【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种涡轮机壳体，并且特别地涉及一种包括第一蜗壳舌部和第二蜗壳舌部的轴向分隔的双蜗壳的涡轮机壳体，该第一蜗壳舌部和第二蜗壳舌部相对于涡轮机轴线限定不同的半径，从而降低第一蜗壳舌部和第二蜗壳舌部附近形成热机械疲劳裂纹的风险。
技术介绍
1、涡轮增压器(turbocharger)是众所周知的用于在高于大气压力的压力(增压压力)下向内燃机的摄入口供应空气的装置。常规的涡轮增压器包括安装在涡轮机壳体内的可旋转轴上的排放气体驱动的涡轮机叶轮。涡轮机的旋转使安装在压缩机壳体内的轴的另一端的压缩机叶轮旋转。压缩机叶轮将压缩空气输送至发动机的摄入歧管，从而增加可用于燃烧的氧的量并增加发动机功率。常规地，涡轮增压器轴由轴颈轴承和止推轴承支撑，该轴颈轴承和止推轴承包括合适的润滑系统，位于连接在涡轮机与压缩机叶轮壳体之间的中央轴承壳体内。
2、在已知的涡轮增压器中，涡轮机通常包括限定蜗壳、涡轮机叶轮室和出口通道的涡轮机壳体。在使用期间，排放气体被内燃机输送至蜗壳。蜗壳促使该排放气体围绕涡轮机轴线朝向涡轮机叶轮向内螺旋。涡轮机叶轮包括叶片，该叶片接收来自排放气体的脉冲，从而促使该涡轮机叶轮围绕涡轮机轴线旋转。涡轮机叶轮的叶片重新引导排放气体，使得该排放气体沿大致轴向方向远离涡轮机叶轮流动并进入出口通道中。出口通道连接到用于该排放气体的化学处理的后处理系统，以便减少有害排放物。
3、涡轮机壳体通常安装到与出口通道轴向相反侧的轴承壳体。为了将涡轮机壳体连接到轴承壳体，该涡轮机壳体包括用于接收热屏蔽件的安装孔，该热屏蔽件被构造
4、涡轮机可以是单进口或多进口类型的。单进口的涡轮机包括单个蜗壳，该单个蜗壳通常接收来自内燃机的所有的排放气体。多进口的涡轮机包括多个蜗壳，该多个蜗壳通常接收来自内燃机的不同气缸组的单独的排放气体流。多进口的涡轮机的一种形式是“双进口”涡轮机，其中两个蜗壳在轴向方向上被分隔壁分隔开。每个蜗壳包括蜗壳入口，该蜗壳入口接收来自内燃机的排放气体，并终止于相应的蜗壳舌部，该蜗壳舌部将下游的排放气体与进入蜗壳入口的进入排放气体沿径向地分隔开。
5、已知的是，将蜗壳舌部尽可能地靠近涡轮机叶轮的进口段部分定位，通过将排放气体直接引导到涡轮机叶片上并且将能够溢出舌部并与来自蜗壳入口的进入排放气体相互作用的排放气体的量最小化，从而提高涡轮机的效率。然而，蜗壳的轴向宽度随着接近涡轮机叶轮而减小，并因此将蜗壳舌部定位在距涡轮机叶轮的进口段部分如此近的径向距离处需要紧密的几何结构布置。通常，这需要使用小的边缘几何结构(例如，两个联接表面之间的尖锐的圆角或半径)，这会引起高的内部应力，并因此更容易由于热机械疲劳而产生裂纹。
6、此外，将蜗壳舌部更靠近涡轮机叶轮的进口段定位，减小了舌部与用于轴承壳体的安装孔之间的径向间隙。这可以在涡轮机壳体的材料内引起高的内部应力，该高的内部应力可以导致由于热机械疲劳而产生裂纹。
技术实现思路
1、本技术的目的是减轻或防止双进口的涡轮机壳体的蜗壳舌部处形成裂纹。本技术的另一目的是减轻现有技术的无论在本文或其他地方是否描述的一个或多个缺点，和/或提供一种替代性的涡轮机壳体。
2、根据本技术的第一方面，提供了一种轴向分隔的双蜗壳的涡轮机壳体，包括：第一入口蜗壳，所述第一入口蜗壳限定第一蜗壳舌部；第二入口蜗壳，所述第二入口蜗壳相对于涡轮机轴线与所述第一入口蜗壳轴向相邻地定位，并且限定第二蜗壳舌部；和分隔壁，所述分隔壁将所述第一入口蜗壳与所述第二入口蜗壳分隔开；其中，所述第一蜗壳舌部相对于所述涡轮机轴线限定第一半径(r1)，并且所述第二蜗壳舌部相对于所述涡轮机轴线限定第二半径(r2)，所述第一半径(r1)大于所述第二半径(r2)。术语“蜗壳舌部(volutetongue)”涵盖涡轮机壳体的将每个相应的蜗壳的在角度上最下游的部分与通过入口导管输送至该涡轮机壳体的进入排放气体分离的部分。因为蜗壳舌部定位在距涡轮机轴线不同的径向距离处，因此这确保了蜗壳舌部中的一个蜗壳舌部位于相应的蜗壳具有较大轴向宽度的位置处，并因此舌部的几何结构(例如，任何圆角(fillet)、半径等)不需要如此紧密地形成。因为舌部的几何结构被不太紧密地形成，因此减少了蜗壳舌部处形成裂纹的机会，并且减慢了裂纹扩展的速率，从而提高了涡轮机壳体的服务寿命。然而，因为另一蜗壳舌部更靠近涡轮机叶轮的出口段(exducer)部分定位，这确保了涡轮机的整体效率不会劣化。相应地，本技术可以被视为在降低形成裂纹的机会和裂纹扩展的速率的同时维持高的涡轮机效率之间取得平衡。
3、所述涡轮机壳体还可以包括：涡轮机叶轮室，所述涡轮机叶轮室被构造成容纳涡轮机叶轮，并且接收来自所述第一入口蜗壳和所述第二入口蜗壳的排放气体；出口通道，所述出口通道被构造成接收来自所述涡轮机叶轮室的排放气体；和安装孔，所述安装孔位于所述涡轮机叶轮室的与所述出口通道的相反侧，并且被构造成用于连接到轴承壳体。所述第一入口蜗壳可以与所述安装孔相邻，并且所述第二入口蜗壳可以与所述出口通道相邻。因为第一蜗壳舌部具有比第二蜗壳舌部更大的半径，并且因为第一入口蜗壳位于涡轮机壳体的与用于轴承壳体的安装孔相同的一侧，因此这确保了在安装孔与第一蜗壳舌部之间存在间距。这种间距的存在起到降低涡轮机壳体的材料内任何内部应力的大小的作用，并因此相应地起到降低由于第一蜗壳舌部附近的热机械疲劳形成裂纹的可能性的作用。此外，由于内部应力的降低，任何确实形成的裂纹将扩展得更慢，从而增加涡轮机壳体的服务寿命。
4、所述第一半径(r1)可以比所述第二半径(r2)大高达50％左右。所述第一半径(r1)可以比所述第二半径(r2)大介于5％左右至20％左右之间，并且优选地大12％左右。
5、所述第一蜗壳舌部和所述第二蜗壳舌部可以关于所述涡轮机轴线在角度上对齐。
6、所述第一蜗壳舌部可以相对于所述涡轮机轴线限定第一角度位置；以及所述第二蜗壳舌部可以相对于所述涡轮机轴线限定第二角度位置。所述第一角度位置可以不同于所述第二角度位置。也就是说，第一蜗壳舌部和第二蜗壳舌部可以定位在不同的角度位置处。因为舌部处于不同的角度位置处，因此在涡轮机叶轮上提供降低的振动载荷，并因此改善了高循环疲劳性能。所述第一角度位置与所述第二角度位置可以间隔开高达180度左右，或优选地高达90度左右，或最优选地高达45度左右。
7、所述分隔壁可以与所述涡轮机壳体一体地形成。
8、根据本技术的第二方面，提供了一种涡轮机，该涡轮机包括：根据本技术的第一方面的轴向分隔的双蜗壳的涡轮机壳体；和包括限定第三半径(r3)的进口段部分的涡轮机叶轮。
9、所述第一半径(r本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种轴向分隔的双蜗壳的涡轮机壳体，包括：
2.根据权利要求1所述的轴向分隔的双蜗壳的涡轮机壳体，其中，所述涡轮机壳体还包括：
3.根据前述权利要求1所述的轴向分隔的双蜗壳的涡轮机壳体，其中，所述第一半径(R1)比所述第二半径(R2)大高达50％左右。
4.根据权利要求3所述的轴向分隔的双蜗壳的涡轮机壳体，其中，所述第一半径(R1)比所述第二半径(R2)大介于5％左右至20％左右之间。
5.根据权利要求4所述的轴向分隔的双蜗壳的涡轮机壳体，其中，所述第一半径(R1)比所述第二半径(R2)大12％左右。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的轴向分隔的双蜗壳的涡轮机壳体，其中，所述第一蜗壳舌部和所述第二蜗壳舌部关于所述涡轮机轴线在角度上对齐。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的轴向分隔的双蜗壳的涡轮机壳体，其中：
8.根据权利要求7所述的轴向分隔的双蜗壳的涡轮机壳体，其中，所述第一角度位置与所述第二角度位置间隔开高达180度左右。
9.根据权利要求8所述的轴向分隔的双蜗壳的涡轮机壳体，
10.根据权利要求8所述的轴向分隔的双蜗壳的涡轮机壳体，其中，所述第一角度位置与所述第二角度位置间隔开高达45度左右。
11.根据权利要求1-5中任一项所述的轴向分隔的双蜗壳的涡轮机壳体，其中，所述分隔壁与所述涡轮机壳体一体地形成。
12.一种涡轮机，包括：
13.根据权利要求12所述的涡轮机，其中，所述第一半径(R1)比所述第三半径(R3)大高达50％左右。
14.根据权利要求13所述的涡轮机，其中，所述第一半径(R1)比所述第三半径(R3)大介于15％左右至30％之间。
15.根据权利要求13所述的涡轮机，其中，所述第一半径(R1)比所述第三半径(R3)大介于20％左右至25％之间。
16.根据权利要求13所述的涡轮机，其中，所述第一半径(R1)比所述第三半径(R3)大23％左右。
17.根据权利要求12-16中任一项所述的涡轮机，其中，所述第二半径(R2)比所述第三半径(R3)大高达20％左右。
18.根据权利要求17所述的涡轮机，其中，所述第二半径(R2)比所述第三半径(R3)大介于5％左右至15％左右之间。
19.根据权利要求17所述的涡轮机，其中，所述第二半径(R2)比所述第三半径(R3)大10％左右。
20.根据权利要求12至16中任一项所述的涡轮机，其中，所述涡轮机壳体是根据权利要求2所述的涡轮机壳体，还包括被接收在所述安装孔内的轴承壳体。
21.一种涡轮机械，包括根据权利要求12至20中任一项所述的涡轮机。
22.根据权利要求21所述的涡轮机械，其中，所述涡轮机械是涡轮增压器或动力涡轮机。
...【技术特征摘要】
1.一种轴向分隔的双蜗壳的涡轮机壳体，包括：
2.根据权利要求1所述的轴向分隔的双蜗壳的涡轮机壳体，其中，所述涡轮机壳体还包括：
3.根据前述权利要求1所述的轴向分隔的双蜗壳的涡轮机壳体，其中，所述第一半径(r1)比所述第二半径(r2)大高达50％左右。
4.根据权利要求3所述的轴向分隔的双蜗壳的涡轮机壳体，其中，所述第一半径(r1)比所述第二半径(r2)大介于5％左右至20％左右之间。
5.根据权利要求4所述的轴向分隔的双蜗壳的涡轮机壳体，其中，所述第一半径(r1)比所述第二半径(r2)大12％左右。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的轴向分隔的双蜗壳的涡轮机壳体，其中，所述第一蜗壳舌部和所述第二蜗壳舌部关于所述涡轮机轴线在角度上对齐。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的轴向分隔的双蜗壳的涡轮机壳体，其中：
8.根据权利要求7所述的轴向分隔的双蜗壳的涡轮机壳体，其中，所述第一角度位置与所述第二角度位置间隔开高达180度左右。
9.根据权利要求8所述的轴向分隔的双蜗壳的涡轮机壳体，其中，所述第一角度位置与所述第二角度位置间隔开高达90度左右。
10.根据权利要求8所述的轴向分隔的双蜗壳的涡轮机壳体，其中，所述第一角度位置与所述第二角度位置间隔开高达45度左右。
11.根据权利要求1-5中任一项所述的轴向分隔的双蜗壳的涡轮机壳体，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘梦华，赵文涛，李天保，
申请(专利权)人：无锡康明斯涡轮增压技术有限公司，
类型：新型
国别省市：
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