一种降低冷却液用量的液体冷却式涡轮箱的制作方法

本发明属于车用涡轮增压器，具体涉及一种降低冷却液用量的液体冷却式涡轮箱。

背景技术：

1、涡轮增压器是一种用于提高汽车发动机功率和扭矩的设备。它通过向发动机供应更多的空气，从而提高燃烧效率，产生更强的动力。涡轮箱是涡轮增压器上的一个重要结构，涡轮箱利用发动机排出的废气通过一个涡轮叶轮，在高速旋转的同时驱动涡轮增压器上的压气机，增大进气量，达到增加发动机输出功率的目的。

2、传统汽油机的涡轮箱温度都在900摄氏度以上，该高温条件使得涡轮箱材料必须采用耐高温的材料，价格昂贵。不少企业采用液体冷却式涡轮箱结构来降低涡轮箱的使用温度，但冷却通道的设计难度高，现有的涡轮箱中的冷却通道设计结构复杂，制造工艺性差，冷却液用量大，成本高。

3、因此，本申请对液冷式涡轮箱进行了进一步的设计和改进。

技术实现思路

1、针对以上现有技术中的不足，本发明提供了一种降低冷却液用量的液体冷却式涡轮箱，通过优化进水口的结构设计，来均匀分配涡轮箱中水流量的分配方式，简化了水道结构设计，降低了成本。

2、本发明通过下述技术方案得以解决。

3、一种降低冷却液用量的液体冷却式涡轮箱，包括涡轮箱壳体，所述涡轮箱壳体中设有气体流道，所述涡轮箱壳体和所述气体流道之间形成冷却液流道，所述冷却液流道具有设在涡轮箱壳体上的进液口和出液口；所述进液口设于涡轮箱壳体的一段内部设有气体流道的管路上，且进液口为柱状通孔，沿该柱状通孔的轴线向内观察可见部分气体流道以及部分冷却液流道区域，该视野中柱状通孔的总面积为s，冷却液流道区域的面积为sa，则满足：sa/s=0.1~0.3。

4、本申请中，涡轮箱中不涉及结构复杂的流道，而是通过对进液口位置的设计，使冷却液在进入到涡轮箱的时候，就进行流量分配，合理高效地对内部区域进行冷却，冷却效果好，相比于现有技术中的方案设计，在保证同样冷却效果的同时，降低了冷却液用量，降低了成本。

5、一种优选的实施方式中，所述冷却液流道仅由涡轮箱壳体的内壁和气体流道的外壁构成，不具有其他设计复杂的流道设计，加工成本低。

6、一种优选的实施方式中，所述进液口为圆柱状通孔，结构合理，加工方便，液体流动顺畅。

7、一种优选的实施方式中，所述涡轮箱壳体上设有涡轮增压器的涡轮端安装腔，从该涡轮箱壳体的侧面看：所述进液口的入口中心至涡轮端安装腔的圆心的连线a1与进液口的柱状通孔的中心线a2之间具有夹角a，a的角度满足：-10°<a<15°，当a2比a1更靠近气体入口时定义为夹角a为正角度。该角度范围内，冷却液进入到涡轮箱的时候，会与内部的气体流道发生冲击，使得冷却液按照预期进行分配和分流，实现高效的冷却效果。

8、一种优选的实施方式中，sa/s=0.2；8°<a<12°。该角度a和面积分配下，冷却效果最好。

9、一种优选的实施方式中，所述气体流道包括靠近气体入口的敞口段和位于内部的螺旋状的螺旋段，所述进液口设于涡轮箱壳体上的对应于敞口段且靠近螺旋段的位置处，所述出液口设于涡轮箱壳体上的对应于螺旋段且远离进液口的位置上，保证冷却液在涡轮箱壳体中的充分流动，冷却效果好。

10、一种优选的实施方式中，所述进液口位置处，气体流道的壳体外壁与涡轮箱壳体的内壁之间的间距具有窄处，该窄处所对应的涡轮箱壳体处具有外扩段，该外扩段的内壁具有与气体流道的壳体外壁相适应的弧度。该结构设计能够保证窄处的通过空间不会过于狭小，保证冷却液通过不会流速过快发生湍流现象，保证整体冷却效果。

11、一种优选的实施方式中，所述冷却液流道的通道宽度≥4mm，如果通道过小，会增加铸造工艺的成型难度，直接提高产品的报废率和生产成本，且不利于冷却液通过。

12、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：提供了一种降低冷却液用量的液体冷却式涡轮箱，通过优化进水口的结构设计，来均匀分配涡轮箱中水流量的分配方式，简化了水道结构设计，降低了成本。

技术特征：

1.一种降低冷却液用量的液体冷却式涡轮箱，其特征在于，包括涡轮箱壳体（1），所述涡轮箱壳体（1）中设有气体流道（5），所述涡轮箱壳体（1）和所述气体流道（5）之间形成冷却液流道（4），所述冷却液流道（4）具有设在涡轮箱壳体（1）上的进液口（2）和出液口（3）；

2.根据权利要求1所述的一种降低冷却液用量的液体冷却式涡轮箱，其特征在于，所述冷却液流道（4）仅由涡轮箱壳体（1）的内壁和气体流道（5）的外壁构成。

3.根据权利要求1所述的一种降低冷却液用量的液体冷却式涡轮箱，其特征在于，所述进液口（2）为圆柱状通孔。

4.根据权利要求1所述的一种降低冷却液用量的液体冷却式涡轮箱，其特征在于，所述涡轮箱壳体（1）上设有涡轮增压器的涡轮端安装腔（16），从该涡轮箱壳体（1）的侧面看：所述进液口（2）的入口中心至涡轮端安装腔（16）的圆心的连线a1与进液口（2）的柱状通孔的中心线a2之间具有夹角a，a的角度满足：-10°<a<15°，当a2比a1更靠近气体入口（51）时定义为夹角a为正角度。

5.根据权利要求4所述的一种降低冷却液用量的液体冷却式涡轮箱，其特征在于，sa/s=0.2；8°<a<12°。

6.根据权利要求1所述的一种降低冷却液用量的液体冷却式涡轮箱，其特征在于，所述气体流道（5）包括靠近气体入口（51）的敞口段和位于内部的螺旋状的螺旋段，所述进液口（2）设于涡轮箱壳体（1）上的对应于敞口段且靠近螺旋段的位置处，所述出液口（3）设于涡轮箱壳体（1）上的对应于螺旋段且远离进液口（2）的位置上。

7.根据权利要求1所述的一种降低冷却液用量的液体冷却式涡轮箱，其特征在于，所述进液口（2）位置处，气体流道（5）的壳体外壁与涡轮箱壳体（1）的内壁之间的间距具有窄处，该窄处所对应的涡轮箱壳体（1）处具有外扩段（561），该外扩段（561）的内壁具有与气体流道（5）的壳体外壁相适应的弧度。

8.根据权利要求1至7任一项所述的一种降低冷却液用量的液体冷却式涡轮箱，其特征在于，所述冷却液流道（4）的通道宽度≥4mm。

技术总结
一种降低冷却液用量的液体冷却式涡轮箱，包括涡轮箱壳体，所述涡轮箱壳体中设有气体流道，所述涡轮箱壳体和所述气体流道之间形成冷却液流道，所述冷却液流道具有设在涡轮箱壳体上的进液口和出液口；所述进液口设于涡轮箱壳体的一段内部设有气体流道的管路上，且进液口为柱状通孔，沿该柱状通孔的轴线向内观察可见部分气体流道以及部分冷却液流道区域。本申请中，涡轮箱中不涉及结构复杂的流道，而是通过对进液口位置的设计，使冷却液在进入到涡轮箱的时候，就进行流量分配，合理高效地对内部区域进行冷却，冷却效果好，相比于现有技术中的方案设计，在保证同样冷却效果的同时，降低了冷却液用量，降低了成本。

技术研发人员：俞海蛟,姚梦云,潘张光,王双,任黄斌,沈杰
受保护的技术使用者：宁波威孚天力增压技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17