涡轮增压器涡壳的制作方法

本发明属于涡轮增压器技术领域，涉及一种涡轮增压器涡壳。

背景技术：

涡轮增压器是用于将大气压缩并增压供给发动机进气的设备。普通增压器一般包含涡轮机涡壳壳体4及安装在涡壳壳体4内的涡轮10；涡壳壳体4安装在发动机排气歧管的下游；涡轮轴通常由连接涡轮机和压气机的中间壳内的浮动轴承及推力轴承系统支撑；涡轮10的旋转使安装在同轴的另一端的压气机叶轮旋转将空气压缩并通过压气机壳收集输送到发动机进气端。

汽车运行在不同的路况和车速下，发动机将燃烧产生不同温度的废气排入增压器涡壳进口12，增压器时而高温高速运转，时而低温低速运转，时而高温高速和低温低速运转周期性运转。为了提高增压器性能，涡壳流道1通常设计成复杂的渐变蜗形通道，外表有辅助安装的凸台和连接端面，所以涡壳壳体4每个区域的材料厚度分布并不均匀。在高温高速和低温低速周期性运转工况下，由于热胀冷缩原理，涡壳壳体4持续处于反复膨胀和收缩状态。一定周期后涡壳壳体4材料的弹性变形将突破材料属性极限，涡壳出口6将出现不可逆的塑性变形。增压器涡壳壳体4和涡轮10之间是间隙配合，而涡轮10和中间壳9内的转子在运行时通常也会产生一定的轴向和径向窜动。当涡壳出口6变形量达成一定程度时，涡壳壳体4将与涡轮10发生碰擦，从而导致整个增压器系统失效，严重时甚至导致发动机漏油起火发生安全事故。对于清洁能源天然气应用，天然气发动机废气排温温差高于柴油机发动机应用，所以天然气应用增压器因涡壳壳体变形产生的擦壳和失效风险更高。

为了降低增压器涡壳壳体4与涡轮10碰擦失效风险，常规的涡壳设计解决方案是扩大涡壳出口6与涡轮10之间的径向配合间隙。间隙越大，碰擦失效的风险越低，但增压器性能损失也越大，因此出现增压器性能和可靠性难以平衡的局面。

技术实现要素：

本发明针对上述问题，提供一种涡轮增压器涡壳，该涡壳能够能有效降低涡轮与涡壳的碰擦风险，进一步提高增压器可靠性，同时对增压器性能影响较低。

按照本发明的技术方案：一种涡轮增压器涡壳，包括涡壳壳体，所述涡壳壳体内设置涡壳流道，涡壳流道内设置分隔墙，涡壳壳体内还设置涡壳型线，涡壳型线的内侧形成涡壳出口，涡壳壳体内对应于涡壳出口的内侧部位设置涡舌，涡壳出口中心转动区域设置中心轴；其特征在于：所述涡壳型线的内壁一部分圆环与中心轴同轴设置，涡壳型线的内壁另一侧部分圆环与中心轴偏心设置，以使得涡壳出口呈非正圆形，所述涡壳出口的非正圆形分布于涡壳型线的轴向方向。

作为本发明的进一步改进，所述涡壳出口的非正圆形部分的局部分布于涡壳型线的轴向方向。

作为本发明的进一步改进，所述涡壳出口的非正圆形通体贯穿分布于涡壳型线的轴向方向。

作为本发明的进一步改进，所述涡壳型线部分独立加工成环状，嵌入涡壳壳体内部。

作为本发明的进一步改进，所述涡壳出口的非正圆形朝向任意周向方向均布或者非均布设置于涡壳壳体轴向方向。

本发明的技术效果在于：本发明产品能有效控制增压器与涡壳间隙，并且结构简单、紧凑合理，成本低，便于加工制造和控制检测，能有效降低涡轮与涡壳的碰擦风险，有效提高增压器的可靠性，同时对增压器的性能影响较低。

附图说明

图1为现有技术的涡轮增压器涡壳剖视图。

图2为实施例1涡轮增压器涡壳剖视图。

图3为实施例2涡轮增压器涡壳通体非正圆形涡壳出口示意图。

图4为实施例3涡轮增压器涡壳局部非正圆形独立型线环状嵌入涡壳内部剖视图。

图5为实施例4涡轮增压器涡壳通体非正圆形独立型线环状嵌入涡壳内部示意图。

图6为实施例5涡轮增压器涡壳出口局部特征为矩形示意图。

附图标记说明：1-涡壳流道、2-分隔墙、3-涡舌、4-涡壳壳体、5-涡壳型线、6-涡壳出口、7-涡壳中心轴、8-型线偏心中心轴、9-中间壳、10-涡轮、11-环状、12-涡壳进口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

如图2~6所示，本发明一种涡轮增压器涡壳，包括涡壳壳体4，所述涡壳壳体4内设置涡壳流道1，涡壳流道1内设置分隔墙2，涡壳壳体4内还设置涡壳型线5，涡壳型线5的内侧形成涡壳出口6，涡壳壳体4内对应于涡壳出口6的内侧部位设置涡舌3，涡壳出口6中心转动区域设置中心轴7；所述涡壳型线5的内壁一部分圆环与中心轴7同轴设置，涡壳型线5的内壁另一侧部分圆环与中心轴7偏心设置，此时，该另一侧部分圆环的中心轴为型线偏心中心轴8，以使得涡壳出口6呈非正圆形，所述涡壳出口6的非正圆形分布于涡壳型线5的轴向方向。

如图2所示，在满足上述基础条件要求下，本发明的实施例一：涡壳出口6的非正圆形部分的局部分布于涡壳型线5的轴向方向。

如图3所示，本发明的实施例二与实施例一的区别在于：所述涡壳出口6的非正圆形通体贯穿分布于涡壳型线5的轴向方向。

如图4所示，本发明的实施例三是在实施例一的基础上将涡壳型线5部分独立加工成环状11，嵌入涡壳壳体4内部。

如图5所示，本发明的实施例四是在实施例二的基础上涡壳型线5部分独立加工成环状11，嵌入涡壳壳体4内部。

如图2、图3所示，涡壳出口6的非正圆形朝向任意周向方向均布或者非均布设置于涡壳壳体4轴向方向。可以理解的是，在具体生产中，非正圆形可以局部分布于涡壳型线5轴向方向，也可以通体贯穿分布于涡壳壳体4轴向方向。

如图6所示，在具体生产过程中，涡轮增压器涡壳出口的局部特征可以用设置为矩形。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种涡轮增压器涡壳，包括涡壳壳体（4），所述涡壳壳体（4）内设置涡壳流道（1），涡壳流道（1）内设置分隔墙（2），涡壳壳体（4）内还设置涡壳型线（5），涡壳型线（5）的内侧形成涡壳出口（6），涡壳壳体（4）内对应于涡壳出口（6）的内侧部位设置涡舌（3），涡壳出口（6）中心转动区域设置中心轴（7）；其特征在于：所述涡壳型线（5）的内壁一部分圆环与中心轴（7）同轴设置，涡壳型线（5）的内壁另一侧部分圆环与中心轴（7）偏心设置，以使得涡壳出口（6）呈非正圆形，所述涡壳出口（6）的非正圆形分布于涡壳型线（5）的轴向方向。

2.如权利要求1所述的涡轮增压器涡壳，其特征在于：所述涡壳出口（6）的非正圆形部分的局部分布于涡壳型线（5）的轴向方向。

3.如权利要求1所述的涡轮增压器涡壳，其特征在于：所述涡壳出口（6）的非正圆形通体贯穿分布于涡壳型线（5）的轴向方向。

4.如权利要求2或3所述的涡轮增压器涡壳，其特征在于：所述涡壳型线（5）部分独立加工成环状（11），嵌入涡壳壳体（4）内部。

5.如权利要求2或3所述的涡轮增压器涡壳，其特征在于：所述涡壳出口（6）的非正圆形朝向任意周向方向均布或者非均布设置于涡壳壳体（4）轴向方向。

技术总结
本发明属于涡轮增压器技术领域，涉及一种涡轮增压器涡壳，包括涡壳壳体，所述涡壳壳体内设置涡壳流道，涡壳流道内设置分隔墙，涡壳壳体内还设置涡壳型线，涡壳型线的内侧形成涡壳出口，涡壳壳体内对应于涡壳出口的内侧部位设置涡舌，涡壳出口中心转动区域设置中心轴；所述涡壳型线的内壁一部分圆环与中心轴同轴设置，涡壳型线的内壁另一侧部分圆环与中心轴偏心设置，以使得涡壳出口呈非正圆形，所述涡壳出口的非正圆形分布于涡壳型线的轴向方向。该涡壳能够能有效降低涡轮与涡壳的碰擦风险，进一步提高增压器可靠性，同时对增压器性能影响较低。

技术研发人员：邹强;邹佳君;李天保
受保护的技术使用者：无锡康明斯涡轮增压技术有限公司
技术研发日：2020.04.10
技术公布日：2020.07.03