小型渦輪增壓器的轉子系統的製作方法
2023-08-05 18:34:16
小型渦輪增壓器的轉子系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型屬於渦輪增壓器領域，具體是一種小型渦輪增壓器的轉子系統。它包括渦輪、壓輪、中間體、軸承以及定位銷，渦輪與壓輪之間通過轉軸連接，軸承置於轉軸周面上，軸承設於中間體內通過定位銷與中間體固定連接，渦輪內包括葉輪，葉輪上設有渦輪葉片，所述的渦輪葉片包括進氣邊與出氣邊，出氣邊與渦輪端面的夾角α為48°-53°，出氣邊與渦輪端面的夾角β為8°-12°。本實用新型的優點是降低了噪音，增強了氣流進入渦輪的流暢性，減小了增壓器的振動，提高了密封性。
【專利說明】 小型渦輪增壓器的轉子系統
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於渦輪增壓器領域，具體是一種小型渦輪增壓器的轉子系統。
【背景技術】
[0002]渦輪增壓器技術具有節能、環保、提高功率等優點，已成為汽車發動機提高動力性、經濟性和降低排放汙染的最有效的措施之一，在交通、電力、石油等工業領域快速發展之時，受到人們越來越多的關注與青睞。因此，家用轎車中採用渦輪增壓器是大勢所趨。
[0003]增壓器轉子系統由壓氣機葉輪、渦輪葉輪、浮動軸承及止推軸承等通過轉軸和鎖緊螺母連接成一體，轉子是渦輪增壓器中的關鍵部件，它既是高速旋轉又是負荷最大的部件，它直接影響渦輪增壓器的效率、壽命、和結構可靠性。因此，轉子的結構設計必須仔細、慎重，並考慮如下問題:
[0004]I)在保證有良好氣動性能的同時，要使轉子的轉動慣量儘可能小，這是使車用渦輪增壓器具有良好瞬態響應的重要措施。
[0005]2)在無需特別提高加工精度的條件下，達到和保持高的動平衡精度，這就要求從結構設計的合理性來保證，轉子零件應有較好的軸對稱性，轉子上所裝的零件數目要儘可能少等。
[0006]3)轉子與軸承一起組成高速轉子一支撐系統，如何確保高速轉子一支撐系統工作的穩定性乃是一項十分艱巨的任務。
【發明內容】
[0007]本實用新型要解決的問題是如何提高渦輪增壓器渦端的的流通能力，提供一種密封性能好的小型渦輪增壓器的轉子系統。
[0008]本實用新型提供了一下技術方案:
[0009]小型渦輪增壓器的轉子系統，它包括渦輪、壓輪、中間體、軸承以及定位銷，渦輪與壓輪之間通過轉軸連接，軸承置於轉軸周面上，軸承設於中間體內通過定位銷與中間體固定連接，渦輪內包括葉輪，葉輪上設有渦輪葉片，所述的渦輪葉片包括進氣邊與出氣邊，出氣邊與渦輪端面的夾角α為48。-53°，出氣邊與渦輪端面的夾角β為8° -12°。
[0010]所述的轉軸上位於軸承內的軸頸處設有一個縮徑段，該縮徑段與軸承的內壁面配合形成儲油腔。
[0011]所述的渦輪位於軸承側面的周面上設有甩油槽。
[0012]所述的轉軸在與壓輪配合面處的周面上設有清根槽。
[0013]所述的渦輪內側設有去重帶。
[0014]所述的壓輪端部設有一體製造成型的子彈頭式螺母。
[0015]所述的甩油槽靠近軸承一側面為斜面，該斜面與軸承端面的夾角Y為25。-35。。
[0016]所述的夾角α為51°。[0017]所述的夾角β為10°。
[0018]所述的夾角Y為30°
[0019]本實用新型的優點是降低了噪音，增強了氣流進入渦輪的流暢性，減小了增壓器的振動，提高了密封性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0021]圖2為渦輪的結構示意圖；
[0022]圖3為渦輪與轉軸的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]如圖1所示，小型渦輪增壓器的轉子系統，它包括渦輪1、壓輪2、中間體3、軸承4以及定位銷5，渦輪I與壓輪2之間通過轉軸6連接，軸承4置於轉軸6周面上，軸承4設於中間體3內通過定位銷5與中間3體固定連接，如圖2所示，渦輪I內包括葉輪，葉輪上設有渦輪葉片7，所述的渦輪葉片7包括進氣邊7a與出氣邊7b，進氣邊7a為斜流式，出氣邊與渦輪端面的夾角α為48° -53°，一般情況下夾角α為51°，出氣邊與渦輪端面的夾角β為8° -12°，一般情況下夾角β為10°，將渦輪葉輪的進氣口葉片設計為斜流式。渦輪葉片進口傾斜，使得氣流能很好地適應葉型的變化而平緩地過渡至軸向，並且可以有效地防止葉輪外出口外徑增大帶來的輪緣處氣流脫離現象，使葉輪的內部流暢性大為改善，與同樣輪徑的徑流式渦輪相比，流通能力大大增加；出氣邊設計成10°的斜角形式，進氣邊設計成51°的斜邊形式。通常結構的渦輪的出氣邊為直邊，工作過程中，高速高壓的發動機廢氣在渦輪流道內向左端流動時，在出氣口瞬間擺脫渦輪葉片的束縛，會引起嘯叫，產生較大的噪音。在改型的渦輪中，氣體在向左端流動過程中，首先從初始的出氣口擺脫束縛，然後平穩地過度到最終出氣口擺脫束縛，這樣，氣流就有所緩衝地從增壓器中排放到排氣管中，從而降低嘯叫。另外，進氣邊設計成51°的斜角形式，使得氣流從渦殼流道進入渦輪的流暢性大為改善。
[0024]其中，轉軸6上位於軸承4內的軸頸處設有一個縮徑段，該縮徑段與軸承的內壁面配合形成儲油腔6a，採用這種結構的好處在於:a)渦輪轉子與整體式浮動軸承配合使用時，能夠在軸的中間部位形成一個儲油腔6a，有利於轉子的潤滑；b)轉軸6與軸承4的接觸面積相比改型前減小了，實驗證明這種結構的增壓器的振動更小；c)由於整個轉子的質量減小了，其質心的旋轉離心力相比改型前更小，有利於整機的VSR動平衡。
[0025]其中，渦輪I位於軸承4側面的周面上設有甩油槽la，渦輪I的密封環Ib為雙密封環結構，採用活塞式密封環，並在密封環Ib的右端加工一處甩油槽la，甩油槽靠近軸承一側面為斜面，該斜面與軸承端面的夾角Y為25° -35°，一般常用為30°，採用這種結構的優勢在於:a)雙密封環結構和活塞式密封環提高了渦端的密封性能和密封的可靠性；b)採用甩油槽的結構後，渦輪轉子在高速旋轉時，潤滑油在慣性離心力的作用下，會順著30°的斜面被甩到中間體的油腔內，減少了流向密封環處的油量，進一步提高了渦端的密封性倉泛。
[0026]其中，轉軸6在與壓輪I配合面處的周面上設有清根槽，渦輪轉子是在軸上加工出清根槽，軸封與轉軸臺階的定位高度增大為0.8 mm，其可靠性大大提高。
[0027]其中，渦輪內側設有去重帶lc，在渦輪的背部鑄有一個臺階，作為動平衡時的去重帶，這樣就避免了在渦輪左端螺母位置打磨去重而造成的外觀的缺陷，大大提高了渦輪轉子的美觀程度。
[0028]其中，壓輪2端部設有一體製造成型的子彈頭式螺母2a，簡化了結構，減少了零件的數目，可以降低轉子的總成誤差；轉子上的零件少，降低了轉子的轉動慣量，使增壓器具有良好瞬態響應；軸封與壓輪是整體式加工，所以轉子系統的動平衡度提高了，採用這種子彈頭結構的壓輪後，由於右端是圓滑光順的曲面，工作時高速氣流可以沿著子彈頭式的表面光順地流向壓輪葉片，極大的降低了氣流的阻力，從而降低噪音，提高了轉子的穩定性。
【權利要求】
1.小型渦輪增壓器的轉子系統，它包括渦輪、壓輪、中間體、軸承以及定位銷，渦輪與壓輪之間通過轉軸連接，軸承置於轉軸周面上，軸承設於中間體內通過定位銷與中間體固定連接，渦輪內包括葉輪，葉輪上設有渦輪葉片，其特徵在於:所述的渦輪葉片包括進氣邊與出氣邊，出氣邊與渦輪端面的夾角α為48° -53°，出氣邊與渦輪端面的夾角β為8。 -12。。
2.根據權利要求1所述的小型渦輪增壓器的轉子系統，其特徵在於:所述的轉軸上位於軸承內的軸頸處設有一個縮徑段，該縮徑段與軸承的內壁面配合形成儲油腔。
3.根據權利要求1或2所述的小型渦輪增壓器的轉子系統，其特徵在於:所述的渦輪位於軸承側面的周面上設有甩油槽。
4.根據權利要求1或2所述的小型渦輪增壓器的轉子系統，其特徵在於:所述的轉軸在與壓輪配合面處的周面上設有清根槽。
5.根據權利要求1或2所述的小型渦輪增壓器的轉子系統，其特徵在於:所述的渦輪內側設有去重帶。
6.根據權利要求1或2所述的小型渦輪增壓器的轉子系統，其特徵在於:所述的壓輪端部設有一體製造成型的子彈頭式螺母。
7.根據權利要求3所述的小型渦輪增壓器的轉子系統，其特徵在於:所述的甩油槽靠近軸承一側面為斜面，該斜面與軸承端面的夾角Y為25° -35°。
8.根據權利要求1所述的小型渦輪增壓器的轉子系統，其特徵在於:所述的夾角α為51。。
9.根據權利要求1所述的小型渦輪增壓器的轉子系統，其特徵在於:所述的夾角β為10。。
10.根據權利要求7所述的小型渦輪增壓器的轉子系統，其特徵在於:所述的夾角Y為 30。。
【文檔編號】F01D5/02GK203756239SQ201320880856
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年12月30日 優先權日:2013年12月30日
【發明者】唐雲冰, 何進, 包曉虹 申請人:常州環能渦輪動力股份有限公司