一種渦輪增壓器中間體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車發(fā)動機渦輪增壓器領(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，渦輪增壓器的性能得到極大的發(fā)展，但在結(jié)構(gòu)上沒有太多改變，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環(huán)節(jié)，主要的失敗模式是熱負荷導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中間體的影響，是關(guān)系到增壓器可靠性的一個重要因素。在汽油機、乘用車等熱負荷特別高的增壓器上，一般會采用在中間殼上設(shè)計水冷裝置，或者在渦輪一端設(shè)置隔熱罩隔離來自發(fā)動機的高溫廢氣。這確實會有效減輕渦輪端熱量對軸承的影響，但效果卻不大理想。這樣，在農(nóng)機、工程機械等熱負荷高的產(chǎn)品上，考慮到可靠性，就需考慮其他方式來隔熱，通過結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改進來減輕渦輪端熱負荷對軸承的影響是增壓器廠家迫切需要解決的問題。而且，在當前，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，也帶來了熱負荷的相應(yīng)增長，傳統(tǒng)的隔熱結(jié)構(gòu)已漸漸不能適應(yīng)日益增長的排氣溫度，需要對渦輪增壓器的隔熱結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化改進，以適應(yīng)日益增長的隔熱需求。
[0003]另外，離心壓氣機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)簡單被廣泛應(yīng)用。擴壓器作為離心壓氣機重要部件之一，擴壓器性能的優(yōu)劣直接影響離心壓氣機的性能，無葉擴壓器因結(jié)構(gòu)簡單，流量范圍寬廣被廣泛采用，但是，氣流在擴壓器中近似沿對數(shù)螺旋線的軌跡流動，即氣流流動軌線在任意直徑處與切向的夾角基本不變。由于這一特點，氣流的流動路線長，流動損失大，效率低，擴壓器出口流通面積小，擴壓能力低。
[0004]在機車和船舶渦輪增壓器上，壓氣機采用有葉擴壓器，一般在設(shè)計工況下有葉擴壓器比無葉擴壓器效率高3%_5%，然而，假若在轉(zhuǎn)速一定的情況下，流經(jīng)壓氣機的流量發(fā)生變化，則葉輪出口的氣流角會發(fā)生改變。這種變化將影響擴壓器葉片進口處的沖角損失，并且隨著氣流角的偏離葉片進口角的增大而增加。因此，有葉擴壓器的效率雖然在設(shè)計流量高于無葉型，但當流量增加或者減少時，將降低的很劇烈，所以有葉擴壓器高效率的運行范圍是有限的。
[0005]目前，渦輪增壓器擴壓器葉片主要形式有平板擴壓器、三角形擴壓器、圓弧擴壓器、機翼型擴壓器等結(jié)構(gòu)，但存在工作特性陡、加工工藝復雜、組合曲線曲率不連續(xù)、效率低等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種帶散熱機構(gòu)及串聯(lián)擴壓器的中間體，同時對擴壓器進行改進，實現(xiàn)擴壓器擴壓效率高和擴壓范圍廣的效果。
[0007]為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，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)有擴壓板，所述中間體本體和擴壓板為一體成型設(shè)置，所述擴壓板的中心設(shè)有用于安裝壓氣機葉輪的壓氣機葉輪孔，所述擴壓板上設(shè)有擴壓器，所述擴壓器包括靠近葉輪孔的無葉擴壓器和遠離葉輪孔的葉片擴壓器，所述無葉擴壓器和葉片擴壓器的邊緣相接，所述的有葉擴壓器包括若干擴壓葉片，所述擴壓葉片固定在擴壓板上。
[0009]優(yōu)選的，所述擴壓葉片包括背風面、迎風面、葉片前緣和葉片后緣，所述背風面和迎風面的型線為曲率上光滑無拐點的二次曲線，且背風面和迎風面型線為不同曲線，葉片前緣位于背風面與迎風面的前端，葉片后緣位于背風面與迎風面的后端，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，所述的擴壓葉片迎風面截面曲線的曲率延長線與所述壓氣機葉輪孔的截面圓相切。
[0011 ]優(yōu)選的，所述中間體遠離擴壓板的外壁兩側(cè)對稱設(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。
[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，所述中間體遠離擴壓板的一端設(shè)有用于安裝渦殼的定位臺階，所述定位臺階包括第一臺階和第二臺階，所述定位臺階上設(shè)有環(huán)形槽，所述環(huán)形槽的內(nèi)圓直徑和第一臺階的外圓直徑相同，所述環(huán)形槽外圓直徑為第一定位臺階和第二臺階的外圓直徑的平均值。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
[0016](I)由于本發(fā)明的中間體、擴壓板、擴壓器設(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)本發(fā)明使用了無葉擴壓器和葉片擴壓器串聯(lián)的結(jié)構(gòu)。渦輪增壓器工作時，空氣經(jīng)壓氣機葉輪做功先流經(jīng)無葉擴壓器，然后再進入葉片擴壓器。氣流的動能主要在葉片擴壓器中轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓力能。本結(jié)構(gòu)既有葉片擴壓器擴壓度大而尺寸小，損失小，效率高的特點又有無葉擴壓器性能曲線平坦，穩(wěn)定工作范圍大的特點。一般在設(shè)計工況下它比無葉擴壓器的效率高3 % -5 %，穩(wěn)定工作范圍比葉片擴壓器大1 %。
[0018](3)本發(fā)明的擴壓葉片型線為光滑無拐點的二次曲線，曲率不存在陡變，工作特性平緩，而且加工簡單，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軸承處外壁的散熱面積，使得渦輪端傳導過來的高溫散失速度加快，減少了浮動軸承及密封部位的熱負荷，保證浮動軸承和密封環(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。按照熱力學傳導原理，兩個相互接觸的有溫度差的部件，其接觸面積越小，傳導熱量的速度越慢。這種結(jié)構(gòu)減小了單位時間傳導的熱量，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)下達到隔熱效果，而且在發(fā)動機突然停車時也要求具有一定的隔熱作用，保證了浮動軸承和密封環(huán)處的溫度保持在較低的穩(wěn)定的工作狀態(tài)。
【附圖說明】
[0021]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0022]圖1為本發(fā)明的渦輪增壓器中間體的渦端結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明的渦輪增壓器中間體的壓氣機端結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3是本發(fā)明的渦輪增壓器中間體的擴壓葉片形狀示意圖；
[0025]圖4是本發(fā)明的渦輪增壓器中間體的擴壓器端面示意圖；
[0026]圖5是本發(fā)明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、擴壓板，3、散熱片，3a、鑄造圓角，4、定位臺階，4a、第一定位臺