一种可减少喉口塑性应变的涡轮箱结构的制作方法

1.本发明涉及车用涡轮增压器技术领域，特别是一种可减少喉口塑性应变的涡轮箱结构。


背景技术：

2.涡轮增压器是利用发动机排出的废气能量进行增压的一种机械装置，它利用发动机的废气能量驱动涡轮箱内的涡轮旋转，涡轮带动同轴的压气机叶轮工作，新鲜空气经空气滤清器进入压气机，压气机叶轮旋转压缩新鲜空气达到增压的效果。单位体积内的空气量增大使得燃料燃烧更加充分，功率提高、燃油消耗率降低，同时减少了尾气的排放。
3.目前随着国家排放升级，对发动机性能的要求越来越高，工况也越来越复杂。而增压器涡轮箱与发动机排气管直连，工作时随着发动机的不同工况处于转速变动、压力变换、冷热交替的恶劣工作环境，使得涡轮箱产生热应力和塑性蠕变，尤其是喉口部位容易产生塑性蠕变，由此引起的裂纹破坏更是涡轮箱最常见的故障模式之一，很大程度上降低了涡轮箱的可靠性和使用寿命。


技术实现要素：

4.本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种减少因废气使涡轮箱喉口产生热应力和塑性应变，减轻由此引起喉口破坏的可减少喉口塑性应变的涡轮箱结构。
5.本发明的技术方案是：一种可减少喉口塑性应变的涡轮箱结构，其包括废气进气口、涡轮箱进气法兰、流道、喉口、涡轮箱废气出口、涡轮箱外壳，所述喉口设有加强筋。
6.本发明进一步的技术方案是：所述加强筋设置于喉口内侧。
7.本发明更进一步的技术方案是所述加强筋设置于喉口外侧。
8.本发明再进一步的技术方案是所述加强筋为两条，分别位于喉口内侧上、下部。
9.本发明还进一步的技术方案是所述加强筋为两条，分别位于喉口外侧上、下部。
10.本发明与现有技术相比具有如下特点：
11.1.由于本发明在候口处设置了加强筋结构，减少了喉口处塑性应变，增加了候口的结构强度。
12.2.由于本发明在候口处设置了加强筋结构，减少了因喉口处塑性应变导致的涡轮箱喉口裂纹及其延伸开裂的失效风险，提高涡轮箱的耐疲劳性能。
13.3.提高了涡轮增压器的整机可靠性。
14.以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。
15.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
16.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用
于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
17.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
18.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
19.另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
附图说明
20.图1为本发明的实施例1结构示意图；
21.图2为图1的a-a剖视图；
22.图3为本发明的实施例1结构示意图；
23.图4为图3的b-b剖视图；
24.图5为现有技术结构示意图。
具体实施方式
25.实施例1
26.如图1、图2所示：一种可减少喉口塑性应变的涡轮箱结构，其包括废气进气口1、涡轮箱进气法兰2、流道3、喉口4、涡轮箱废气出口5、涡轮箱外壳6，为了喉口4在工作时的塑性应变，所述喉口4内侧设有加强筋41，喉口 4内侧指的是喉口4靠近流道3的一侧，如图2所示，优选地，所述加强筋41 为两条，分别位于喉口4内侧上、下部,即以流道3的中心平面看，一条加强筋41位于中心平面之上，另一条加强筋41位于中心平面之下，如图1所示。
27.经对本发明的涡轮箱进行结构强度和疲劳寿命的有限元分析，与图5所示的现有技术对比，其结果显示，采用本发明的涡轮箱喉口在结构强度和使用寿命预测均有明显提升。
28.增压器工作时，发动机排出的废气通过涡轮箱外壳6的涡轮箱进气法兰2 中的进气口1，经喉口4进入流道3内，高温高压的废气驱动涡轮箱内的转动机械进行旋转后进入涡轮箱内腔，再经涡轮箱废气出口5排出。涡轮箱在冷热冲击和压力变换的工况下易产生塑性应力，又因喉口4结构特征，使得应力和蠕变位置及最大值在此处集中，而本发明的涡轮箱在喉口4易发生应力和蠕变集中的位置增加了加强筋41，使该位置的强度大幅提高，降低了喉口4处因塑性应变导致的裂纹及其延伸开裂失效的风险，提高了涡轮箱的结构强度，对增压器整机可靠性的提高亦有显著成效。
29.实施例2
30.如图3、图4所示：一种可减少喉口塑性应变的涡轮箱结构，其与实施例 1的主要区别在于：所述加强筋41设置在喉口4的外侧，喉口4外侧指的是喉口4靠近废气进气口1的一侧，如图4所示。其它结构技术特征同实施例1，不再赘述。
31.本发明不局限于上述的具体结构，只要不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均就落在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种可减少喉口塑性应变的涡轮箱结构，其包括废气进气口(1)、涡轮箱进气法兰(2)、流道(3)、喉口(4)、涡轮箱废气出口(5)、涡轮箱外壳(6)，其特征在于：所述喉口(4)设有加强筋(41)。2.根据权利要求1所述的一种可减少喉口塑性应变的涡轮箱结构，其特征在于：所述加强筋(41)设置于喉口(4)内侧。3.根据权利要求1所述的一种可减少喉口塑性应变的涡轮箱结构，其特征在于：所述加强筋(41)设置于喉口(4)外侧。4.根据权利要求2所述的一种可减少喉口塑性应变的涡轮箱结构，其特征在于：所述加强筋(41)为两条，分别位于喉口(4)内侧上、下部。5.根据权利要求3所述的一种可减少喉口塑性应变的涡轮箱结构，其特征在于：所述加强筋(41)为两条，分别位于喉口(4)外侧上、下部。

技术总结
本发明公开了一种可减少喉口塑性应变的涡轮箱结构，其包括废气进气口、涡轮箱进气法兰、流道、喉口、涡轮箱废气出口、涡轮箱外壳，所述喉口设有加强筋。本发明具有减少因喉口处塑性应变导致的涡轮箱喉口裂纹及其延伸开裂的失效风险，提高涡轮箱的耐疲劳性能的优点。提高涡轮箱的耐疲劳性能的优点。


技术研发人员：张建鹏 张涛 孟湋淇 张焕芳 曹刚 闫海东 姚国瑞 王文涛
受保护的技术使用者：湖南天雁机械有限责任公司
技术研发日：2022.11.07
技术公布日：2023/1/3