[發明專利]一種低阻尼變流量調節式渦輪增壓器

無效

• 申請號: 201210310354.7
• 申請日: 2012-08-28
• 公開（公告）號: CN102852631A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 湯俊;韓青;曹紅艷;胡兵;陸仁杰
• 申請（專利權）人: 常州市索特動力工程有限公司
• 主分類號: F02B39/14
• 分類號: F02B39/14;F02B37/12;F16C33/10
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 周祥生

【技術領域】

本發明涉及一種渦輪增壓器，尤其涉及變流量控制排氣式渦輪增壓器。

【背景技術】

排氣式渦輪增壓器是利用內燃機排出的壓力高溫廢氣作為動力源，內燃機排出的壓力高溫廢氣引入渦輪增壓器中的渦輪機，利用廢氣所含有的能量推動渦輪機中的渦輪旋轉，從而帶動與之同軸的壓氣機葉輪轉動，由壓氣機將吸入空縮壓升壓后輸送到內燃機的進氣系統，向內燃機氣缸內充入高密度空氣，可以提高每次柴油噴射量，既可以提高同型號內燃機的輸出功率，也能顯著改善內燃機的經濟性，促使柴油充分燃燒，提高內燃機的熱效率，降低燃油消耗率，減少有害氣體排放，降低噪聲。

隨著內燃機功率密度不斷提高，內燃機的平均有效壓力與渦輪增壓器的增壓比越來越高，內燃機與渦輪增壓器之間匹配問題越來越嚴重。目前，普通的渦輪增壓器都是按內燃機的額定功率來匹配的，當內燃機處于低工況運行狀態時，由于轉速低，內燃機的排氣壓力低，導致渦輪增壓器產生壓縮空氣密度也低，內燃機的進氣空氣充量數會快速降低，造成進氣量不足，使得內燃機氣缸內的燃料不能充分燃燒，不僅燃油消耗率高，而且會產生冒黑煙，排氣溫度過高，有害氣體排放超標，低速扭矩小等缺陷。為了解決內燃機在不同工況條件下都能滿足燃料充分燃燒，可根據工況來調節渦輪增壓器的排氣進口截面或者進氣流量，在這種理論指導下產生了可變截面的渦輪增壓器和流量調節式渦輪增壓器。

目前的流量調節式渦輪增壓器結構如圖1所示，它包括渦輪殼1、渦輪2、流量調節裝置3、中間體4、渦輪軸5、滑動軸承6、擴壓板7、壓殼8和增壓葉輪9，渦輪2和增壓葉輪9分別安裝在渦輪軸5的兩端，渦輪2位于渦輪殼1中，增壓葉輪9位于壓殼8中，流量調節裝置3設置在渦輪殼1漸變氣道的旁路上，它由高壓氣管31、控制氣閥32、執行桿33和啟閉板34組成，通過壓氣機出口的壓力氣體經高壓氣管31、控制氣閥32、執行桿33控制啟閉板34，從而實現對漸變氣道中進氣流量的控制，渦輪軸5通過滑動軸承6安裝在中間體4上，渦輪殼1和擴壓板7分別密封地固定安裝在中間體4的兩側，滑動軸承6由潤滑系統中的帶壓潤滑油進行潤滑和冷卻。同時潤滑油對整個渦輪增壓器的冷卻也起到很大作用。

現有流量調節式渦輪增壓器的運行阻力比較大，影響到渦輪增壓器增壓效果的進一步提高，經申請人長期的實踐和分析，排氣式渦輪增壓器的運行阻力主要來自于渦輪軸與中間體兩端間的轉動密封處磨擦力和渦輪軸與滑動軸承之間磨擦力；其中，渦輪軸與中間體兩端的密封結構之間轉動磨擦不可避免，否則就無法密封，而滑動軸承與渦輪軸之間配合磨擦力則有進一步改進的空間，對此配合結構進行改進和優化是減少排氣式渦輪增壓器運動阻力的有效途徑。

【發明內容】

本發明的目的是提供一種低阻尼變流量調節式渦輪增壓器。

本發明采取的技術方案是：

一種低阻尼變流量調節式渦輪增壓器，包括渦輪殼、渦輪、流量調節裝置、中間體、渦輪軸、滑動軸承、擴壓板、壓殼和增壓葉輪，渦輪和增壓葉輪分別安裝在渦輪軸的兩端，渦輪位于渦輪殼中，增壓葉輪位于壓殼中，流量調節裝置設置在渦輪殼漸變氣道的旁路上，渦輪軸通過滑動軸承安裝在中間體上，渦輪殼和擴壓板分別密封地固定安裝在中間體的兩側，滑動軸承由潤滑系統中的帶壓潤滑油進行潤滑和冷卻，其特征是：所述滑動軸承的外圓表面上沿周向均勻地設有進油孔，在滑動軸承的配合內孔的中部設有壓力油腔，在配合內孔中沿周向均勻設有油膜槽，壓力油腔與油膜槽相通，在油膜槽與軸承端面之間設有保壓帶。

進一步，在滑動軸承的配合內孔表面上沿周向均勻地設有3~6條油膜槽。

進一步，所述油膜槽的橫截面形狀為契塊形，油膜槽的深度沿渦輪軸旋轉方向逐漸減小。

進一步，所述油膜槽的頂面為平面或弧面。

進一步，在軸承端面上設有卸油槽。

由于在滑動軸承的配合內孔沿周向開設有橫截面形狀為契塊形的油膜槽，且進油孔與壓力油腔相通，而壓力油腔又與油膜槽相通連，當高壓潤滑油進入中間體的潤滑油道后，從滑動軸承上的進油孔進入壓力油腔后，便同步壓入油膜槽中，橫截面形狀為契塊形的油膜槽既能在滑動軸承和渦輪軸之間快速形成支承渦輪軸的壓力油膜層，又能使渦輪軸自動處于滑動軸承的內孔中心，在運行時渦輪軸與滑動軸承之間實現無接觸支承，最大限度地減小了渦輪增壓器的運行阻力；同時將油膜槽的橫截面形狀設計成沿渦輪軸旋轉方向逐漸減小的結構，有利于渦輪軸與滑動軸承之間在壓力潤滑油作用下實現輔助轉動，進一步減少渦輪軸的旋轉阻力，使得渦輪增壓器實現低阻尼運行。

【附圖說明】