CN210858935U - 增压器支撑装置、排气增压系统及发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种增压器支撑装置、排气增压系统及发动机，增压器支撑装置包括用于与增压器固定连接的支架和用于与发动机机体或飞轮壳固定连接的支撑块，增压器固定连接在所述支架的第一端，所述支架的第二端与所述支撑块固定连接，所述支架所在的平面与增压器的振动方向垂直。本实用新型实施例提供的增压器支撑装置包括支架和支撑块，通过将支架设置为斜支撑，使支架与增压器的振动方向垂直，从而使得在同样的载荷下受到的应力更小，强度更好，更加稳定。

Description

增压器支撑装置、排气增压系统及发动机

技术领域

本实用新型涉及发动机生产技术领域，尤其涉及一种增压器支撑装置、排气增压系统及发动机。

背景技术

增压器是发动机中的是发动机上的一个关键的零部件，通过增压器压缩空气，提高发动机的进气密度，从而可以提高发动机的升功率，同时由于发动机的混合燃烧调节得到了改善，提高了燃烧效率，还可以起到节省燃油和降低排放的效果，是现代发动机的一项重要的技术进步。由于增压器的重量较重，而且涡轮壳中流通的是高温废气，工作的时候会产生热膨胀，导致增压器振动，增压器的振动是一个较难解决的问题。

现有技术中，通常采用支撑装置对增压器进行支撑和固定，避免其剧烈振动而损坏。现有的支撑装置为一个L型支架，L型支架的水平板与增压器连接，L型支架的垂直板与机体或飞轮壳连接，从而将增压器固定在机体或飞轮壳上，L型支架一般采用钣金折弯工艺。

现有技术中的L型支架的折弯处往往是最薄弱的区域，很容易产生断裂等故障，支架断裂对增压器支撑极为不利。

实用新型内容

本实用新型提供一种增压器支撑装置、排气增压系统及发动机，将现有技术中的水平支撑改为斜支撑，使增压器支撑装置与增压器的振动方向垂直，使得增压器支撑装置能够承受更大的载荷，强度更好，从而使得增压器更加稳定。

本实用新型一方面提供一种增压器支撑装置，包括：用于与增压器固定连接的支架和用于与发动机机体或飞轮壳固定连接的支撑块；

所述增压器固定连接在所述支架的第一端，所述支架的第二端与所述支撑块固定连接，所述支架所在的平面与所述增压器的振动方向垂直。

进一步地，所述支撑块包括支撑主体和位于所述支撑主体两端的连接部，所述支撑主体与所述支架固定连接，所述连接部用于连接所述发动机机体或飞轮壳。

进一步地，所述支撑主体上设置有第一安装凸台，所述第一安装凸台内开设有第一安装孔，所述第一安装孔的中心轴垂直于所述支撑主体的长度方向，且所述第一安装孔的中心轴垂直于所述支架所在的平面，所述第一安装凸台的端面和所述支架贴合。

进一步地，所述支架的第二端开设有与所述第一安装孔配合设置的第二安装孔，所述第一安装孔和所述第二安装孔通过紧固件固定连接。

进一步地，所述连接部包括第二安装凸台，所述第二安装凸台内开设有第三安装孔，所述第三安装孔的中心轴垂直于所述支撑主体的长度方向，且所述第三安装孔的中心轴与所述第一安装孔的中心轴之间具有第一夹角，所述第三安装孔通过紧固件与所述发动机机体或飞轮壳固定连接。

进一步地，所述增压器的振动方向与所述增压器所在的水平方向具有第二夹角，所述第一夹角和所述第二夹角的值相等。

进一步地，所述第三安装孔为长条形孔。

进一步地，所述支架的第一端设置有第四安装孔，所述第四安装孔通过紧固件与所述增压器连接。

本实用新型实施例提供的增压器支撑装置包括支架和支撑块，通过将支架设置为斜支撑，使支架所在的平面与增压器的振动方向垂直，从而使得在同样的载荷下受到的应力更小，强度更好；另外，通过将支撑块上的第三安装孔设置为台阶孔，一方面降低了加工难度，另一方面也可以调节第三安装孔与发动机机体或飞轮壳的相对位置，从而消除安装累积误差的影响。

本实用新型另一方面提供一种排气增压系统，包括排气管、增压器和如上所述的增压器支撑装置，所述排气管与所述增压器固定连接，所述增压器固定连接在所述支架上。

本实用新型实施例提供的排气增压系统，增压器支撑装置对增压器进行斜支撑，增压器振动产生的力与增压器支撑装置的支架垂直，使得在同样的载荷下受到的应力更小，强度更好，从而使得该排气增压系统更加稳定。

本实用新型再一方面提供一种发动机，其包括如上所述的排气增压系统。

本实用新型实施例提供的发动机，增压器支撑装置对增压器进行斜支撑，增压器振动产生的力与增压器支撑装置的支架垂直，使得在同样的载荷下受到的应力更小，强度更好，从而使得该排气增压系统更加稳定，从而使发动机也更加稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为现有技术中提供的增压器支撑装置的使用状态示意图；

图2为本实用新型实施例提供的增压器支撑装置的爆炸图；

图3为本实用新型实施例提供的增压器支撑装置的支架的主视图；

图4为图3的侧视图；

图5为本实用新型实施例提供的增压器支撑装置的支撑块的主视图；

图6为图5的俯视图；

图7为图6的A-A剖视图；

图8为本实用新型实施例提供的增压器支撑装置使用状态示意图；

图9为现有技术中的增压器支撑装置的等效模型受力图；

图10为本实用新型实施例提供的增压器支撑装置的等效模型受力图；

图11为本实用新型实施例提供的排气增压系统的结构示意图；

图12为图11的侧视图。

附图标记：

1-排气管；

2-增压器；

31-支架；

311-第二安装孔；

312-第四安装孔；

32-支撑块；

321-第一安装凸台；

322-第一安装孔；

323-第二安装凸台；

324-第三安装孔；

4-L型支架。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

增压器是是发动机上的一个关键的零部件，通过增压器压缩空气，提高发动机的进气密度，从而可以提高发动机的升功率，同时由于发动机的混合燃烧调节得到了改善，提高了燃烧效率，还可以起到节省燃油和降低排放的效果，是现代发动机的一项重要的技术进步。由于增压器的重量较重，而且涡轮壳中流通的是高温废气，工作的时候会产生热膨胀，导致增压器振动，增压器的振动是一个较难解决的问题。

因此，在现有的发动机中通常采用支撑装置对增压器进行支撑和固定，避免增压器剧烈振动而损坏。图1为现有技术中提供的增压器支撑装置的使用状态示意图，参照图1所示，现有技术中提供的增压器支撑装置为一L型支架4，L型支架4包括水平板和垂直板，增压器2通过螺栓与L型支架4的水平板固定连接，L型支架4的垂直板则通过螺栓固定连接在机体或飞轮壳(图中未示出)上，从而实现增压器2的支撑和固定。L型支架4一般采用钣金折弯工艺，有时也会在折弯处焊接加强筋。根据对现有技术中的L型支架4的仿真结果来看，其折弯处往往是最薄弱的区域，很容易产生断裂等故障，而且在使用钣金折弯工艺制作L型支架4的过程中，经常出现折弯半径过小或者折弯工艺不完善的问题，从而造成L型支架4的折弯处存在明显或者内部裂痕，使得L型支架4更容易产生断裂，L型支架4的断裂将对增压器2的支撑产生极为不利的影响。

另一方面，为了改善L型支架4的折弯处较弱的现象，通常采用在折弯处焊接加强筋的方法来增加其强度，但是由于目前焊接工艺不成熟，很容易存在焊接缺陷，无法达到增加折弯处强度的效果。

针对现有技术中的上述缺陷，本实用新型提供一种增压器支撑装置、排气增压系统及发动机，将现有技术中的水平支撑改为斜支撑，使增压器支撑装置与增压器的振动方向垂直，使得增压器支撑装置能够承受更大的载荷，从而使得增压器更加稳定。

应当注意的是，在本实用新型中，水平方向指的是增压器安装时对应的水平面的方向，即图中x方向，垂直方向指的是图中y方向。

下面参考附图并结合具体的实施例来描述本实用新型。

实施例一

图2为本实用新型实施例提供的增压器支撑装置的爆炸图，参照图2所示，本实用新型实施例提供的增压器支撑装置包括用于与增压器2固定连接的支架31和用于与发动机机体或飞轮壳(图中未示出)固定连接的支撑块32，增压器2固定连接在支架31的一端，支架31的另一端与支撑块32连接，支架31所在的平面与增压器2的振动方向垂直。其中，图2中增压器2上的箭头方向即为增压器2的振动方向。

本实用新型实施例提供的增压器支撑装置通过将支架31设置在与增压器2的振动方向垂直的平面，支架31与水平方向成一定角度，即由现有的水平支撑改为斜支撑，由于支架31所在的平面与增压器2的振动方向垂直，使得增压器2的振动力垂直于支架31，这样的设计使得支架31能够承受更大的载荷，从而使本实用新型实施例提供的增压器支撑装置的强度更好。

图3为本实用新型实施例提供的增压器支撑装置的支架的主视图，图4为图3的侧视图，参照图3和图4所示，支架31的一端设置有第四安装孔312，第四安装孔312通过紧固件与增压器2连接，例如，紧固件可以为螺栓。

如图3和图4所示，支架31可以为一平面板状物，例如，可以为矩形板、梯形板等，本实施例中对支架31的具体形状不做限定。

第四安装孔312可以为一个，也可以为多个，只要能够满足支架31和增压器2之间的连接强度要求即可。当第四安装孔312为多个时，例如为2个，可以使多个第四安装孔312均匀分布在支架31的一端，这样可以使得增压器2上的力均匀的传递到支架31上，改善支架31的强度。

应当注意的是，第四安装孔312可以为圆形孔，也可以为方形孔或三角形孔，只要能使支架31和增压器2之间通过第四安装孔312进行固定连接即可，本实施例中对第四安装孔312的形状不做具体限定。

图5为本实用新型实施例提供的增压器支撑装置的支撑块的主视图，图6为图5的俯视图，图7为图6的A-A剖视图，参照图5-7所示，支撑块32包括支撑块主体和位于支撑块主体两端的连接部，支撑块主体与支架固定连接，连接部用于连接发动机机体或飞轮壳。

支撑块32的支撑主体上设置有第一安装凸台321，第一安装凸台321用于与支架31固定连接，从而使支架31固定连接在支撑块32上。第一安装凸台321上开设有第一安装孔322，第一安装孔322的中心轴垂直于支撑主体的长度方向，且第一安装孔的中心轴垂直于支架31所在的平面，第一安装凸台321的端面和支架31贴合。

支架31远离第四安装孔312的一端开设有与第一安装孔322配合设置的第二安装孔311，第一安装孔322和第二安装孔311通过紧固件固定连接。

连接部上设置有第二安装凸台323，第二安装凸台323上开设有第三安装孔324，第三安装孔324的中心轴垂直于支撑主体的长度方向，且第三安装孔324的中心轴与第一安装孔322的中心轴之间具有第一夹角，记为a，第三安装孔324通过紧固件与发动机机体或飞轮壳固定连接。

由于支架31是与增压器2的振动方向垂直的，因此支架31与水平方向不是平行的，而是成一定的角度，而第三安装孔324的中心轴是与水平方向平行的，为了保证支架31和支撑块32之间的连接处没有折弯，必须使第一安装孔322的中心轴与支架31垂直，即第一安装孔322的中心轴与第三安装孔324的中心轴成一角度a，如图7所示。

第一安装凸台321可以为一个，也可以设置为多个，但是需要与第二安装孔311的数量相匹配。当第一安装凸台321为多个，例如为2个时，可以使得支架31上的力均匀地传递至支撑块32上，改善增压器支撑装置的强度。

在一个示例性的实施例中，第一安装凸台321和第二安装孔311均设置为两个，第一安装凸台321间隔设置在支撑块32的支撑主体的中部位置，第二安装孔311间隔设置在支架31上远离第四安装孔312的一端，第二安装孔311的间隔应当与第一安装凸台321之间的间隔保持一致，使得第一安装凸台321与支架31能够顺利连接。

第三安装孔324可以设置为台阶孔，例如，与发动机机体或飞轮壳连接侧采用长条孔，另外一面则采用大圆孔，采用台阶孔的目的是为了降低加工难度，对大圆孔的加工要求不严格，甚至可以不加工，采用长条孔的作用在于调节累积误差，由于在增压器的安装过程中，增压器支撑装置通常都是最后安装的，在安装其他部件时，可能会存在一些误差，当这些误差慢慢累积，则会形成较大的累积误差，使得第三安装孔324与发动机机体或飞轮壳不能对准位置，因此，采用长条孔可以调节第三安装孔与发动机机体或飞轮壳的位置关系，使得支撑块32能顺利与发动机机体或飞轮壳固定连接，消除累积误差的影响。

图8为本实用新型实施例提供的增压器支撑装置使用状态示意图，参照图8所示，本实用新型实施例提供的增压器支撑装置包括支架31和支撑块32，增压器2固定在支架31的一端，支架31的另一端与支撑块32固定连接，支撑块32固定连接在发动机机体或飞轮壳上。支架31与增压器2的振动方向垂直，支撑块32位于垂直方向，其中，增压器2上的箭头方向即为增压器2的振动方向。由于增压器2的振动方向并不是与水平方向垂直的，其与水平方向的夹角为第二夹角，因此，支架31与水平方向成一角度，两者间的夹角记为b，显然，第二夹角等于90°-b，这样设计的目的是为了使增压器2振动产生的力垂直于支架31，从而使得支架31能够承受更大的载荷，强度更好。

另一方面，如前面所述，为了保证支架31和支撑块32之间的连接处没有折弯，必须使第一安装孔322的中心轴与支架31垂直，即第一安装孔322与第三安装孔324的中心轴成一角度a，而为了使第一安装凸台321与支架31垂直，第一安装孔322的中心轴与第三安装孔324的中心轴的夹角应该等于增压器振动方向与增压器2所在的水平方向间的夹角，即第一夹角等于第二夹角，那么a+b＝90°。

下面将通过计算说明本实用新型实施例提供的增压器支撑装置的强度高于L型支架的原因。

图9为为现有技术中的增压器支撑装置的等效模型受力图，参照图9所示，现有技术中的增压器支撑装置为L型支架，增压器2固定在L型支架的水平板的一端，其对增压器2进行水平支撑，由于增压器2的振动方向并不是与水平方向垂直的，因此，增压器2振动产生的力与L型支架的水平方向成一定角度，假定增压器2振动产生的力的大小为F，L型支架的水平板的长度为l，L型支架的厚度为h，L型支架的宽度为B，L型支架的垂直板的长度为Lsinb/cosb，L型支架可以简化为如图9所示的悬臂梁模型，一端为固定支座，另一端为受力悬臂，通过对其进行受力分析，可以得到：

支座处受到的水平方向的力为：F_x＝Fcosb；

支座处收到的垂直方向的力为：F_y＝Fsinb；

折弯处受到的弯矩大小为：

M_max＝l·Fcosb+Fsinb·lsinb/cosb＝Flcosb+Flsin²b/cosb

最大应力σ_1max＝N/2B+M_max/2W_y＝Fcosb/2Bh+(Flcosb+Flsin²b/cosb)/2((1/6)Bh²)＝Fcosb/2Bh+Fl·(sinb·sinb+cosb·cosb)/2cosb((1/6)Bh²)＝Fcosb/2Bh+3Fl/Bh²cosb

图10为本实用新型实施例提供的增压器支撑装置的等效模型受力图，参照图10所示，本实用新型实施例提供的增压器支撑装置包括支架31和支撑块32两部分，支架31与增压器2的振动方向垂直，因此，支架31与水平方向并不是平行的，而是成一定角度，两者间的夹角为b，本实施例中的支架为斜支撑。本实用新型实施例提供的增压器支撑装置可以简化为图10所示的悬臂梁模型，从图10中可以看出，支架31的长度为l/cosb，假定支架31所受的力以及支架的厚度和宽度与L型支架的一样，通过受力分析可以得到：

支架31受到的轴向力为0；

支架31受到的最大弯矩为：M_max＝Fl/cosb；

最大应力为：σ_2max＝N/2B+M_max/2W_y＝0+Fl/(2(1/6)Bh²cosb)＝3Fl/Bh²cosb

显然，在相同的载荷下，σ_1max＞σ_2max，也就是说，在相同的载荷下，本实施例中的支架受到的应力更小，即强度更好，更加稳定，因此，本实施例提供的增压器支撑装置更具有优势。

本实用新型实施例提供的增压器支撑装置包括支架31和支撑块32，通过将支架31设置为斜支撑，使支架31所在的平面与增压器2的振动方向垂直，从而使得在同样的载荷下受到的应力更小，强度更好；另外，通过将支撑块32上的第三安装孔324设置为台阶孔，一方面降低了加工难度，另一方面也可以调节第三安装孔324与发动机机体或飞轮壳的相对位置，从而消除安装累积误差的影响。

实施例二

图11为本实用新型实施例提供的排气增压系统的结构示意图，图12为图11的侧视图，参照图11和图12所示，本实用新型实施例提供的排气增压系统包括排气管1、增压器2以及实施例一中所述的增压器支撑装置，该增压支撑装置包括支架31和支撑块32，其中，排气管1与气缸壁固定连接，增压器2与排气管1固定连接，同时，增压器2与支架31固定连接，支架31与支撑块32固定连接，支撑块32与发动机机体或飞轮壳固定连接。

排气管1一般通过气缸法兰固定连接在气缸壁上，增压器2与排气管1之间也是通过法兰固定连接，支架31与增压器2的连接方式、支架31与支撑块32以及支撑块32与发动机机体或飞轮壳的连接方式已经在实施例一中详细介绍了，在此不再赘述。

本实用新型实施例提供的排气增压系统，增压器支撑装置对增压器2进行斜支撑，增压器2振动产生的力与增压器支撑装置的支架31垂直，使得在同样的载荷下受到的应力更小，强度更好，从而使得该排气增压系统更加稳定。

实施例三

本实施例提供一种发动机，该发动机包括实施例二中所述的排气增压系统。

本实用新型实施例提供的发动机，增压器支撑装置对增压器进行斜支撑，增压器振动产生的力与增压器支撑装置的支架垂直，使得在同样的载荷下受到的应力更小，强度更好，从而使得该排气增压系统更加稳定，从而使发动机也更加稳定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，所使用的术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“顶端”、“底端”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”“轴向”、“周向”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或原件必须具有特定的方位、以特定的构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成为一体；可以是机械连接，也可以是电连接或者可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以使两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种增压器支撑装置，其特征在于，包括用于与增压器固定连接的支架和用于与发动机机体或飞轮壳固定连接的支撑块；

所述增压器固定连接在所述支架的第一端，所述支架的第二端与所述支撑块固定连接，所述支架所在的平面与所述增压器的振动方向垂直。

2.根据权利要求1所述的增压器支撑装置，其特征在于，所述支撑块包括支撑主体和位于所述支撑主体两端的连接部，所述支撑主体与所述支架固定连接，所述连接部用于连接所述发动机机体或飞轮壳。

3.根据权利要求2所述的增压器支撑装置，其特征在于，所述支撑主体上设置有第一安装凸台，所述第一安装凸台内开设有第一安装孔，所述第一安装孔的中心轴垂直于所述支撑主体的长度方向，且所述第一安装孔的中心轴垂直于所述支架所在的平面，所述第一安装凸台的端面和所述支架贴合。

4.根据权利要求3所述的增压器支撑装置，其特征在于，所述支架的第二端开设有与所述第一安装孔配合设置的第二安装孔，所述第一安装孔和所述第二安装孔通过紧固件固定连接。

5.根据权利要求3所述的增压器支撑装置，其特征在于，所述连接部包括第二安装凸台，所述第二安装凸台内开设有第三安装孔，所述第三安装孔的中心轴垂直于所述支撑主体的长度方向，且所述第三安装孔的中心轴与所述第一安装孔的中心轴之间具有第一夹角，所述第三安装孔通过紧固件与所述发动机机体或飞轮壳固定连接。

6.根据权利要求5所述的增压器支撑装置，其特征在于，所述增压器的振动方向与所述增压器所在的水平方向具有第二夹角，所述第一夹角和所述第二夹角的值相等。

7.根据权利要求5所述的增压器支撑装置，其特征在于，所述第三安装孔为长条形孔。

8.根据权利要求1所述的增压器支撑装置，其特征在于，所述支架的第一端设置有第四安装孔，所述第四安装孔通过紧固件与所述增压器连接。

9.一种排气增压系统，其特征在于，包括排气管、增压器和如权利要求1-8任一项所述的增压器支撑装置，所述排气管与所述增压器固定连接，所述增压器固定连接在所述支架上。

10.一种发动机，其特征在于，包括如权利要求9所述的排气增压系统。

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