專利名稱：渦輪增壓器和渦輪增壓器葉輪殼體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種渦輪增壓器葉輪殼體，其包括罩本體和基部本體，罩本體具有渦旋部，基部本體具有容置部，在該容置部中容置有葉輪，其中罩本體和基部本體之間形成有氣體通道。
背景技術(shù)：
作為增壓器葉輪殼體，已知一種在日本專利申請公報No. 2008-106667(JP-A-2008-106667)中公開的渦輪機(jī)殼體。根據(jù)薄板金屬渦輪機(jī)殼體例如此渦輪機(jī)殼體，與鑄造渦輪機(jī)殼體相比較，能夠使相應(yīng)壁部的厚度小，從而能夠?qū)崿F(xiàn)減重和減小熱容量。然而，在薄板金屬殼體中，由于罩本體的小厚度而產(chǎn)生了如下問題。S卩，如果在葉輪的旋轉(zhuǎn)過程中葉輪的一部分從主體分離為碎片，并且撞擊罩本體，被碎片撞擊的區(qū)域由于罩本體的小厚度而大大地變形。應(yīng)當(dāng)指出，不僅在薄板金屬殼體中，而且在具有其側(cè)壁部包括薄壁部的罩本體的任何殼體中也可能會產(chǎn)生類似問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種能夠限制罩本體發(fā)生大的變形的渦輪增壓器及其葉輪殼體。本發(fā)明的第一方面涉及一種渦輪增壓器葉輪殼體。此葉輪殼體包括罩本體和基部本體，所述罩本體具有渦旋部，所述基部本體具有容置部，在所述容置部中容置有葉輪，且其中，在所述罩本體與所述基部本體之間形成有氣體通道。所述罩本體由第一罩本體和第二罩本體組成，所述第一罩本體和所述第二罩本體彼此分開地形成并且彼此結(jié)合。所述第二罩本體包括所述渦旋部。所述容置部包括葉輪室、連通部和柱部，所述葉輪布置在所述葉輪室中，所述連通部允許氣體從所述氣體通道流動至所述葉輪室，所述柱部與所述連通部相鄰地設(shè)置以阻擋氣體從所述氣體通道流動至所述葉輪室。所述第一罩本體包括加強(qiáng)部，所述加強(qiáng)部疊置在所述渦旋部的周壁的內(nèi)周面或者外周面中的一者上。所述加強(qiáng)部具有切口部，所述切口部沿圓周方向部分地中斷。所述柱部設(shè)置在所述葉輪的碎片從所述葉輪的主體朝向所述切口部移動的行進(jìn)路徑上。在此葉輪殼體中，加強(qiáng)部疊置在渦旋部的周壁上。因此，當(dāng)葉輪的碎片撞擊渦旋部的周壁時，能夠使第二罩本體的變形量小。同時，還可以設(shè)想，使加強(qiáng)部構(gòu)成為不包括切口部。然而，在此結(jié)構(gòu)的情況下，在制造罩本體時，將加強(qiáng)部疊置在渦旋部的周壁上的操作是困難的。在本發(fā)明中，切口部設(shè)置為穿過加強(qiáng)部。因此，能夠使將加強(qiáng)部疊置在渦旋部的周壁的內(nèi)周面或者外周面上的可操作性良好。另一方面，根據(jù)包括切口部的罩本體的結(jié)構(gòu)，第二罩本體的對應(yīng)于切口部的 區(qū)域大致未由加強(qiáng)部加強(qiáng)。因此，未充分地限制第二罩本體在此區(qū)域中的變形。在本發(fā)明中，柱部設(shè)置在葉輪的碎片從葉輪的主體朝向切口部移動的行進(jìn)路徑上。因此，當(dāng)從葉輪的主體分離時，葉輪的碎片撞擊位于葉輪和切口部之間的柱部，因此較不可能撞擊切口部。因此，能夠限制第二罩本體的對應(yīng)于切口部的區(qū)域發(fā)生大的變形。
本發(fā)明的第二方面涉及一種渦輪增壓器葉輪殼體。此葉輪殼體包括罩本體和基部本體，所述罩本體具有渦旋部，所述基部本體具有容置部，在所述容置部中容置有葉輪，且其中，在所述罩本體與所述基部本體之間形成有氣體通道。所述罩本體由第一罩本體和第二罩本體組成，所述第一罩本體和所述第二罩本體彼此分開地形成并且彼此結(jié)合。所述第二罩本體包括所述渦旋部。所述容置部包括葉輪室、連通部和柱部，所述葉輪布置在所述葉輪室中，所述連通部允許氣體從所述氣體通道流動至所述葉輪室，所述柱部與所述連通部相鄰地設(shè)置以阻擋氣體從所述氣體通道流動至所述葉輪室。所述第一罩本體包括加強(qiáng)部，所述加強(qiáng)部疊置在所述渦旋部的周壁的內(nèi)周面或者外周面中的一者上。所述加強(qiáng)部具有切口部，所述切口部沿圓周方向部分地中斷。所述柱部設(shè)置成與所述葉輪的經(jīng)過所述切口部的切線相交。在此葉輪殼體中，加強(qiáng)部疊置在渦旋部的周壁上。因此，當(dāng)葉輪的碎片撞擊渦旋部的周壁時，能夠使第二罩本體的變形量小。同時，還可以設(shè)想，加強(qiáng)部構(gòu)成為不包括切口部。然而，在此結(jié)構(gòu)的情況下，在制造罩本體時，將加強(qiáng)部疊置在渦旋部的周壁上的操作是困難的。在本發(fā)明中，切口部設(shè)置為穿過加強(qiáng)部。因此，能夠使將加強(qiáng)部疊置在渦旋部的周壁的 內(nèi)周面或者外周面上的可操作性良好。另一方面，根據(jù)包括切口部的罩本體的結(jié)構(gòu)，第二罩本體的對應(yīng)于切口部的區(qū)域大致未由加強(qiáng)部加強(qiáng)。因此，未充分限制第二罩本體在此區(qū)域中的變形。在本發(fā)明中，柱部設(shè)置為與葉輪的經(jīng)過切口部的切線相交，葉輪從葉輪的主體朝向切口部移動。因此，當(dāng)從葉輪的主體分尚時，葉輪的碎片撞擊位于葉輪和切口部之間的柱部，因此較不可能撞擊切口部。因此，能夠限制第二罩本體的對應(yīng)于切口部的區(qū)域發(fā)生大的變形。本發(fā)明的第三方面涉及一種渦輪增壓器葉輪殼體。此葉輪殼體包括罩本體和基部本體，所述罩本體具有渦旋部，所述基部本體具有容置部，在所述容置部中容置有葉輪，且其中，在所述罩本體與所述基部本體之間形成有氣體通道。所述罩本體由第一罩本體和第二罩本體組成，所述第一罩本體和所述第二罩本體彼此分開地形成并且彼此結(jié)合。所述第二罩本體包括所述渦旋部。所述容置部包括葉輪室、連通部和柱部，所述葉輪布置在所述葉輪室中，所述連通部允許氣體從所述氣體通道流動至所述葉輪室，所述柱部與所述連通部相鄰地設(shè)置以阻擋氣體從所述氣體通道流動至所述葉輪室。所述第一罩本體包括加強(qiáng)部，所述加強(qiáng)部疊置在所述渦旋部的周壁的內(nèi)周面或者外周面中的一者上。所述加強(qiáng)部具有切口部，所述切口部沿圓周方向部分地中斷。所述柱部設(shè)置成防止所述葉輪的從所述葉輪的主體分離并且朝向所述罩本體的周壁的薄壁部移動的碎片撞擊所述薄壁部，所述薄壁部是所述罩本體的所述周壁上的、所述渦旋部的周壁與所述切口部彼此疊置的區(qū)域。在此葉輪殼體中，加強(qiáng)部疊置在渦旋部的周壁上。因此，當(dāng)葉輪的碎片撞擊渦旋部的周壁時，能夠使第二罩本體的變形量小。同時，還可以設(shè)想，加強(qiáng)部構(gòu)成為不包括切口部。然而，在此結(jié)構(gòu)的情況下，在制造罩本體時，將加強(qiáng)部疊置在渦旋部的周壁上的操作是困難的。在本發(fā)明中，切口部設(shè)置為穿過加強(qiáng)部。因此，能夠使將加強(qiáng)部疊置在渦旋部的周壁的內(nèi)周面或者外周面上的可操作性良好。另一方面，根據(jù)包括切口部的罩本體的結(jié)構(gòu)，第二罩本體的對應(yīng)于切口部的區(qū)域大致未由加強(qiáng)部加強(qiáng)。因此，未充分限制第二罩本體在此區(qū)域中的變形。在本發(fā)明中，柱部設(shè)置為防止葉輪的從葉輪的主體朝向切口部移動的碎片撞擊薄壁部。因此，當(dāng)從葉輪的主體分離時，葉輪的碎片撞擊位于葉輪和切口部之間的柱部，因此較不可能撞擊切口部。因此，能夠限制第二罩本體的對應(yīng)于切口部的區(qū)域發(fā)生大的變形。在根據(jù)本發(fā)明上述方面中的每一方面的渦輪增壓器葉輪殼體中，所述第一罩本體和所述第二罩本體可以設(shè)置為薄板 金屬罩本體。在此葉輪殼體中，第一罩本體和第二罩本體設(shè)置為薄板金屬罩本體。因此，葉輪殼體能夠減重以及減小熱容量。另外，由于設(shè)置為薄板金屬罩本體的第一罩本體和第二罩本體，與鑄造的罩本體相比較，周壁的強(qiáng)度更低。然而，周壁由加強(qiáng)部加強(qiáng)，因此能夠限制變形。在根據(jù)本發(fā)明上述方面中的每一方面的渦輪增壓器葉輪殼體中，所述罩本體可以包括連接部，所述連接部使所述渦旋部與排氣管或者進(jìn)氣管連接，所述第一罩本體可以包括作為所述連接部的一部分的第一分割連接部，所述第二罩本體可以包括形成所述連接部的一部分的第二分割連接部，并且所述連接部可以由彼此結(jié)合的所述第一分割連接部和所述第二分割連接部組成。還設(shè)想，薄板金屬罩本體構(gòu)成為使得其連接部不分割。然而，在此情況下，當(dāng)用于氣體通道的開口部穿過連接部形成時，需要沖切薄板金屬的一部分的過程。在上述葉輪殼體中，連接部由彼此結(jié)合的第一分割連接部和第二分割連接部組成。因此，不需要沖切薄板金屬的一部分以形成連接部的過程。因此，能夠提高材料的屈服比。在上述渦輪增壓器葉輪殼體中，所述第一罩本體可以由金屬板形成，所述金屬板具有長方形的平板部和從所述平板部的長邊突出的突出部，所述加強(qiáng)部可以通過將所述平板部加工為圓筒形形狀而形成，并且所述第一分割連接部可以通過將所述突出部加工為圓形形狀而獲得。還設(shè)想，第一罩本體通過如下方式構(gòu)成使加強(qiáng)部和第一分割連接部彼此分開地形成，并且通過諸如焊接之類的連結(jié)操作使加強(qiáng)部和第一分割連接部彼此連結(jié)。然而，在此情況下，在制造第一罩本體時需要上述連結(jié)過程。在本發(fā)明中，第一罩本體由單個金屬板形成，該金屬板具有長方形平板部和突出部，該突出部從此平板部的長邊突出。因此能夠在不必須包括諸如焊接之類的連結(jié)操作的情況下制造第一罩本體。在上述渦輪增壓器葉輪殼體中，所述基部本體可以包括凸緣部，所述凸緣部沿徑向向外突出超出所述容置部，并且所述葉輪殼體可以通過將所述第一罩本體的所述加強(qiáng)部和所述第二罩本體的所述渦旋部中的一者裝配至所述基部本體的所述凸緣部的外周、并且將所述加強(qiáng)部和所述渦旋部中的另一者裝配至所述加強(qiáng)部和所述渦旋部中的裝配至所述凸緣部的所述外周的所述一者的內(nèi)周而形成。根據(jù)此葉輪殼體，將第一罩本體的加強(qiáng)部裝配至基部本體的凸緣部的外周，并且將第二罩本體的渦旋部裝配至加強(qiáng)部的內(nèi)周。替代性地，將第二罩本體的渦旋部裝配至基部本體的凸緣部的外周，并且將第一罩本體的加強(qiáng)部裝配至第二罩本體的渦旋部的內(nèi)周。在任一種情況下，均將上述相應(yīng)結(jié)構(gòu)本體彼此裝配以保持彼此結(jié)合。因此，可以省去或者在構(gòu)造上簡化用于使上述相應(yīng)結(jié)構(gòu)本體彼此結(jié)合的夾具。在所述葉輪殼體中，所述柱部沿圓周方向可以比所述切口部長。一種渦輪增壓器渦輪機(jī)殼體可以以與上述葉輪殼體相同的方式構(gòu)造。根據(jù)此渦輪機(jī)殼體，能夠使渦輪機(jī)殼體的第二罩本體的變形量小，并且能夠使將加強(qiáng)部疊置在渦旋部的周壁的內(nèi)周面或者外周面上的可操作性良好。一種渦輪增壓器壓縮機(jī)殼體可以以與上述葉輪殼體相同的方式構(gòu)造。根據(jù)此壓縮機(jī)殼體，可以使壓縮機(jī)殼體的第二罩本體的變形量小，并且使將加強(qiáng)部疊置在渦旋部的周壁的內(nèi)周面或者外周面上的可操作性良好。一種渦輪增壓器可以包括上述葉輪殼體。


通過參照附圖，由本發(fā)明的示例性實施方式的如下描述，本發(fā)明的上述和進(jìn)一步特征和優(yōu)點將變得顯而易見，其中相同的附圖標(biāo)記用于表示相同的元件，并且在所述附圖中圖I是示意性地示出了根據(jù)通過實施本發(fā)明的渦輪增壓器而實現(xiàn)的一個實施方 式的整個渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的渦輪機(jī)殼體的立體結(jié)構(gòu)的立體圖；圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的渦輪機(jī)殼體的分解立體結(jié)構(gòu)的立體圖；圖4是示出了沿圖2的IV-IV線的根據(jù)本發(fā)明實施方式的渦輪機(jī)殼體的截面結(jié)構(gòu)的截面圖；圖5A是沿圖4的V-V線的根據(jù)本發(fā)明實施方式的渦輪機(jī)殼體的截面結(jié)構(gòu)的截面圖，而圖5B是以放大比例示出圖5A的一部分的放大圖；圖6是示出了沿圖4的VI-VI線的根據(jù)本發(fā)明實施方式的渦輪機(jī)殼體的截面結(jié)構(gòu)的截面圖；以及圖7A和圖7B是示出了制造根據(jù)本發(fā)明實施方式的渦輪機(jī)殼體的第一罩本體的操作模式的過程圖。
具體實施例方式(第一實施方式)現(xiàn)在將參照圖I至圖7描述本發(fā)明的第一實施方式。應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明的此實施方式示出了本發(fā)明實施為用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的渦輪增壓器渦輪機(jī)殼體的示例。如圖I中示出的，渦輪增壓器I設(shè)置有渦輪機(jī)葉輪21，該渦輪機(jī)葉輪21借助于廢氣能量旋轉(zhuǎn)；壓縮機(jī)葉輪22，該壓縮機(jī)葉輪22隨著葉輪21旋轉(zhuǎn)而壓縮進(jìn)氣；轉(zhuǎn)子軸23，該轉(zhuǎn)子軸23使這些葉輪彼此連接；渦輪機(jī)殼體11，該渦輪機(jī)殼體11容置渦輪機(jī)葉輪21 ;壓縮機(jī)殼體12，該壓縮機(jī)殼體12容置壓縮機(jī)葉輪22 ;以及中心殼體13，該中心殼體13容置轉(zhuǎn)子軸23。排氣管91和進(jìn)氣管92分別連接至渦輪機(jī)殼體11和壓縮機(jī)殼體12。在渦輪增壓器I中，渦輪機(jī)葉輪21和壓縮機(jī)葉輪22分別連接至轉(zhuǎn)子軸23。因此，這三個元件一體地旋轉(zhuǎn)。另外，將渦輪機(jī)殼體11和壓縮機(jī)殼體12連接至中心殼體13。在渦輪機(jī)殼體11中形成有葉輪室64和排氣通道80，葉輪室64中容置渦輪機(jī)葉輪
21,排氣通道80用于使來自渦輪機(jī)殼體11上游的排氣管91的廢氣流動至渦輪機(jī)殼體11下游的排氣管91。排氣通道80由葉輪室64、和渦旋通道81、以及出口通道形成，在該葉輪室64中容置有渦輪機(jī)葉輪21，渦旋通道81用于將廢氣從上游的排氣管91供給至葉輪室64，出口通道用于將廢氣從渦輪機(jī)葉輪21傳送至下游的排氣管91?，F(xiàn)在將參照圖2至圖4描述渦輪機(jī)殼體11的結(jié)構(gòu)。如圖2中示出的，渦輪機(jī)殼體11構(gòu)造為包括罩本體30和基部本體60、入口凸緣71以及出口凸緣72，罩本體30和基部本體60彼此結(jié)合以形成排氣通道80，入口凸緣71經(jīng)由連接部31連接至渦輪機(jī)殼體11上游的排氣管91，渦輪機(jī)殼體11下游的排氣管91連接至出口凸緣72。罩本體30由第一罩本體40和第二罩本體50組成。第一罩本體40和第二罩本體50通過對薄板金屬進(jìn)行壓制成型而獲得?；勘倔w60、入口凸緣71和出口凸緣72是鑄造的。如圖3中示出的，第二罩本體50構(gòu)造為包括盤狀渦旋部51以及構(gòu)成連接部31的一部分的第二分割連接部54。渦旋部51設(shè)置有側(cè)壁部53和頂壁部52，側(cè)壁部53沿圓周方向延伸，頂壁部52沿徑向方向延伸。第一罩本體40構(gòu)造為包括第一分割連接部41和圓筒形加強(qiáng)部42，第一分割連接部41構(gòu)成連接部31的一部分，圓筒形加強(qiáng)部42沿圓周方向從連接部41伸長以沿著第二罩本體50的側(cè)壁部53的外周延伸。穿過加強(qiáng)部42形成有切口部43，該切口部43沿圓周 方向部分地中斷。即，加強(qiáng)部42構(gòu)造為具有沿圓周方向中斷的區(qū)域的圓筒形元件?；勘倔w60設(shè)置有圓形凸緣部62、和筒部61、以及容置部63，圓形凸緣部62用于使中心殼體13 (見圖I)和渦輪機(jī)殼體11彼此連接，筒部61裝配有第二罩本體50的連結(jié)部52A和出口凸緣72，容置部63中容置渦輪機(jī)葉輪21。容置部63設(shè)置為使得筒部61和凸緣部62彼此連接。容置部63設(shè)置有連通部66，渦旋通道81和葉輪室64通過該連通部66彼此連通。柱部65中的每一個均以使凸緣部62和筒部61彼此連接的方式設(shè)置在連通部66中對應(yīng)的相鄰的連通部之間。將參照圖4描述渦輪機(jī)殼體11的縱向截面結(jié)構(gòu)。應(yīng)當(dāng)指出，圖4示出了沿圖2的IV-IV的渦輪機(jī)殼體11的截面結(jié)構(gòu)。另外，圖4中的長短交替劃線P指示渦輪機(jī)殼體11和渦輪機(jī)葉輪21的中心線。如將在下文描述的，渦輪機(jī)殼體11的相應(yīng)元件彼此結(jié)合。出口凸緣72裝配于基部本體60的筒部61的末端部61C的外側(cè)。末端部61C的外周面61A和出口凸緣72的內(nèi)周面72A通過釬焊彼此連結(jié)。第二罩本體50的連結(jié)部52A裝配至基部本體60的筒部61的基體端部61B?；w端部61B的外周面61A和連結(jié)部52A的內(nèi)周面52B通過釬焊彼此連結(jié)。第二罩本體50的頂壁部52的內(nèi)周面52B在筒部61附近抵接靠在基部本體60的容置部63的頂面63A上。筒部61附近的頂面63A和頂壁部52的內(nèi)周面52B以其間不形成間隙的方式彼此接觸。第二罩本體50的側(cè)壁部53的下端面53B抵接靠在基部本體60的凸緣部62的頂面62A上。凸緣部62的頂面62A和側(cè)壁部53的下端面53B通過釬焊彼此連結(jié)。第一罩本體40的加強(qiáng)部42的下端部42B裝配至基部本體60的凸緣部62的外側(cè)以及第二罩本體50的側(cè)壁部53的外側(cè)。凸緣部62的外周面62B和側(cè)壁部53的外周面53A通過釬焊連結(jié)至加強(qiáng)部42的下端部42B的內(nèi)周面42A。如下文將描述的，渦輪機(jī)殼體11中形成有用于廢氣的通道。在一方面的渦旋部51和另一方面的容置部63及凸緣部62之間形成有渦旋通道81。另外，筒部61中形成有出口通道82。渦旋通道81經(jīng)由連通部66與葉輪室64的入口連通。出口通道82與葉輪室64的出口連通。
將參照圖5A和圖5B描述渦輪機(jī)殼體11的橫向截面結(jié)構(gòu)。應(yīng)當(dāng)指出，圖5A示出了沿圖4的V-V線的渦輪機(jī)殼體11的截面結(jié)構(gòu)。另外，圖5A中的點P指示渦輪機(jī)殼體11和渦輪機(jī)葉輪21的中心線。另外，圖5A中的箭頭RA指示渦輪機(jī)葉輪21的旋轉(zhuǎn)方向。如圖5A中示出的，第一罩本體40的第一分割連接部41裝配至第二罩本體50的第二分割連接部54的外側(cè)。第二分割 連接部54的外周面54A和第一分割連接部41的內(nèi)周面41B通過釬焊彼此連接。入口凸緣71裝配至第一罩本體40的第一分割連接部41的外側(cè)。連接部41的外周面41A和入口凸緣71的內(nèi)周面7IA通過釬焊彼此連結(jié)。盡管未示出，入口凸緣71在平行于圖4的截面延伸并且比該截面更進(jìn)一步位于出口通道82下游的截面上裝配至第二罩本體50的第二分割部54的外側(cè)。連接部54的外周面54A和入口凸緣71的內(nèi)周面71A通過釬焊彼此連結(jié)。即，入口凸緣71裝配至由第二分割連接部54和第一分割連接部41組成的連接部31的外周面，并且連接部31的外周面和入口凸緣71的內(nèi)周面71A通過釬焊彼此連結(jié)。第一罩本體40的加強(qiáng)部42沿圓周方向整體地疊置在第二罩本體50的側(cè)壁部53的外周面53A上。罩本體30的側(cè)壁部32由加強(qiáng)部42和側(cè)壁部53彼此疊置的區(qū)域構(gòu)成。如圖5B中示出的，側(cè)壁部32具有厚度HA，該厚度HA設(shè)定為大致等于沿罩本體30的圓周方向從連接部31的一端至另一端。然而，側(cè)壁部32的切口部43和側(cè)壁部53彼此疊置的區(qū)域(下文稱為薄壁部32A)具有厚度HB，該厚度HB小于側(cè)壁部32的其他區(qū)域的厚度。如下文將描述的，相應(yīng)區(qū)域的厚度彼此相關(guān)。加強(qiáng)部42具有厚度HC，該厚度HC設(shè)定為大致等于側(cè)壁部53的厚度HD。除薄壁部32A以外的側(cè)壁部32的厚度HA等于加強(qiáng)部42的厚度HC和側(cè)壁部53的厚度HD的和。薄壁部32A的厚度HB等于側(cè)壁部53的厚度HD。柱部65具有厚度HE，該厚度HE設(shè)定為分別大于加強(qiáng)部42的厚度HC和側(cè)壁部53的厚度HD。另外，柱部65的厚度HE設(shè)定為大于除薄壁部32A以外的側(cè)壁部32的厚度HA。如下文將描述的，廢氣在渦輪機(jī)殼體11中流動。如由圖5A的箭頭GA指示的，渦輪機(jī)殼體11的排氣管91中的廢氣通過由連接部31構(gòu)成的、渦旋通道81的入口流入渦輪機(jī)殼體11。如由箭頭GB指示的，已經(jīng)流入渦旋通道81的入口的廢氣在通道81中沿圓周方向繞容置部63流動，并且在此過程中經(jīng)由連通部66流入葉輪室64。如由箭頭GC指示的，已經(jīng)流入葉輪室64的廢氣撞擊渦輪機(jī)葉輪21的葉片，隨后隨著葉輪21旋轉(zhuǎn)而傳送至出口通道82。已經(jīng)傳送至出口通道82的廢氣經(jīng)由通道82流入渦輪機(jī)殼體11下游的排氣管91。將參照圖6詳細(xì)描述渦輪機(jī)殼體11的更詳細(xì)的結(jié)構(gòu)，主要是基部本體60的柱部65、第一罩本體40的加強(qiáng)部42、以及第二罩本體50的側(cè)壁部53的構(gòu)造。應(yīng)當(dāng)指出，圖6示出了沿圖4的VI-VI線的渦輪機(jī)殼體11的截面結(jié)構(gòu)。另外，圖6中的箭頭RA指示渦輪機(jī)葉輪21的旋轉(zhuǎn)方向?；勘倔w60設(shè)置有沿圓周方向以90°的角度間隔布置的四個柱部65。連通部66中的每一個均形成在柱部65中沿圓周方向彼此相鄰的對應(yīng)的柱部之間。連通部66具有周向長度，該周向長度設(shè)定為比柱部65的周向長度長。柱部65的周向長度設(shè)定為比切口部43的周向長度長?；趯⒃谙挛拿枋龅脑碓O(shè)定罩本體30和基部本體60的周向旋轉(zhuǎn)相位。S卩，罩本體30的側(cè)壁部32的薄壁部32A的厚度小于側(cè)壁部32的其他區(qū)域的厚度，因此很可能在渦輪機(jī)葉輪21的葉片的碎片撞擊薄壁部32A時過度變形。因此，在此渦輪機(jī)殼體11中，將柱部65設(shè)置在渦輪機(jī)葉輪21的碎片從渦輪機(jī)葉輪21的主體朝向薄壁部32A移動的行進(jìn)路徑上。S卩，罩本體30和基部本體60的周向相位設(shè)定為使得沿所有方向從渦輪機(jī)葉輪21的主體飛出的碎片中的、可能會撞擊罩本體30的薄壁部32A的一個碎片在該碎片到達(dá)薄壁部32A之前由強(qiáng)度高于薄壁部32A的區(qū)域接收。設(shè)定這些相位的模式能夠如下描述。在此應(yīng)當(dāng)指出，將渦輪機(jī)葉輪21的切線的一個限定為切線Tl :所述切線經(jīng)過薄壁部32A的一端，即，所述切線經(jīng)過渦輪機(jī)葉輪21的外周上的切點PTl以及薄壁部32A的端部處的點PCl。另外，將渦輪機(jī)葉輪21的切線中的一個限定為切線T2 :所述切線經(jīng)過薄壁部32A的另一端，即，所述切線經(jīng)過渦輪機(jī)葉輪21的外周的切點PT2以及薄壁部32A的端部處的點PC2。在渦輪機(jī)殼體11中，罩本體30和基部、本體60的周向相位設(shè)定為使得柱部65中的每一個均位于這些切線Tl和T2之間。因此，當(dāng)碎片從渦輪機(jī)葉輪21的主體分離時，此葉片撞擊位于渦輪機(jī)葉輪21與薄壁部32A之間的柱部65的頻率高。因此，限制了罩本體30由碎片的撞擊造成的過度變形。下面將示例已經(jīng)從渦輪機(jī)葉輪21分離的碎片的行進(jìn)路徑的型式。當(dāng)假設(shè)碎片已經(jīng)從切點PTl和PT2飛出時，此碎片在切線Tl和T2上移動，并且在到達(dá)罩本體30的薄壁部32A之前撞擊柱部65中的對應(yīng)一個。當(dāng)假設(shè)碎片已經(jīng)飛出切點PT3時，碎片在其切點與切點PT3 —致的切線T3上移動，并且撞擊罩本體30的側(cè)壁部32的由加強(qiáng)部42和側(cè)壁部53形成的區(qū)域。當(dāng)假設(shè)碎片已經(jīng)從切點PT4飛出時，此碎片在其切點與切點PT4 —致的切線T4上移動，并且在到達(dá)罩本體30的側(cè)壁部32之前撞擊基部本體60的柱部65中的對應(yīng)一個。將參照圖7A和圖7B描述制造第一罩本體40的過程。如圖7A中示出的，形成有金屬板140，其具有長方形平板部141和從此平板部141的長邊141A突出的突出部142。如圖7B中示出的，將金屬板140的平板部141彎曲為圓筒形狀，形成具有切口部43的加強(qiáng)部42。另外，將突出部142壓制成型為第一分割連接部41的形狀。由此形成了第一罩本體40。將描述組裝罩本體30和基部本體60的過程。(步驟A)將第一罩本體40的加強(qiáng)部42裝配至基部本體60的凸緣部62的外側(cè)。此時，將基部本體60和第一罩本體40的周向相位調(diào)整為使得基部本體60的柱部65定位為對應(yīng)于切線Tl和T2。(步驟B)將第二罩本體50的側(cè)壁部53裝配至第一罩本體40的加強(qiáng)部42的內(nèi)側(cè)，并且使第二罩本體50的下端面53B抵接靠在基部本體60的凸緣部62的頂面62A上。(步驟C)在第一罩本體40、第二罩本體50和基部本體60的相應(yīng)連結(jié)部上布置釬焊焊料。(步驟D)將第一罩本體40、第二罩本體50和基部本體60放入爐中并加熱。此時,釬焊焊料熔化并且流入相應(yīng)連結(jié)部之間的間隙，并且使第一罩本體40、第二罩本體50和基部本體60彼此連結(jié)。(步驟EMfAD凸緣71裝配至罩本體30的連接部31的外側(cè)，并且將出口凸緣72裝配至基部本體60的筒部61的外側(cè)。(步驟F)將釬焊焊料布置在罩本體30的連接部31和入口凸緣71之間的連結(jié)部上、并且布置在基部本體60和出口凸緣72之間的連結(jié)部上。(步驟G)將罩本體30、基部本體60、入口凸緣71和出口凸緣72放入爐中并且加熱。此時，釬焊焊料熔化并且流入相應(yīng)連結(jié)部之間的間隙，并且借此使罩本體30、基部本體60、入口凸緣71和出口凸緣72彼此連結(jié)。如上文詳細(xì)描述的，根據(jù)本發(fā)明的此實施方式，獲得了如下效果。(I)在本發(fā)明的此實施方式中，第一罩本體40設(shè)置為包括加強(qiáng)部42，該加強(qiáng)部42疊置在渦旋部51的側(cè)壁部53的外周面53A上。另外，加強(qiáng)部42設(shè)置為具有切口部43，該切口部43沿圓周方向部分地中斷。另外，罩本體30和基部本體60彼此結(jié)合，使得柱部65定位為與渦輪機(jī)葉輪21的切線中的經(jīng)過薄壁部32A的端部處的點PCl和PC2的切線Tl和T2相交，即，使得柱部65位于葉輪21的碎片從葉輪21的主體朝向薄壁部32A移動的行進(jìn)路徑上。
因此，當(dāng)葉輪21的碎片撞擊渦旋部51的側(cè)壁部53時，能夠使第二罩本體50的變形量小。另一方面，還可以設(shè)想，加強(qiáng)部42構(gòu)成為不包括切口部43。在這種結(jié)構(gòu)的情況下，在制造罩本體50時將加強(qiáng)部42疊置在渦旋部51的側(cè)壁部53上的操作是麻煩的。在本發(fā)明的此實施方式中，加強(qiáng)部42設(shè)置有切口部43。因此，能夠使將加強(qiáng)部42疊置在渦旋部51的側(cè)壁部53的外周面53A的可操作性良好。(2)根據(jù)本發(fā)明的此實施方式的第一罩本體40和第二罩本體50設(shè)置為薄板金屬罩本體。因此,可以減小潤輪機(jī)殼體11的重量和熱容量。另外,第一罩本體40和第二罩本體50是薄板金屬罩本體，因此與鑄造罩本體的情況相比較，側(cè)壁部53的強(qiáng)度更低。然而，側(cè)壁部53由加強(qiáng)部42加強(qiáng)，因而能夠限制側(cè)壁部53變形。此外，由于將第一罩本體40和第二罩本體50用于渦輪機(jī)殼體11，故而可以限制廢氣的熱能減少。(3)還可以設(shè)想，使薄板金屬罩本體30構(gòu)成為使連接部31不分割。然而，在此情況下，在形成用于使排氣通道80穿過連接部31的開口部中，需要沖切薄板金屬的一部分的過程。在本發(fā)明的此實施方式中，罩本體的連接部31通過使第一罩本體40的第一分割連接部41和第二罩本體50的第二分割連接部54彼此結(jié)合構(gòu)造。因此，不需要沖切薄板金屬的一部分以形成連接部31的過程。因此，可以提高材料的屈服比。(4)還可以設(shè)想，使第一罩本體40構(gòu)成為，使加強(qiáng)部42和第一分割連接部41彼此分開地形成，并且通過諸如焊接之類的連結(jié)操作使加強(qiáng)部42和第一分割連接部41彼此連結(jié)。然而，在此情況下，在制造第一罩本體40時需要上述連結(jié)過程。在本發(fā)明的此實施方式中，將金屬板140用作用于第一罩本體40的材料，所述金屬板140具有長方形平板部141和突出部142，該突出部142從此平板部141的長邊突出。隨后，將此金屬板140的平板部141加工為圓筒形狀以形成加強(qiáng)部42，并且通過將突出部142加工為圓形形狀以形成第一分割連接部41的步驟制造第一罩本體40。因此可以在不需要包括諸如焊接之類的連結(jié)操作的情況下制造第一罩本體40。另外，由于第一罩本體40通過簡單的加工獲得，故而能夠提高屈服比。(5)在本發(fā)明的此實施方式中，渦輪機(jī)殼體11構(gòu)成為使得該渦輪機(jī)殼體11能夠通過將第一罩本體40的加強(qiáng)部42裝配至基部本體60的凸緣部62的外周并且將第二罩本體50的側(cè)壁部53裝配至加強(qiáng)部42的內(nèi)周組裝。因此，第一罩本體40、第二罩本體50和基部本體60保持彼此結(jié)合。因此，可以省去或者在結(jié)構(gòu)上簡化用于使第一罩本體40、第二罩本體50和基部本體60彼此結(jié)合的夾具。(其他實施方式)應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明的實施方式不局限于本發(fā)明的上述實施方式。例如，本發(fā)明也能夠以將在下文描述的方式實施。另外，以下各改型示例不僅應(yīng)用于本發(fā)明的上述實施方式，而是還可以將不同的改型示例彼此組合以實施它們。
在本發(fā)明的上述實施方式中，將第二罩本體50的側(cè)壁部53裝配至第一罩本體40的加強(qiáng)部42的內(nèi)側(cè)。然而，也可以將第一罩本體40的加強(qiáng)部42裝配至第二罩本體50的側(cè)壁部53的內(nèi)側(cè)。在本發(fā)明的上述實施方式中，第一罩本體40構(gòu)成為使第一分割連接部41和加強(qiáng)部42由相同材料制成并且彼此一體地形成。然而,罩本體40的結(jié)構(gòu)也能夠以下文描述的方式改變。S卩，第一罩本體40也能夠構(gòu)造為使第一分割連接部41和加強(qiáng)部42彼此分開地形成并且通過焊接之類將這些部件彼此結(jié)合。另外，替代第一分割連接部41，對應(yīng)于連接部31的區(qū)域也能夠由與加強(qiáng)部42相同的材料制成，并且與加強(qiáng)部42 —體地形成以構(gòu)成第一罩本體40。在本發(fā)明的上述實施方式中，第二罩本體50構(gòu)成為具有由相同材料制成并且彼此一體地形成的第二分割連接部54和渦旋部51。然而，罩本體50的結(jié)構(gòu)也能夠以將在下文描述的方式改變。即，第二罩本體50也能夠構(gòu)造為使第二分割連接部54和渦旋部51彼此分開地形成并且使這些部件通過焊接之類彼此連結(jié)。此外，替代第二分割連接部54，對應(yīng) 于連接部31的區(qū)域也能夠由與渦旋部51相同的材料制成，并且與渦旋部51 —體地形成以構(gòu)成第二罩本體50。在本發(fā)明的上述實施方式中，構(gòu)成連接部31的第一分割連接部41和第二分割連接部54分別構(gòu)造為第一罩本體40的一部分和第二罩本體50的一部分。然而，連接部31也能夠與相應(yīng)的罩本體分開地形成。在此情況下，第一分割連接部41和第二分割連接部54能夠與相應(yīng)的罩分開地形成，并且彼此連結(jié)以構(gòu)成連接部31。替代性地，在第一分割連接部41和第二分割連接部54與相應(yīng)的罩本體分開地形成并且彼此連結(jié)的情況下，連接部31也能夠形成為用作連接部31的單個元件。在本發(fā)明的上述實施方式中，切口部43形成為如下形狀該形狀使得加強(qiáng)部42的一個端面和另一端面彼此平行地延伸。然而，切口部43不局限于此形狀。例如，切口部43也能夠形成為如下形狀，該形狀使得加強(qiáng)部42的一個端面和另一端面之間的空隙沿加強(qiáng)部42的寬度方向從一端向另一端逐漸增大。在本發(fā)明的上述實施方式中，基部本體60構(gòu)成為包括柱部65和四個連通部66。然而，柱部65或者連通部66的數(shù)量能夠改變?yōu)镮和3之間的整數(shù)、或者大于等于5的整數(shù)。在本發(fā)明的上述實施方式中，作為防止渦輪機(jī)葉輪21的碎片撞擊薄壁部32A的結(jié)構(gòu)，柱部65設(shè)置在渦輪機(jī)葉輪21的切線中分別經(jīng)過切口部43的兩個端點的那些切線Tl和T2的內(nèi)側(cè)。然而，上述結(jié)構(gòu)的具體內(nèi)容并不局限于上文描述的內(nèi)容。例如，柱部65也能夠定位為使切線Tl和T2中僅有一個經(jīng)過柱部65。此外，在本發(fā)明的上述實施方式中，在以圖5A和圖5B中示出的方式形成尺寸的柱部65和切口部43的前提下，采用使得可以防止渦輪葉片21的碎片撞擊薄壁部32A的上述結(jié)構(gòu)。然而，即使在柱部65和切口部43的大小與本發(fā)明的上述實施方式中所示例的不同的情況下，通過基于與本發(fā)明的實施方式相同的原理設(shè)定罩本體30和基部本體60的周向相位獲得類似于本發(fā)明實施方式的效果。簡言之，只要存在柱部65設(shè)置在從渦輪機(jī)葉輪21的主體分離并且朝向薄壁部32A移動的碎片的行進(jìn)路徑上的結(jié)構(gòu)，就能夠適當(dāng)?shù)馗淖冎?5和切口部43之間的位置關(guān)系以及這些元件的大小和形狀。在本發(fā)明上述實施方式中的每一個中，渦輪機(jī)殼體11由彼此分開地形成并且彼此連結(jié)在一起的第一罩本體40、第二罩本體50、基部本體60、入口凸緣71、和出口凸緣72構(gòu)成。然而，渦輪機(jī)殼體11不局限于此構(gòu)造。例如，彼此分開地形成的上述各結(jié)構(gòu)本體中的至少一個也能夠形成為多個進(jìn)一步分割的結(jié)構(gòu)本體。另外，上述各結(jié)構(gòu)本體的除了第一罩本體40和第二罩本體50以外的至少兩個也能夠形成為單個結(jié)構(gòu)本體。在本發(fā)明的上述實施方式中的每一個中，采用薄板金屬罩本體作為第一罩本體40和第二罩本體50。然而,第一罩本體40和第二罩本體50也能夠以鑄造的或者樹脂的罩本體替代。在本發(fā)明的上述實施方式中的每一個中，采用鑄造基部本體作為基部本體60。然而，基部本體60也能夠由鑄造或者樹脂基部本體替代。在本發(fā)明的上述實施方式中的每一個中，本發(fā)明僅應(yīng)用于渦輪機(jī)殼體11和壓縮機(jī)殼體12中的在前的一個。然而，本發(fā)明也能夠應(yīng)用于各殼體。另外，本發(fā)明還能夠僅應(yīng)用于壓縮機(jī)殼體12。盡管參照本發(fā)明示例性實施方式的示例描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解，本發(fā)明不局限于上述實施方式或者構(gòu)造。相反，本發(fā)明意于覆蓋各種改型和等效裝置。此外，盡管在各種 示例組合和構(gòu)型中示出了所公開的發(fā)明的各種元件，但包括更多、更少或者僅單個元件的其他組合和構(gòu)型也在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種渦輪增壓器葉輪殼體，所述渦輪增壓器葉輪殼體包括罩本體和基部本體，所述罩本體具有渦旋部，所述基部本體具有容置部，在所述容置部中容置有葉輪，其中，在所述罩本體與所述基部本體之間形成有氣體通道，所述渦輪增壓器葉輪殼體的特征在于 所述罩本體由第一罩本體和第二罩本體組成，所述第一罩本體和所述第二罩本體彼此分開地形成并且彼此結(jié)合， 所述第二罩本體包括所述渦旋部， 所述容置部包括葉輪室、連通部和柱部，所述葉輪布置在所述葉輪室中，所述連通部允許氣體從所述氣體通道流動至所述葉輪室，所述柱部與所述連通部相鄰地設(shè)置以阻擋氣體從所述氣體通道流動至所述葉輪室， 所述第一罩本體包括加強(qiáng)部，所述加強(qiáng)部疊置在所述渦旋部的周壁的內(nèi)周面或者外周面中的一者上， 所述加強(qiáng)部具有切口部，所述切口部使所述加強(qiáng)部沿圓周方向部分地中斷，并且 所述柱部設(shè)置在所述葉輪的碎片從所述葉輪的主體朝向所述切口部移動的行進(jìn)路徑上。
2.一種渦輪增壓器葉輪殼體，所述渦輪增壓器葉輪殼體包括罩本體和基部本體，所述罩本體具有渦旋部，所述基部本體具有容置部，在所述容置部中容置有葉輪，其中，在所述罩本體與所述基部本體之間形成有氣體通道，所述渦輪增壓器葉輪殼體的特征在于 所述罩本體由第一罩本體和第二罩本體組成，所述第一罩本體和所述第二罩本體彼此分開地形成并且彼此結(jié)合， 所述第二罩本體包括所述渦旋部， 所述容置部包括葉輪室、連通部和柱部，所述葉輪布置在所述葉輪室中，所述連通部允許氣體從所述氣體通道流動至所述葉輪室，所述柱部與所述連通部相鄰地設(shè)置以阻擋氣體從所述氣體通道流動至所述葉輪室， 所述第一罩本體包括加強(qiáng)部，所述加強(qiáng)部疊置在所述渦旋部的周壁的內(nèi)周面或者外周面中的一者上， 所述加強(qiáng)部具有切口部，所述切口部使所述加強(qiáng)部沿圓周方向部分地中斷，并且 所述柱部設(shè)置成與所述葉輪的經(jīng)過所述切口部的切線相交。
3.一種渦輪增壓器葉輪殼體，所述渦輪增壓器葉輪殼體包括罩本體和基部本體，所述罩本體具有渦旋部，所述基部本體具有容置部，在所述容置部中容置有葉輪，且其中，在所述罩本體與所述基部本體之間形成有氣體通道，所述渦輪增壓器葉輪殼體的特征在于 所述罩本體由第一罩本體和第二罩本體組成，所述第一罩本體和所述第二罩本體彼此分開地形成并且彼此結(jié)合， 所述第二罩本體包括所述渦旋部， 所述容置部包括葉輪室、連通部和柱部，所述葉輪布置在所述葉輪室中，所述連通部允許氣體從所述氣體通道流動至所述葉輪室，所述柱部與所述連通部相鄰地設(shè)置以阻擋氣體從所述氣體通道流動至所述葉輪室， 所述第一罩本體包括加強(qiáng)部，所述加強(qiáng)部疊置在所述渦旋部的周壁的內(nèi)周面或者外周面中的一者上， 所述加強(qiáng)部具有切口部，所述切口部沿圓周方向部分地中斷，并且所述柱部設(shè)置成防止所述葉輪的從所述葉輪的主體分離并且朝向所述罩本體的周壁的薄壁部移動的碎片撞擊所述薄壁部，所述薄壁部是所述罩本體的所述周壁上的、所述渦旋部的周壁與所述切口部彼此疊置的區(qū)域。
4.如權(quán)利要求I至3中任一項所述的渦輪增壓器葉輪殼體，其特征在于，所述第一罩本體和所述第二罩本體設(shè)置為薄板金屬罩本體。
5.如權(quán)利要求I至4中任一項所述的渦輪增壓器葉輪殼體，其特征在于，所述罩本體包括連接部，所述連接部使所述渦旋部與排氣管或者進(jìn)氣管連接， 所述第一罩本體包括作為所述連接部的一部分的第一分割連接部， 所述第二罩本體包括形成所述連接部的一部分的第二分割連接部，并且 所述連接部由彼此結(jié)合的所述第一分割連接部和所述第二分割連接部組成。
6.如權(quán)利要求5所述的渦輪增壓器葉輪殼體，其特征在于，所述第一罩本體由金屬板形成，所述金屬板具有長方形的平板部和從所述平板部的長邊突出的突出部， 所述加強(qiáng)部通過將所述平板部加工為圓筒形形狀而形成，并且 所述第一分割連接部通過將所述突出部加工為圓形形狀而獲得。
7.如權(quán)利要求I至6中任一項所述的渦輪增壓器葉輪殼體，其特征在于，所述基部本體包括凸緣部，所述凸緣部沿徑向向外突出超出所述容置部，并且 所述葉輪殼體通過將所述第一罩本體的所述加強(qiáng)部和所述第二罩本體的所述渦旋部中的一者裝配至所述基部本體的所述凸緣部的外周、并且將所述加強(qiáng)部和所述渦旋部中的另一者裝配至所述加強(qiáng)部和所述渦旋部中的裝配至所述凸緣部的所述外周的所述一者的內(nèi)周而形成。
8.如權(quán)利要求I至7中任一項所述的渦輪增壓器葉輪殼體，其特征在于，所述柱部沿圓周方向比所述切口部長。
9.一種渦輪增壓器渦輪機(jī)殼體，其特征在于，所述渦輪增壓器渦輪機(jī)殼體以與如權(quán)利要求I至8中任一項所述的葉輪殼體相同的方式構(gòu)造。
10.一種渦輪增壓器壓縮機(jī)殼體，其特征在于，所述渦輪增壓器壓縮機(jī)殼體以與如權(quán)利要求I至8中任一項所述的葉輪殼體相同的方式構(gòu)造。
11.一種渦輪增壓器，所述渦輪增壓器包括如權(quán)利要求I至10中任一項所述的葉輪殼體。
全文摘要
一種渦輪機(jī)殼體11，其包括第一罩本體40，在該第一罩本體40中，加強(qiáng)部42疊置在渦旋部的側(cè)壁部53的外周面53A上。另外，具有切口部43的加強(qiáng)部設(shè)置為加強(qiáng)部42，該切口部43沿圓周方向部分地中斷。另外，罩本體30和基部本體60彼此結(jié)合，使得柱部65定位為與渦輪機(jī)葉輪21的切線中的經(jīng)過罩本體30的薄壁部32A的切線T1、T2相交，即，使得柱部65定位在葉輪21的碎片從葉輪21的主體朝向薄壁部32A移動的行進(jìn)路徑中。
文檔編號F01D21/04GK102741507SQ201180008391
公開日2012年10月17日 申請日期2011年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月4日
發(fā)明者貞光貴裕, 飯?zhí)镞_(dá)雄 申請人:豐田自動車株式會社