專利名稱：電輔助渦輪增壓器的浮動彈性支撐裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動機用渦輪增壓器的浮動彈性支撐裝置，特別是一種采用 電機輔助帶動增壓器轉(zhuǎn)動的渦輪增壓器電機部分的電輔助渦輪增壓器的浮動彈 性支撐裝置，屬于內(nèi)燃機增壓領域。
背景技術：
渦輪增壓器是利用發(fā)動機排出的廢氣能量驅(qū)動渦輪，并帶動與渦輪同軸的 壓氣機葉輪高速旋轉(zhuǎn)，新鮮空氣在壓氣機葉輪離心力的作用下被壓縮進入發(fā)動 機的汽缸，從而增加了發(fā)動機的充氣量，可供更多的燃油完全燃燒，從而提高了 發(fā)動機的功率、節(jié)省了燃油的消耗，同時由于燃燒條件的改善，減少了廢氣中
C0、 HC、 NOx以及PM等有害物的排放，降低了發(fā)動機的噪音。廢氣渦輪增壓器因 為采用了發(fā)動機排除的廢氣能量作為動力，勢必存在動力滯后、加速性能惡化 等困擾增壓發(fā)動機綜合性能提升的難題。渦輪增壓器特別是高檔乘用車用渦輪 增壓器通過輕量化轉(zhuǎn)子等手段在很大程度上改善了增壓器的加速滯后等問題， 但無法從根本上解決增壓發(fā)動機在低速狀態(tài)下存在的技術難題。隨著用戶對發(fā) 動機綜合性能需求的不斷提升，目前國內(nèi)外幾家科研院校進行了電輔助渦輪增 壓器的研究開發(fā)。
電輔助渦輪增壓器在發(fā)動機低速工況下，系統(tǒng)工作于電動輔助增壓狀態(tài)， 電動機及其電控調(diào)速部分構成的輔助動力裝置使用電瓶的能量向渦輪增壓器的 轉(zhuǎn)子軸施加輔助動力，顯著提升發(fā)動機的低速負荷能力。電輔助渦輪增壓器在 高速工況下系統(tǒng)工作于感應蓄能狀態(tài)，渦輪轉(zhuǎn)子傳遞的部分廢氣能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡?能進行儲存，確保在增壓器高速工況段壓氣機的轉(zhuǎn)速得到穩(wěn)定而不致過高。電
輔助部分的控制單元根據(jù)發(fā)動機工況調(diào)整輔助增壓動力的大小，既可以有效地 改善發(fā)動機的低速特性，又充分地利用了燃料的能量，在全部工況范圍內(nèi)，系 統(tǒng)能夠始終工作在理想排量狀態(tài)。電輔助渦輪增壓器改進了廢氣渦輪增壓器的 單一控制模式，更加有效的控制增壓器的旋轉(zhuǎn)做功部件，確保增壓器在高效率 范圍內(nèi)工作。同時，在低速工況下脫離了廢氣能量對加速性能帶來的限制，從 根本上解決了發(fā)動機的綜合性能，特別是響應性能，屬于更新?lián)Q代類產(chǎn)品。
目前，國內(nèi)外開發(fā)的電輔助渦輪增壓器僅限于理論和實驗室階段研究，未 有成熟產(chǎn)品面試，主要原因是沒有切實可行的電機放置及支撐方面的成熟經(jīng)驗。 渦輪增壓器因為高溫、高速等特點，需要電輔助渦輪增壓器中電機部分在高速 轉(zhuǎn)動情況下具有可靠的支撐。目前在實驗室階段有如圖1所示的一種結(jié)構，是
將渦輪增壓器的輔助電機部分(包括定子線圈4、定子銜鐵5和永磁轉(zhuǎn)子6)放 在增壓器內(nèi)部軸承體8處，可以較好的避免增壓器渦輪轉(zhuǎn)子7上懸臂轉(zhuǎn)矩的產(chǎn) 生。增壓器利用從渦輪殼9引入的發(fā)動機廢氣能量保證渦輪增壓器7高速旋轉(zhuǎn)， 從壓氣機殼進口 3進入的空氣在壓氣機葉輪2的壓縮作用下，通過壓氣機殼1 收集后進入發(fā)動機氣缸參與燃燒，其中有一部分氣體對輔助電機部分進行冷卻， 但冷卻效果非常不好。與普通增壓器相比增壓器結(jié)構改變不大，但該結(jié)構存在 致命的缺點，就是因為渦輪增壓器軸承體內(nèi)部仍然屬于高溫區(qū)域，非常容易導 致電機部分的永磁轉(zhuǎn)子6磁性消失。同時，增壓器采用壓力潤滑油潤滑支撐， 非常容易損壞電機部分，降低產(chǎn)品的可靠性。在實驗室階段還有另一種結(jié)構就 是在渦輪增壓器的壓氣機進氣位置增加輔助電機，該結(jié)構對原有增壓器結(jié)構改 變不大，可以在現(xiàn)有增壓器基礎上實現(xiàn)電輔助功能，同時避免了電機永磁體高 溫退磁等致命問題，但存在懸臂轉(zhuǎn)矩大的問題，影響到了該結(jié)構產(chǎn)品的最終應 用。 電輔助渦輪增壓器作為一個高技術含量的更新?lián)Q代類產(chǎn)品，能夠滿足未來 更高排放法規(guī)需求，但因為支撐結(jié)構原因無法得到最終應用。因此需要設計一 種電輔助渦輪增壓器的支撐裝置，解決對外部放置的輔助電機部分的支撐難題， 確保增壓器能夠在十幾萬的高速工況下可靠運轉(zhuǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是提供一種電輔助渦輪增壓器的浮動彈性支撐裝置， 能夠?qū)﹄娸o助渦輪增壓器中外部支撐的電機部分實現(xiàn)有效支撐，消除增壓器轉(zhuǎn) 子總成在轉(zhuǎn)動過程中因為輔助電機附件轉(zhuǎn)矩帶來的轉(zhuǎn)子擺動量，保證電輔助增 壓器能夠在高速旋轉(zhuǎn)條件下可靠運行。
為了解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術方案
電輔助渦輪增壓器的浮動彈性支撐裝置，包括安裝在壓氣機殼的進氣前緣 的支撐外殼，支撐外殼內(nèi)設有浮動軸承套座，浮動軸承套座內(nèi)設有浮動軸承， 所述浮動軸承安裝在渦輪增壓器的渦輪轉(zhuǎn)子上，所述浮動軸承上設有浮動軸承 油孔，支撐外殼上設有與浮動軸承油孔連通的進油孔。
浮動軸承油孔的設置實現(xiàn)了軸承內(nèi)外配合面的貫通。
以下是本發(fā)明專利對上述方案的進一步改進
所述浮動軸承與浮動軸承套座之間以及浮動軸承套座與支撐外殼之間具有
用來容納油膜的間隙，該間隙為0. 015-0. 05mm。
該間隙使得浮動軸承在工作時，在軸承的內(nèi)外側(cè)形成兩層壓力油膜。 所述浮動軸承套座與支撐外殼之間通過多個套座彈性膠圈實現(xiàn)彈性連接。 所述浮動軸承套座外側(cè)設有若干個軸承套座密封槽，所述套座彈性膠圈位
于軸承套座密封槽內(nèi)。
浮動軸承套座與支撐外殼存在較大的間隙，通過多個套座彈性膠圈實現(xiàn)彈
性聯(lián)接。
所述浮動軸承套座的兩端設有軸承套座回油槽，所述支撐外殼內(nèi)設有與軸 承套座回油槽連通的回油腔。
所述浮動軸承套座兩端設有回油槽，壓力潤滑油在完成支撐后及時通過回 油槽引入到發(fā)動機油底殼中。
所述支撐外殼設有進油口和回油腔，實現(xiàn)壓力潤滑油的引入和引出，確保 在浮動軸承內(nèi)外圓處建立潤滑油膜。
支撐外殼在進油孔處通過彈性密封墊與浮動軸承套座連接，所述的彈性密 封墊為耐油彈性橡膠材料。
能夠確保潤滑機油能夠順利輸送到相應的位置。
支撐外殼通過支撐裝置徑向定位面與壓氣機殼徑向定位連接。
本發(fā)明通過對電輔助渦輪增壓器外部布置輔助電機的結(jié)構方式進行了浮動 彈性支撐裝置的設計開發(fā)，有效解決了電輔助增壓器外置式輔助電機支撐中產(chǎn) 生的徑向擺動等難題，能夠適應高轉(zhuǎn)速下電輔助增壓器可靠工作。本發(fā)明中多 處采用了彈性結(jié)構，通過浮動軸承套座的彈性膠圈結(jié)構可以抵消整個浮動軸承 在工作中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子擺動問題，同時在支撐外套進油口與浮動軸承套座聯(lián)接處 采用了橡膠密封墊進行聯(lián)接，可以有效吸收振動能量，同時可以改變以上多個 配合件的共振頻率，避免共振現(xiàn)象發(fā)生，提升了該彈性支撐裝置的可靠性。
綜上所述，電輔助渦輪增壓器浮動彈性支撐裝置的開發(fā)，能夠有效解決電 輔助渦輪增壓器的技術難題，可以快速推進電輔助渦輪增壓器的市場化進程， 能取得良好的應用效果。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明專利作進一步的說明
附圖1是背景技術中內(nèi)置式電輔助渦輪增壓器的結(jié)構示意圖； 附圖2是本發(fā)明實施例中電輔助渦輪增壓器的浮動彈性支撐裝置的結(jié)構示 意附圖3是附圖2中進油彈性減震結(jié)構示意附圖4是本發(fā)明實施例中浮動彈性支撐裝置安裝在電輔助渦輪增壓器上的 結(jié)構示意圖。
圖中1-壓氣機殼，2-壓氣機葉輪，3壓氣機殼進口， 4-定子線圈，5-定 子銜鐵，6-永磁轉(zhuǎn)子，7-渦輪轉(zhuǎn)子，8-軸承體，9-渦輪殼，10-進油孔，11-支 撐外殼，12-彈性膠圈，13-軸承擋圈，14-浮動軸承，15-浮動軸承油孔，16-螺 紋密封槽，17-轉(zhuǎn)子襯套，18-空氣進氣通道，19-浮動軸承套座，20-彈性密封 墊，21-軸承套座定位槽，22-軸承套座密封槽，23-回油腔，24-軸承套座問油槽， 25-軸承套座軸向定位面，26-支撐裝置徑向定位面，27-密封墊軸向配合面，28-密封墊徑向配合面。
具體實施例方式
實施例，如圖2，圖4所示， 一種電輔助渦輪增壓器的浮動彈性支撐裝置， 包括安裝在壓氣機殼1的進氣前緣的支撐外殼11，支撐外殼11內(nèi)設有浮動軸承 套座19，浮動軸承套座19內(nèi)設有浮動軸承14，所述浮動軸承14安裝在渦輪增 壓器的渦輪轉(zhuǎn)子7上，兩端通過軸承擋圈13進行軸向定位，所述浮動軸承14 上設有浮動軸承油孔15，支撐外殼11上設有與浮動軸承油孔15連通的進油孔 10，所述浮動軸承14位于浮動軸承套座19中，所述浮動軸承14與浮動軸承套 座19之間具有用來容納油膜的間隙，該間隙為0. 015-0. 05mm，浮動軸承14的 兩端通過2個軸承擋圈13實現(xiàn)軸向定位。所述浮動軸承套座19通過軸承套座 軸向定位面25與支撐外殼11緊密配合，所訴軸承套座19外徑位置設有多個軸承套座密封槽22，內(nèi)部容納多個彈性膠圈12從而實現(xiàn)彈性支撐，浮動軸承套座 19和支撐外殼11間形成0. 015-0. 05mm的間隙以消除徑向振動。所述浮動軸承 套座19在遠離增壓器一端部設有軸承套座定位槽21以確保潤滑機油能夠浮動 軸承14處，浮動軸承套座19兩端各有一處矩形軸承套座回油槽24，潤滑油在 完成支撐后及時進入回油腔23，所述支撐外殼11與渦輪轉(zhuǎn)子7配合處設置螺紋 密封槽16以實現(xiàn)密封，同時實現(xiàn)配合間隙以提高可靠性。
所述電機部分包括定子線圈4、定子銜鐵5和永磁轉(zhuǎn)子6位于彈性支撐裝置 和壓氣機葉輪2中間，所述定子線圈4、定子銜鐵5和永磁轉(zhuǎn)子6放在增壓器內(nèi) 部軸承體8處，可以較好的避免增壓器渦輪轉(zhuǎn)子7上懸臂轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生，所述永 磁轉(zhuǎn)子6跟隨渦輪轉(zhuǎn)子7在渦輪殼9引入的廢氣能量的推動下同步高速運轉(zhuǎn)， 連同空氣進氣通道18進入潔凈空氣。所述支撐外殼11上設有支撐裝置徑向定 位面26，實現(xiàn)渦輪增壓器的殼體定位和緊固。支撐外殼U上通過進油口 10將 壓力潤滑油引入，然后通過浮動軸承油孔15在浮動軸承14內(nèi)外建立潤滑油膜， 對渦輪轉(zhuǎn)子7的端部進行支撐，完成支撐后的潤滑油通過回油腔23收集后回到 發(fā)動機曲軸箱。所述的轉(zhuǎn)子襯套17實現(xiàn)了永磁轉(zhuǎn)子6與渦輪轉(zhuǎn)子7的連接，同 時增加了轉(zhuǎn)子強度。
如圖3所示，所述支撐外殼11在進油孔10處通過彈性密封墊20與浮動軸 承套座19連接，所述的彈性密封墊20為耐油彈性橡膠材料，所述的彈性密封 墊20有效實現(xiàn)了支撐外殼11和浮動軸承套座19的彈性連接。所述彈性密封墊 20的密封墊軸向配合面27與支撐外殼11和浮動軸承套座19的配合面緊密結(jié)合， 并且由密封墊徑向配合面28實現(xiàn)位置限定，從而實現(xiàn)潤滑機油的密封傳送。
本發(fā)明專利針對需要增加支撐的電輔助渦輪增壓器，完成了在壓氣機進氣 端部增加彈性支撐裝置抵消渦輪轉(zhuǎn)子在高轉(zhuǎn)速下因附加轉(zhuǎn)矩引起的變形，有效
解決了電輔助渦輪增壓器外置方案中電機部分的可靠性運轉(zhuǎn)問題，結(jié)構簡單， 可以在目前增壓器結(jié)構改變不大的情況下實現(xiàn)量產(chǎn)，工藝容易實現(xiàn)，安全可靠。
權利要求
1、一種電輔助渦輪增壓器的浮動彈性支撐裝置，包括安裝在壓氣機殼(1)的進氣前緣的支撐外殼(11)，其特征是支撐外殼(11)內(nèi)設有浮動軸承套座(19)，浮動軸承套座(19)內(nèi)設有浮動軸承(14)，所述浮動軸承(14)安裝在渦輪增壓器的渦輪轉(zhuǎn)子(7)上，所述浮動軸承(14)上設有浮動軸承油孔(15)，支撐外殼(11)上設有與浮動軸承油孔(15)連通的進油孔(10)。
2、根據(jù)權利要求1所述的電輔助渦輪增壓器的浮動彈性支撐裝置，其特 征是所述浮動軸承(14)與浮動軸承套座(19)之間以及浮動軸承套座(19) 與支撐外殼(11)之間具有用來容納油膜的間隙，該間隙為0.015-0. 05mm。
3、根據(jù)權利要求1或2所述的電輔助渦輪增壓器的浮動彈性支撐裝置，其 特征是所述浮動軸承套座(19)與支撐外殼(11)之間通過多個套座彈性膠 圈(12)實現(xiàn)彈性連接。
4、根據(jù)權利要求3所述的電輔助渦輪增壓器的浮動彈性支撐裝置，其特征 是所述浮動軸承套座(19)外側(cè)設有若干個軸承套座密封槽(22)，所述套座 彈性膠圈(12)位于軸承套座密封槽(22)內(nèi)。
5、 根據(jù)權利要求4所述的電輔助渦輪增壓器的浮動彈性支撐裝置，其特征 是所述浮動軸承套座(19)的兩端設有軸承套座回油槽(24)，所述支撐外殼(11)內(nèi)設有與軸承套座回油槽(24)連通的回油腔(23)。
6、 根據(jù)權利要求5所述的電輔助渦輪增壓器的浮動彈性支撐裝置，其特征 是所述支撐外殼(11)在進油孔(10)處通過彈性密封墊(20)與浮動軸承 套座(19)連接，所述的彈性密封墊(20)為耐油彈性橡膠材料。
7、 根據(jù)權利要求1或6所述的電輔助渦輪增壓器的浮動彈性支撐裝置，其特征是支撐外殼(11)通過支撐裝置徑向定位面(26)與壓氣機殼(1)徑向 定位連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電輔助渦輪增壓器的浮動彈性支撐裝置，包括安裝在壓氣機殼的進氣前緣的支撐外殼，支撐外殼內(nèi)設有浮動軸承套座，浮動軸承套座內(nèi)設有浮動軸承，所述浮動軸承安裝在渦輪增壓器的渦輪轉(zhuǎn)子上，所述浮動軸承上設有浮動軸承油孔，支撐外殼上設有與浮動軸承油孔連通的進油孔，本發(fā)明有效解決了電輔助增壓器外置式輔助電機支撐中產(chǎn)生的徑向擺動等難題，能夠適應高轉(zhuǎn)速下電輔助增壓器可靠工作。
文檔編號F01D25/16GK101344032SQ20081013954
公開日2009年1月14日 申請日期2008年8月22日 優(yōu)先權日2008年8月22日
發(fā)明者信效芬, 偉 李, 李延昭, 李永泰, 航 王, 郭倫海, 郭錫祿 申請人:壽光市康躍增壓器有限公司