CN216381523U - 一种涡壳及涡轮增压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及涡轮增压器技术领域，具体公开了一种涡壳及涡轮增压器，该涡壳包括涡壳本体和法兰，涡壳本体具有气道，以及位于气道一端的进气口；法兰凸设于涡壳本体的外表面，且位于进气口处，法兰具有第一端面、第二端面以及连接于第一端面和第二端面之间的外侧面，第一端面与进气口间隔设置，第二端面与进气口齐平，第一端面和涡壳本体的外表面之间设置有圆倒角，圆倒角的至少一部分和外侧面相交。通过设置圆倒角，可使涡壳本体和法兰的连接处的厚度均匀过渡，从而可减小法兰与涡壳本体在任一位置处的厚度差和刚度差，可避免涡壳本体和法兰的连接部位出现应力集中所导致的裂纹故障。

Description

一种涡壳及涡轮增压器

技术领域

本实用新型涉及涡轮增压器技术领域，尤其涉及一种涡壳及涡轮增压器。

背景技术

现有技术中，涡壳本体上分别设有气道、进气口和排气口，气道分别与进气口和排气口连通，进气口处设置有法兰，其中，法兰通常呈规则的矩形形状，法兰的厚度均匀，涡壳本体的壁厚均匀，法兰厚度相对于涡壳本体壁厚有一定差距，二者之间用小圆角过渡，小圆角无法弥补法兰厚度和涡壳本体厚度之间的厚度差。

发动机工作过程中，由于法兰与高温废气不直接接触，因此法兰的温度相比与废气直接接触的涡壳本体低一些，而法兰以及涡后管路通过螺栓固定于车体，因此，涡壳本体在热态下受热膨胀以及在冷态下收缩时，受到来自于法兰以及涡后固定约束的影响，容易在法兰和涡壳本体的连接过渡部位出现热疲劳开裂故障。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种涡壳及涡轮增压器，以解决相关技术中涡壳容易出现疲劳开裂的问题。

本实用新型提供一种涡壳，该涡壳包括：

涡壳本体，所述涡壳本体具有气道，以及位于所述气道一端的进气口；

法兰，凸设于所述涡壳本体的外表面，且位于所述进气口处，所述法兰具有第一端面、第二端面以及连接于所述第一端面和所述第二端面之间的外侧面，所述第一端面与所述进气口间隔设置，所述第二端面与所述进气口齐平，所述第一端面和所述涡壳本体的外表面之间设置有圆倒角，所述圆倒角的至少一部分和所述外侧面相交。

作为涡壳的优选技术方案，所述进气口的数量为两个；

两个所述进气口沿所述进气口的宽度方向间隔设置，且两个所述进气口由鼻梁柱分隔；

沿所述进气口的长度方向，所述进气口具有第一进气壁和第二进气壁；

沿所述进气口的宽度方向，所述鼻梁柱具有两个鼻梁柱侧壁；

所述鼻梁柱侧壁与所述第一进气壁之间设有第一过渡圆角，所述鼻梁柱侧壁与所述第二进气壁之间设有第二过渡圆角。

作为涡壳的优选技术方案，两个第一过渡圆角的圆心之间的间距为L₁，所述进气口的宽度为L，0.8L≤L₁≤1.2L。

作为涡壳的优选技术方案，所述第一过渡圆角的半径为R₁，所述第二过渡圆角的半径为R₂，所述进气口的宽度为L，0.5L≤R₁≤0.7L，0.5L≤R₂≤0.7L。

作为涡壳的优选技术方案，所述外侧面包括位于所述进气口长度方向两侧的第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁均设有第一减薄槽，且两个所述第一减薄槽均贯穿所述第一端面和所述第二端面，两个所述第一减薄槽均呈内凹的圆弧形。

作为涡壳的优选技术方案，所述外侧面还包括位于所述进气口宽度方向两侧的第三侧壁和第四侧壁，所述第三侧壁和所述第四侧壁均设有第二减薄槽，所述第二减薄槽呈梯形，所述第二减薄槽具有相对设置的第一槽壁和第二槽壁，以及位于所述第一槽壁和所述第二槽壁之间的槽底壁，所述槽底壁和所述第一槽壁之间设有第三过渡圆角，所述槽底壁和所述第二槽壁之间设有第四过渡圆角。

作为涡壳的优选技术方案，两个所述第二减薄槽的槽底壁之间的间距为L₂，所述进气口的宽度为L，2.5L≤L₂≤2.8L。

作为涡壳的优选技术方案，所述第三过渡圆角的半径为R₃，所述第四过渡圆角的半径为R₄，所述进气口的长度为H，0.3H≤R₃≤0.5H，0.3H≤R₄≤0.5H。

作为涡壳的优选技术方案，所述进气口的长度为H，所述第三过渡圆角和所述第四过渡圆角之间的间距为H₁，0.2H≤H₁≤0.45H。

作为涡壳的优选技术方案，所述气道的内壁涂覆有耐高温涂层。

本实用新型还提供一种涡轮增压器，包括任一上述方案中所述的涡壳。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供一种涡壳及涡轮增压器，该涡壳包括涡壳本体和法兰。涡壳本体具有气道，以及位于气道一端的进气口；法兰凸设于涡壳本体的外表面，且位于进气口处，法兰具有第一端面、第二端面以及连接于第一端面和第二端面之间的外侧面，第一端面与进气口间隔设置，第二端面与进气口齐平，第一端面和涡壳本体的外表面之间设置有圆倒角，圆倒角的至少一部分和外侧面相交。通过设置圆倒角，可使涡壳本体和法兰的连接处的厚度均匀过渡，且厚度可从涡壳本体一直过渡到法兰的外侧面，从而可减小法兰与涡壳本体在任一位置处的厚度差和刚度差，可避免涡壳本体和法兰因厚度相差较大所导致变形差距较大，进而避免在涡壳本体和法兰的连接部位出现应力集中所导致的裂纹故障。

附图说明

图1为本实用新型实施例中涡壳的结构示意图一；

图2为本实用新型实施例中涡壳的结构示意图二；

图3为本实用新型实施例中涡壳沿图1中所示的A-A方向的剖视图。

图中：

1、涡壳本体；11、进气口；111、第一进气壁；112、第二进气壁；12、鼻梁柱；121、鼻梁柱侧壁；

2、法兰；21、安装孔；22、第一侧壁；23、第二侧壁；24、第三侧壁；25、第四侧壁；26、第一减薄槽；27、第二减薄槽；271、第一槽壁；272、第二槽壁；273、槽底壁；

3、耐高温涂层。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平长度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平长度小于第二特征。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

现有技术中，涡壳本体上分别设有气道、进气口和排气口，气道分别与进气口和排气口连通，进气口处设置有法兰，其中，法兰通常呈规则的矩形形状，法兰的厚度均匀，涡壳本体的壁厚均匀，法兰厚度相对于涡壳本体壁厚有一定差距，二者之间用小圆角过渡，小圆角无法弥补法兰厚度和涡壳本体厚度之间的厚度差。在发动机工作的过程中，由于法兰与高温废气不直接接触，因此法兰的温度相比与涡壳本体低一些，而法兰以及涡后管路通过螺栓固定于车体，因此，涡壳本体在热态下受热膨胀以及在冷态下收缩时，受到来自于法兰以及涡后固定约束的影响，容易在法兰和涡壳本体的连接过渡部位出现热疲劳开裂故障。

对此，本实施例提供一种涡壳，该涡壳能够避免法兰2和涡壳本体1的连接处出现应力集中而开裂。

具体地，如图1至图3所示，该涡壳包括涡壳本体1和法兰2。其中，涡壳本体1具有气道，以及位于气道一端的进气口11；法兰2凸设于涡壳本体1的外表面，且位于进气口11处，法兰2具有法兰2具有第一端面、第二端面以及连接于第一端面和第二端面之间的外侧面，第一端面与进气口11间隔设置，第二端面与进气口11齐平，第一端面和涡壳本体1的外表面之间设置有圆倒角，圆倒角的至少一部分和外侧面相交。具体地，圆倒角为一整圈，外侧面位于进气口11长度方向两侧的第一侧壁22和第二侧壁23，圆倒角的至少一部分和第一侧壁22相交，至少另一部分延伸至第二侧壁23相交。通过设置圆倒角，可使涡壳本体1和法兰2的连接处的厚度均匀过渡，且厚度可从涡壳本体1一直过渡到法兰2的外侧面，从而可减小法兰2与涡壳本体1在任一位置处的厚度差和刚度差，可避免涡壳本体1和法兰2因厚度相差较大所导致变形差距较大，进而避免在涡壳本体1和法兰2的连接部位出现应力集中所导致的裂纹故障。

如图3所示，本实施例中，圆倒角的半径为R₆。进气口11沿其长度方向的尺寸为H，0.35H≤R₆≤0.55H。其中，R₆可以等于0.35L、0.4L、0.45L、0.5L或者0.55L。

本实施例中，法兰22上设有多个安装孔21，多个安装孔可用于螺栓穿过，以将涡壳和车架连接。具体地，安装孔21的数量为四个，法兰22大致呈矩形，四个安装孔21分别位于法兰22的四个角的位置。

可选地，气道的内壁涂覆有耐高温涂层3。耐高温涂层3可以是陶瓷、二氧化硅合成物或者其他耐高温且绝热的材料。耐高温涂层3可以防止涡壳本体1内流动的高温气体将热量传递给涡壳本体1，从而降低涡壳本体1的表面温度，防止涡壳本体1的热裂问题。同时，耐高温涂层3的存在还可以降低废气噪声。

可选地，进气口11的数量为两个。本实施例中，两个进气口11沿进气口11的宽度方向间隔设置，具体地，两个进气口11在沿进气口11的宽度方向上由鼻梁柱12分隔。沿进气口11的长度方向，进气口11具有第一进气壁111和第二进气壁112；沿进气口11的宽度方向，鼻梁柱12具有两个鼻梁柱侧壁121；鼻梁柱侧壁121与第一进气壁111之间设有第一过渡圆角，鼻梁柱侧壁121与第二进气壁112之间设有第二过渡圆角。通过设置第一过渡圆角和第二过渡圆角能够防止鼻梁柱12受热变形时；鼻梁柱侧壁121与第一进气壁111之间，以及鼻梁柱侧壁121与第二进气壁112之间应力集中的问题。

如图1所示，本实施例中，第一过渡圆角的半径为R₁，第二过渡圆角的半径为R₂，进气口11的宽度为L，0.5L≤R₁≤0.7L，0.5L≤R₂≤0.7L。其中，第一过渡圆角可以设置的和第二过渡圆角相等，亦可不等。位于两个进气口11的第一过渡圆角可相等亦可不等，位于两个进气口11的第二过渡圆角可相等亦可不等。其中，R₁可以等于0.5L、0.55L、0.6L、0.65L或者0.7L。R₂可以等于0.5L、0.55L、0.6L、0.65L或者0.7L。

两个第一过渡圆角的圆心之间的间距为L₁，0.8L≤L₁≤1.2L。其中，L₁可以等于0.8L、0.85L、0.9L、0.95L、L、1.05L、1.1L、1.05L或者1.2L。

现有技术中的涡壳，在法兰周围壁面及鼻梁柱处是高温废气最先接触到的区域，为整个涡壳温度最高的区域，该区域在热态下和冷态下膨胀和收缩变形较大，但是受到刚度较大的法兰的约束限值，容易产生热疲劳裂纹。

对此，在本实施例中，一方面，第一侧壁22和第二侧壁23均设有第一减薄槽26，且两个第一减薄槽26均贯穿第一端面和第二端面，两个第一减薄槽26均呈内凹的圆弧形。圆弧形的半径为R₅，通过设置两个第一减薄槽26可方便两个进气口11中间的鼻梁柱12在受热情况下更好的变形。

另一方面，外侧面还包括位于进气口11宽度方向两侧的第三侧壁24和第四侧壁25，具体地，第一侧壁22和第二侧壁23以及第三侧壁24和第四侧壁25整体呈矩形，且第三侧壁24和第四侧壁25均连接于第一侧壁22和第二侧壁23之间。第三侧壁24和第四侧壁25均设有第二减薄槽27，第二减薄槽27呈梯形，第二减薄槽27具有相对设置的第一槽壁271和第二槽壁272，以及位于第一槽壁271和第二槽壁272之间的槽底壁273，槽底壁273和第一槽壁271之间设有第三过渡圆角，槽底壁273和第二槽壁272之间设有第四过渡圆角。通过设置第二减薄槽27，可降低沿进气口11宽度方向上法兰2和两个进气口11之间的壁厚。本实施例中，沿进气口11宽度方向上法兰2和两个进气口11之间的壁厚相等且稍大于沿进气口11宽度方向上鼻梁柱12的宽度，如此设置可使三者间的刚度接近，进而变形量接近，可减小鼻梁柱12处因变形较大产生应力集中而导致开裂的问题。

如图1所示，两个第二减薄槽27的槽底壁273之间的间距为L₂，2.5L≤L₂≤2.8L。其中，L₂可以等于2.5L、2.55L、2.6L、2.65L、L、2.7L、2.75L或者2.8L。

第三过渡圆角的半径为R₃，第四过渡圆角的半径为R₄，0.3H≤R₃≤0.5H，0.3H≤R₄≤0.5H。其中，R₃可以等于0.3H、0.35H、0.4H、0.45H或者0.5H。R₄可以等于0.3H、0.35H、0.4H、0.45H或者0.5H。其中，第三过渡圆角可以设置的和第四过渡圆角相等，亦可不等。并且位于两个第二减薄槽27的第三过渡圆角可相等，亦可不等，位于两个第二减薄槽27的第四过渡圆角可相等，亦可不等。

第三过渡圆角和第四过渡圆角之间的间距为H₁，0.2H≤H₁≤0.45H。其中，H₁可以等于0.2H、0.25H、0.3H、0.35H、0.4H或者0.45H。

本实施例还提供一种涡轮增压器，包括上述方案中涡壳。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种涡壳，其特征在于，包括：

涡壳本体(1)，所述涡壳本体(1)具有气道，以及位于所述气道一端的进气口(11)；

法兰(2)，凸设于所述涡壳本体(1)的外表面，且位于所述进气口(11)处，所述法兰(2)具有第一端面、第二端面以及连接于所述第一端面和所述第二端面之间的外侧面，所述第一端面与所述进气口(11)间隔设置，所述第二端面与所述进气口(11)齐平，所述第一端面和所述涡壳本体(1)的外表面之间设置有圆倒角，所述圆倒角的至少一部分和所述外侧面相交。

2.根据权利要求1所述的涡壳，其特征在于，所述进气口(11)的数量为两个；

两个所述进气口(11)沿所述进气口(11)的宽度方向间隔设置，且两个所述进气口(11)由鼻梁柱(12)分隔；

沿所述进气口(11)的长度方向，所述进气口(11)具有第一进气壁(111)和第二进气壁(112)；

沿所述进气口(11)的宽度方向，所述鼻梁柱(12)具有两个鼻梁柱侧壁(121)；

所述鼻梁柱侧壁(121)与所述第一进气壁(111)之间设有第一过渡圆角，所述鼻梁柱侧壁(121)与所述第二进气壁(112)之间设有第二过渡圆角。

3.根据权利要求2所述的涡壳，其特征在于，两个第一过渡圆角的圆心之间的间距为L₁，所述进气口(11)的宽度为L，0.8L≤L₁≤1.2L。

4.根据权利要求2所述的涡壳，其特征在于，所述第一过渡圆角的半径为R₁，所述第二过渡圆角的半径为R₂，所述进气口(11)的宽度为L，0.5L≤R₁≤0.7L，0.5L≤R₂≤0.7L。

5.根据权利要求1所述的涡壳，其特征在于，所述外侧面包括位于所述进气口(11)长度方向两侧的第一侧壁(22)和第二侧壁(23)，所述第一侧壁(22)和所述第二侧壁(23)均设有第一减薄槽(26)，且两个所述第一减薄槽(26)均贯穿所述第一端面和所述第二端面，两个所述第一减薄槽(26)均呈内凹的圆弧形。

6.根据权利要求1所述的涡壳，其特征在于，所述外侧面还包括位于所述进气口(11)宽度方向两侧的第三侧壁(24)和第四侧壁(25)，所述第三侧壁(24)和所述第四侧壁(25)均设有第二减薄槽(27)，所述第二减薄槽(27)呈梯形，所述第二减薄槽(27)具有相对设置的第一槽壁(271)和第二槽壁(272)，以及位于所述第一槽壁(271)和所述第二槽壁(272)之间的槽底壁(273)，所述槽底壁(273)和所述第一槽壁(271)之间设有第三过渡圆角，所述槽底壁(273)和所述第二槽壁(272)之间设有第四过渡圆角。

7.根据权利要求6所述的涡壳，其特征在于，两个所述第二减薄槽(27)的槽底壁(273)之间的间距为L₂，所述进气口(11)的宽度为L，2.5L≤L₂≤2.8L。

8.根据权利要求6所述的涡壳，其特征在于，所述第三过渡圆角的半径为R₃，所述第四过渡圆角的半径为R₄，所述进气口(11)的长度为H，0.3H≤R₃≤0.5H，0.3H≤R₄≤0.5H。

9.根据权利要求6所述的涡壳，其特征在于，所述进气口(11)的长度为H，所述第三过渡圆角和所述第四过渡圆角之间的间距为H₁，0.2H≤H₁≤0.45H。

10.根据权利要求1-9任一项所述的涡壳，其特征在于，所述气道的内壁涂覆有耐高温涂层(3)。

11.一种涡轮增压器，其特征在于，包括权利要求1-10任一项所述的涡壳。

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