涡轮壳体和增压器的制作方法

文档序号:33197518发布日期:2023-02-04 14:35阅读:172来源:国知局
涡轮壳体和增压器的制作方法

1.本发明涉及收纳涡轮叶轮的涡轮壳体以及具备上述涡轮壳体的增压器。


背景技术:

2.在增压器(例如,涡轮增压器)中,具备:涡轮,该涡轮将从内燃机(例如,发动机)排出的废气的能量变换为动力(旋转力);以及压缩机,该压缩机通过由涡轮输出的动力对输送至内燃机的空气进行压缩。增压器的涡轮包含:涡轮叶轮;以及收纳涡轮叶轮的涡轮壳体,增压器的压缩机包含:经由旋转轴而与涡轮叶轮机械连结的压缩机叶轮;以及收纳压缩机叶轮的压缩机壳体。
3.在增压器的壳体(压缩机壳体、涡轮壳体)中,存在通过紧固螺栓(紧固部件)将多个构成部件紧固而一体化的结构。在由多个构成部件构成的壳体中,当叶轮(压缩机叶轮、涡轮叶轮)在旋转时损伤而爆裂时,有可能由于飞散的叶轮碎片而使紧固螺栓断裂,叶轮碎片向壳体的外部飞散。因此,在由多个构成部件构成的壳体中,需要防止叶轮碎片向壳体的外部飞散,即需要提高密封性。
4.在专利文献1中公开一种压缩机壳体,具备:外侧压缩机壳体,该外侧压缩机壳体包围压缩机叶轮的外周;以及内侧压缩机壳体,该内侧压缩机壳体收纳于外侧压缩机壳体,在与外侧压缩机壳体之间划分出涡旋流路。专利文献1中记载的内侧压缩机壳体包含:扩散流路部,该扩散流路部在与轴承壳体之间划分出扩散流路,该扩散流路用于将空气从压缩机叶轮输送至涡旋流路;紧固部,该紧固部通过紧固螺栓而紧固于外侧压缩机壳体;以及环状的波纹管部,该波纹管部设置在扩散流路部与紧固部之间。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1:日本专利第5866376号公报
8.发明要解决的技术问题
9.若在压缩机叶轮的旋转时压缩机叶轮断裂,则叶轮碎片向径向外侧飞散而侵入扩散流路。此时,对于将外侧压缩机壳体和内侧压缩机壳体紧固的紧固螺栓而言,对紧固螺栓施加因叶轮碎片而将外侧壳体和内侧壳体推开这样的沿着紧固螺栓的轴向的冲击载荷。假设紧固螺栓因上述冲击载荷而断裂,则外侧壳体与内侧壳体开口,叶轮碎片有可能向壳体的外部飞散。
10.在专利文献1中记载的内侧压缩机壳体中,通过使环状的波纹管部弹性变形和塑性变形来吸收轴向力。通过使环状的波纹管部吸收轴向力,从而减轻紧固部的负荷,抑制紧固螺栓的断裂和叶轮碎片向壳体的外部的飞散。然而,专利文献1中记载的壳体包含环状的波纹管部,因此构造上变得复杂,有可能导致高成本化。


技术实现要素:

11.鉴于上述的情况,本发明的至少一个实施方式的目的在于提供一种涡轮壳体,构
造简单,并且,能够有效地抑制在爆裂时叶轮碎片向涡轮壳体的外部飞散。
12.用于解决技术问题的技术手段
13.本发明的涡轮壳体具备:
14.入口侧壳体,该入口侧壳体包含涡旋部,该涡旋部在内部具有涡旋流路;
15.出口侧壳体,该出口侧壳体被第一紧固部件紧固于所述入口侧壳体;以及
16.流路形成部件,该流路形成部件包含流路壁面,该流路壁面划分出将来自所述涡旋流路的废气引导到涡轮叶轮的废气流路,该流路形成部件被第二紧固部件紧固于所述出口侧壳体,
17.上述出口侧壳体包含:
18.筒状部,该筒状部在内部具有出口流路,该出口流路供从所述涡旋流路被引导到所述涡轮叶轮并通过所述涡轮叶轮后的废气流动;
19.凸缘部,该凸缘部构成为从所述筒状部的下游侧端部向径向外侧突出,并被所述第一紧固部件紧固于所述涡旋部;以及
20.环状板部,该环状板部构成为从所述筒状部的上游侧端部向径向外侧突出,并被所述第二紧固部件紧固于所述流路形成部件,
21.所述环状板部具有从外周端向径向内侧凹陷的至少一个凹部。
22.本发明的增压器具备:
23.涡轮叶轮;以及
24.所述涡轮壳体。
25.发明的效果
26.根据本发明的至少一个实施方式,提供一种涡轮壳体,构造简单,并且能够有效地抑制在爆裂时叶轮碎片向涡轮壳体的外部飞散。
附图说明
27.图1是概略地表示具备本发明的一个实施方式的涡轮壳体的增压器的涡轮侧的概略剖视图,并且是包含涡轮壳体的轴线的概略剖视图。
28.图2是用于说明具备本发明的一个实施方式的涡轮壳体的增压器的整体结构的概略结构图。
29.图3是放大地表示图1所示的主要部位的主要部位放大剖视图。
30.图4是表示本发明的一个实施方式的涡轮壳体的环状板部的一例的图。
31.图5是表示本发明的一个实施方式的涡轮壳体的环状板部的另一例的图。
32.图6是包含具备本发明的另一个实施方式的涡轮壳体的增压器的轴线的概略剖视图。
具体实施方式
33.以下,参照附图对本发明的几个实施方式进行说明。其中,作为实施方式记载的或者附图所示的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等并不是将本发明的范围限定于此的意思,而仅仅是说明例。
34.例如,“某方向”、“沿着某方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同轴”等表
示相对或者绝对的配置的表达不仅表示严格意义上这样的配置,还表示具有公差、或者能够得到相同的功能的程度的角度或距离而相对地位移的状态。
35.例如,“相同”、“相等”以及“均质”等表示事物相等的状态的表达不仅表示严格意义上相等的状态,还表示存在公差或者能够得到相同的功能的程度的差的状态。
36.例如,四边形状、圆筒形状等表示形状的表达不仅表示几何学上严格意义上的四边形状、圆筒形状等形状,还表示在能够得到相同的效果的范围内包含凹凸部、倒角部等的形状。
37.另一方面,“具备”、“包含”、或者“具有”一个结构要素这样的表达并不是排除其他结构要素的存在的排他性表达。
38.此外,对于相同的结构标注相同的附图标记并省略说明。
39.图1是概略地表示具备本发明的一个实施方式的涡轮壳体的增压器的涡轮侧的概略剖视图,并且是包含涡轮壳体的轴线的概略剖视图。图2是用于说明具备本发明的一个实施方式的涡轮壳体的增压器的整体结构的概略结构图。
40.如图1所示,几个实施方式的涡轮壳体2搭载于增压器1。
41.如图1、2所示,几个实施方式的增压器1(例如,涡轮增压器)至少具备涡轮叶轮11、以及在内部收纳涡轮叶轮11的涡轮壳体2。如图2所示,增压器1还具备:旋转轴12;轴承13,该轴承将旋转轴12支承为能够旋转;轴承壳体14,该轴承壳体在内部收纳轴承13;压缩机叶轮15;以及压缩机壳体16,该压缩机壳体在内部收纳压缩机叶轮15。
42.以下,例如如图2所示,将涡轮壳体2的轴线la延伸的方向设为轴向x,将与轴线la正交的方向设为径向y。将轴向x中的、相对于轴承壳体14、涡轮壳体2所在的一侧(图中右侧)设为一侧x1,将相对于轴承壳体14、压缩机壳体16所在的一侧(图中左侧)设为另一侧x2。
43.如图2所示,压缩机壳体16在轴向x上夹着轴承壳体14配置在与涡轮壳体2相反的一侧。涡轮壳体2和压缩机壳体16分别通过例如紧固螺栓、v形夹具等紧固部件而与轴承壳体14机械连结。
44.如图2所示,旋转轴12沿着轴向x具有长边方向。旋转轴12在上述长边方向的一端部121(一侧x1的端部)与涡轮叶轮11机械连结,在上述长边方向的另一端部122(另一侧x2的端部)与压缩机叶轮15机械连结。涡轮叶轮11与压缩机叶轮15设置在同轴上。
45.如图2所示,压缩机叶轮15设置于向发动机17(燃烧装置)供给空气(燃烧用气体)的供给线路18。涡轮叶轮11设置于从发动机17排出废气的排出线路19。
46.增压器1利用从发动机17通过排出线路19导入到涡轮壳体2的内部的废气,使涡轮叶轮11旋转。压缩机叶轮15经由旋转轴12与涡轮叶轮11机械连结,因此与涡轮叶轮11的旋转联动地旋转。在增压器1中,通过使压缩机叶轮15旋转,从而对通过供给线路18导入到压缩机壳体16的内部的空气(燃烧用气体)进行压缩并输送到发动机17。
47.在图示的实施方式中,如图2所示,压缩机壳体16形成有:空气取入口161,该空气取入口用于沿着轴向x从压缩机壳体16的外部导入空气;以及空气供给口162,该空气供给口用于将通过压缩机叶轮15后的空气沿着径向y排出到压缩机壳体16的外部并输送到发动机17。
48.在图示的实施方式中,如图2所示,涡轮壳体2形成有:废气导入口21,该废气导入
口用于从径向y外侧向涡轮壳体2的内部导入废气;以及废气排出口22,该废气排出口用于将使涡轮叶轮11旋转的废气沿着轴向x排出到涡轮壳体2的外部。
49.图3是放大地表示图1所示的主要部位的主要部位放大剖视图。
50.如图1、3所示,涡轮壳体2具有:涡旋流路24,该涡旋流路供通过涡轮叶轮11之前的废气流动;废气流路25,该废气流路设置在涡旋流路24与涡轮叶轮11之间,并且将来自涡旋流路24的废气引导到涡轮叶轮11;以及出口流路26,该出口流路供从涡旋流路24被引导到涡轮叶轮11并通过涡轮叶轮11后的废气流动。
51.从发动机17排出的废气在以上述顺序通过涡轮壳体2的废气导入口21、涡旋流路24以及废气流路25之后,被输送到涡轮叶轮11。输送到涡轮叶轮11的废气在出口流路26中沿着轴向x流向一侧x1之后,从废气排出口22排出到涡轮壳体2的外部。
52.如图1、3所示,涡轮壳体2具备:入口侧壳体3;出口侧壳体4,该出口侧壳体通过第一紧固部件6而紧固于入口侧壳体3;以及流路形成部件5,该流路形成部件5通过第二紧固部件7而紧固于出口侧壳体4。
53.如图1、3所示,入口侧壳体3包含涡旋部31,该涡旋部在内部具有上述的涡旋流路24。涡旋流路24由涡旋部31的内壁面32划分。另外,在入口侧壳体3形成有上述的废气导入口21。
54.涡旋流路24是将从废气导入口21导入到涡轮壳体2的内部的废气引导到涡轮叶轮11的流路。涡旋流路24具有包围涡轮叶轮11的周围(径向y外侧)的涡旋形状。涡旋流路24与位于废气的流动方向的上游侧的废气导入口21连通。
55.如图3所示,流路形成部件5包含对上述的废气流路25进行划分的流路壁面52。流路壁面52沿着与轴线la交叉(正交)的方向延伸。
56.在图示的实施方式中,流路形成部件5与入口侧壳体3分体形成。流路形成部件5包含环状的板部51。板部51包含:供第二紧固部件7紧固的被紧固部53;以及形成在另一侧x2的上述的流路壁面52。在图示的实施方式中,板部51形成为环状,但在其他的几个实施方式中,也可以形成为沿着绕轴线la的周向延伸的圆弧状。
57.在图示的实施方式中,入口侧壳体3还包含从涡旋部31的另一侧x2侧的内侧端部33(另一侧内侧端部)向径向内侧延伸的废气流路部34。废气流路部34包含在与流路壁面52之间划分出废气流路25的轴承侧流路壁面35。轴承侧流路壁面35比流路壁面52更靠另一侧x2,沿着与轴线la交叉(正交)的方向延伸,与位于一侧x1的流路壁面52相对。
58.废气流路25为从涡旋流路24向涡轮叶轮11引导废气的流路。废气流路25设置在涡旋流路24与涡轮叶轮11之间,沿着与轴线la交叉(正交)的方向延伸。废气流路25与位于废气的流动方向的上游侧的涡旋流路24连通。
59.如图1、3所示,出口侧壳体4包含:筒状部41,该筒状部在内部具有上述的出口流路26;凸缘部44,该凸缘部从筒状部41的下游侧端部42向径向外侧突出;以及环状板部45,该环状板部从筒状部41的上游侧端部43向径向外侧突出。
60.如图1、3所示,筒状部41具有内壁面411,该内壁面沿着轴线la延伸,并且划分出上述的出口流路26。筒状部41的下游侧端部42位于比上游侧端部43靠废气的流动方向上的下游侧(一侧x1)的位置,并且形成上述的废气排出口22。
61.出口流路26为将通过涡轮叶轮11后的废气引导到废气排出口22的流路。出口流路
26相比于涡轮叶轮11设置在一侧x1,沿着轴向x延伸,与位于废气的流动方向的上游侧的废气流路25以及位于废气的流动方向的下游侧的废气排出口22分别连通。
62.如图3所示,凸缘部44构成为通过第一紧固部件6紧固于入口侧壳体3的涡旋部31。
63.在图3所示的实施方式中,涡旋部31包含从其一侧x1的端部向一侧x1突出的突出部36,突出部36的端面361与形成于凸缘部44的另一侧x2的外周缘的外周缘面441抵接。凸缘部44的外周缘面441位于比内周缘面442靠一侧x1的位置。第一紧固部件6具有外周形成为外螺纹状的紧固部61。第一紧固部件6的紧固部61插通于在凸缘部44形成的凸缘侧插通孔46,与突出部36的内周形成为内螺纹状的被紧固部362螺旋配合(紧固),由此将入口侧壳体3的涡旋部31和出口侧壳体4的凸缘部44连结固定。
64.如图3所示,环状板部45构成为被第二紧固部件7紧固于流路形成部件5。
65.在图3所示的实施方式中,环状板部45的另一侧x2的面451与板部51的在轴向x上与流路壁面52相反的一侧(另一侧x2)的背面511抵接。在该背面511形成上述的被紧固部53。第二紧固部件7具有外周形成为外螺纹状的紧固部71。第二紧固部件7的紧固部71插通于在环状板部45形成的插通孔47,与流路形成部件5的内周形成为内螺纹状的被紧固部53螺旋配合(紧固),由此将流路形成部件5和出口侧壳体4的环状板部45连结固定。插通孔47形成在比凸缘侧插通孔46、突出部36的被紧固部362靠径向y内侧的位置。
66.在图示的实施方式中,如图1所示,轴承壳体14包含:筒状部141,该筒状部沿着轴向x延伸;以及凸缘部142,该凸缘部从筒状部141的一侧x1端部的外周向径向y外侧突出。入口侧壳体3的废气流路部34的在轴向x上与轴承侧流路壁面35相反的一侧(另一侧x2)的背面341与轴承壳体14的凸缘部142的一侧x1的面143抵接。在图示的实施方式中,入口侧壳体3通过利用未图示的紧固部件将其背面341固定于上述面143,而连结固定于轴承壳体14。
67.在图示的实施方式中,上述的涡轮叶轮11收纳于由筒状部41的内壁面411和轴承壳体14的轴端面144划分出的空间。
68.图4是表示本发明的一个实施方式的涡轮壳体的环状板部的一例的图。图5是表示本发明的一个实施方式的涡轮壳体的环状板部的另一例的图。
69.如图3所示,几个实施方式的涡轮壳体2具备上述的入口侧壳体3、上述的出口侧壳体4、以及上述的流路形成部件5,出口侧壳体4包含上述的筒状部41、上述的凸缘部44、以及上述的环状板部45。如图4、5所示,上述的环状板部45具有从外周端452向径向y内侧凹陷的至少一个凹部9。
70.在图示的实施方式中,如图4、5所示,凹部9(9a、9b)包含:一对侧壁部92、93,该一对侧壁部沿着与周向交叉(正交)的方向延伸;以及底壁部91,该底壁部将一对侧壁部92、93的径向内侧的端部彼此相连。
71.在图4所示的实施方式中,环状板部45具有一个凹部9(9a)。在图5所示的实施方式中,环状板部45具有多个凹部9(9b)。
72.若在涡轮叶轮11的旋转时涡轮叶轮11断裂,则叶轮碎片向径向y外侧飞散而侵入废气流路25,因此有时对于涡轮壳体2施加因叶轮碎片而将入口侧壳体3和出口侧壳体4推开这样的冲击载荷f(轴向载荷,参照图3)。假设在出口侧壳体4的环状板部45为不具有凹部9的圆板状的情况下,能够使从流路形成部件5传递给环状板部45的冲击载荷f沿着周向在整周上传递,能够在整周上分担并负担冲击载荷f。环状板部45不具有凹部9的圆板状的刚
性较高,因此在环状板部45由于冲击载荷f而变形之前,将入口侧壳体3和出口侧壳体4紧固的第一紧固部件6会由于冲击载荷f断裂。
73.根据上述的结构,出口侧壳体4的环状板部45具有从外周端452向径向内侧凹陷的至少一个凹部9。即,上述涡轮壳体2成为出口侧壳体4的环状板部45具有至少一个凹部9这样的简单的构造。具有至少一个凹部9的环状板部45通过凹部9来阻碍冲击载荷f的沿着周向的传递,并且通过凹部9产生应力集中部,上述应力集中部成为变形的起点,因此与环状板部45为不具有凹部9的圆板状的情况相比,能够有效地降低刚性。
74.通过降低环状板部45的刚性,能够增大接受冲击载荷f时的环状板部45的变形量,能够增大在环状板部45接受冲击载荷f而变形时能够吸收的冲击能量的量。在涡轮壳体2中,在将入口侧壳体3和出口侧壳体4紧固的第一紧固部件6由于冲击载荷f而断裂之前,使降低刚性的环状板部45变形来吸收冲击能量,由此能够减小施加给第一紧固部件6的冲击载荷f而抑制第一紧固部件6的断裂。而且,在涡轮壳体2中,通过抑制第一紧固部件6的断裂,能够有效地抑制在爆裂时叶轮碎片向涡轮壳体2的外部飞散。
75.在几个实施方式中,如图4、5所示,上述的环状板部45具有能够供第二紧固部件7插通的至少一个上述的插通孔47,该至少一个插通孔形成在与至少一个凹部9所对应的周向位置不同的周向位置。至少一个凹部9构成为径向上的最深部94(位于最靠径向内侧的部位)位于比至少一个插通孔47靠径向y内侧的位置。
76.在图示的实施方式中,如图4、5所示,在上述的底壁部91设置有最深部94。在图4、5所示的实施方式中,底壁部91构成为径向y位置与筒状部41的外壁面412相同。
77.根据上述的结构,通过在与凹部9所对应的周向位置不同的周向位置上形成的插通孔47中插通第二紧固部件7,从而将环状板部45紧固于流路形成部件5。环状板部45的凹部9的径向上的最深部94(位于最靠径向内侧的部位)位于比插通孔47靠径向内侧的位置,因此经由插通孔47从流路形成部件5传递的冲击载荷f的沿着周向的传递被凹部9阻碍。环状板部45阻碍冲击载荷f沿着周向的传递,使负担冲击载荷f的范围变窄,由此能够降低上述范围内的刚性,因此能够在上述范围内更有效地吸收冲击能量。
78.在几个实施方式中,如图5所示,上述的至少一个插通孔47包含多个插通孔47,上述的至少一个凹部9包含多个凹部9。多个凹部9分别设置在周向上的多个插通孔47中的相邻的两个插通孔47之间。
79.根据上述的结构,多个凹部9分别设置在周向上的多个插通孔47中的相邻的两个插通孔47之间,因此经由插通孔47从流路形成部件5传递的冲击载荷f的、朝向形成有其他的插通孔47的部位的沿着周向的传递被凹部9阻碍。在环状板部45中,通过阻碍冲击载荷f朝向形成有其他的插通孔47的部位的沿着周向的传递,使形成有插通孔47的每个部位负担冲击载荷f,能够降低形成有插通孔47的各部位处的刚性,因此能够在各部位更有效地吸收冲击能量。
80.在几个实施方式中,如图5所示,上述的环状板部45具有由周向上的上述的多个凹部9中的相邻的两个凹部9划分出的多个凸部10。在多个凸部10中的各个凸部设置有上述的多个插通孔47中的一个插通孔。
81.在图示的实施方式中,多个凸部10中的各个凸部包含:一对侧壁部92、93,该一对侧壁部夹着设置于凸部10的插通孔47;以及外壁部(外周端452),该外壁部将一对侧壁部
92、93的径向外侧的端部彼此相连。优选插通孔47形成在凸部10的周向上的中央。
82.根据上述的结构,形成有多个插通孔47中的一个插通孔的每一个凸部10在周向上所在的角度范围θ较小,因此环状板部45将经由插通孔47从流路形成部件5传递来的冲击载荷f的沿着周向的传递限制在凸部10的上述角度范围θ内。环状板部45阻碍冲击载荷f的沿着周向的传递,将负担冲击载荷f的范围限制在角度范围θ内,由此能够降低角度范围θ内的刚性,因此能够在角度范围θ内更有效地吸收冲击能量。
83.在几个实施方式中,如图3所示,上述的凸缘部44具有供上述的第一紧固部件6插通的至少一个上述的凸缘侧插通孔46。上述的至少一个插通孔47构成为孔径比至少一个凸缘侧插通孔46小。即,插通孔47的孔径d1比凸缘侧插通孔46的孔径d2小。
84.根据上述的结构,供第二紧固部件7插通的插通孔47构成为孔径比供第一紧固部件6插通的凸缘侧插通孔46小,因此能够增大从第二紧固部件7输入到插通孔47的冲击载荷f。即,当在叶轮碎片与涡轮壳体2碰撞时,流路形成部件5、入口侧壳体3相对于出口侧壳体4滑动的情况下,能够使部件间的间隙较小的第二紧固部件7与插通孔47相比于部件间的间隙较大的第一紧固部件6与凸缘侧插通孔46更早地紧贴,因此能够增大从第二紧固部件7输入到插通孔47的冲击载荷f。在涡轮壳体2中,通过增大从第二紧固部件7输入到插通孔47的冲击载荷f,能够缓和从第一紧固部件6输入到凸缘侧插通孔46的冲击载荷f,能够更有效地抑制第一紧固部件6的断裂。
85.如上所述,在几个实施方式中,例如如图3所示,上述的流路形成部件5与上述的入口侧壳体3分体形成。
86.假设在流路形成部件5与入口侧壳体3一体形成的情况下,经由第二紧固部件7紧固于流路形成部件5(入口侧壳体3)的环状板部45被入口侧壳体3支承,因此抑制接受冲击载荷f时的变形。根据上述的结构,流路形成部件5与入口侧壳体3分体形成,因此环状板部45接受冲击载荷f时的变形不会被入口侧壳体3抑制,能够容易地变形,因此能够更有效地抑制第一紧固部件6的断裂。
87.在几个实施方式中,如图1、3所示,上述的流路形成部件5包含:上述的板部51,该板部包含供第二紧固部件7紧固的被紧固部53和流路壁面52;以及至少一个固定喷嘴54,该至少一个固定喷嘴从板部51的流路壁面52突出。
88.在图示的实施方式中,如图1所示,至少一个固定喷嘴54包含沿着周向隔开间隔地设置的多个固定喷嘴54。多个固定喷嘴54中的各个固定喷嘴沿着与径向y交叉的方向延伸。此外,固定喷嘴54也可以构成为其前缘与后缘的周向位置相互不同。
89.根据上述的结构,流路形成部件5包含:板部51,该板部包含供第二紧固部件7紧固的被紧固部53和流路壁面52;以及至少一个固定喷嘴54,该固定喷嘴从流路壁面52突出。在这样的情况下也是,通过从流路形成部件5的板部51传递给出口侧壳体4的环状板部45的冲击载荷f使环状板部45变形,由此能够抑制第一紧固部件6的断裂。
90.图6是包含具备本发明的另一个实施方式的涡轮壳体的增压器的轴线的概略剖视图。
91.在几个实施方式中,如图6所示,上述的流路形成部件5与上述的入口侧壳体3一体地形成。在图示的实施方式中,流路形成部件5的外周端55与涡旋部31的一侧x1侧的内侧端部37(一侧内侧端部)一体地形成。
92.根据上述的结构,流路形成部件5与入口侧壳体3一体地形成,因此在对流路形成部件5施加将入口侧壳体3与出口侧壳体4推开这样的冲击载荷f时,能够将冲击载荷f的一部分传递给入口侧壳体3(内侧端部37)。在流路形成部件5中,通过将冲击载荷f的一部分传递给入口侧壳体3(内侧端部37),能够缓和从流路形成部件5传递给出口侧壳体4的冲击载荷f,能够更有效地抑制第一紧固部件6的断裂。
93.几个实施方式的增压器1具备上述的涡轮叶轮11和上述的涡轮壳体2。根据上述的结构,在增压器1中,通过由涡轮壳体2抑制第一紧固部件6的断裂,能够有效地抑制在爆裂时叶轮碎片向涡轮壳体2的外部飞散。
94.本发明不限于上述的实施方式,还包含对上述的实施方式施加变形的方式、将这些方式适当地组合的方式。
95.上述的几个实施方式中记载的内容例如像以下那样被掌握。
96.(1)本发明的至少一个实施方式的涡轮壳体具备:
97.入口侧壳体,该入口侧壳体包含涡旋部,该涡旋部在内部具有涡旋流路;
98.出口侧壳体,该出口侧壳体被第一紧固部件紧固于上述入口侧壳体;以及
99.流路形成部件,该流路形成部件包含流路壁面,该流路壁面划分出将来自上述涡旋流路的废气引导到涡轮叶轮的废气流路,该流路形成部件被第二紧固部件紧固于上述出口侧壳体,
100.上述出口侧壳体包含:
101.筒状部,该筒状部在内部具有出口流路,该出口流路供从上述涡旋流路被引导到上述涡轮叶轮并通过上述涡轮叶轮后的废气流动;
102.凸缘部,该凸缘部构成为从上述筒状部的下游侧端部向径向外侧突出,并被上述第一紧固部件紧固于上述涡旋部;以及
103.环状板部,该环状板部构成为从上述筒状部的上游侧端部向径向外侧突出,并被上述第二紧固部件紧固于上述流路形成部件,
104.上述环状板部具有从外周端向径向内侧凹陷的至少一个凹部。
105.若在涡轮叶轮的旋转时涡轮叶轮断裂,则叶轮碎片向径向外侧飞散而侵入废气流路,因此有时对于涡轮壳体施加因叶轮碎片而将入口侧壳体和出口侧壳体推开这样的冲击载荷。假设在环状板部为不具有上述凹部的圆板状的情况下,能够使从流路形成部件传递给环状板部的冲击载荷沿着周向在整周上传递,能够在整周上分担并负担冲击载荷。环状板部不具有上述凹部的圆板状的刚性较高,因此在环状板部由于上述冲击载荷而变形之前,将入口侧壳体和出口侧壳体紧固的第一紧固部件会由于上述冲击载荷而断裂。
106.根据上述(1)的结构,出口侧壳体的环状板部具有从外周端向径向内侧凹陷的至少一个凹部。即,上述涡轮壳体成为出口侧壳体的环状板部具有至少一个凹部这样的简单的构造。具有至少一个凹部的环状板部通过凹部来阻碍冲击载荷的沿着周向的传递,并且通过凹部产生应力集中部,上述应力集中部成为变形的起点,因此与环状板部为不具有上述凹部的圆板状的情况相比,能够有效地降低刚性。
107.通过降低环状板部的刚性,能够增大接受上述冲击载荷时的环状板部的变形量,能够增大在环状板部接受上述冲击载荷而变形时能够吸收的冲击能量的量。在上述涡轮壳体中,在将入口侧壳体和出口侧壳体紧固的第一紧固部件由于上述冲击载荷而断裂之前,
使刚性降低的环状板部变形来吸收冲击能量,由此能够减小施加给第一紧固部件的冲击载荷而抑制第一紧固部件的断裂。而且,在上述涡轮壳体中,通过抑制第一紧固部件的断裂,能够有效地抑制在爆裂时叶轮碎片向涡轮壳体的外部飞散。
108.(2)在几个实施方式中,根据上述(1)中记载的涡轮壳体,上述环状板部具有能够供上述第二紧固部件插通的至少一个插通孔,该至少一个插通孔形成在与上述至少一个凹部所对应的周向位置不同的周向位置,上述至少一个凹部构成为,径向上的最深部位于比上述至少一个插通孔靠径向内侧的位置。
109.根据上述(2)的结构,通过在与凹部所对应的周向位置不同的周向位置上形成的插通孔中插通第二紧固部件,从而将环状板部紧固于流路形成部件。环状板部的凹部的径向上的最深部(位于最靠径向内侧的部位)位于比插通孔靠径向内侧的位置,因此经由插通孔从流路形成部件传递的冲击载荷的沿着周向的传递被凹部阻碍。环状板部阻碍冲击载荷的沿着周向的传递,使负担冲击载荷的范围变窄,由此能够降低上述范围内的刚性,因此能够在上述范围内更有效地吸收冲击能量。
110.(3)在几个实施方式中,根据上述(2)中记载的涡轮壳体,上述至少一个插通孔包含多个插通孔,上述至少一个凹部包含多个凹部,上述多个凹部分别设置在周向上的上述多个插通孔中的相邻的两个插通孔之间。
111.根据上述(3)的结构,多个凹部分别设置在周向上的多个插通孔中的相邻的两个插通孔之间,因此经由插通孔从流路形成部件传递的冲击载荷的、朝向形成其他的插通孔的部位的沿着周向的传递被凹部阻碍。在环状板部中,通过阻碍冲击载荷朝向形成其他的插通孔的部位的沿着周向的传递,使形成插通孔的每个部位负担冲击载荷,能够降低形成插通孔的各部位处的刚性,因此能够在各部位更有效地吸收冲击能量。
112.(4)在几个实施方式中,根据上述(3)中记载的涡轮壳体,上述环状板部具有由上述周向上的上述多个凹部中的相邻的两个凹部划分出的多个凸部,在上述多个凸部中的各个凸部设置有上述多个插通孔中的一个插通孔。
113.根据上述(4)的结构,形成有多个插通孔中的一个插通孔的每一个凸部在周向上所在的角度范围较小,因此环状板部将经由插通孔从流路形成部件传递来的冲击载荷的沿着周向的传递限制在凸部的上述角度范围。上述环状板部阻碍冲击载荷的沿着周向的传递,将负担冲击载荷的范围限制在上述角度范围内,由此能够降低上述角度范围内的刚性,因此能够在上述角度范围内更有效地吸收冲击能量。
114.(5)在几个实施方式中,根据上述(2)至(4)中任一项中记载的涡轮壳体,上述凸缘部具有供上述第一紧固部件插通的至少一个凸缘侧插通孔,上述至少一个插通孔构成为孔径比上述至少一个凸缘侧插通孔小。
115.根据上述(5)的结构,供第二紧固部件插通的插通孔构成为孔径比供第一紧固部件插通的凸缘侧插通孔小,因此能够增大从第二紧固部件输入到插通孔的冲击载荷。即,当在叶轮碎片与涡轮壳体碰撞时,流路形成部件、入口侧壳体相对于出口侧壳体滑动的情况下,相比于部件间的间隙较大的第一紧固部件与凸缘侧插通孔,能够使部件间的间隙较小的第二紧固部件与插通孔更早地紧贴,因此能够增大从第二紧固部件输入到插通孔的冲击载荷。在上述涡轮壳体中,通过增大从第二紧固部件输入到插通孔的冲击载荷,能够缓和从第一紧固部件输入到凸缘侧插通孔的冲击载荷,能够更有效地抑制第一紧固部件的断裂。
116.(6)在几个实施方式中,根据上述(1)至(5)中任一项中记载的涡轮壳体,上述流路形成部件与上述入口侧壳体一体地形成。
117.根据上述(6)的结构,流路形成部件与入口侧壳体一体地形成,因此在对流路形成部件施加将入口侧壳体与出口侧壳体推开这样的冲击载荷时,能够将冲击载荷的一部分传递给入口侧壳体。在流路形成部件中,通过将冲击载荷的一部分传递给入口侧壳体,能够缓和从流路形成部件传递给出口侧壳体的冲击载荷,能够更有效地抑制第一紧固部件的断裂。
118.(7)在几个实施方式中,根据上述(1)至(5)中任一项中记载的涡轮壳体,上述流路形成部件与上述入口侧壳体分体形成。
119.假设在流路形成部件与入口侧壳体一体形成的情况下,经由第二紧固部件紧固于流路形成部件(入口侧壳体)的环状板部被入口侧壳体支承,因此抑制接受冲击载荷时的变形。根据上述(7)的结构,流路形成部件与入口侧壳体分体形成,因此环状板部接受冲击载荷时的变形不会被入口侧壳体抑制,能够容易地变形,因此能够更有效地抑制第一紧固部件的断裂。
120.(8)在几个实施方式中,根据上述(7)中记载的涡轮壳体,上述流路形成部件包含:板部,该板部包含供上述第二紧固部件紧固的被紧固部和上述流路壁面;以及至少一个固定喷嘴,该至少一个固定喷嘴从上述板部的上述流路壁面突出。
121.根据上述(8)的结构,流路形成部件包含:板部,该板部包含供第二紧固部件紧固的被紧固部和流路壁面;以及至少一个固定喷嘴,该至少一个固定喷嘴从流路壁面突出。此时,通过从流路形成部件的板部传递给出口侧壳体的环状板部的冲击载荷使环状板部变形,由此能够抑制第一紧固部件的断裂。
122.(9)本发明的至少一个实施方式的增压器具备:
123.涡轮叶轮;以及
124.上述(1)至(8)中任一项中记载的涡轮壳体。
125.根据上述(9)的结构,在增压器中,通过由涡轮壳体抑制第一紧固部件的断裂,能够有效地抑制在爆裂时叶轮碎片向涡轮壳体的外部飞散。
126.符号说明
127.1增压器
128.2涡轮壳体
129.21废气导入口
130.22废气排出口
131.24涡旋流路
132.25废气流路
133.26出口流路
134.3入口侧壳体
135.31涡旋部
136.32内壁面
137.33、37内侧端部
138.34废气流路部
139.35轴承侧流路壁面
140.36突出部
141.362被紧固部
142.4出口侧壳体
143.41筒状部
144.411内壁面
145.42下游侧端部
146.43上游侧端部
147.44凸缘部
148.45环状板部
149.452外周端
150.46凸缘侧插通孔
151.47插通孔
152.5流路形成部件
153.51板部
154.52流路壁面
155.53被紧固部
156.54固定喷嘴
157.55外周端
158.6第一紧固部件
159.7第二紧固部件
160.9凹部
161.91底壁部
162.92、93侧壁部
163.94最深部
164.10凸部
165.11涡轮叶轮
166.12旋转轴
167.121一端部
168.122另一端部
169.13轴承
170.14轴承壳体
171.142凸缘部
172.15压缩机叶轮
173.16压缩机壳体
174.161空气取入口
175.162空气供给口
176.17发动机
177.18供给线路
178.19排出线路
179.f冲击载荷
180.la轴线
181.x轴向
182.x1轴向的一侧
183.x2轴向的另一侧
184.y径向
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