CN105386800A - 一种断桥隔热型涡轮增压器 - Google Patents

Abstract

一种断桥隔热型涡轮增压器，在涡轮壳与中间体之间设有断桥隔热结构。断桥隔热结构既可分体组合结构也可是双面设有隔热涂层结构，其中分体组合结构由弹性隔热圈、隔热罩和止口压环组成，弹性隔热圈既是隔热层又是端面密封件，隔热罩是隔热体，涡轮壳内的高温气体很难传递给中间体，止口压环既是涡轮壳与中间体之间的轴向限位件，也是隔热罩的轴向限位件，当涡轮壳与中间体固定连接后，弹性隔热圈在轴向受压密封，隔热罩在轴向弹性限位，不会压碎或压裂，这种断桥隔热结构，既能实现涡轮壳与中间体结合处的隔热和密封，将断桥隔热结构设计成双面设有隔热涂层结构同样有效。在涡轮壳与中间体的其它结合面增设隔热垫，断桥隔热更彻底。

Description

一种断桥隔热型涡轮增压器

【技术领域】

本发明涉及一种排气式涡轮增压器。

【背景技术】

排气式涡轮增压器是利用发动机排出的压力高温废气作为动力源，发动机排出的高温压力废气引入涡轮增压器中的涡轮机，利用废气所含有的能量推动涡轮机中的涡轮旋转，从而带动涡轮旋转，同时带动与之同轴的压气机叶轮转动，由压气机将吸入空气进行缩压后输送发动机的进气系统，向发动机气缸内充入高密度空气，增加气缸中的氧气含量，这样既能提高同型号发动机的输出功率，也能提高显著改善发动机的经济性，促使柴油充分燃烧，提高发动机的热效率，降低燃油消耗率，减少有害气体排放，降低噪声，因此，车用发动机和船用发动机都需要匹配涡轮增压器，增压供氧是发动机的发展方向。

目前普遍使用的排气式涡轮增压器，包括涡轮壳、涡轮、涡轮轴、中间体、滑动轴承、增压叶轮、压壳和挡热圈，涡轮和增压叶轮分别安装在涡轮轴的两端，涡轮位于涡轮壳中，增压叶轮位于压壳中，涡轮轴通过二只滑动轴承安装在中间体上，涡轮壳和压壳分别密封地固定安装在中间体的两侧，两只滑动轴承由带压润滑油进行润滑和冷却。根据涡轮增压器的增压原理可知，要提高涡轮轴的增压性能，转速越高越好，然而转速越高滑动轴承与涡轮轴之间的磨擦生热就会急剧增加，这将导致涡轮增压器的工作温度升高，工作温度过高输出压缩空气的温度也会同步升高，单位体积压缩空气中的氧气含量必然要降低，这会直接影响发动机气缸内燃料的充分燃烧，发动机的尾气排放会恶化，影响发动机的排放指标。同时，涡轮增压器工作温度的升高会大幅度降低润滑油粘度，会增加转动阻力。如何降低涡轮增压器的工作温度，尤其降低涡轮壳以外部分的温度是降低输出压缩空气温度的关键。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种断桥隔热型涡轮增压器。

本发明采取的技术方案是：

一种断桥隔热型涡轮增压器，包括涡轮壳、涡轮、涡轮轴、滑动轴承、中间体、扩压板、增压叶轮和压壳，涡轮和增压叶轮分别安装在涡轮轴的两端，涡轮位于涡轮壳中，增压叶轮位于压壳中，涡轮轴通过二只滑动轴承安装在中间体上，涡轮壳固定安装在中间体的左侧，扩压板的左侧与中间体密封地连接成一体，扩压板的右侧与压壳密封连接成一体，中间体上的润滑油路与两只滑动轴承相通连，其特征是：在涡轮壳与中间体之间设有断桥隔热结构。

进一步，所述断桥隔热结构由弹性隔热圈、隔热罩和止口压环组成，所述止口压环设置在固定环边与涡轮壳之间，弹性隔热圈设置在固定环边与中间体之间。

更进一步，所述隔热罩为带止口的环形罩，它由固定环边、筒体、环形罩板和主轴孔组成，固定环边设置在筒体的右端，环形罩板设置在筒体左端，主轴孔设置在环形罩板的中心位置，其孔径与涡轮轴的对应轴径相对应。

更进一步，止口压环由涡轮壳压合面、中间体压合面和隔热罩限位止口组成，隔热罩限位止口与固定环边相对应。

在本方案中，所述弹性隔热圈为石墨隔热圈，隔热罩由超级隔热材制成的异形件，止口压环为金属材料制成。

更进一步，将止口压环直接设计在涡轮壳的结合端面上。

更进一步，在涡轮壳与中间体的其它结合面均设有隔热垫。

进一步，所述断桥隔热结构由金属挡热罩体和隔热涂层组成，隔热涂层覆盖在金属挡热罩体所有外露表面，在涡轮壳与中间体的其它结合面均设有隔热垫。

由于在涡轮壳与中间体的结合处增设了断桥隔热结构，将断桥隔热结构设计成由弹性隔热圈、隔热罩和止口压环组成的分体组合结构，这样就在涡轮壳内高温气腔与中间体结合端面之间形成一道隔热层，这里是涡轮壳内高温气体向中间体传导热量的主要渠道，其中，弹性隔热圈既是隔热层又是端面密封件，隔热罩是隔热体，涡轮壳的高温气腔内的高温气体很难传递给中间体，从而有效地阻止了热量向中间体和压壳传递，止口压环既是涡轮壳与中间体之间的轴向限位件，也是隔热罩的轴向限位件，当涡轮壳与中间体固定连接后，止口压环在涡轮壳与中间体之间轴向受压，在此过程中，止口压环首先压迫弹性隔热圈在轴向变形密封，同时，带动隔热罩向弹性隔热圈靠拢贴合，使得隔热罩在轴向限位并带有微压，不会压碎或压裂，这是一种断桥隔热结构，既能实现涡轮壳与中间体结合处的隔热和密封，又便于加工和装配。

将断桥隔热结构设计成由金属挡热罩体和隔热涂层组成，隔热涂层覆盖在金属挡热罩体所有外露表面，虽然结构简单但效果不减。

这二种方案都能使涡轮壳与中间体之间产生断桥隔热效果。

若在涡轮壳与中间体的其它结合面增设隔热垫，就能更好地隔断涡轮壳与中间体之间热量传递通道，断桥隔热更彻底。

【附图说明】

图1为现有涡轮增压器的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明中断桥隔热结构的一种结构示意图。

图4为图3中隔热罩的结构示意图；

图5为图3中止口压环的结构示意图。

图6为本发明中断桥隔热结构的另一种结构示意图。

图中，1-涡轮壳；2-涡轮；3-涡轮轴；4-滑动轴承；5-中间体；6-扩压板；7-增压叶轮；8-压壳；9-断桥隔热结构；10-隔热垫；91-弹性隔热圈；92-隔热罩；93-止口压环；94-金属挡热罩体；95-隔热涂层；921-固定环边；922-筒体；923-环形罩板；924-主轴孔；931-涡轮壳压合面；932-中间体压合面；933-隔热罩限位止口。

【具体实施方式】

下面结合附图说明本发明的具体实施方式：

实施例1：

一种断桥隔热型涡轮增压器，如图2～图6所示，它包括涡轮壳1、涡轮2、涡轮轴3、滑动轴承4、中间体5、扩压板6、增压叶轮7、压壳8和断桥隔热结构9，涡轮2和增压叶轮7分别安装在涡轮轴3的两端，涡轮2位于涡轮壳1中，增压叶轮7位于压壳8中，涡轮轴3通过二只滑动轴承4安装在中间体5上，涡轮壳1通过断桥隔热结构9固定安装在中间体5的左侧，扩压板6的左侧与中间体5密封地连接成一体，扩压板6的右侧与压壳8密封连接成一体，中间体5上的润滑油路与两只滑动轴承4相通连，所述断桥隔热结构9为分体组合结构件，它由弹性隔热圈91、隔热罩92和止口压环93组成，所述隔热罩92为带止口的环形罩，它由固定环边921、筒体922、环形罩板923和主轴孔924组成，固定环边921设置在筒体922的右端，环形罩板923设置在筒体922左端，主轴孔924设置在环形罩板923的中心位置，其孔径与涡轮轴3的对应轴径相对应；止口压环93由涡轮壳压合面931、中间体压合面932和隔热罩限位止口933组成，隔热罩限位止口933与固定环边921相对应。所述止口压环93设置在固定环边921与涡轮壳1之间，弹性隔热圈91设置在固定环边921与中间体5之间；在本方案中，所述弹性隔热圈91为石墨隔热圈，隔热罩92由超级隔热材制成的异形件，止口压环93为金属材料制成，在涡轮壳1与中间体5的其它结合面均设有隔热垫10。

在上述实施例中，可将止口压环93直接设计在涡轮壳1的结合端面上，使用效果不变。

实施例2：与实施例1不同之处在于断桥隔热结构9的结构不同，在断桥隔热结构9本体的两侧面均设有隔热涂层95，其它结构与实施例1相同。

本发明的实施方式很多，只要在涡轮壳1与中间体5之间设置断桥隔热结构的一切等功能代换方案均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种断桥隔热型涡轮增压器，包括涡轮壳(1)、涡轮(2)、涡轮轴(3)、滑动轴承(4)、中间体(5)、扩压板(6)、增压叶轮(7)和压壳(8)，涡轮(2)和增压叶轮(7)分别安装在涡轮轴(3)的两端，涡轮(2)位于涡轮壳(1)中，增压叶轮(7)位于压壳(8)中，涡轮轴(3)通过二只滑动轴承(4)安装在中间体(5)上，涡轮壳(1)固定安装在中间体(5)的左侧，扩压板(6)的左侧与中间体(5)密封地连接成一体，扩压板(6)的右侧与压壳(8)密封连接成一体，中间体(5)上的润滑油路与两只滑动轴承(4)相通连，其特征是：在涡轮壳(1)与中间体(5)之间设有断桥隔热结构(9)。

2.根据权利要求1所述断桥隔热型涡轮增压器，其特征是：所述断桥隔热结构(9)由弹性隔热圈(91)、隔热罩(92)和止口压环(93)组成，所述止口压环(93)设置在固定环边(921)与涡轮壳(1)之间，弹性隔热圈(91)设置在固定环边(921)与中间体(5)之间。

3.根据权利要求2所述断桥隔热型涡轮增压器，其特征是：所述隔热罩(92)为带止口的环形罩，它由固定环边(921)、筒体(922)、环形罩板(923)和主轴孔(924)组成，固定环边(921)设置在筒体(922)的右端，环形罩板(923)设置在筒体(922)左端，主轴孔(924)设置在环形罩板(923)的中心位置，其孔径与涡轮轴(3)的对应轴径相对应。

4.根据权利要求2所述断桥隔热型涡轮增压器，其特征是：止口压环(93)由涡轮壳压合面(931)、中间体压合面(932)和隔热罩限位止口(933)组成，隔热罩限位止口(933)与固定环边(921)相对应。

5.根据权利要求2所述断桥隔热型涡轮增压器，其特征是：所述弹性隔热圈(91)为石墨隔热圈，隔热罩(92)由超级隔热材制成的异形件，止口压环(93)为金属材料制成。

6.根据权利要求2所述断桥隔热型涡轮增压器，其特征是：将止口压环(93)直接设计在涡轮壳(1)的结合端面上。

7.根据权利要求1或2所述断桥隔热型涡轮增压器，其特征是：在涡轮壳(1)与中间体(5)的其它结合面均设有隔热垫(10)。

8.根据权利要求1所述断桥隔热型涡轮增压器，其特征是：所述断桥隔热结构(9)由金属挡热罩体(94)和隔热涂层(95)组成，隔热涂层(95)覆盖在金属挡热罩体(94)所有外露表面。

9.根据权利要求8所述断桥隔热型涡轮增压器，其特征是：在涡轮壳(1)与中间体(5)的其它结合面均设有隔热垫(10)。