CN110925242B - 一种涡轮增压器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涡轮增压器，包括外壳和设于所述外壳内的叶轮；所述外壳包括进气口和与所述进气口相连通的进气腔；还包括可降低所述外壳的温度的恒温装置，该恒温装置包括设于所述外壳上的导热壳、设于所述导热壳内的水道、与所述水道相连通的进水管及与所述进水管相配合的出水管；本发明通过导热壳、水道、进水管及出水管的配合设置，降低了外壳的温蒂，使得空气不易膨胀，压缩率更高，供氧量更足，设备使用寿命更长。

Description

一种涡轮增压器

技术领域

本发明属于增压器技术领域，尤其是涉及一种涡轮增压器。

背景技术

涡轮增压器本身不是一种动力源，它是利用发动机排气中的剩余能量来工作，其作用是向发动机提供更多的空气，涡轮增压器安装在发动机排气管上，发动机气缸排出的废气推动涡轮转动，再带动压气机叶轮将经空气滤清器过滤的空气加压后送入气缸，因为进入气缸的空气增多，所以允许喷入更多的燃油或使燃油更充分的燃烧，从而使发动机产生更大的功率，因此涡轮增压器有在汽油机结构不变的情况下，提高功率，降低燃油消耗率，增大低速扭矩，减少排气污染，高原功率恢复等优点，因此涡轮增压器被广泛作为动力辅助装置使用。

然而由于空气进入增压器后被螺旋压缩，空气与增压器之间高速碰撞、摩擦，会导致空气温度和增压器的温度大幅度提升，而温度的升高会使得空气受热膨胀，那么被压缩的空气量即会减少，不仅无法提供给发动机足够的氧气，还容易损坏增压器。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种供氧充足、使用寿命长的涡轮增压器。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种涡轮增压器，包括外壳和设于所述外壳内的叶轮；所述外壳包括进气口和与所述进气口相连通的进气腔；还包括可降低所述外壳的温度的恒温装置，该恒温装置包括设于所述外壳上的导热壳、设于所述导热壳内的水道、与所述水道相连通的进水管及与所述进水管相配合的出水管；通过导热壳、水道、进水管及出水管的配合设置，使得外壳内部的高温能够被快速的吸纳，从而使得外壳的温度能够被降低，始终维持在较低的温度水平，进而使得空气不易受热膨胀，避免了增压器的损坏，延长了设备的使用寿命，同时也使得输送给发动机的氧气量更为充足，保证发动机能够产生更大的功率；同时进出水管可以与发动机现有的冷却系统相连通，无需额外的循坏系统，节约设备成本。

进一步的，所述导热壳包括左壳体、与所述左壳体可拆卸连接的右壳体、设于所述左壳体上的插接凸沿及与所述插接凸沿相配合的插接槽；通过上述结构的设置，使得导热壳的安装更为方便的同时，连接的密封性较好，且与外壳全面接触，导热效果更好。

进一步的，所述水道呈螺旋形结构设置，该水道包括与所述进水管相连通的外水道和与所述出水管相连通的内水道；通过上述结构的设置，使得水道中的水流流速更快，对热量的吸收效果更好，降温效果更为明显。

进一步的，还设有风量控制装置，该风量控制装置包括与所述导热壳可拆卸连接的安装座、设于所述安装座上的支撑杆、用于改变所述进气口的大小的扇叶结构及与所述扇叶结构相配合的扇叶驱动结构；通过上述结构的设置，使得可以改变进气口的大小，从而改变进风量，使得当发动机停止时，叶轮不会由于惯性转动而持续进风，避免了设备的损坏，延长了设备的使用寿命。

进一步的，所述扇叶结构包括设于所述支撑杆上的扇轴、与所述扇轴固定连接的固定扇及与所述扇轴转动配合的封闭扇；通过上述结构的设置，使得封闭扇可来回转动，从而使得可以根据不同情况的使用需求而改变进风口的大小，达到控制进风量的目的。

进一步的，所述固定扇呈倾斜状态设置；该固定扇上设有第一卡接凸部和第二卡接凸部；通过上述结构的设置，使得固定扇的安装不仅不会影响到进风量，反而使得通过进风口的空气能够现在固定扇的作用下形成螺旋气流，便于进一步的压缩。

进一步的，所述封闭扇呈倾斜装置设置，该封闭扇上设有与所述第一卡接凸部相配合的第一卡接槽和与所述第二卡接凸部相配合的第二卡接槽；通过上述结构的设置，使得固定扇与封闭扇之间的配合更为稳定，两者不会相对振动，从而减少的噪音的产生，使得结构强度更高，设备运行更为稳定。

进一步的，所述扇叶驱动结构包括可来回动作的驱动环、设于所述驱动环上的驱动片、用于供所述驱动片来回动作的活动槽及一端作用于所述驱动片上的复位件，该复位件的另一端作用于所述活动槽上；通过上述结构的设置，使得驱动片可以在活动槽内来回移动，结构简单，配合稳定，故障率低。

进一步的，所述封闭扇上设有凸杆，所述驱动片上设有与所述凸杆相配合的凹槽，所述安装座上设有与所述凸杆相配合的活动道；通过上述结构的设置，使得封闭扇能够随着驱动片的移动而移动，达到改变进风口大小的目的。

综上所述，本发明通过导热壳、水道、进水管及出水管的配合设置，降低了外壳的温蒂，使得空气不易膨胀，压缩率更高，供氧量更足，设备使用寿命更长。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为图1中A处的放大示意图；

图3为本发明的立体剖视结构示意图；

图4为图3中B处的放大示意图；

图5为图3中C处的放大示意图；

图6为本发明中废气轮的立体结构示意图；

图7为本发明中左壳体的立体结构示意图；

图8为本发明中风量控制装置的立体剖视结构示意图；

图9为图8中D处的放大示意图；

图10为本发明中泄压执行装置的立体剖视结构示意图。

具体实施方式

如图1-10所示，一种涡轮增压器，包括外壳1、叶轮2、恒温装置、风量控制装置及泄压执行装置；外壳包括废气腔11、废气管12、废气通道13、排气口14、进气腔15、出气管16、进气口17及出气通道18；叶轮包括废气轮21、进气轮22及连杆23；废气轮安装在废气腔内，至少部分嵌入废气腔的内壁内，使得废气流经废气轮时，两者之间的接触更为平滑，不易产生气阻和噪音；进气轮安装在进气腔内，且至少部分嵌入进气腔的内壁内，使得空气加流经进气轮时，不易产生噪音和气阻；废气轮和进气轮均键连接在连杆上，从而使得两者可以同步转动。

具体的，废气腔开设在外壳内，排气口开设在外壳的底部，与废气腔相连通，从而使得进入废气腔内的废气能够从排气口中排出；废气通道环绕废气腔开设，与废气腔相连通；废气管由外壳的外表面向外延伸形成，与废气通道相连通，且废气管与废气通道相切，从而使得从废气管中输入废气通道内的废气能够沿着环形的废气管移动，形成涡流，并作用在废气轮上，推动废气轮转动，而废气轮的转动则又会带动与其相连的进气轮转动；进气轮在进气腔内的转动则会在进气腔内形成负压，而进气口开设在外壳的顶部，与进气腔相连通，从而使得外部的空气能够在负压的作用下被吸入进气进气腔内，在进气轮的作用下形成涡流，并被压缩；出气通道环绕进气腔开设，两者相连通，从而使得进气腔内的压缩空气能够进入出气通道内；出气管由外壳的外表面向外延伸形成，与出气通道相连通，且两者相切，从而使得在出气通道内流动的压缩空气能够顺着出气管流出，输送入发动机了，为发动机提供充足的氧气。

优选的，废气轮和进气轮的扇叶均呈螺旋状结构开设，能够更好的与气体接触；在废气轮21上开设了一个挡风部211，该挡风部为竖直状态开设的弧形板，废气通道和废气腔之间的连接口的高度与挡风部的高度相同，从而使得废气通道内的废气能够更好的作用在废气轮上，带动废气轮更为快速的转动，进而进一步增大进气量；在出气通道18内开设了微螺旋，从而使得压缩空气进入出气通道内时，能够形成螺旋气流，使得空气能够被进一步压缩，同时流动速度更快，进一步增大了进气量，使得发动机能够得到更为充分的氧气供给；为了使得进气腔内的空气进入出气通道内能够更好的形成螺旋状的气流，进气腔与出气通道的连接口的下沿与出气通道的下沿相切，且该连接口的高度小于出气通道的半径。

具体的，恒温装置包括导热壳31、水道32、进水管33及出水管34；导热壳安装在外壳1上，套设在外壳的上部，位于进气腔的外侧；水道开设在导热壳内部，呈螺旋形结构开设，分为外水道321和内水道322；进水管一端与外水道相连通，另一端与发动机的冷却系统相连通，从而使得可以直接利用冷却系统中的冷却液，无需额外安装水循环系统，使用更为方便，节约成本；出水管一端与内水道相连通，另一端也与发动机的冷却系统相连通，从而使得冷却液能够形成循环，起到更好的降温冷却效果；由于进气腔内的空气高速移动压缩，会使得进气腔内的温度大幅度提升，而高温又会导致空气膨胀，那么实际进入进气腔内的氧气含量即较低，进气效果不佳，而且空气受热膨胀会给予外壳1很大的压力，影响外壳的使用寿命；而通过恒温装置的设置，使得进气腔内的温度被降低，抑制了进气腔内空气的膨胀，从而使得能够供给更多的氧气给发动机，发动机能够更好的运行，油料的利用率更高，同时也延长了外壳的使用寿命。

具体的，导热壳31由金属材料制成，具有良好的导热效果；该导热壳分为了左壳体311和右壳体312，从而使得导热壳能够更方便的套设在外壳1的外侧，安装更为方便；在左壳体和右壳体上均开设了插接凸沿313和插接槽314，插接凸沿正好可以嵌入插接槽内，且由于左壳体一侧开设了插接凸沿，另一侧开设了插接槽，而右壳体上的插接凸沿和插接槽与左壳体的相配合，从而使得当水道内的水流沿着一个方向环形流动时，密封效果更好；优选的在插接凸沿外套设了密封圈，进一步增强密封效果。

具体的，风量控制装置包括安装座41、支撑杆44、扇叶结构及扇叶驱动结构；扇叶结构包括扇轴45、固定扇42及封闭扇43；安装座安装在导热壳31上，两者螺栓连接；在安装座上焊接了支撑杆44，本实施例中供焊接了四根支撑杆，四根支撑杆相交汇处焊接了一个扇轴45，固定扇的一端即与扇轴焊接，另一端与安装座焊接，且呈倾斜状态安装，倾斜角度与进气轮22上的扇叶的倾斜角度相同，从而使得固定扇的安装对进风量的影响较小；封闭扇安装在固定扇上方，封闭扇与固定扇相互紧贴，固定扇能够起到对封闭扇的支撑作用；封闭扇一端与扇轴轴承连接，另一端与安装座滑动配合，从而使得封闭扇可以相对于扇轴来回转动，改变进风口的大小，从而控制进风量的大小，使得在发动机停止工作时，进气轮由于惯性导致的持续转动进气能够被抑制，避免进气轮在发动机停止时的持续进气造成设备的损坏，延长了设备的使用寿命。

具体的，在固定扇上开设了第一卡接凸部421和第二卡接凸部422，该第一卡接凸部由固定扇的上表面向外延伸形成，而第二卡接凸部则由第一卡接凸部上部两侧的至少部分表面向外延伸形成；封闭扇上开设了第一卡接槽431和第二卡接槽432，该第一卡接槽由封闭扇的下表面向内延伸形成，第二卡接槽则由第一卡接槽的上端两侧的至少部分表面向内延伸形成；其中第一卡接凸部正好嵌入第一卡接槽内，第二卡接凸部正好嵌入第二卡接槽内，且第一卡接凸部和第二卡接凸部均呈弧形结构开设，不会影响到封闭扇的转动；从而使得固定扇与封闭扇之间的位置相对固定，封闭扇不会相对与固定扇上下震动，使得结构更为稳定的同时，避免了噪音的产生，延长了设备的使用寿命。

具体的，扇叶驱动结构包括活动槽411、驱动环46、复位件47及凸杆430；活动槽开设在安装座内，呈弧形结构开设；驱动环安装在安装座内部，可以相对于安装座来回转动；在驱动环的内侧焊接了驱动片48，该驱动片位于活动槽也，可以随着驱动环的转动而沿着活动槽来回移动；复位件为一根弹簧，安装在活动槽内，其一端作用在驱动片上，另一端作用在活动槽的内壁上；凸杆由封闭扇靠近安装座的端面向外延伸形成，穿入活动槽内，嵌入开设在驱动片上的凹槽481内，而在活动槽的侧壁上开设了活动道412，该活动道呈弧形结构开设；当驱动环在外力的带动下转动时，即会带动驱动片在活动槽内移动，并压缩复位件，从而推动凸杆沿活动道移动，带动封闭扇移动，进而实现减小进气口的大小的目的；而当驱动环失去外力作用时，即会在复位件的弹力作用下反向转动，从而带动封闭扇转动，重新打开进气口，增大进风量。

具体的，泄压执行装置包括泄压桶50、第一通气管51、第二通气管52、第一弹性结构及第二弹性结构；第一弹性结构包括弹性膜片53、推杆54、弹性件55及挡片541；第二弹性结构包括垫板56、垫板杆58及缓冲件57；第一通气管一端与出气管16相连通，另一端与泄压桶的顶部相连通；第二通气管一端与泄压桶相连通，另一端与所述出气通道18相连通；推杆安装在泄压桶内，一端穿出泄压桶，可以相对与泄压桶来回滑动，在推杆的顶部焊接了一个挡片541；弹性膜片安装在泄压桶内，位于挡片的上方；弹性件安装在泄压桶内，其一端作用在挡片上，另一端作用在泄压桶的底壁上；垫板安装在泄压桶内，其下端安装了垫板杆58，垫板杆至少部分穿出泄压桶，使得垫板和垫板杆能够相对于泄压桶来回升降；在垫板杆外套设了缓冲件57，该缓冲件为弹簧，一端作用在垫板上，另一端作用在泄压桶的底壁上。

具体的，在垫板上开设了垫板孔561，推杆和弹性件可以穿过该垫板孔，而挡片则无法穿过该垫板孔，从而使得当挡片受到外力的作用下降并压缩弹性件后，即会压在垫板上，此时若是外力较大，则会使得挡片压迫垫板下降并压缩缓冲件，起到双重缓冲的作用；在泄压桶内安装了密封垫59和压板501，密封垫安装在泄压桶的底部上，推杆和挡板杆可以穿过密封垫，并与密封垫形成滑动密封配合；而压板则安装在密封垫上方，起到压紧密封垫的作用，保证密封垫始终具有较好的密封效果。

为了使得驱动环能够转动，安装了一个传动组件，该传动组件包括连接绳491、驱动杆492、导向轮493及轮架494；驱动杆焊接在驱动环46的外侧，在安装座上开设了一个驱动槽413，使得驱动杆能够穿出安装座；轮架焊接在安装座上，轮轴轴承连接在轮架上，而导向轮则键连接在轮轴上，使得导向轮可以相对于轮架来回转动；连接绳一端与推杆54相连，另一端与驱动杆相连，从而使得当泄压执行装置启动，降低出气管内的气压时，即会带动连接绳移动，从而带动驱动杆转动，进而带动驱动环转动，使得封闭扇能够转动并减小进气口，进一步避免进气腔、出气通道及出气管内的气压升高，起到更好的泄压效果，且无需为风量控制装置安装额外的驱动结构，节约了设备成本，该连接绳为钢丝绳。

安装支架6，该安装支架包括连接环61、架杆62及安装片63；连接环安装在外壳1上，可以相对于外壳来回转动，从而使得可以适应不同的安装情况；架杆焊接在连接环上，安装片则焊接在架杆上，在安装片上开设了多个安装孔，便于安装；架杆则包括杆体621、加强杆622及固定部623；杆体焊接在连接环上，加强杆一端焊接在杆体上，另一端焊接在连接环上，从而起到增强架杆结构强度的作用；固定部焊接在加强杆上，其上开设有固定孔624，而在外壳上开设有多个与固定孔相对应的螺纹孔625，从而使得安装支架能够多角度的固定，固定之后不会转动，保证安装的牢固。

Claims (7)

1.一种涡轮增压器，包括外壳（1）和设于所述外壳（1）内的叶轮（2）；所述外壳（1）包括进气口（17）和与所述进气口（17）相连通的进气腔（15）；其特征在于：还包括可降低所述外壳（1）的温度的恒温装置，该恒温装置包括设于所述外壳（1）上的导热壳（31）、设于所述导热壳（31）内的水道（32）、与所述水道（32）相连通的进水管（33）及与所述进水管（33）相配合的出水管（34）；所述导热壳（31）包括左壳体（311）、与所述左壳体（311）可拆卸连接的右壳体（312）、设于所述左壳体（311）上的插接凸沿（313）及与所述插接凸沿（313）相配合的插接槽（314）；所述水道（32）呈螺旋形结构设置，该水道（32）包括与所述进水管（33）相连通的外水道（321）和与所述出水管（34）相连通的内水道（322）。

2.根据权利要求1所述的涡轮增压器，其特征在于：还设有风量控制装置，该风量控制装置包括与所述导热壳（31）可拆卸连接的安装座（41）、设于所述安装座（41）上的支撑杆（44）、用于改变所述进气口（17）的大小的扇叶结构及与所述扇叶结构相配合的扇叶驱动结构。

3.根据权利要求2所述的涡轮增压器，其特征在于：所述扇叶结构包括设于所述支撑杆（44）上的扇轴（45）、与所述扇轴（45）固定连接的固定扇（42）及与所述扇轴（45）转动配合的封闭扇（43）。

4.根据权利要求3所述的涡轮增压器，其特征在于：所述固定扇（42）呈倾斜状态设置；该固定扇（42）上设有第一卡接凸部（421）和第二卡接凸部（422）。

5.根据权利要求4所述的涡轮增压器，其特征在于：所述封闭扇（43）呈倾斜装置设置，该封闭扇（43）上设有与所述第一卡接凸部（421）相配合的第一卡接槽（431）和与所述第二卡接凸部（422）相配合的第二卡接槽（432）。

6.根据权利要求3所述的涡轮增压器，其特征在于：所述扇叶驱动结构包括可来回动作的驱动环（46）、设于所述驱动环（46）上的驱动片（48）、用于供所述驱动片（48）来回动作的活动槽（411）及一端作用于所述驱动片（48）上的复位件（47），该复位件（47）的另一端作用于所述活动槽（411）上。

7.根据权利要求6所述的涡轮增压器，其特征在于：所述封闭扇（43）上设有凸杆（430），所述驱动片（48）上设有与所述凸杆（430）相配合的凹槽（481），所述安装座（41）上设有与所述凸杆（430）相配合的活动道（412）。

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