一種提高潤滑油壓的渦輪增壓器及其潤滑方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及渦輪增壓器芯軸潤滑領(lǐng)域，具體涉及一種提高潤滑油壓的渦輪增壓器及其潤滑方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前廣泛應(yīng)用的渦輪增壓器是利用發(fā)動機排放的廢氣能量，推動渦輪機的渦輪高速旋轉(zhuǎn)，通過中間芯軸帶動與渦輪同軸的壓氣機的葉輪高速旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而將新鮮空氣壓縮后供給發(fā)動機工作的壓縮機械。渦輪增壓器可以使發(fā)動機充氣量增加，可供更多的燃油充分燃燒，從而提高了發(fā)動機的功率和效率，減少了有害成分排放。尤其在高原地區(qū)使用時，可有效補償高原環(huán)境的氣壓下降而引起功率下降的影響。
[0003]渦輪增壓器是較為精密的零部件，在其工作時，中心芯軸、渦輪、葉輪轉(zhuǎn)速可高達(dá)2萬轉(zhuǎn)/分，高速旋轉(zhuǎn)會產(chǎn)生大量的熱和磨損，因此渦輪增壓器芯軸部位的潤滑和冷卻是極其重要的。
[0004]傳統(tǒng)渦輪增壓器的潤滑普遍采用借發(fā)動機潤滑油路供油，渦輪增壓器潤滑油壓的建立僅靠發(fā)動機機油栗提供油壓，而通過發(fā)動機缸體內(nèi)油道和渦輪增壓器進(jìn)油油管等一系列長長的管路后，到達(dá)渦輪增壓器的油壓受管路損失的影響其潤滑油油壓已大幅下降。這常常會造成渦輪增壓器內(nèi)潤滑油油壓不足，從而無法形成穩(wěn)定的油膜，導(dǎo)致芯軸表面與軸承、止推環(huán)之間的金屬直接接觸，使其出現(xiàn)嚴(yán)重磨損、鋼鐵件回火變色、軸承材料粘附在相應(yīng)的皮配件上等一系列問題，進(jìn)而影響軸的運轉(zhuǎn)、斷裂引起渦輪增壓器損壞失效。
[0005]而目前較多的處理渦輪增壓器潤滑油壓不足問題的措施主要依靠于:
[0006]1、增加額外閥門，限制回油，以增加油壓；
[0007]2、增加額外的潤滑油增壓機構(gòu)；
[0008]3、更換潤滑油型號，通過改變潤滑油品質(zhì)來獲得高油壓；
[0009]以上方法均需要對傳統(tǒng)的渦輪增壓器進(jìn)行大幅設(shè)計變更，提高了設(shè)計成本、生產(chǎn)成本和工藝難度，而且額外增加的閥類或加壓栗等零部件，提高了渦輪增壓器的復(fù)雜性，降低了渦輪增壓器的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供有效提高潤滑油壓，滿足潤滑需求，保證渦輪增壓器工作可靠性的提高潤滑油壓的渦輪增壓器及其潤滑方法。
[0011 ]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0012]該種提高潤滑油壓的渦輪增壓器，所述渦輪增壓器上設(shè)有和所述渦輪增壓器通過軸承連接的芯軸，所述芯軸的兩端分別設(shè)有增壓機構(gòu)，所述渦輪增壓器內(nèi)在所述芯軸上方及下方均設(shè)有和所述增壓機構(gòu)連通用于輸送潤滑油的潤滑油道。
[0013]所述增壓機構(gòu)包括設(shè)于所述芯軸兩端上的錐面;所述錐面上設(shè)有蝸槽;還包括設(shè)于所述渦輪增壓器內(nèi)芯軸的錐面處的油腔。
[0014]所述渦輪增壓器上設(shè)有潤滑油的進(jìn)油口，所述渦輪增壓器內(nèi)在所述芯軸上方所設(shè)的潤滑油道為和所述進(jìn)油口及軸承上部潤滑油道相連通的橫向油道。
[0015]所述渦輪增壓器內(nèi)在所述芯軸下方所設(shè)的潤滑油道為高壓油道;所述高壓油道一端和所述油腔連通，所述高壓油道的另一端通向所述軸承。
[0016]所述高壓油道為L型結(jié)構(gòu)或U型結(jié)構(gòu)。
[0017]所述蝸槽均勻分布在所述錐面上。
[0018]該種提高潤滑油壓的渦輪增壓器的潤滑方法，具體為:
[0019]潤滑油經(jīng)進(jìn)油口進(jìn)入橫向油道，再進(jìn)入軸承上部潤滑油道及芯軸兩端錐面處油腔內(nèi)；芯軸高速轉(zhuǎn)動過程中，在芯軸兩端錐面上的蝸槽的栗吸作用下，潤滑油在油腔內(nèi)增壓后注入高壓油道，由高壓油道通向軸承，芯軸與軸承接觸的工作表面形成油膜，然后再經(jīng)渦輪增壓器的回油道流向發(fā)動機渦輪增壓器出油管，完成潤滑。
[0020]本發(fā)明的優(yōu)點在于:本發(fā)明不需要對傳統(tǒng)渦輪增壓器進(jìn)行大幅改動和增加額外零部件的前提下，有效提高渦輪增壓器芯軸的軸承部位的潤滑油壓，實現(xiàn)軸承的有效潤滑，在芯軸工作表面形成穩(wěn)定可靠油膜，提高軸承及芯軸的使用壽命，保證渦輪增壓器的工作可靠性。
【附圖說明】
[0021]下面對本發(fā)明說明書各幅附圖表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡要說明:
[0022]圖1為本發(fā)明提高潤滑油壓的渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為本發(fā)明提高潤滑油壓的渦輪增壓器的芯軸錐面蝸槽增壓原理示意圖。
[0024]上述圖中的標(biāo)記均為:
[0025]1-進(jìn)油口，2-橫向油道，3-油腔，4-錐面a，5_高壓油道，6_軸承，7_回油道，8_錐面b，9-蝸槽，I O-芯軸。
【具體實施方式】
[0026]下面對照附圖，通過對最優(yōu)實施例的描述，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0027]如圖1及圖2所示，該種提高潤滑油壓的渦輪增壓器，渦輪增壓器上設(shè)有和渦輪增壓器通過軸承6連接的芯軸10，芯軸10的兩端分別設(shè)有增壓機構(gòu)，渦輪增壓器內(nèi)在芯軸10上方及下方均設(shè)有和增壓機構(gòu)連通用于輸送潤滑油的潤滑油道。增壓機構(gòu)能夠提高芯軸10上方的潤滑油道輸送過來的潤滑油的油壓，潤滑油在提高油壓后從芯軸10下方的潤滑油道輸送到軸承6，芯軸10和軸承6接觸的工作表面形成穩(wěn)定的油膜，實現(xiàn)芯軸10及軸承6的可靠潤滑。
[0028]增壓機構(gòu)包括設(shè)于芯軸10兩端上的錐面;錐面上設(shè)有蝸槽9;還包括設(shè)于渦輪增壓器內(nèi)芯軸10的錐面處的油腔3。芯軸10兩端錐面分別為錐面a4和錐面b8。油腔3用于存儲潤滑油;錐面及錐面上的蝸槽9，使渦輪錐面具備類似于渦輪水栗葉輪結(jié)構(gòu)的作用；當(dāng)渦輪增壓器工作時，渦輪增壓器芯軸10高速旋轉(zhuǎn)，使渦輪增壓器芯軸10的錐面及蝸槽9形成栗吸作用；來自于渦輪增壓器進(jìn)油道的低壓油，在錐面及蝸槽9的栗吸作用下加壓，加壓后的高壓油被輸送到渦輪增壓器芯軸10的軸承6處。
[0029]渦輪增壓器上設(shè)有潤滑油的進(jìn)油口 I，進(jìn)油口 I和發(fā)動機渦輪增壓器進(jìn)油管連通，渦輪增壓器內(nèi)在芯軸10上方所設(shè)的潤滑油道為和進(jìn)油口 I及軸承6上部潤滑油道相連通的橫向油道2。進(jìn)油側(cè)增加了一條橫向油道2，分別將渦輪增壓器進(jìn)油道與渦輪增壓器芯軸10兩端錐面所在油腔3直接相連，為低壓側(cè)。
[0030]渦輪增壓器內(nèi)在芯軸10下方所設(shè)的潤滑油道為高壓油道5;高壓油道5—端和油腔3連通，高壓油道5的另一端通向軸承6。高壓油道5為兩條，高壓油道5分別設(shè)在芯軸10兩端錐面的油腔3下方，高壓油道5將油腔3的底側(cè)和軸承6需潤滑部位連通，為高壓側(cè)。
[0031 ]高壓油道5為L型結(jié)構(gòu)或U型結(jié)構(gòu)；高壓油道5為曲向結(jié)構(gòu)，能夠滿足潤滑油的輸送需求，使?jié)櫥椭苯颖惠斔偷捷S承6處，實現(xiàn)軸承6的有效潤滑，使芯軸10工作表面形成穩(wěn)定油膜，防止芯軸10表面與軸承6、止推環(huán)之間的金屬直接接觸，提高工作可靠性。
[0032]蝸槽9均勻分布在錐面上。蝸槽9提供穩(wěn)定可靠的栗吸作用，以提供穩(wěn)定的潤滑油壓，提高渦輪增壓器的工作可靠性。
[0033]該種提高潤滑油壓的渦輪增壓器的潤滑方法，具體為:潤滑油經(jīng)進(jìn)油口 I進(jìn)入橫向油道2，再進(jìn)入軸承6上部潤滑油道及芯軸10兩端錐面處油腔3內(nèi)；芯軸10高速轉(zhuǎn)動過程中，在芯軸10兩端錐面上的蝸槽9的栗吸作用下，潤滑油在油腔3內(nèi)增壓后注入高壓油道5，由高壓油道5通向軸承6，在軸承6的工作表面形成油膜，然后再經(jīng)渦輪增壓器的回油道7流向發(fā)動機渦輪增壓器出油管，完成潤滑。
[0034]本發(fā)明包括渦輪增壓器芯軸10兩端上錐面及錐面上的蝸槽9和渦輪增壓器內(nèi)部油道兩部分;在渦輪增壓器芯軸10的錐面上加工蝸槽9結(jié)構(gòu)，使其渦輪增壓器錐面具備類似于渦輪水栗葉輪結(jié)構(gòu)的作用。
[0035]渦輪增壓器內(nèi)部油道在傳統(tǒng)渦輪增壓器內(nèi)部油道的基礎(chǔ)上進(jìn)行了再設(shè)計，新型渦輪增壓器內(nèi)部油道與傳統(tǒng)渦輪增壓器內(nèi)部油道區(qū)別之處在于:(I)進(jìn)油側(cè)增加了一條橫向油道2，分別將渦輪增壓器進(jìn)油道與渦輪增壓器芯軸10的兩錐面所在油腔3直接相連，為低壓側(cè)。(2)在渦輪增壓器兩錐面油腔3下方靠近錐面底側(cè)處，各增加一條高壓油道5，將錐面油腔3底側(cè)和芯軸10軸承6需潤滑部位連通，為高壓側(cè)。(3)當(dāng)渦輪增壓器工作時，渦輪增壓器芯軸10高速旋轉(zhuǎn)，使渦輪增壓器芯軸10上的蝸槽9形成栗吸作用。來自于渦輪增壓器進(jìn)油道并通過橫向油道2的低壓油，在渦輪增壓器錐面上蝸槽9的栗吸作用下加壓，并將加壓后的高壓油通過渦輪增壓器錐面油腔3下方的高壓油道5壓向渦輪增壓器芯軸10的軸承6處。
[0036]本發(fā)明不需要對傳統(tǒng)渦輪增壓器進(jìn)行大幅改動和增加額外零部件的前提下，有效提高渦輪增壓器芯軸10的軸承6部位的潤滑油壓，實現(xiàn)軸承6的有效潤滑，芯軸10與軸承6接觸的工作表面形成穩(wěn)定可靠油膜，提高軸承6及芯軸10的使用壽命，保證渦輪增壓器的工作可靠性。
[0037]顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實質(zhì)性的改進(jìn)，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種提高潤滑油壓的渦輪增壓器，所述渦輪增壓器上設(shè)有和所述渦輪增壓器通過軸承連接的芯軸，其特征在于:所述芯軸的兩端分別設(shè)有增壓機構(gòu)，所述渦輪增壓器內(nèi)在所述芯軸上方及下方均設(shè)有和所述增壓機構(gòu)連通用于輸送潤滑油的潤滑油道。2.如權(quán)利要求1所述的提高潤滑油壓的渦輪增壓器，其特征在于:所述增壓機構(gòu)包括設(shè)于所述芯軸兩端上的錐面;所述錐面上設(shè)有蝸槽;還包括設(shè)于所述渦輪增壓器內(nèi)芯軸的錐面處的油腔。3.如權(quán)利要求2所述的提高潤滑油壓的渦輪增壓器，其特征在于:所述渦輪增壓器上設(shè)有潤滑油的進(jìn)油口，所述渦輪增壓器內(nèi)在所述芯軸上方所設(shè)的潤滑油道為和所述進(jìn)油口及軸承上部潤滑油道相連通的橫向油道。4.如權(quán)利要求2所述的提高潤滑油壓的渦輪增壓器，其特征在于:所述渦輪增壓器內(nèi)在所述芯軸下方所設(shè)的潤滑油道為高壓油道;所述高壓油道一端和所述油腔連通，所述高壓油道的另一端通向所述軸承。5.如權(quán)利要求4所述的提高潤滑油壓的渦輪增壓器，其特征在于:所述高壓油道為L型結(jié)構(gòu)或U型結(jié)構(gòu)。6.如權(quán)利要求2-5任一項所述的提高潤滑油壓的渦輪增壓器，其特征在于:所述蝸槽均勻分布在所述錐面上。7.—種權(quán)利要求1-6任一項所述的提高潤滑油壓的渦輪增壓器的潤滑方法，其特征在于:具體為:潤滑油經(jīng)進(jìn)油口進(jìn)入橫向油道，再進(jìn)入軸承上部潤滑油道及芯軸兩端錐面處油腔內(nèi)；芯軸高速轉(zhuǎn)動過程中，在芯軸兩端錐面上的蝸槽的栗吸作用下，潤滑油在油腔內(nèi)增壓后注入高壓油道，由高壓油道通向軸承，芯軸與軸承接觸的工作表面形成油膜，然后再經(jīng)渦輪增壓器的回油道流向發(fā)動機渦輪增壓器出油管，完成潤滑。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提高潤滑油壓的渦輪增壓器及其潤滑方法，所述渦輪增壓器上設(shè)有和所述渦輪增壓器通過軸承連接的芯軸，所述芯軸的兩端分別設(shè)有增壓機構(gòu)，所述渦輪增壓器內(nèi)在所述芯軸上方及下方均設(shè)有和所述增壓機構(gòu)連通用于輸送潤滑油的潤滑油道；本發(fā)明不需要對傳統(tǒng)渦輪增壓器進(jìn)行大幅改動和增加額外零部件的前提下，有效提高渦輪增壓器芯軸的軸承部位的潤滑油壓，實現(xiàn)軸承的有效潤滑，在芯軸工作表面形成穩(wěn)定可靠油膜，提高軸承及芯軸的使用壽命，保證渦輪增壓器的工作可靠性。
【IPC分類】F02B39/14, F01D25/20, F01D5/06
【公開號】CN105673193
【申請?zhí)枴緾N201610097406
【發(fā)明人】蘆清兆, 孫磊, 隋喜奎
【申請人】奇瑞汽車股份有限公司
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年2月22日