具有冷卻結(jié)構(gòu)的渦輪增壓器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有冷卻結(jié)構(gòu)的渦輪增壓器，其可包括中心殼體，軸在該中心殼體上可旋轉(zhuǎn)地安裝；渦輪葉輪，其設(shè)置在所述軸的一端；壓縮器葉輪，其設(shè)置在所述軸的另一端；渦輪殼體，其被緊固至所述中心殼體并覆蓋所述渦輪葉輪，使得廢氣流入到所述渦輪葉輪中；壓縮器殼體，其被緊固至所述中心殼體并覆蓋所述壓縮器葉輪，使得吸入的空氣流入到所述壓縮器葉輪中；以及線圈型熱交換器，其沿著所述軸的旋轉(zhuǎn)方向形成，并位于所述中心殼體與所述渦輪葉輪之間的空間中。
【專利說明】具有冷卻結(jié)構(gòu)的渦輪增壓器
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2013年9月25日提交的韓國專利申請(qǐng)第10-2013-0113905號(hào)的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容合并于此通過引用而用作所有目的。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種具有冷卻結(jié)構(gòu)的渦輪增壓器，其中渦輪通過廢氣旋轉(zhuǎn)，由渦輪操作的壓縮器通過對(duì)吸入的空氣進(jìn)行壓縮而提升發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，并且廢氣質(zhì)量得到改善。

【背景技術(shù)】
[0004]渦輪增壓器已廣泛用于內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，特別用于重型卡車或船只的發(fā)動(dòng)機(jī)。近來，那些渦輪增壓器已被用于車輛，從而從較小的發(fā)動(dòng)機(jī)獲得較大的動(dòng)力。此外，渦輪增壓器通過使燃料更完全的燃燒而改善廢氣的質(zhì)量。渦輪增壓器的一般功能和設(shè)計(jì)為本領(lǐng)域所公知的。
[0005]渦輪增壓器包括通過廢氣旋轉(zhuǎn)的渦輪以及由渦輪操作用以壓縮吸入氣體的壓縮器，其中渦輪和壓縮器通過軸連接。在渦輪增壓器中，大約200至800度的熱傳遞至中心殼體和軸，從而使得通過熱輻射的熱傳遞通過安裝隔熱裝置結(jié)構(gòu)而被降至最低。
[0006]存在一種方法通過制造具有至少兩個(gè)材料層和一個(gè)隔熱體的隔熱裝置并在隔熱裝置中固定一個(gè)空氣隔熱層從而能夠?qū)醾鬟f降至最低，而用于將熱傳遞在殼體之間最小化的研究仍然在進(jìn)行。例如，在常規(guī)技術(shù)中有W02010123761A2和W02009068460A1。
[0007]公開于本發(fā)明【背景技術(shù)】部分的信息僅僅旨在加深對(duì)本發(fā)明總體【背景技術(shù)】的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明致力于提供一種具有冷卻結(jié)構(gòu)的渦輪增壓器，其具有如下優(yōu)點(diǎn):改善軸承的耐用度，并通過將傳遞至軸和中心殼體的熱降至最低而使整體性能得以穩(wěn)定。
[0009]本發(fā)明的各個(gè)方面提供一種具有冷卻結(jié)構(gòu)的渦輪增壓器，其可包括中心殼體，軸在該中心殼體上可旋轉(zhuǎn)地安裝；渦輪葉輪，其設(shè)置在所述軸的一端；壓縮器葉輪，其設(shè)置在所述軸的另一端；渦輪殼體，其被緊固至中心殼體并覆蓋渦輪葉輪，使得廢氣流入到渦輪葉輪中；壓縮器殼體，其被緊固至中心殼體并覆蓋壓縮器葉輪，使得吸入的空氣流入到壓縮器葉輪中；以及線圈型熱交換器，其沿著軸的旋轉(zhuǎn)方向形成，并位于中心殼體與渦輪葉輪之間的空間中。
[0010]線圈型熱交換器可包括冷卻線圈，并且冷卻線圈在渦輪葉輪的旋轉(zhuǎn)方向上延伸。冷卻線圈可從中心殼體的一側(cè)被供給冷卻劑，并可將冷卻劑排出至中心殼體的另一側(cè)。冷卻劑室與線圈型熱交換器的入口和出口連接，該冷卻劑室可在中心殼體中形成。
[0011]在一些情況下，冷卻線圈可包括第一線圈，其使得冷卻劑沿著渦輪葉輪的旋轉(zhuǎn)方向流動(dòng)；第二線圈，其臨近第一線圈設(shè)置并使冷卻劑沿著與渦輪葉輪的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向流動(dòng)；以及切換線圈，其設(shè)置在第一線圈和第二線圈的結(jié)合處。在另一些情況下，冷卻線圈可包括外部線圈，其具有與線圈型熱交換器的入口連接的一端以及與線圈型熱交換器的出口連接的另一端；內(nèi)部線圈，其設(shè)置在外部線圈內(nèi)部；以及連接線圈，其將外部線圈和內(nèi)部線圈連接。
[0012]渦輪增壓器還可包括隔熱裝置，其設(shè)置在線圈型熱交換器與渦輪葉輪之間，并對(duì)熱進(jìn)行阻隔。
[0013]冷卻線圈的直徑可約為Imm至5mm，并且冷卻劑可以在冷卻線圈中流動(dòng)。冷卻劑可包括水、空氣、油，或者IS氣。
[0014]為了解決常規(guī)技術(shù)中的至少一些問題，在根據(jù)本發(fā)明的具有冷卻結(jié)構(gòu)的渦輪增壓器中，線圈型熱交換器設(shè)置在中心殼體與渦輪葉輪之間，并且冷卻劑通過線圈型熱交換器循環(huán)，使得傳遞至中心殼體和軸的熱可被降至最低。
[0015]在納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于說明本發(fā)明某些原理的【具體實(shí)施方式】中，本發(fā)明的方法和裝置所具有的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚或得以更為具體地闡明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明的具有冷卻結(jié)構(gòu)的示例性渦輪增壓器的橫截面圖。
[0017]圖2為示出了根據(jù)本發(fā)明的具有冷卻結(jié)構(gòu)的示例性渦輪增壓器局部具體的橫截面圖。
[0018]圖3為示出了用于根據(jù)本發(fā)明的具有冷卻結(jié)構(gòu)的渦輪增壓器的示例性冷卻線圈的前視圖。
[0019]圖4為示出了根據(jù)本發(fā)明的裝備有冷卻線圈的具有冷卻結(jié)構(gòu)的示例性渦輪增壓器的立體圖。
[0020]圖5為示出了用于根據(jù)本發(fā)明的具有冷卻結(jié)構(gòu)的渦輪增壓器的另一示例性冷卻線圈的前視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021 ] 現(xiàn)在將具體參考本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例，這些實(shí)施例的實(shí)例被顯示在附圖中并描述如下。盡管本發(fā)明與示例性實(shí)施例相結(jié)合進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實(shí)施例。而是相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實(shí)施例，而且覆蓋可以被包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明精神和范圍之內(nèi)的各種選擇形式、修改形式、等同形式及其它實(shí)施方案中。
[0022]圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方案的具有冷卻結(jié)構(gòu)的渦輪增壓器的橫截面圖。參考圖1，具有冷卻結(jié)構(gòu)的渦輪增壓器包括壓縮器葉輪100，軸110，渦輪葉輪120，線圈型熱交換器130，渦輪殼體140，中心殼體150，以及壓縮器殼體160。
[0023]軸110穿過中心殼體150的中心設(shè)置，可旋轉(zhuǎn)地穿過軸承，渦輪葉輪120安裝在軸110的一端，而壓縮器葉輪100安裝在軸110的另一端。
[0024]渦輪殼體140安裝在中心殼體150上，覆蓋渦輪葉輪120，并且將廢氣供應(yīng)和排出至渦輪葉輪120。壓縮器殼體160安裝在中心殼體150上，覆蓋壓縮器葉輪100，并且將吸入的空氣供應(yīng)和排出至壓縮器葉輪100。
[0025]線圈型熱交換器130設(shè)置在渦輪葉輪120與中心殼體150之間的狹窄空間中，并吸收在其之間產(chǎn)生的熱。因此，中心殼體150溫度的增加通過廢氣而受到限制，并且軸承的潤滑劑溫度降低，從而整個(gè)渦輪增壓器的耐用度得到提升。
[0026]圖2為示出了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方案的具有冷卻結(jié)構(gòu)的渦輪增壓器局部具體的橫截面圖。參考圖2，線圈型熱交換器130包括入口 200，冷卻線圈210，以及出口 220，入口 200和出口 220與在中心殼體150中形成的冷卻劑室連接。
[0027]中心殼體150設(shè)置在一側(cè)，隔熱裝置132設(shè)置在另一側(cè)，冷卻線圈210設(shè)置在其之間。隔熱裝置132防止熱從渦輪葉輪120傳遞至中心殼體150，并保護(hù)線圈型熱交換器130。
[0028]圖3為示出了用于根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方案的具有冷卻結(jié)構(gòu)的渦輪增壓器中的一種類型的冷卻線圈的前視圖。參考圖3，線圈型熱交換器130包括冷卻線圈210，入口 200，以及出口 220，并且冷卻線圈210包括第一線圈310，第二線圈320，以及切換線圈300。
[0029]第一線圈310形成為使得冷卻劑順時(shí)針流動(dòng)，并且第一線圈310與入口 200連接，而第二線圈320與出口 220連接，其另一端與第一線圈310的另一端連接，從而使得冷卻劑逆時(shí)針流動(dòng)。改變冷卻劑流動(dòng)的切換線圈300設(shè)置在第一線圈310與第二線圈320的結(jié)合處。
[0030]如圖中所示，冷卻線圈210的第一線圈310和第二線圈320成螺旋形布置，朝著軸110的中心彼此鄰近。
[0031]圖4為示出了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方案的裝備有冷卻線圈的具有冷卻結(jié)構(gòu)的渦輪增壓器的立體圖。圖4示出了線圈型熱交換器設(shè)置在中心殼體上并且將隔熱裝置從圖2的狀態(tài)中移除時(shí)的情況。
[0032]圖5為示出了在根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方案的具有冷卻結(jié)構(gòu)的渦輪增壓器中的另一類型的冷卻線圈的前視圖。
[0033]參考圖5，線圈型熱交換器130包括入口 200，出口 220，冷卻線圈210，以及連接線圈520，并且冷卻線圈210包括內(nèi)部線圈510和外部線圈500。
[0034]外部線圈500連接至入口 200和出口 220，外部線圈500以預(yù)定距離設(shè)置在內(nèi)部線圈510的外部，內(nèi)部線圈510和外部線圈500圍繞軸110的中心軸線同軸布置。
[0035]還設(shè)置了連接線圈520，其連接外部線圈500和內(nèi)部線圈510。因此，通過入口 200供應(yīng)的冷卻劑通過外部線圈500、連接線圈520、內(nèi)部線圈510，以及出口 220而循環(huán)。
[0036]在本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案中，冷卻線圈210的直徑可為大約Imm至5mm的范圍，冷卻劑能夠吸收從渦輪葉輪120傳遞至中心殼體150的熱并同時(shí)在冷卻線圈210中流動(dòng)。此夕卜，冷卻劑可包括水、空氣、油、氬氣等等。
[0037]為了解釋的方便和所附權(quán)利要求書中的精確限定，術(shù)語“內(nèi)”或“外”等等被用于結(jié)合示出在附圖中的部件位置而描述具體實(shí)施例中的這些部件。
[0038]前面對(duì)本發(fā)明具體示例性實(shí)施方案所呈現(xiàn)的描述是出于說明和描述的目的。前面的描述并非意欲窮盡，或者將本發(fā)明嚴(yán)格限制為所公開的具體形式，顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)可能進(jìn)行很多改變和變化。選擇示例性實(shí)施方案并進(jìn)行描述是為了解釋本發(fā)明的特定原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種示例性實(shí)施方案及其不同選擇形式和修改形式。本發(fā)明的范圍意在由所附權(quán)利要求書及其等同形式所限定。
【權(quán)利要求】
1.一種具有冷卻結(jié)構(gòu)的渦輪增壓器，包括: 中心殼體，軸在該中心殼體上能夠旋轉(zhuǎn)地安裝； 渦輪葉輪，所述渦輪葉輪設(shè)置在所述軸的一端； 壓縮器葉輪，所述壓縮器葉輪設(shè)置在所述軸的另一端； 渦輪殼體，所述渦輪殼體被緊固至所述中心殼體并覆蓋所述渦輪葉輪，使得廢氣流入到所述渦輪葉輪中； 壓縮器殼體，所述壓縮器殼體被緊固至所述中心殼體并覆蓋所述壓縮器葉輪，使得吸入的空氣流入到所述壓縮器葉輪中；以及 線圈型熱交換器，所述線圈型熱交換器在所述軸的旋轉(zhuǎn)方向上形成，并位于所述中心殼體與所述渦輪葉輪之間的空間中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有冷卻結(jié)構(gòu)的渦輪增壓器，其中所述線圈型熱交換器包括冷卻線圈，并且該冷卻線圈在所述渦輪葉輪的旋轉(zhuǎn)方向上延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有冷卻結(jié)構(gòu)的渦輪增壓器，其中所述冷卻線圈從所述中心殼體的一側(cè)被供給冷卻劑，并將所述冷卻劑排出至所述中心殼體的另一側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有冷卻結(jié)構(gòu)的渦輪增壓器，其中冷卻劑室與所述線圈型熱交換器的入口和出口連接，該冷卻劑室在所述中心殼體中形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有冷卻結(jié)構(gòu)的渦輪增壓器，其中所述冷卻線圈包括: 第一線圈，所述第一線圈使得冷卻劑沿著所述渦輪葉輪的旋轉(zhuǎn)方向流動(dòng)； 第二線圈，所述第二線圈臨近所述第一線圈設(shè)置并使冷卻劑沿著與所述渦輪葉輪的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向流動(dòng)；以及 切換線圈，所述切換線圈設(shè)置在所述第一線圈和所述第二線圈的結(jié)合處。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有冷卻結(jié)構(gòu)的渦輪增壓器，其中所述冷卻線圈包括: 外部線圈，所述外部線圈具有與所述線圈型熱交換器的入口連接的一端以及與所述線圈型熱交換器的出口連接的另一端； 內(nèi)部線圈，所述內(nèi)部線圈設(shè)置在所述外部線圈內(nèi)；以及 連接線圈，所述連接線圈將所述外部線圈和所述內(nèi)部線圈連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有冷卻結(jié)構(gòu)的渦輪增壓器，還包括: 隔熱裝置，所述隔熱裝置設(shè)置在所述線圈型熱交換器與所述渦輪葉輪之間，并對(duì)熱進(jìn)行阻隔。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有冷卻結(jié)構(gòu)的渦輪增壓器，其中所述冷卻線圈的直徑大約為1_至5mm,并且冷卻劑在所述冷卻線圈中流動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有冷卻結(jié)構(gòu)的渦輪增壓器，其中所述冷卻劑包括水、空氣、油，或者IS氣。
【文檔編號(hào)】F02B39/00GK104454143SQ201310739183
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】楊性振, 李昇衍, 金光煥, 陳暻旭, 樸義然, 樸俊寬, 李吉范, 丁庚宰 申請(qǐng)人:現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社, 現(xiàn)代威亞株式會(huì)社