一種渦輪增壓器中間體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器領(lǐng)域，具體涉及一種渦輪增壓器中間體。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，渦輪增壓器的性能得到極大的發(fā)展，但在結(jié)構(gòu)上沒(méi)有太多改變，增壓器可靠性仍是困擾增壓器生產(chǎn)企業(yè)的一大難題，而增壓器軸承是渦輪增壓器可靠性中最薄弱的一個(gè)環(huán)節(jié)，主要的失敗模式是熱負(fù)荷導(dǎo)致油膜不能有效建立，軸承干摩擦而快速失效。如何有效隔斷或減少渦輪端熱量對(duì)中間體的影響，是關(guān)系到增壓器可靠性的一個(gè)重要因素。在汽油機(jī)、乘用車等熱負(fù)荷特別高的增壓器上，一般會(huì)采用在中間殼上設(shè)計(jì)水冷裝置，或者在渦輪一端設(shè)置隔熱罩隔離來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫廢氣。這確實(shí)會(huì)有效減輕渦輪端熱量對(duì)軸承的影響，但效果卻不大理想。這樣，在農(nóng)機(jī)、工程機(jī)械等熱負(fù)荷高的產(chǎn)品上，考慮到可靠性，就需考慮其他方式來(lái)隔熱，通過(guò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改進(jìn)來(lái)減輕渦輪端熱負(fù)荷對(duì)軸承的影響是增壓器廠家迫切需要解決的問(wèn)題。而且，在當(dāng)前，為了適應(yīng)更高的排放要求，增壓器匹配向高壓比、小流量方向發(fā)展，也帶來(lái)了熱負(fù)荷的相應(yīng)增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的隔熱結(jié)構(gòu)已漸漸不能適應(yīng)日益增長(zhǎng)的排氣溫度，需要對(duì)渦輪增壓器的隔熱結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，以適應(yīng)日益增長(zhǎng)的隔熱需求。
[0003]另外，離心壓氣機(jī)作為渦輪增壓器非常重要的組成部分，因其效率高，壓比高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單被廣泛應(yīng)用。擴(kuò)壓器作為離心壓氣機(jī)重要部件之一，擴(kuò)壓器性能的優(yōu)劣直接影響離心壓氣機(jī)的性能，無(wú)葉擴(kuò)壓器因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，流量范圍寬廣被廣泛采用，但是，氣流在擴(kuò)壓器中近似沿對(duì)數(shù)螺旋線的軌跡流動(dòng)，即氣流流動(dòng)軌線在任意直徑處與切向的夾角基本不變。由于這一特點(diǎn)，氣流的流動(dòng)路線長(zhǎng)，流動(dòng)損失大，效率低，擴(kuò)壓器出口流通面積小，擴(kuò)壓能力低。
[0004]在機(jī)車和船舶渦輪增壓器上，壓氣機(jī)采用有葉擴(kuò)壓器，一般在設(shè)計(jì)工況下有葉擴(kuò)壓器比無(wú)葉擴(kuò)壓器效率高3%_5%，然而，假若在轉(zhuǎn)速一定的情況下，流經(jīng)壓氣機(jī)的流量發(fā)生變化，則葉輪出口的氣流角會(huì)發(fā)生改變。這種變化將影響擴(kuò)壓器葉片進(jìn)口處的沖角損失，并且隨著氣流角的偏離葉片進(jìn)口角的增大而增加。因此，有葉擴(kuò)壓器的效率雖然在設(shè)計(jì)流量高于無(wú)葉型，但當(dāng)流量增加或者減少時(shí)，將降低的很劇烈，所以有葉擴(kuò)壓器高效率的運(yùn)行范圍是有限的。
[0005]目前，渦輪增壓器擴(kuò)壓器葉片主要形式有平板擴(kuò)壓器、三角形擴(kuò)壓器、圓弧擴(kuò)壓器、機(jī)翼型擴(kuò)壓器等結(jié)構(gòu)，但存在工作特性陡、加工工藝復(fù)雜、組合曲線曲率不連續(xù)、效率低等缺陷。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種帶散熱機(jī)構(gòu)及串聯(lián)擴(kuò)壓器的中間體，同時(shí)對(duì)擴(kuò)壓器進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)壓器擴(kuò)壓效率高和擴(kuò)壓范圍廣的效果。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，所采用的技術(shù)方案是:
[0008]—種渦輪增壓器中間體，包括中間體本體，所述中間體本體的一端設(shè)有擴(kuò)壓板，所述中間體本體和擴(kuò)壓板為一體成型設(shè)置，所述擴(kuò)壓板的中心設(shè)有用于安裝壓氣機(jī)葉輪的壓氣機(jī)葉輪孔，所述擴(kuò)壓板上設(shè)有擴(kuò)壓器，所述擴(kuò)壓器包括靠近葉輪孔的無(wú)葉擴(kuò)壓器和遠(yuǎn)離葉輪孔的葉片擴(kuò)壓器，所述無(wú)葉擴(kuò)壓器和葉片擴(kuò)壓器的邊緣相接，所述的有葉擴(kuò)壓器包括若干擴(kuò)壓葉片，所述擴(kuò)壓葉片固定在擴(kuò)壓板上。
[0009]優(yōu)選的，所述擴(kuò)壓葉片包括背風(fēng)面、迎風(fēng)面、葉片前緣和葉片后緣，所述背風(fēng)面和迎風(fēng)面的型線為曲率上光滑無(wú)拐點(diǎn)的二次曲線，且背風(fēng)面和迎風(fēng)面型線為不同曲線，葉片前緣位于背風(fēng)面與迎風(fēng)面的前端，葉片后緣位于背風(fēng)面與迎風(fēng)面的后端，所述葉片前緣、葉片后緣的型線為圓弧，且葉片前緣、葉片后緣的型線為不同圓弧。
[0010]優(yōu)選的，所述的擴(kuò)壓葉片迎風(fēng)面截面曲線的曲率延長(zhǎng)線與所述壓氣機(jī)葉輪孔的截面圓相切。
[0011 ]優(yōu)選的，所述中間體遠(yuǎn)離擴(kuò)壓板的外壁兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有若干散熱片。
[0012]優(yōu)選的，所述散熱片等間距設(shè)置，所述散熱片總數(shù)為12個(gè)。
[0013]優(yōu)選的，所述散熱片的根部設(shè)有鑄造圓角。
[0014]優(yōu)選的，所述中間體遠(yuǎn)離擴(kuò)壓板的一端設(shè)有用于安裝渦殼的定位臺(tái)階，所述定位臺(tái)階包括第一臺(tái)階和第二臺(tái)階，所述定位臺(tái)階上設(shè)有環(huán)形槽，所述環(huán)形槽的內(nèi)圓直徑和第一臺(tái)階的外圓直徑相同，所述環(huán)形槽外圓直徑為第一定位臺(tái)階和第二臺(tái)階的外圓直徑的平均值。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0016](I)由于本實(shí)用新型的中間體、擴(kuò)壓板、擴(kuò)壓器設(shè)置為整體結(jié)構(gòu)，因此其零部件較少，降低了安裝的誤差和裝配難度，提高了安裝精度和可靠性。
[0017](2)本實(shí)用新型使用了無(wú)葉擴(kuò)壓器和葉片擴(kuò)壓器串聯(lián)的結(jié)構(gòu)。渦輪增壓器工作時(shí)，空氣經(jīng)壓氣機(jī)葉輪做功先流經(jīng)無(wú)葉擴(kuò)壓器，然后再進(jìn)入葉片擴(kuò)壓器。氣流的動(dòng)能主要在葉片擴(kuò)壓器中轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓力能。本結(jié)構(gòu)既有葉片擴(kuò)壓器擴(kuò)壓度大而尺寸小，損失小，效率高的特點(diǎn)又有無(wú)葉擴(kuò)壓器性能曲線平坦，穩(wěn)定工作范圍大的特點(diǎn)。一般在設(shè)計(jì)工況下它比無(wú)葉擴(kuò)壓器的效率高3%_5%，穩(wěn)定工作范圍比葉片擴(kuò)壓器大10%。
[0018](3)本實(shí)用新型的擴(kuò)壓葉片型線為光滑無(wú)拐點(diǎn)的二次曲線，曲率不存在陡變，工作特性平緩，而且加工簡(jiǎn)單，工作效率較前幾種類型高。
[0019](4)設(shè)置散熱片后，增大了中間體渦端浮動(dòng)軸承處外壁的散熱面積，使得渦輪端傳導(dǎo)過(guò)來(lái)的高溫散失速度加快，減少了浮動(dòng)軸承及密封部位的熱負(fù)荷，保證浮動(dòng)軸承和密封環(huán)處保持穩(wěn)定可靠的工作溫度。
[0020](5)中間體與渦殼配合的止口端面設(shè)有環(huán)形槽，減小了接觸面積。按照熱力學(xué)傳導(dǎo)原理，兩個(gè)相互接觸的有溫度差的部件，其接觸面積越小，傳導(dǎo)熱量的速度越慢。這種結(jié)構(gòu)減小了單位時(shí)間傳導(dǎo)的熱量，減少了連接零件的熱變形，防止殼體零件產(chǎn)生裂紋，在穩(wěn)定工作狀態(tài)下達(dá)到隔熱效果，而且在發(fā)動(dòng)機(jī)突然停車時(shí)也要求具有一定的隔熱作用，保證了浮動(dòng)軸承和密封環(huán)處的溫度保持在較低的穩(wěn)定的工作狀態(tài)。
【附圖說(shuō)明】
[0021]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0022]圖1為本實(shí)用新型的渦輪增壓器中間體的渦端結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本實(shí)用新型的渦輪增壓器中間體的壓氣機(jī)端結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3是本實(shí)用新型的渦輪增壓器中間體的擴(kuò)壓葉片形狀示意圖；
[0025]圖4是本實(shí)用新型的渦輪增壓器中間體的擴(kuò)壓器端面示意圖；
[0026]圖5是本實(shí)用新型的渦輪增壓器中間體的裝配狀態(tài)示意圖。
[0027]其中，1、中間體本體，2、擴(kuò)壓板，3、散熱片，3a、鑄造圓角，4、定位臺(tái)階，4a、