專利名稱：同軸式機(jī)械增壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型^^開了一種同軸式機(jī)械增壓器，屬于機(jī)動(dòng)車增壓器類制造技術(shù) 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
眾所周知，機(jī)動(dòng)車的引擎發(fā)動(dòng)機(jī)是靠燃料在汽缸內(nèi)燃燒做功來產(chǎn)生功率的， 由于輸入的燃料量受到吸入汽缸內(nèi)空氣量的限制，因此發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的功率也 會(huì)受到限制。如果發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能已處于最佳狀態(tài)，再增加輸出功率只能通 過壓縮更多的空氣進(jìn)入汽缸來增加燃料量，從而提高燃燒作功能力。因此在目 前的技術(shù)條件下，渦輪增壓器是能使發(fā)動(dòng)機(jī)在工作效率不變的情況下增加輸出 功率的機(jī)械裝置。目前用到的增壓器有機(jī)械式渦輪增壓器和廢氣渦輪增壓器， 其中，機(jī)械式渦輪增壓器采用皮帶與引擎上的皮帶盤連接，利用引擎轉(zhuǎn)速來帶 動(dòng)機(jī)械增壓器內(nèi)部渦輪葉片，以產(chǎn)生增壓空氣送入引擎進(jìn)氣歧管內(nèi)。由于機(jī)械 增壓器采用皮帶驅(qū)動(dòng)的特性，因此增壓器皮帶盤之轉(zhuǎn)速與引擎轉(zhuǎn)速是完全同步
的，&出特性為引擎rpm X (Rl/R2)=增壓器皮帶盤之rpm
Rl引擎皮帶盤之半徑
R2機(jī)械增壓器皮帶盤之半徑 由此可見，機(jī)械渦輪增壓器轉(zhuǎn)速是完全連動(dòng)于引擎轉(zhuǎn)速，兩者形成一組穩(wěn)定之 等差數(shù)線，而且增壓器與引擎之間會(huì)互相影響，當(dāng)一方運(yùn)轉(zhuǎn)受阻而轉(zhuǎn)速突然降 低的時(shí)候，必定會(huì)藉由皮帶傳輸而影響另一方的運(yùn)作，這就是機(jī)械增壓器的特 性，與增壓壓力數(shù)(bar)自引擎啟動(dòng)開始即具增壓之效果為最佳，亦即其增壓 壓力應(yīng)隨著引擎轉(zhuǎn)速而呈直線上升正比為最佳。但現(xiàn)有之機(jī)械增壓器是采用齒 輪傳動(dòng)帶動(dòng)增壓器之葉片，如圖3示，傳動(dòng)構(gòu)造具體為增壓器之皮帶盤(801)固設(shè)于傳動(dòng)軸(802 ) —端，傳動(dòng)軸另端固設(shè)第一齒輪(803 )，第一齒輪嚙合 第二齒輪(804 )，第二齒輪固設(shè)于渦輪之葉片的心軸(805 )上，這是習(xí)用之 機(jī)械增壓器之傳動(dòng)構(gòu)造。然，當(dāng)引擎轉(zhuǎn)速從5000rpmP爭低到3000rpm，由皮帶傳 輸之特性，渦輪增壓器之轉(zhuǎn)速也會(huì)急劇下降，使渦輪運(yùn)轉(zhuǎn)之轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，且齒輪 嚙合時(shí)發(fā)出之噪聲大，另外傳動(dòng)軸及齒輪的設(shè)置使增壓器之生產(chǎn)成本高。 發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有增壓器之傳動(dòng)技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)合理、運(yùn) 轉(zhuǎn)穩(wěn)定且可提供穩(wěn)定之增壓效果之同軸式機(jī)械增壓器。 本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 同軸式機(jī)械增壓器，包括有
前導(dǎo)流罩，系與后導(dǎo)流罩一起組成增壓器之殼體，且在前導(dǎo)流罩的側(cè)面有 吸風(fēng)口；
渦輪葉片，系一體成型者，固設(shè)于前導(dǎo)流罩內(nèi)的中心軸上； 其中
所述的中心軸貫穿于前導(dǎo)流罩和后導(dǎo)流罩組成的殼體，且在伸出后導(dǎo)流罩 的中心軸一端安裝有,束輪盤。
所述的棘輪盤最外層為皮帶輪，內(nèi)層為棘輪，皮帶輪與棘輪間設(shè)有若干個(gè) 滾珠，各滾珠分布于棘輪齒間，棘輪齒之側(cè)壁設(shè)有頂柱孔，以為頂柱置設(shè)，在 頂柱孔內(nèi)設(shè)有彈簧，頂柱一端頂設(shè)在彈簧上，另端可抵設(shè)在前述之滾珠上。
所述中心軸之前導(dǎo)流罩端安裝在軸承座上，該軸承座系具有一向內(nèi)之軸承 槽，以為滾珠軸承及一軸封置設(shè)；中心軸向里穿過前導(dǎo)流罩、渦輪葉片、后導(dǎo) 流罩及棘輪盤，其中中心軸與后導(dǎo)流罩間設(shè)有滾珠軸承及軸封，中心軸末端穿 設(shè)軸套、墊片及螺帽栓合。所述棘輪的內(nèi)孔壁上置設(shè)鍵槽，以為連接鍵置設(shè)，通過連接鍵固設(shè)于中心 軸上。
所述的渦輪葉片系置于前導(dǎo)流罩內(nèi)壁面之中，且其系具有一軸孔，該軸孔
系具鍵槽，以為中心軸穿置，且利用一長鍵固設(shè)，使由中心軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；另于
該中心軸前后各設(shè)外螺紋部，其中一外螺紋部可與螺帽;f全合，而利用墊片固定 渦輪葉片，而使渦輪葉片被定位者。
進(jìn)氣側(cè)葉4侖，用以對(duì)進(jìn)氣加壓，我們稱之為compressor wheel (壓縮葉4侖)， 這部分外殼也是蝸牛殼形狀，叫compressor housing (壓縮室)。氣流由軸向中 央部份吸入，被帶著弧面放射狀的葉片由內(nèi)往外甩，這部分氣流速度非?？?，但 此時(shí)并不具^有歲文的'壓力，，快速4主夕卜厄的氣伊u，在compressor housing 和compressor wheel之間形成的漸縮區(qū)域內(nèi)逐漸減小體積，壓力升高，再由最 外圍的漸大管道收集起來，最后吐出turbo (渦輪)本體，形成高壓的空氣，準(zhǔn) 備灌入引擎的進(jìn)氣歧管。
加壓后的空氣，含有大量氧氣，配合相應(yīng)的供油，能讓引擎發(fā)揮強(qiáng)大的扭 力和馬力。換個(gè)角度，在相同的出力下，可以用較小排氣量來做到，也就咸輕 了整體的重量，總的來說，對(duì)引擎的效率有很大的提升。這個(gè)特點(diǎn)，在數(shù)十年 前的航空用引擎也發(fā)揮了很大的功能，在高空中氣壓低，引擎吸不了多少空氣， 加上螺旋槳在稀薄空氣中效率也降低，所以高度越高，飛機(jī)的性能就越差。有了 增壓的幫助，就讓當(dāng)年的飛機(jī)得以改善在高空的性能。
在需要高負(fù)荷長距離行駛的貨車和拖車頭，也能得利于渦輪增壓。因?yàn)樵?長時(shí)間穩(wěn)定負(fù)荷的狀態(tài)下，正是渦輪增壓？ 1擎發(fā)揮其高性能的最佳應(yīng)用之一， 強(qiáng)大的扭力有利于拖曳，高效率則減少了整體燃油的消耗。
本實(shí)用新型具有如下有益的效果1、 本實(shí)用新型機(jī)構(gòu)簡單，把以前的傳動(dòng)軸和心軸集合成單軸傳動(dòng)，集合了
傳動(dòng)和葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的功效，生產(chǎn)成本低；
2、 本實(shí)用新型直接通過皮帶把能量傳遞給渦輪，減少了中間齒輪傳動(dòng)的環(huán) 節(jié)，故障率比習(xí)用構(gòu)造降低，保養(yǎng)間隔長、手續(xù)筒單、工作壽命長。
3、 由于采用了棘輪盤式的構(gòu)造，使渦輪運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，無急降轉(zhuǎn)速之缺點(diǎn)，可 提供穩(wěn)定的增壓效果。


圖l是本實(shí)用新型之結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1之A向剖視圖； 圖3是現(xiàn)有增壓器的結(jié)構(gòu)圖中，l前導(dǎo)流罩，101吸風(fēng)口， 102軸承座，103滾^Mb 義， 2后導(dǎo)流罩，3渦輪葉片，4中心軸， 5棘輪盤，
501皮帶輪，502棘輪，503滾珠，504頂柱，505彈簧，506鍵， 6空氣流道，7雙二》袞J朱軸浮義，
801皮帶盤，802傳動(dòng)軸，803第一齒輪，804第二齒輪，805心軸。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型包括有前導(dǎo)流罩(1),系與 后導(dǎo)流罩(2) —起組成增壓器之殼體，且前導(dǎo)流罩的前側(cè)有吸風(fēng)口 (101)， 前導(dǎo)流罩內(nèi)壁面與后導(dǎo)流罩之前壁面結(jié)合形成空氣流道(6);渦輪葉片(3), 系一體成型者，固設(shè)于前導(dǎo)流罩內(nèi)的中心軸(4)上；所述的中心軸(4)貫穿 于前導(dǎo)流罩(1)和后導(dǎo)流罩(2)組成的殼體，且在伸出后導(dǎo)流罩的中心軸一 端安裝有棘輪盤(5 )，棘輪盤系最外層為皮帶輪(501 ),內(nèi)層為棘輪(502 ),皮帶輪與棘輪間設(shè)有若干個(gè)滾珠(503)，各滾珠分布于棘輪齒間，棘輪齒之側(cè) 壁設(shè)有頂柱孔，以為頂柱(504 )置設(shè)，在頂柱孔內(nèi)設(shè)有彈簧(505 )，頂柱一 端頂設(shè)在彈簧上，另端可抵設(shè)在前述之滾珠上，棘輪盤之棘輪的內(nèi)孔壁上置設(shè) 鍵槽，以為連接鍵(506 )置設(shè)，通過連接鍵固設(shè)于中心軸上。所述的渦輪葉片 (3)系置于前導(dǎo)流罩內(nèi)壁面之中，且其系具有一軸孔，該軸孔系具鍵槽，以為 中心軸穿置，且利用一長鍵固設(shè)，使由中心軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；另于該中心軸前后各 設(shè)外螺紋部，其中一外螺紋部可與螺帽栓合，而利用墊片固定渦輪葉片，而使 渦輪葉片被定位者。上述中心軸之前導(dǎo)流罩端安裝在軸承座(102)上，該軸承 座系具有一向內(nèi)之軸承槽，以為滾珠軸承(103)及一軸封置設(shè)；中心軸向里穿 過前導(dǎo)流罩(1)、渦輪葉片(3)、后導(dǎo)流罩(2)及棘輪盤(5),其中中心 軸與后導(dǎo)流罩間設(shè)有雙二滾珠軸承(7)及軸封，中心軸末端穿設(shè)軸套、墊片及 螺帽栓合，即可達(dá)到本創(chuàng)作應(yīng)有之實(shí)用功效。
本實(shí)用新型工作方式引擎通過皮帶而帶動(dòng)棘輪盤轉(zhuǎn)動(dòng)，棘輪盤與之固設(shè)的 中心軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，從而中心軸帶動(dòng)渦輪葉片，由此增壓器吸入空氣而把其壓縮 達(dá)到空氣增壓之功效。本實(shí)用新型中，棘輪盤采用了棘輪+彈簧之結(jié)構(gòu)，用以 解決引擎轉(zhuǎn)速突然降低而使增壓器傳動(dòng)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定之缺憾。當(dāng)引擎正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 帶動(dòng)皮帶及皮帶輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖2示，皮帶輪通過滾i朱帶動(dòng)棘輪和中心軸轉(zhuǎn) 動(dòng)；當(dāng)引擎轉(zhuǎn)速從5000rpm降低到3000rpm，由皮帶傳輸之特性，皮帶輪之轉(zhuǎn)速 也迅速降低，而滾珠及棘輪會(huì)在慣性作用下仍然在5000rpm運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)皮帶輪 的速度比滾珠轉(zhuǎn)速低，從而阻止?jié)L珠的轉(zhuǎn)速，使?jié)L珠的轉(zhuǎn)速逐逐漸降低，滾珠 轉(zhuǎn)速降低也會(huì)同時(shí)通過頂柱和彈簧影響棘輪的轉(zhuǎn)速降低，即可利用彈簧之力量 緩沖引擎轉(zhuǎn)速之降低，依此與棘輪固連的中心軸及渦輪葉片逐漸降低，使渦輪 增壓的增壓穩(wěn)定；當(dāng)引擎轉(zhuǎn)速從3000rpm增加到5000rpm時(shí)，同理棘輪和中心軸會(huì)在彈簧之彈力作用下緩沖了引擎轉(zhuǎn)速的增加。另外本構(gòu)造中，由于滾珠及 彈簧的設(shè)置，棘輪可與外層之皮帶輪分離而空轉(zhuǎn)。
增壓器產(chǎn)生的能量(增壓值)與阻力成正比關(guān)系，如果一味追求增壓值， 雖然引擎輸出的能量大增，但是相對(duì)的增壓器內(nèi)部渦輪葉片受風(fēng)阻力也會(huì)升高， 當(dāng)阻力達(dá)到某一界限時(shí)，增壓器本身的阻力會(huì)讓引擎承受極大的負(fù)擔(dān)，嚴(yán)重影 響引擎轉(zhuǎn)速的提升，因此設(shè)計(jì)師必須在增壓值與引擎負(fù)擔(dān)之間取得妥協(xié)，以避 免高增壓系統(tǒng)帶來的負(fù)面效應(yīng)。
在引擎機(jī)件維持原有形式，不用額外制造高單價(jià)精密機(jī)件的情形下，機(jī)械
渦輪增壓系統(tǒng)可以讓引擎動(dòng)力輸出增進(jìn)2 0-4 0%,又不至于造成維修體系的負(fù)擔(dān)， 因此各大車廠在近年都有開發(fā)機(jī)械渦輪增壓引擎的計(jì)劃，采用機(jī)械渦輪增壓系 統(tǒng)來延長現(xiàn)有引擎的生產(chǎn)壽命，并達(dá)成環(huán)保、省油、高效率的目標(biāo)，以大幅節(jié) 省新引擎的開發(fā)費(fèi)用。
權(quán)利要求1、同軸式機(jī)械增壓器，包括有前導(dǎo)流罩，系與后導(dǎo)流罩一起組成增壓器之殼體，且該前導(dǎo)流罩的側(cè)面有吸風(fēng)口；渦輪葉片，系一體成型者，固設(shè)于前導(dǎo)流罩內(nèi)的中心軸上；其特征在于所述的中心軸貫穿于前導(dǎo)流罩和后導(dǎo)流罩組成的殼體，且在伸出后導(dǎo)流罩的中心軸一端安裝有棘輪盤。
2、 如權(quán)利要求l所述的同軸式機(jī)械增壓器，其特征在于所述的棘輪盤最 外層為皮帶輪，內(nèi)層為棘輪，皮帶輪與棘輪間設(shè)有若干個(gè)滾珠，各滾珠分布于 棘輪齒間，棘輪齒之側(cè)壁設(shè)有頂柱孔，以為頂柱置設(shè)，在頂柱孔內(nèi)設(shè)有彈簧， 頂柱一端頂設(shè)在彈簧上，另端可抵設(shè)在前述之滾珠上。
3、 如權(quán)利要求1所述的同軸式機(jī)械增壓器，其特征在于所述的中心軸之 前導(dǎo)流罩端安裝在軸承座上，該軸承座系具有一向內(nèi)之軸承槽，以為滾珠軸承 及一軸封置設(shè)；中心軸向里穿過前導(dǎo)流罩、渦輪葉片、后導(dǎo)流罩及棘輪盤，其 中中心軸與后導(dǎo)流罩間設(shè)有滾珠軸承及軸封，中心軸末端穿設(shè)軸套、墊片及螺帽栓合。
4、 如權(quán)利要求2所述的同軸式機(jī)械增壓器，其特征在于所述棘輪的內(nèi)孔 壁上置設(shè)鍵槽，以為連接鍵置設(shè)，通過連接鍵固設(shè)于中心軸上。
5、 如權(quán)利要求l所述的同軸式機(jī)械增壓器，其特征在于所述的渦輪葉片 系置于前導(dǎo)流罩內(nèi)壁面之中，且其系具有一軸孔，該軸孔系具鍵槽，以為中心 軸穿置，且利用一長鍵固設(shè)，使由中心軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；另于該中心軸前后各設(shè)外 螺紋部，其中一外螺紋部可與螺帽栓合，而利用墊片固定渦輪葉片。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種同軸式機(jī)械增壓器，屬于機(jī)動(dòng)車增壓器類制造技術(shù)領(lǐng)域。包括有前導(dǎo)流罩，系與后導(dǎo)流罩一起組成增壓器之殼體；渦輪葉片，系一體成型者，固設(shè)于前導(dǎo)流罩內(nèi)的中心軸上；所述的中心軸貫穿于前導(dǎo)流罩和后導(dǎo)流罩組成的殼體，且在伸出后導(dǎo)流罩的中心軸一端安裝有棘輪盤。所述的棘輪盤最外層為皮帶輪，內(nèi)層為棘輪，皮帶輪與棘輪間設(shè)有若干個(gè)滾珠，各滾珠分布于棘輪齒間，棘輪齒之側(cè)壁設(shè)有頂柱孔，以為頂柱置設(shè)，在頂柱孔內(nèi)設(shè)有彈簧，頂柱一端頂設(shè)在彈簧上，另端可抵設(shè)在前述之滾珠上。本實(shí)用新型具有生產(chǎn)成本低、工作壽命長、結(jié)構(gòu)合理、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定且可提供穩(wěn)定增壓效果之優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F04D29/30GK201246213SQ200820102828
公開日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月24日
發(fā)明者吳疆富 申請(qǐng)人:吳疆富