涡轮增压器压气机壳体低压铸造工艺改进

涡轮增压器压气机壳体低压铸造工艺改进

王新 高飞

上汽通用（沈阳）北盛汽车有限公司 辽宁 沈阳 110000

摘要：车辆采用涡轮增压技术，使汽油燃烧更加充足，可以在不增加油耗和减少废气排放的情况下大大增加发动机功率和扭矩。空压机壳体是涡轮增压器下端的重要部件，其材料为铝合金。低位移乘用车涡轮增压器空气压缩机外壳不得有裂纹、冷分离、混合、孔口、脱附等缺陷。本课题涉及压缩空气机壳体低压成型件缺陷的技术分析与改进，目的是降低成型件的废率，提高成型件的质量。

关键词：汽车行业；涡轮增压器；壳体；铸造工艺

引言

涡轮增压技术是提高汽车发动机效率的有效手段之一，通常可以将发动机输出功率提高20%至40 %。涡轮增压器外壳主要是铝合金，结构复杂，采用低压成型工艺。与传统的重力流相比，低压流是通过结晶进行加压和凝固的，具有良好的成型质量和较高的效率，但对于结构复杂、性能要求高的流，存在工艺设计复杂性和工艺控制精度等要求。

1涡轮增压器的运作原理

涡轮增压器组成系统主要为转子、压缩机、密封装置、中间体和轴承机构等。其工作原理是发动机在高温高压作用下排放废气，然后在涡轮上作用旋转，废气涡轮的工作导致压缩机在同一轴上旋转，气体过滤器工作后形成的空气由压缩机在压缩后操作，l压缩空气压力机和废气涡轮是汽车装置中内置的装置。涡轮增压器的最大优点是它可以大大增加发动机的扭力和功率，而不会增加发动机的位移量。通常，设备增压器电机转矩和功率比正常电机增加20%至30 %。涡轮增压器的缺点是运转滞后问题，简而言之，因为叶轮的惯性导致油层相对缓慢而瞬时的变化，导致发动机增大、功率减小以及汽车突然加速时反应迟缓。

2涡轮增压发动机的特点

(1)不再发生爆炸。由于发动机排放废气的第二次使用，涡轮增压器转速可达5，000 ~ 23，000 r / min，采用高速燃气轮机轮提高发动机功率，使吸入的空气超压，有效提高了气缸的空气密度， 从而使涡轮增压器功率可增加约30 %，在相同位移条件下爆炸力可更大。 尤其是在启动时，加速度性能优于自然吸气引擎(2)后期维护费用较高。由于涡轮增压器的结构比自然吸气发动机的结构复杂，特别是精度要求，随后的维修费用也较高。例如，涡轮增压器的性能下降周期比自然吸气发动机短，修理频率自然较高，从而增加了(3)高速公路油耗低。在同一情况下，高速公路上的油耗大约比自然吸气发动机低5%。但是，在经常停运的城市道路上，增压涡轮发动机的油耗没有明显的优势，甚至不如自然吸气发动机。(4)制造成本相对较高。涡轮增压器与自然吸气发动机相比，增加了一个具有较高材料要求和精度的零件。这无形中增加了制造成本。

3涡轮增压器压壳铸造流程

涡轮增压器压力壳的成型工艺主要包括模具选型、模具预热、浇筑和冷却成型等步骤。值得注意的是，在模具预热阶段，必须通过恒温器为选定的模具提供足够的热量，以便控制大约300℃的模具温度；注入壳时，在注入金属液时，热量多次转移到模具型腔，从而在金属液和模具型腔之间实现了稳定的热平衡。在芯生产过程中，应检查加热管路连接是否正确，温度测量热电偶连接是否正确，阀门内是否有漏风、管道破裂等异常问题；避免出现异常。彩色涡轮增压器铝合金的融合主要包括五个具体操作步骤:制备铝合金铸件、浓缩铝合金、铸造铝合金、精整铝合金、处理变质和分析铝合金成分。熔炼过程中应注意熔炼材料的二次污染为了确保熔解材料的质量，在生产过程中，必须对窑、精炼炉、精炼炉和参与该过程的所有操作工具进行预先干燥；第二，为了防止铁的渗透，窑炉应确保砂、土和其他有害物质的处置，生产过程中使用的铁工具应尽可能地从该地区渗出；第三，熔炼过程中应严格控制熔体温度、浇筑温度和浇筑时间，防止液态铝过热和保温时间过长。此外，为了提高冶金质量，可以在添加材料之前应用纯铝或相应的合金洗涤器。

4生产过程分析

原工艺在给定参数条件下没有显示模拟减少，但在实际生产中存在大量缺陷。因此，生产过程中可能存在不稳定的工艺参数条件。在低压流中，通常可以通过增加收缩率压力和收缩率套管温度来提高系统对模具零件的收缩率。在生产中，压实压力的增加并不能完全消除模塑零件的通缩问题，对灌溉系统结构的进一步分析表明，分流池的体积足够大，结构有足够的收缩能力。为保证内铝液温度符合工艺要求，分流池外用天然气连续加热，视图呈深红色。实际探测分流池的温度范围为530 ~ 600℃。由于分流池的温度低于液铝的进料温度，因此可以得出结论，分流池中的铝液在充填压实过程中与分流池之间存在温度转移，液铝温度下降，影响退流效率拆除模具时，发现分流池中聚集了大量的氧化物，分流池内壁温度低是造成内壁铝液皮肤和氧积累形成的主要原因。除了室外天然气持续加热外，铝液和坩埚温度推导池的温度源。熔炼过程中，坩埚中铝液水平逐渐降低，扩大了坩埚中铝液与分流池中铝液之间的距离，可能导致分流池温度逐渐降低，从而导致分流池温度不稳定。这是分流池液态铝温度下降、抽运不足和氧气生产不足的主要原因。

5改进措施

①由于冷分离和热缺乏问题，重新设计了成型技术方法，对温度、冷却温度、铝浇筑温度控制在715 ~ 750之间等几个方面进行了改进。洗完金属腔的油漆后，我们通过将磨料加热到至少250 c的温度，并在此时增加开口口2cm，大大改善了模具零件的形状。②故障分析表明，撤收位置比较集中，我们用撤收位置安装了型冷铁，使这些热段能够提前冷却降温，从而减少了撤收。③模塑件的凝固顺序按照我们涂料的厚度进行跟踪。模具零件的厚度可以控制模具零件的凝固顺序，在喷涂时，下部模具层更薄，模具的左侧半部分和右侧半部分依次增加厚度。我们必须在栓塞的上方涂上绝缘漆。④卡特芯组芯生产后，取出芯组上的空气孔，在芯头部分安装排气装置，然后在180 c条件下煮3h，尽量减少其排出的空气量。②修复金属磨料时，可在进气孔上方添加涡旋壳体的小法兰件，同时在相应凸台位置安装铜进气塞，使排气良好，冷却速度.

结束语

在通过研究涡轮增压器壳体铸造工艺对涡轮增压器的概念和结构进行分析和理解的基础上，并通过对现有铸造工艺现状的分析，提出了改进涡轮增压器铸造工艺的方向和措施，以更好地保证涡轮增压器的铸造质量，使涡轮增压器得到广泛应用， 促进涡轮增压器的发展，同时推动汽车行业节能减排进程，提高燃油经济性； 更好地响应全国节能减排呼吁，减少车辆排放，不断提高人民生活质量。

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作者简介：王新 身份证21021219830108401X

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