一种涡轮增压器中间体制造技术

本发明专利技术属于汽车发动机涡轮增压器领域，具体涉及一种涡轮增压器中间体，包括中间体本体和扩压板，中间体本体和扩压板一体成型设置，扩压板上设有无叶扩压器和叶片扩压器，无叶扩压器的尾端与叶片扩压器的前端相接，叶片扩压器包括若干扩压叶片，扩压叶片固定在扩压板。本发明专利技术结构设计合理，工作过程可靠，稳定性高。

Intermediate of turbocharger

The invention belongs to the field of automobile engine turbine supercharger, particularly relates to a turbocharger intermediate, including intermediate body and expanding plate, forming one of the intermediate body and expanding plate set, expanding the pressing plate is provided with vaneless and vaned diffuser, front end and no vaned diffuser pressure regulator connected with the vane diffuser comprises a plurality of diffuser vanes diffuser vanes fixed on the expanding plate. The invention has the advantages of reasonable structural design, reliable working process and high stability.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于汽车发动机涡轮增压器领域，具体涉及一种涡轮增压器中间体。
技术介绍
近年来，涡轮增压器的性能得到极大的发展，但在结构上没有太多改变，增压器可靠性仍是困扰增压器生产企业的一大难题，而增压器轴承是涡轮增压器可靠性中最薄弱的一个环节，主要的失败模式是热负荷导致油膜不能有效建立，轴承干摩擦而快速失效。如何有效隔断或减少涡轮端热量对中间体的影响，是关系到增压器可靠性的一个重要因素。在汽油机、乘用车等热负荷特别高的增压器上，一般会采用在中间壳上设计水冷装置，或者在涡轮一端设置隔热罩隔离来自发动机的高温废气。这确实会有效减轻涡轮端热量对轴承的影响，但效果却不大理想。这样，在农机、工程机械等热负荷高的产品上，考虑到可靠性，就需考虑其他方式来隔热，通过结构的优化改进来减轻涡轮端热负荷对轴承的影响是增压器厂家迫切需要解决的问题。而且，在当前，为了适应更高的排放要求，增压器匹配向高压比、小流量方向发展，也带来了热负荷的相应增长，传统的隔热结构已渐渐不能适应日益增长的排气温度，需要对涡轮增压器的隔热结构进行优化改进，以适应日益增长的隔热需求。另外，离心压气机作为涡轮增压器非常重要的组成部分，因其效率高，压比高，结构简单被广泛应用。扩压器作为离心压气机重要部件之一，扩压器性能的优劣直接影响离心压气机的性能，无叶扩压器因结构简单，流量范围宽广被广泛采用，但是，气流在扩压器中近似沿对数螺旋线的轨迹流动，即气流流动轨线在任意直径处与切向的夹角基本不变。由于这一特点，气流的流动路线长，流动损失大，效率低，扩压器出口流通面积小，扩压能力低。在机车和船舶涡轮增压器上，压气机采用有叶扩压器，一般在设计工况下有叶扩压器比无叶扩压器效率高3％-5％，然而，假若在转速一定的情况下，流经压气机的流量发生变化，则叶轮出口的气流角会发生改变。这种变化将影响扩压器叶片进口处的冲角损失，并且随着气流角的偏离叶片进口角的增大而增加。因此，有叶扩压器的效率虽然在设计流量高于无叶型，但当流量增加或者减少时，将降低的很剧烈，所以有叶扩压器高效率的运行范围是有限的。目前，涡轮增压器扩压器叶片主要形式有平板扩压器、三角形扩压器、圆弧扩压器、机翼型扩压器等结构，但存在工作特性陡、加工工艺复杂、组合曲线曲率不连续、效率低等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种带散热机构及串联扩压器的中间体，同时对扩压器进行改进，实现扩压器扩压效率高和扩压范围广的效果。为了实现本专利技术的目的，所采用的技术方案是：一种涡轮增压器中间体，包括中间体本体，所述中间体本体的一端设有扩压板，所述中间体本体和扩压板为一体成型设置，所述扩压板的中心设有用于安装压气机叶轮的压气机叶轮孔，所述扩压板上设有扩压器，所述扩压器包括靠近叶轮孔的无叶扩压器和远离叶轮孔的叶片扩压器，所述无叶扩压器和叶片扩压器的边缘相接，所述的有叶扩压器包括若干扩压叶片，所述扩压叶片固定在扩压板上。优选的，所述扩压叶片包括背风面、迎风面、叶片前缘和叶片后缘，所述背风面和迎风面的型线为曲率上光滑无拐点的二次曲线，且背风面和迎风面型线为不同曲线，叶片前缘位于背风面与迎风面的前端，叶片后缘位于背风面与迎风面的后端，所述叶片前缘、叶片后缘的型线为圆弧，且叶片前缘、叶片后缘的型线为不同圆弧。优选的，所述的扩压叶片迎风面截面曲线的曲率延长线与所述压气机叶轮孔的截面圆相切。优选的，所述中间体远离扩压板的外壁两侧对称设有若干散热片。优选的，所述散热片等间距设置，所述散热片总数为12个。优选的，所述散热片的根部设有铸造圆角。优选的，所述中间体远离扩压板的一端设有用于安装涡壳的定位台阶，所述定位台阶包括第一台阶和第二台阶，所述定位台阶上设有环形槽，所述环形槽的内圆直径和第一台阶的外圆直径相同，所述环形槽外圆直径为第一定位台阶和第二台阶的外圆直径的平均值。本专利技术的有益效果是：(1)由于本专利技术的中间体、扩压板、扩压器设置为整体结构，因此其零部件较少，降低了安装的误差和装配难度，提高了安装精度和可靠性。(2)本专利技术使用了无叶扩压器和叶片扩压器串联的结构。涡轮增压器工作时，空气经压气机叶轮做功先流经无叶扩压器，然后再进入叶片扩压器。气流的动能主要在叶片扩压器中转变为静压力能。本结构既有叶片扩压器扩压度大而尺寸小，损失小，效率高的特点又有无叶扩压器性能曲线平坦，稳定工作范围大的特点。一般在设计工况下它比无叶扩压器的效率高3％-5％，稳定工作范围比叶片扩压器大10％。(3)本专利技术的扩压叶片型线为光滑无拐点的二次曲线，曲率不存在陡变，工作特性平缓，而且加工简单，工作效率较前几种类型高。(4)设置散热片后，增大了中间体涡端浮动轴承处外壁的散热面积，使得涡轮端传导过来的高温散失速度加快，减少了浮动轴承及密封部位的热负荷，保证浮动轴承和密封环处保持稳定可靠的工作温度。(5)中间体与涡壳配合的止口端面设有环形槽，减小了接触面积。按照热力学传导原理，两个相互接触的有温度差的部件，其接触面积越小，传导热量的速度越慢。这种结构减小了单位时间传导的热量，减少了连接零件的热变形，防止壳体零件产生裂纹，在稳定工作状态下达到隔热效果，而且在发动机突然停车时也要求具有一定的隔热作用，保证了浮动轴承和密封环处的温度保持在较低的稳定的工作状态。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术的涡轮增压器中间体的涡端结构示意图；图2是本专利技术的涡轮增压器中间体的压气机端结构示意图；图3是本专利技术的涡轮增压器中间体的扩压叶片形状示意图；图4是本专利技术的涡轮增压器中间体的扩压器端面示意图；图5是本专利技术的涡轮增压器中间体的装配状态示意图。其中，1、中间体本体，2、扩压板，3、散热片，3a、铸造圆角，4、定位台阶，4a、第一定位台阶，4b、第二定位台阶，5、环形槽，6、叶轮孔，7、扩压叶片，7a、背风面，7b、迎风面，7c、叶片前缘，7d、叶片后缘，8、无叶扩压器,9、涡壳，10、压气机壳，11叶轮，12、叶片扩压器。具体实施方式如图1和图2，一种涡轮增压器中间体，包括中间体本体1，中间体本体1的一端设有扩压板2，所述中间体本体1和扩压板2为一体成型设置，所述扩压板2的中心设有用于安装叶轮11的叶轮孔6，所述扩压板2上设有扩压器，扩压器包括靠近叶轮孔6的无叶扩压器8和远离叶轮孔6...

【技术保护点】
一种涡轮增压器中间体，其特征在于：包括中间体本体(1)，所述中间体本体(1)的一端设有扩压板(2)，所述中间体本体(1)和扩压板(2)为一体成型设置，所述扩压板(2)的中心设有用于安装叶轮(11)的叶轮孔(6)，所述扩压板(2)上设有扩压器，所述扩压器包括靠近叶轮孔(6)的无叶扩压器(8)和远离叶轮孔(6)的叶片扩压器(12)，所述无叶扩压器(8)和叶片扩压器(12)的边缘相接，所述的叶片扩压器(12)包含若干扩压叶片(7)，所述扩压叶片(7)固定在扩压板(2)上。

【技术特征摘要】
1.一种涡轮增压器中间体，其特征在于：包括中间体本体(1)，所述
中间体本体(1)的一端设有扩压板(2)，所述中间体本体(1)和扩压板
(2)为一体成型设置，所述扩压板(2)的中心设有用于安装叶轮(11)
的叶轮孔(6)，所述扩压板(2)上设有扩压器，所述扩压器包括靠近叶
轮孔(6)的无叶扩压器(8)和远离叶轮孔(6)的叶片扩压器(12)，所
述无叶扩压器(8)和叶片扩压器(12)的边缘相接，所述的叶片扩压器(12)
包含若干扩压叶片(7)，所述扩压叶片(7)固定在扩压板(2)上。
2.根据权利要求1所述一种涡轮增压器中间体，其特征在于：所述扩
压叶片(7)包括背风面(7a)、迎风面(7b)、叶片前缘(7c)和叶片后
缘(7d)，所述背风面(7a)和迎风面(7b)的型线为曲率上光滑无拐点
的二次曲线，且背风面(7a)和迎风面(7b)型线为不同曲线，叶片前缘
(7c)位于背风面(7a)与迎风面(7b)的前端，所述叶片后缘(7d)位于背
风面(7a)与迎风面(7b)的后端，所述叶片前缘(7c)、叶片后缘(7d)
的型线为圆弧，且叶片前缘(7c)和叶片后缘(...

【专利技术属性】
技术研发人员：何进，唐云冰，包晓红，谢小虎，
申请(专利权)人：常州环能涡轮动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32