CN101144478A - 具有齿轮箱冷却风扇的增压器 - Google Patents

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Abstract

一种容积式增压器，其包括具有转子腔的外壳。一对容积式转子传送空气从入口端到腔的出口端。邻近转子腔的齿轮箱驱动该转子。该齿轮箱包括外表面和面对转子腔的内部端面。由该腔中的压缩空气传递通过内表面到齿轮箱油的热量至少部分由环境冷却空气散去，该冷却空气相对于齿轮箱的外表面由冷却风扇吹送。该风扇由转子驱动构件所驱动并且相对于齿轮箱外表面引导冷却空气，从而使得冷却气流随增压器转子速度变化。该风扇可具有从驱动构件的轴线径向延伸叶片并且可安装在驱动皮带轮或者相关的驱动轴上。

Description

具有齿轮箱冷却风扇的增压器
技术领域
本发明涉及容积式压缩机或者增压器，例如在汽车发动机增压器和其它目的中利用的罗茨型或者螺杆式压缩机。
背景技术
在现有技术中，已知可利用具有叶形转子的容积式压缩机用于对内燃机增压和用于提供为了其它目的的压缩空气。这种用作汽车增压器的压缩机包括具有转子腔的外壳，在转子腔内的一对平行的转子使得交错的叶片旋转，从而对吸入到外壳的一端并且通过在接近外壳的相反端的腔壁中的开口排出的空气进行压缩。该转子通过直接地或者通过齿轮系连接到一对转子的皮带轮，由发动机皮带传动。
使用在原始装备的汽车发动机上的罗茨型和螺杆式压缩机构造具有在转子和增压器齿轮箱之间的轴承座。在一些商业的增压器上此轴承座由铝制成。该铝转子使得它们的压缩空气出口端邻近于轴承座可旋转地进行安装，并且通过延伸到齿轮箱中的转子驱动轴端所支撑和驱动。轴承座和齿轮箱由前盖所密封，以形成驱动组件，该驱动组件设置有用于润滑齿轮和轴承的油的固定填充。该齿轮箱除了在汽车安装中的撞击空气不具有主动冷却。
增压器的增压运行增加了紧接于轴承座的转子的出口端处的空气温度，在最大发动机转速达到最高温度。该增压空气经过铝轴承座，通过强制对流/传导对齿轮箱油加热。在高增压水平处，这能够导致在持续高速和负荷下的不能接受的齿轮箱温度。随后这需要进行速度限制或者增压调整，以防止齿轮箱油损坏或者密封损坏，这会导致灾难性的增压器损坏。
增压器的测功试验已经显示在没有齿轮箱的补充冷却的情况下，齿轮箱在高速处非常迅速变热。这问题在一些车辆装置中受到限制，因为连续的最高转速运行对于大多数车辆运行来说是不可能的。然而，在较少引擎罩下空气流动和/或较高持续速度的情况下，齿轮箱温度会超出设计限制。因此，需要在恶劣的工作条件期间限制增压器齿轮箱油温度的方法和装置。
发明内容
本发明是考虑到用于限制容积式增压器的齿轮箱油温度的实用和低成本装置而产生的。
由于在引擎罩下面到车辆中的增压器齿轮箱的空气流量会受到设计约束和增压器位置的限制，本发明提供相对齿轮箱引导的冷却空气的补充供给源，以直接地冷却齿轮箱并且限制密封在齿轮箱内的润滑油的温度升高。
在示例的实施例中，一个单独的冷却风扇或者鼓风机提供在车辆引擎罩的下面，以引导冷却空气到增压器齿轮箱上。该风扇可具有任何合适的结构和位置并且设置有合适的动力源。
在选取的实施例中，叶片式风扇直接地安装到增压器驱动皮带轮或者相关的轴上，通过该轴皮带轮连接到齿轮箱上以驱动增压器。该风扇叶片在皮带轮的径向向外延伸并且设置随着皮带轮旋转，并且直接相对齿轮箱驱动冷却空气。该叶片可设置有合适的防护装置，以允许到齿轮箱的自由空气流动。可选择的，可设置导风管，以相对于齿轮箱的所需部分，在具有与引擎罩下面的外来的空气流最小干涉的情况下，引导冷却空气。
本发明的这些和其它的特征和优点从结合附图的本发明的特定具体实施例的下面描述中得到更加充分的理解。
附图说明
图1是示出了根据本发明的增压器的第一实施例的罗茨压缩机增压器的视图，该增压器具有用于直接的齿轮箱冷却的驱动安装的冷却风扇。
图2是示出图1的增压器内部的部分截面的平面图；和
图3是类似于图1的视图，但是示出了具有用于齿轮箱冷却的导管风扇的第二实施例。
具体实施方式
首先详细的参见附图的图1和2，附图标记10通常表示根据本发明的容积回转式压缩机或者增压器。增压器10包括转子外壳12，其具有分别由围绕壁16和前后端壁18，20限定的内转子腔14。在后端壁20中的入口(未示出)连通具有进入空气供给源(未示出)的腔14的入口端22。出口开口(未示出)贯穿邻近外壳的前端壁18的围绕壁16，并且连通具有增压空气系统(未示出)的腔14的出口端24。
在腔14内存在旋转安装的一对增压器转子26，28，它们具有带有相反螺旋角的叶片30，32，如图2最佳的示出。该转子的叶片30，32在组件中交错，以与外壳限定螺旋状的转子室34。然而，如果需要的话，能够利用具有直的叶形转子和转子室的增压器。
该转子形成具有入口和出口端38，39的转子组件36。该转子组件36通过皮带轮40进行皮带传动，并且与驱动齿轮箱42相连接，以形成驱动和转子组件44。
该齿轮箱42包括前盖46(外表面)和包围正时齿轮系50和轴承52的轴承座48，该轴承52驱动和支撑转子组件36的输出端39。轴承座48包括面对转子腔14和转子组件输出端39的内部端面54(内表面)。该转子为螺旋罗茨型，不过如果需要的话，可以使用具有空气压缩螺旋转子的螺杆增压器。该转子室34传送填充空气从入口端22到转子腔14的输出端24。
根据本发明，增压器包括冷却风扇56(图1)，对其进行设置以直接吹空气到齿轮箱盖46的外表面上。在附图中，风扇56形成为驱动皮带轮40(驱动构件)的一部分或者安装到其上。然而，风扇可以单独地安装在相同轴58或者它的延伸部上，该轴携带用于围绕纵轴60旋转的皮带轮40。该风扇可包括在超过驱动皮带轮的直径径向向外延伸的叶片62，以便于直接朝向齿轮箱盖46轴向地吹空气。
在运行中，增压器10抽吸空气进入转子腔14的入口端22中，并且携带它到转子腔的出口端24，在此该空气在更高的压力和温度排出。当转子转速增加到最大值时，空气出口温度上升到一个限制值，这需要限制运行速度或者在最大速度的运行时间，以避免在齿轮箱中的润滑油的过热。
然而，风扇56的增加产生了相对于齿轮箱盖46的外表面的环境冷却空气的定向流。这提供了通过齿轮箱盖从齿轮箱油中散去热量的冷却效应并且控制了油的温度。该风扇围绕皮带轮40和驱动轴58的旋转轴线60旋转，该驱动轴连接皮带轮与正时齿轮系50，该正时齿轮系50驱动转子。由于风扇转速与增压器速度成比例，冷却气流随着输入到该油中的热量的增加而增加，因此减小了润滑油温度的增加并且允许更高的增压器运行速度。
图2示出具有冷却风扇56的可选择布置的增压器64。该结构不同于图1的地方在于增加了空气导风管66，其围绕风扇并且传送冷却空气通过该导风管的出口68到齿轮箱盖46的外表面，以用于在与可能在相关车辆的引擎罩下面存在的杂散的空气流具有更少干扰情况下可能更有效地冷却。
虽然本发明已经结合一些优选实施例进行了描述，应该理解的是在描述的发明构思的精神和范围内可进行许多改变。因此，意图是本发明不限制在公开的实施例，而是具有由下面权利要求的语言文字允许的充分范围。

Claims (6)

1.一种容积式增压器，包括：
包括转子腔的外壳；
在转子腔内可旋转的一对容积式转子，该对容积式转子具有形成转子室的交错叶片，该转子室可操作以传送空气从所述腔的入口端到出口端；
与转子可驱动连接的驱动齿轮箱，该驱动齿轮箱具有外表面和接近所述腔的出口的内表面，通过从腔出口排出的压缩空气经过内表面的热传递，齿轮箱经受对包含在其中的润滑油的加热；
可旋转的驱动构件，其适合于由相关的发动机驱动并且与齿轮箱连接，以用于在随发动机转速变化的速度下驱动增压器转子；和
风扇，其由驱动构件驱动并且设置为直接将冷却空气吹到所述外表面上，以冷却在齿轮箱中的油，从而有效限制在齿轮箱中的润滑油温度。
2.如权利要求1所述的增压器，其中该驱动构件在延伸到齿轮箱的外表面内的轴线上是可旋转的。
3.如权利要求2所述的增压器，其中该风扇包括叶片，叶片定向为相对外表面在轴向上引导空气。
4.如权利要求3所述的增压器，其中该叶片从驱动构件径向地延伸。
5.如权利要求4所述的增压器，其中该驱动构件是驱动皮带轮。
6.如权利要求4所述的增压器，包括围绕风扇叶片并轴向地延伸到邻近齿轮箱的出口上的管状导风管。
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