水冷涡轮机壳体的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种涡轮机壳体，在该涡轮机壳体中形成了发动机冷却剂流过的水通路。
【背景技术】
[0002]在US 2009/0151327A中建议了水冷涡轮增压器。在用于在US2009/0151327A中公开的涡轮增压器的涡轮机壳体中，被排气流过的气体通路和被冷却剂流过的水通路都延伸以在将连接到内燃机的部分(典型地，在从其引入排气的侧上的连接法兰)中开口。因此，通过将涡轮机壳体附接到内燃机的操作，气体通路连接到内燃机的排气通路，且水通路连接到内燃机的水套。因此，与其中气体通路和水通路应通过分开的操作连接到内燃机的情况相比，涡轮增压器可容易地附接。
【发明内容】
[0003]在涡轮机壳体和内燃机之间(特别地，在其配合面之间)的连接部处提供了防止排气从气体通路泄漏的金属密封构件和防止冷却剂从水通路泄漏的橡胶O型圈。在涡轮增压器中，存在如下的可能性，即微小量的排气从气体通路和排气通路之间的连接部泄漏，尽管在连接部处存在密封构件。
[0004]在US 2009/0151327A中建议的涡轮机壳体中，气体通路和水通路在相同的面内开口。因此，从气体通路泄漏到涡轮机壳体和内燃机的配合面之间的间隙内的排气被吹到所述配合面之间的O型圈上。在此情况中，高温排气可能导致O型圈的热退化，从而导致O型圈密封性能的恶化。
[0005]本发明提供了一种涡轮机壳体，所述涡轮机壳体具有使其可容易地附接且较不容易导致水通路的密封性能恶化的结构。
[0006]下面描述用于此目的的装置及其优点。根据本发明的方面的涡轮机壳体包括水通路、气体通路、接合部分、第一密封构件和第二密封构件。水通路提供在涡轮机壳体内。水通路连接到内燃机的水套。气体通路提供在涡轮机壳体内。气体通路连接到内燃机的排气通路。接合部分提供在涡轮机壳体的气体引入侧处。接合部分具有水通路在其内开口的第一配合面和气体通路在其内开口的第二配合面。水通路和气体通路在接合部分内彼此相邻地布置。第二配合面并非平滑地连接到第一配合面。第一密封构件介于第一配合面和内燃机之间以防止冷却剂泄漏。第二密封构件介于第二配合面和内燃机之间以防止排气泄漏。
[0007]在涡轮机壳体中，水通路和气体通路以并排方式布置在排气引入侧接合部分内，且水通路和气体通路都在接合部分处开口。因此，通过将接合部分连接到内燃机(特别是内燃机的气缸盖或排气通路)的操作，气体通路可连接到排气通路且水通路可连接到水套。因此，涡轮机壳体具有使其可容易地附接的结构。
[0008]另外，水通路在其内开口的第一配合面和气体通路在其内开口的第二配合面形成为彼此并非平滑地连接。因此，当排气从气体通路泄漏到第二密封构件位于其上的第二配合面上时，泄漏的排气的流动被第一配合面和第二配合面之间的部分，换言之并非平滑地连接到该配合面和第二配合面的部分干扰。这是一种与其中水通路和气体通路在相同的面中开口的情况相比其中泄漏到第二配合面上的排气更不可能到达第一配合面的结构。因此，涡轮机壳体具有如下结构，即其中更不可能发生由于提供在第一配合面上以防止冷却剂从水通路泄漏的O型圈的暴露而导致水通路的密封性能的恶化。
[0009]在涡轮机壳体中，第一配合面、第二配合面和将第一配合面连接到第二配合面的连接部可形成在水通路的开口和气体通路的开口之间的一个或多个部分处弯曲的形状。
[0010]根据以上的涡轮机壳体，从气体通路泄漏到第二配合面上且向第一配合面行进的排气的流动更不可能到达第一配合面，这是因为所述流动被Z形表面阻挡。因此，可防止在第一配合面上的第一密封构件暴露于高温排气。
[0011]在涡轮机壳体中，弯曲形状可以是阶梯形状，使得第一配合面和第二配合面的一个相对于其另一个突出。
[0012]在涡轮机壳体中，接合部分可具有在与第二配合面交叉的方向上延伸的管，所述管可形成水通路的部分，且第一配合面可以是所述管的远端部分的外周。
[0013]根据涡轮机壳体，通过将涡轮机壳体的接合部分连接到内燃机的操作，水通路可连接到水套，使得管的远端部分插入到内燃机的连接口内。在此情况中，第一密封构件提供在管的远端部分的外周和内燃机的连接口的内周之间，以防止冷却剂从水通路泄漏。
[0014]在涡轮机壳体中，因为管在与第二配合面交叉的方向上延伸，所以从气体通路泄漏到第二配合面上的排气被吹到管的外周上。因此，泄漏在第二配合面上的排气更不可能达到第一配合面，换言之，插入到内燃机内的管的远端部分的外周。因此，可防止在第一配合面上的第一密封构件暴露于高温排气。
[0015]在涡轮机壳体中，第二配合面可以是平面的，且管可在与第二配合面垂直的方向上延伸。
[0016]根据以上的涡轮机壳体，从气体通路泄漏在第二配合面上的排气几乎以直角被吹到管的外周上。因此，排气的流动更不可能指向第一配合面且因此更不可能到达第一配合面。因此，可合适地防止第一配合面上的第一密封构件暴露于高温排气。
【附图说明】
[0017]本发明的典型实施例的特征、优点和技术和工业重要性将在下文中参考附图描述，其中类似的附图标号指示类似的元件，且其中:
[0018]图1是示意性地图示了根据实施了本发明的一个实施例的涡轮机壳体应用于其上的涡轮增压器的横截面结构的横截面图；
[0019]图2是图示了其中冷却剂在内燃机和涡轮机壳体中循环的方式的示意图；
[0020]图3是图示了涡轮机壳体的透视结构的透视图；
[0021]图4是图示了如在图3中的箭头4的方向上观察的涡轮机壳体的接合部分的侧向结构的侧视图；
[0022]图5是图示了如在图3中的箭头5的方向上观察的涡轮机壳体的接合部分的侧向结构的侧视图；和
[0023]图6是图示了沿其中气体通路和水通路延伸的方向的接合部分和周围部分的横截面结构的横截面图。
【具体实施方式】
[0024]在后文中描述了根据实施了本发明的一个实施例的涡轮机壳体。如在图1中所示，涡轮增压器11包括安装在内燃机10的进气通路12内的压缩机20、安装在内燃机10的排气通路13内的涡轮机30，和将压缩机20和涡轮机30联接的中心壳体41。
[0025]压缩机壳体21限定了压缩机室22，且压缩机轮23容纳在压缩机室22内。涡轮机壳体31限定了涡轮机室32，且涡轮机轮33容纳在涡轮机室32内。轴42可旋转地通过中心壳体41支承。压缩机轮23固定到轴42的一端且涡轮机轮33固定到轴42的另一端。涡轮增压器11构造为使得压缩机轮23和涡轮机轮33 —起旋转。
[0026]压缩机室22沿压缩机轮23的旋转轴线LI延伸。围绕压缩机轮23螺旋延伸的涡旋通路24形成在压缩机壳体21内。
[0027]涡轮机室32沿涡轮机轮33的旋转轴线LI延伸。围绕涡轮机轮33螺旋延伸的涡旋通路34形成在涡轮机壳体31内。在此实施例中，涡轮机室32和涡旋通路34作为被排气流过的气体通路35起作用。
[0028]涡轮增压器11对内燃机10进行增压，如下文所描述。当来自内燃机10的排气通过涡旋通路34被吹到涡轮机轮33上时，涡轮机轮33通过排气流的能量被旋转。然后，涡轮机轮33的旋转通过轴42传递到压缩机轮23且使得压缩机轮23旋转。然后，在压缩机20内，通过压缩机20的入口 20A流入到压缩机室22内的进气通过由压缩机轮23的旋转导致的离心力的效果被送给到涡旋通路24，然后被送给到内燃机10的每个气缸。内燃机10使用排气的能量对进气进行增压，以改善发动机输出。
[0029]如在图1或图2中所示，其中形成了允许冷却剂流过涡轮机壳体31的水通路36的水冷涡轮机被采用作为涡轮增压器11。当内燃机10正在运行时，用于冷却内燃机10的冷却剂的部分被提供到水通路36。
[0030]水通路36在排气从其引入到涡轮机壳体31内的涡旋通路34内的侧上(排气引入侧)在接合部分51处开口。接合部分51通过螺栓固定到内燃机10的气缸盖14的接合部分16，在其处水套15开口。因此，涡轮机壳体31的水通路36与内燃机10的水套15连通。
[0031]当内燃机10起动且水泵17被驱动时，在压力下被水泵17输送的冷却剂循环通过包括水套15、水通路36和散热器18的冷却剂通路，如通过图2中的箭头所指示。内燃机10和涡轮增压器11通过冷却剂的循环被冷却。
[0032]防止排气从气体通路35泄漏的金属密封构件和防止冷却剂从水通路36泄漏的橡胶O型圈提供在涡轮机壳体31的接合部分51和气缸盖14的接合部分16之间。在此实施例中，微小量的排气可能从气体通路35泄漏到接合部分16和51的配合面之间的间隙内，尽管存在密封构件也是如此。当泄漏的排气被吹到O型圈上时，高温排气可能导致O型圈的热退化，从而导致O型圈的密封性能的恶化。
[0033]考虑到此点，在此实施例中使用了可降低泄漏到涡轮机壳体31的接合部分15和气缸盖14的接合部分16的配合面之间的间隙内的排气被吹到O型圈上的可能性的结构。所述结构在下文中详述。
[0034]如在图3至图5中所示，形成在涡轮机壳体31内的水通路36和气体通路彼此相邻布置(以并排方式)在祸轮机壳体31的排气引入侧接合部分51内。而且，气体通路35的排气引入侧端35A、通过其将冷却剂引入到水通路36内的水引入口 36A和通过其将冷却剂从水通路36排出的水排出口 36B在接合部分51处开口。
[0035]另外，其中水通路36的水引入口 36A开口的配合面52和其中气体通路35的端部35A开口的配合面53都形成为平面形状且并非平滑地在接合部分51内彼此连接。特别地，接合部分51形成为阶梯构造，使得配合面52相对于配合面53突出。因此，因为在与配合面52和53交叉(在此实施例中垂直)的方向上延伸的面形成在配合面52和53之间，所以配合面52和53并非平滑地相互连接。换言之，其处表面弯曲在相邻区内更明显改变的部分形成在配合面52和53之间。
[0036]在涡轮机壳体31的接合部分51中，形成水通路36的水排出口 36B的部分的管54也