CN207762013U - 一种低惯量涡轮增压转子 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种低惯量涡轮增压转子，包括：压气机叶轮、连接轴和涡轮机叶轮；压气机叶轮与涡轮机叶轮通过连接轴连接；压气机叶轮包括压气机叶轮主体和设在压气机叶轮主体上的压气机叶片，压气机叶轮主体上设有环形的第一减重槽；涡轮机叶轮包括涡轮机叶轮主体和设在涡轮机叶轮主体上的涡轮机叶片，涡轮机叶轮主体上设有环形的第二减重槽；涡轮机叶轮主体上还设有沉孔。由于设置了第一减重槽和第二减重槽，涡轮机叶轮主体设置了沉孔，减轻了压气机叶轮主体和涡轮机叶轮主体的重量，所以使得整个涡轮增压器在增压效果较好的前提下，减小旋转惯性，降低涡轮迟滞现象的发生，同时增加了轴承的使用寿命，增加涡轮增压器的可靠性。

Description

一种低惯量涡轮增压转子

技术领域

本申请涉及机械技术领域，尤其涉及一种低惯量涡轮增压转子。

背景技术

涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增大，废气排出速度与涡轮转速也同步增加，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率。

传统的涡轮增压器主要由涡轮机和压缩机两部分组成，涡轮机和压缩机之间通过一根传动轴连接。涡轮机的进气口与发动机排气歧管相连，排气口与排气管相连；压缩机的进气口与进气管相连，排气口则接在进气歧管上。发动机排出的废气冲击涡轮高速运转，从而带动同轴的压缩机叶片高速转动，强制地将增压后的空气压送到气缸中。但是当发动机转速较低时，发动机无法提供足够的废气完全推动涡轮增压，这时发动机就会无力，也就是会发生涡轮迟滞现象。不同车型的涡轮介入时间不一样，涡轮迟滞的时间，除了跟发动机排量、涡轮旋转惯性、进气损失等等有关外，跟涡轮组件本身的大小也是有着相当密切的关系。如果涡轮较大，那么，在车辆突然加大油门时，叶轮会由于自身的惯性作用对油门的骤时变化反应迟缓，使发动机动力延迟增加或者减少发动机的输出功率。这种情况对于突然要加速或者突然要超车的汽车而言，会有动力不足的现象发生。如果排量不变，涡轮越小，涡轮的质量越低，越容易在转速较低的时候开始介入，在低转速的时候能有较高的增压，所以，小的涡轮有更灵敏的反应速度更低的涡轮迟滞现象，这样能使发动机更早的达到最佳转速。

但是，小涡轮的增压效果比较弱，同时在发动机高转速的时候会造成回压，对发动机输出功率造成一定的损失。而使用大涡轮，虽增压效果好，但其自身的质量较大，如果要让大涡轮工作，需要更高的发动机转速，有充足的排气量才能驱动涡轮旋转介入工作，于是这就造成了较大的涡轮迟滞。

目前，解决涡轮迟滞的办法之一是减小涡轮的直径，但是这种情况如上所述，很难兼顾发动机的输出功率与增压器的增压效果。所以，本申请的目的在于，在不减小涡轮直径的情况下，保持涡轮迟滞点比较低，并且使涡轮迟滞点转速稍高于发动机怠速，让发动机的动力输出曲线比较平滑，车辆动力输出比较连贯，同时，降低发动机高转速时的背压，尽量兼顾发动机的高转速时的功率输出，使整个涡轮增压器增压特性更好的匹配发动机。

实用新型内容

本申请提供了一种低惯量涡轮增压转子，在选用较大涡轮时，可以进一步降低传统涡轮增压器涡轮迟滞现象的发生。

本申请提供了低惯量涡轮增压转子，包括：压气机叶轮、连接轴和涡轮机叶轮；所述压气机叶轮与所述涡轮机叶轮通过所述连接轴连接；所述压气机叶轮包括压气机叶轮主体和设在所述压气机叶轮主体上的压气机叶片，所述压气机叶轮主体上设有环形的第一减重槽；所述涡轮机叶轮包括涡轮机叶轮主体和设在所述涡轮机叶轮主体上的涡轮机叶片，所述涡轮机叶轮主体上设有环形的第二减重槽；所述涡轮机叶轮主体上还设有沉孔，所述沉孔的中轴线与所述连接轴的旋转轴线重合。

可选的，所述压气机叶轮主体的横截面积自靠近所述涡轮机叶轮的一端逐渐减小；所述涡轮机叶轮主体的横截面积自靠近所述压气机叶轮的一端逐渐减小。

可选的，所述第一减重槽设在所述压气机叶轮主体横截面积大的一端的端面上。

可选的，所述第二减重槽设在所述涡轮机叶轮主体横截面积大的一端的端面上。

可选的，所述第一减重槽为空心槽，所述空心槽位于所述压气机叶轮主体横截面积大的一端的内部，以及，所述空心槽的形状与所述压气机叶轮主体的形状相似。

可选的，所述第二减重槽为空心槽，所述空心槽位于所述涡轮机叶轮主体横截面积大的一端的内部，以及，所述空心槽的边缘形状适应所述涡轮机叶轮主体的形状变化。

由以上技术方案可知，本申请实施例提供一种低惯量涡轮增压转子，包括：压气机叶轮、连接轴和涡轮机叶轮；压气机叶轮与涡轮机叶轮通过连接轴连接；压气机叶轮包括压气机叶轮主体和设在压气机叶轮主体上的压气机叶片，所述压气机叶轮主体上设有环形的第一减重槽；涡轮机叶轮包括涡轮机叶轮主体和设在涡轮机叶轮主体上的涡轮机叶片，涡轮机叶轮主体上设有环形的第二减重槽；涡轮机叶轮主体上还设有沉孔，沉孔的中轴线与连接轴的旋转轴线重合。本申请提供的低惯量涡轮增压转子，由于设置了第一减重槽和第二减重槽，涡轮机叶轮主体设置了沉孔，减轻了压气机叶轮主体和涡轮机叶轮主体的重量，所以使得整个涡轮增压器在增压效果较好的前提下，减小旋转惯性，降低涡轮迟滞现象的发生，同时增加了轴承的使用寿命，增加涡轮增压器的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施案例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一提供的一种低惯量涡轮增压转子的剖面图；

图2为本申请实施例二提供的一种低惯量涡轮增压转子的剖面图。

图示说明：

其中，1-压气机叶轮；2-连接轴；3-涡轮机叶轮；11-压气机叶轮主体；12-压气机叶片；21-旋转轴线；31-涡轮机叶轮主体；32-涡轮机叶片；33-沉孔；111-第一减重槽；311-第二减重槽。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见图1，为本申请实施例一提供的一种低惯量涡轮增压转子，包括：压气机叶轮1、连接轴2和涡轮机叶轮3；压气机叶轮1与涡轮机叶轮3通过连接轴2连接；压气机叶轮1包括压气机叶轮主体11和设在压气机叶轮主体11上的压气机叶片12，压气机叶轮主体11上设有环形的第一减重槽111；涡轮机叶轮3包括涡轮机叶轮主体31和设在涡轮机叶轮主体31上的涡轮机叶片32，涡轮机叶轮主体31上设有环形的第二减重槽311；涡轮机叶轮主体31上还设有沉孔33，沉孔33的中轴线与连接轴2的旋转轴线21重合。使用时，发动机排出废气，推动涡轮机叶轮3旋转，由此使与涡轮机叶轮3同轴的压气机叶轮1同时转动；压气机叶轮1把空气强制吸进并经过压气机叶片12的旋转压缩后，将气体注入气缸内燃烧；燃烧后的废气再由排气管进入涡壳，推动涡轮机叶轮3继续旋转。

本申请实施例中将涡轮机叶轮主体31的中部掏空，形成沉孔33，减小涡轮机叶轮主体31的重量，使涡轮机叶轮3旋转的阻力减小，反应速度增加，保证发动机更早的达到最佳速度，使发动机的动力输出更平顺。

压气机叶轮主体11的横截面积自靠近涡轮机叶轮3的一端逐渐减小；涡轮机叶轮主体31的横截面积自靠近压气机叶轮1的一端逐渐减小。

其中，第一减重槽111设在压气机叶轮主体11横截面积大的一端的端面上。第二减重槽311设在涡轮机叶轮主体31横截面积大的一端的端面上。

本申请实施例一中的第一减重槽111和第二减重槽311，并不是封闭的孔洞，而是在压气机叶轮主体11和涡轮机叶轮主体31的端面上开出的开口，开口越大，能减轻的重量越多。但是，为了保证压气机叶轮主体11和涡轮机叶轮主体31的强度，开口的大小需根据具体的实际需求设计，以达到即保证减重又保证强度的目的，保证整个涡轮增压器的转速，减轻或者避免涡轮迟滞的现象。另外，由于压气机叶轮主体11和涡轮机叶轮主体31上均缺少一部分，也可以减少叶轮转动时的风阻，保证叶轮的转速。

本申请实施例一提供的低惯量涡轮增压转子，由于设置了第一减重槽111和第二减重槽311，从而减轻了压气机叶轮主体11和涡轮机叶轮主体31的重量，另外，涡轮机叶轮主体31由于设置了沉孔33，使涡轮机叶轮3的重量更加小，进而，使得整个涡轮增压器在增压效果较好的前提下，减小旋转惯性，减低涡轮迟滞现象的发生，同时增加了轴承的使用寿命，增加涡轮增压器的可靠性。

参见图2，为本申请实施例二提供的一种低惯量涡轮增压转子，包括：压气机叶轮1、连接轴2和涡轮机叶轮3；压气机叶轮1与涡轮机叶轮3通过连接轴2连接；压气机叶轮1包括压气机叶轮主体11和设在压气机叶轮主体11上的压气机叶片12，压气机叶轮主体11上设有环形的第一减重槽111；涡轮机叶轮3包括涡轮机叶轮主体31和设在涡轮机叶轮主体31上的涡轮机叶片32，涡轮机叶轮主体31上设有环形的第二减重槽311；涡轮机叶轮主体31上还设有沉孔33，沉孔33的中轴线与连接轴2的旋转轴线21重合。使用时，发动机排出废气，推动涡轮机叶轮3旋转，由此使与涡轮机叶轮3同轴的压气机叶轮1同时转动；压气机叶轮1把空气强制吸进并经过压气机叶片12的旋转压缩后，将气体注入气缸内燃烧；燃烧后的废气再由排气管进入涡壳，推动涡轮机叶轮3继续旋转。

其中，第一减重槽111为空心槽，空心槽位于所述压气机叶轮主体11横截面积大的一端的内部，以及，空心槽的形状与压气机叶轮主体11的形状相似。第二减重槽311为空心槽，空心槽位于涡轮机叶轮主体31横截面积大的一端的内部，以及，空心槽的边缘形状适应涡轮机叶轮主体31的形状变化。

本申请实施例二中的第一减重槽111和第二减重槽311，是封闭的环形的空心槽，分别设在压气机叶轮主体11和涡轮机叶轮主体31的内部，同样可以起到减轻重量的目的，也可以减少叶轮转动时收到风阻。值得说明的是，空心槽的形状可根据也叶轮的具体形状而定，在保证叶轮强度的前提下，起到减轻叶轮重量的作用，保证整个涡轮增压器的转速，降低涡轮迟滞的现象的发生。

本实施例二中的其余结构与功能均与实施例一相同，在此不再赘述。

本申请实施例二提供的低惯量涡轮增压转子，同样可以减轻了压气机叶轮主体11和涡轮机叶轮主体31的重量，使得整个涡轮增压器在增压效果较好的前提下，减小旋转惯性，降低涡轮迟滞现象的发生。

由以上技术方案可知，本申请实施例提供一种低惯量涡轮增压转子，包括：压气机叶轮1、连接轴2和涡轮机叶轮3；压气机叶轮1与涡轮机叶轮3通过连接轴2连接；压气机叶轮1包括压气机叶轮主体11和设在压气机叶轮主体11上的压气机叶片12，压气机叶轮主体11上设有环形的第一减重槽111；涡轮机叶轮3包括涡轮机叶轮主体31和设在涡轮机叶轮主体31上的涡轮机叶片32，涡轮机叶轮主体31上设有环形的第二减重槽311；涡轮机叶轮主体31上还设有沉孔33，沉孔33的中轴线与连接轴2的旋转轴线21重合。本申请提供的低惯量涡轮增压转子，由于设置了第一减重槽111和第二减重槽311，涡轮机叶轮主体31设置了沉孔33，减轻了压气机叶轮主体11和涡轮机叶轮主体31的重量，所以使得整个涡轮增压器在增压效果较好的前提下，减小旋转惯性，降低涡轮迟滞现象的发生，同时增加了轴承的使用寿命，增加涡轮增压器的可靠性。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围由权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (6)

1.一种低惯量涡轮增压转子，其特征在于，包括：

压气机叶轮(1)、连接轴(2)和涡轮机叶轮(3)；所述压气机叶轮(1)与所述涡轮机叶轮(3)通过所述连接轴(2)连接；

所述压气机叶轮(1)包括压气机叶轮主体(11)和设在所述压气机叶轮主体(11)上的压气机叶片(12)，所述压气机叶轮主体(11)上设有环形的第一减重槽(111)；所述涡轮机叶轮(3)包括涡轮机叶轮主体(31)和设在所述涡轮机叶轮主体(31)上的涡轮机叶片(32)，所述涡轮机叶轮主体(31)上设有环形的第二减重槽(311)；所述涡轮机叶轮主体(31)上还设有沉孔(33)，所述沉孔(33)的中轴线与所述连接轴(2)的旋转轴线(21)重合。

2.根据权利要求1所述的低惯量涡轮增压转子，其特征在于，所述压气机叶轮主体(11)的横截面积自靠近所述涡轮机叶轮(3)的一端逐渐减小；所述涡轮机叶轮主体(31)的横截面积自靠近所述压气机叶轮(1)的一端逐渐减小。

3.根据权利要求2所述的低惯量涡轮增压转子，其特征在于，所述第一减重槽(111)设在所述压气机叶轮主体(11)横截面积大的一端的端面上。

4.根据权利要求3所述的低惯量涡轮增压转子，其特征在于，所述第二减重槽(311)设在所述涡轮机叶轮主体(31)横截面积大的一端的端面上。

5.根据权利要求2所述的低惯量涡轮增压转子，其特征在于，所述第一减重槽(111)为空心槽，所述空心槽位于所述压气机叶轮主体(11)横截面积大的一端的内部，以及，所述空心槽的形状与所述压气机叶轮主体(11)的形状相似。

6.根据权利要求5所述的低惯量涡轮增压转子，其特征在于，所述第二减重槽(311)为空心槽，所述空心槽位于所述涡轮机叶轮主体(31)横截面积大的一端的内部，以及，所述空心槽的边缘形状适应所述涡轮机叶轮主体(31)的形状变化。