小型汽油機渦輪增壓器渦輪轉(zhuǎn)子的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于渦輪增壓器領(lǐng)域，具體是一種小型汽油機渦輪增壓器渦輪轉(zhuǎn)子。它包括渦輪與轉(zhuǎn)軸，渦輪內(nèi)設(shè)有渦輪葉片，所述的渦輪與轉(zhuǎn)軸連接處設(shè)有中空的空腔；所述的轉(zhuǎn)軸的軸頸處設(shè)有縮徑段，該縮徑段與軸承內(nèi)壁面形成貯油腔；轉(zhuǎn)軸的渦輪連接端的周面上設(shè)有甩油槽。本發(fā)明的優(yōu)點是導(dǎo)熱率大大降低，工作過程中，傳導(dǎo)至機芯浮動軸承處的熱量也大大降低，提高了軸承的使用壽命，提高了機芯工作的穩(wěn)定性和可靠性。
【專利說明】小型汽油機渦輪增壓器渦輪轉(zhuǎn)子
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于渦輪增壓器領(lǐng)域，具體是一種小型汽油機渦輪增壓器渦輪轉(zhuǎn)子。
【背景技術(shù)】
[0002]輪增壓器技術(shù)通過渦輪增壓提高進氣密度，可以全面改善發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性以及排放指標等綜合性能，給發(fā)動機注入強勁動力，被譽為內(nèi)燃機發(fā)展史上的第二個里程碑。
[0003]渦輪增壓器渦輪端與排氣管聯(lián)結(jié)，渦輪通過轉(zhuǎn)軸與壓縮機葉輪相連。壓縮機能夠把從進氣管的空氣壓縮至發(fā)動機汽缸中。發(fā)動機工作時氣缸排出的廢氣對渦輪做功，推動葉片進行旋轉(zhuǎn)，進而帶動壓縮機旋轉(zhuǎn)，向汽缸中供氣。渦輪端工作效率越高，壓縮機向發(fā)動機汽缸的供氣也越多，發(fā)動機汽缸中進氣量的提高，能提高燃油的燃燒率和尾氣排放的清潔度。因此，渦輪的工作效率直接影響整個增壓器的性能。
[0004]目前，渦輪增壓技術(shù)正向兩個方面發(fā)展:一是向小功率汽油機方向發(fā)展；二是向高增壓和超高增壓方向發(fā)展。渦輪轉(zhuǎn)子是增壓器的做功部件，其效率的高低、性能的好壞、工作的可靠性直接影響了增壓器的性能。隨著渦輪增壓技術(shù)向中小功率內(nèi)燃機方向的發(fā)展，對渦輪轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)設(shè)計、性能及強度的要求愈來愈高。
[0005]渦輪轉(zhuǎn)子由渦輪葉輪和和轉(zhuǎn)軸組成，渦輪和軸通過摩擦焊聯(lián)結(jié)在一起，之后再進行精加工。通常結(jié)構(gòu)的渦輪轉(zhuǎn)子，渦輪和轉(zhuǎn)軸的焊接接頭處是實心的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的問題是渦輪和轉(zhuǎn)軸焊接接頭實心導(dǎo)致導(dǎo)熱率高的缺點，提出一種小型汽油機渦輪增壓器渦輪轉(zhuǎn)子。
[0007]本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:
[0008]小型汽油機渦輪增壓器渦輪轉(zhuǎn)子，它包括渦輪與轉(zhuǎn)軸，渦輪內(nèi)設(shè)有渦輪葉片，所述的渦輪與轉(zhuǎn)軸連接處設(shè)有中空的空腔；所述的轉(zhuǎn)軸的軸頸處設(shè)有縮徑段，該縮徑段與軸承內(nèi)壁面形成貯油腔；轉(zhuǎn)軸的渦輪連接端的周面上設(shè)有甩油槽。
[0009]所述的渦輪葉片包括進氣邊與出氣邊，進氣邊與渦輪端面的夾角α為51°，所述的出氣邊與渦輪端面的夾角β為10°。
[0010]所述的渦輪葉片為斜流式渦輪葉片。
[0011]所述的渦輪端面上設(shè)有去重帶。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點是導(dǎo)熱率大大降低，工作過程中，傳導(dǎo)至機芯浮動軸承處的熱量也大大降低，提高了軸承的使用壽命，提高了機芯工作的穩(wěn)定性和可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為渦輪與轉(zhuǎn)軸連接的局部剖視圖；[0015]圖3為渦輪葉片的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖1、圖2、圖3所示，小型汽油機渦輪增壓器渦輪轉(zhuǎn)子，它包括渦輪1、轉(zhuǎn)軸2以及渦輪葉片5，轉(zhuǎn)軸2連接渦輪I與壓輪，轉(zhuǎn)軸2外設(shè)有軸承4，渦輪I內(nèi)設(shè)有渦輪葉片5，所述的渦輪I與轉(zhuǎn)軸4連接處設(shè)有中空的空腔3 ;所述的轉(zhuǎn)軸2的軸頸處設(shè)有縮徑段，該縮徑段與軸承內(nèi)壁面形成貯油腔6 ;轉(zhuǎn)軸2的渦輪連接端的周面上設(shè)有甩油槽7。
[0017]在渦輪轉(zhuǎn)子裝浮動軸承的軸頸上，開一條槽作為貯油腔6，槽尺寸為18.1，Φ4。采用這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢在于:1)渦輪轉(zhuǎn)子與整體式浮動軸承配合工作時，能夠在軸的中間部位形成一個貯油槽，有利于轉(zhuǎn)子的潤滑；2)轉(zhuǎn)子軸與浮動軸承的接觸面積相比改型前減小了，實驗證明這種結(jié)構(gòu)的增壓器的振動更?。?)由于整個轉(zhuǎn)子的質(zhì)量減小了，其質(zhì)心的旋轉(zhuǎn)離心力相比改型前更小，有利于整機的VSR動平衡。
[0018]渦輪的密封環(huán)采用活塞式密封環(huán)，密封環(huán)的材質(zhì)采用耐熱鋼AISI/SAE M2，渦輪軸密封處采用雙槽的結(jié)構(gòu)設(shè)計，左端的槽設(shè)計成甩油槽的形式，采用這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢在于:I)活塞式密封環(huán)提高了渦端的密封性能和密封的可靠性；2)采用的耐熱鋼成功的解決了渦輪端密封的耐熱性問題；3)采用甩油槽的結(jié)構(gòu)后，渦輪轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)時，潤滑油在慣性離心力的作用下，會順著60°的斜面被甩到左端的油腔內(nèi)，減少了流向密封環(huán)處的油量，提高了渦端的密封性。
[0019]其中，渦輪葉片5包括進氣邊5a與出氣邊5b，進氣邊與渦輪端面的夾角α為51°，所述的出氣邊5a與渦輪端面的夾角β為10。，渦輪葉輪的出氣邊設(shè)計成10°的斜角。通常結(jié)構(gòu)的渦輪的出氣邊為直邊形式，工作過程中，高速高壓的發(fā)動機廢氣在渦輪流道內(nèi)向左端流動時，在出氣口瞬間擺脫渦輪葉片的束縛，會引起嘯叫，產(chǎn)生較大的噪音。在改型的結(jié)構(gòu)中，將其出氣邊設(shè)計成10°的斜角形式，氣體在向左端流動過程中，首先從初始的出氣口擺脫束縛，然后平穩(wěn)地過度到最終出氣口擺脫束縛，氣流就有所緩沖地從增壓器中排放到排氣管中，從而降低嘯叫，較少了噪音。
[0020]其中，渦輪葉片為斜流式渦輪葉片，將渦輪葉輪的進氣口葉片設(shè)計為斜流式，由于葉片進口傾斜，使得氣流能很好地適應(yīng)葉型的變化而平緩地過渡至軸向，并且可以有效地防止葉輪外出口外徑增大帶來的輪緣處氣流脫離現(xiàn)象，使葉輪的內(nèi)部流暢性大為改善，與同樣輪徑的徑流式渦輪相比，流通能力大大增加。另外，采用多葉片和薄型葉片的設(shè)計方式，盡可能的提高渦輪的效率。本專利的渦輪采用12個葉片，葉片最薄的處控制在0.5mm左右。
[0021]其中，渦輪端面上設(shè)有去重帶8，避免了在渦輪打磨去重時造成的盤面強度降低和外觀缺陷。
【權(quán)利要求】
1.小型汽油機渦輪增壓器渦輪轉(zhuǎn)子，它包括渦輪與轉(zhuǎn)軸，渦輪內(nèi)設(shè)有渦輪葉片，其特征在于:所述的渦輪與轉(zhuǎn)軸連接處設(shè)有中空的空腔；所述的轉(zhuǎn)軸的軸頸處設(shè)有縮徑段，該縮徑段與軸承內(nèi)壁面形成貯油腔；轉(zhuǎn)軸的渦輪連接端的周面上設(shè)有甩油槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型汽油機渦輪增壓器渦輪轉(zhuǎn)子，其特征在于:所述的渦輪葉片包括進氣邊與出氣邊，進氣邊與渦輪端面的夾角α為51°，所述的出氣邊與渦輪端面的夾角β為10°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的小型汽油機渦輪增壓器渦輪轉(zhuǎn)子，其特征在于:所述的渦輪葉片為斜流式渦輪葉片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的小型汽油機渦輪增壓器渦輪轉(zhuǎn)子，其特征在于:所述的渦輪端面上設(shè)有去重帶。
【文檔編號】F01D5/02GK103925010SQ201310739540
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】唐云冰, 章璟璇, 吉秋菊 申請人:常州環(huán)能渦輪動力股份有限公司