殼進氣口 10或流道上遊處的進氣控制調節裝置根據發動機工況進行控制。所述渦輪蝸殼I、氣動隔板6、支撐部件4及支撐結構11 一體鑄造成型。所述氣動隔板6的厚度從與渦輪蝸殼I固接的一端嚮導流出氣端8逐漸減小。[0047]實施例2,如圖6所示,上述實施例I中，所述氣動隔板6的數量還可以設置為兩個，所述氣動隔板6將蝸殼流道分割成三個流道7。位於外側的兩個流道7內靠近無葉噴嘴5處的位置分別設有支撐部件4，所述支撐部件4的其中一端與氣動隔板的導流出氣端8連接，另一端與渦輪蝸殼I的內壁固接。此實施例三個流道設定為對稱的，也可以為非對稱的。中間流道的出氣口處沒有布置支撐部件。這樣，左右氣動隔板的導流出氣端8通過支撐部件4與蝸殼內壁9連通。此實施例通過以上所述的方案，同時避免全部的氣動隔板6的鑄造「冷隔」現象和加強結構強度，又可保證中間的兩個流道氣流順暢，簡化了蝸殼結構。
實施例3,如圖7所示,上述實施例I中，所述氣動隔板6的數量還可以設置為三個，所述氣動隔板6將蝸殼流道分割成四個流道7。位於外側的兩個流道7靠近無葉噴嘴5處的位置分別設有若干個支撐部件4，所述支撐部件4的其中一端與氣動隔板的導流出氣端8連接，另一端與渦輪蝸殼I的內壁9固接。此實施例四個流道設定為對稱的，也可以為非對稱的。中間兩個流道的出氣口處沒有布置支撐部件。這樣，左右氣動隔板的導流出氣端8通過支撐部件4與渦輪蝸殼I的內壁連通。中間的氣動隔板可以通過厚度的增大和將其中間面設為平面的辦法來避免鑄造「冷隔」現象，同時也加強其結構強度。實施例4，在採用實施例3中所述的方案後有可能會出現氣動隔板的導流出氣端的依然有「冷隔」現象，鑄造達不到要求。針對這種問題，如圖8和圖9所示，在實施例3的基礎上，還可以在位於內側的兩個流道7靠近無葉噴嘴5處的位置設置若干個支撐部件4，所述每個支撐部件4的兩端分別與相鄰的氣動隔板6固接。位於外側兩個流道7內的若干個支撐部件4與位於內側兩個流道7內的若干個支撐部件4之間交錯設置，且錯開蝸殼周向角度P為0 360/2n度，n為一個流道內所設置的支撐部件4的個數。使得從中間氣動隔板流入的金屬液正好流入到左右氣動隔板的導流出氣端的最易產生「冷隔」現象的位置，加強了渦輪蝸殼的強度，從而有效地提高鑄造質量。通過中間的氣動隔板與兩邊的氣動隔板的連通，使得澆鑄時金屬液也可通過中間氣動隔板流入到左右氣動隔板的導流出氣端，在相同的澆注時間內流入更多的金屬液。以上是具體的實施例，在此，要特別說明的是，具體應用不止徵對兩流道和四流道，還可應用到三流道等其他帶氣動隔板結構的多流道渦輪蝸殼。現在我們已經按照相關的國家專利法對實用新型進行了詳細的說明，對於本領域技術人員會識別本文所公開的具體實施例的改進或代替。這些修改是在本實用新型的精神和範圍內的。
權利要求1.一種可變流道蝸殼的氣動隔板支撐裝置，包括渦輪蝸殼(1)，所述渦輪蝸殼(I)內設有蝸殼流道，所述渦輪蝸殼(I)設有與蝸殼流道連通的蝸殼進氣口( 10)和蝸殼出氣口(3)，渦輪蝸殼(I)內安裝有渦輪葉輪(2)，蝸殼流道靠近渦輪葉輪(2)的位置設有無葉噴嘴(5); 其特徵在於所述渦輪蝸殼(I)內設有氣動隔板(6)，所述氣動隔板(6)的其中一端與渦輪蝸殼(I)固接，另一端為導流出氣端(8)，設置在靠近無葉噴嘴(5)的位置處，所述氣動隔板(6)位於導流出氣端(8)的位置設有若干個用來支撐氣動隔板(6)的支撐部件(4)。
2.根據權利要求I所述的可變流道蝸殼的氣動隔板支撐裝置，其特徵在於若干個用來支撐氣動隔板(6)的支撐部件(4)呈環形均勻設置。
3.根據權利要求2所述的可變流道蝸殼的氣動隔板支撐裝置，其特徵在於所述支撐部件(4)的截面形狀為圓柱形狀。
4.根據權利要求2所述的可變流道蝸殼的氣動隔板支撐裝置，其特徵在於所述支撐部件(4)的截面形狀為肋片形狀。·
5.根據權利要求3或4所述的可變流道蝸殼的氣動隔板支撐裝置，其特徵在於所述氣動隔板(6)的數量為一個，所述氣動隔板(6)將蝸殼流道分割成兩個流道(7);所述兩個流道(7)沿渦輪蝸殼(I)的軸向並排分布，每個流道的出氣口均為全周形式的，且兩個流道(7)的出氣口在接近無葉噴嘴(5)的部分匯合而共用一個無葉噴嘴(5)。
6.根據權利要求5所述的可變流道蝸殼的氣動隔板支撐裝置，其特徵在於渦輪蝸殼(I)具有蝸殼內壁(9)，支撐部件(4)的其中一端與蝸殼內壁(9)固接，另一端與氣動隔板(6)的導流出氣端(8)固接。
7.根據權利要求6所述的可變流道蝸殼的氣動隔板支撐裝置，其特徵在於所述支撐部件(4)與渦輪蝸殼(I)的軸向成一定角度傾斜地安裝在流道(7)的出氣口處。
8.根據權利要求4所述的可變流道蝸殼的氣動隔板支撐裝置，其特徵在於支撐部件(4)靠近蝸殼內壁(9) 一端的橫截面的面積大於靠近流出氣端(8)的橫截面的面積。
9.根據權利要求3或4所述的可變流道蝸殼的氣動隔板支撐裝置，其特徵在於所述氣動隔板(6)的厚度從與渦輪蝸殼(I)固接的一端嚮導流出氣端(8)逐漸減小。
10.根據權利要求3或4所述的可變流道蝸殼的氣動隔板支撐裝置，其特徵在於所述氣動隔板(6)的數量為兩個，所述氣動隔板(6)將蝸殼流道分割成三個流道(7)。
11.根據權利要求10所述的可變流道蝸殼的氣動隔板支撐裝置，其特徵在於 位於外側的兩個流道(7)靠近無葉噴嘴(5)處的位置分別設有支撐部件(4)，所述支撐部件(4)的其中一端與氣動隔板的導流出氣端(8)連接，另一端與渦輪蝸殼(I)的內壁固接。
12.根據權利要求3或4所述的可變流道蝸殼的氣動隔板支撐裝置，其特徵在於所述氣動隔板(6)的數量為三個，所述氣動隔板(6)將蝸殼流道分割成四個流道(7)。
13.根據權利要求12所述的可變流道蝸殼的氣動隔板支撐裝置，其特徵在於位於外側的兩個流道(7)靠近無葉噴嘴(5)處的位置分別設有若干個支撐部件(4)，每個支撐部件(4)的其中一端與氣動隔板的導流出氣端(8)連接，另一端與渦輪蝸殼(I)的內壁固接。
14.根據權利要求13所述的可變流道蝸殼的氣動隔板支撐裝置，其特徵在於位於內側的兩個流道(7)靠近無葉噴嘴(5)處的位置分別設若干個有支撐部件(4)，每個支撐部件(4)的兩端分別與相鄰的氣動隔板(6)固接。
15.根據權利要求14所述的可變流道蝸殼的氣動隔板支撐裝置，其特徵在於位於外側兩個流道(7 )內的若干個支撐部件(4 )與位於內側兩個流道(7 )內的若干個支撐部件(4 )之間交錯設置，且錯開蝸殼周向角度(P )為O 360/2n度，n為一個流道內所設置的支撐部件(4)的個數。
專利摘要本實用新型公開了一種可變流道蝸殼的氣動隔板支撐裝置，包括渦輪蝸殼，所述渦輪蝸殼內設有蝸殼流道，所述渦輪蝸殼設有與蝸殼流道連通的蝸殼進氣口和蝸殼出氣口，渦輪蝸殼內安裝有渦輪葉輪，蝸殼流道靠近渦輪葉輪的位置設有無葉噴嘴；所述渦輪蝸殼內設有氣動隔板，所述氣動隔板的其中一端與渦輪蝸殼固接，另一端為導流出氣端，設置在靠近無葉噴嘴的位置處，所述氣動隔板位於導流出氣端的位置設有若干個用來支撐氣動隔板的支撐部件，本實用新型採用上述方案繼續發揮了氣動隔板結構的優勢，又可有效避免其所帶來的「冷隔」現象和強度不夠等問題。
文檔編號F02B37/12GK202500650SQ20122009444
公開日2012年10月24日 申請日期2012年3月14日 優先權日2012年3月14日
發明者宋麗華, 朱智富, 王航, 王豔霞, 範厚傳, 袁道軍 申請人:康躍科技股份有限公司