CN106150572B - 涡轮增压器的涡壳部件结构 - Google Patents
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Abstract
本发明属于涡轮增压器技术领域，涉及一种涡轮增压器的涡壳部件结构，包括涡壳本体，涡壳本体上设有旁通组件承载区及旁通孔，旁通组件承载区设有衬套孔，同时旁通组件承载区配合设置旁通组件，所述旁通组件包括封盖于旁通孔上的旁通阀片及与旁通阀片相互联动的旁通轴，旁通轴转动设置于所述旁通孔中，并在旁通轴与旁通孔之间设置旁通衬套，旁通衬套靠近旁通阀片一端设有垫片，所述旁通组件承载区设置有隔热槽，隔热槽将衬套孔分隔为第一衬套孔、第二衬套孔。该涡壳部件结构优化增压器涡壳和旁通组件的结构，从而降低高温应用对旁通组件的影响，避免旁通轴与旁通衬套使用耐高温耐磨的材料，有效降低生产成本。
Description
技术领域
本发明属于涡轮增压器技术领域，涉及一种涡轮增压器的涡壳部件结构。
背景技术
众所周知，涡轮增压器可以利用发动机高温废气能量驱动涡轮旋转做功，带动压气机工作，压气机将空气在进入发动机之前进行预先压缩，提高进入发动机进气歧管的空气密度，从而提高内燃机的进气量，充分燃烧更多的燃料，提高发动机的功率和扭矩。而在确定了对发动机的功率需求以后，通过增压器的增压功能，可使发动机的尺寸减小，重量减轻，能量损失减低，从而提高了发动机的工作效率，因此，涡轮增压器广泛应用于发动机及其他同类产品。
现有产品中，涡轮增压器根据其涡壳结构的类型大致分为大两类：一类是非旁通功能的涡轮增压器如图1所示，另一类是带有旁通功能的涡轮增压器如图2所示。非旁通功能的涡轮增压器多用于固定转速的发动机，如发电和船用的柴油机。而在多数应用中，为了提高发动机低速段的快速响应性，增加低速段发动机的输出扭矩，改善排放，降低油耗，需提高增压压比，也就是需要使用具有较小通流面积的涡壳结构，同时又需要保证涡轮增压器在发动机高转速时不会超速，从而需要带有旁通功能的涡轮增压器，如图2所示。带有旁通功能的增压器大致包含带旁通功能的涡壳部件1、带有涡轮和压轮的核心转子2、压壳3、调节器支架4、调节器5以及取气管6等。如图3和图4，涡壳部件1中大致包括涡壳和旁通组件；其中涡壳大致包含涡壳本体7、旁通孔8和旁通组件承载区9，旁通组件包含旁通阀片10、旁通阀片连接件11、旁通阀摇臂12、垫片13、旁通轴14、旁通衬套15、以及摇杆组件16。当增压压力过高时，带有旁通功能的增压器会根据压壳3内的压力，通过取气管6和调节器5控制涡壳部件1中的旁通阀片10的开启，从而从旁通孔8旁通一部分废气，使涡轮进口气体流量减小，增压器转速下降，当压壳3中的压力降至规定值以下，旁通阀片10随即关闭，从而实现旁通功能。而在一些实际应用中，因应用温度比较高，涡壳部件1中的旁通轴14和旁通衬套15温度会相应较高，普通材料因其不耐高温亦不耐磨，会出现失效。为防止此类失效的发生，旁通轴14和旁通衬套15会采用耐高温耐磨的贵材料，但此举会大幅提高生产成本。因此，针对高温应用，如何设计出耐高温耐磨且成本较低的旁通组件结构成为增压器项目开发过程中很重要的一部分。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种涡轮增压器的涡壳部件结构，该涡壳部件结构优化增压器涡壳和旁通组件的结构，从而降低高温应用对旁通组件的影响，避免旁通轴与旁通衬套使用耐高温耐磨的材料，有效降低生产成本。
按照本发明的技术方案：一种涡轮增压器的涡壳部件结构，包括涡壳本体，涡壳本体上设有旁通组件承载区及旁通孔，旁通组件承载区设有衬套孔，同时旁通组件承载区配合设置旁通组件，所述旁通组件包括封盖于旁通孔上的旁通阀片及与旁通阀片相互联动的旁通轴，旁通轴转动设置于所述旁通孔中，并在旁通轴与旁通孔之间设置旁通衬套，旁通衬套靠近旁通阀片一端设有垫片，其特征在于：所述旁通组件承载区设置有隔热槽，隔热槽将衬套孔分隔为第一衬套孔、第二衬套孔，所述第一衬套孔与第二衬套孔两者同轴设置。
作为本发明的进一步改进，所述隔热槽的槽体表面呈锯齿状或波浪状。
作为本发明的进一步改进，所述旁通衬套包括第一旁通衬套、第二旁通衬套，其中第一旁通衬套设置于第一衬套孔中，第二旁通衬套设置于第二衬套孔中，旁通轴贯穿设置于第一旁通衬套和第二旁通衬套时，旁通轴中部暴露于空气中。
作为本发明的进一步改进，所述旁通衬套为一整体衬套，且沿轴向贯穿第一衬套孔、第二衬套孔，旁通轴中部则会包裹于旁通衬套内。
作为本发明的进一步改进，所述旁通轴靠近旁通阀片一端具有弯折部，所述弯折部通过旁通阀片连接件与旁通阀片相连接。
作为本发明的进一步改进，所述旁通轴外端固定连接摇杆。
本发明的技术效果在于：本发明的涡壳旁通区域的隔热槽，可以降低涡壳旁通区域的温度，相应地降低与涡壳相配合的旁通组件的温度，如旁通轴和旁通衬套，因此，旁通轴和旁通衬套可以适当选用成本较低的材料而非耐磨耐高温材料，有效降低成本。此外，因避免采用耐磨材料，加工旁通轴和旁通衬套的时候，可以有效降低加工刀具的磨损，降低生产加工难度，延长刀具使用寿命，进一步降低成本。
附图说明
图1为一种现有的非旁通功能的涡轮增压器结构示意图。
图2为一种现有的带有旁通功能的涡轮增压器结构示意图。
图3为一种现有的带旁通功能的涡壳部件结构示意图。
图4为图3中的涡壳本体结构示意图。
图5为图4的剖视图。
图6为本发明涡壳本体结构示意图。
图7为图6的剖视图。
图8为本发明涉及的涡壳部件结构示意图。
图9为图8的剖视图。
图10为本发明中衬套为整体结构示意图。
图11为图10的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
图1~11中，包括涡壳部件1、带有涡轮和压轮的核心转子2、压壳3、调节器支架4、调节器5、取气管6、涡壳本体7、旁通孔8、旁通组件承载区9、旁通阀片10、旁通阀片连接件11、旁通阀摇臂12、垫片13、旁通轴14、旁通衬套15、摇杆16、第一衬套孔17、第二衬套孔18、隔热槽19、第一旁通衬套20、第二旁通衬套21、垫片22等。
如图1~11所示，本发明是一种涡轮增压器的涡壳部件结构，包括涡壳本体7，涡壳本体7上设有旁通组件承载区9及旁通孔8，旁通组件承载区9设有衬套孔，同时旁通组件承载区9配合设置旁通组件，所述旁通组件包括封盖于旁通孔8上的旁通阀片10及与旁通阀片10相互联动的旁通轴14，旁通轴14转动设置于所述旁通孔8中，并在旁通轴14与旁通孔8之间设置旁通衬套15，旁通衬套15靠近旁通阀片10一端设有垫片22，所述旁通组件承载区9设置有隔热槽19，隔热槽19将衬套孔分隔为第一衬套孔17、第二衬套孔18，所述第一衬套孔17与第二衬套孔18两者同轴设置，以确保第一衬套孔17与第二衬套孔18共同承担承载旁通组件，且第一衬套孔17的内径小于第二衬套孔18的内径，以方便衬套等零件的安装。
隔热槽19呈矩形状或梯形状。隔热槽19可以降低涡壳上旁通组件承载区9的温度，隔热槽19的大小和位置，可以根据具体实际应用中涡壳旁通组件承载区9的大小和旁通组件的需求而定。隔热槽19可以由铸造实现，也可以由机加工实现，隔热槽19可以与涡壳17上隔热槽底面呈直角关系，形成矩形状，隔热槽19也可以与涡壳17上隔热槽底面呈锐角或钝角，形成梯形状。通常将隔热槽19的槽体表面呈锯齿状或波浪状，以便于进一步提高辅助散热效果。
旁通衬套15包括第一旁通衬套20、第二旁通衬套21，其中第一旁通衬套20设置于第一衬套孔17中，第二旁通衬套21设置于第二衬套孔18中，旁通轴14贯穿设置于第一旁通衬套20和第二旁通衬套21时，旁通轴14中部暴露于空气中。在安装旁通组件时，由于第一衬套孔17更靠近壳体内腔，第一衬套孔17处的温度远远高于第二衬套孔18处的温度，第一旁通衬套20选用相对耐磨耐高温、成本较高的材料制造，第二旁通衬套21选用成本较低的材料。
旁通衬套15为一整体衬套，且沿轴向贯穿第一衬套孔17、第二衬套孔18，旁通轴14中部包裹于旁通衬套内。
旁通轴14靠近旁通阀片10一端具有弯折部，所述弯折部通过旁通阀片连接件与旁通阀片10相连接，旁通轴14外端固定连接摇杆16。
因隔热槽19可以降低涡壳上旁通组件承载区9的温度，相应地可以降低与旁通组件承载区9配合的旁通轴14、第一旁通衬套20和第二旁通衬套21的温度。而弯型旁通轴14在通过隔热槽19的那部分是悬空在空气中的，经由空气进行冷却，从而弯型旁通轴24的温度可以进一步降低。
本发明产品中第一衬套孔17、第二衬套孔18的内孔可以根据需要进行相应的镀层处理，以提高耐磨耐高温性能；在具体应用过程中根据情况需要，旁通轴14置于第一衬套孔17内的部分可以不用衬套而直接采用垫片，垫片可以有效密封气体，同时可以有效提高散热效果。
Claims (4)
1.一种涡轮增压器的涡壳部件结构，包括涡壳本体（7），涡壳本体（7）上设有旁通组件承载区（9）及旁通孔（8），旁通组件承载区（9）设有衬套孔，同时旁通组件承载区（9）配合设置旁通组件，所述旁通组件包括封盖于旁通孔（8）上的旁通阀片（10）及与旁通阀片（10）相互联动的旁通轴（14），旁通轴（14）转动设置于所述旁通孔（8）中，并在旁通轴（14）与旁通孔（8）之间设置旁通衬套（15），其特征在于：旁通衬套（15）靠近旁通阀片（10）一端设有垫片（22），所述旁通组件承载区（9）设置有隔热槽（19），隔热槽（19）将衬套孔分隔为第一衬套孔（17）、第二衬套孔（18），所述第一衬套孔（17）与第二衬套孔（18）两者同轴设置；
所述旁通衬套（15）包括第一旁通衬套（20）、第二旁通衬套（21），其中第一旁通衬套（20）设置于第一衬套孔（17）中，第二旁通衬套（21）设置于第二衬套孔（18）中，旁通轴（14）贯穿设置于第一旁通衬套（20）和第二旁通衬套（21）时，旁通轴（14）中部暴露于空气中；或所述旁通衬套（15）为一整体衬套，且沿轴向贯穿第一衬套孔（17）、第二衬套孔（18），旁通轴（14）中部包裹于旁通衬套内。
2.如权利要求1所述的涡轮增压器的涡壳部件结构，其特征在于：所述隔热槽（19）的槽体表面呈锯齿状或波浪状。
3.如权利要求1所述的涡轮增压器的涡壳部件结构，其特征在于：所述旁通轴（14）靠近旁通阀片（10）一端具有弯折部，所述弯折部通过旁通阀片连接件与旁通阀片（10）相连接。
4.如权利要求1所述的涡轮增压器的涡壳部件结构，其特征在于：所述旁通轴（14）外端固定连接摇杆（16）。
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