帶壓氣機(jī)斜流葉輪的渦輪增壓器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及渦輪增壓器技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種通過采用斜流葉輪來降低壓氣機(jī)葉輪軸向載荷的渦輪增壓器。
【背景技術(shù)】
[0002]渦輪增壓器利用發(fā)動機(jī)排氣來驅(qū)動渦輪機(jī)，渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動帶動同軸的壓氣機(jī)工作，壓氣機(jī)將進(jìn)入發(fā)動機(jī)的新鮮空氣壓縮，從而增加了發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量，提高了發(fā)動機(jī)的功率，降低了發(fā)動機(jī)的油耗量。
[0003]現(xiàn)有的渦輪增壓器如附圖1所示，包括渦輪箱1、軸承體2、背盤3、壓氣機(jī)壓殼4、轉(zhuǎn)子軸5、渦輪轉(zhuǎn)子6、壓氣機(jī)徑流葉輪7、止推片8、止推軸承9、密封套10、擋油板11、止推套12及隔熱罩13。
[0004]渦輪箱I通過螺釘和壓板與軸承體2連接，隔熱罩13安裝渦輪箱I與軸承體2的端平面之間，渦輪轉(zhuǎn)子6固定安裝在轉(zhuǎn)子軸5的一端，轉(zhuǎn)子軸5安裝在軸承體2上的滑動軸承內(nèi)圈，止推套12、止推片8、密封套10、及壓氣機(jī)葉輪7依次安裝在轉(zhuǎn)子軸5的另一端，并通過螺母固定在轉(zhuǎn)子軸5上，止推軸承9安裝在止推套12上，擋油板11安裝在密封套10的圓凸臺上，背盤3通過螺釘與軸承體2連接，并通過背盤3將擋油板11壓緊在止推軸承9的端面，壓氣機(jī)壓殼4通過螺釘和壓板與背盤3連接。
[0005]現(xiàn)有的渦輪增壓器采用的徑流葉輪7如附圖3、4所示，包括輪轂7-1、復(fù)數(shù)片長葉片7-2和復(fù)數(shù)片短葉片7-3，長葉片7-2和短葉片7-3的數(shù)量一樣，長葉片7_2和短葉片7-3呈交錯狀均勻分布在括輪轂7-1上，長葉片7-2氣流出口頂部7-2-1和短葉片7-3氣流出口頂部7-3-1與輪轂7-1的輪軸中心線平行，長葉片7-2氣流出口頂部7-2-1的外圓輪廓直徑和短葉片7-3氣流出口頂部7-3-1的外圓輪廓直徑同為D2，D2小于輪轂I的輪盤直徑Dl0
[0006]隨著渦輪增壓器向高轉(zhuǎn)速、高壓比方向發(fā)展，整個渦輪增壓器軸承系統(tǒng)經(jīng)受著嚴(yán)峻的考驗(yàn)，壓氣機(jī)壓比升高，導(dǎo)致了由渦輪增壓器渦端指向壓端的軸向載荷增加，葉輪的軸向載荷主要是指壓氣機(jī)進(jìn)口對葉輪正面的壓力Pl和葉輪輪背間隙內(nèi)的壓力P2，壓氣機(jī)輪背間隙內(nèi)壓力P2在增壓器正常運(yùn)轉(zhuǎn)時均高于進(jìn)口壓力P1，當(dāng)葉輪輪背間隙內(nèi)壓力P2產(chǎn)生的軸向載荷過大時，止推軸承9與止推片8之間的油膜不足以承受軸向載荷而導(dǎo)致零件之間的干摩擦加重，在高轉(zhuǎn)速作用下，止推軸承9很快磨損失效，嚴(yán)重時則導(dǎo)致葉輪葉片摩擦壓氣機(jī)殼損壞增壓器。
[0007]在渦輪增壓器行業(yè)領(lǐng)域，為克服軸向載荷增大主要從兩個方面入手，一是通過設(shè)計(jì)新的止推軸承表面結(jié)構(gòu)，增大油膜的承載力，使止推軸承所能承受的軸向載荷數(shù)值增大，這種解決方法并不能降低壓氣機(jī)葉輪輪背的軸向載荷，當(dāng)葉輪輪背的軸向載荷過大時，渦輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)與止推軸承還是會產(chǎn)生直接接觸發(fā)生干磨；二是通過增大渦輪箱流道A/R值，達(dá)到間接降低軸向載荷的目的，但由此產(chǎn)生的問題是，增大渦輪箱流道后，發(fā)動機(jī)的低速性能會受到較大影響，與當(dāng)前發(fā)動機(jī)側(cè)重于低速性能相違背。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種帶壓氣機(jī)斜流葉輪的渦輪增壓器，通過減小葉輪輪盤面積來減小作用在葉輪輪盤背面的軸向載荷，防止增壓器止推軸承失效而導(dǎo)致的增壓器故障。
[0009]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種帶壓氣機(jī)斜流葉輪的渦輪增壓器，包括渦輪箱、軸承體、背盤、壓氣機(jī)壓殼、轉(zhuǎn)子軸、渦輪轉(zhuǎn)子、壓氣機(jī)葉輪、止推片、止推軸承、密封套、擋油板、止推套及隔熱罩。
[0010]渦輪箱通過螺釘和壓板與軸承體連接，隔熱罩安裝渦輪箱與軸承體的端平面之間，渦輪轉(zhuǎn)子固定安裝在轉(zhuǎn)子軸的一端，轉(zhuǎn)子軸安裝在軸承體上的滑動軸承內(nèi)圈，止推套、止推片、密封套、及壓氣機(jī)葉輪依次安裝在轉(zhuǎn)子軸的另一端，并通過螺母固定在轉(zhuǎn)子軸上，止推軸承安裝在止推套上，擋油板安裝在密封套的圓凸臺上，背盤通過螺釘與軸承體連接，并通過背盤將擋油板壓緊在止推軸承的端面，壓氣機(jī)壓殼通過螺釘和壓板與背盤連接。
[0011]所述的壓氣機(jī)葉輪采用斜流葉輪，斜流葉輪包括輪轂、五?七片長葉片和五?七片短葉片，長葉片和短葉片呈交錯狀均勻分布在括輪轂上，長葉片氣流出口頂部和短葉片氣流出口頂部為斜面，與輪軸中心線的傾角a為15?35°，長葉片氣流出口頂部和短葉片氣流出口頂部的葉尖外圓輪廓直徑同為D2，長葉片氣流出口頂部和短葉片氣流出口頂部的葉根外圓輪廓直徑同為D3，長葉片氣流出口頂部和短葉片氣流出口頂部的葉根與輪轂的輪盤外圓端面相交。
[0012]渦輪增壓器正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，作用于葉輪的軸向載荷F主要由壓氣機(jī)進(jìn)口葉輪正面壓力P1、葉輪輪背間隙內(nèi)的壓力P2及氣體與葉輪的接觸面積決定，F(xiàn)=F2-F1，F(xiàn)l為Pl作用在葉輪正表面的軸向載荷，F(xiàn)2為P2作用在葉輪輪背的軸向載荷，而壓氣機(jī)葉輪輪背間隙內(nèi)壓力P2在增壓器正常運(yùn)轉(zhuǎn)時均高于進(jìn)口壓力P1，當(dāng)葉輪輪背面積減小后，受力面積也隨著減小，作用在葉輪輪背表面載荷F2下降幅度將大于作用在葉輪正表面軸向載荷Fl下降的幅度，由此導(dǎo)致由葉輪輪背指向葉輪正面方向載荷降低，隨著轉(zhuǎn)速的升高，斜流葉輪上的軸向載荷力F降低越明顯，減小了止推軸承承受的載荷力，有效的改善了渦輪增壓器的運(yùn)行狀況。
[0013]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下特點(diǎn):
[0014]在現(xiàn)有的徑流式葉輪增壓器上，改變?nèi)~輪結(jié)構(gòu)，減小葉輪輪背外圓半徑，通過減小受力面來減小葉輪輪背的表面載荷F2，實(shí)現(xiàn)減小轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的軸向載荷，避免了止推軸承因承受較大軸向載荷而降低壽命，提高了增壓器的整體可靠性。
[0015]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型的詳細(xì)結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步描述。
【附圖說明】
[0016]附圖1為現(xiàn)有的渦輪增壓器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]附圖2為附圖1中的I部放大圖；
[0018]附圖3為現(xiàn)有的徑流葉輪結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]附圖4為附圖3中的A-A剖視圖；
[0020]附圖5為帶壓氣機(jī)斜流葉輪的渦輪增壓器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]附圖6為斜流葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]附圖7為附圖6中的B-B剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]一種帶壓氣機(jī)斜流葉輪的渦輪增壓器，包括渦輪箱1、軸承體2、背盤3、壓氣機(jī)壓殼4、轉(zhuǎn)子軸5、渦輪轉(zhuǎn)子6、壓氣機(jī)葉輪14、止推片8、止推軸承9、密封套10、擋油板11、止推套12及隔熱罩13。
[0024]渦輪箱I通過螺釘和壓板與軸承體2連接，隔熱罩13安裝渦輪箱I與軸承體2的端平面之間，渦輪轉(zhuǎn)子6固定安裝在轉(zhuǎn)子軸5的一端，轉(zhuǎn)子軸5安裝在軸承體2上的滑動軸承內(nèi)圈，止推套12、止推片8、密封套10、及壓氣機(jī)葉輪14依次安裝在轉(zhuǎn)子軸5的另一端，并通過螺母固定在轉(zhuǎn)子軸5上，止推軸承9安裝在止推套12上，擋油板11安裝在密封套10的圓凸臺上，背盤3通過螺釘與軸承體2連接，并通過背盤3將擋油板11壓緊在止推軸承9的端面，壓氣機(jī)壓殼4通過螺釘和壓板與背盤3連接。
[0025]所述的壓氣機(jī)葉輪采用斜流葉輪，斜流葉輪14包括輪轂14-1、七片長葉片14-2和七片短葉片14-3，長葉片14-2和短葉片14-3呈交錯狀均勻分布在括輪轂14_1上，長葉片14-2氣流出口頂部14-2-1和短葉片14-3氣流出口頂部14_3_1為斜面，與輪軸中心線的傾角a為15?35°，長葉片14-2氣流出口頂部14_2_1和短葉片14_3氣流出口頂部14_3_1的葉尖外圓輪廓直徑同為D2，長葉片14-2氣流出口頂部14-2-1和短葉片14_3氣流出口頂部14-3-1的葉根外圓輪廓直徑同為D3，長葉片14-2氣流出口頂部14_2_1和短葉片14_3氣流出口頂部14-3-1的葉根與輪轂14-1的輪盤外圓端面相交。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶壓氣機(jī)斜流葉輪的渦輪增壓器，包括渦輪箱、軸承體、背盤、壓氣機(jī)壓殼、轉(zhuǎn)子軸、渦輪轉(zhuǎn)子、壓氣機(jī)葉輪、止推片、止推軸承、密封套、擋油板、止推套及隔熱罩； 渦輪箱通過螺釘和壓板與軸承體連接，隔熱罩安裝渦輪箱與軸承體的端平面之間，渦輪轉(zhuǎn)子固定安裝在轉(zhuǎn)子軸的一端，轉(zhuǎn)子軸安裝在軸承體上的滑動軸承內(nèi)圈，止推套、止推片、密封套、及壓氣機(jī)葉輪依次安裝在轉(zhuǎn)子軸的另一端，并通過螺母固定在轉(zhuǎn)子軸上，止推軸承安裝在止推套上，擋油板安裝在密封套的圓凸臺上，背盤通過螺釘與軸承體連接，并通過背盤將擋油板壓緊在止推軸承的端面，壓氣機(jī)壓殼通過螺釘和壓板與背盤連接； 其特征是:所述的壓氣機(jī)葉輪采用斜流葉輪，斜流葉輪包括輪轂、五?七片長葉片和五?七片短葉片，長葉片和短葉片呈交錯狀均勻分布在括輪轂上，長葉片氣流出口頂部和短葉片氣流出口頂部為斜面，與輪軸中心線的傾角a為15?35°，長葉片氣流出口頂部和短葉片氣流出口頂部的葉尖外圓輪廓直徑同為D2，長葉片氣流出口頂部和短葉片氣流出口頂部的葉根外圓輪廓直徑同為D3，長葉片氣流出口頂部和短葉片氣流出口頂部的葉根與輪轂的輪盤外圓端面相交。
【專利摘要】一種帶壓氣機(jī)斜流葉輪的渦輪增壓器，包括渦輪箱、軸承體、背盤、壓氣機(jī)壓殼、轉(zhuǎn)子軸、渦輪轉(zhuǎn)子、壓氣機(jī)斜流葉輪、止推片、止推軸承、密封套、擋油板、止推套及隔熱罩。渦輪箱通過螺釘和壓板與軸承體連接，隔熱罩安裝渦輪箱與軸承體的端平面之間，渦輪轉(zhuǎn)子固定安裝在轉(zhuǎn)子軸的一端，轉(zhuǎn)子軸安裝在軸承體上的滑動軸承內(nèi)圈，止推套、止推片、密封套、及壓氣機(jī)斜流葉輪依次安裝在轉(zhuǎn)子軸的另一端，并通過螺母固定在轉(zhuǎn)子軸上，止推軸承安裝在止推套上，擋油板安裝在密封套的圓凸臺上，背盤通過螺釘與軸承體連接，并通過背盤將擋油板壓緊在止推軸承的端面，壓氣機(jī)壓殼通過螺釘和壓板與背盤連接。
【IPC分類】F04D29-30, F04D29-28
【公開號】CN204312394
【申請?zhí)枴緾N201420676228
【發(fā)明人】閆海東, 胡遼平, 李慶斌, 楊迪, 曹剛, 劉振
【申請人】湖南天雁機(jī)械有限責(zé)任公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年11月13日