CN117128193A - 一种涡轮增压器叶轮冷却结构 - Google Patents

Abstract

本发明适用于涡轮增压器技术领域，提供了一种涡轮增压器叶轮冷却结构，包括中间壳，所述中间壳套接有涡轮轴外部，所述中间壳包括安装壳，所述安装壳侧壁设置有冷却气嘴，所述冷却气嘴连通有冷却气道，所述冷却气道连通有环形道，所述中间壳靠近冷却气道的一端安装有密封盖板，所述密封盖板安装于涡轮轴外部，所述密封盖板周壁设置有冷却槽，所述环形道连通有冷却槽，借此，本发明通过冷却气嘴和冷却气道实现中间壳内冷空气的进入；冷却槽扩大冷空气接触面积，增强密封盖板的散热面积，进而实现压气机叶轮的散热。

Description

一种涡轮增压器叶轮冷却结构

技术领域

本发明适用于涡轮增压器技术领域，提供了一种涡轮增压器叶轮冷却结构。

背景技术

随着发动机工业的不断发展和普及，发动机匹配涡轮增压器有利于节能减排、提高动力性，此技术也是大势所趋。现有发动机的升功率逐渐提升，增压器的增压压力也随之提升。增压器工作时与吸入的被压缩空气摩擦产生的工作轮表面材料的温度也随之增大，其中尤其以压气机叶轮外径出口处的温度为最高。压气机叶轮在此高温、高转速下长期运用，会明显降低其铝合金材料的机械特性及疲劳寿命，影响增压器及内燃机的运用可靠性，影响压气机叶轮使用寿命，进而影响涡轮增压器使用寿命。

发明内容

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种涡轮增压器叶轮冷却结构，目的是为了解决压气机叶轮温度过高的问题，包括中间壳，所述中间壳套接有涡轮轴外部，所述中间壳包括安装壳，所述安装壳侧壁设置有冷却气嘴，所述冷却气嘴连通有冷却气道，所述冷却气道连通有环形道，所述中间壳靠近冷却气道的一端安装有密封盖板，所述密封盖板安装于涡轮轴外部，所述密封盖板周壁设置有冷却槽，所述环形道连通有冷却槽。

进一步的，所述环形道与中间壳一体成型。

进一步的，所述中间壳靠近密封盖板的周壁设置有螺纹孔，所述密封盖板设置有与螺纹孔匹配的安装孔，所述安装孔与螺纹孔内安装有螺栓。

进一步的，所述冷却槽底部设置有延伸槽。

进一步的，所述延伸槽底部设置有冷却孔，所述冷却孔贯穿于密封盖板远离中间壳的一侧。

进一步的，所述安装壳中部焊接有若干第二散热片。

进一步的，所述安装壳中部焊接有若干第一散热片，所述第一散热片与冷却气嘴的侧壁焊接连接。

进一步的，所述第一散热片中部设置有引导孔。

进一步的，所述密封盖板远离中间壳的一端安装有压气机叶轮，所述压气机叶轮固定连接于涡轮轴，所述压气机叶轮的端部设置有轮盘，所述轮盘靠近密封盖板的一端设置有若干通风槽。

有益效果

本发明通过冷却气嘴和冷却气道实现中间壳内冷空气的进入；冷却槽与延伸槽扩大冷空气接触面积，增强密封盖板的散热面积；冷却孔使得冷空气与压气机叶轮接触，增强压气机叶轮散热面积；轮盘的通风槽大幅度提高压气机叶轮的冷却面积，从而在不更换压气机叶轮材质的前提下提高了压气机叶轮的耐温极限，增强压气机叶轮的散热效果；沙漏型结构的安装壳与冷却气嘴配合减少了冷空气的通入距离，便于冷却；第一散热片和第二散热片增大中间壳的散热面积，利于中间壳散热；引导孔使冷空气更容易地流过第一散热片表面，流通和引导气流进入冷却气嘴，以帮助增强涡轮增压器的散热效果。

附图说明

图1为涡轮增压器叶轮冷却结构轴测图；

图2为图1的A处局部图；

图3为涡轮增压器叶轮冷却结构的中间壳轴测图；

图4为涡轮增压器叶轮冷却结构的中间壳半剖视图；

图5为涡轮增压器叶轮冷却结构的密封盖板轴测图；

图6为涡轮增压器叶轮冷却结构的密封盖板半剖视图；

在图中：1-涡轮轴、2-中间壳、21-安装壳、22-冷却气嘴、23-冷却气道、24-环形道、25-密封道、26-螺纹孔、27-第一散热片、28-第二散热片、29-引导孔、3-密封盖板、301-安装孔、31-底盘、32-第一密封槽、33-冷却槽、34-延伸槽、35-冷却孔、36-密封台、37-第二密封槽、38-第一环带、39-第二环带、4-压气机叶轮、5-有叶扩压器、51-安装壁、52-导流叶片、6-压气机壳、61-出气口、62-进气口、63-固定孔、7-压气机壳镶套、8-轮盘、81-通风槽、9-定位板、10-冷却腔、11-固定板、12-密封套。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见附图1至6，本发明的目的在于提供一种涡轮增压器叶轮冷却结构，包括中间壳2，中间壳2套接有涡轮轴1外部，涡轮轴1为阶梯轴，中间壳2包括安装壳21，安装壳21为沙漏型结构，安装壳21中部侧壁设置有圆周分布的冷却气嘴22，冷却气嘴22安装在沙漏型结构的安装壳21侧壁上减少了冷空气的通入距离，便于冷却；冷却气嘴22连通有冷却气道23，冷却气道23连通有环形道24，环形道24与中间壳2一体成型，中间壳2靠近冷却气道23的一端安装有密封盖板3；具体的，中间壳2靠近冷却气道23的一端设置有螺纹孔26，密封盖板3设置有与螺纹孔26匹配的安装孔301，安装孔301与螺纹孔26内安装螺栓实现密封盖板3在中间壳2的安装；密封盖板3包括底盘31，底盘31周壁设置有第一密封槽32，第一密封槽32内压入密封圈，密封圈抵接有中间壳2的环形道24外壁；密封盖板3靠近中间壳2的一端设置有密封台36，密封台36与密封盖板3一体成型；密封台36顶部设置有第二密封槽37，第二密封槽37内安装有密封圈且抵接有中间壳2的密封道25，实现密封盖板3与中间壳2的密封；密封盖板3的底盘31与密封台36之间设置有冷却槽33，冷却槽33底部设置有延伸槽34，延伸槽34增大了冷空气与密封盖板3的散热面积，利于密封盖板3的散热；延伸槽34底部设置有冷却孔35，冷却孔35贯穿底盘31；密封盖板3中部设置有第一环带38和第二环带39，第二环带39为半圆环结构，第一环带38与第二环带39均抵接有密封套12且与密封套12紧密配合，确保密封盖板3的密封性能，密封套12套接于涡轮轴1外壁；半圆环结构的第二环带39与涡轮增压器内部的密封件配合，形成更为严密的密封效果，有效防止气体泄漏，提高增压器的效率和性能，同时可以作为支撑和保护涡轮增压器内部零部件的一部分，确保涡轮增压器的正常运转和稳定性；密封盖板3远离密封套12的一端设置有压气机叶轮4，密封盖板3与压气机叶轮4之间设置有冷却腔10；压气机叶轮4通过键连接于涡轮轴1的一端，压气机叶轮4端部设置有轮盘8，轮盘8与压气机叶轮4一体成型，压气机叶轮4外部套接有有叶扩压器5，有叶扩压器5与轮盘8为间隙配合，有叶扩压器5包括安装壁51，安装壁51的一侧周壁沿圆周均布有若干导流叶片52；有叶扩压器5的安装壁51通过螺栓连接有定位板9；有叶扩压器5外部套接有压气机壳6，压气机壳6为大致螺旋状，压气机壳6包括进气口62和出气口61，进气口62和出气口61均通过有叶扩压器5与压气机叶轮4连通；压气机壳6靠近中间壳2的一端设置有固定孔63，固定孔63外部通过螺栓连接有固定板11，固定板11与中间壳2相抵接；导流叶片52抵接有压气机壳镶套7，压气机壳镶套7内部套接压气机壳6。

优选的，安装壳21中部焊接有若干第二散热片28，第二散热片28围绕安装壳21中部呈圆周分布，增强中间壳2的散热效果。

优选的，安装壳21中部焊接有若干第一散热片27，第一散热片27与冷却气嘴22的侧壁焊接连接。

优选的，第一散热片27中部设置有引导孔29，使冷空气更容易地流过第一散热片27表面，流通和引导气流进入冷却气嘴22，以帮助增强设备的散热效果。

优选的，轮盘8靠近密封盖板3的一端设置有若干通风槽81，通风槽81沿圆周分布。

综上所述，在实际使用时，将中间壳2套接于涡轮轴1外部，并在涡轮轴1上依次安装密封套12、密封盖板3、压气机叶轮4，并在压气机叶轮4外部套装有有叶扩压器5、压气机壳镶套7和压气机壳6；发动机废气从压气机壳6进气口62进入，经过有叶扩压器5的导流叶片52和压气机叶轮4进行增压，增压后的气体进入出气口61完成发动机废气的增压，期间高速运转的压气机叶轮4与空气摩擦而产生大量热量，热量传递到密封盖板3靠近压气机叶轮4的一端，压气机壳6的冷却气嘴22与外界连通，此时，冷空气依次经过冷却气嘴22、冷却气道23进入冷却槽33，进而对密封盖板3进行散热；然后，冷空气通过冷却槽33进入到冷却腔10，从而对压气机叶轮4进行冷却；压气机叶轮4的轮盘8设置有圆环分布的通风槽81，从而大幅度提高压气机叶轮4的冷却面积，从而在不更换压气机叶轮4材质的前提下提高了压气机叶轮4的耐温极限，增强压气机叶轮4的散热效果。

由此，该装置可通过冷却气嘴22和冷却气道23实现中间壳2内冷空气的进入；冷却槽33与延伸槽34扩大冷空气接触面积，增强密封盖板3的散热面积；冷却孔35使得冷空气与压气机叶轮4接触，增强压气机叶轮4散热面积；轮盘8的通风槽81大幅度提高压气机叶轮4的冷却面积，从而在不更换压气机叶轮4材质的前提下提高了压气机叶轮4的耐温极限，增强压气机叶轮4的散热效果；沙漏型结构的安装壳21与冷却气嘴22配合减少了冷空气的通入距离，便于冷却；第一散热片27和第二散热片28增大中间壳2的散热面积，利于中间壳2散热；引导孔29使冷空气更容易地流过第一散热片27表面，流通和引导气流进入冷却气嘴22，以帮助增强涡轮增压器的散热效果。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种涡轮增压器叶轮冷却结构，其特征在于：包括中间壳（2），所述中间壳（2）套接有涡轮轴（1）外部，所述中间壳（2）包括安装壳（21），所述安装壳（21）侧壁设置有冷却气嘴（22），所述冷却气嘴（22）连通有冷却气道（23），所述冷却气道（23）连通有环形道（24），所述中间壳（2）靠近冷却气道（23）的一端安装有密封盖板（3），所述密封盖板（3）安装于涡轮轴（1）外部，所述密封盖板（3）周壁设置有冷却槽（33），所述环形道（24）连通有冷却槽（33）。

2.根据权利要求1所述的涡轮增压器叶轮冷却结构，其特征在于，所述环形道（24）与中间壳（2）一体成型。

3.根据权利要求1所述的涡轮增压器叶轮冷却结构，其特征在于，所述中间壳（2）靠近密封盖板（3）的周壁设置有螺纹孔（26），所述密封盖板（3）设置有与螺纹孔（26）匹配的安装孔（301），所述安装孔（301）与螺纹孔（26）内安装有螺栓。

4.根据权利要求1所述的涡轮增压器叶轮冷却结构，其特征在于，所述冷却槽（33）底部设置有延伸槽（34）。

5.根据权利要求4所述的涡轮增压器叶轮冷却结构，其特征在于，所述延伸槽（34）底部设置有冷却孔（35），所述冷却孔（35）贯穿于密封盖板（3）远离中间壳（2）的一侧。

6.根据权利要求1所述的涡轮增压器叶轮冷却结构，其特征在于，所述安装壳（21）中部焊接有若干第二散热片（28）。

7.根据权利要求1所述的涡轮增压器叶轮冷却结构，其特征在于，所述安装壳（21）中部焊接有若干第一散热片（27），所述第一散热片（27）与冷却气嘴（22）的侧壁焊接连接。

8.根据权利要求7所述的涡轮增压器叶轮冷却结构，其特征在于，所述第一散热片（27）中部设置有引导孔（29）。

9.根据权利要求1所述的涡轮增压器叶轮冷却结构，其特征在于，所述密封盖板（3）远离中间壳的一端安装有压气机叶轮（4），所述压气机叶轮（4）固定连接于涡轮轴（1），所述压气机叶轮（4）的端部设置有轮盘（8），所述轮盘（8）靠近密封盖板（3）的一端设置有若干通风槽（81）。