渦輪增壓器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有通過將密封板組裝至壓縮機(jī)殼體而形成的進(jìn)氣通道的渦輪增壓器。
【背景技術(shù)】
[0002]由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的一些常規(guī)車輛配備有使內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出增大的渦輪增壓器。該渦輪增壓器構(gòu)造成從排放自內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣中獲得能量并且利用從排氣中獲得的該能量迫使額外的空氣進(jìn)入到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中。
[0003]作為一種具有通過將密封板組裝至壓縮機(jī)殼體而形成的進(jìn)氣通道的渦輪增壓器，在例如日本專利N0.4697492中描述了一種如下的渦輪增壓器，在該渦輪增壓器中，密封板與壓縮機(jī)殼體的渦形室在進(jìn)氣通道內(nèi)彼此平滑地連續(xù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在如上所述的一些常規(guī)的渦輪增壓器中，壓縮機(jī)殼體的渦形室的壁表面的曲率半徑在壓縮機(jī)殼體的周向方向上沿朝向出口的方向增大。在如此構(gòu)造的渦輪增壓器中，當(dāng)彼此相鄰的壓縮機(jī)殼體的表面與密封板的表面之間在與進(jìn)氣通道的延伸方向垂直的方向(反方向)上存在高度差時(shí)，會(huì)不幸地產(chǎn)生流道阻力，并且進(jìn)氣流因該高度差而受到阻礙。
[0005]本發(fā)明提供一種構(gòu)造成抑制流道阻力增大的渦輪增壓器。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方面的渦輪增壓器包括壓縮機(jī)殼體以及組裝至該壓縮機(jī)殼體的密封板，該壓縮機(jī)殼體包括渦形室。壓縮機(jī)殼體與密封板限定進(jìn)氣通道。密封板包括與壓縮機(jī)殼體相接觸的板側(cè)連接部。壓縮機(jī)殼體的渦形室的壁表面的、在包含壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)軸線的截面中的曲率半徑沿朝向出口的方向增大，該出口位于渦形室的沿進(jìn)氣流方向的下游偵k板側(cè)連接部在沿著壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)軸線的方向上突出。密封板的與進(jìn)氣通道的渦形室相連續(xù)的內(nèi)表面的、在包含壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)軸線的截面中的曲率半徑沿朝向渦形室的出口的方向增大。
[0007]在這種構(gòu)型中，彼此相鄰的壓縮機(jī)殼體的表面與密封板的表面之間在與進(jìn)氣通道的延伸方向垂直的方向(反方向)上不存在阻礙進(jìn)氣流的高度差。由此，根據(jù)本發(fā)明的以上方面，能夠抑制流道阻力的增大，例如，即使在具有關(guān)于壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)軸線不對(duì)稱的渦形室的渦輪增壓器中也能夠抑制流道阻力的增大。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供構(gòu)造成抑制流道阻力增大的渦輪增壓器。
【附圖說明】
[0009]下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的特征、優(yōu)點(diǎn)、和技術(shù)及工業(yè)意義進(jìn)行描述，在附圖中，相同的數(shù)字指代相同的元件，并且其中:
[0010]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的渦輪增壓器中的包含壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)軸線的壓縮機(jī)的放大剖視圖；
[0011]圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的渦輪增壓器的壓縮機(jī)殼體和密封板的分解立體圖；
[0012]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的渦輪增壓器的壓縮機(jī)的側(cè)視圖；
[0013]圖4A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的渦輪增壓器的、沿著圖3中的線A-Z截取的放大剖視圖；
[0014]圖4B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的渦輪增壓器的、沿著圖3中的線B-Z截取的放大剖視圖；
[0015]圖4C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的渦輪增壓器的、沿著圖3中的線C-Z截取的放大剖視圖；
[0016]圖4D是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的渦輪增壓器的、沿著圖3中的線D-Z截取的放大剖視圖；
[0017]圖4E是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的渦輪增壓器的、沿著圖3中的線E-Z截取的放大剖視圖；
[0018]圖4F是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的渦輪增壓器的、沿著圖3中的線F-Z截取的放大剖視圖；
[0019]圖4G是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的渦輪增壓器的、沿著圖3中的線G-Z截取的放大剖視圖；
[0020]圖4H是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的渦輪增壓器的、沿著圖3中的線H-Z截取的放大剖視圖；
[0021]圖5A是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的渦輪增壓器的壓縮機(jī)殼體與密封板之間的連接部的示例的、沿著圖3中的線A-Z截取的放大剖視圖；
[0022]圖5B是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的渦輪增壓器的壓縮機(jī)殼體與密封板之間的連接部的示例的主要部分的放大剖視圖；
[0023]圖6A是在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的渦輪增壓器中的對(duì)應(yīng)于圖3中的線A-Z的位置處的剖視圖，其示出了在渦形室的成型期間渦形型芯與模具之間的關(guān)系；以及
[0024]圖6B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的渦輪增壓器的主要部分的放大剖視圖，其示出了在渦形室的成型期間渦形型芯與模具之間的關(guān)系。
【具體實(shí)施方式】
[0025]在下文中，將參照附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。
[0026]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的渦輪增壓器10例如為可變?nèi)萘渴綔u輪增壓器。渦輪增壓器10構(gòu)成作為內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在車輛中的柴油機(jī)的一部分。應(yīng)指出的是，圖1僅示出了渦輪增壓器10的一部分。根據(jù)本實(shí)施方式的渦輪增壓器10不僅可以應(yīng)用于柴油機(jī)，而且可以應(yīng)用于靠諸如汽油或乙醇之類的液態(tài)燃料來運(yùn)轉(zhuǎn)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0027]根據(jù)本實(shí)施方式的渦輪增壓器10包括旋轉(zhuǎn)軸11、壓縮機(jī)葉輪12、壓縮機(jī)殼體13、以及密封板14。旋轉(zhuǎn)軸11由軸承(未圖示)和軸承座(未圖示)可旋轉(zhuǎn)地保持，并且旋轉(zhuǎn)軸11的一端與渦輪機(jī)葉輪(未圖示)聯(lián)接。旋轉(zhuǎn)軸11的另一端與壓縮機(jī)葉輪12聯(lián)接。壓縮機(jī)葉輪12與壓縮機(jī)殼體13構(gòu)成具有進(jìn)氣通道16的壓縮機(jī)17。
[0028]渦輪機(jī)葉輪聯(lián)接至旋轉(zhuǎn)軸11的一端，并且壓縮機(jī)葉輪12聯(lián)接至旋轉(zhuǎn)軸11的另一端。由此，旋轉(zhuǎn)軸11將由渦輪機(jī)葉輪產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力傳遞至壓縮機(jī)葉輪12，其中，渦輪機(jī)葉輪是由排氣裝置(未圖示)排放的排氣旋轉(zhuǎn)的。
[0029]由此，壓縮機(jī)葉輪12的旋轉(zhuǎn)速度根據(jù)渦輪機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)速度的變化而變化。因此，被壓縮機(jī)17壓縮過的進(jìn)氣的增壓壓力發(fā)生變化。壓縮機(jī)17通過壓縮機(jī)葉輪12的旋轉(zhuǎn)來壓縮在上游側(cè)引入的進(jìn)氣，然后將已壓縮的進(jìn)氣供給至位于下游側(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通道(未圖示)。
[0030]多個(gè)翼狀的葉片12a以等間隔布置在旋轉(zhuǎn)軸11的外周上。壓縮機(jī)葉輪12具有供進(jìn)氣通過的通道。該通道限定在彼此相鄰設(shè)置的葉片12a之間。每個(gè)通道的通道橫截面積均設(shè)定為沿著進(jìn)氣流動(dòng)所沿方向(在下文中，稱作“進(jìn)氣流方向”)從上游側(cè)朝向下游側(cè)減小。
[0031]壓縮機(jī)葉輪12如上所述地構(gòu)造成與旋轉(zhuǎn)軸11 一起旋轉(zhuǎn)，從而對(duì)從沿進(jìn)氣流方向的上游側(cè)朝向沿進(jìn)氣流方向的下游側(cè)供給的進(jìn)氣賦予離心力。結(jié)果，使得進(jìn)氣流速度沿徑向方向加速。
[0032]壓縮機(jī)殼體13是通過鋁合金壓鑄或重力鑄造而制成的。壓縮機(jī)殼體13的一個(gè)端部(圖1中的左側(cè))聯(lián)接至位于上游側(cè)的進(jìn)氣管(未圖示)，而壓縮機(jī)殼體13的另一端部(圖1中的右側(cè))聯(lián)接至如圖2和圖3中示出的密封板14。由此，壓縮機(jī)殼體13經(jīng)由密封板14聯(lián)接至軸承座。
[0033]壓縮機(jī)殼體13具有沿旋轉(zhuǎn)軸11的軸向方向延伸的管狀部13a。壓縮機(jī)葉輪12容置在管狀部13a中。管狀部13a的沿軸向方向的渦輪機(jī)側(cè)端部設(shè)置有沿與旋轉(zhuǎn)軸11的軸向方向垂直的方向突出的環(huán)狀凸緣13b。壓縮機(jī)殼體13還具有環(huán)繞凸緣13b的環(huán)狀外壁部13c0
[0034]進(jìn)氣通道16包括沿進(jìn)氣流方向按此順序設(shè)置的引入通道16a、整流通道16b、葉輪室16c、擴(kuò)散通道16d、以及渦形室16e。
[0035]引入通道16a是由管狀部13a限定的并且與位于上游側(cè)的進(jìn)氣通道(未圖示)相連通。進(jìn)氣通過該引入通道16a被朝向壓縮機(jī)葉輪12引入。
[0036]葉輪室16c是由管狀部13a限定的并且與引入通道16a相連通。壓縮機(jī)葉輪12容置在葉輪室16c中。
[0037]擴(kuò)散通道16d為位于壓縮機(jī)殼體13與密封板14之間的空間。具體而言，擴(kuò)散通道16d是由凸緣13b和面對(duì)凸緣13b的密封板14限定的。擴(kuò)散通道16d在其沿進(jìn)氣流方向的上游端處與葉輪室16c相連通，并且在其沿進(jìn)氣流方向的下游端處與渦形室16e相連通。
[0038]由此，擴(kuò)散通道16d允許被壓縮機(jī)葉輪12加壓和加速過的進(jìn)氣流動(dòng)到渦形室16e中。擴(kuò)散通道16d的通道橫截面積設(shè)定成比引入通道16a和渦形室16e中每一者的通道橫截面積小。
[0039]擴(kuò)散通道16d為從葉輪室16c徑向延伸的環(huán)狀通道。由此，環(huán)狀的擴(kuò)散通道16d的通道橫截面積從沿進(jìn)氣流方向的上游側(cè)向沿進(jìn)氣流方向的下游側(cè)逐漸增大。
[0040]通過這種構(gòu)型，在進(jìn)氣流動(dòng)穿過擴(kuò)散通道16d的同時(shí)，從葉輪室16c供給至渦形室16e的進(jìn)氣的流速逐漸減小。也就是說，擴(kuò)散通道16d構(gòu)造成使得被壓縮機(jī)葉輪12沿徑向方向加速過的進(jìn)氣減速。
[0041]渦形室16e以螺旋狀的方式環(huán)繞葉輪室16c的徑向外側(cè)。渦形室16e在其沿進(jìn)氣流方向的上游端與擴(kuò)散通道16d相連通，并且渦形室16e的沿進(jìn)氣流方向的下游端用作出口 16f。渦形室16e的壁表面13d的曲率半徑如圖4A至圖4H所示地沿朝向渦形