[发明专利]装配式涡轮壳体

说明书

相关申请的引用

本申请要求2008年9月22日提交的申请号为61/192,758、发明名称为“装配式涡轮壳体舌形换向器”美国临时专利申请，2008年9月22日提交的申请号为61/192,759、发明名称为“装配式涡轮涡壳”的美国临时专利申请，以及2009年1月30日提交的申请号为61/206,559、发明名称为“装配式涡轮壳体”的优先权，这些专利申请的全部内容通过引用包含于此。

技术领域

本发明总体上涉及涡轮壳体，更具体地，涉及制造涡轮壳体的方法和设备。

背景技术

如本领域所知的那样，涡轮增压器通常和内燃机一起使用以增大发动机的输出功率。涡轮增压器通过增加发动机内的用于促进燃烧的空气的量来增大功率。提供到发动机气缸的空气的量的增加允许将在发动机中燃烧的燃料的量成比例地增加。该燃料的量的增加导致功率输出增大。

涡轮增压器使用发动机废气(exhaust)来使涡轮旋转，涡轮又使气泵旋转以压缩空气。压缩后的空气在燃烧过程中被泵入气缸。涡轮典型地位于壳体内，该壳体包括供发动机废气进入的入口。该壳体一般为涡形，从而使被导入壳体的废气产生旋流，以使位于壳体内的涡轮旋转。

传统的涡轮壳体具有多种缺点。例如，如下面所详细说明的那样，涡形壳体内的废气的交叉流动(cross-flow)可能使涡轮功率降低。另外，涡轮增压器系统可能由于废气在壳体上的滑动接头(slip joint)处泄漏而产生功率损失。另外，改变涡轮的大小和几何形状以使输出最大化通常需要更换壳体和其它壳体部件以适合新的涡轮。因此，在本领域中需要改进涡轮壳体。

发明内容

提供一种涡轮壳体(turbing housing)设备。所述涡轮壳体可以是涡形并且包括布置在涡轮壳体内的舌形换向器(tongue diverter)。在一个实施方式中，所述涡轮壳体通过接合两个半壳部而组装。舌形换向器的一部分形成在各个半壳部中。当组装这些壳部时，所形成的部分对准以形成舌形换向器。舌形换向器配置成控制进入入口的废气和在壳体内流动的废气之间的相互作用。舌形构件也可配置成使得流路的横截面的面积和该横截面的形心与涡轮的转轴之间的距离之间的比率在整个涡轮壳体内恒定。涡轮壳体还包括沿壳体布置的一个或多个啮合环(mesh ring)，以减少废气泄漏。另外，成型管连接内壳体和下流管，以允许容易地改变涡轮的尺寸和几何形状。

附图说明

通过结合下列附图所作的具体说明，可更好地理解本发明的操作、目的和优点，其中：

图1是涡轮壳体的示意图；

图2是具有贯穿涡轮壳体延伸的假想平面的涡轮壳体的立体图；

图3是沿假想平面剖开的图2的涡轮壳体的剖视图；

图4是舌形构件的细节图；

图5是涡轮壳体的立体图；

图6是图5的舌形构件的细节图；

图7是涡轮壳体的立体图；

图8是图7的舌形构件的细节图；

图9是具有贯穿涡轮壳体延伸的假想平面的涡轮壳体的立体图；

图10是图9的涡轮壳体的沿假想平面剖开的剖视图；

图11是图10的啮合环的第一细节图；

图12是图10的啮合环的第二细节图；

图13是具有贯穿涡轮壳体延伸的假想平面的涡轮壳体的立体图；

图14是图13的涡轮壳体的沿假想平面剖开的剖视图；

图15是图14的适配管的细节图。

具体实施方式

现在将具体讨论本发明的示例性实施方式，在附图中图示了这些实施方式的实施例。应理解，在不背离本发明的范围的情况下，可以使用其它实施方式，并且可进行结构和功能的变型。

由涡轮增压发动机产生的动力的效率取决于涡轮壳体控制和引导发动机废气流经涡轮壳体的效率。图1是涡轮壳体8的示意图。涡轮壳体8包括通常为涡形的内壳体10和位于内壳体10的开口处的入口12。涡形和入口12的位置促进内壳体10内的旋流。该旋流使通常位于内壳体10的中央的涡轮14旋转。正如将理解的那样，当废气沿内壳体10的周边(perimeter)流动时，该流动着的气体在离开内壳体10之前可能绕周边旋转不只一圈。当该气体绕周边流动时，该气体可能与从入口12进入内壳体10的新废气相互作用。未能控制通过内壳体10流动的废气和新引入内壳体10中的废气之间的相互作用可能阻止发动机的功率输出实现最佳效率。正如下面将具体说明的那样，可以邻近入口12定位舌形换向器以控制通过内壳体10流动的气体和通过入口12进入内壳体10的气体之间的相互作用。