[發明專利]小型汽油機渦輪增壓器渦輪轉子

有效

• 申請號: 201310739540.7
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103925010A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 唐云冰;章璟璇;吉秋菊
• 申請（專利權）人: 常州環能渦輪動力股份有限公司
• 主分類號: F01D5/02
• 分類號: F01D5/02
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 錢鎖方

技術領域

本發明屬于渦輪增壓器領域，具體是一種小型汽油機渦輪增壓器渦輪轉子。?

背景技術

輪增壓器技術通過渦輪增壓提高進氣密度，可以全面改善發動機的動力性、經濟性以及排放指標等綜合性能，給發動機注入強勁動力，被譽為內燃機發展史上的第二個里程碑。?

渦輪增壓器渦輪端與排氣管聯結，渦輪通過轉軸與壓縮機葉輪相連。壓縮機能夠把從進氣管的空氣壓縮至發動機汽缸中。發動機工作時氣缸排出的廢氣對渦輪做功，推動葉片進行旋轉，進而帶動壓縮機旋轉，向汽缸中供氣。渦輪端工作效率越高，壓縮機向發動機汽缸的供氣也越多,發動機汽缸中進氣量的提高，能提高燃油的燃燒率和尾氣排放的清潔度。因此，渦輪的工作效率直接影響整個增壓器的性能。?

目前，渦輪增壓技術正向兩個方面發展：一是向小功率汽油機方向發展；二是向高增壓和超高增壓方向發展。渦輪轉子是增壓器的做功部件，其效率的高低、性能的好壞、工作的可靠性直接影響了增壓器的性能。隨著渦輪增壓技術向中小功率內燃機方向的發展,對渦輪轉子的結構設計、性能及強度的要求愈來愈高。?

渦輪轉子由渦輪葉輪和和轉軸組成，渦輪和軸通過摩擦焊聯結在一起，之后再進行精加工。通常結構的渦輪轉子，渦輪和轉軸的焊接接頭處是實心的。?

發明內容

本發明要解決的問題是渦輪和轉軸焊接接頭實心導致導熱率高的缺點，提?出一種小型汽油機渦輪增壓器渦輪轉子。?

本發明提供了如下技術方案：?

小型汽油機渦輪增壓器渦輪轉子，它包括渦輪與轉軸，渦輪內設有渦輪葉片，所述的渦輪與轉軸連接處設有中空的空腔；所述的轉軸的軸頸處設有縮徑段，該縮徑段與軸承內壁面形成貯油腔；轉軸的渦輪連接端的周面上設有甩油槽。?

所述的渦輪葉片包括進氣邊與出氣邊，進氣邊與渦輪端面的夾角α為51°，所述的出氣邊與渦輪端面的夾角β為10°。?

所述的渦輪葉片為斜流式渦輪葉片。?

所述的渦輪端面上設有去重帶。?

本發明的優點是導熱率大大降低，工作過程中，傳導至機芯浮動軸承處的熱量也大大降低，提高了軸承的使用壽命，提高了機芯工作的穩定性和可靠性。?

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；?

圖2為渦輪與轉軸連接的局部剖視圖；?

圖3為渦輪葉片的結構示意圖。?

具體實施方式

如圖1、圖2、圖3所示，小型汽油機渦輪增壓器渦輪轉子，它包括渦輪1、轉軸2以及渦輪葉片5，轉軸2連接渦輪1與壓輪，轉軸2外設有軸承4，渦輪1內設有渦輪葉片5，所述的渦輪1與轉軸4連接處設有中空的空腔3；所述的轉軸2的軸頸處設有縮徑段，該縮徑段與軸承內壁面形成貯油腔6；轉軸2的渦輪連接端的周面上設有甩油槽7。?

在渦輪轉子裝浮動軸承的軸頸上，開一條槽作為貯油腔6，槽尺寸為18.1，?φ4。采用這種結構的優勢在于：1）渦輪轉子與整體式浮動軸承配合工作時，能夠在軸的中間部位形成一個貯油槽，有利于轉子的潤滑；2）轉子軸與浮動軸承的接觸面積相比改型前減小了，實驗證明這種結構的增壓器的振動更小；3）由于整個轉子的質量減小了，其質心的旋轉離心力相比改型前更小，有利于整機的VSR動平衡。?

渦輪的密封環采用活塞式密封環，密封環的材質采用耐熱鋼AISI/SAE?M2，渦輪軸密封處采用雙槽的結構設計，左端的槽設計成甩油槽的形式，采用這種結構的優勢在于：1）活塞式密封環提高了渦端的密封性能和密封的可靠性；2）采用的耐熱鋼成功的解決了渦輪端密封的耐熱性問題；3）采用甩油槽的結構后，渦輪轉子在高速旋轉時，潤滑油在慣性離心力的作用下，會順著60°的斜面被甩到左端的油腔內，減少了流向密封環處的油量，提高了渦端的密封性。?

其中，渦輪葉片5包括進氣邊5a與出氣邊5b，進氣邊與渦輪端面的夾角α為51°，所述的出氣邊5a與渦輪端面的夾角β為10°，渦輪葉輪的出氣邊設計成10°的斜角。通常結構的渦輪的出氣邊為直邊形式，工作過程中，高速高壓的發動機廢氣在渦輪流道內向左端流動時，在出氣口瞬間擺脫渦輪葉片的束縛，會引起嘯叫，產生較大的噪音。在改型的結構中，將其出氣邊設計成10°的斜角形式，氣體在向左端流動過程中，首先從初始的出氣口擺脫束縛，然后平穩地過度到最終出氣口擺脫束縛，氣流就有所緩沖地從增壓器中排放到排氣管中，從而降低嘯叫，較少了噪音。?