[發(fā)明專利]壓氣機(jī)壓殼的制造方法、壓氣機(jī)壓殼以及渦輪增壓器

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010022778.8
• 申請(qǐng)日: 2020-01-09
• 公開（公告）號(hào): CN113084117A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王勇剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王勇剛
• 主分類號(hào): B22D17/00
• 分類號(hào): B22D17/00;B23D79/00;F04D29/42
• 代理公司: 北京銘碩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 劉奕晴;王兆賡

本發(fā)明提供了壓氣機(jī)壓殼的制造方法、壓氣機(jī)壓殼以及渦輪增壓器。所述制造方法包括：執(zhí)行金屬模壓鑄成型步驟，在該步驟中，通過金屬模壓鑄成型工藝制造出壓氣機(jī)壓殼本體，在所述壓氣機(jī)壓殼本體內(nèi)形成有渦管，在渦管的最大直徑處的第一輪廓線近似為直線段；執(zhí)行機(jī)加工步驟，在該步驟中，利用機(jī)加工的方式對(duì)所述第一輪廓線處進(jìn)行切割，在所述第一輪廓線處，將壓氣機(jī)壓殼本體的一部分去除，形成第二輪廓線，所述第二輪廓線為曲線，從而在渦管內(nèi)形成外凸的曲面。根據(jù)本發(fā)明的制造方法不僅能夠避免砂鑄工藝帶來的環(huán)境污染，而且所制造的壓氣機(jī)壓殼能夠提高渦輪增壓器的工作效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)用渦輪增壓器的壓氣機(jī)壓殼，更具體地說，涉及一種壓氣機(jī)壓殼的制造方法、壓氣機(jī)壓殼以及包括該壓氣機(jī)壓殼的渦輪增壓器。

背景技術(shù)

一般而言，車用發(fā)動(dòng)機(jī)使用渦輪增壓器，是提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率、扭矩的有效手段。對(duì)車用渦輪增壓器的壓殼而言，其材料一般為鋁合金，最為傳統(tǒng)的成型工藝為砂鑄。

圖1是典型徑流式壓氣機(jī)的壓輪和壓殼結(jié)構(gòu)，其中壓殼是砂鑄結(jié)構(gòu)。如圖1所示，100是壓氣機(jī)，其由壓輪101和壓殼102組成。在壓氣機(jī)工作時(shí)，壓輪101高速旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)空氣由進(jìn)氣管110中流入壓輪101?？諝庠趬狠?01中其壓力和速度不斷增加，離開壓輪101后，進(jìn)入擴(kuò)壓器111和渦管112中，流速逐漸降低，空氣動(dòng)能(速度)轉(zhuǎn)化為勢(shì)能(壓力)，實(shí)現(xiàn)增壓。增壓空氣通過后續(xù)管路引入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒做功。

對(duì)于壓殼102而言，砂鑄工藝可以澆鑄出相對(duì)更復(fù)雜的曲面，但是，其生產(chǎn)過程污染極大，成本很高。在砂鑄過程中，首先用模具形成砂芯(這里也包括外部的砂模)。砂芯是由細(xì)沙和黏合劑混合而成。砂芯成型后，需要高溫?zé)Y(jié)。這個(gè)過程會(huì)造成大量的粉塵污染。而且燒結(jié)砂芯非常耗能。在砂芯燒好后，需要把砂芯拼裝起來，形成型腔。此時(shí)，把鋁液澆鑄進(jìn)型腔，待其冷卻。冷卻后，用震動(dòng)等手段把砂芯粉碎，取出鑄件。顯然，這里也會(huì)造成大量粉塵污染。由于砂鑄的高度污染，汽車零部件行業(yè)往往會(huì)在不同季節(jié)，在長(zhǎng)三角地區(qū)面臨限產(chǎn)。這對(duì)于我國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展顯然是個(gè)制約因素。

針對(duì)鋁合金，可以使用金屬模壓鑄的生產(chǎn)方式，可以極大地減小污染，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。針對(duì)金屬模壓鑄，圖2是典型的金屬模壓鑄工藝的壓殼設(shè)計(jì)。其基本結(jié)構(gòu)和砂鑄的壓殼相似，空氣由進(jìn)氣管210中流入壓輪201。空氣在壓輪201中其壓力和速度不斷增加，離開壓輪201后，進(jìn)入擴(kuò)壓器211和渦管212中，流速逐漸降低，空氣動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能(壓力)，實(shí)現(xiàn)增壓。

如圖圖2所示，渦管212和圖1中的渦管112明顯不同。其形狀不同是由金屬模壓鑄工藝決定的。為說明金屬模壓鑄的特點(diǎn)，圖3示意性示出了圖2中壓殼的基本制造過程。圖3中，300是金屬模壓鑄的壓殼，其由壓鑄形成的外殼310和壓鑄的內(nèi)殼320拼裝而成。其中，外殼310的渦管部分，尤其是其直徑最大處(相對(duì)壓輪的回轉(zhuǎn)中心而言)，利用金屬模芯311形成。顯然，金屬模芯311只能沿圖中向右方向脫模。因此，利用金屬模芯311形成的渦管外圓需要滿足脫模要求，只能是直線段，而不能像沙鑄形成的渦管一樣，形成外凸的曲線。

圖3所示的金屬模壓鑄的壓殼使用了兩片式結(jié)構(gòu)，當(dāng)去掉圖3中的內(nèi)殼320，而僅保留內(nèi)殼310時(shí)，就是一片式壓鑄結(jié)構(gòu)。

尤其要說明的是，對(duì)于一片式和兩片式金屬模壓鑄壓殼，其存在已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過10年，所有過去的設(shè)計(jì)，在其渦管的直徑最大處，均為直線段。這對(duì)于壓殼的氣動(dòng)性能和布置都帶來了困難，對(duì)金屬模壓鑄工藝壓殼的推廣極為不利，對(duì)節(jié)能減排、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率極為不利。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中采用金屬模壓鑄成型工藝制造的壓氣機(jī)壓殼存在的不足，本發(fā)明提供了一種壓氣機(jī)壓殼的制造方法、壓氣機(jī)壓殼以及具有該壓氣機(jī)壓殼的渦輪增壓器。