CN201884118U - 摩擦轮高速悬浮轴离心增压器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及内燃发动机配套装置，是一种摩擦轮高速悬浮轴离心增压器，它具有机座，配有罩壳，在机座的一侧装有风机增压装置，特别是：在风机增压装置中穿装有一悬浮主轴，在悬浮主轴上安装有离心风叶组；所述悬浮主轴尾段延伸至机座内腔，在机座上围绕悬浮主轴均布有三根传动轴，在每根传动轴上安装有一对摩擦轮，三对摩擦轮分前后两组，每组中的三个摩擦轮布置在同一平面上，对悬浮主轴形成前后两处六点接触摩擦传动，三根传动轴的一端同向伸出机座外部安装传动轮；本实用新型解决了现有机械增压器转速难以做高，体积大功耗大，效率低的问题，主要用于内燃发动机的配套使用。
Description
㈠技术领域：本实用新型涉及机械设计领域，尤其是用于内燃发动机配套使用的一种摩擦轮高速悬浮轴离心增压器。
㈡背景技术：为了提高内燃式发动机的效率和输出功率，使缸内燃烧充分，排放更干净，通常需要为发动机配置进气增压器以增加供气量。目前发动机进气增压器大致可分以下几种：1、废气涡轮增压器， 2、机械增压器， 3、电机增压器（有涡轮和轴流）。这三种增压器功能各有优劣，第1种：废气增压利用排放能源驱动，转速高，增压效果理想，对发动机的功率提升，改善进气，减少排放大有改善。但缺憾不少，如：废气涡轮增压，该动力源为废气驱动，高速旋转的轴主要靠发动机的油压支撑悬浮工作，而轴的高温需要机油冷却，因温度高对机油品质要求高、因高温对机油油质造成品质下降，从而造成磨损增加，机件使用寿命减少，加速迟滞，因双涡轮连体影响进气温度，对材料和加工精度要求高等。第2种：机械增压为发动机主轴动力驱动，因是机械联接，可联动，因此跟随性很好，没有加速迟滞现象，一般都有独立的润滑系，对发动机润滑系统没有负面影响，缺点；目前以美产的鲁式增压器而言，（双螺旋结构）因受机械另件体积制约，转速不可能做的很高，因此体积大功耗也大，发动机高速段效果不理想（如双螺旋，机械式离心涡轮机等）。第3种：电机增压基本只能是低压增压，在中高速段效果不明显，而且在中高速会有进气阻滞现象，主要原因是受电机的转速限制而造成。综上分析，只要解决叶轮轴高转速的问题，机械增压模式最为理想，它可以克服废气增压带来的蔽端，可减小体积和功耗。发挥发动机和增压器从低速到高速的进气线性跟随的优势。
㈢发明内容：本实用新型的目的就是要解决现有三种形式的增压器各自存在的上述问题，提供一种结构简单，体积小，功耗小，效率高的摩擦轮高速悬浮轴离心增压器。
为了提高增压器的转速，必须解决高速旋转轴的设计问题，一般轴的旋转需要轴承支撑来完成径向和轴向限制，而一般的轴承设计难以完成上万转的轴的支撑，为此必须要针对其特点来设计。
本实用新型是基于机械增压器的改进。本实用新型的具体方案是：它具有机座，配有罩壳，在机座的一侧装有风机增压装置，该装置包括有机壳，机壳上设有轴向进风口和风道，以及径向出风口和叶轮腔，其特征是：在风机增压装置中穿装有一悬浮主轴，在悬浮主轴上安装有离心风叶组位于叶轮腔中；所述悬浮主轴尾段延伸至机座内腔，在机座上围绕悬浮主轴均布有三根传动轴，在每根传动轴上安装有一对摩擦轮，三对摩擦轮分前后两组，每组中的三个摩擦轮布置在同一平面上对悬浮主轴形成前后两处六点接触摩擦传动，三根传动轴的一端同向伸出机座外部安装传动轮。
为了增大进风量，本实用新型中在悬浮主轴的前端安装有轴流风叶组位于进风道中。
为了解决悬浮主轴的轴向串动问题，保证其稳定高速旋转，本实用新型中在悬浮主轴上位于两组摩擦轮的接触处设计有两个定位台阶或导向槽。
为了解决摩擦轮传动的散热问题，本实用新型在罩壳上设计有至少一个进风管；且机座内腔与风机增压装置的叶轮腔连通；还可以在机座上正对悬浮主轴的尾端开有进风口，且机座内腔与风机增压装置的叶轮腔连通。
为了保证摩擦轮的散热效果，具有足够的排风能力，本实用新型在悬浮主轴上位于风机增压装置的叶轮腔中，并紧靠机座一侧装有冷却风叶组，该冷却风叶组与离心风叶组采用隔板隔开。
为了减轻摩擦轮的噪音，同时补偿磨损量，保证摩擦轮与悬浮主轴传动接触，本实用新型所述装在机座中的三对摩擦轮，每个摩擦轮的轮缘上嵌装有弹性垫圈，弹性垫圈外套耐磨轮套，每个摩擦轮的外端配有压紧盖。
为了提高摩擦轮与悬浮主轴传动的稳定性和可靠性，本实用新型在其中至少一对摩擦轮的弹性垫圈和耐磨轮套之间夹装有磁环。最好是在其中两对摩擦轮的弹性圈和耐磨轮套之间夹装有磁环，且位于同一处相邻的两个摩擦轮上的磁环，磁极互为反向安装。
本实用新型主要是利用摩擦轮的原理来设计完成高速轴的支撑和径、轴向限制、动力传递，本实用新型为高精度硬传动，因为摩擦轮传动单级速比大，噪音小，等优点，但也有缺点，如传动能效低，易发热，磨损大，高速旋转噪音大，为了解决以上缺点，对摩擦轮、轴、 散热、降噪进行了针对性的设计；为了解决摩擦轮在高速旋转时产生的噪音问题，本实用新型在每个摩擦外圈和轮基之间加装缓冲橡胶圈，以减轻摩擦轮的自身噪音，还可解决磨损补赏和轮、轴摩擦力，因此本实用新型实现了该增压系统的高转速（可达13200-79000转/分）、体积小，功耗低，噪音低，发动机外挂实验效果良好。本实用新型中摩擦轮设有六个，分两组围绕高速轴120度均布，每组三个，2组摩擦轮分布安装在悬浮主轴两处，对悬浮主轴形成径轴向支撑和摩擦传动。动力从传动轮输入并进行第一级增速，第二级增速由摩擦轮和悬浮主轴组成，传动效率高。为了解决因摩擦传动产生的高温，本实用新型在机座、罩壳上设计有进风口，通过进风管，冷空气从空气滤清器中吸入，由风机离心叶轮通过机座悬浮主轴轴孔吸出，后经出风口排出。本增压器为干摩擦传动系统，不需要专门的润滑系，结构简单，造价低，维护方便，安装匹配简单，可在不同容量的发动机上进行匹配安装，因所需进气量不同，因此需改变增压器的变速比，只要在第一级皮带盘上改变皮带盘的直径，就可获得与之匹配的进气量。本实用新型增压器在内然式发动机上使用，可增加进气量安装方便，对发动机没有负面影响，因改善缸内燃烧，有利于节能降耗，减少排放 ，适合当前国际国内大力提倡的节能减排的要求。
㈣附图说明：
图1是本实用新型的主（剖）视图；
图2是本实用新型的右视图；
图3是本实用新型的左视图。
图中：1-皮带轮，2-轴承端盖，3-轴承，4-罩壳，5-摩擦轮，6-传动轴，7-橡胶圈，8-钢制轮套，9-压紧端盖，10-出风口，11-机壳，12-冷却风叶组，13-隔板，14-离心风叶组，15-轴流风叶组，16-进风口，17-悬浮主轴，18-叶轮腔，19-定位台阶，20-磁环，21-机座，22-定位台阶，23-进风口，24-螺母，25、26-进风管。
㈤具体实施方式：
参见图1、2、3，本实用新型具有机座21，配有罩壳4，在机座21的一侧装有风机增压装置（两者也可制成一体），该装置包括有机壳11，机壳11上设有轴向进风口16和风道，以及径向出风口10和叶轮腔18，特别是：在风机增压装置中穿装有一悬浮主轴17，在悬浮主轴17的前端安装有轴流风叶组15位于进风道中，在悬浮主轴17上紧接轴流风叶组15之后安装有离心风叶组14位于叶轮腔18中；所述悬浮主轴17尾段延伸至机座21内腔，在机座21上围绕悬浮主轴17均布有三根传动轴6（传动轴6与机座21采用轴承3连接，并加装轴承端盖2）；在每根传动轴6上安装有一对摩擦轮5，三对摩擦轮5分前后两组，每组中的三个摩擦轮5布置在同一平面上对悬浮主轴17形成前后两处六点接触摩擦传动，并在悬浮主轴17上位于两组摩擦轮5的接触处设计有两个定位台阶19、22（或导向槽），实现轴向定位传动。三根传动轴6的一端同向伸出机座21外部安装皮带轮1并采用螺母24锁紧。即构成本实用新型的基本结构。
本实用新型的优选方案是：在罩壳4上设计有两个进风管25、26（当然一个或更多也是可行的）。在机座21上正对悬浮主轴17的尾端开设进风口23，且将机座21内腔与风机增压装置的叶轮腔18通过悬浮主轴17的过渡处扩孔连通。并在悬浮主轴17上位于风机增压装置的叶轮腔18中，并紧靠机座21一侧装有冷却风叶组12，该冷却风叶组12与离心风叶组14制成一体并采用隔板13隔开，形成独立排风区，增强排风冷却效果。
同时，实施例中：在机座21中的三对摩擦轮5，每个摩擦轮5的轮缘上嵌装有橡胶圈7，橡胶圈7外套钢制轮套8，每个摩擦轮的外端还配有压紧端盖9。特别是在其中两对摩擦轮5的橡胶圈7和钢制轮套8之间夹装有磁环20，且位于同一处相邻的两个摩擦轮5上的磁环20，磁极互为反向安装。即构成本实用新型的优选方案。
Claims (9)
1.摩擦轮高速悬浮轴离心增压器，具有机座，配有罩壳，在机座的一侧装有风机增压装置，该装置包括有机壳，机壳上设有轴向进风口和风道，以及径向出风口和叶轮腔，其特征是：在风机增压装置中穿装有一悬浮主轴，在悬浮主轴上安装有离心风叶组位于叶轮腔中；所述悬浮主轴尾段延伸至机座内腔，在机座上围绕悬浮主轴均布有三根传动轴，在每根传动轴上安装有一对摩擦轮，三对摩擦轮分前后两组，每组中的三个摩擦轮布置在同一平面上，对悬浮主轴形成前后两处六点接触摩擦传动，三根传动轴的一端同向伸出机座外部安装传动轮。
2.根据权利要求1所述的摩擦轮高速悬浮轴离心增压器，其特征是：在悬浮主轴的前端安装有轴流风叶组位于进风道中。
3.根据权利要求1所述的摩擦轮高速悬浮轴离心增压器，其特征是：在悬浮主轴上位于两组摩擦轮的接触处设计有两个定位台阶或导向槽。
4.根据权利要求1所述的摩擦轮高速悬浮轴离心增压器，其特征是：在罩壳上设计有至少一个进风管；且机座内腔与风机增压装置的叶轮腔连通。
5.根据权利要求1所述的摩擦轮高速悬浮轴离心增压器，其特征是：在机座上正对悬浮主轴的尾端开有进风口，且机座内腔与风机增压装置的叶轮腔连通。
6.根据权利要求4或5所述的摩擦轮高速悬浮轴离心增压器，其特征是：在悬浮主轴上位于风机增压装置的叶轮腔中，并紧靠机座一侧装有冷却风叶组，该冷却风叶组与离心风叶组采用隔板隔开。
7.根据权利要求1所述的摩擦轮高速悬浮轴离心增压器，其特征是：所述装在机座中的三对摩擦轮，每个摩擦轮的轮缘上嵌装有弹性垫圈，弹性垫圈外套耐磨轮套，每个摩擦轮的外端配有压紧盖。
8.根据权利要求7所述的摩擦轮高速悬浮轴离心增压器，其特征是：在其中至少一对摩擦轮的弹性垫圈和耐磨轮套之间夹装有磁环。
9.根据权利要求7所述的摩擦轮高速悬浮轴离心增压器，其特征是：在其中两对摩擦轮的弹性圈和耐磨轮套之间夹装有磁环，且位于同一处相邻的两个摩擦轮上的磁环，磁极互为反向安装。
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