制造压缩机壳体的方法技术

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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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。本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是消除或减轻上述一个或多个问题。本专利技术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。本专利技术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。根据本专利技术的第一方面，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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.05 GB 1409976.61.一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...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·R·霍斯利，法尔汉·纳齐尔，杰米·阿彻，
申请(专利权)人：康明斯有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB