一種渦輪箱的放氣孔結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于渦輪箱設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種渦輪箱的放氣孔結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]渦輪系統(tǒng)是增壓發(fā)動機(jī)中最常見的增壓系統(tǒng)之一，渦輪增壓利用廢氣驅(qū)動，在相同的單位時間里，能夠把更多的空氣及燃油的混合氣強(qiáng)制擠入汽缸進(jìn)行壓縮燃爆動作，因此能在相同的轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生較自然進(jìn)氣發(fā)動機(jī)更大的動力輸出。
[0003]發(fā)動機(jī)工作時，尤其高速工作時，單位時間排氣量大，此時通過渦輪箱的廢氣溫度可能超過700°C柴油機(jī))，而周圍環(huán)境的溫度只有90°C左右。這種情況下，渦輪箱金屬壁截面產(chǎn)生溫度梯度。而發(fā)動機(jī)處于較低功率時，排氣溫度較低，在不同熱負(fù)荷工況下溫差可達(dá)600°C ;同時由于渦輪箱幾何外形復(fù)雜不規(guī)則，且截面厚度不均勻，受熱時金屬溫度不均，不同溫度下的金屬膨脹率有差異，且渦輪箱各處剛度不同，從而導(dǎo)致了渦輪箱中的熱應(yīng)力。渦輪箱某處受熱時的拉應(yīng)力一般在冷卻時變?yōu)閴簯?yīng)力，反之亦然，一個冷熱過程稱為一個疲勞周期。在這種情況下，渦輪箱的某些區(qū)域的壽命會大大降低。
[0004]見圖1，圖1為目前的渦輪箱放氣孔結(jié)構(gòu)，圓形的放氣孔結(jié)構(gòu)在各個方向上的結(jié)構(gòu)相同，使其不能適應(yīng)熱應(yīng)力的變化，即不能通過調(diào)整放氣孔結(jié)構(gòu)的角度或朝向來克服某些位置上的熱應(yīng)力變化，因此放氣孔區(qū)域壽命較低，容易出現(xiàn)裂紋，影響渦輪箱的使用壽命。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本本實用新型提供了一種渦輪箱的放氣孔結(jié)構(gòu)，通過優(yōu)化放氣孔形狀，減小放氣孔受到的熱應(yīng)力，提高了其壽命。
[0006]本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)。
[0007]—種渦輪箱的放氣孔結(jié)構(gòu)，包括渦輪箱及設(shè)于其上的放氣孔，所述放氣孔的截面形狀為橢圓形或多邊形。
[0008]現(xiàn)有的渦輪箱中的放氣孔的截面為圓形，圓形的放氣孔結(jié)構(gòu)在各個方向上的結(jié)構(gòu)相同，但放氣孔結(jié)構(gòu)連接處的不同位置的熱應(yīng)力并不相同，因此截面為圓形的放氣孔不能適應(yīng)熱應(yīng)力的變化，即不能通過調(diào)整放氣孔結(jié)構(gòu)的角度或朝向來適應(yīng)某些位置上的熱應(yīng)力變化。
[0009]本實用新型中改變放氣孔必須為圓形的固定思維與偏見，將放氣孔改造成截面為橢圓形或多邊形的放氣孔，使得改造后的放氣孔結(jié)構(gòu)在不同方向上的厚度及剛度存在差異，因此能夠通過選擇合理的角度或朝向，將厚度及剛度較強(qiáng)的一端對應(yīng)設(shè)在熱應(yīng)力大的位置，能夠顯著降低熱應(yīng)力的影響，并大大提高渦輪箱的壽命。
[0010]作為優(yōu)選，所述截面形狀為多邊形的放氣孔的截面形狀為圓角多邊形。圓角多邊形是一種相對優(yōu)選的多邊形結(jié)構(gòu)，圓角的結(jié)構(gòu)能夠增加放氣孔的強(qiáng)度，同時便于鑄造。
[0011]作為優(yōu)選，所述圓角多邊形選自圓角三邊形、圓角四邊形、圓角五邊形中的一種。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果:改變了現(xiàn)有放氣孔為圓形的架構(gòu)，橢圓或多邊形的放氣孔能夠通過選擇合理的角度或朝向來適應(yīng)工作過程中的熱應(yīng)力，對提尚禍輪箱的壽命有益。
【附圖說明】
[0013]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的渦輪箱的結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖2為本實用新型的放氣孔截面為橢圓形的渦輪箱的結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖3為本實用新型的放氣孔截面為圓角三邊形的渦輪箱的結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖4為本實用新型的放氣孔截面為圓角四邊形的渦輪箱的結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖5為本實用新型的放氣孔截面為圓角五邊形的渦輪箱的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】，對本實用新型作進(jìn)一步描述。
[0019]見圖1，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的渦輪箱放氣孔的結(jié)構(gòu)圖，圓形截面放氣孔I在各個方向上的結(jié)構(gòu)相同，但放氣孔結(jié)構(gòu)連接處的不同位置的熱應(yīng)力并不相同，因此截面為圓形的放氣孔不能適應(yīng)熱應(yīng)力的變化，出現(xiàn)裂紋，壽命短。
[0020]現(xiàn)有技術(shù)中的渦輪箱的壽命分布，通過熱疲勞分析(包括施加溫度及結(jié)構(gòu)邊界條件，進(jìn)行瞬態(tài)傳熱分析(加熱和冷卻過程)，生成結(jié)果包括溫度，應(yīng)力及疲勞壽命)，在放氣孔區(qū)域和流道上有較大的低壽命區(qū)域。
[0021]圖2至圖5為本實用新型中的渦輪箱結(jié)構(gòu)圖及壽命分布圖，其中，圖2為具有橢圓形截面放氣孔21的渦輪箱，圖3為具有圓角三邊形截面放氣孔22的渦輪箱，圖4為具有圓角四邊形截面放氣孔23的渦輪箱，圖5為具有圓角五邊形截面放氣孔24的渦輪箱。上述的渦輪箱，對放氣孔形狀進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化，減小在放氣孔周圍材料堆積處方向上剛度，從而減小放氣孔受到的熱應(yīng)力，達(dá)到提高壽命的目的。
[0022]本實用新型中具有橢圓形截面放氣孔21的渦輪箱的壽命分布，通過熱疲勞分析(包括施加溫度及結(jié)構(gòu)邊界條件，進(jìn)行瞬態(tài)傳熱分析(加熱和冷卻過程)，生成結(jié)果包括溫度，應(yīng)力及疲勞壽命)，在保證放氣孔過流面積不變的情況下，使放氣量基本保持不變，對氣動性能影響較小，橢圓形截面放氣孔21周圍及流道上附近壽命有明顯改善。
[0023]本實用新型的保護(hù)范圍包括但不限于以上實施方式，本實用新型的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)，任何對本技術(shù)做出的本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易想到的替換、變形、改進(jìn)均落入本實用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種渦輪箱的放氣孔結(jié)構(gòu)，包括渦輪箱及設(shè)于其上的放氣孔，其特征在于，所述放氣孔的截面形狀為橢圓形或多邊形。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種渦輪箱的放氣孔結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述截面形狀為多邊形的放氣孔的截面形狀為圓角多邊形。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種渦輪箱的放氣孔結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述圓角多邊形選自圓角三邊形、圓角四邊形、圓角五邊形中的一種。
【專利摘要】一種渦輪箱的放氣孔結(jié)構(gòu)，包括渦輪箱及設(shè)于其上的放氣孔，所述放氣孔的截面形狀為橢圓形或多邊形。本實用新型具有以下有益效果：改變了現(xiàn)有放氣孔為圓形的架構(gòu)，橢圓或多邊形的放氣孔能夠通過選擇合理的角度或朝向來適應(yīng)工作過程中的熱應(yīng)力，對提高渦輪箱的壽命有益。
【IPC分類】F01D25/26
【公開號】CN204738847
【申請?zhí)枴緾N201520334186
【發(fā)明人】周科, 羅翔亮, 徐興忠
【申請人】寧波威孚天力增壓技術(shù)有限公司
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年5月22日