CN109826671A - 一种用于汽车制造的涡轮叶片及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于汽车制造的涡轮叶片及其加工方法，涉及汽车生产加工领域。该用于汽车制造的涡轮叶片，包括涡轮基座，所述涡轮基座的形状呈圆台状，所述涡轮基座的外表面与弧形叶片一体浇注而成，所述涡轮基座的内部为中空，所述涡轮基座的内壁设置有铜金属导热层，所述涡轮基座的两端固定连接有转轴，所述转轴的中轴线处开设有圆形通道，所述涡轮基座的内部与圆形通道相连通。该用于汽车制造的涡轮叶片及其加工方法，通过将铜金属导热层上设置的塑料层以及塑料的弧形叶片可大大减轻涡轮叶片的重量，并可减少气流推动涡轮叶片的推力，并减少因为金属涡轮叶片在转动过程中因为自重过大而造成的能量损失，并增加其燃油效率。

Description

一种用于汽车制造的涡轮叶片及其加工方法

技术领域

本发明涉及汽车生产加工领域，具体为一种用于汽车制造的涡轮叶片及其加工方法。

背景技术

涡轮增压的主要作用就是提高发动机进气量，从而提高发动机的功率和扭矩，让车子更有劲。一台发动机装上涡轮增压器后，其最大功率与未装增压器的时候相比可以增加40％甚至更高。这样也就意味着同样一台的发动机在经过增压之后能够输出更大的功率。就拿我们最常见的1.8T涡轮增压发动机来说，经过增压之后，动力可以达到2.4L发动机的水平，但是耗油量却并不比1.8L发动机高多少，在另外一个层面上来说就是提高燃油经济性和降低尾气排放。

发动机以机械方式驱动机械增压器进行增压，称为机械增压。当发动机采用机械增压时，通常由发动机曲轴通过齿轮驱动增压器。增压器一般采用离心式或罗茨压气机，个别的采用螺杆式压气机。近年来，在国外也开始采用新型的机械涡旋式增压器。因为驱动压气机消耗了发动机一定的输出功率，所以机械增压发动机的热效率不一定得到改善，有时反而比非增压内燃机还低些。

现有的涡轮增压器的叶片总成一般是是金属的，金属的涡轮扇叶由于自重较重，在汽车的运行过程中往往在驱动叶片时需要通过强大的气流才能将其推动旋转，在涡轮区间运行的汽车容易出现涡轮迟滞的情况发生，并影响了内燃机车的动力，以及油耗表现。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于汽车制造的涡轮叶片及其加工方法，解决了金属的涡轮扇叶由于自重较重，在汽车的运行过程中往往在驱动叶片时需要通过强大的气流才能将其推动旋转，在涡轮区间运行的汽车容易出现涡轮迟滞的情况发生，并影响了内燃机车的动力，以及油耗表现的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于汽车制造的涡轮叶片，包括涡轮基座，所述涡轮基座的形状呈圆台状，所述涡轮基座的外表面与弧形叶片一体浇注而成，所述涡轮基座的内部为中空，所述涡轮基座的内壁设置有铜金属导热层，所述涡轮基座的两端固定连接有转轴，所述转轴的中轴线处开设有圆形通道，所述涡轮基座的内部与圆形通道相连通。

优选的，所述转轴位于涡轮基座的中轴线处。

优选的，所述转轴的材质为金属钢材质，所述转轴与铜金属导热层固定嵌设。

优选的，所述弧形叶片的数量有八个，八个弧形叶片等距离设置。

一种用于汽车制造的涡轮叶片加工方法，包括以下步骤，其特征在于：

S1：先用熔融状态下的钢水注入转轴模具中冷却后可将转轴胚体制成，再通过车床的打磨抛光将转轴的半成品加工而成，并通过车床将转轴的端部进行钻孔操作，转轴由碳素钢或合金钢制成，并对主体表面或仅限于与其它工件具有摩擦接触的工作面涂覆有过渡层。

S2：将铜合金粉末从涂覆有过渡层的主体表面压入转轴端部外表面，并形成铜合金层，再送入粉末冶金烧结炉中进行焙烧，其烧结温度在700℃～900℃之间，烧结时间为2～4小时，待烧结后的工件出炉后降至常温或降到常温后再出炉，最后对该工件进行切削加工后即为成品。

S3：并将热塑性聚酰亚胺：70份、碳纤维：27份、碳纳米管：3份，混合一起，投入搅拌罐中，搅拌罐的内部的辅助搅拌片上设置有三角形锥刺，这样在搅拌过程中会将粉料搅拌的更碎更均匀，而且辅助搅拌片与螺线搅拌片呈倾斜设置，倾斜角度优选30至45度，而其上的三角形锥刺两个一组分别朝向不同方向设置，这样的结构可以增加与粉料的搅拌面积，同时，在转动过程中螺线搅拌片将粉料甩起到辅助搅拌片及三角形锥刺上，使得每一个位置都可以使粉料进行相互产生碰撞、搅拌、粉碎，使得搅拌更均匀，更为彻底，粉料质量更可靠。

S4:在容器中加入甲醇和纯水，混合后加入3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐，加热、回流形成3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐的甲酯溶液，反应完全后冷却到30-35℃，加入二氨基二苯甲烷，溶解完全，加入二氨基吡啶，溶解完全，再加入表面活性剂，混合均匀得到液态聚酰亚胺前驱体，将上述前驱体干燥成粉末，在加入纯水混合，加热到50-60℃，时间1-2h，得到糊状物，将上述糊状物放入模具中。

S5：并将步骤S2中加工成一体的转轴和铜金属导热层，放置在模具中，通过合模压实后冷却可将糊状混合的塑料附着在铜金属导热层的表面，并通过模具的加工可制成塑料的弧形叶片，通过抛光处理可制得涡轮扇叶。

(三)有益效果

本发明提供了一种用于汽车制造的涡轮叶片及其加工方法。具备以下有益效果：

1、该用于汽车制造的涡轮叶片及其加工方法，通过将铜金属导热层上设置的塑料层以及塑料的弧形叶片可大大减轻涡轮叶片的重量，并可减少气流推动涡轮叶片的推力，并减少因为金属涡轮叶片在转动过程中因为自重过大而造成的能量损失，并减少涡轮迟滞的发生，并增加其燃油效率。

2、该用于汽车制造的涡轮叶片及其加工方法，通过涡轮基座内部与转轴进行连通，循环的水通过转轴上的圆形通道输送到涡轮基座的内部并进行循环输送，通过涡轮基座内部的循环供水可降低涡轮叶片在工作过程中因为高温而造成塑料弧形叶片发生变形的问题产生。

3、该用于汽车制造的涡轮叶片及其加工方法，通过设置塑料成型的弧形叶片，弧形叶片在强烈气流作用下会发生轻微形变并在在停止工作时将其恢复原形，有效提高弧形叶片的可塑性。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构示意图。

其中，1涡轮基座、2弧形叶片、3转轴、4圆形通道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

本发明实施例提供一种用于汽车制造的涡轮叶片及其加工方法，如图1-2所示，包括涡轮基座，所述涡轮基座1的形状呈圆台状，所述涡轮基座1的外表面与弧形叶片2一体浇注而成，弧形叶片2的数量有八个，八个弧形叶片2等距离设置，所述涡轮基座1的内部为中空，所述涡轮基座1的内壁设置有铜金属导热层，所述涡轮基座1的两端固定连接有转轴3，所述转轴3位于涡轮基座1的中轴线处，转轴3的材质为金属钢材质，所述转轴3与铜金属导热层固定嵌设，所述转轴3的中轴线处开设有圆形通道4，所述涡轮基座1的内部与圆形通道4相连通，发动机构件(诸如高压涡轮和低压涡轮)的冷却可能是必需的，通常，冷却通过将较冷的流体从高压压缩机和/或低压压缩机导送至需要冷却的发动机构件来实现，高压涡轮中的温度为大约1000℃到2000℃，通过涡轮基座1内部与转轴3进行连通，循环的水通过转轴3上的圆形通道4输送到涡轮基座1的内部并进行循环输送，通过涡轮基座1内部的循环供水可降低涡轮叶片在工作过程中因为高温而造成塑料弧形叶片2发生变形的问题产生。

一种用于汽车制造的涡轮叶片加工方法，包括以下步骤：

S1：先用熔融状态下的钢水注入转轴模具中冷却后可将转轴胚体制成，再通过车床的打磨抛光将转轴的半成品加工而成，并通过车床将转轴的端部进行钻孔操作，转轴由碳素钢或合金钢制成，并对主体表面或仅限于与其它工件具有摩擦接触的工作面涂覆有过渡层。

S2：将铜合金粉末从涂覆有过渡层的主体表面压入转轴端部外表面，并形成铜合金层，再送入粉末冶金烧结炉中进行焙烧，其烧结温度在700℃～900℃之间，烧结时间为2～4小时，待烧结后的工件出炉后降至常温或降到常温后再出炉，最后对该工件进行切削加工后即为成品。

S3：并将热塑性聚酰亚胺：70份、碳纤维：27份、碳纳米管：3份，(热塑性聚酰亚胺(TPI)是在传统的热固性聚酰亚胺(PI)的基础上发展起来的，聚酰亚胺(PI)是指大分子主链中含有亚胺基团的一类杂环聚物，是综合性能最佳的有机高分子材料之一。它具有抗腐蚀、抗疲劳、耐损、耐冲击、密度小、噪音低、使用寿命长等特点以及优良的高低温性能(长期-269℃～280℃不变形)；热分解温度最高可达600℃，是迄今聚合物中热稳定性最高的品种之一。已被广泛应用于航天、航空、空间、汽车、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光、电器、医疗器械、食品加工等许多高新技术领域)，混合一起，投入搅拌罐中，搅拌罐的内部的辅助搅拌片上设置有三角形锥刺，这样在搅拌过程中会将粉料搅拌的更碎更均匀，而且辅助搅拌片与螺线搅拌片呈倾斜设置，倾斜角度优选30至45度，而其上的三角形锥刺两个一组分别朝向不同方向设置，这样的结构可以增加与粉料的搅拌面积，同时，在转动过程中螺线搅拌片将粉料甩起到辅助搅拌片及三角形锥刺上，使得每一个位置都可以使粉料进行相互产生碰撞、搅拌、粉碎，使得搅拌更均匀，更为彻底，粉料质量更可靠。

S4:在容器中加入甲醇和纯水，混合后加入3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐，加热、回流形成3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐的甲酯溶液，反应完全后冷却到30-35℃，加入二氨基二苯甲烷，溶解完全，加入二氨基吡啶，溶解完全，再加入表面活性剂，混合均匀得到液态聚酰亚胺前驱体，将上述前驱体干燥成粉末，在加入纯水混合，加热到50-60℃，时间1-2h，得到糊状物，将上述糊状物放入模具中。

S5：并将步骤S2中加工成一体的转轴和铜金属导热层，放置在模具中，通过合模压实后冷却可将糊状混合的塑料附着在铜金属导热层的表面，并通过模具的加工可制成塑料的弧形叶片，通过抛光处理可制得涡轮扇叶，通过设置塑料成型的弧形叶片2，弧形叶片2在强烈气流作用下会发生轻微形变并在在停止工作时将其恢复原形，有效提高弧形叶片2的可塑性，通过将铜金属导热层上设置的塑料层以及塑料的弧形叶片2可大大减轻涡轮叶片的重量，并可减少气流推动涡轮叶片的推力，并减少因为金属涡轮叶片在转动过程中因为自重过大而造成的能量损失，并减少涡轮迟滞的发生，并增加其燃油效率。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种用于汽车制造的涡轮叶片，包括涡轮基座，其特征在于：所述涡轮基座(1)的形状呈圆台状，所述涡轮基座(1)的外表面与弧形叶片(2)一体浇注而成，所述涡轮基座(1)的内部为中空，所述涡轮基座(1)的内壁设置有铜金属导热层，所述涡轮基座(1)的两端固定连接有转轴(3)，所述转轴(3)的中轴线处开设有圆形通道(4)，所述涡轮基座(1)的内部与圆形通道(4)相连通。

2.根据权利要求1所述的一种用于汽车制造的涡轮叶片，其特征在于：所述转轴(3)位于涡轮基座(1)的中轴线处。

3.根据权利要求1所述的一种用于汽车制造的涡轮叶片，其特征在于：所述转轴(3)的材质为金属钢材质，所述转轴(3)与铜金属导热层固定嵌设。

4.根据权利要求1所述的一种用于汽车制造的涡轮叶片，其特征在于：所述弧形叶片(2)的数量有八个，八个弧形叶片(2)等距离设置。

一种用于汽车制造的涡轮叶片加工方法，包括以下步骤，其特征在于：

S1：先用熔融状态下的钢水注入转轴模具中冷却后可将转轴胚体制成，再通过车床的打磨抛光将转轴的半成品加工而成，并通过车床将转轴的端部进行钻孔操作，转轴由碳素钢或合金钢制成，并对主体表面或仅限于与其它工件具有摩擦接触的工作面涂覆有过渡层。

S2：将铜合金粉末从涂覆有过渡层的主体表面压入转轴端部外表面，并形成铜合金层，再送入粉末冶金烧结炉中进行焙烧，其烧结温度在700℃～900℃之间，烧结时间为2～4小时，待烧结后的工件出炉后降至常温或降到常温后再出炉，最后对该工件进行切削加工后即为成品。

S3：并将热塑性聚酰亚胺：70份、碳纤维：27份、碳纳米管：3份，混合一起，投入搅拌罐中，搅拌罐的内部的辅助搅拌片上设置有三角形锥刺，这样在搅拌过程中会将粉料搅拌的更碎更均匀，而且辅助搅拌片与螺线搅拌片呈倾斜设置，倾斜角度优选30至45度，而其上的三角形锥刺两个一组分别朝向不同方向设置，这样的结构可以增加与粉料的搅拌面积，同时，在转动过程中螺线搅拌片将粉料甩起到辅助搅拌片及三角形锥刺上，使得每一个位置都可以使粉料进行相互产生碰撞、搅拌、粉碎，使得搅拌更均匀，更为彻底，粉料质量更可靠。

S4:在容器中加入甲醇和纯水，混合后加入3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐，加热、回流形成3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐的甲酯溶液，反应完全后冷却到30-35℃，加入二氨基二苯甲烷，溶解完全，加入二氨基吡啶，溶解完全，再加入表面活性剂，混合均匀得到液态聚酰亚胺前驱体，将上述前驱体干燥成粉末，在加入纯水混合，加热到50-60℃，时间1-2h，得到糊状物，将上述糊状物放入模具中。

S5：并将步骤S2中加工成一体的转轴和铜金属导热层，放置在模具中，通过合模压实后冷却可将糊状混合的塑料附着在铜金属导热层的表面，并通过模具的加工可制成塑料的弧形叶片，通过抛光处理可制得涡轮扇叶。