CN101131115A - 水冷中间壳涡轮增压机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提高涡轮增压机构空气密度、增加进气量的技术，具体地说是一种水冷中间壳涡轮增压机构。按照本发明提供的技术方案，在增压器轴上的压气机叶轮与涡轮机叶轮之间有水冷中间壳，在该水冷中间壳上设置进水孔与回水孔，并且，进水孔与回水孔利用设置于水冷中间壳内的通道相互连通，冷却水由进水孔进入水冷中间壳内的通道，对水冷中间壳冷却后，从回水孔排出，实现热交换循环。由于进气密度增大，可相应地增加空气的进气量，使发动机燃烧室燃烧更加充分，从而可以增加发动机功率、降低汽车尾气的排放。

Description

水冷中间壳涡轮增压机构
技术领域
本发明涉及一种提高涡轮增压机构空气密度、增加进气量的技术，具体地说是一种水冷中间壳涡轮增压机构。由于进气密度增大，可相应地增加空气的进气量，使发动机燃烧室燃烧更加充分，从而可以增加发动机功率、降低汽车尾气的排放。
背景技术
现有的多缸发动机要使燃料充分燃烧，降低了排气污染物的排放，一般采用改进柴油机的燃油系统如电子控制燃油喷射系统、燃烧室结构等方法，但是这样势必增加发动机的成本，给客户带来过大的经济支出；普通涡轮增压器，在增压器的冷却方面只靠空气冷却，当发动机在大负荷或高转速工作之后，如果立即停机，那么机油可能由于轴承温度太高而在轴承内燃烧，使增压器内轴承发生积炭、磨损大大降低增压的使用寿命；在汽车发动机室内通风不好的话，影响增压器散热，增压器散热不好，增压后的空气密度势必会降低，从而发动机的进气量会降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水冷中间壳涡轮增压机构。通过设置增压器冷却通道，采用水对增压器中间壳、涡轮以及通过增压器的润滑油进行冷却，确保增压器得到充分的冷却，保持良好的工作状态，从而解决发动机增压器冷却不良、发动机润滑油经增压器吸热后功能老化的缺陷。同时，为发动机应用天然气等高热值清洁燃料，提供切实保障。
按照本发明提供的技术方案，在增压器轴上的压气机叶轮与涡轮机叶轮之间有水冷中间壳，在该水冷中间壳上设置进水孔与回水孔，并且，进水孔与回水孔利用设置于水冷中间壳内的通道相互连通，冷却水由进水孔进入水冷中间壳内的通道，对水冷中间壳冷却后，从回水孔排出，实现热交换循环。
在压气机叶轮的外面有压气机压壳，在涡轮机叶轮的外面有涡轮机涡壳。
在增压器轴与水冷中间壳的结合部设置浮动轴承，为了增压器轴的润滑需要，中间壳上设置进油孔与回油孔，进油孔与回油孔利用设置于水冷中间壳内的油道相互连通，由发动机提供的润滑油从进油孔进入经中间壳至浮动轴承为增压器轴提供润滑，再由回油孔泄出回到发动机油底壳。由于增压器轴中间壳上设置的冷却水道与润滑油道紧密相邻，保证了冷却水对中间壳进行冷却的同时也对润滑油进行了有效冷却。
在水冷中间壳的两端与增压器轴之间设置用于避免油道内的油泄漏的密封套。
本发明的优点是：针对传统增压器借用润滑油对中间壳进行冷却而造成的冷却效果无法满足要求这一缺陷，利用发动机上现有的冷却水源，在增压器轴中间壳上新设置冷却水道，有效改善和提高了增压器的冷却效果，从而有效提高发动机的进气密度，促进发动机动力性、经济性、尾气排放等各项指标的提高。其优点在于，仅在增压器的中间壳上设置了水冷通道，有进出水管与发动机循环冷却水系相联，达到结构改动不大，冷却效果有效改善的目的。
附图说明
图1是本实用技术的结构示意图。
图中：1压气机压壳、2压气机叶轮、3密封套、4增压器轴、5进气道、6浮动轴承、7涡轮机叶轮、8出气道、9涡轮机蜗壳、10水冷中间壳。
具体实施方式
如图所示：在增压器轴4上安装压气机叶轮2与涡轮机叶轮7，其特征是：在压气机叶轮2与涡轮机叶轮7之间有水冷中间壳10，在该水冷中间壳10上设置进水孔与回水孔，并且，进水孔与回水孔利用设置于水冷中间壳10内的通道相互连通，冷却水由进水孔进入水冷中间壳10内的通道，对水冷中间壳10冷却后，从回水孔排出；在压气机叶轮2的外面有压气机压壳1，在涡轮机叶轮2的外面有涡轮机涡壳9。
在增压器轴4与水冷中间壳10的结合部设置浮动轴承6，在水冷中间壳10上设置进油孔与回油孔，进油孔与回油孔利用设置于水冷中间壳10内的油道相互连通，并且，该油道包围在浮动轴承6的外面，使油道内进油后，浮动轴承浸在油内，在水冷中间壳10的两端与增压器轴4之间设置用于避免油道内的油泄漏的密封套3。
工作时，涡轮机蜗壳9将废气导入涡轮机叶轮7，并推动涡轮机叶轮7转动。通过涡轮机叶轮7上的叶片的气体再由出气道8排出。与涡轮级相对的是压气级，压气机叶轮2通过一根锻造的增压器轴4与涡轮机叶轮7相连。压气机叶轮2转动就开始吸入空气，随着压气机叶轮2的叶片转动来压缩空气。压气机压壳1将低压高速气流转变为高压低速气流，我们将这一过程称为扩压。空气进入压气机压壳1时，温度为大气温度，离开时，温度则上升至200℃。由于空气在加热后密度降低，那么为了更多的空气能进入发动机，在增压器中间体里铸造出可以循环的冷却水道，增加水冷装置，利用循环水对增压器的水冷中间壳10进行冷却，一方面降低了增压后空气的温度，增大了发动机进气的密度，使得燃烧室内燃烧更加充分，发动机的性能得到更大的提高，减少了有害物质的排放。另一方面降低了水冷中间壳10、浮动轴承6和止推轴承及机油的温度，使增压器的润滑更加充分，延长了增压器的使用寿命。
针对传统增压器仅利用增压器润滑油自身具备的冷却特性对增压器进行冷却，不仅冷却效果无法满足要求，同时也造成发动机润滑油的过热，造成润滑油的润滑功能早期失效。而该发明通过设置增压器冷却通道，采用水-----这一具有良好冷却效果的介质，对增压器中间壳、涡轮以及通过增压器的润滑油进行冷却，确保增压器得到充分的冷却，保持良好的工作状态，从而解决发动机增压器冷却不良、发动机润滑油经增压器吸热后功能老化的缺陷。同时，为发动机应用天然气等高热值清洁燃料，提供切实保障。

Claims (4)

1.水冷中间壳涡轮增压机构，包括安装于增压器轴(4)上的压气机叶轮(2)与涡轮机叶轮(7)，其特征是：在压气机叶轮(2)与涡轮机叶轮(7)之间有水冷中间壳(10)，在该水冷中间壳(10)上设置进水孔与回水孔，并且，进水孔与回水孔利用设置于水冷中间壳(10)内的通道相互连通，冷却水由进水孔进入水冷中间壳(10)内的通道，对水冷中间壳(10)冷却后，从回水孔排出。
2.如权利要求1所述的水冷中间壳涡轮增压机构，其特征是：在压气机叶轮(2)的外面有压气机压壳(1)，在涡轮机叶轮(2)的外面有涡轮机涡壳(9)。
3.如权利要求1所述的水冷中间壳涡轮增压机构，其特征是：在增压器轴(4)与水冷中间壳(10)的结合部设置浮动轴承(6)，在水冷中间壳(10)上设置进油孔与回油孔，进油孔与回油孔利用设置于水冷中间壳(10)内的油道相互连通，由发动机提供的润滑油从进油孔进入经中间壳至浮动轴承为增压器轴提供润滑，再由回油孔泄出回到发动机油底壳。
4.如权利要求1所述的水冷中间壳涡轮增压机构，其特征是：在水冷中间壳(10)的两端与增压器轴(4)之间设置用于避免油道内的油泄漏的密封套(3)。
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