專利名稱：小型渦輪增壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種渦輪增壓器，尤其是一種適用于四缸和三缸中小型功率的汽車、工程機械、特種車輛、船用和發(fā)電等多種用途的發(fā)動機的小型渦輪增壓器。
背景技術(shù)：
增壓技術(shù)是提高發(fā)動機動力性能的主要措施之一，而應(yīng)用最廣泛的是采用渦輪增壓技術(shù)。渦輪增壓器是增壓發(fā)動機增壓系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它是利用發(fā)動機排出的高溫廢氣能量驅(qū)動渦輪葉輪高速旋轉(zhuǎn)，從而帶動在同一軸上的壓氣機葉輪以同樣轉(zhuǎn)速高速運轉(zhuǎn)，高速旋轉(zhuǎn)的壓氣機葉輪吸入新鮮空氣并將空氣壓縮后送入發(fā)動機氣缸，從而使得發(fā)動機氣缸內(nèi)的空氣密度和充氣量成倍地提高，這樣就能提供更多的燃油燃燒，從而提高發(fā)動機的功率，同時改善了燃油的燃燒條件，使燃油充分燃燒，因而降低了燃油消耗，減少了排入大氣中的廢氣有毒物的比例，進而最終實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能，提高發(fā)動機功率的作用。所以增壓技術(shù)是適應(yīng)環(huán)保法規(guī)和改善現(xiàn)代動力車輛和工程機械的重要技術(shù)措施之一，也被稱作“綠色革命”。
隨著國內(nèi)對環(huán)境保護和節(jié)約能源的意識日益加強，各發(fā)動機廠家都加大了對增壓發(fā)動機的開發(fā)力度。而且對增壓發(fā)動機的性能參數(shù)指標要求也越來越高。目前國內(nèi)六缸發(fā)動機已普遍采用了渦輪增壓器，但中小缸徑的四缸發(fā)動機還幾乎沒有采用渦輪增壓器，其主要原因是渦輪增壓器尺寸要求小，結(jié)構(gòu)可靠性要求高，匹配性能要求好，同時要滿足歐II排放標準要求。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的發(fā)明目的是提供一種高性能、高可靠性、實用的小型渦輪增壓器，以滿足中小缸徑的四缸和三缸中小型功率發(fā)動機增壓的需要。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是小型渦輪增壓器，由動力葉輪渦輪機、軸承體芯部總成、離心式葉輪壓氣機、執(zhí)行器總成和放氣閥門組件五大部分組成；動力葉輪渦輪機和離心式葉輪壓氣機分別固定于軸承體芯部總成的軸承體的兩端；執(zhí)行器總成通過執(zhí)行器支架安裝在動力葉輪渦輪機的渦輪箱上，其與安裝于渦輪箱上的出氣口法蘭內(nèi)的放氣孔上的放氣閥門組件連接，離心式葉輪壓氣機中的壓氣機葉輪固定于動力葉輪渦輪機中的渦輪轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸另一端，且與動力葉輪渦輪機中的渦輪轉(zhuǎn)子懸臂安裝在軸承體的兩端；渦輪轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸通過軸承套浮動于軸承體的軸承孔內(nèi)；離心式葉輪壓氣機中的壓氣機葉輪將止推軸承、密封套、封油蓋由里向外依次壓入到軸承體壓氣機端內(nèi)；其特征是所述壓氣機葉輪采用低輪轂?zāi)妇€、增大葉型面積、長短葉片重疊度高的前傾后彎葉輪，渦輪轉(zhuǎn)子采用低慣量、大弧面變截面梁葉片。
本實用新型所采用進一步的技術(shù)方案是所述止推軸承具有三楔形面油膜。
本實用新型所采用再進一步的技術(shù)方案是所述密封套為迷宮式環(huán)繞結(jié)構(gòu)。
本實用新型所采用更進一步的技術(shù)方案是所述封油蓋為迷宮式環(huán)繞結(jié)構(gòu)。
由于采用了上述技術(shù)設(shè)計方案，本實用新型降低了渦輪轉(zhuǎn)子和壓氣機葉輪的轉(zhuǎn)動慣量，提高了轉(zhuǎn)子總成的動平衡精度，使得增壓器能夠在140000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定可靠地運行；擴寬了空氣流量、壓比和壓氣機高效率區(qū)的工作范圍，使得增壓器能夠與發(fā)動機匹配得到更好性能要求；同時在壓氣端采用了迷宮式環(huán)繞結(jié)構(gòu)的密封套和封油蓋，解決了壓氣機產(chǎn)生負壓時容易漏油的難題。試驗結(jié)果表明，本實用新型與廣西玉柴機器股份有限公司YC4108ZQ和YC4108ZLQ及YC4110ZLQ四缸發(fā)動機匹配后，發(fā)動機的動力性能和經(jīng)濟性能得到顯著提高，排放滿足了歐II排放標準要求，并順利通過了1000小時可靠性耐久考核試驗。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的左視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖來進一步描述本實用新型。
如圖1和圖2所示的小型渦輪增壓器，由動力葉輪渦輪機、軸承體芯部總成、離心式葉輪壓氣機、執(zhí)行器總成28和放氣閥門組件31五大部分組成；其中動力葉輪渦輪機包括渦輪箱1和渦輪轉(zhuǎn)子2；離心式葉輪壓氣機包括壓氣機葉輪20和壓氣機渦殼18；軸承體芯部總成包括軸承體8和軸承套9及擋圈7。
壓氣機葉輪20采用低輪轂?zāi)妇€、增大葉型面積、長短葉片重疊度高的前傾后彎葉輪，渦輪轉(zhuǎn)子2采用低慣量、大弧面變截面梁葉片。
渦輪箱1與軸承體8的連接通過熱端壓板5和耐熱螺釘6固定，而且渦輪箱1繞軸承體8內(nèi)渦輪轉(zhuǎn)子2的轉(zhuǎn)軸中心線能360°任意旋轉(zhuǎn)安裝固定，以非常方便地在發(fā)動機上進行安裝，渦輪箱1設(shè)計為360°全周進氣長梨形截面的單通道結(jié)構(gòu)4，其進氣和出氣口法蘭型式按發(fā)動機借口要求進行設(shè)計，其出氣口法蘭內(nèi)設(shè)置了放氣孔，并在此安裝了放氣閥們組件31。放氣閥們組件31與執(zhí)行器總成28連接。
壓氣機渦殼18與軸承體8的連接通過冷端壓板21和螺栓22固定，且壓氣機渦殼18繞軸承體8內(nèi)渦輪轉(zhuǎn)子2的轉(zhuǎn)軸中心線能360°任意旋轉(zhuǎn)安裝固定，以非常方便地在發(fā)動機上進行安裝，且壓氣機渦殼18的出氣口附近設(shè)置了取壓孔，并在此安裝了氣嘴16，壓氣機渦殼18集氣道呈蝸牛狀，其通流流道形狀為變圓截面。
執(zhí)行器總成28通過執(zhí)行器支架27和螺栓26固定于渦輪箱1上，其由離心式葉輪壓氣機輸出端的壓氣機渦殼18采集空氣壓力來控制，從而調(diào)節(jié)安裝在渦輪箱1上的放氣閥們組件31中的放氣閥門的開啟與大小。
渦輪轉(zhuǎn)子2和壓氣機葉輪20懸臂安裝在軸承體8的兩端；渦輪轉(zhuǎn)子2的轉(zhuǎn)軸通過兩個徑向進油浮動的軸承套9浮動于軸承體8的軸承孔內(nèi)。
鎖緊螺母19將壓氣機葉輪20、止推軸承10、密封套11、封油蓋12固緊在渦輪轉(zhuǎn)子2的轉(zhuǎn)軸的另一端上組成了轉(zhuǎn)子總成，止推軸承10、密封套11、封油蓋12被由里向外依次壓入到軸承體8壓氣機端內(nèi)；壓氣機葉輪20和渦輪轉(zhuǎn)子2經(jīng)過了精密的單件動平衡，轉(zhuǎn)子總成經(jīng)過精密的組合動平衡，從而保證增壓器能夠在140000轉(zhuǎn)/分的高速下穩(wěn)定可靠地運行。
承受軸系止推力采用了三楔形面油膜的止推軸承10；轉(zhuǎn)子總成的渦輪端和壓氣機端的油和氣的密封分別采用單個密封環(huán)3和23結(jié)構(gòu)，同時在壓氣機端采用了迷宮式環(huán)繞結(jié)構(gòu)的密封套11和封油蓋12，解決了壓氣機產(chǎn)生負壓時容易漏油的難題。
軸承體8上端有一個進油孔24，潤滑油徑向進入軸承體8后分成兩路，一路潤滑壓氣機端的軸承套9和渦輪轉(zhuǎn)子2軸頸及具有三楔形面油膜的止推軸承10，另一路潤滑渦輪端的軸承套9和渦輪轉(zhuǎn)子2軸頸，潤滑油最后通過軸承體8下端的回油孔流到發(fā)動機曲軸箱。
權(quán)利要求1.小型渦輪增壓器，由動力葉輪渦輪機、軸承體芯部總成、離心式葉輪壓氣機、執(zhí)行器總成(28)和放氣閥門組件(31)五大部分組成；動力葉輪渦輪機和離心式葉輪壓氣機分別固定于軸承體芯部總成的軸承體(8)的兩端；執(zhí)行器總成(28)通過執(zhí)行器支架(27)安裝在動力葉輪渦輪機的渦輪箱(1)上，其與安裝于渦輪箱(1)上的出氣口法蘭內(nèi)的放氣孔上的放氣閥門組件(31)連接，離心式葉輪壓氣機中的壓氣機葉輪(20)固定于動力葉輪渦輪機中的渦輪轉(zhuǎn)子(2)的轉(zhuǎn)軸另一端，且與動力葉輪渦輪機中的渦輪轉(zhuǎn)子(2)懸臂安裝在軸承體(8)的兩端；渦輪轉(zhuǎn)子(2)的轉(zhuǎn)軸通過軸承套(9)浮動于軸承體(8)的軸承孔內(nèi)；離心式葉輪壓氣機中的壓氣機葉輪(20)將止推軸承(10)、密封套(11)、封油蓋(12)由里向外依次壓入到軸承體(8)壓氣機端內(nèi)；其特征是所述壓氣機葉輪(20)采用低輪轂?zāi)妇€、長短葉片重疊度高的前傾后彎葉輪，渦輪轉(zhuǎn)子(2)采用低慣量、大弧面變截面梁葉片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型渦輪增壓器，其特征是所述止推軸承(10)具有三楔形面油膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的小型渦輪增壓器，其特征是所述密封蓋(11)為迷宮式環(huán)繞結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的小型渦輪增壓器，其特征是所述封油蓋(12)為迷宮式環(huán)繞結(jié)構(gòu)。
專利摘要小型渦輪增壓器，由動力葉輪渦輪機、軸承體芯部總成、離心式葉輪壓氣機、執(zhí)行器總成和放氣閥門組件組成；動力葉輪渦輪機和離心式葉輪壓氣機分別固定于軸承體芯部總成兩端；執(zhí)行器總成安裝在動力葉輪渦輪機的渦輪箱上，其與安裝于渦輪箱上的放氣閥門組件連接，壓氣機葉輪固定于渦輪轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸另一端，且與渦輪轉(zhuǎn)子懸臂安裝在軸承體的兩端；渦輪轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸浮動于軸承體的軸承孔內(nèi)；壓氣機葉輪將止推軸承、密封套、封油蓋由里向外依次壓入到軸承體壓氣機端內(nèi)；其特征是所述壓氣機葉輪采用低輪轂?zāi)妇€、長短葉片重疊度高的前傾后彎葉輪，渦輪轉(zhuǎn)子采用低慣量、大弧面變截面梁葉片。本實用新型提高了轉(zhuǎn)子總成的動平衡精度，使其能夠穩(wěn)定可靠地運行。
文檔編號F02B41/00GK2697327SQ20032012415
公開日2005年5月4日 申請日期2003年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月29日
發(fā)明者王一棣, 鄧茅橋, 吳玉堂, 鄔喜來 申請人:湖南天雁機械有限責任公司