渦輪增壓器的渦殼部件結構的製作方法

2023-10-11 10:54:29 2

本發明屬於渦輪增壓器技術領域，涉及一種渦輪增壓器的渦殼部件結構。

背景技術：

眾所周知，渦輪增壓器可以利用發動機高溫廢氣能量驅動渦輪旋轉做功，帶動壓氣機工作，壓氣機將空氣在進入發動機之前進行預先壓縮，提高進入發動機進氣歧管的空氣密度，從而提高內燃機的進氣量，充分燃燒更多的燃料，提高發動機的功率和扭矩。而在確定了對發動機的功率需求以後，通過增壓器的增壓功能，可使發動機的尺寸減小，重量減輕，能量損失減低，從而提高了發動機的工作效率，因此，渦輪增壓器廣泛應用於發動機及其他同類產品。

現有產品中，渦輪增壓器根據其渦殼結構的類型大致分為大兩類：一類是非旁通功能的渦輪增壓器如圖1所示，另一類是帶有旁通功能的渦輪增壓器如圖2所示。非旁通功能的渦輪增壓器多用於固定轉速的發動機，如發電和船用的柴油機。而在多數應用中，為了提高發動機低速段的快速響應性，增加低速段發動機的輸出扭矩，改善排放，降低油耗，需提高增壓壓比，也就是需要使用具有較小通流面積的渦殼結構，同時又需要保證渦輪增壓器在發動機高轉速時不會超速，從而需要帶有旁通功能的渦輪增壓器，如圖2所示。帶有旁通功能的增壓器大致包含帶旁通功能的渦殼部件1、帶有渦輪和壓輪的核心轉子2、壓殼3、調節器支架4、調節器5以及取氣管6等。如圖3和圖4，渦殼部件1中大致包括渦殼和旁通組件；其中渦殼大致包含渦殼本體7、旁通孔8和旁通組件承載區9，旁通組件包含旁通閥片10、旁通閥片連接件11、旁通閥搖臂12、墊片13、旁通軸14、旁通襯套15、以及搖杆組件16。當增壓壓力過高時，帶有旁通功能的增壓器會根據壓殼3內的壓力，通過取氣管6和調節器5控制渦殼部件1中的旁通閥片10的開啟，從而從旁通孔8旁通一部分廢氣，使渦輪進口氣體流量減小，增壓器轉速下降，當壓殼3中的壓力降至規定值以下，旁通閥片10隨即關閉，從而實現旁通功能。而在一些實際應用中，因應用溫度比較高，渦殼部件1中的旁通軸14和旁通襯套15溫度會相應較高，普通材料因其不耐高溫亦不耐磨，會出現失效。為防止此類失效的發生，旁通軸14和旁通襯套15會採用耐高溫耐磨的貴材料，但此舉會大幅提高生產成本。因此，針對高溫應用，如何設計出耐高溫耐磨且成本較低的旁通組件結構成為增壓器項目開發過程中很重要的一部分。

技術實現要素：

本發明針對上述問題，提供一種渦輪增壓器的渦殼部件結構，該渦殼部件結構優化增壓器渦殼和旁通組件的結構，從而降低高溫應用對旁通組件的影響，避免旁通軸與旁通襯套使用耐高溫耐磨的材料，有效降低生產成本。

按照本發明的技術方案：一種渦輪增壓器的渦殼部件結構，包括渦殼本體，渦殼本體上設有旁通組件承載區及旁通孔，旁通組件承載區設有襯套孔，同時旁通組件承載區配合設置旁通組件，所述旁通組件包括封蓋於旁通孔上的旁通閥片及與旁通閥片相互聯動的旁通軸，旁通軸轉動設置於所述旁通孔中，並在旁通軸與旁通孔之間設置旁通襯套，旁通襯套靠近旁通閥片一端設有墊片，其特徵在於：所述旁通組件承載區設置有隔熱槽，隔熱槽將襯套孔分隔為第一襯套孔、第二襯套孔，所述第一襯套孔與第二襯套孔兩者同軸設置。

作為本發明的進一步改進，所述隔熱槽的槽體表面呈鋸齒狀或波浪狀。

作為本發明的進一步改進，所述旁通襯套包括第一旁通襯套、第二旁通襯套，其中第一旁通襯套設置於第一襯套孔中，第二旁通襯套設置於第二襯套孔中，旁通軸貫穿設置於第一旁通襯套和第二旁通襯套時，旁通軸中部暴露於空氣中。

作為本發明的進一步改進，所述旁通襯套為一整體襯套，且沿軸向貫穿第一襯套孔、第二襯套孔，旁通軸中部則會包裹於旁通襯套內。

作為本發明的進一步改進，所述旁通軸靠近旁通閥片一端具有彎折部，所述彎折部通過旁通閥片連接件與旁通閥片相連接。

作為本發明的進一步改進，所述旁通軸外端固定連接搖杆。

本發明的技術效果在於：本發明的渦殼旁通區域的隔熱槽，可以降低渦殼旁通區域的溫度，相應地降低與渦殼相配合的旁通組件的溫度，如旁通軸和旁通襯套，因此，旁通軸和旁通襯套可以適當選用成本較低的材料而非耐磨耐高溫材料，有效降低成本。此外，因避免採用耐磨材料，加工旁通軸和旁通襯套的時候，可以有效降低加工刀具的磨損，降低生產加工難度，延長刀具使用壽命，進一步降低成本。

附圖說明

圖1為一種現有的非旁通功能的渦輪增壓器結構示意圖。

圖2為一種現有的帶有旁通功能的渦輪增壓器結構示意圖。

圖3為一種現有的帶旁通功能的渦殼部件結構示意圖。

圖4為圖3中的渦殼本體結構示意圖。

圖5為圖4的剖視圖。

圖6為本發明渦殼本體結構示意圖。

圖7為圖6的剖視圖。

圖8為本發明涉及的渦殼部件結構示意圖。

圖9為圖8的剖視圖。

圖10為本發明中襯套為整體結構示意圖。

圖11為圖10的剖視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步的說明。

圖1~11中，包括渦殼部件1、帶有渦輪和壓輪的核心轉子2、壓殼3、調節器支架4、調節器5、取氣管6、渦殼本體7、旁通孔8、旁通組件承載區9、旁通閥片10、旁通閥片連接件11、旁通閥搖臂12、墊片13、旁通軸14、旁通襯套15、搖杆16、第一襯套孔17、第二襯套孔18、隔熱槽19、第一旁通襯套20、第二旁通襯套21、墊片22等。

如圖1~11所示，本發明是一種渦輪增壓器的渦殼部件結構，包括渦殼本體7，渦殼本體7上設有旁通組件承載區9及旁通孔8，旁通組件承載區9設有襯套孔，同時旁通組件承載區9配合設置旁通組件，所述旁通組件包括封蓋於旁通孔8上的旁通閥片10及與旁通閥片10相互聯動的旁通軸14，旁通軸14轉動設置於所述旁通孔8中，並在旁通軸14與旁通孔8之間設置旁通襯套15，旁通襯套15靠近旁通閥片10一端設有墊片22，所述旁通組件承載區9設置有隔熱槽19，隔熱槽19將襯套孔分隔為第一襯套孔17、第二襯套孔18，所述第一襯套孔17與第二襯套孔18兩者同軸設置，以確保第一襯套孔17與第二襯套孔18共同承擔承載旁通組件，且第一襯套孔17的內徑小於第二襯套孔18的內徑，以方便襯套等零件的安裝。

隔熱槽19呈矩形狀或梯形狀。隔熱槽19可以降低渦殼上旁通組件承載區9的溫度，隔熱槽19的大小和位置，可以根據具體實際應用中渦殼旁通組件承載區9的大小和旁通組件的需求而定。隔熱槽19可以由鑄造實現，也可以由機加工實現，隔熱槽19可以與渦殼17上隔熱槽底面呈直角關係，形成矩形狀，隔熱槽19也可以與渦殼17上隔熱槽底面呈銳角或鈍角，形成梯形狀。通常將隔熱槽19的槽體表面呈鋸齒狀或波浪狀，以便於進一步提高輔助散熱效果。

旁通襯套15包括第一旁通襯套20、第二旁通襯套21，其中第一旁通襯套20設置於第一襯套孔17中，第二旁通襯套21設置於第二襯套孔18中，旁通軸14貫穿設置於第一旁通襯套20和第二旁通襯套21時，旁通軸14中部暴露於空氣中。在安裝旁通組件時，由於第一襯套孔17更靠近殼體內腔，第一襯套孔17處的溫度遠遠高於第二襯套孔18處的溫度，第一旁通襯套20選用相對耐磨耐高溫、成本較高的材料製造，第二旁通襯套21選用成本較低的材料。

旁通襯套15為一整體襯套，且沿軸向貫穿第一襯套孔17、第二襯套孔18，旁通軸14中部包裹於旁通襯套內。

旁通軸14靠近旁通閥片10一端具有彎折部，所述彎折部通過旁通閥片連接件與旁通閥片10相連接，旁通軸14外端固定連接搖杆16。

因隔熱槽19可以降低渦殼上旁通組件承載區9的溫度，相應地可以降低與旁通組件承載區9配合的旁通軸14、第一旁通襯套20和第二旁通襯套21的溫度。而彎型旁通軸14在通過隔熱槽19的那部分是懸空在空氣中的，經由空氣進行冷卻，從而彎型旁通軸24的溫度可以進一步降低。

本發明產品中第一襯套孔17、第二襯套孔18的內孔可以根據需要進行相應的鍍層處理，以提高耐磨耐高溫性能；在具體應用過程中根據情況需要，旁通軸14置於第一襯套孔17內的部分可以不用襯套而直接採用墊片，墊片可以有效密封氣體，同時可以有效提高散熱效果。