[發明專利]采用可磨耗涂層進行葉頂間隙控制的渦輪增壓器

有效

• 申請號: 201710609956.5
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107327318B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 李慶斌;肖清;曹剛;楊迪;閆海東;趙佳;周成堯
• 申請（專利權）人: 湖南天雁機械有限責任公司
• 主分類號: F01D11/12
• 分類號: F01D11/12
• 代理公司: 衡陽市科航專利事務所(普通合伙) 43101
• 代理人: 潘桂英

采用可磨耗涂層進行葉頂間隙控制的渦輪增壓器，包括葉輪、渦輪、主軸、軸承體、渦殼、背盤及壓殼；渦殼內腔壁上設有可磨耗涂層A，可磨耗涂層A設在渦殼與渦輪的配合間隙區域內；壓殼內腔壁上設有可磨耗涂層B，可磨耗涂層B設在壓殼與葉輪的配合間隙區域內。本發明在渦輪與渦殼、葉輪與壓殼間隙區域內分別噴涂一定厚度的可磨耗性涂層，增壓器旋轉會自動形成一個比較理想的間隙值，而不需要人工進行控制調節，該自動形成的間隙值為保證增壓器可靠性前提下渦輪與渦殼、葉輪與壓殼之間所能控制的最小間隙值，從而實現增壓器葉頂間隙密封，降低葉頂間隙區域內流體的泄漏損失，提高渦輪增壓器整體效率。

技術領域

本發明涉及渦輪增壓技術領域，特別是一種采用可磨耗涂層進行葉頂間隙控制的渦輪增壓器。

背景技術

近年來隨著排放標準升級，發動機小型化已成為一種發展趨勢，為了提高發動機的升功率，最為有效的方法是匹配廢氣渦輪增壓器。廢氣渦輪增壓器綜合性能的優劣直接影響了發動機的整體性能，尤其是車用發動機更加注重低速大扭矩及良好的燃油經濟性能，這對增壓器性能提升提出了更為嚴格的需求。

目前，除了對增壓器壓氣機和渦輪機流通元件進行流體動力學優化設計來提升增壓器性能外，還可以通過調整葉輪與壓殼之間的葉頂間隙、渦輪與渦殼之間的葉頂間隙來提升增壓器性能，但是由于增壓器屬于高速旋轉件，在增壓器處于快速運轉狀態時，增壓器渦輪轉軸會產生徑向和軸向跳動，而該跳動的幅度因增壓器而異，很難獲取確定的值，因此設計工程師在設計增壓器間隙時，會分別在葉輪與壓殼之間、渦輪與渦殼之間設置一定量安全裕度的間隙值，以保證增壓器在旋轉過程中不會因為振動而與殼體發生刮擦從而發生可靠性故障，但由于間隙裕度的存在，降低了增壓器的整體效率。

發明內容

本發明的目的是克服現有的渦輪增壓器設計時，單純采用降低葉頂間隙(葉頂間隙指的是葉輪葉片外緣與壓殼內腔壁之間的間隙，及渦輪葉片外緣與渦殼內腔壁之間的間隙)提升增壓器整體性能時不能兼顧增壓器可靠性的問題。

本發明的技術方案是：采用可磨耗涂層進行葉頂間隙控制的渦輪增壓器，包括葉輪、渦輪、主軸、軸承體、渦殼、背盤及壓殼；

葉輪和渦輪分別安裝在主軸的兩端；軸承體安裝在主軸中部；渦殼安裝在軸承體的一端并將渦輪容納在其內腔中，背盤安裝在軸承體的另一端；壓殼安裝在背盤上并將葉輪容納在其內腔中；

渦殼內腔壁上設有可磨耗涂層A，可磨耗涂層A設在渦殼與渦輪的配合間隙區域內；壓殼內腔壁上設有可磨耗涂層B，可磨耗涂層B設在壓殼與葉輪的配合間隙區域內。

本發明進一步的技術方案是：可磨耗涂層A與渦殼內腔壁之間通過金屬過渡層A連接；可磨耗涂層B直接與壓殼內腔壁連接。

本發明再進一步的技術方案是：金屬過渡層A與可磨耗涂層A的厚度比為1：2-4；

本發明更進一步的技術方案是：可磨耗涂層A與金屬過渡層A共同填充渦殼與渦輪的配合間隙區域，總填充厚度與配合間隙比為60%~90%；可磨耗涂層B填充壓殼與葉輪的配合間隙區域，填充厚度與配合間隙比為60%~90%。

本發明與現有技術相比具有如下優點：

在渦輪與渦殼、葉輪與壓殼間隙區域內分別噴涂一定厚度的可磨耗性涂層，增壓器旋轉會自動形成一個比較理想的間隙值，而不需要人工進行控制調節，該自動形成的間隙值為保證增壓器可靠性前提下渦輪與渦殼、葉輪與壓殼之間所能控制的最小間隙值，從而實現增壓器葉頂間隙密封，降低葉頂間隙區域內流體的泄漏損失，提高渦輪增壓器整體效率。

以下結合圖和實施例對本發明作進一步描述。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為圖1的A部放大圖；

圖3為圖1的B部放大圖。

具體實施方式