CN203285535U

CN203285535U - 涡轮机械增压器

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Publication number: CN203285535U
Application number: CN2013203046205U
Authority: CN
Inventors: 冯天泉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-05-29
Filing date: 2013-05-29
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2023-05-29

Abstract

本实用新型属于内燃机增压器技术领域及汽车节能领域，具体的说是涡轮机械增压器。包括机壳，机壳后端面上设有后盖，机壳内部设有单向离合器和皮带轮以及传动驱动机构，所述的传动驱动机构包括传动轴、主轴以及驱动环，其特征在于，所述主轴偏离驱动环的中心线，所述驱动环内、以主轴为中心设有呈偏心分布的若干行星轮，所述若干行星轮通过与机壳连接的蜗壳固定限制在驱动环内。本涡轮机械增压器结构简单，设计合理，体积小巧，重量轻，大幅减小增压器在机舱内的空间占用率；传动平顺；超高转速，通过行星轴传动，可以使叶轮转速轻松超越130000转/ 分钟；实现在发动机转速越高三者之间的摩擦力越大，而在减速时又减小了摩擦力从而实现节能环保的效果。

Description

涡轮机械增压器

[技术领域]

本实用新型属于内燃机增压器技术领域及汽车节能领域，具体的说是一种新型涡轮机械增压器。

[背景技术]

汽车发动机的强制进气技术中，机械增压虽然占用一部分有效功，但因为没有涡轮迟滞现象，动力输出线性，在任何转速情况下都能有效增压等优势依然被广泛采用。目前，机械增压的阵营中使用最多的是双螺旋式机械增压器，双螺旋式机械增压器存在的问题是体积庞大，效率偏低等缺点。而涡轮机械增压器不仅具有普通废气涡轮增压器体积小巧，而且还具有传动效率高无噪音，占用有效功极小的特点。真正地实现节能环保的作用，提高燃油经济性。与本增压器类似的离心式机械增压器技术由国外公司垄断，价格昂贵。所以推广极难，研发人研发的涡轮机械增压器正好弥补国内这一空白，打破国外公司对我国的技术封锁。

现有的机械增压器中的传动轴往往采用均衡受力的原则，如国内专利CN 102817710 A公开的机械增压器，其驱动环内的结构，如图2所示，三个行星轮以位于中央的主轴为核心在驱动环内等分排布。老式靠过盈配合驱动的驱动系统纯在很大的缺陷，尤其是在发动机转速变化时，主轴和行星轮和驱动环三者之间很容易产生打滑，而在长时间工作后三者之间有微量磨损后原来设置的过盈量变小或已经没有过盈量了，打滑现象更为严重，所以一直工作不稳定，不能被广泛使用。

[发明内容]

本实用新型的目的在于针对现有机械增压器存在的稳定性问题，提供一种对精度的极高要求，本涡轮机械增压器，与材料的极高要求，需要国内机械加工方面的技术储备极高。

为实现上述目的，设计一种涡轮机械增压器，包括机壳，机壳后端面上设有后盖，机壳内部设有单向离合器和皮带轮以及传动驱动机构，所述的传动驱动机构包括传动轴、主轴以及驱动环，所述传动轴的末端通过支撑轴承设置在后盖中，所述传动轴的前端通过弹性扭力臂同轴连接主轴的末端，所述主轴的前端贯穿插入驱动环并连接泵轮轴的末端，所述传动轴由单向离合器、单向离合器外缘固定的皮带轮及由发动机曲轴上的带轮驱动连接，所述传动轴和主轴内部均设有相通的油孔，所述主轴上还设有与主轴油孔垂直相通的甩油孔，其特征在于，所述主轴偏离驱动环的中心线，所述驱动环内、以主轴为中心设有呈偏心分布的若干行星轮，所述若干行星轮通过与机壳连接的蜗壳固定限制在驱动环内。

所述主轴与驱动环呈偏心浮动连接结构。

所述驱动环与行星轮之间过盈量为0.01~0.05mm。

所述行星轮由最外层的行星滚锥、行星滚锥内前后排布的前轴承及后轴承叠加构成。

所述行星轮的数量优选为3，所述第二行星轮与第三行星轮的外径相同，第一行星轮外径大于第二和第三行星轮的外径，所述第一行星轮与第二行星轮选用相对主轴的固定转动结构，所述第三行星轮为相对主轴的浮动转动结构。

所述驱动环内的第一、第二、第三行星轮间呈110~122°分布。

本实用新型的涡轮机械增压器与现有技术相比，结构简单，设计合理，并具有以下优点：

1）体积小巧，重量轻，大幅减小增压器在机舱内的空间占用率；

2）传动平顺，没有传统的齿轮结构，利用表面光滑的行星滚轴当做传动部件，通过滚轴的直径差异及内部机构的浮动连接和主轴与驱动环的偏心设置，使传动部分可以获得很高的传动增速比，并且可以将工作震动控制在一个很小的范围内；

3）超高转速，通过行星轴传动，可以使叶轮转速轻松超越130000转/分钟；

4）主轴上无需设置轴承，依靠三个滚轮定位，解决超高转速情况下轴承容易损坏的问题；

5）本涡轮机械增压器的核心驱动系统可实现在发动机转速越高三者之间的摩擦力越大，而在减速时又减小了摩擦力从而实现节能环保的效果。

[附图说明]

图1为本体结构示意图；

图2为现有驱动环结构示意图；

图3为驱动环结构示意图；

图4为主轴结构示意图；

图中 1.后盖，2.机壳，3.传动轴，301.传动轴油孔，5.弹性扭力臂，6.驱动环，7.行星轮，701.第一行星轮，702.第二行星轮，703.第三行星轮，8.主轴，801.主轴油孔，802.甩油孔，9.泵轮轴，10.支撑轴承，13.皮带轮，14.蜗壳 15.离心式叶片泵，16.密封圈。

[具体实施方式]

以下结合说明书附图进一步阐述本实用新型的技术方案，相信机械增压器的结构构造对本领域技术人员来说是清楚的。

本涡轮机械增压器，如图1所示，包括机壳2，机壳2的后端面上安装有后盖1，机壳2内部设有单向离合器和皮带轮13以及传动驱动机构，传动驱动机构包括传动轴3、主轴8以及驱动环6，将传动轴3的末端通过支撑轴承10设置在后盖1中，传动轴3的前端通过弹性扭力臂5同轴连接主轴8的末端，主轴8的前端贯穿插入驱动环6并连接泵轮轴9的末端，传动轴3是由单向离合器、单向离合器外缘固定的皮带轮13及由发动机曲轴上的带轮驱动连接；

相较于现有的增压器，本实用新型的主要特征在于驱动环6、行星轮7和主轴8三者的连接方式如下，具体的说如图3所示，主轴8偏离驱动环6的中心线，即主轴8与驱动环6不在同一中心线上，在驱动环6内、以主轴8为中心设有呈偏心分布的若干行星轮7，并通过与机壳2连接的蜗壳14将若干行星轮7固定限制在驱动环6内运动。

其中为了能够提高运行效率，可将主轴8与驱动环6呈偏心浮动连接的结构，驱动环6与若干行星轮7之间的过盈量为限定在0.01~0.05mm，实现在发动机转速低时，驱动环6对行星轮7的驱动力比较小，行星轮7对主轴8施加的压力也比较小，随着发动机转速的升高，驱动环6对行星轮7的驱动力增加，行星轮7对主轴8的压力也随之增加，从而可以消除老式的离心式增压器通过驱动环6、行星轮7、主轴8三者过盈配合在高速状态下打滑严重磨损的问题，很好的解决了涡轮机械增压器对发动机油门的反应速度，并且也大大的延长了驱动环6、行星轮7、主轴8的使用寿命。为了达到密封效果，还可在主轴8中部与机壳2之间配合设置密封圈13。

在本实施例中，行星轮的结构如图3所示，由最外层的行星滚锥、行星滚锥内前后排布的前轴承及后轴承叠加构成，行星轮7的数量优选为3，并在驱动环6内呈110~122°分布排列。其中第二行星轮702与第三行星轮703的外径相同，第一行星轮701外径大于第二702和第三行星轮703的外径，所述第一行星轮701与第二行星轮702选用相对主轴的固定转动结构，所述第三行星轮703为相对主轴的浮动转动结构，浮动的范围和轨迹可经过试验及需要设定。由于三个行星轮大小不一，从而使得驱动环6与主轴8不在同一中心线上，对于三个行星轮的位置排列如图3所示，当驱动环6顺时针旋转带动3个行星轮工作时，因为第一行星轮701和第二行星轮702是固定的，起到了支撑主轴8旋转的的作用，而同时第三行星轮703在自身重力作用和被驱动环6带动的一个作用力和驱动环6对第一行星轮701偏心作用的三个作用力下会沿着所设置的浮动轨迹向主轴8和第一行星轮701靠拢，速度越大靠拢的压力越大，从而起到对主轴8和驱动环6增加摩擦力的作用。相反当驱动环6减速时对行星轮703一个逆时针方向的驱动力使得第三行星轮703对主轴8的压力减小。

运行时，皮带轮12在发动机曲轴上的带轮带动下进行旋转，通过传动轴3 和弹性扭力臂5 传动，驱动环6旋转，在行星轮7的作用下，使得主轴8旋转，最后使得泵轮9 旋转，进行机械增压。

如图4所示，在传动轴3和主轴8的内部均设有相通的油孔，在主轴8上还设有与主轴油孔801垂直相通的甩油孔802，即一条主轴油孔801和两组共8 个呈十字形分布的甩油孔802；运行时，在电动油泵的作用下，油液从传动轴3的传动轴油孔301中流到主轴8中，主轴8的高速旋转将油液通过甩油孔802润滑行星轮7和主轴8。由于传动轴3与主轴8的转速不一致，因此主轴8一端伸入传动轴油孔301时与传动轴3不接触，在主轴8与传动轴3之间形成油液流动间隙，这样能够让油液通过油液流动间隙进入主轴8内部，又不让传动轴3和主轴8之间存在摩擦。

还可在后盖7 的中部增设离心式叶片泵15，离心式叶片泵15 将存留在机腔内的润滑油抽出，使得机腔内不会有大量润滑油和旋转的机件接触，减少动力损耗，降低发热量。具体的说，高温润滑油由离心式叶片泵5 抽出，进入散热器散热，散热后的低温润滑油进入储油罐，再经过滤器过滤杂质后进入离心式机械增压器内部。

Claims

1.一种涡轮机械增压器，包括机壳，机壳后端面上设有后盖，机壳内部设有单向离合器和皮带轮以及传动驱动机构，所述的传动驱动机构包括传动轴、主轴以及驱动环，所述传动轴的末端通过支撑轴承设置在后盖中，所述传动轴的前端通过弹性扭力臂同轴连接主轴的末端，所述主轴的前端贯穿插入驱动环并连接泵轮轴的末端，所述传动轴由单向离合器、单向离合器外缘固定的皮带轮及由发动机曲轴上的带轮驱动连接，所述传动轴和主轴内部均设有相通的油孔，所述主轴上还设有与主轴油孔垂直相通的甩油孔，其特征在于，所述主轴偏离驱动环的中心线，所述驱动环内、以主轴为中心设有呈偏心分布的若干行星轮，所述若干行星轮通过与机壳连接的蜗壳固定限制在驱动环内。

2.如权利要求1所述的一种涡轮机械增压器，其特征在于所述主轴与驱动环呈偏心浮动连接结构。

3.如权利要求1所述的一种涡轮机械增压器，其特征在于所述驱动环与行星轮之间过盈量为0.01～0.05mm。

4.如权利要求1或3所述的一种涡轮机械增压器，其特征在于所述行星轮由最外层的行星滚锥、行星滚锥内前后排布的前轴承及后轴承叠加构成。

5.如权利要求1所述的一种涡轮机械增压器，其特征在于所述行星轮的数量优选为3，所述第二行星轮与第三行星轮的外径相同，第一行星轮外径大于第二和第三行星轮的外径，所述第一行星轮与第二行星轮选用相对主轴的固定转动结构，所述第三行星轮为相对主轴的浮动转动结构。

6.如权利要求5所述的一种涡轮机械增压器，其特征在于所述驱动环内的第一、第二、第三行星轮间呈110～122°分布。