[發明專利]渦輪機殼體和渦輪增壓器

有效

• 申請號: 201510172511.6
• 申請日: 2015-04-13
• 公開（公告）號: CN105003307B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 淺野旭弘
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: F01D25/12
• 分類號: F01D25/12;F01D25/14;F02B37/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 張建濤,車文

技術領域

本發明涉及一種渦輪機殼體和一種渦輪增壓器。

背景技術

日本專利申請公開No.2010-38091(JP?2010-38091?A)公開了一種渦輪機殼體，在該渦輪機殼體中，排氣流路被布置成內燃機的排氣通路，并且渦輪機葉輪被布置在排氣流路中。在日本專利申請公開No.2010-38091(JP?2010-38091?A)中，用于使冷卻劑通過的冷卻劑通路被布置在渦輪機殼體中。冷卻劑通路是具有散熱器和水泵的冷卻系統的一部分。通過與在冷卻劑通路中循環的冷卻劑的熱交換來冷卻渦輪機殼體，從而抑制了渦輪機殼體的過熱。

發明內容

在日本專利申請公開No.2010-38091(JP?2010-38091?A)中公開的渦輪機殼體中，當渦輪機殼體通過與冷卻劑通路中的冷卻劑熱交換而被冷卻時，排氣流路中的排氣可能通過與渦輪機殼體熱交換而被不必要地冷卻。這可能導致冷卻劑溫度的不必要升高，這繼而可能導致散熱器的容量不必要地增大。

本發明提供一種能夠抑制散熱器容量增大的渦輪機殼體和渦輪增壓器。

根據本發明的第一方面的用于內燃機的渦輪機殼體，該渦輪機殼體包括冷卻劑通路和排氣流路。排氣流路被構造成使內燃機的排氣通過，渦輪機葉輪被布置在排氣流路中。排氣流路包括第一部分。第一部分被布置成在排氣流路中在渦輪機葉輪的排氣下游側上，并且第一部分的內徑朝著排氣下游側逐漸增大。

根據本發明的第二方面的用于內燃機的渦輪增壓器，該內燃機包括進氣管和排氣管。該渦輪增壓器包括壓縮機、渦輪機、軸承殼體和旋轉軸。壓縮機被設置在進氣管中。壓縮機包括壓縮機殼體和壓縮機葉輪。壓縮機葉輪被設置在壓縮機殼體中。渦輪機被設置在排氣管中。渦輪機包括渦輪機殼體和渦輪機葉輪。渦輪機葉輪被設置在渦輪機殼體中。渦輪機包括冷卻劑通路和排氣流路。排氣流路被構造成使內燃機的排氣通過，并且排氣流路包括第一部分。第一部分被布置成在排氣流路中在渦輪機葉輪的排氣下游側上。第一部分的內徑朝著排氣下游側逐漸增大。軸承殼體將壓縮機和渦輪機彼此連接。旋轉軸將壓縮機和渦輪機彼此連接，并且旋轉軸由軸承殼體的軸承部可旋轉地支撐。

根據上述渦輪機殼體和渦輪增壓器，排氣流路的在渦輪機葉輪的排氣下游側上的第一部分的通路橫截面面積朝著排氣下游側逐漸增大。因而，當排氣流路被成形為以恒定內徑延伸時，第一部分(延伸部)中的排氣的流速能夠降低。因而，在排氣通過期間在延伸部的內表面上形成的溫度邊界層能夠增厚。因而，排氣和渦輪機殼體之間的熱交換率能夠降低。結果，能夠抑制從排氣接收熱時導致的冷卻劑溫度的不必要升高，并且能夠抑制包括冷卻劑通路的冷卻系統的散熱器容量增大。

附圖說明

下面將參考附圖描述本發明例證性實施例的特征、優點以及技術和工業意義，其中相同附圖標記指示相同元件，并且其中：

圖1是例示根據一個實施例的具有渦輪機殼體的渦輪增壓器和渦輪增壓器附近的結構的示意圖；

圖2是例示根據實施例的渦輪機殼體的橫截面結構的橫截面圖；

圖3是例示根據實施例的渦輪機殼體的渦輪機附近的橫截面結構的放大橫截面圖；

圖4是例示根據實施例的延伸部的長度、延伸部的內表面的角度以及冷卻損失之間的關系的圖示；

圖5是例示根據實施例的延伸部的長度、延伸部的內表面的角度以及冷卻損失之間的關系的圖示；

圖6是例示根據實施例的延伸部的長度、延伸部的內表面的角度以及延伸部與渦輪機葉輪的葉尖之間的距離之間的關系的圖表；

圖7是例示根據實施例的延伸部的長度和延伸部的內表面的角度之間的關系的圖示；

圖8是例示根據實施例的延伸部的長度、延伸部的內表面的角度以及冷卻損失之間的關系的圖示；并且

圖9是例示根據實施例的延伸部的長度、延伸部的內表面的角度以及冷卻損失之間的關系的圖示。

具體實施方式

下面，將描述渦輪機殼體的一個實施例。如圖1中所示，渦輪增壓器10設有壓縮機20、渦輪機30和軸承殼體11。壓縮機20被布置在內燃機1的進氣管2的中部。渦輪機30被布置在內燃機1的排氣管3的中部。軸承殼體11將壓縮機20和渦輪機30彼此連接。

壓縮機20包括壓縮機殼體21。壓縮機葉輪23被布置在壓縮機殼體21中。渦輪機30包括渦輪機殼體31。渦輪機葉輪33被布置在渦輪機殼體31中。渦輪機葉輪33和壓縮機葉輪23連接。渦輪機葉輪33和壓縮機葉輪23通過旋轉軸12一體地旋轉。旋轉軸12由軸承殼體11的軸承部可旋轉地支撐。