專利名稱：渦輪增壓器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種渦輪增壓器，尤其是采用永磁懸浮軸承的在無潤滑的條 件下高速運轉的渦輪增壓器。
背景技術：
目前，公知的廢氣渦輪增壓器是由滑動軸承或滾珠軸承支撐定位渦輪轉子
軸，渦輪轉子軸總成處于75(TC左右高溫，轉速可達30萬r/min的高速下高速旋轉， 在高速旋轉時產生摩擦和高溫，因此需要大量的機油來潤滑冷卻軸承系統(tǒng)，摩擦 力加劇了渦輪的反應滯后，當潤滑油中混有雜質和供油不足的情況下，渦輪增壓 器極易損壞。密封系統(tǒng)靠活塞環(huán)來作雙向密封，即封油又封氣。對與發(fā)動機共用 同一油道的汽車內燃機車用增壓器來講，當發(fā)動機曲軸箱廢氣壓力高、進氣阻力 大、怠速時間長、回油不暢的情況下，增壓器產生漏油，即浪費資源，又污染環(huán) 境。在廢氣壓力較高時，廢氣通過密封環(huán)的間隙回油道進入曲軸箱，造成潤滑油 污染。增壓器損壞后，嚴重影響設備運行，甚至造成發(fā)動機報廢；增Ui器更換時 必須更換機汕、機油濾芯、潔洗油底売、清洗潤滑油路。增壓器工作中需要大量 的機油冷卻潤滑，分流、降低了主機潤滑系統(tǒng)壓力；啟動時必須怠速預潤滑；只 能進汕孔朝上進排氣口于地面平行安裝。目前，國外也出現了電磁懸浮軸承廢氣 渦輪增壓器技術，其制造成本高、價格昂貴、體積龐大、結構復雜。 發(fā)明內容
為了克服現有渦輪增壓器易損和漏油及污染的不足，克服國外電磁懸浮軸 承廢氣渦輪增壓器價格昂貴、體積龐大、結構復雜的缺點。本實用新型提供了一 種無摩擦的利用永磁磁環(huán)實現渦輪轉子軸懸浮的渦輪增壓器，該渦輪增壓器不僅 能解決易損、漏油和污染的問題、還減少了渦輪的反應滯后，而且可以任意安裝， 不受安裝位置和方向的限制；即使損壞，除動力下降外也不會對發(fā)動機造成大的 影響。
本實用新型是通過如下技術措施實現的 一種渦輪增壓器，它包括渦輪轉子 軸總成、中間體、壓殼、與壓殼固定連接或一體制出的擴壓板，在所述渦輪轉子 軸總成上，渦輪和壓氣葉輪之間至少安裝有一組相互配合的永磁磁環(huán)，所述的永
4磁磁環(huán)包括永磁動磁環(huán)和永磁靜磁環(huán)，所述永磁動磁環(huán)和永磁靜磁環(huán)配合使渦輪 轉子軸總成的轉子軸懸浮。
上述的相互配合的永磁磁環(huán)包括三組永磁磁環(huán)，其中兩組永磁磁環(huán)包括n個 永磁靜磁環(huán)和m永磁動磁環(huán)，其中，n^l， m^l,該兩組永磁磁環(huán)分別位于渦輪轉 子軸上的渦輪端和壓氣葉輪端，所述永磁靜磁環(huán)裝于永磁動磁環(huán)外圍或其端部兩 側且兩者之間有間隙，所述永磁動磁環(huán)固定安裝在渦輪轉子軸上，所述永磁靜磁 環(huán)固定安裝在中間體內壁上；另外一組永磁磁環(huán)位于擴壓板和渦輪轉子軸總成之 間或位于所述的兩組相同的永磁磁環(huán)之間，它包括a個永磁靜磁環(huán)和b永磁動磁 環(huán)，其中，a》1， b》l，所述永磁動磁環(huán)固定安裝在在轉子軸上，所述永磁靜磁 環(huán)固定安裝在擴壓板上或中間體上，所述永磁靜磁環(huán)和永磁動磁環(huán)沿著轉子軸的 軸向間隔排列，相鄰永磁磁環(huán)之間有間隙。
上述的相互配合的永磁磁環(huán)包括至少一組軸向極性永磁磁環(huán)，所述的該組軸 向極性永磁磁環(huán)包括n個永磁靜磁環(huán)和m個永磁動磁環(huán)，其中，n》l，m^1，所述永 磁動磁環(huán)固定安裝在渦輪轉子軸總成的轉子軸上，所述永磁靜磁環(huán)固定安裝在中 間體內壁上，所述永磁靜磁環(huán)和永磁動磁環(huán)沿著渦輪轉子軸總成的軸向間隔排 列，相鄰永磁磁環(huán)之間有間隙，且永磁動磁環(huán)在永磁靜磁環(huán)的吸力下處于懸浮狀 態(tài)，所述轉子軸上的壓氣葉輪端外側或內側安裝有機械軸承。
上述的相互配合的永磁磁環(huán)包括至少--鄰徑向極性永磁磁環(huán)，所述的--組徑 向極性永磁磁環(huán)包括至少一個永磁動磁環(huán)和至少一個永磁靜磁環(huán)，所述永磁靜磁 環(huán)裝十永磁動磁環(huán)外側且兩者之間冇間隙，且永磁靜磁環(huán)和永磁動磁環(huán)的相鄰磁 極相斥，所述永磁靜磁環(huán)同定安裝在中間體內壁上，永磁動磁環(huán)固定安裝在轉子 軸上，轉子軸上的壓氣葉輪端外側或內側安裝有機械軸承。
上述機械軸承設置有潤滑系統(tǒng)，所述潤滑系統(tǒng)包括與軸承殼外端連接的集油 帽，軸承殼內的軸承與集油帽之間安裝有導油裝置，所述軸承殼、集油帽、導油 罩之間構成潤滑油道。
上述的相互配合的永磁磁環(huán)包括兩組徑向極性永磁磁環(huán)和一組軸向極性永 磁磁環(huán)，兩組徑向極性永磁磁環(huán)分別位于轉子軸的渦輪端和壓氣葉輪內端，所述 軸向極性永磁磁環(huán)位于兩組徑向極性永磁磁環(huán)之間；所述兩組徑向極性永磁磁環(huán) 中的每組包括至少一個永磁動磁環(huán)和至少一個永磁靜磁環(huán)，所述永磁靜磁環(huán)裝于 永磁動磁環(huán)外側且兩者之間有間隙，且永磁靜磁環(huán)和永磁動磁環(huán)的相鄰磁極相 斥，所述永磁靜磁環(huán)固定安裝在中間體內壁上，永磁動磁環(huán)固定安裝在渦輪轉子 軸總成上；所述的軸向極性永磁磁環(huán)包括至少一個永磁靜磁環(huán)和至少一個永磁動 磁環(huán)，所述永磁靜磁環(huán)套裝于永磁動磁環(huán)外側且兩者之間有間隙，所述永磁靜磁
5環(huán)和永磁動磁環(huán)的相鄰磁極相吸，所述永磁動磁環(huán)固定安裝在在轉子軸上，所述 永磁靜磁環(huán)固定安裝在中間體內壁上。
上述的相互配合的永磁磁環(huán)包括三組軸向極性永磁磁環(huán)，其中兩組軸向極性 永磁磁環(huán)包括永磁靜磁環(huán)和永磁動磁環(huán)，分別位于渦輪轉子軸上的渦輪端和壓氣
葉輪端，它包括n個永磁靜磁環(huán)和m永磁動磁環(huán)，其中，n》1， m》l，所述永磁靜 磁環(huán)裝于永磁動磁環(huán)外側且兩者之間有間隙，所述永磁動磁環(huán)固定安裝在渦輪轉 子軸上，所述永磁靜磁環(huán)固定安裝在中間體內壁上；另外一組軸向極性永磁磁環(huán) 位于擴壓板和渦輪轉子軸總成之間或位于所述的兩組相同的軸向極性永磁磁環(huán) 之間，它包括a個永磁靜磁環(huán)和b永磁動磁環(huán)，其中，a^1， b^l，所述永磁動磁 環(huán)固定安裝在在轉子軸上，所述永磁靜磁環(huán)固定安裝在擴壓板上或中間體上，所 述永磁靜磁環(huán)和永磁動磁環(huán)沿著轉子軸的軸向間隔排列，相鄰永磁磁環(huán)之間有間 隙，且永磁動磁環(huán)在永磁靜磁環(huán)的作用力下處于懸浮狀態(tài)。
上述永磁動磁環(huán)和/或永磁靜磁環(huán)為由多個磁環(huán)套裝連接構成，相鄰套裝的 磁環(huán)之間設置有隔磁套。隔磁套的作用在于，使其形成多個磁場，提高磁軸承剛 度，增強懸浮效果。
上述的永磁動磁環(huán)外周設置有防裂套。
上述的中問休內軸承腔的渦輪端設置有空氣冷卻通道。
上述的軸向極性永磁動磁環(huán)固定安裝在非導磁軸套上，非導磁軸套固定安裝 在轉子軸上；軸向極性永磁靜磁環(huán)固定安裝在非3磁套上，非導磁套固定安裝在 中問體內壁上。
上述的相互配合的永磁磁環(huán)包括兩組軸向或徑向極性永磁磁環(huán)，兩組軸向或 徑向永磁磁環(huán)分別位于轉子軸的渦輪端和壓氣葉輪內端，所述兩組軸向或徑向極 性永磁磁環(huán)中的每組包括一個永磁動磁環(huán)和兩個永磁靜磁環(huán)，所述其中 一個永磁 靜磁環(huán)位于永磁動磁環(huán)的內側并與永磁動磁環(huán)軸向排列，另一個永磁靜磁環(huán)套裝 于永磁動磁環(huán)外側，且三者之間有間隙，永磁靜磁環(huán)和永磁動磁環(huán)的相鄰磁極相 斥，所述永磁靜磁環(huán)固定安裝在中間體內壁上，永磁動磁環(huán)固定安裝在渦輪轉子 軸總成上。永磁動磁環(huán)在永磁靜磁環(huán)的斥力下產生懸浮，即能軸向定位又能徑向 定位。
本方案的有益效果可根據對上述方案的敘述得知，由于在增壓器轉子軸上裝 有軸向極性和/徑向極性永磁動磁環(huán)，于其對應的中間體上裝有永磁軸向極性和/ 或徑向極性永磁靜磁環(huán)，利用磁性同極相斥、異極相吸的特性，使動磁環(huán)連同渦 輪轉子軸懸浮于靜磁環(huán)的中間。當增壓器工作時，渦輪轉子軸在旋轉的向心力的 作用下沿磁環(huán)中心旋轉，使磁環(huán)起到軸承的作用，實現無摩擦運轉，提高了渦輪增壓器的效率，提高了渦輪響應性，而且可以在渦輪轉子軸總成的壓氣葉輪端可 選擇地安裝機械軸承這樣可以更好地徑向和軸向的支撐；永磁懸浮軸承理論上壽 命是無限的，不存在潤滑和密封問題，也就不存在增壓器的易損、漏油和污染。 即使增壓器損壞，除動力下降外也不會對發(fā)動機造成大的影響。隨著科技的發(fā)展， 技術的提高，新材料的應用，耐高溫強磁材料的出現，渦輪增壓器易損、漏油和 污染的問題才能夠得以解決。
為防止磁環(huán)磁性的熱衰減，防止密封環(huán)、渦輪轉子軸總成熱變形，使磁環(huán)、 密封環(huán)、渦輪轉子軸總成維持在工作溫度，迸氣口與中間體內腔之間設置有冷卻 通道，在永磁磁環(huán)腔內設有空氣冷卻，靠慣性來自進氣口的空氣或壓縮空氣進入 軸承腔，通過磁環(huán)的氣隙流動，氣流經過導流套吹向渦輪轉子軸總成的渦輪端根 部，對密封環(huán)、渦輪轉子軸冷卻。當然也可利用現有的進回油孔在中間體上渦輪 端設有與永磁磁環(huán)腔隔開的液體冷卻道，增壓器工作時，流體進入冷卻道，帶走 了渦輪殼的傳導熱和隔熱罩的輻射熱，使密封環(huán)、永磁靜磁環(huán)冷卻。具體可以通 過如下方式實現1、擴壓板與渦輪轉子軸總成間有通風間隙，渦輪轉子軸渦輪 端與中間體間設置有密封環(huán)，壓縮空氣經冷卻通道直聯或通過導管將進氣口和中 間體內腔連通；2、進氣口分別通過進風導管、出風導管將壓氣葉輪腔和中間體
內腔連通，構成冷卻循環(huán)風道，渦輪轉了-軸總成的兩端安裝有密封環(huán)，將中問體 內腔與壓殼流道、渦輪腔隔開獨立。
木實用新型的有益效果是，徹底解決廢氣渦輪增壓器易損、漏油和污染的問 題，提高效率，提高渦輪響應性。結構簡單，無機械摩擦，無需潤滑，抗震性強，
安今可靠；更換增壓器時無須換油、清洗；不影響主機潤滑系統(tǒng)壓力，任意安裝；
無須怠速預潤滑。


圖l、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、圖ll、圖12、圖 13均為本實用新型具體實施方式
的結構示意圖。
圖8、 9、 10、 11、 12、 13為擴壓板和中間體為分體結構時，渦輪中間體總成 的結構示意圖。
圖中，1.永磁動磁環(huán)，2.永磁靜磁環(huán)，3.永磁動磁環(huán)，4.永磁靜磁環(huán)， 5.渦輪轉子軸總成，6.中間體，7.非導磁套，8.擴壓板，9.渦輪殼，IO.壓殼， ll.密封環(huán)，12.隔熱罩，13.冷卻通道，14.導風板，15.軸承殼，16、冷卻道， 17、壓氣葉輪，18、進氣口， 19、非導磁軸套，20、防裂套，21、進風通道，22、 出風通道，23、集油帽，24、導油罩，25、機械軸承，26、隔磁套，27、導磁套。
具體實施方式
為能清楚說明本方案的技術特點，下面通過實施例，并結合其附圖，對本方 案進行闡述。 實施例l:
一種渦輪增壓器，如附圖1所示，它包括渦輪轉子軸總成5、中間體6、壓氣
葉輪17、渦輪殼9、壓殼IO、進氣口18、與壓殼1一體制出的擴壓板8，渦輪轉子 軸總成5包括轉子軸、安裝在轉子軸上的渦輪和壓氣葉輪17，在所述渦輪轉子軸 總成5上，渦輪和壓氣葉輪17之間安裝有一組相互配合的永磁磁環(huán)，所述的永磁 磁環(huán)包括兩個永磁動磁環(huán)和兩個永磁靜磁環(huán)，兩個永磁動磁環(huán)l相鄰布置，兩者 軸向之間安裝有導磁套27，使兩個永磁動磁環(huán)定位于非導磁套上，永磁動磁環(huán)的 兩端分別設置有一個永磁靜磁環(huán)，永磁動磁環(huán)和永磁靜磁環(huán)之間有間隙且相鄰磁 極相反，呈吸力使渦輪轉子軸總成5懸浮。所述永磁動磁環(huán)l固定安裝在非導磁軸 套19上，非導磁軸套19固定套裝在渦輪轉子軸總成5上，所述永磁靜磁環(huán)2固定安 裝在非導磁套7上，非導磁套7固定安裝有中間體6內壁上，當中間體為非導磁材 料制造時，非導磁套可以為中間體的一部分，即不單獨設置有非導磁套這一部件， 所述永磁靜磁環(huán)2和永磁動磁環(huán)1沿著渦輪轉子軸總成5的軸向間隔排列，渦輪轉 子軸總成5的壓氣葉輪17端外側安裝有機械軸承。所述機械軸承即承受渦輪轉子 軸總成5的徑向和/或軸向負載，機械軸承固定于帶軸承殼15的壓殼10的進氣口18 中心，機械軸承置于常溫環(huán)境屮，軸承旋轉摩擦的熱量被氣流帶走，機械軸承內 設置有潤滑系統(tǒng)，所述潤滑系統(tǒng)包括與軸承殼15外端連接的集油帽23，軸承殼15 內的軸承與集油帽23之間安裝有導油罩24，所述軸承殼15、集油帽23、導油罩24 之間構成潤滑油道，所述轉子軸和軸承殼之間設置有磁流體密封或機械密封，密 封方式完全可以通過現有技術實現，其中磁流體同時還起到了潤滑的作用。渦輪 轉子軸總成5高速旋轉時，在向心力的作用下永磁動磁環(huán)1沿永磁靜磁環(huán)2中心旋 轉，使永磁磁環(huán)起到軸承的作用，實現無摩擦運轉。
為了減少磁環(huán)磁性的熱衰減和密封環(huán)、渦輪轉子軸總成5的熱變形，進氣口 18與中間體6內腔之間設置有冷卻通道13,冷卻通道13設置在中間體6本體和壓殼 IO內，冷卻通道13直聯進氣口18，且冷卻通道13和中間體6內腔連通，永磁靜磁 環(huán)2外端與中間體6之間設置有導風板14，這樣壓殼10的進氣口18、擴壓板8與壓 氣葉輪17之間的間隙、中間體6內腔、永磁磁環(huán)間間隙、永磁磁環(huán)與導風板14之 間的間隙、及出風導管構成空氣冷卻通道13;該實施例中的增壓器工作時，部分 壓縮空氣進入軸承腔，冷卻磁環(huán)及密封環(huán)、轉子軸，冷卻后的空氣經冷卻通道13 流回進氣口 18或經過冷卻通道后直接排入大氣中。當然也可以利用現有的進回油 孔在中間體上渦輪端設有與永磁磁環(huán)腔隔開的液體冷卻道16，增壓器工作時，流
8體進入冷卻道16，帶走了渦輪殼的傳導熱和隔熱罩的輻射熱，使密封環(huán)、靜磁環(huán) 冷卻。
渦輪轉子軸總成5渦輪的另一端裝有壓氣葉輪17，中間體6渦輪端設有隔熱罩 12、渦輪殼9，另一端與擴壓板8連為一體，擴壓板8與帶軸承殼15的壓殼10連接。
為了防止永磁磁環(huán)在高速旋轉中受到離心力的作用導致磁環(huán)斷裂，可以在永 磁動磁環(huán)外周設置有防裂套20。
實施例2:
如圖2所示，本實施例與實施l的不同之處主要在于，在渦輪和壓氣葉輪17 之間安裝的一組相互配合的永磁磁環(huán)為軸向極性永磁磁環(huán)，它包括一個永磁動磁 環(huán)1和兩個永磁靜磁環(huán)2，永磁動磁環(huán)1的兩側分別設置有一個永磁靜磁環(huán)2，永磁 動磁環(huán)1和永磁靜磁環(huán)2配合使渦輪轉子軸總成5的渦輪端懸浮。其冷卻方式的具 體結構有所不同，主要在于，冷卻通道13是通過導氣管使進入到渦端軸承腔的壓 縮空氣流回進氣口。
實施例3:
如圖3所不，本實施例與實施l的不同之處主要在于，在渦輪和壓氣葉輪17 之間安裝的一組相互配合的永磁磁環(huán)為軸向極性永磁磁環(huán)，它包括兩個永磁動磁 環(huán)1和一個永磁靜磁環(huán)2，永磁動磁環(huán)1位于永磁靜磁環(huán)2的兩側，并沿著轉子軸軸 向排列。
實施例4:
如圖4所小，木實施例^實施1的不同之處主要在于，在渦輪和壓氣葉輪17 之間安裝的一組相互配合的永磁磁環(huán)為軸向極性永磁磁環(huán)，它包括四個永磁動磁 環(huán)1和四個永磁靜磁環(huán)2，永磁動磁環(huán)徑向由兩個套裝構成，套裝的永磁動磁環(huán)之 間設置有隔磁套26，其相鄰、相近極性相吸，由兩個套裝構成的永磁動磁環(huán)通過 隔磁套隔開并軸向安裝有由兩個套裝構成的永磁動磁環(huán)，永磁靜磁環(huán)2也有兩個 套裝構成，兩個套裝的永磁靜磁環(huán)之間設置有隔磁套，套裝的永磁靜磁環(huán)的相鄰 相近極性相吸，套裝的永磁靜磁環(huán)2分別位于永磁動磁環(huán)1的兩側，永磁動磁環(huán)和 永磁靜磁環(huán)之間有間隙，永磁動磁環(huán)1和永磁靜磁環(huán)2的相鄰相近極性相吸。
實施例5:
如圖5、圖6所示，本實施例與實施l的不同之處主要在于，在渦輪和壓氣葉 輪17之間安裝的一組相互配合的永磁磁環(huán)為徑向極性永磁磁環(huán)，它包括一個永磁 動磁環(huán)3和一個永磁靜磁環(huán)4，永磁靜磁環(huán)4套裝在永磁靜磁環(huán)的外部，其相鄰磁 極相斥。永磁動磁環(huán)3和永磁靜磁環(huán)4可以端面齊平，如圖5所示，也可以稍微錯 開安裝，如圖6所示。實施例6:
如圖7所示，本實施例與實施l的不同之處主要在于，中間體和擴壓板為分體 并通過螺釘等現有技術固定連接的，在渦輪和壓氣葉輪17之間安裝的相互配合的 永磁磁環(huán)包括兩組徑向極性永磁磁環(huán)和一組軸向極性永磁磁環(huán)，兩組徑向極性永 磁磁環(huán)分別為壓氣葉輪和渦輪之間的轉子軸兩端，單組徑向極性永磁磁環(huán)包括一
個永磁靜磁環(huán)4和一個永磁動磁環(huán)3，永磁靜磁環(huán)套裝在永磁動磁環(huán)外，其相鄰磁
極相斥。軸向極性永磁磁環(huán)位于兩者徑向極性永磁磁環(huán)之間，它包括一個永磁動
磁環(huán)3和一個永磁靜磁環(huán)4，永磁靜磁環(huán)套裝在永磁動磁環(huán)外，其相同磁極相吸。 該實施例中的冷卻通道13采用的是通過兩個導管將進氣口 18和中間體6內腔 連通、分別形成進風通道21和出風通道22，進風通道21、出風通道22及軸承間的 間隙構成循環(huán)的冷卻通道13?？繎T性來自進氣口的空氣或壓縮空氣進入軸承腔， 通過磁環(huán)的氣隙流動，對磁環(huán)尤其是動磁環(huán)進行冷卻，氣流經過導流套吹向渦輪 轉子軸總成的渦輪端根部，對密封環(huán)、渦輪轉子軸總成冷卻。 實施例7:
如圖8所示，本實施例與實施6的不同之處主要在于，在渦輪和壓氣葉輪17 之間安裝的相互配合的永磁磁環(huán)包括三組軸向極性永磁磁環(huán)，其中兩組是相同 的，每組分別由- -個永磁靜磁環(huán)2和--個永磁動磁環(huán)l套裝構成，永磁動磁環(huán)l通 過非導磁軸套L古I定安裝在轉子軸上，永磁靜磁環(huán)2通過非導磁套固定安裝在中間 體內壁匕套裝的永磁動磁環(huán)和永磁靜磁環(huán)之問設置有間隙；另外一組軸向極 性永磁磁環(huán)包括軸向安裝的L -個永磁動磁環(huán)1和兩個永磁靜磁環(huán)2，永磁靜磁環(huán)分 別位于永磁動磁環(huán)的兩側，永磁動磁環(huán)和永磁靜磁環(huán)的相鄰磁極相斥，該組的永 磁動磁環(huán)nj以通過非導磁軸套固定在轉子軸上，也可以之間固定在非導磁材料制
造的壓氣葉輪軸背部凸出部位上，其作用為推力永磁軸承的作用，該組永磁磁環(huán) 位于壓氣葉輪的內側，兩組相同的永磁磁環(huán)分別位于轉子軸上的推力永磁軸承的 永磁磁環(huán)的內側和轉子上的渦輪內側。 實施例8:
如圖9所示，本實施例與實施l的不同之處主要在于，中間體和壓板為分體并 通過螺釘等現有技術固定連接的，在渦輪和壓氣葉輪17之間安裝的相互配合的永 磁磁環(huán)包括三組軸向極性永磁磁環(huán)，其中兩組是相同的，每組分別由四個永磁靜 磁環(huán)2和兩個永磁動磁環(huán)1套裝構成，永磁靜磁環(huán)位于永磁動磁環(huán)兩端且兩者之間
有間隙，每側的永磁靜磁環(huán)由兩個套裝構成，兩個磁環(huán)內外之間設置有隔磁套， 其相鄰相近磁極相吸，位于中間的永磁動磁環(huán)也由兩個套裝構成，兩個磁環(huán)內外 之間也設置有隔磁套相鄰相近磁極相吸。永磁動磁環(huán)和永磁靜磁環(huán)的相鄰相近磁
10極相吸；另外一組軸向極性永磁磁環(huán)包括軸向安裝的永磁動磁環(huán)l和永磁靜磁環(huán) 2，永磁靜磁環(huán)套裝在永磁動磁環(huán)外，永磁動磁環(huán)和永磁靜磁環(huán)的相鄰磁極相吸， 且兩者之間有間隙，永磁動磁環(huán)由三個軸向排列組成，其相鄰相近磁極相吸，相 鄰兩個永磁動磁環(huán)軸向之間設置有隔磁套，對應的永磁靜磁環(huán)由三個軸向排列組 成，其相鄰相近磁極相吸，相鄰的永磁靜磁環(huán)軸向之間設置有隔磁套。該組的永 磁動磁環(huán)可以通過非導磁軸套固定在轉子軸上，也可以之間固定在非導磁材料制 造的壓氣葉輪背部凸出部位上，其作用為推力軸承的作用，該組永磁磁環(huán)位于壓 氣葉輪的內側，或為于兩組相同的永磁磁環(huán)之間，兩組相同的永磁磁環(huán)分別位于 轉子軸上渦輪端和壓氣輪端。 實施例9:
本實施例與其它實施例的不同在于，如圖IO、圖11所示，永磁動磁環(huán)和永磁 靜磁環(huán)均為長圓柱狀，永磁靜磁環(huán)套裝在永磁動磁環(huán)外且兩者之間有間隙，永磁 動磁環(huán)長度大于永磁靜磁環(huán)，永磁靜磁環(huán)安裝定位在中間體上，永磁動磁環(huán)安裝 定位在壓氣葉輪和渦輪之間的轉子軸上，永磁動磁環(huán)的長度與中間體內的壓氣葉 輪和渦輪之間的轉子軸的長度相配合，永磁動磁環(huán)和永磁靜磁環(huán)的相鄰或相同磁 極相斥。
實施例10:
如圖12、 13所不，木實施例與實施l的不問之處+:要在于，屮間體和壓板為 分體并通過螺釘等現有技術同定連接的，相互配合的永磁磁環(huán)包括兩組軸向或徑 向極性永磁磁環(huán)，兩組軸向或徑向永磁磁環(huán)分別位于轉了軸的渦輪端和壓氣葉輪 內端，所述兩組軸向或徑向極性永磁磁環(huán)中的每組包括一個永磁動磁環(huán)和兩個永 磁靜磁環(huán)，所述Jt.屮 一個永磁靜磁環(huán)位于永磁動磁環(huán)的內側并與永磁動磁環(huán)軸向 排列，另一個永磁靜磁環(huán)套裝于永磁動磁環(huán)外側，且三者之間有間隙，永磁靜磁 環(huán)和永磁動磁環(huán)的相鄰磁極相斥，永磁動磁環(huán)在永磁靜磁環(huán)的斥力下產生懸浮， 即能軸向定位又能徑向定位，所述永磁靜磁環(huán)固定安裝在中間體內壁上，永磁動 磁環(huán)固定安裝在渦輪轉子軸總成上。
本實用新型中永磁磁環(huán)的安裝布置不限于上述實施例1 10中的結構方式， 軸向極性永磁磁環(huán)和徑向極性永磁磁環(huán)可以根據裝配需要選擇使用，主要是利用 磁性同極相斥、異極相吸的原理，使動磁環(huán)連同渦輪轉子軸懸浮于靜磁環(huán)的中間。 當增壓器工作時，渦輪轉子軸在旋轉的向心力的作用下沿磁環(huán)中心旋轉，使磁環(huán) 起到軸承的作用，實現無摩擦運轉，提高了渦輪增壓器的效率，提高了渦輪響應 性；而且永磁懸浮軸承理論上壽命是無限的，不存在潤滑和密封問題，也就不存
在增壓器的易損、漏油和污染。即使增壓器損壞，除了動力下降外也不會對發(fā)動機造成火的影響。隨著科技的發(fā)展，技術的提高，新材料的應用，耐高溫強磁材 料的出現，渦輪增壓器易損、漏油和污染的問題能夠得到更加徹底的解決。
其中，實施例l、 2和實施例6中的冷卻方式可以交替，而且可以應用于實施
例3、 4、 5、 7、 8、 9、 10中。
實施例1 10中的軸向極性永磁動磁環(huán)通過非導磁軸套固定在轉子軸上，當 轉子軸為非導磁材料如鋁等材料制造時，非導磁軸套可以省略，或與轉子軸一體 制出，同理，中間體為非導磁材料制造時，永磁靜磁環(huán)也可以直接安裝固定在中 間體內壁上，省略非導磁套，簡化結構。
本實用新型未經描述的技術特征可以通過現有技術實現，在此不再贅述。當 然，上述說明并非是對本實用新型的限制，本實用新型也并不僅限于上述舉例， 本技術領域的普通技術人員在本實用新型的實質范圍內所做出的變化、改型、添 加或替換，也應屬于本實用新型的保護范圍。
1權利要求1、一種渦輪增壓器，它包括渦輪轉子軸總成、中間體、壓殼、與壓殼固定連接或一體制出的擴壓板，其特征是在所述渦輪轉子軸總成上，渦輪和壓氣葉輪之間至少安裝有一組相互配合的永磁磁環(huán)，所述的永磁磁環(huán)包括至少一個永磁動磁環(huán)和至少一個永磁靜磁環(huán)，所述永磁動磁環(huán)和永磁靜磁環(huán)配合使渦輪轉子軸總成的轉子軸懸浮。
2、 根據權利要求l所述的渦輪增壓器，其特征是，所述的相互配合的永磁磁 環(huán)包括三組永磁磁環(huán)，其中兩組永磁磁環(huán)包括n個永磁靜磁環(huán)和m永磁動磁環(huán)，其 中，n^1， m^l，該兩組永磁磁環(huán)分別位于渦輪轉子軸上的渦輪端和壓氣葉輪端， 所述永磁靜磁環(huán)裝于永磁動磁環(huán)外圍或其端部兩側且兩者之間有間隙，所述永磁 動磁環(huán)固定安裝在渦輪轉子軸上，所述永磁靜磁環(huán)固定安裝在中間體內壁上；另 外一組永磁磁環(huán)位于擴壓板和渦輪轉子軸總成之間或位于所述的兩組相同的永 磁磁環(huán)之間，它包括a個永磁靜磁環(huán)和b永磁動磁環(huán)，所述相鄰永磁磁環(huán)之間有間 隙，其中，a》1， b》l，所述永磁動磁環(huán)固定安裝在在轉子軸上，所述永磁靜磁 環(huán)固定安裝在擴壓板上或中間體h。
3、 根據權利要求l所述的渦輪增壓器，！L:特征是，所述的相互配合的永磁磁 環(huán)包括f少一組軸向極性永磁磁環(huán)，所述的該組軸向極性永磁磁環(huán)包括n個永磁 靜磁環(huán)和m個永磁動磁環(huán)，jl、:屮，nS5l，m》1，所述永磁動磁環(huán)固定安裝在渦輪轉 子軸總成的轉T軸上，所述永磁靜磁環(huán)固定安裝在中間體內壁上，所述永磁靜磁 環(huán)和永磁動磁環(huán)沿著渦輪轉了軸總成的軸向間隔排列，相鄰永磁磁環(huán)之間有間 隙，永磁動磁環(huán)在永磁靜磁環(huán)的吸力下處于懸浮狀態(tài)，所述轉子軸上的壓氣葉輪 端外側或內側安裝有機械軸承。
4、 根據權利要求l所述的渦輪增壓器，其特征是，所述的相互配合的永磁磁 環(huán)包括至少一組徑向極性永磁磁環(huán)，所述的一組徑向極性永磁磁環(huán)包括至少一個 永磁動磁環(huán)和至少一個永磁靜磁環(huán)，所述永磁靜磁環(huán)裝于永磁動磁環(huán)外側且兩者 之間有間隙，且永磁靜磁環(huán)和永磁動磁環(huán)的相鄰磁極相斥，所述永磁靜磁環(huán)固定 安裝在中間體內壁上，永磁動磁環(huán)固定安裝在轉子軸上，轉子軸上的壓氣葉輪端 外側或內側安裝有機械軸承。
5、 根據權利要求3或4所述的渦輪增壓器，其特征是，所述機械軸承設置有 潤滑系統(tǒng)，所述潤滑系統(tǒng)包括與軸承殼外端連接的集油帽，軸承殼內的軸承與集 油帽之間安裝有導油裝置，所述軸承殼、集油帽、導油罩之間構成潤滑油道。
6、 根據權利要求1或2所述的渦輪增壓器，其特征是，所述的相互配合的永 磁磁環(huán)包括兩組徑向極性永磁磁環(huán)和一組軸向極性永磁磁環(huán)，兩組徑向極性 永磁磁環(huán)分別位于轉子軸的渦輪端和壓氣葉輪內端，所述軸向極性永磁磁環(huán)位于 兩組徑向極性永磁磁環(huán)之間；所述兩組徑向極性永磁磁環(huán)中的每組包括至少一個 永磁動磁環(huán)和至少一個永磁靜磁環(huán)，所述永磁靜磁環(huán)裝于永磁動磁環(huán)外側且兩者 之間有間隙，且永磁靜磁環(huán)和永磁動磁環(huán)的相鄰磁極相斥，所述永磁靜磁環(huán)固定 安裝在中間體內壁上，永磁動磁環(huán)固定安裝在渦輪轉子軸總成上；所述的軸向極 性永磁磁環(huán)包括至少一個永磁靜磁環(huán)和至少一個永磁動磁環(huán)，所述永磁靜磁環(huán)套 裝于永磁動磁環(huán)外側且兩者之間有間隙，所述永磁靜磁環(huán)和永磁動磁環(huán)的相鄰磁 極相吸，所述永磁動磁環(huán)固定安裝在轉子軸上，所述永磁靜磁環(huán)固定安裝在中間 體內壁上。
7、 根據權利要求1或2所述的渦輪增壓器，其特征是，所述的相互配合的永 磁磁環(huán)包括三組軸向極性永磁磁環(huán)，其中兩組軸向極性永磁磁環(huán)包括永磁靜磁環(huán) 和永磁動磁環(huán)，分別位于渦輪轉子軸上的渦輪端和壓氣葉輪端，它包括n個永磁 靜磁環(huán)和m永磁動磁環(huán)，其中，n》1， m》l，所述永磁靜磁環(huán)裝于永磁動磁環(huán)外側 且兩者之間有問隙，所述永磁動磁環(huán)同定安裝在渦輪轉子軸上，所述永磁靜磁環(huán) 固定安裝在中間體內嗜l:;另外- -組軸向極性永磁磁環(huán)位于擴壓板和渦輪轉子軸 總成之間或位于所述的兩組相同的軸向極性永磁磁環(huán)之間，它包括a個永磁靜磁 環(huán)和b永磁動磁環(huán)，其中，a》1， b》l，所述永磁動磁環(huán)固定安裝在在轉子軸上， 所述永磁靜磁環(huán)固定安裝在擴壓板上或中間體一匕所述永磁靜磁環(huán)和永磁動磁環(huán) 沿著轉子軸的軸向問隔排列，相鄰永磁磁環(huán)之間有間隙，且永磁動磁環(huán)在永磁靜 磁環(huán)的作用力下處于懸浮狀態(tài)。
8、 根據權利要求1或2或3或4所述的渦輪增壓器，其特征是，所述永磁動磁 環(huán)和/或永磁靜磁環(huán)為由多個磁環(huán)套裝連接構成，相鄰套裝的磁環(huán)之間設置有隔fe套。
9、 根據權利要求1或2或3或4所述的渦輪增壓器，其特征是，所述的永磁動 磁環(huán)外周設置有防裂套。
10、 根據權利要求1或2或3或4所述的渦輪增壓器，其特征是，所述的中間體 內軸承腔的渦輪端設置有空氣冷卻通道。
11、 根據權利要求1或2或3或4所述的渦輪增壓器，其特征是，所述的軸向極 性永磁動磁環(huán)固定安裝在非導磁軸套上，非導磁軸套固定安裝在轉子軸上；軸向 極性永磁靜磁環(huán)固定安裝在非導磁套上，非導磁套固定安裝在中間體內壁上。
專利摘要一種渦輪增壓器，其技術方案為它包括渦輪轉子軸總成、中間體、壓殼、與壓殼固定連接或一體制出的擴壓板，在所述渦輪轉子軸總成上，渦輪和壓氣葉輪之間至少安裝有一組相互配合的永磁磁環(huán)，所述的永磁磁環(huán)包括至少一個永磁動磁環(huán)和至少一個永磁靜磁環(huán)，所述永磁動磁環(huán)和永磁靜磁環(huán)配合使渦輪轉子軸總成的轉子軸懸浮。本實用新型提供了一種無摩擦的利用永磁磁環(huán)實現渦輪轉子軸懸浮的渦輪增壓器，該渦輪增壓器不僅能解決易損、漏油和污染的問題、減少渦輪的反應滯后，即使損壞，除動力下降外也不會對發(fā)動機造成大的影響。本實用新型克服了現有渦輪增壓器易損和漏油及污染的問題，克服了國外電磁懸浮軸承廢氣渦輪增壓器價格昂貴、體積龐大、結構復雜的缺點。
文檔編號F02B37/00GK201351511SQ20082022688
公開日2009年11月25日 申請日期2008年12月17日 優(yōu)先權日2008年12月17日
發(fā)明者陳發(fā)謙 申請人:陳發(fā)謙