船用小功率渦輪增壓器的製造方法
2023-11-06 01:29:02
船用小功率渦輪增壓器的製造方法
【專利摘要】本發明屬於渦輪增壓器領域，具體是一種船用小功率渦輪增壓器。它包括中間殼體、渦輪轉子、浮動套、軸套、端蓋、壓輪，軸套設於中間殼體的中心孔內，浮動套設於軸套的中心孔內，浮動套套於渦輪轉子上並支撐渦輪轉子位於中間殼體內，渦輪轉子端部與壓輪固定，所述的軸套上設有潤滑油路。本發明的優點是增強了潤滑效果，中間殼體採用鋁合金材料，大大降低了增壓器的重量，對於體積較大的船用渦輪增壓器來說，便於加工、裝配，維修、維護，另外，其浮動套的整體式結構縮短了增壓器的整體長度，減少了零部件，簡化了結構。
【專利說明】船用小功率渦輪増壓器
【技術領域】
[0001]本發明屬於渦輪增壓器領域，具體是一種船用小功率渦輪增壓器。
【背景技術】
[0002]渦輪增壓器作為現代柴油機的重要組成部分，越來越多地得到了重視。渦輪增壓器有效地利用了柴油機排氣的能量，增大了進氣量，極大地提高了柴油機的工作效率，使得柴油機的動力性、經濟性上了一個臺階，是柴油機發展的一次質的飛躍，所以被廣泛地應用於遠洋船舶、內河船舶等等。世界航運業與造船技術的發展，不斷對船舶推進裝置的性能、技術水平提出新的要求。作為船舶主要動力裝置的船用柴油機的重要部件，增壓器的技術水平直接影響船用柴油機的動力性、經濟性、可靠性。
[0003]隨著車用渦輪增壓器技術的發展和日益成熟，其效率越來越高、體積和重量日益減小。相對於家用轎車和工程車輛，船舶的發動機功率要大得多，匹配的增壓器的功率、體積也相應較大，特別是整機的重量很大，不利於加工、裝配，更不利於後期的維護、維修。例如BBC公司的VTR900型增壓器重達12.5噸，三菱重工的MET900型增壓器重達7.5噸。本專利的目的就是針對上述的弊端，推出的一種結構簡單緊湊、重量輕巧、工作可靠的適用於小功率的船用渦輪增壓器。
【發明內容】
[0004]本發明要提供一種結構簡單緊湊、重量輕巧、工作可靠的適用於小功率的船用渦輪增壓器。
[0005]採用了如下技術方案:
[0006]船用小功率渦輪增壓器，它包括中間殼體、渦輪轉子、浮動套、軸套、端蓋、壓輪，軸套設於中間殼體的中心孔內，浮動套設於軸套的中心孔內，浮動套套於渦輪轉子上並支撐渦輪轉子位於中間殼體內，渦輪轉子端部與壓輪固定，所述的軸套上設有潤滑油路，該潤滑油路包括位於軸套外周面的油槽、環槽、若干通道、若干端面油槽以及連通孔組成，環槽位於軸套兩端安裝浮動套的內孔壁上；若干端面油槽位於軸套的兩個端面，該若干端面油槽相對軸線成圓形陣列排布；若干通道設於軸套兩端端部內孔壁且分別連接著同端端面油槽與環槽，通道相對軸線成圓形陣列排布；連通孔位於油槽的兩個端部穿透連通環槽。
[0007]所述的油槽深度D3為軸套壁厚D2的60% ;所述環槽的深度Dl為軸套壁厚D2的50%。
[0008]所述的端面油槽的深度為0.5-0.8mm，其寬度B為軸套壁厚D2的50%。
[0009]所述的通道為圓弧型，深度為0.6-1_。
[0010]所述的渦輪轉子的輪轂根部設有密封環槽，該密封環槽內設有密封環，該密封環為設有開口的彈性密封環。
[0011]所述的浮動套端面上設有相對於軸線圓形陣列的若干油楔面，該油楔面的深度從起始位置開始，由0_沿著逆時針方向逐步增大至終止邊，最深為0.4—0.6_。
[0012]所述的中間殼體內設有環繞轉子軸的水冷型腔。
[0013]本發明的優點是增強了潤滑效果，中間殼體採用鋁合金材料，大大降低了增壓器的重量，對於體積較大的船用渦輪增壓器來說，便於加工、裝配，維修、維護，另外，其浮動套的整體式結構縮短了增壓器的整體長度，減少了零部件，簡化了結構。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明的結構示意圖；
[0015]圖2為軸套的結構示意圖；
[0016]圖3為圖2的剖視圖；
[0017]圖4為渦輪轉子結構示意圖；
[0018]圖5為密封環的結構示意圖；
[0019]圖6為中間殼體的結構示意圖；
[0020]圖7為浮動套的結構示意圖；
[0021]圖8為中間殼體冷卻型腔的結構示意圖；
[0022]圖9為壓輪的結構示意圖；
[0023]圖10為潤滑油路的工作示意圖。
【具體實施方式】
[0024]如圖1、如2、圖3所示，船用小功率渦輪增壓器，它包括中間殼體1、渦輪轉子2、浮動套3、軸套4、端蓋5、壓輪6以及軸封7，軸套4設於中間殼體I的中心孔內，浮動套3設於軸套4的中心孔內，浮動套3套於渦輪轉子2上並支撐渦輪轉子2位於中間殼體I內，渦輪轉子2端部與壓輪6固定，軸封7位於壓端的端蓋內，所述的軸套4上設有潤滑油路，該潤滑油路包括位於軸套4外周面的油槽4a、環槽4b、若干通道4c、若干端面油槽4d以及連通孔4e組成，環槽4b位於軸套4兩端安裝浮動套3的內孔壁上，兩個浮動套分別為渦端浮動套與壓端浮動套；若干端面油槽4d位於軸套4的兩個端面，該若干端面油槽4d相對軸線成圓形陣列排布，一般情況下會加工三個端面油槽；若干通道4c設於軸套4兩端端部內孔壁且分別連接著同端的端面油槽4d與環槽4b，通道4c相對軸線成圓形陣列排布，一般會加工與端面油槽數量相同的三個通道4c ;連通孔4e位於油槽4a的兩個端部，並且從油槽4a穿透連通著環槽4b。
[0025]如圖3所示，油槽4a深度D3為軸3套4壁厚D2的60%;所述環槽4b的深度Dl為軸套4壁厚D2的50%，端面油，4d的深度為0.5-0.8mm，其寬度B為軸套壁厚D2的50%，通道4c為圓弧型，深度為0.6-lmm。
[0026]如圖4、圖5、圖6所不，禍輪轉子2的輪轂根部設有密封環槽2a，該密封環槽2a內設有密封環2b，該密封環2b為設有開口的彈性密封環；軸封7的外圓表面設有環槽，該環槽內同樣安裝有密封環；所述密封環2b具有彈性且開有缺口 2bl，其直徑dl略大於中間殼體I上的密封孔d2，當渦輪轉子和軸封向中間殼體中裝配時，該密封環的缺口 I可以收縮，其直徑會變小，可以順利裝到中間殼體的密封孔Ia內。因為該密封環有一定彈性，其外壁會緊密的貼合在孔壁當中。為了保證孔壁具有足夠的硬度和耐磨性，本發明在中間殼體I的渦端和壓端設置了端蓋5，其配合為過盈，單邊過盈量0.025-0.045mm。該軸套採用合金鋼材料，熱處理之後硬度在HRC38-42，該硬度和其耐磨性超過了傳統增壓器中間殼體採用的鑄鐵材料，完全滿足工作需要。
[0027]如圖7所示，浮動套3為徑向軸承與推力軸承的整體式結構，浮動套3外端面上設有相對於軸線圓形陣列的若干油楔面3a，一般設有六個油楔面，該油楔面的深度從起始位置3al開始，由Omm沿著逆時針方向逐步增大至終止邊3a2，終止邊3a2處最深為0.4—0.6_，該油楔面可承受軸向載荷，這樣就滿足了浮動套的端面作為止推軸承來承載軸向力的需求，從而實現增壓器結構的簡單化、緊湊化。
[0028]如圖8所示，中間殼體I內設有環繞轉子軸的水冷型腔lb，中間殼體I安裝渦輪Ic的一端設有環繞轉子軸的水冷型腔lb。渦輪增壓器工作時，冷卻水在水冷控制系統的壓力下從進口 Id流入該型腔，並且環繞著中間殼體I渦輪端安裝浮動套3的部位流動，隨後從出口 Ie流出。在該流動過程中，冷卻水帶走了大量渦輪端的高熱，防止浮動套及潤滑系統溫度過高，保證了增壓器工作的穩定性和可靠性。
[0029]如圖9所示，壓輪6與渦輪轉子2聯結的孔6a設為花鍵型。該花鍵孔6a與渦輪轉子2的花鍵聯結組成轉子總成。轉子總成依靠該花鍵聯結來傳遞來自渦輪的旋轉扭力。
[0030]如圖10所示，中間殼體I設有一個軸承系統的潤滑油路，在中間殼體上設有一個進油口 ^、進油通道1@、儲油腔111、通道11、出油口 I j，所述進油通道Ig與軸套外圓表面的油槽4a聯通，油槽4a與軸套上的環槽4b聯通。潤滑油從進油口 If、進油通道Ig進入環槽4b後，會沿著轉子軸與浮動套的間隙流動到達空腔11，這樣潤滑油就在轉子軸的外圓表面與浮動套的內孔孔壁之間形成油膜，進而起到支撐轉子的作用。同時，油槽4b內的潤滑油會沿著軸套內孔孔壁上的孔壁油槽Im流動到浮動套的端面形成油膜，進而起到承受軸向載荷的作用，所述軸套上設有軸套出油口 lk，與中間殼體上的通道Ii聯通，流動的潤滑油從空腔11，沿著軸套出油口 lk、通道Ii到達儲油腔lh，進而從中間殼體上的出油口 Ij排出。
【權利要求】
1.船用小功率渦輪增壓器，它包括中間殼體、渦輪轉子、浮動套、軸套、端蓋、壓輪，軸套設於中間殼體的中心孔內，浮動套設於軸套的中心孔內，浮動套套於渦輪轉子上並支撐渦輪轉子位於中間殼體內，渦輪轉子端部與壓輪固定，其特徵在於:所述的軸套上設有潤滑油路，該潤滑油路包括位於軸套外周面的油槽、環槽、若干通道、若干端面油槽以及連通孔組成，環槽位於軸套兩端安裝浮動套的內孔壁上；若干端面油槽位於軸套的兩個端面，該若干端面油槽相對軸線成圓形陣列排布；若干通道設於軸套兩端端部內孔壁且分別連接著同端端面油槽與環槽，通道相對軸線成圓形陣列排布；連通孔位於油槽的兩個端部穿透連通環槽。
2.根據權利要求1所述的船用小功率渦輪增壓器，其特徵在於:所述的油槽深度D3為軸套壁厚D2的60% ;所述環槽的深度Dl為軸套壁厚D2的50%。
3.根據權利要求1或2所述的船用小功率渦輪增壓器，其特徵在於:所述的端面油槽的深度為0.5-0.8mm，其寬度B為軸套壁厚D2的50%。
4.根據權利要求1或2所述的船用小功率渦輪增壓器，其特徵在於:所述的通道為圓弧型，深度為0.6-lmm。
5.根據權利要求1或2所述的船用小功率渦輪增壓器，其特徵在於:所述的渦輪轉子的輪轂根部設有密封環槽，該密封環槽內設有密封環，該密封環為設有開口的彈性密封環。
6.根據權利要求1或2所述的船用小功率渦輪增壓器，其特徵在於:所述的浮動套端面上設有相對於軸線圓形陣列的若干油楔面，該油楔面的深度從起始位置開始，由Omm沿著逆時針方向逐步增大至終止邊，最深為0.4—0.6_。
7.根據權利要求1或2所述的船用小功率渦輪增壓器，其特徵在於:所述的中間殼體內設有環繞轉子軸的水冷型腔。
【文檔編號】F02B39/14GK104481698SQ201410765891
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月12日 優先權日:2014年12月12日
【發明者】何進, 吉秋菊, 唐雲冰 申請人:常州環能渦輪動力股份有限公司