CN106574634A - 制造压缩机壳体的方法 - Google Patents

Abstract

一种制造压缩机壳体的方法，包括布置模具和型芯，以便限定模具型腔，在模具型腔内提供熔融金属并使该熔融金属凝固以形成压缩机壳体，该压缩机壳体包括扩散器第一壁体构件和出口蜗壳第一壁体构件；压缩机壳体形成为使得对于围绕压缩机壳体纵向轴线的至少一个周向位置，第一角度在所述扩散器第一壁体构件的表面的出口部分和出口蜗壳第一壁体构件的表面的第一部分之间对向，出口蜗壳第一壁体构件形成有开口，其中在压缩机壳体已经在模具型腔中形成之后，型芯从所述蜗壳通道移除，一旦型芯已经从蜗壳通道移除，则在至少一个周向位置处，通过开口将切割施加到出口蜗壳第一壁体构件的表面的第一部分，以产生切割部分，从而使得在所述至少一个周向位置处，第二角度在所述切割部分和所述扩散器第一壁体构件的表面的出口部分之间对向，其中该第二角度大于第一角度。

Description

制造压缩机壳体的方法

技术领域

本发明涉及一种制造用于容纳叶轮的压缩机壳体以提供压缩机的方法，且特别地但非排他地涉及一种制造用于涡轮增压器(例如可变几何涡轮增压器)中的压缩机壳体的方法。本发明还涉及一种制造压缩机的方法，且特别地但非排他地涉及一种制造用于涡轮增压器(例如可变几何涡轮增压器)中的压缩机的方法。

背景技术

压缩机包括叶轮，该叶轮具有安装在轴上以用于在压缩机壳体内旋转的多个叶片(或轮叶)。在离心式压缩机中，叶轮的旋转导致气体(例如空气)被吸入叶轮并被输送到出口蜗壳，该出口蜗壳至少部分地由包围叶轮的压缩机壳体限定。

压缩机的一个用途是用在涡轮增压器中。涡轮增压器是为众人所知的用于在高于大气压的压力(增压压力)下将空气供应到内燃机的入口的装置。传统的涡轮增压器主要包括壳体，在壳体中设置有排气驱动的涡轮，该涡轮安装在可旋转轴上，可旋转轴连接在发动机出口歧管下游。压缩机叶轮安装在该轴的相对端上，使得涡轮的旋转驱动叶轮的旋转。在压缩机的这种应用中，叶轮将压缩空气输送到发动机进气歧管。涡轮增压器轴通常由轴颈和推力轴承支撑，包括适当的润滑系统。

已知的离心式压缩机壳体包括轴向入口，环形扩散器和呈涡卷形蜗壳形式的环形出口蜗壳。具有多个叶片的叶轮安装在轴上，以用于围绕压缩机壳体的纵向轴线旋转，并且被容纳在轴向入口和出口蜗壳之间。

轴向入口的径向内表面形成环形进气通道，其从进气口轴向向内延伸到叶轮。

扩散器包括第一壁体构件和第二壁体构件，其分别具有相对的第一表面和第二表面，第一表面和第二表面限定环形扩散器通道，该环形扩散器通道环绕叶轮并且在径向向外方向上从位于多个叶片的下游的环形扩散器入口延伸至与环形出口蜗壳连通的环形扩散器出口，其中在使用期间叶片的尖端扫过扩散器入口。扩散器出口由第一表面和第二表面各自的环形出口端形成。

出口蜗壳的内表面限定环形出口蜗壳通道，环形出口蜗壳通道围绕压缩机壳体的纵向轴线沿周向延伸的蜗壳通道轴线延伸。

在使用中，当叶轮旋转时，空气从进气口通过轴向入口被吸入叶轮，并且从叶轮流过扩散器通道到达环形出口蜗壳通道。压缩空气沿着出口蜗壳通道流动并穿过蜗壳出口流出到达所需位置，例如，到发动机进气歧管。

蜗壳的内表面在围绕蜗壳通道轴线的周向上从限定扩散器通道的第一表面的环形出口端延伸到限定扩散器通道的第二表面的环形出口端。内表面具有相对于蜗壳通道轴线大体恒定的半径，使得蜗壳的内表面具有围绕蜗壳通道轴线的大体圆形的横截面形状。

蜗壳的内表面具有从限定扩散器通道的第一表面的环形出口端轴向向外(即远离扩散器通道)延伸的环形第一部分。

已知的是：形成蜗壳的内表面的第一部分，以使得蜗壳的内表面的第一部分沿第一表面的环形出口端径向向内(相对于压缩机壳体纵向轴线)延伸，该第一表面的环形出口端限定扩散器通道以形成径向向外突出并沿着其径向长度弯曲的环形唇缘，该环形唇缘沿着第一表面的环形入口端延伸。提供这种弯曲唇缘是有利的，因为当气流从蜗壳内表面的第一部分朝向扩散器出口流动时，其起到使出口蜗壳中的循环气流与离开扩散器出口的气流更好地对准的作用，从而减少损耗。通过适当成形铸造压缩机壳体(例如砂芯或金属芯，如下所述)的型芯的外表面以制造用于形成唇缘的第一部分的形状。

出口蜗壳可以由单个件或由随后附接在一起的多个件形成。

已知使用砂型铸造来制造具有此唇缘的横截面形状的单件式闭合蜗壳。在砂型铸造中，模具位于砂芯周围。合适的粘合剂(通常为粘土)通常与砂混合，并且混合物通常用水润湿(但有时也用其它物质润湿)，以提供适合于模制的型芯的强度和可塑性。砂在模具周围被压实以提供所需的型芯形状。

模具被定位成将砂芯包围起来以在模具的内表面和砂芯的外表面之间限定模具型腔。因此，模具的内表面限定出口蜗壳(以及扩散器和轴向入口)的外表面的形状，并且砂芯的外表面限定出口蜗壳(以及扩散器和轴向入口)的内表面的形状。

将熔融金属注入模具型腔中。一旦熔融的金属被冷却并固化，就移除模具，并且将砂粒通过蜗壳出口倾倒出来从而将砂芯从压缩机壳体内部移除。

砂型铸造的缺点在于在铸造过程中，砂芯的形状可能改变，导致尺寸不一致。此外，它产生相对差的表面光洁度，其在使用期间导致气流损耗。

还已知的是：使用压铸以制造具有此横截面形状的多件式闭合蜗壳。在压铸中，熔融金属在压力作用下被迫进入模具型腔。模具型腔被限定在模具的内表面和位于模具内的金属芯的外表面之间。

在该过程中，通过使用压铸，压缩机壳体的多个部分(轴向相对的部分)分别单独形成，然后组装在一起以形成具有上述横截面形状(设置有所述唇缘的圆形横截面形状)的蜗壳内表面。压铸是有利的，因为其提供比砂铸更好的表面光洁度，这提供了更好的性能并且减少了气流的损耗。然而，由于多个部分之间的接口，蜗壳有泄漏和密封度的问题，导致气流的损耗和低效率。

此外，目前不可能使用压铸形成具有设置有该唇缘的横截面形状的单件式蜗壳，因为在铸造过程完成之后，唇缘将阻止金属芯从蜗壳中被移除。

另外，由于压铸相对高的加工成本，需要制造大量的压缩机壳体，以便使制造过程在经济上可行。

发明内容

本发明的一个目的是消除或减轻上述一个或多个问题。本发明的另一个目的是提供一种制造压缩机壳体、压缩机和涡轮增压器的替代方法。本发明还有一个目的是提供根据该替代方法制造的压缩机壳体、压缩机和涡轮增压器。

根据本发明的第一方面，提供了一种制造压缩机壳体的方法，包括：

给模具布置型芯，以便在所述型芯的表面和所述模具的表面之间限定模具型腔，模具型腔具有压缩机壳体的形状；

在模具型腔内提供熔融金属并使熔融金属凝固以形成压缩机壳体；

压缩机壳体具有纵向轴线并且用于容纳叶轮，叶轮被安装成围绕轴线旋转；

压缩机壳体包括环形扩散器第一壁体构件，环形扩散器第一壁体构件具有用于与环形扩散器第二壁体构件的相对表面限定环形扩散器通道的表面；

扩散器的第一壁体构件的表面从环形入口端径向向外延伸到环形出口端，并且具有从出口端径向向内延伸的环形出口部分；

压缩机壳体还包括环形出口蜗壳第一壁体构件，环形出口蜗壳第一壁体构件具有用于与环形出口蜗壳第二壁体构件的表面限定环形出口蜗壳通道的表面；

环形出口蜗壳第一壁体构件的表面限定蜗壳通道，蜗壳通道围绕压缩机壳体纵向轴线沿着周向延伸的蜗壳通道轴线延伸；

环形出口蜗壳第一壁体构件的表面具有设置在扩散器的第一壁体构件的表面的出口端处的环形入口端，环形出口蜗壳第一壁体构件的表面具有环形第一部分，环形第一部分从环形入口端轴向向外延伸；

压缩机壳体形成为使得对于围绕压缩机壳体纵向轴线的至少一个周向位置，第一角度对向在扩散器第一壁体构件的表面的出口部分与出口蜗壳第一壁体构件的表面的第一部分之间；

出口蜗壳第一壁体构件形成有开口；其中压缩机壳体已经在模具型腔中形成之后，型芯从蜗壳通道移除；

一旦型芯已经从蜗壳通道移除，则在至少一个周向位置处，穿过开口施加切割到出口蜗壳第一壁体构件的表面的第一部分，以产生切割部分，使得在所述至少一个周向位置处，第二角度对向在扩散器第一壁体构件的表面的切割部分与出口部分之间，大于第一角度。

对出口蜗壳第一壁体构件的表面的第一部分的至少一个周向位置处施加切割，该切割增大在所述至少一个周向位置处的所述表面与扩散器第一壁体构件的表面的出口部分之间所对向的角度，切割的施加起到当气流从蜗壳的内表面的第一部分朝向扩散器出口流动时更好地将出口蜗壳中的循环气流与离开扩散器出口的气流对准的作用，从而减少损耗。

因此，围绕模具内的型芯铸造压缩机壳体、移除型芯并且穿过出口蜗壳第一壁体构件中的开口施加上述切割允许压铸用于制造单件式蜗壳，相比其它可能制造的蜗壳，该单件式蜗壳具有更好地使出口蜗壳中的循环气流与离开扩散器的气流对准的横截面形状，因为在进行切割之前型芯可以穿过出口蜗壳中的开口被移除。

该方法可以与压铸一起使用，这是有利的，因为其提供了良好的表面光洁度，这减少了气流的损耗。

当使用颗粒材料(例如砂)的型芯时，该方法也是有利的，因为型芯可以穿过出口蜗壳的第一壁体构件中的开口被支撑。这减少了在铸造过程中特定型芯的任何移动，提供了提高的尺寸一致性。

应当理解的是，所指的对于从入口端到出口端径向向外延伸的扩散器的第一壁体构件的表面以及从出口端径向向内延伸的环形出口部分，是指通常在径向方向上延伸的表面/部分，并且不必要求表面/部分大体上平行于径向方向。扩散器的第一壁体构件的表面可以是弯曲的。

在这方面，扩散器的第一壁体构件的表面可以在大体上平行于径向方向的方向上从入口端径向向外延伸到出口端。或者，扩散器的第一壁体构件的表面可以在相对于径向方向倾斜的方向上从入口端径向向外延伸到出口端。扩散器的第一壁体构件的表面的环形出口部分可以在大体上平行于径向方向的方向上从出口端径向向内延伸。

或者，环形部分可以在相对于径向方向倾斜的方向上从出口端径向向内延伸。

类似地，应当理解，所指的在径向或轴向方向上延伸的某物(例如表面或壁体构件)不必要求该表面分别大体上平行于径向或轴向方向，而仅要求它们具有至少分别在径向或轴向上的分量。

类似地，将理解的是，所指的具有在轴向向外方向延伸的环形第一部分的出口蜗壳的第一壁体构件的表面，是指通常在轴向向外方向上延伸的表面，并且不必要求该表面大体上平行于轴向向外方向。在这方面，应当理解，向外方向是指远离扩散器通道(扩散器的第一壁体构件的表面)的方向，并且向内方向是指朝向扩散器通道的方向。

切割可以在至少一个周向位置处沿着扩散器的第一壁体构件的表面的出口端径向向内延伸。在这方面，切割部分可以在至少一个周向位置处沿着扩散器的第一壁体构件的表面的出口端径向向内延伸。切割部分可以形成在围绕蜗壳通道轴线的周向方向上延伸的唇缘。

切割可以在至少一个周向位置处与扩散器第一壁体构件的表面的出口部分成斜角。在这方面，切割部分可以在至少一个周向位置处与扩散器第一壁体构件的表面的出口部分成斜角。优选地，切割部分在具有既在轴向也在径向方向(相对于压缩机壳体的纵向轴线)上的分量的方向上延伸。

切割部分在至少一个周向位置处可以与扩散器第一壁体构件的表面的出口部分成角度，该角度大于或等于270°，优选大于270°。切割部分可以与所述出口部分成大于270°且小于或等于350°的角度。优选地，切割部分与所述出口部分成大于或等于280°且小于或等于320°的角度。优选地，切割部分与所述出口部分成大体290°的角度。

应当理解，所做切割的角度将与切割部分的角度相同。

优选地，出口蜗壳的第一壁体构件的表面在围绕蜗壳通道轴线的周向方向上从所述表面的入口端延伸到所述表面的径向外端(相对于压缩机壳体纵向轴线径向向外)。

出口蜗壳的第一壁体构件的表面可以具有相对于蜗壳通道轴线的半径，该半径随着围绕蜗壳通道轴线的所述表面的周向位置而变化。

可选地，在施加切割之前，大体上沿着其在压缩机壳体纵向轴线的方向上的长度，出口蜗壳的第一壁体构件的表面的第一部分相对于压缩机壳体纵向轴线具有大体上恒定的半径，蜗壳出口的第一壁体构件的表面具有径向外部部分，径向外部部分沿着所述表面的径向外端轴向向外延伸并且具有横跨压缩机壳体纵向轴线的方向上的长度的大体上恒定的半径，所述表面还具有在第一部分与径向外部之间延伸的基部。优选地，基部沿着其围绕蜗壳通道轴线的周向的长度弯曲。优选地，沿着其围绕蜗壳通道轴线的周向的长度，基部相对于蜗壳通道轴线具有大体上恒定的半径。

在这方面，在进行切割之前，出口蜗壳第一壁体构件的表面可围绕蜗壳通道轴线形成大体D形的横截面形状。

或者，在进行切割之前，出口蜗壳的第一壁体构件的表面可具有相对于蜗壳通道轴线的半径，该半径在所述表面的周向位置处(围绕蜗壳通道轴线)大体上恒定。在这方面，出口蜗壳第一壁体构件的表面可以围绕蜗壳通道轴线形成大体上圆形的横截面形状。

切割部分可以在围绕蜗壳通道轴线的周向上从第一端延伸到第二端。

切割部分的第一端可以在至少一个周向位置处设置在出口蜗壳的第一壁体构件的表面的入口端处。

或者，切割部分的第一端可以设置在出口蜗壳的第一壁体构件的表面的入口端和所述表面的径向外端之间的点上。

应当理解，上文(以及下文)提到的角度是由面向外的相应表面所对向的外部角度(与这些表面所对向的内部角度相反)。

切割部分可以具有在围绕蜗壳通道轴线的周向上的长度，该长度小于或等于在围绕蜗壳通道轴线的周向上的出口蜗壳的第一壁体构件的表面长度的一半。切割部分的所述长度可小于或等于出口蜗壳的第一壁体构件的表面的所述长度的50％，优选小于或等于所述长度的50％且大于或等于5％，更优选小于或等于所述长度的40％且大于或等于10％，甚至更优选小于或等于所述长度的30％且大于或等于20％。

在至少一个周向位置处，切割部分相对于扩散器的第一壁体构件的表面的出口部分的角度可以沿着其在围绕蜗壳通道轴线的周向方向上的长度变化。在这种情况下，切割部分可以包括在所述周向上延伸的多个部分，这些部分相对于所述出口部分以不同的角度倾斜。

在至少一个周向位置处，沿着其在围绕蜗壳通道轴线的周向上的长度，切割部分相对于扩散器的第一壁体构件的表面的出口部分的角度可以大体上恒定。切割部分可以在围绕蜗壳通道轴线的周向上大体上是直的。至少一个或每个部分可以在围绕蜗壳通道轴线的周向上大体上是直的。

多个部分可以在围绕蜗壳通道轴线的周向方向以端对端构型布置。在切割部分包括所述多个部分的情况下，第二角度可以是在所述至少一个周向位置处，在离出口蜗壳的第一壁体构件的表面的入口端最近的部分与扩散器第一壁体构件的表面的出口部分之间所对向的角度。

多个部分可以近似于面向蜗壳通道的凹曲线。

出口蜗壳第一壁体构件的表面可以从出口蜗壳的第一壁体构件的表面的入口端至少部分地弯曲至所述表面的径向外端，并且多个部分可以近似于曲线，该曲线的半径大体上与出口蜗壳的第一壁体构件的表面的曲率相同。

切割部分可以沿着其在围绕蜗壳通道轴线的周向上的长度弯曲或至少部分地弯曲。

或者，沿着其在围绕蜗壳通道轴线的周向上的长度，相对于扩散器的第一壁体构件的表面的出口部分的切割部分角度可以大体上是恒定的。

切割可以通过单切割操作或通过多切割操作来进行。

至少一个周向位置可以是围绕压缩机壳体纵向轴线的多个周向位置。至少一个周向位置优选地是大体上围绕压缩机壳体纵向轴线的每个周向位置。在这方面，切割可围绕压缩机壳体纵向轴线至少部分地在出口蜗壳第一壁体构件的表面的第一部分的圆周周围进行。优选地，切割大体上在出口蜗壳第一壁体构件的表面的第一部分的整个所述圆周周围进行。因此，切割部分可以至少部分地在出口蜗壳第一壁体构件的表面的第一部分的所述圆周周围延伸。优选地，切割部分大体上在第一部分的整个所述圆周(围绕压缩机壳体纵向轴线的圆周)周围延伸。切割部分可以形成在围绕压缩机壳体纵向轴线的周向方向上延伸的唇缘。

在这方面，该部分或每个部分可以是围绕压缩机壳体的纵向轴线延伸的环形部分。

优选地，切割部分具有在围绕压缩机壳体纵向轴线的周向位置处大体上恒定的形状。在围绕蜗壳通道轴线的周向上的切割部分长度优选地大体上在围绕压缩机壳体纵向轴线的周向位置处是恒定的。第二角度优选地大体上在围绕压缩机壳体纵向轴线的周向位置处是恒定的。这是有利的，因为其允许更简单的机器操作来加工切割。具体地，其允许在单操作中加工切割。这允许使用车床进行切割。

或者，切割部分可以具有在围绕压缩机壳体纵向轴线的周向位置处变化的形状，切割部分的所述长度和/或所述第二角度随着所述周向位置而变化。为了产生这种周向变化的切割，可以使用CNC车床。

优选地，扩散器出口的第一壁体构件的表面的出口端具有在围绕压缩机壳体纵向轴线的周向位置处大体上恒定的半径。这是有利的，因为其允许更简单的机器操作来加工切割。具体地，其允许在单操作中加工切割。

切割可以通过将切割工具的切割表面施加到出口蜗壳第一壁体构件的表面的第一部分并且相对于所述表面旋转切割工具来进行。在这方面，切割表面可以是静止的，但是出口蜗壳的所述表面旋转，或反之亦然。优选地，切割表面和/或压缩机壳体围绕压缩机壳体的纵向轴线旋转。

切割可以通过相对于切割表面的所述第一部分的单次连续旋转来进行。

或者，切割可以通过相对于切割表面的所述第一部分的多次旋转来进行。

在进行切割之前，在至少一个周向位置处，出口蜗壳的第一壁体构件的表面的第一部分可以相对于压缩机壳体纵向轴线具有大体上恒定的半径，该半径横跨在围绕蜗壳通道轴线的周向上的第一部分。在这方面，在进行切割之前，第一部分可以限定在沿着纵向轴线的轴向方向上延伸的圆柱体，纵向轴线以压缩机壳体的纵向轴向为中心并与之重合。

在进行切割之前，第一部分可以在至少一个周向位置处大体上垂直于扩散器第一壁体构件的表面的出口部分。在这方面，第一角度可以大体上为270°。

在至少一个周向位置处，扩散器第一壁体构件的表面的出口部分可以是大体上平面的。在至少一个周向位置处的出口部分可以在大体上垂直于压缩机壳体的纵向轴线的径向平面中延伸。

优选地，压缩机壳体形成为单个件。出口蜗壳优选地形成为单个件。

型芯可以是实心芯，例如由金属或金属合金制成的型芯。型芯可以由任何合适的材料制成，包括不锈钢或任何合适的金属合金。熔融金属可以在压力下注入模具型腔中。在这方面，压缩机壳体可以通过压铸形成。

型芯可以是颗粒材料的型芯。在这方面，型芯可以由砂或任何其它合适的材料制成。熔融金属可以通过注入或倾倒进模具型腔中而进入模具型腔中。熔融金属可以重力供给到模具型腔中。

优选地，在型芯是颗粒材料的型芯的情况下，型芯穿过出口蜗壳的第一壁体构件中的开口被支撑。优选地，型芯穿过开口被支撑，开口横跨大体上围绕压缩机壳体纵向轴线的型芯的整个周向长度。这是有利的，因为它减少了在铸造过程中特定型芯的任何移动，提供了提高的尺寸一致性。

优选地，通过出口蜗壳的第一壁体构件中的开口将型芯从压缩机壳体移除。优选地，在型芯是实心型芯的情况下，型芯通过开口从压缩机壳体移除。这是有利的，因为其允许压铸用于产生单件式蜗壳，与其它可能生产蜗壳相比，该单件式蜗壳具有更好地将出口蜗壳中的循环气流与离开扩散器的气流对准的横截面形状。在型芯是颗粒型芯(例如砂)的情况下，型芯可以通过开口和/或通过蜗壳的出口移除。

优选地，开口是环形开口。优选地，开口大体上围绕压缩机壳体的纵向轴线的整个圆周延伸。优选地，相对于压缩机壳体的纵向轴线，开口大体上横跨蜗壳通道的整个径向长度延伸。

压缩机壳体优选地包括轴向入口和在轴向入口与环形扩散器第一壁体构件之间延伸的中间部分。轴向入口和/或中间部分可以与压缩机壳体的其余部分(例如环形扩散器第一壁体构件)一体形成，或者可以单独形成并随后附接到其上。

根据本发明的第二方面，提供了一种制造压缩机的方法，包括：

根据本发明的第一方面制造压缩机壳体；

提供具有环形扩散器第二壁体构件和环形出口蜗壳第二壁体构件的主体，将主体与压缩机壳体组装，使得环形扩散器第一壁体构件的表面和环形扩散器第二壁体构件的表面限定环形扩散器通道并且环形出口蜗壳第一壁体构件的表面和环形出口蜗壳第二壁体构件的表面限定出环形出口蜗壳，环形出口蜗壳位于扩散器通道的下游并与扩散器通道流体连通；

将叶轮安装在压缩机壳体内，叶轮安装在用于围绕所述纵向轴线旋转的轴上，叶轮具有多个叶片，扩散器通道环绕所述叶轮，在使用期间叶片的尖端扫过所述扩散器入口。

主体可以是涡轮机的部件，包括轴承壳体和/或扩散板。

环形扩散器第二壁体构件的表面可以大体上平行于径向方向(相对于压缩机壳体纵向轴线)。或者，环形扩散器第二壁体构件的表面可以相对于径向方向倾斜。环形扩散器第二壁体构件的表面可以大体上平行于环形扩散器第一壁体构件的表面。环形扩散器第二壁体构件的表面可以是弯曲的。

根据本发明的第三方面，提供了一种制造涡轮增压器的方法，包括根据本发明的第二方面制造压缩机，以及将该压缩机与涡轮机和轴承组件组装以形成涡轮增压器。

根据本发明的第四方面，提供了一种使用根据第一方面的方法制造的压缩机壳体。

根据本发明的第五方面，提供了一种使用根据第二方面的方法制造的压缩机。

根据本发明的第六方面，提供了一种使用根据第三方面的方法制造的涡轮增压器。

通过参考下文的说明，本发明的其它有利特征和优选特征将变得显而易见。

附图说明

现在将参照附图仅通过示例的方式来说明本发明的具体实施例，其中：

图1是已知的可变几何涡轮增压器的轴向横截面；

图2是与图1所示的压缩机壳体略微不同的压缩机壳体的后透视图(为了说明目的省略了叶轮)；

图3是沿着轴向平面截取的图2所示压缩机壳体的上半部的横截面图；

图4是根据本发明的方法在制造压缩机壳体的方法中使用的模具和型芯的轴向横截面图；

图5是根据本发明的方法制造的压缩机壳体的上半部的轴向横截面图(但是是在根据该方法切割压缩机壳体之前的轴向横截面图)；

图6是在使用根据本发明的方法切割压缩机壳体之后，图5所示的压缩机壳体的扩散器和蜗壳的放大横截面图；

图7a至图7d示出了对应于图6的视图，但是分别是沿相对于蜗壳出口的0°、90°、180°和270°的轴平面截取的视图；

图8是对应于图6的视图，但是其中压缩机壳体与轴承壳体的壁体构件被组装以形成压缩机；

图9是示出在使用期间图8的压缩机中的气流方向的示意性流动图；

图10是示出对于具有开放的“D形截面”蜗壳的压缩机(例如图5所示的压缩机壳体(即在进行切割之前))和对于图8的压缩机(即在已经进行切割之后)，横跨压缩机(即在压缩机入口和蜗壳出口之间)的标准化质量流量的总压力比(t-t)的变化的曲线图；

图11是示出对于具有开放的“D形截面”蜗壳的压缩机(例如图5所示的压缩机壳体(即在进行切割之前))和对于图8的压缩机(即在已经进行切割之后)，横跨压缩机(即在压缩机入口和蜗壳出口之间)的标准化质量流量的总效率(t-t)的变化的曲线图；以及

图12是对应于图4的视图，但是其中型芯是砂芯301′。

具体实施方式

参考图1至图3，示出了已知的可变几何涡轮增压器，包括通过轴承组件60互连的涡轮机41和压缩机40。

涡轮机41包括安装在轴4的一端上用于在涡轮机壳体1内旋转的涡轮5。压缩机40包括安装在轴4的另一端上用于在压缩机壳体2内旋转的叶轮6。压缩机壳体2具有中心纵向轴线4a。

涡轮机壳体1和压缩机壳体2通过中心轴承壳体3互连。涡轮增压器轴4从涡轮机壳体1穿过轴承壳体3延伸到压缩机壳体2。轴4在位于轴承壳体3中的轴承上围绕大体平行于压缩机壳体2的纵向轴线4a并且与压缩机壳体2的纵向轴线4a重合的轴线旋转。

在压缩机壳体2和轴承壳体3之间是扩散器板2a，其被做成凹形以容纳压缩机叶轮6的内侧部分，即最接近轴承壳体3的部分，以提高压缩机40的效率。

涡轮机壳体1限定入口蜗壳7，来自内燃机(未示出)的气体被输送到入口蜗壳7。排气从入口蜗壳7经由环形入口通道9和涡轮5流动到轴向出口通道8。入口通道9在一侧上被可移动环形壁体构件11的径向壁体的面10限定，可移动环形壁体构件11通常被称为“喷嘴环”，并且在相对侧上被环形护罩12限定，环形护罩12形成面向喷嘴环11的入口通道9的壁体。护罩12覆盖涡轮机壳体1中的环形凹部13的开口。

喷嘴环11支撑周向分布且等间隔的入口叶片14的阵列，每个入口叶片14延伸横跨入口通道9。叶片14被定向为使流过入口通道9的气体朝向涡轮5的旋转方向偏转。当喷嘴环11靠近环形护罩12时，叶片14穿过护罩12中的适当构造的狭槽伸入凹部13中。

喷嘴环11的位置由在US 5,868,552中所公开的致动器组件类型控制。致动器(未示出)可操作以通过致动器输出轴(未示出)调节喷嘴环11的位置，致动器输出轴连接到轭15。轭15又接合轴向延伸的致动杆16，致动杆16支撑喷嘴环11。因此，通过适当地控制致动器(致动器可以是气动的或电动的)，可以控制杆16的轴向位置，从而控制喷嘴环11的轴向位置。涡轮5的速度取决于流过环形入口通道9的气体的速度。对于流入入口通道9的固定的气体质量流量，气体速度是入口通道9的宽度的函数，宽度可通过控制喷嘴环11的轴向位置来调节。图1示出了环形入口通道9完全打开。通过使喷嘴环11的面10朝向护罩12移动，入口通道9可以被关闭到最小。

喷嘴环11具有轴向延伸的径向内部环形凸缘17和径向外部环形凸缘18，其延伸到设置在轴承壳体3中的环形腔19中。内部密封环20和外部密封环21被提供以分别相对于环形腔19的内环形表面和外环形表面密封喷嘴环11，同时允许喷嘴环11在环形腔19内滑动。内部密封环20被支撑在形成于腔19的径向内环形表面中的环形凹槽内，并靠在喷嘴环11的内部环形凸缘17上。外部密封环20被支撑在形成于腔19的径向外环形表面中的环形凹槽内，并靠在喷嘴环11的外部环形凸缘18上。

参考图2和图3，压缩机壳体2限定轴向入口42和环形扩散器通道43。压缩机壳体2还包括限定出口蜗壳通道91的环形出口蜗壳44。

轴向入口42由压缩机壳体2的大体上环形的径向内表面67限定，其大体上以压缩机壳体纵向轴线4a为中心。径向内表面67从进气口66轴向向内(即朝向环形扩散器通道43)延伸到环形中间表面50。

中间表面50从径向内表面67的轴向内侧端延伸并且中间表面50是内表面67的延伸部分。当中间表面50从内表面67的轴向内侧端延伸时，其从轴向方向4a弯曲到径向方向(相对于压缩机壳体纵向轴线4a)。

环形扩散器通道43在径向方向上从与叶轮6流体连通的扩散器入口48延伸到与环形出口蜗壳44流体连通的扩散器出口51。环形扩散器通道43由环形扩散器第一壁体构件82的表面81和环形扩散器第二壁体构件84的相对表面83限定。在所述实施例中，环形扩散器第二壁体构件84由扩散器板2a形成。相对表面81、83大体上彼此平行并且大体上垂直于压缩机壳体2的纵向轴线4a。

环形扩散器第一壁体构件82的表面81具有大体环形的形状，其大体上以压缩机壳体2的纵向轴线4a为中心。环形扩散器第一壁体构件82的表面81从入口端81a径向向外延伸到出口端81b。环形扩散器第一壁体构件82的表面81具有从出口端81b径向向内延伸的出口部分101。

环形扩散器第二壁体构件84的表面83是大体上平面的盘，其沿其径向长度大体上是连续的。表面83具有形成环形出口端83b的径向外端。

叶轮6被安装在轴4上的轴向入口42和环形出口蜗壳44之间。叶轮6具有多个叶片45，每个叶片具有前径向边缘46、尖端47和弯曲边缘49，在使用中前径向边缘46在轴向入口42内旋转，尖端47扫过环形扩散器通道43的环形入口48，并且弯曲边缘49限定在前径向边缘46和扫过压缩机壳体2的中间表面50的尖端47之间。在这方面，中间表面50具有大体上与叶轮叶片45的弯曲轮廓匹配的弯曲轮廓。

从涡轮机入口蜗壳7流到出口通道8的气体流过涡轮5，并且因此，扭矩被施加到轴4以驱动压缩机叶轮6。压缩机叶轮6在压缩机壳体2内的旋转对环境空气加压，通过进气口66吸入空气，通过轴向入口42到达叶轮6，叶轮6通过环形扩散器通道43将加压空气输送到出口蜗壳44。然后，空气从蜗壳44的出口75被输送并供给到内燃机(未示出)。

出口蜗壳44的内表面90限定环形出口蜗壳通道91，其沿着围绕压缩机壳体纵向轴线4a周向延伸的蜗壳通道轴线99从蜗壳尾部延伸到蜗壳出口75。蜗壳44具有大体上卷轴的形状。

蜗壳44的内表面90在围绕蜗壳通道轴线99的周向上从设置在第一环形扩散器壁体构件82的表面81的出口端81b处的入口端103延伸到环形径向外端104，外端104设置在第二环形扩散器构件84的表面83的出口端83b处。内表面90相对于蜗壳通道轴线99具有大体上恒定的半径，使得内表面90具有围绕蜗壳通道轴线99的大体上圆形的横截面。

蜗壳44的内表面90具有从第一环形扩散器壁体构件82的表面81的环形出口端81b轴向向外(即远离扩散器通道43)延伸的环形第一部分102。

已知的是，形成第一部分102以使得其从第一环形扩散器壁体构件82的表面81的环形出口端81b径向向内(相对于压缩机壳体纵向轴线4a)延伸，以形成径向向外突出的环形唇缘200(参见图1)，环形唇缘200沿着其径向长度弯曲，环形唇缘200沿着第一表面81的环形出口端81b延伸。提供这种弯曲唇缘200的优点在于，当气流从涡壳44的内表面90的第一部分102朝向扩散器出口51流动时，唇缘200起到更好地将出口蜗壳44中的循环气流与离开扩散器出口51的气流对准的作用，从而减少损耗。通过对铸造压缩机壳体(例如砂芯或金属芯，如下所述)的型芯的外表面进行适当成形，制造用于形成唇缘200的第一部分102的形状。

出口蜗壳可以由单个件或由随后附接在一起的多个件形成。

已知的是，使用砂型铸造来制造具有如图1至图3所示的唇缘200的横截面形状的单件式闭合蜗壳。在砂型铸造中，模具位于砂芯周围。合适的粘合剂(通常为粘土)通常与砂混合，并且混合物通常用水润湿(但有时也用其它物质润湿)，以提供适合于模制的型芯的强度和可塑性。砂在模具周围被压实以提供所需的型芯形状。

模具被定位成封闭砂芯以在模具的内表面和砂芯的外表面之间限定模具型腔。因此，模具的内表面限定出口蜗壳(以及扩散器和轴向入口)的外表面的形状，并且砂芯的外表面限定出口蜗壳(以及扩散器和轴向入口)的内表面的形状。

将熔融金属注入模具型腔中。一旦熔融金属冷却并固化，就移除模具，并且将砂粒通过蜗壳出口倾倒出来而以压缩机壳体内部移除砂芯。

砂型铸造的缺点在于，在铸造过程中，砂芯的形状可能改变，导致尺寸不一致。此外，它产生相对差的表面光洁度，其在使用期间导致气流损耗。

还已知的是，使用压铸以制造具有该横截面形状的多件式闭合蜗壳。在压铸中，熔融金属在压力下被迫进入模具型腔。模具型腔限定在模具的内表面和位于模具内的金属芯的外表面之间。

在该过程中，使用压铸将压缩机壳体的多个部分(相对的轴向部分)单独形成，然后组装在一起以形成具有上述横截面形状(设置有所述唇缘的圆形横截面形状)的蜗壳内表面。压铸是有利的，因为其提供比砂型铸造更好的表面光洁度，这提供了更好的性能并且减少了气流的损耗。然而，由于多个部分之间的接口，蜗壳具有泄漏和密封度的问题，导致气流的损耗和低效率。

此外，目前不可能使用压铸形成具有设置有唇缘200的横截面形状的单件式蜗壳，因为在铸造工艺完成之后唇缘200将阻止金属芯从蜗壳中移出。

此外，由于压铸的相对高的加工成本，需要制造大量的压缩机壳体，以便使制造过程在经济上可行。

参考图4，示出了适于使用根据本发明的第一方面的方法的形成图5所示的压缩机壳体的模具300和型芯301。型芯301具有成形为限定压缩机壳体的内表面的外表面303。模具300具有成形为限定压缩机壳体的外表面的内表面304。根据本发明的方法，型芯301与模具300一起布置，以在型芯301和模具300的表面303、304之间限定模具型腔302。模具型腔302具有与待形成的压缩机壳体的形状对应的形状。

在所述实施例中，型芯是由金属制成的实心型芯，并且压缩机壳体使用压铸形成。在这方面，熔融金属在压力下被压入模具型腔302中。熔融金属在模具型腔302内冷却和固化，以形成图5所示的压缩机壳体500。

一旦压缩机壳体500已经在模具型腔302中形成，则将其从模具腔302移除。在这方面，模具301包括蜗壳形成部分305，其具有限定压缩机壳体500的蜗壳144的内表面190a的外表面(参见图5)。当型芯301从模具300移除时，其在压缩机壳体500的纵向轴线4a的方向上穿过由第一壁体构件185限定的径向延伸的开口306被移除(如下文更详细的说明)。

参考图5，示出了通过上述相对于图4的压铸法形成的压缩机壳体500。压缩机壳体500类似于图1至图3所示的压缩机壳体2，其中相应的特征将标有在相同的参考标号上加上100的标号。下面将说明图5的压缩机壳体500和图1至图3所示的压缩机壳体之间的差别。

压缩机壳体500具有纵向轴线104a。与图1至图3的压缩机壳体一样，压缩机壳体500限定轴向入口142。

轴向入口142由压缩机壳体500的大体上环形的径向内表面167限定，径向内表面167大体上以压缩机壳体纵向轴线4a为中心。径向内表面167从进气口166轴向向内(即朝向环形扩散器通道143)延伸到环形中间表面150。

中间表面150从径向内表面167的轴向内侧端延伸并且是内表面167的延伸部分。当中间表面150从内表面167的轴向内侧端延伸时，其从轴向方向4a弯曲到径向方向(相对于压缩机壳体纵向轴线4a)。

压缩机壳体500包括环形扩散器第一壁体构件182，其具有用于与环形扩散器第二壁体构件184的相对表面183一起限定的表面181(如下文相对于图8所说明的)。

环形扩散器第一壁体构件182的表面181从设置在中间表面150的径向外端处的环形入口端181a径向向外延伸到环形出口端181b。

表面181大体上是平面的，在相对于压缩机壳体纵向轴线104a的径向平面上延伸。表面181a具有大体环形的形状，并大体上以纵向轴线104a为中心。表面181在大体上垂直于纵向轴线104a的平面上延伸。

表面181具有从出口端181b径向向内延伸的出口部分201。

为了避免疑义，出口部分201在大体上垂直于压缩机壳体500的纵向轴线104a的径向平面上延伸。

限定轴向入口142的压缩机的部分与环形扩散器第一壁体构件182一体形成。压缩机壳体500形成为单个件。

压缩机壳体500还包括环形出口蜗壳第一壁体构件185。环形出口蜗壳第一壁体构件185具有表面190a，表面190a用于与环形出口蜗壳第二壁体构件187的相对表面190b一起限定环形出口蜗壳144(如下面相对于图8所说明的)。出口蜗壳的第一壁体构件185的表面190a限定了蜗壳通道350，蜗壳通道350沿着蜗壳通道轴线215在围绕压缩机壳体纵向轴线104a的周向上延伸，终止于蜗壳出口(未示出)。

环形出口第一壁体构件185的内表面190a在围绕蜗壳通道轴线215的周向上从设置在环形扩散器第一壁体构件182的表面181的出口端181b处的入口端203延伸到环形径向外端204。

出口蜗壳第一壁体构件185的表面190a具有环形第一部分202，环形第一部分202从入口端203轴向向外延伸(即，当扩散器第一壁体构件182与扩散器第二壁体构件187组装时，远离扩散器通道143，如下所述)。参见图5，第一部分202是表面190a的大体上平行于轴向方向104a的部分。

表面190a还具有从表面190a的径向外端204轴向向内延伸的径向外部部分190c。径向外部部分190c大体上平行于轴向方向104a。

第一部分202和径向外部部分190c由环形基部190d连接。基部190d沿其长度围绕蜗壳通道轴线215在周向上弯曲，并且具有大体上恒定的曲率半径。在这方面，出口蜗壳第一壁体构件185的表面190a围绕蜗壳通道轴线215形成大体上D形的横截面形状。

第一部分202大体上垂直于环形扩散器第一壁体构件182的表面181的出口部分201。

出口蜗壳的第一壁体构件185的表面190a的第一部分202相对于压缩机壳体纵向轴线104a具有大体上恒定的半径，该半径在围绕蜗壳通道轴线215的周向上横跨第一部分202的长度。在这方面，第一部分202限定沿着纵向轴线在轴向方向104a上延伸的圆柱体，该纵向轴线以压缩机壳体500的纵向轴线104a为中心并与纵向轴线104a重合。

第一角度(A1)对向环形扩散器第一壁体构件182的表面181的出口部分201和环形出口蜗壳第一壁体构件185的表面190a的第一部分202之间。第一角度大体上为270°。

径向延伸开口306设置在环形出口蜗壳第一壁体构件185中。更详细地，蜗壳第一壁体构件185的表面190a限定在入口端203和表面190a的径向外端204之间径向延伸的环形开口306。

在压缩机壳体已经在模具型腔302中形成之后，型芯301的蜗壳形成部分305穿过开口306从蜗壳通道350中移除。由于第一部分202大体上是平面的并且在轴向方向上104a延伸，这允许型芯301的蜗壳形成部分305从蜗壳通道350内移除。

模具300也从压缩机壳体500的外表面移除。

如将在以下说明的，接下来切割施加到环形出口第一壁体构件185的表面190a的第一部分202的一部分上。切割之后的表面190a的形状如图6所示。

通过穿过开口306插入切割工具700，穿过环形出口蜗壳第一壁体构件185中的开口306施加切割(在图6中以轴向横截面示意性地示出)。切割工具的切割表面701与表面190a的第一部分202的一部分接触。

所施加的切割产生表面190a的切割部分210。切割部分210包括三个部分210a至210c。部分210a至210c在围绕蜗壳通道轴线215的周向上被布置为端对端的构型。在这方面，第一部分210a从设置在表面190a的入口端203处的第一端延伸到第二端。第一部分210a相对于环形扩散器第一壁体构件182的表面181的出口部分201以第二角度(A2)倾斜。第二角度(A2)大体上为290°。

参考图6所示的轴向平面，将理解的是，第一角度和第二角度(A1，A2)是指在围绕压缩机壳体500的纵向轴线104a的相同周向位置处所对向的角度。在这方面，第一角度和第二角度(A1，A2)是由在相同的轴向平面中相应的所述表面相对于压缩机壳体纵向轴线104a所对向的角度。

第二部分210b的第一端从第一部分210a的第二端延伸到第二部分210b的第二端。第三部分210c的第一端从第二部分210b的第二端延伸到第三部分210c的第二端。

切割部分210在围绕蜗壳通道轴线215的周向上具有的长度大体上为在围绕蜗壳通道轴线215的周向上的出口蜗壳的第一壁体构件185的表面190a的长度的20％。

切割部分210从环形扩散器第一壁体构件182的表面181的出口端181b径向向内延伸(相对于压缩机壳体500的纵向轴线104a)。在这方面，切割部分210从环形出口第一壁体构件185的表面190a的入口端203径向向内延伸。

在这方面，切割部分210的第一部分210a从出口端181b，相对于环形扩散器第一壁体构件182的表面181的出口端181b径向向内延伸。

部分210a至210c中的每个相对于环形扩散器第一壁体构件182的表面181的出口部分201处于不同的角度。如上所述，第一部分210a相对于环形扩散器第一壁体构件182的表面181的出口部分201以大体290°的角度(A2)倾斜。第二部分210b相对于环形扩散器第一壁体构件182的表面181的出口部分201以大体270°的角度倾斜。第三部分210c相对于环形扩散器第一壁体构件182的表面181的出口部分201以大体250°的角度倾斜。

切割部分210的部分210a至210c近似于相对于蜗壳通道轴线215的凹曲线，凹曲线面向蜗壳通道350，并且相对于蜗壳通道轴线215具有与基部190c的半径大体上相同的半径。

使用单切割操作进行切割。在这方面，切割工具700是具有环形切割表面的车床，该环形切割表面与表面190a的第一部分202接合以形成切割部分210。

通过围绕压缩机壳体纵向轴线104a相对于环形出口蜗壳第一壁体构件185旋转切割工具700的切割表面701来进行切割。在这方面，环形出口第一壁体构件185保持静止，并且切割工具围绕压缩机壳体500的纵向轴线104a旋转。应当理解，可选地或另外地，压缩机壳体500可以被旋转。

切割大体上是围绕出口蜗壳第一壁体构件185的表面190a的第一部分202的整个圆周进行的。因此，切割部分210大体上围绕第一部分202的整个圆周延伸(围绕压缩机壳体纵向轴线104a的圆周)。切割部分形成在围绕压缩机壳体纵向轴线104a的周向上延伸的唇缘600。唇缘600还在围绕蜗壳通道轴线的周向上延伸。

图7A至图7D示出了在相对于压缩机壳体纵向轴线104a的不同周向位置处，具体地，相对于蜗壳出口分别沿0°，90°，180°和270°的轴向平面进行切割的形状。

切割部分210具有在围绕压缩机壳体纵向轴线104a的周向位置处大体上恒定的形状。在这方面，在围绕蜗壳通道轴线215的周向上的切割部分210的长度在围绕压缩机壳体纵向轴线104a的周向位置处大体上恒定。此外，第二角度(A2)在围绕压缩机壳体纵向轴线的周向位置处大体上恒定。这是有利的，因为其允许更简单的机器操作来加工切割。具体地，其允许使用车床在单操作中加工切割。

第二角度(A2)大于在环形扩散器第一壁体构件182的表面181的出口部分201与环形出口蜗壳第一壁体构件185的表面190a的未切割第一部分202之间对向的第一角度(A1)。当气流从表面190a的第一部分202(即，切割部分210)朝向扩散器出口151流动时，这起到更好地将出口蜗壳中的循环气流与离开扩散器出口151的气流对准的作用，从而减小损耗。

相对于表面190a使用切割表面的单次连续旋转来使用单切割操作进行切割。

应当理解，本说明书(和权利要求书)中所指的角度是由向外的相应表面所对向的外部角度(与由表面所对向的内部角度相反)。

环形扩散器第一壁体构件182的表面181的出口端181b具有相对于压缩机壳体纵向轴线104a的半径，该半径在其围绕纵向轴线104a的周向位置处大体上恒定。这是有利的，因为其允许更简单的机器操作来加工切割。具体地，其允许在单车削操作中加工切割。这允许使用车床进行切割。

参考图7a至图7d，示出了在所示的每个周向位置处的蜗壳的横截面积(A)(沿轴向平面取得)的形心(C)的位置。形心(C)具有形心半径(R)，其是相对于纵向轴线104a的形心(C)半径。蜗壳被成形为使得蜗壳横截面积(A)(沿轴向平面取得)与形心半径(R)的比率随着从蜗壳出口175到蜗壳尾部的周向位置而线性减小。

上述围绕型芯301铸造压缩机壳体500、穿过开口306移除型芯并且穿过开口306在出口蜗壳第一壁体构件185中施加所述切割的方法允许使用压铸(或任何合适类型的铸造)生产单件式蜗壳，该单件式蜗壳比起其它情况下可能生产的蜗壳具有更好地将出口蜗壳中的循环气流与离开扩散器的气流对准的横截面形状。压铸是有利的，因为其提供了良好的表面光洁度，减少了气流的损耗。

参考图8，图6的切割压缩机壳体500与主体501被组装在一起，并且叶轮(未示出)被安装在压缩机壳体500内，以形成压缩机。

更详细地，主体501是涡轮增压器的轴承组件(例如图1的涡轮增压器的轴承组件60)的壁体构件。主体501是径向延伸的大体平面的主体。

主体501具有形成环形扩散器第二壁体构件184的径向内部部分。环形扩散器第二壁体构件184具有相对于压缩机壳体纵向轴线104a大体上平行于径向方向的表面183，并且主体501被安装到压缩机壳体500上以使得环形扩散器第二壁体构件184的表面183与环形扩散器第一壁体构件182的表面181相对并且与其一起限定环形扩散器通道143。

与图1至图3的扩散器通道一样，环形扩散器通道143从入口延伸到出口151。

主体501的径向外部部分形成环形蜗壳第二壁体构件187。主体501被安装到环形出口第一壁体构件185，使得主体的径向外部部分形成环形出口蜗壳第二壁体构件187，环形出口蜗壳第二壁体构件187的表面190b与环形出口第一壁体构件185的表面190a相对并且与其限定蜗壳通道191。在这方面，表面190b封闭环形出口第一壁体构件185中的开口306，其中蜗壳通道350形成蜗壳通道191。

在这方面，第二环形出口蜗壳壁体构件187的表面190b邻接环形出口蜗壳第二壁体构件187的表面190a的径向外端204，提供了蜗壳通道191的封闭径向外端。

压缩机可以与涡轮机组装以形成涡轮增压器(例如，使用如图1所示的压缩机、轴承组件和涡轮机的布置)。

图9是示出在图8的周向位置处的图8的蜗壳144的气流的方向和大小的流动图。从图9可以看出，通过进行切割，沿着切割部分210朝向扩散器出口151的气流更好地与离开扩散器出口的气流(与没有进行切割的情况相比)对准。这减少了气流的损耗，从而提高了压缩机的性能。

通过切割获得的性能的改进在图10和图11中示出。

图10是示出对于开放的“D形截面”蜗壳(例如图5所示的压缩机壳体(即在进行切割之前))的压缩机，横跨压缩机的标准化质量流量的总压力比(t-t)的变化(由线“A”所示)，以及对于图8的压缩机(即在已经进行切割之后)，横跨压缩机的标准化质量流量的总压力比(t-t)的变化(由线“B”所示)。

从图10可以看出，相比于图5所示的压缩机壳体(即尚未进行切割)，对于图8的压缩机(即已经进行过切割)，在穿过压缩机的标准化质量流量的整个范围内，总压力比更高。

图11是示出对于开放的“D形截面”蜗壳(例如图5所示的压缩机壳体(即在进行切割之前))的压缩机，横跨压缩机的标准化质量流量的总效率(t-t)的变化(由线“A”所示_，以及对于图8的压缩机(即在已经进行切割之后)，横跨压缩机的标准化质量流量的总效率(t-t)的变化(由线“B”所示)。

从图11可以看出，相比于图5所示的压缩机壳体(即尚未进行切割)，对于图8的压缩机(即已经进行过切割)，在穿过压缩机的标准化质量流量的整个范围内，总效率比更高。

从上文可以看出，上述制造方法的优点在于，相比其它情况下可能生产的蜗壳，围绕模具内的型芯铸造压缩机壳体、移除型芯并且穿过出口蜗壳第一壁体构件中的开口施加上述切割允许使用压铸生产具有更好地将出口蜗壳中的循环气流与离开扩散器的气流对准的横截面形状的单件式蜗壳，因为在切割之前，型芯可穿过出口蜗壳中的开口被移除。压铸是有利的，因为其能提供了良好的表面光洁度，减少了气流的损耗。

应当理解，在不背离本发明由权利要求限定的范围的情况下，可以对上述方法进行多种修改。

例如，在所述实施例中，切割部分210从环形扩散器第一壁体构件182的表面181的出口端181b延伸。或者，切割部分可从设置在出口端181b(即表面190a的入口端203)和表面190a的径向外端204之间的点上的第一端延伸。

在所述实施例中，切割部分包括多个部分210a至210c。或者，切割部分210可以包括更多或更少的切割部分。例如，切割部分可以仅包括单个部分，例如部分210a。

在所述实施例中，相对于表面181的出口部分201的切割部分210a的角度大体上为290°。第二角度可以大于或等于270°，优选大于270°。切割部分与出口部分可以成大于270°且小于350°的角度。优选地，切割部分与出口部分成大于或等于280°且小于或等于320°的角度。优选地，切割部分与扩散器第一壁体构件的表面的出口部分在至少一个周向位置处成斜角。

在所述实施例中，每个切割部分210a至210c大体上是平面的。然而，应当理解，切口部分中的一个或多个可以在相对于蜗壳通道轴线215的周向上弯曲。

在进行切割之前，出口蜗壳第一壁体构件185的表面190a可以具有相对于蜗壳通道轴线215的半径，该半径在所述表面的周向位置处(围绕蜗壳通道轴线)大体上恒定。在这方面，在进行切割之前，出口蜗壳第一壁体构件185的表面可以围绕蜗壳通道轴线215形成大体上圆形的横截面形状。表面198可以具有任何合适的横截面形状。

切割部分210可以具有在围绕蜗壳通道轴线215的周向上的长度，该长度小于或等于在围绕蜗壳通道轴线的周向上的出口蜗壳的第一壁体构件185的表面190b的长度的一半。切割部分的所述长度可以小于或等于表面190b的所述长度的50％，优选小于或等于50％且大于或等于5％，更优选小于或等于40％且大于或等于10％，甚至更优选小于或等于30％且大于或等于所述长度的20％。

在所述实施例中，切割、以及因此切割部分在围绕压缩机壳体纵向轴线104a的周向上大体上围绕表面190a的第一部分202的圆周延伸。或者，切割、以及因此切割部分210可以在周向上仅部分地围绕纵向轴线104a延伸。

在上述实施例中，切割部分在围绕压缩机壳体纵向轴线104a的周向上具有基本恒定的横截面形状。或者，切割部分可以在所述周向上具有变化的横截面。

此外，环形扩散器第一壁体构件182的表面181的出口端181b可以具有在围绕压缩机壳体纵向轴线104a的周向位置处变化的半径。

在上述实施例中，使用压铸来形成压缩机壳体500。

或者，型芯可以是颗粒材料的型芯。在这方面，型芯可以由砂或任何其它合适的颗粒材料制成。熔融金属可以通过被注入或倾倒进模具型腔中而进入模具型腔中。熔融金属可以通过重力被供给到模具型腔中。

参考图12，示出了与图4对应的视图，但是其中型芯是砂芯301′。在型芯是颗粒材料型芯的情况下，例如砂芯301′，由环形支撑构件800穿过出口蜗壳第一壁体构件185中的开口306支撑该型芯。在这方面，砂芯301′大体上在围绕压缩机壳体纵向轴线104a的型芯301′的整个周向长度上穿过开口306被支撑。这是有利的，因为它减少了在铸造过程中砂芯301′的任何移动，提供了提高的尺寸一致性。

砂芯301′可以主要穿过开口306从压缩机壳体500被移除，但是可替代地或另外地，可以穿过蜗壳的出口175被移除。

在所述实施例中，主体501由轴承组件形成。或者，主体可由包括扩散板的涡轮增压器的任何合适的部件形成。

在所述实施例中，使用单次连续切割操作切割压缩机壳体500。或者，可以使用多个不同的切割操作。

在所述实施例中，形成轴向入口142的压缩机壳体的部分与环形扩散器第一壁体构件182一体形成。或者，轴向入口142可与环形扩散器第一壁体构件182分开形成，并通过任何合适的附接装置附接到环形扩散器第一壁体构件182上。

在所述实施例中，环形扩散器第一壁体构件的表面181大体上垂直于纵向轴线104a。或者，表面181可相对于纵向轴线104a的垂直方向倾斜，即相对于径向方向倾斜。

此外，出口部分201可以相对于纵向轴线104a的垂直方向倾斜，即相对于径向方向倾斜。

另外，环形扩散器第一壁体构件的表面181，包括出口部分201，可以是弯曲的。

Claims (41)

1.一种制造压缩机壳体的方法，包括：

布置模具和型芯，以便在所述型芯的表面和所述模具的表面之间限定模具型腔，所述模具型腔具有压缩机壳体的形状；

在模具型腔内提供熔融金属并使所述熔融金属凝固以形成压缩机壳体；

所述压缩机壳体具有纵向轴线并且用于容纳叶轮，所述叶轮被安装成围绕轴线旋转；

所述压缩机壳体包括环形扩散器第一壁体构件，所述环形扩散器第一壁体构件具有用于与环形扩散器第二壁构件的相对表面限定环形扩散器通道的表面；

所述扩散器的所述第一壁构件的所述表面从环形入口端径向向外延伸到环形出口端，并且具有从所述出口端径向向内延伸的环形出口部分；

所述压缩机壳体还包括环形出口蜗壳第一壁体构件，所述环形出口蜗壳第一壁体构件具有用于与环形出口蜗壳第二壁体构件的表面限定环形出口蜗壳通道的表面；

所述环形出口蜗壳第一壁体构件的所述表面限定蜗壳通道，所述蜗壳通道围绕所述压缩机壳体纵向轴线沿着周向延伸的蜗壳通道轴线延伸；

所述环形出口蜗壳第一壁体构件的所述表面具有设置在所述扩散器的所述第一壁体构件的所述表面的所述出口端处的环形入口端，所述环形出口蜗壳第一壁体构件的所述表面具有环形第一部分，所述环形第一部分从所述环形入口端轴向向外延伸；

所述压缩机壳体被形成为使得对于围绕所述压缩机壳体纵向轴线的至少一个周向位置，第一角度在所述扩散器第一壁体构件的所述表面的所述出口部分和所述出口蜗壳第一壁体构件的所述表面的所述第一部分之间对向；

所述出口蜗壳第一壁体构件形成有开口；

其中在所述压缩机壳体已经在所述模具型腔中形成之后，所述型芯从所述蜗壳通道移除；

一旦所述型芯已经从所述蜗壳通道移除，则在所述至少一个周向位置处，通过所述开口将切割施加到所述出口蜗壳第一壁体构件的所述表面的所述第一部分，以产生切割部分，从而使得在所述至少一个周向位置处，第二角度在所述切割部分和所述扩散器第一壁体构件的所述表面的所述出口部分之间对向，其中所述第二角度大于所述第一角度。

2.根据权利要求1所述的制造压缩机壳体的方法，其中所述切割部分在所述至少一个周向位置处沿着所述扩散器的第一壁体构件的所述表面的所述出口端径向向内延伸。

3.根据权利要求1或2所述的制造压缩机壳体的方法，其中所述切割部分形成围绕所述蜗壳通道轴线在周向方向上延伸的唇缘。

4.根据前述权利要求中任一项所述的制造压缩机壳体的方法，其中所述切割部分在所述至少一个周向位置处与所述扩散器第一壁体构件的所述表面的所述出口部分成斜角。

5.根据前述权利要求中任一项所述的制造压缩机壳体的方法，其中所述切割部分在所述至少一个周向位置处与所述扩散器第一壁体构件的所述表面的所述出口部分成大于或等于270°的角度。

6.根据权利要求5所述的制造压缩机壳体的方法，其中所述切割部分与所述出口部分成大于270°且小于或等于350。的角度。

7.根据权利要求6所述的制造压缩机壳体的方法，其中所述切割部分与所述出口部分成大于或等于280°且小于或等于320°的角度。

8.根据权利要求7所述的制造压缩机壳体的方法，其中所述切割部分与所述出口部分成大体290°的角度。

9.根据前述权利要求中任一项所述的制造压缩机壳体的方法，其中所述出口蜗壳的所述第一壁体构件的所述表面围绕所述蜗壳通道轴线在周向方向上从所述表面的所述入口端延伸到所述表面的径向外端，并且所述出口的所述第一壁体构件的所述表面相对于所述蜗壳通道轴线具有随着围绕所述蜗壳通道轴线的所述表面的周向位置而变化的半径。

10.根据权利要求9所述的制造压缩机壳体的方法，其中在进行所述切割之前，大体上沿着其在所述压缩机壳体纵向轴线的方向上的长度，所述出口蜗壳的所述第一壁体构件的所述表面的所述第一部分相对于所述压缩机壳体纵向轴线具有大体上恒定的半径，所述蜗壳出口的所述第一壁体构件的所述表面具有径向外部部分，所述径向外部部分在所述表面的所述径向外端轴向向外延伸，并且具有横跨其在所述压缩机壳体纵向轴线的方向上的长度的大体恒定的半径，所述表面还具有在所述第一部分和所述径向外部之间延伸的基部。

11.根据权利要求10所述的制造压缩机壳体的方法，其中所述基部沿其长度围绕所述蜗壳通道轴线在周向上弯曲。

12.根据前述权利要求中任一项所述的制造压缩机壳体的方法，其中，所述切割部分围绕所述蜗壳通道轴线在周向上从第一端延伸到第二端，其中所述切割部分的所述第一端在所述至少一个周向位置处设置在所述出口蜗壳的所述第一壁体构件的所述表面的所述入口端。

13.根据前述权利要求中任一项所述的制造压缩机壳体的方法，其中所述切割部分具有在围绕所述蜗壳通道轴线的周向上的长度，所述长度小于或等于在围绕蜗壳通道轴线的周向上的所述出口蜗壳的所述第一壁体构件的所述表面的长度的一半。

14.根据前述权利要求中任一项所述的制造压缩机壳体的方法，其中在所述至少一个周向位置处，所述切割部分相对于所述扩散器的所述第一壁体构件的所述表面的所述出口部分的所述角度沿着其围绕蜗壳通道轴线在周向上的长度是恒定的。

15.根据权利要求1至13中任一项所述的制造压缩机壳体的方法，其中在所述至少一个周向位置处，所述切割部分相对于所述扩散器的所述第一壁体构件的所述表面的所述出口部分的所述角度沿着其围绕蜗壳通道轴线在周向上的长度是变化的。

16.根据权利要求15所述的制造压缩机壳体的方法，其中所述切割部分包括在所述周向上延伸的多个部分，所述多个部分相对于所述出口部分以不同的角度倾斜。

17.根据权利要求16所述的制造压缩机壳体的方法，其中所述多个部分近似于面向所述蜗壳通道的凹曲线。

18.根据权利要求17所述的制造压缩机壳体的方法，其中所述出口蜗壳第一壁体构件的所述表面从所述出口蜗壳的所述第一壁体构件的所述表面的所述入口端弯曲至所述表面的所述径向外端并且所述多个部分近似于曲线，所述曲线的半径与所述出口蜗壳第一壁体构件的所述表面的曲率大体相同。

19.根据前述权利要求中任一项所述的制造压缩机壳体的方法，其中所述切割通过单切割操作进行。

20.根据前述权利要求中任一项所述的制造压缩机壳体的方法，其中所述至少一个周向位置是围绕所述压缩机壳体纵向轴线的多个周向位置。

21.根据权利要求20所述的制造压缩机壳体的方法，其中所述切割部分围绕所述压缩机壳体纵向轴线在所述第一部分的大体整个圆周周围延伸。

22.根据权利要求20或21所述的制造压缩机壳体的方法，其中所述切割部分在围绕所述压缩机壳体纵向轴线的周向位置处具有大体上恒定的形状。

23.根据权利要求20至22中任一项所述的制造压缩机壳体的方法，其中所述第二角度在围绕所述压缩机壳体纵向轴线的周向位置处大体上是恒定的。

24.根据权利要求20至23中任一项所述的制造压缩机壳体的方法，其中所述扩散器出口的所述第一壁体构件的所述表面的所述出口端具有在围绕所述压缩机壳体纵向轴线的周向位置处大体上恒定的半径。

25.根据前述权利要求中任一项所述的制造压缩机壳体的方法，其中在进行所述切割之前，所述出口蜗壳的所述第一壁体构件的所述表面的所述第一部分在所述至少一个周向位置处具有相对于压缩机壳体纵向轴线的大体恒定的半径，所述半径横跨围绕蜗壳通道轴线在周向上的所述第一部分的所述长度。

26.根据前述权利要求中任一项所述的制造压缩机壳体的方法，其中在进行所述切割之前，所述第一部分在所述至少一个周向位置处大体上垂直于所述扩散器第一壁体构件的所述表面的所述出口部分。

27.根据前述权利要求中任一项所述的制造压缩机壳体的方法，其中所述出口蜗壳形成为单个件。

28.根据前述权利要求中任一项所述的制造压缩机壳体的方法，其中所述型芯是实心型芯。

29.根据权利要求28所述的制造压缩机壳体的方法，其中所述熔融金属在压力下注入所述模具型腔中。

30.根据权利要求1至26中任一项所述的制造压缩机壳体的方法，其中所述型芯由颗粒材料制成。

31.根据权利要求30所述的制造压缩机壳体的方法，其中所述型芯由所述出口蜗壳第一壁体构件中的所述开口支撑。

32.根据前述权利要求中任一项所述的制造压缩机壳体的方法，其中所述型芯通过所述出口蜗壳第一壁体构件中的所述开口从所述压缩机壳体移除。

33.一种制造压缩机的方法，包括：

根据前述权利要求中任一项所述的方法制造压缩机壳体；

提供具有环形扩散器第二壁体构件和环形出口蜗壳第二壁体构件的主体，将所述主体与所述压缩机壳体组装，使得所述环形扩散器第一壁体构件的所述表面和所述环形扩散器第二壁体构件的表面限定环形扩散器通道，并且所述环形出口蜗壳第一壁体构件的所述表面和所述环形出口蜗壳第二壁体构件的表面限定环形出口蜗壳，所述环形出口蜗壳位于所述扩散器通道的下游并与所述扩散器通道流体连通；

将叶轮安装在所述压缩机壳体内，所述叶轮安装在用于围绕所述纵向轴线旋转的轴上，所述叶轮具有多个叶片，所述扩散器通道环绕所述叶轮，在使用期间所述叶片的尖端扫过所述扩散器入口。

34.根据权利要求33所述的制造压缩机的方法，其中所述主体是涡轮机的部件。

35.一种制造涡轮增压器的方法，包括根据权利要求34制造压缩机并将所述压缩机与涡轮机和轴承组件组装以形成涡轮增压器。

36.一种使用根据权利要求1至32中任一项所述的方法制造的压缩机壳体。

37.一种使用根据权利要求33或34中任一项所述的方法制造的压缩机。

38.一种使用根据权利要求35所述的方法制造的涡轮增压器。

39.一种大体上参照附图在本说明书中所说明的制造压缩机壳体的方法。

40.一种大体上参照附图在本说明书中所说明的制造压缩机的方法。

41.一种大体上参照附图在本说明书中所说明的制造涡轮增压器的方法。