CN202756087U - 一种低阻尼可变截面涡轮增压器 - Google Patents

一种低阻尼可变截面涡轮增压器 Download PDF

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Abstract

一种低阻尼可变截面涡轮增压器，在滑动轴承的外圆表面上沿周向均匀地设有进油孔，在配合内孔的中部设有压力油腔，在配合内孔中沿周向均匀设有油膜槽，压力油腔与油膜槽相通，在油膜槽与轴承端面之间设有保压带，在轴承端面上设有卸油槽。由于在滑动轴承的内孔表面沿周向开设有横截面形状为契块形的油膜槽，当高压润滑油进入压力油腔和油膜槽后，横截面形状为契块形的油膜槽既能在滑动轴承和涡轮轴之间快速形成支承涡轮轴的压力油膜层，又能使涡轮轴自动处于滑动轴承的内孔中心，实现压力油膜支承，最大限度地减小了涡轮增压器的运行阻力；同时契块形的油膜槽有利于涡轮轴在压力润滑油作用下实现辅助转动，实现涡轮增压器的低阻尼助力运行。

Description

一种低阻尼可变截面涡轮增压器
【技术领域】
本实用新型涉及一种涡轮增压器，尤其涉及排气式可变截面涡轮增压器。
【背景技术】
排气式涡轮增压器是利用柴油机排出的压力高温废气作为动力源，柴油机排出的压力高温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，从而带动与之同轴的压气机叶轮转动，由压气机将吸入空缩压升压后输送到柴油机的进气系统，向柴油机气缸内充入高密度空气，可以提高每次柴油喷射量，既可以提高同型号柴油机的输出功率，也能显著改善柴油机的经济性，促使柴油充分燃烧，提高柴油机的热效率，降低燃油消耗率，减少有害气体排放，降低噪声。
随着内燃机功率密度不断提高，内燃机的平均有效压力与涡轮增压器的增压比越来越高，内燃机与涡轮增压器之间匹配问题越来越严重。目前，普通的涡轮增压器都是按内燃机的额定功率来匹配的，当内燃机处于低工况运行状态时，由于转速低，内燃机的排气压力低，导致涡轮增压器产生压缩空气密度也低，内燃机的进气空气充量数会快速降低，造成进气量不足，使得内燃机气缸内的燃料不能充分燃烧，不仅燃油消耗率高，而且会产生冒黑烟，排气温度过高，有害气体排放超标，低速扭矩小等缺陷。为了解决内燃机在不同工况条件下都能满足燃料充分燃烧，必须使普通涡轮增压器的排气进口截面能够适时调节，在这种理论指导下产生了可变截面的涡轮增压器。
目前通用的可变截面涡轮增压器都包括涡轮壳1、涡轮2、气道截面调节装置3、涡壳连接板4、中间体5、涡轮轴6、滑动轴承7、压壳8和增压叶轮9，涡轮2和增压叶轮9分别安装在涡轮轴6的两端，涡轮2位于涡轮壳1中，增压叶轮9位于压壳8中，气道截面调节装置3设置在涡轮壳1和涡壳连接板4所形成的气道中，涡轮轴6通过滑动轴承7安装在中间体5上，涡壳连接板4和压壳8分别密封地固定安装在中间体5的两侧，滑动轴承7由润滑系统中的带压润滑油进行润滑和冷却。同时润滑油对整个涡轮增压器的冷却也起到很大作用。
现有的排气式涡轮增压器的运行阻力比较大，影响到涡轮增压器增压效果的进一步提高，经申请人长期的实践和分析，排气式涡轮增压器的运行阻力主要来自于涡轮轴与中间体两端间的转动密封处磨擦力和涡轮轴与滑动轴承之间磨擦力；其中，涡轮轴与中间体两端的密封结构之间转动磨擦不可避免，否则就无法密封，而滑动轴承与涡轮轴之间配合磨擦力则有进一步改进的空间，对此配合结构进行改进和优化是减少排气式涡轮增压器运动阻力的有效途径。
【实用新型内容】
本实用新型的目的是提供一种低阻尼可变截面涡轮增压器。
本实用新型采取的技术方案是：
一种低阻尼可变截面涡轮增压器，包括涡轮壳、涡轮、气道截面调节装置、涡壳连接板、中间体、涡轮轴、滑动轴承、压壳和增压叶轮，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，气道截面调节装置设置在涡轮壳和涡壳连接板所形成的气道中，涡轮轴通过滑动轴承安装在中间体上，涡壳连接板和压壳分别密封地固定安装在中间体的两侧，滑动轴承与润滑系统相通连，其特征是：所述滑动轴承的外圆表面上沿周向均匀地设有进油孔，在滑动轴承配合内孔的中部设有压力油腔，在配合内孔中沿周向均匀设有油膜槽，压力油腔与油膜槽相通，在油膜槽与轴承端面之间设有保压带。
进一步，在滑动轴承的配合内孔表面上沿周向均匀地设有3~6条油膜槽。
进一步，所述油膜槽的横截面形状为契块形，油膜槽的深度沿涡轮轴旋转方向逐渐减小。
进一步，所述油膜槽的顶面为平面。
进一步，所述油膜槽的顶面为弧面。
进一步，在轴承端面上设有卸油槽。
由于在滑动轴承的配合内孔沿周向开设有横截面形状为契块形的油膜槽，且进油孔与压力油腔相通，而压力油腔又与油膜槽相通连，当高压润滑油进入中间体的润滑油道后，从滑动轴承上的进油孔进入压力油腔后，便同步压入油膜槽中，横截面形状为契块形的油膜槽既能在滑动轴承和涡轮轴之间快速形成支承涡轮轴的压力油膜层，又能使涡轮轴自动处于滑动轴承的内孔中心，在运行时涡轮轴与滑动轴承之间实现无接触支承，最大限度地减小了涡轮增压器的运行阻力；同时将油膜槽的横截面形状设计成沿涡轮轴旋转方向逐渐减小的结构，有利于涡轮轴与滑动轴承之间在压力润滑油作用下实现辅助转动，进一步减少涡轮轴的旋转阻力，使得涡轮增压器实现低阻尼运行。
【附图说明】
图1为现有变截面涡轮增压器的结构示图；
图2为本实用新型中滑动轴承的结构示意图；
图3为图2中A-A剖视图；
图4为图2中B-B剖视图；
图5为图2的C向视图。
图中，1-涡轮壳；2-涡轮；3-气道截面调节装置；4-涡壳连接板；5-中间体；6-涡轮轴；7-滑动轴承；8-压壳；9-增压叶轮；71-外圆表面；72-进油孔；73-配合内孔；74-压力油腔；75-油膜槽；76-轴承端面；77-保压带；78-卸油槽。
【具体实施方式】
下面结合附图说明本实用新型的具体实施方式：
一种低阻尼可变截面涡轮增压器，如图1所示，包括涡轮壳1、涡轮2、气道截面调节装置3、涡壳连接板4、中间体5、涡轮轴6、滑动轴承7、压壳8和增压叶轮9，涡轮2和增压叶轮9分别安装在涡轮轴6的两端，涡轮2位于涡轮壳1中，增压叶轮9位于压壳8中，气道截面调节装置3设置在涡轮壳1和涡壳连接板4所形成的气道中，涡轮轴6通过滑动轴承7安装在中间体5上，涡壳连接板4和压壳8分别密封地固定安装在中间体5的两侧，滑动轴承7与润滑系统相通连，在滑动轴承7的外圆表面71上沿周向均匀地设有4个进油孔72，在滑动轴承7的配合内孔73的中部设有压力油腔74，在配合内孔73中沿周向均匀设有4条油膜槽75，每条压力油腔74均与油膜槽75相通，在油膜槽75与轴承端面76之间设有保压带77，所述油膜槽75的横截面形状为契块形，油膜槽75的深度沿涡轮轴6旋转方向逐渐减小，所述油膜槽75的顶面为平面或弧面，在轴承端面76上设有4根卸油槽78，如图2~图5所示。

Claims (6)

1.一种低阻尼可变截面涡轮增压器，包括涡轮壳（1）、涡轮（2）、气道截面调节装置（3）、涡壳连接板（4）、中间体（5）、涡轮轴（6）、滑动轴承（7）、压壳（8）和增压叶轮（9），涡轮（2）和增压叶轮（9）分别安装在涡轮轴（6）的两端，涡轮（2）位于涡轮壳（1）中，增压叶轮（9）位于压壳（8）中，气道截面调节装置（3）设置在涡轮壳（1）和涡壳连接板（4）所形成的气道中，涡轮轴（6）通过滑动轴承（7）安装在中间体（5）上，涡壳连接板（4）和压壳（8）分别密封地固定安装在中间体（5）的两侧，滑动轴承（7）与润滑系统相通连，其特征是：所述滑动轴承（7）的外圆表面（71）上沿周向均匀地设有进油孔（72），在滑动轴承（7）配合内孔（73）的中部设有压力油腔（74），在配合内孔（73）中沿周向均匀设有油膜槽（75），压力油腔（74）与油膜槽（75）相通，在油膜槽（75）与轴承端面（76）之间设有保压带（77）。
2.根据权利要求1所述低阻尼可变截面涡轮增压器，其特征是：在滑动轴承（7）的配合内孔（73）表面上沿周向均匀地设有3~6条油膜槽（75）。
3.根据权利要求1或2所述低阻尼可变截面涡轮增压器，其特征是：所述油膜槽（75）的横截面形状为契块形，油膜槽（75）的深度沿涡轮轴（6）旋转方向逐渐减小。
4.根据权利要求3所述低阻尼可变截面涡轮增压器，其特征是：所述油膜槽（75）的顶面为平面。
5.根据权利要求3所述低阻尼可变截面涡轮增压器，其特征是：所述油膜槽（75）的顶面为弧面。
6.根据权利要求1所述低阻尼可变截面涡轮增压器，其特征是：在轴承端面（76）上设有卸油槽（78）。
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