小型汽油機渦輪增壓器的製造方法
2023-05-05 14:50:56
小型汽油機渦輪增壓器的製造方法
【專利摘要】本實用新型屬於渦輪增壓器領域，具體是一種小型汽油機渦輪增壓器。它包括渦殼、渦輪轉子、中間體、軸承、定位銷、壓輪以及壓殼，渦殼套設在渦輪轉子上與中間體一端連接，壓殼套設在壓輪上與中間體的另一端連接，軸承配合在渦輪轉子與中間體之間通過定位銷進行定位，所述的軸承為浮動軸承，浮動軸承一端抵住渦輪轉子中渦輪的端面，另一端通過軸封抵住壓輪的端面，浮動軸承的端面上設有油槽、平面以及油楔面，所述的油楔面周向為斜面。本實用新型的優點是減少了增壓器零件的數目，簡化了結構，縮短了轉子長度及增壓器長度，降低了增壓器的成本。
【專利說明】小型汽油機渦輪增壓器【技術領域】
[0001]本實用新型屬於渦輪增壓器領域，具體是一種小型汽油機渦輪增壓器。
【背景技術】
[0002]發動機採用渦輪增壓技術能夠大幅度提高功率、減少排氣汙染、改善經濟性能，渦輪增壓器是內燃機最主要的技術發展方向之一。因此，近年來渦輪增壓器得到了日益廣泛的應用。目前，全世界商用車(載重卡車、大型客車)90%以上配置增壓器，乘用車約有10%採用了增壓器，發展方向是100%採用。目前全世界渦輪增壓器的以10%以上的比率遞增，而國內以30%左右的比率遞增。特別是小型汽油機，渦輪增壓器市場需求巨大，前景廣闊。
【發明內容】
[0003]本實用新型提供了一種結構緊湊、效率高、成本低廉的小型汽油機渦輪增壓器。
[0004]本實用新型提供了如下技術方案:
[0005]小型汽油機渦輪增壓器，它包括渦殼、渦輪轉子、中間體、軸承、定位銷、壓輪以及壓殼，渦殼套設在渦輪轉子上與中間體一端連接，壓殼套設在壓輪上與中間體的另一端連接，軸承配合在渦輪轉子與中間體之間通過定位銷進行定位，所述的軸承為浮動軸承，浮動軸承一端抵住渦輪轉子中渦輪的端面，另一端通過軸封抵住壓輪的端面，浮動軸承的端面上設有油槽、平面以及油楔面，所述的油楔面周向為斜面。
[0006]所述的浮動軸承周面上設有左端徑向油槽、左軸向油槽、中間軸向油槽、右軸向油槽以及右端徑向油槽，中間體上設有軸向進油路、左徑向進油路及右徑向進油路，左徑向進油路的出口通向左端徑向油槽，右徑向進油路的出口通向右端徑向油槽，軸向進油路與左軸向油槽、中間軸向油槽、右軸向油槽連通。
[0007]所述的中間體的渦端為將隔熱罩與中間殼體設為一體。
[0008]所述的中間體的壓端為將壓端蓋板與中間殼體設為一體。
[0009]所述的壓輪端部設為子彈頭形狀。
[0010]本實用新型的優點是減少了增壓器零件的數目，簡化了結構，縮短了轉子長度及增壓器長度，降低了增壓器的成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0012]圖2為浮動軸承結構示意圖；
[0013]圖3為浮動軸承的側視圖；
[0014]圖4為圖3的局部視圖；
[0015]圖5為圖3A-A向視圖。
【具體實施方式】[0016]如圖1所示-如圖4所示，小型渦輪增壓器它包括渦殼8、壓殼9、渦輪I和壓輪2，渦輪與轉軸組成渦輪轉子，渦輪I與壓輪2之間通過轉軸3以及中間體4連接，所述的轉軸3設有浮動軸承5，浮動軸承5通過定位銷7固定在中間體4上，浮動軸承5 —端抵住渦輪I的端面，另一端通過軸封6抵住壓輪2的端面，浮動軸承5的端面上設有油槽5a、平面5b以及油楔面5c，所述的油楔面5c周向為斜面，徑向為外緣高於內緣的斜面，通過機芯中只有一個浮動軸承5，且在轉子轉動過程中浮動軸承無法轉動，浮動軸承在內外形成兩層油膜，浮動軸承的端面作為止推軸承一部分，轉子在高速旋轉時軸承端面將受到一定軸向力，並產生摩擦。
[0017]如圖5所示，浮動軸承端面上設有油槽、平面以及油楔面，一般設有八個油楔面和油槽，油楔面呈扇形，周向上油楔面為斜面，該斜面如圖5的斜面a，油楔面的徑向上由內向外設為高起的斜面，即為油楔面徑向的外緣比內緣高；平面也呈扇形，周向上油楔面為斜面，徑向上由內向外設為高起的斜面，即為油楔面徑向的外緣比內緣高；浮動軸承油楔面與平面均呈扇形直徑方向均為有變化的斜面，扇形油楔面油膜承載面積大、油膜路徑長，比現有技術的平行油楔面承載力提高60%，這樣就滿足了機芯結構中將浮動軸承的端面作為止推軸承來承載軸向力的需求，從而實現機芯結構的簡單、緊湊化、成本的低廉化。
[0018]如圖5所示，浮動軸承5周面上設有左端徑向油槽5A、左軸向油槽5C、中間軸向油槽5E、右軸向油槽以及右端徑向油槽5B，中間體上設有軸向進油路C、左徑向進油路A及右徑向進油路B，左徑向進油路A的出口通向左端徑向油槽5A，右徑向進油路B的出口通向右端徑向油槽5B，軸向進油路C與左軸向油槽5C、中間軸向油槽5E、右軸向油槽連通，左端徑向油槽與右端徑向油槽內均設有徑向進油孔D，能同時實現徑向進油與軸向進油，使浮動軸承內壁與外周面上形成內外兩層油膜，減小了油膜振動，提高了轉子的運轉穩定性。
[0019]中間體4的在渦端的部分為將隔熱罩與中間殼體設為一體，通常結構的渦輪增壓器的渦端安裝有隔熱罩，用來隔絕來自渦輪中發動機排氣傳導的高溫，以防止中間殼體的潤滑油和浮動軸承過熱，本實用新型中，取消了傳統的隔熱罩部件，將中間殼體渦端的壁厚增大，形成隔熱罩與中間殼體一體化，以達到隔熱的目的。採用本改型方案的優勢在於:減少了隔熱罩部件縮短了增壓器的總長，有利於增壓器的小型化；潤端減少了零件「隔熱罩」，降低了增壓器的成本；零件的減少降低了總成的積累誤差，提高了增壓器的可靠性，也簡化了裝配流程，提高了工作效率；由於隔熱罩是採用衝壓工藝加工而成，其厚度的精度不高，裝配定位面相對於渦輪轉子的軸線的垂直度不好，使渦輪轉子與渦殼出氣口同軸度不好，將影響增壓器的工作效率和穩定性。而本實用新型中的增壓器取消了傳統隔熱罩部件，與渦殼裝配的定位面與中間體裝配渦輪轉子的孔是一次裝夾加工完成的，可以很好地保證同軸度。
[0020]所述的中間體的壓端為將壓端蓋板與中間殼體設為一體。通常結構的增壓器在壓端裝配有蓋板，蓋板再與壓殼聯結。對於小型汽油機而言，由於其排量小、功率小，適配的增壓器的功率也相應減小，其增壓器的壓縮機殼體、壓殼蓋板也變小，因此可以將增壓器的中間殼體與蓋板作成一體式，減少了壓蓋部件縮短了增壓器的總長，有利於增壓器的小型化；減少了壓蓋與螺釘這兩種零件，降低了成本；減少了壓蓋跟螺釘後，簡化了裝配流程，降低了人為因素造成的裝配誤差。另外，由於蓋板不需要螺釘緊固，因此在中間殼體上就不需要加工螺紋孔，簡化了加工工藝，減低了加工成本；優化後蓋板與中間體為一體式，比改型前螺釘連接形式的強度大大提高，可以避免增壓器工作時因為振動引起的蓋板與螺釘脫落的失效，使增壓器工作的可靠性提高；與壓殼聯結的定位面與裝配渦輪轉子的孔是一次裝夾加工完成的，相對於轉子的同軸度與垂直度較改型前提高了，避免了壓蓋與中間殼體聯結必然會產生的加工誤差、裝配誤差，降低了機芯的總成誤差。
[0021]其中，壓輪端部設為子彈頭形狀，該子彈頭10作為螺母的作用。常規壓氣機由三個部分組成:前段的螺母，中端的葉輪，後端的軸封。整體式壓氣機是把普通渦輪增壓器上壓端的螺母、壓輪和軸封三個零件整合成一個零件，螺紋旋向與壓氣機的旋轉方向相反，保證壓氣機在高速旋轉下能穩定的鎖緊，在壓輪端部形成子彈頭式螺母。這種結構的優勢在於減少了零件數量，降低了成本；軸封和壓輪作成一體式，降低了加工的精度，間接減少了加工成本。在整體式壓氣機中，由於採用的是壓輪的螺紋與轉軸的螺紋配合定位，所以不需要壓輪孔有太高的精度，也不需要單獨加工軸封如此高精度的零件；由於是整體式壓輪，可以無需考慮分體式部件在相互裝配時可能出現的垂直度和平衡度等問題。分體式結構中，軸封左右兩端面和壓輪的左端面要與相鄰的零件配合，因此要求其端面相對於軸線的垂直度為0.008，而且在保證圖紙要求的情況下，還存在著積累誤差。而在整體式壓氣機中只需要保證壓輪的左端面的垂直度即可，按照加工工藝，壓輪的孔與左端面是在一次裝夾中加工完成的，其垂直度可以很精確的保證；於螺母和葉輪及軸封採用了整體式結構，減少了零件的數量，大大簡化了裝配的流程，提高了渦輪增壓器的裝配效率和可靠性，降低了必然存在的總成誤差。另外，壓氣機葉輪和渦輪軸之間可採用間隙配合，而不用過盈配合，這樣也簡化了葉輪的拆裝。
【權利要求】
1.小型汽油機渦輪增壓器，它包括渦殼、渦輪轉子、中間體、軸承、定位銷、壓輪以及壓殼，渦殼套設在渦輪轉子上與中間體一端連接，壓殼套設在壓輪上與中間體的另一端連接，軸承配合在渦輪轉子與中間體之間通過定位銷進行定位，其特徵在於:所述的軸承為浮動軸承，浮動軸承一端抵住渦輪轉子中渦輪的端面，另一端通過軸封抵住壓輪的端面，浮動軸承的端面上設有油槽、平面以及油楔面，所述的油楔面周向為斜面。
2.根據權利要求1所述的小型汽油機渦輪增壓器，其特徵在於:所述的浮動軸承周面上設有左端徑向油槽、左軸向油槽、中間軸向油槽、右軸向油槽以及右端徑向油槽，中間體上設有軸向進油路、左徑向進油路及右徑向進油路，左徑向進油路的出口通向左端徑向油槽，右徑向進油路的出口通向右端徑向油槽，軸向進油路與左軸向油槽、中間軸向油槽、右軸向油槽連通。
3.根據權利要求1所述的小型汽油機渦輪增壓器，其特徵在於:所述的中間體的渦端為將隔熱罩與中間殼體設為一體。
4.根據權利要求1所述的小型汽油機渦輪增壓器，其特徵在於:所述的中間體的壓端為將壓端蓋板與中間殼體設為一體。
5.根據權利要求1所述的小型汽油機渦輪增壓器，其特徵在於:所述的壓輪端部設為子彈頭形狀。
【文檔編號】F01D25/16GK203756315SQ201320882258
【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