渦輪增壓器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種渦輪增壓器。該渦輪增壓器（10）利用內(nèi)燃機（1）排氣的能量將吸入空氣增壓，其具備設(shè)置于排氣通道的渦輪殼體（11）、和設(shè)置于吸氣通道的壓縮機殼體（12），渦輪殼體（11）被支架（20）支承在內(nèi)燃機（1）的本體上，支架（20）被緊固件（21、22）固定在渦輪殼體（11）上，在支架（20）與緊固件（21、22）之間，夾有與緊固件（21、22）線膨脹系數(shù)相同的墊圈（23）。采用本實用新型的結(jié)構(gòu)，能抑制高溫狀態(tài)下因緊固件（21、22）與支架（20）之間的線膨脹差而引起的軸向力下降。
【專利說明】渦輪增壓器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種渦輪增壓器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，利用內(nèi)燃機排氣的能量對吸入空氣進行增壓的渦輪增壓器已為人們所知。在渦輪增壓器中，有用支架將渦輪殼體支承在內(nèi)燃機本體上來抑制渦輪增壓器的振動的渦輪增壓器。支架被螺栓等緊固件固定在渦輪殼體及內(nèi)燃機本體上。
[0003]具有渦輪增壓器的汽油發(fā)動機由于排氣溫度有時會處于高溫狀態(tài)，所以需要對上述緊固件采用耐熱性能好的材料(例如奧氏體型不銹鋼)。然而，上述支架通常是由鐵板加工而成的，因此，在高溫狀態(tài)下，會出現(xiàn)因緊固件與支架之間的線膨脹差而引起緊固件軸向力減小的問題。
[0004]另一方面，如果采用與緊固件相同的耐熱性能好的材料(例如奧氏體型不銹鋼)來作為支架的材料，則能防止高溫狀態(tài)下因緊固件與支架之間的線膨脹差而引起軸向力減小的問題發(fā)生，但是，這樣會導(dǎo)致成本大幅增加。
實用新型內(nèi)容
[0005]針對上述技術(shù)問題，本實用新型的目的在于，提供一種能抑制高溫狀態(tài)下因緊固件與支架之間的線膨脹差而引起的軸向力下降的渦輪增壓器。
[0006]作為解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案，本實用新型提供一種渦輪增壓器。該渦輪增壓器利用內(nèi)燃機排氣的能量將吸入空氣增壓，其具備設(shè)置在排氣通道的渦輪殼體、和設(shè)置在吸氣通道的壓縮機殼體，所述渦輪殼體被支架支承在所述內(nèi)燃機的本體上，所述支架被緊固件固定在所述渦輪殼體上，其特征在于:在所述支架與所述緊固件之間，夾有與所述緊固件線膨脹系數(shù)相同的墊圈。
[0007]具有上述結(jié)構(gòu)的本實用新型的渦輪增壓器的優(yōu)點在于，由于墊圈能夠吸收緊固件與支架之間的線膨脹差，所以，即使不采用耐熱性能好的昂貴材料作為支架的材料，也能夠抑制高溫狀態(tài)下因緊固件與支架之間的線膨脹差而引起的軸向力下降。
[0008]在本實用新型的上述結(jié)構(gòu)中，較佳為，所述緊固件及所述墊圈分別由奧氏體型不銹鋼構(gòu)件構(gòu)成。采用該結(jié)構(gòu)，即能抑制高溫狀態(tài)下因緊固件與支架之間的線膨脹差而引起的軸向力下降，又能夠降低成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型的實施方式的渦輪增壓器的示意圖。
[0010]圖2是渦輪增壓器的法蘭、支架、緊固件以及墊圈的分解斜視圖。
[0011]圖3是表示緊固件的緊固力矩與軸向力之間的關(guān)系的圖。
[0012]圖4是實施方式的變形例I的斜視圖。
[0013]圖5是實施方式的變形例2的截面圖。[0014]圖6是實施方式的變形例3的截面圖。
【具體實施方式】
[0015]以下，參照附圖對本實用新型的實施方式進行說明。
[0016]圖1所示的渦輪增壓器10是利用內(nèi)燃機I排氣的能量對吸入空氣進行增壓的渦輪增壓器。內(nèi)燃機I例如為4缸汽油發(fā)動機。內(nèi)燃機I的本體具備:各汽缸沿軸向直列配置的汽缸體2、和與汽缸體2的上端接合的汽缸蓋3。汽缸蓋3上連接有，將從各汽缸的燃燒室排出的尾氣匯集在一起的排氣岐管4。排氣岐管4與排氣通道6相連。
[0017]內(nèi)燃機I中，插入在各汽缸內(nèi)的活塞受在燃燒室內(nèi)燃燒而產(chǎn)生的燃燒氣體的壓力作用，而作往復(fù)運動。各活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)換為曲軸(內(nèi)燃機I輸出軸)的旋轉(zhuǎn)運動。從各汽缸的燃燒室排出的尾氣被排氣岐管4匯集后，被輸送至渦輪增壓器10。
[0018]渦輪增壓器10具備:被流入排氣通道6的尾氣的動力推動而旋轉(zhuǎn)的渦輪機葉輪、將流入吸氣通道5的吸入空氣強制輸送至各汽缸燃燒室的壓縮機葉輪、及連接渦輪機葉輪與壓縮機葉輪的渦輪增壓器軸。渦輪機葉輪被收納在設(shè)置于排氣通道6的渦輪殼體11內(nèi)。壓縮機葉輪被收納在設(shè)置于吸氣通道5的壓縮機殼體12內(nèi)。中間殼體13夾在渦輪殼體11和壓縮機殼體12之間。
[0019]渦輪殼體11的上游側(cè)端部111與排氣岐管4的尾氣收集部41相連接。渦輪殼體11的下游側(cè)端部112與排氣管7相連接。下游側(cè)端部112的與排氣管7連接的部位上一體地形成有法蘭113。法蘭113通過螺栓等緊固件與設(shè)置在排氣管7上游側(cè)端部的法蘭71緊固連接。
[0020]渦輪增壓器10被支架20支承在內(nèi)燃機I的本體上。支架20由鐵板制作而成。支架20的一端端部201被螺栓等緊固件固定在內(nèi)燃機I的汽缸體2上。支架20的另一端端部202被緊固件固定在渦輪殼體11上。
[0021]具體而言，如圖2所示，支架20的另一端端部202被作為緊固件的柱螺栓21及螺母22固定在渦輪殼體11的法蘭113上。在渦輪殼體11的法蘭113上，擰入有兩根柱螺栓21。兩根柱螺栓21相鄰配置但彼此間留有一定間隔。各柱螺栓21上依次組裝有:支架20的另一端端部202、墊圈23、以及螺母22。
[0022]組裝時，先在法蘭113上安裝兩根柱螺栓21，然后將形成在支架20的另一端端部202的兩個螺栓插入孔203分別插在各柱螺栓21上，其后將兩個中空的墊圈23分別插在各柱螺栓21上，并分別用螺母22進行螺合。這樣，利用作為緊固件的柱螺栓21及螺母22，支架20被固定在渦輪殼體11的法蘭113上。另外，也可以將柱螺栓21擰入渦輪殼體11的法蘭113和排氣管7的法蘭71中。
[0023]在此，支架20與螺母22之間夾著墊圈23。作為緊固件的柱螺栓21及螺母22分別由奧氏體型不銹鋼(例如SUS 304)構(gòu)件構(gòu)成。墊圈23由與柱螺栓21及螺母22線膨脹系數(shù)相同的材料構(gòu)成。詳細而言，與柱螺栓21及螺母22 —樣，墊圈23也是由奧氏體型不銹鋼(例如S U S 304)加工而成的，其線膨脹系數(shù)例如為17X10 —6 [I /°C]。
[0024]采用本實施方式，夾在緊固件(柱螺栓21及螺母22)與支架20之間的墊圈23能將緊固件與支架20之間的線膨脹差吸收。因此，即使不采用耐熱性能好的昂貴材料作為支架20的材料，也能夠抑制高溫狀態(tài)下因緊固件與支架20之間的線膨脹差而引起的緊固件軸向力下降。另外，支架20是由鐵制成的，因此，與使用奧氏體型不銹鋼的支架20的情況相比，可降低成本。
[0025]圖3是表示緊固件(柱螺栓21及螺母22)的緊固力矩(圖3的橫軸)與軸向力(圖3的縱軸)之間的關(guān)系的圖。圖3中的實線L I表示緊固初期的關(guān)系；虛線L 2表示采用墊圈23的情況下在高溫狀態(tài)下的關(guān)系；點劃線L 3表示未采用墊圈23的情況下在高溫狀態(tài)下的關(guān)系。由圖3可知，無論是采用了墊圈23還是未采用墊圈23，在高溫狀態(tài)下軸向力均會下降，但是，采用了墊圈23與未采用墊圈23相比，高溫狀態(tài)下的軸向力下降的幅度減小。
[0026]例如，初期的緊固力矩為60 [N.m]時，采用了墊圈23與未采用墊圈23相比，高溫狀態(tài)下的軸向力下降的幅度減小了 5[k N]。具體而言，未采用墊圈23時，高溫狀態(tài)下，由奧氏體型不銹鋼構(gòu)成的緊固件與由鐵構(gòu)成的支架20之間的線膨脹差變大，僅能確保約10 [ k N]的軸向力。而與此相比，采用墊圈23的情況下，由奧氏體型不銹鋼構(gòu)成的墊圈23夾在緊固件與支架20之間，因此，在高溫狀態(tài)下，緊固件與支架20之間的線膨脹差縮短，從而能夠確保約15 [ k N]的軸向力。
[0027]以下，對本實施方式的變形例進行說明。
[0028]除了采用圖2所示的結(jié)構(gòu)之外，也可將多個墊圈23加工為一體。在圖4所示的變形例I中，兩個墊圈23通過連結(jié)部24而連結(jié)為一體。采用該結(jié)構(gòu)，能夠減少零件的個數(shù)。此外，可相應(yīng)于渦輪殼體11上安裝的緊固件(柱螺栓21及螺母22)的個數(shù)而適當?shù)卣{(diào)整墊圈23的個數(shù)。
[0029]另外，墊圈23也可以預(yù)先被安裝在支架20上。在圖5所示的變形例2中，在墊圈23的插入方向側(cè)的端部，形成有與墊圈為一體的小徑部231。該小徑部231被壓入在支架20的貫通孔204內(nèi)。這樣，便可將墊圈23與支架20組裝為一體。除此之外，還可以如圖6所示的變形例3那樣，采用環(huán)形銷25作為固定構(gòu)件，來將墊圈23與支架20組裝為一體。
[0030]在此情況下，組裝時，先將柱螺栓21安裝在渦輪殼體11的法蘭113上，然后在柱螺栓21上組裝與墊圈23組裝成一體的支架20，其后將螺母22與柱螺栓21螺合，便可將支架20固定在渦輪殼體11的法蘭113上。采用該結(jié)構(gòu)，便沒有必要再另裝墊圈23，因而能夠簡便安裝作業(yè)。
[0031]以上，作為緊固件，雖然列舉了采用柱螺栓21及螺母22的例子，但也可以采用六角螺栓等其他的緊固件。另外，以上雖然列舉了用奧氏體型不銹鋼構(gòu)件構(gòu)成緊固件(柱螺栓21及螺母22)及墊圈23的例子，但不局限于此，也可以采用其他耐熱性能好的構(gòu)件構(gòu)成上述緊固件及墊圈23。另外，以上雖然列舉了將支架20固定在渦輪殼體11的法蘭113上的例子，但也可以將支架20固定在渦輪殼體11的法蘭113以外的其他部位。
【權(quán)利要求】
1.一種渦輪增壓器，利用內(nèi)燃機排氣的能量將吸入空氣增壓，其具備設(shè)置于排氣通道的渦輪殼體、和設(shè)置于吸氣通道的壓縮機殼體，所述渦輪殼體被支架支承在所述內(nèi)燃機的本體上，所述支架被緊固件固定在所述渦輪殼體上，其特征在于: 在所述支架與所述緊固件之間，夾有與所述緊固件線膨脹系數(shù)相同的墊圈。
2.如權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器，其特征在于: 所述緊固件及所述墊圈分別由奧氏體型不銹鋼構(gòu)件構(gòu)成。
【文檔編號】F02B37/00GK203742762SQ201420065811
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年2月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月14日
【發(fā)明者】長山司 申請人:豐田自動車株式會社